DE2257470C3

DE2257470C3 - Membranvergaser für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2257470C3
Application number: DE2257470A
Authority: DE
Inventors: C H Tuckey
Original assignee: Walbro Corp
Current assignee: Walbro Corp
Priority date: 1971-12-09
Filing date: 1972-11-23
Publication date: 1978-11-09
Also published as: GB1362129A; CA966377A; FI54834C; IT966792B; FI54834B; US3758084A; DE2257470A1; FR2164404A5; JPS5012537B2; SE377486B; JPS4864333A; DE2257470B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Membranvergaser für Brennkraftmaschinen, mit einer Brennstoffkammer, zu der der Brennstoffzulauf von einer Steuermembran über ein Ventil gesteuert ist und die über einen einstellbaren Meßquerschnitt mit einer in einen Ansaugkanal mündenden Brennstoffspritzdüse verbunden ist und der einen zum Meßquerschnitt strömungsmäßig parallel liegenden Zusatzbrennstoffkanal aufweist, der von einem zur Brennstoffspritzdüse hin öffnenden Rückschlagventil gesteuert ist

Die Erfindung geht von einem bekannten Membranvergaser aus (US-PS 33 20 937), bei dem durch das Rückschlagventil eine zusätzliche Gemischanreicherung vorgenommen wird. Das Rückschlagventil im Bypass zum Brennstoffmeßquerschtiitt zur Spritzdüse kann aber nur in einer Endlage den Bypass absperren. Bei einem vorgegebenen Unterdruckwert wird dabei kontinuierlich Brennstoff über den Bypass zur Spritzdüse strömen. Gerade bei extrem hohen Unterdrücken, wie z. B. bei Schiebebetrieb, ist dies jedoch unerwünscht

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Membranvergaser der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß bei möglichst kleiner Bauhöhe der erforderliche Beschleunigungsbrennstoff bereitgestellt wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rückschlagventil, das von einer Membranzunge gebildet ist, als Umschaltventil ausgestaltet ist, das in einer Zwischenstellung einen Strömungsfluß vom Steuerquerschnitt der einen Endlage zum Steuerquerschnitt der anderen Endlage zuläßt

Somit sperrt das als Umschaltventil ausgebildete Rückschlagventil in beiden Endlagen die entsprechenden Strömungskanäle ab, so daß nur in einer Zwischenlage ein Brennsto^ffluß über die durch das Rückschlagventil beherrschten Steuerquerschnitte erfolgen kann.

In seiner ersten Endlage (Leerlauf) verschließt das Umschaltventil den Brennstoffzulauf zur Brennstoffspritzdüse und zum Bypass. In der zweiten Endlage verschließt das Umschaltventil den Bypass und der Brennstoff gelangt über den einstellbaren Meßquerschnitt zur Brennstoffspritzdüse. In der dritten Betriebsstellung, in der sich das Umschaltventil in der Zwischenstellung befindet (Beschleunigung) sind sowohl Bypass als auch einstellbarer Meßquerschnitt zur Brennstoffspritzdüse offen.

Ferner ist der erfindungsgemäße Membranvergaser sehr einfach aufgebaut, weist eine sehr geringe Bauhöhe und damit geringe Abmessungen auf. Hat beispielsweise Sin im wesentlichen würfelförmiger herkömmlicher Membranvergaser für tragbare Motorsägen eine Kantenlänge von 33 bis 5 cm, so hat ein vergleichbarer

ίο erfindungsgemäßer Membranvergaser nur eine Kantenlänge von 0,6 bis 2J5 cm. Das Umschaltventil läßt sich ferner auf sehr einfache Weise herstellen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeich-

nung näher erläutert In dieser zeigt

Fi g. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Membranvergaser quer durch den Ansaugkanal,

Fig.2, 3, 4 schematische Längsschnitte durch einen Teil des in Fig. 1 dargestellten Membranvergasers in vergrößertem Maßstab, wobei das Umschaltventil in den verschiedenen Betriebsstellungen dargestellt ist;

F i g. 5 eine Ansicht der Unterseite des in F i g. 1 dargestellten Membranvergasers bei geöffneter Brennstoffkammer, d. h. eine Ansicht des oberhalb der Linie 5-5 von F i g. 1 gelegenen Teil des Vergasers;

Fig.6 eine Ansicht einer für das Umschaltventil verwendeten Platte als Flächendichtung;

F i g. 7 eine Ansicht einer Platte mit der Membranzunge des Umschaltventils; und

F i g. θ eine Deckplatte für das Umschaltventil.

In F i g. 1 weist ein erfindungsgemäßer Membranvergaser ein Gehäuse 10 mit einem Ansaugkanal 12 auf. Dieser ist mit einem in F i g. 2 schematisch dargestellten Venturi-Abschnitt 14 versehen, in den eine Brennstoffspritzdüse 16 einmündet In dem oberen Abschnitt des in F i g. 1 dargestellten Membranvergasers ist eine Pumpenkammer 18 herkömmlicher Bauweise ausgebildet In ihr ist eine Pumpenmembran 20 angeordnet durch welche über eine Einlaßöffnung anstehender Brennstoff durch eine Abgabekammer 22 und ein Filter 24 zu einer Kammer 26 gefördert wird. Die Kammer 26 ist mit einer durch ein Nadelventil 30 verschließbaren Abgabeöffnung 28 versehen.
Das Einstellen des Nadelventils 30 erfolgt über einen schwenkbaren Hebel 32. Dieser ist auf einem Stift 34 gelagert und wird durch eine Feder 36 vorgespannt. Die Bewegung des Hebels 32 erfolgt mittels eines auf einer Membran 40 ausgebildeten Vorsprungs 38. Die Membran 40 ist in einer Brennstoffkammer 42 angeordnet,

so welche durch eine Wand des Gehäuses 10 des Membranvergasers und durch eine Halteplatte 44 begrenzt ist

In Fig.5 ist eine Aufsicht auf die Unterseite des Gehäuses 10 des Membranvergasers dargestellt und zwar in Richtung der Pfeile 5-5 von F i g. 1 nach Abnahme der Membran 40. Der auf dem Stift 34 gelagerte Hebel 32 wird durch eine Schraube 46 an seinem Platz gehalten. Zum Befestigen der Halteplatte 44 sind auf dem Gehäuse 10 Gewindebohrungen 48 vorgesehen. Um ein richtiges Fluchten der Membran 40 und der sie umgebenden Dichtung sicherzustellen, sind Ausrichtansätze 50 vorgesehen. Der innerhalb der Brennstoffkammer 42 liegende Teil der in F i g. 5 dargestellten Wand des Gehäuses 10 ist mit einer

h5 Ausnehmung 52 versehen, um ein Rückschlagventil anbringen zu können. Auf der Stirnfläche der Ausnehmung 52 ist ein weiter vertiefter Kanal 54 vorgesehen. Dieser weist drei in den Ansaugkanal 12 hinein

verlaufende Offnungen 56, 58 und 60 auf. Diese sind auch in den Fig.2 bis 4 dargestellt und stellen die Leerlaufbrennstoffdüsen des Membran Vergasers dar. Der von der Pumpenkammer 18 über das Nadelventil 30 zugeführte Brennstoff strömt über einen Kanal 62, um eine öffnung 64 zur Aufnahme einer Schraube herum und durch einen gestrichelt dargestellten Kanal 66 zu dem gekrümmten vertieften Kanal 54. Ein Leerlaufnadelventil 68 regelt die bei Leerlauf durch den Kanal 66 strömende Brennstoffmenge.

Ein weiterei' Abschnitt der Ausnehmung 52 belegt ein im wesentlichen rechteckiges Gebiet, das durch einen auf der Oberfläche der Ausnehmung ausgebildeten erhöhten Rand 70 begrenzt ist. Innerhalb dieses Bereichs ist ein Zusatzbrennstoffkanal 72 angeordnet. Dieser Zusatzkanal ist als Verlängerung der Brennstoffspritzdüse 16 ausgebildet Die Brennstoffspritzdüse steht über einen radial gerichteten, in F i g. 5 gestrichelt dargestellten Kanal 76 und über eine weitere in die Stirnfläche der Ausnehmung 52 einmündende Bohrung 74 mit der Brennstoffkammer in Verbindung. Der Brennstoffstrom durch die Brennstoffspritzdüse 16 läßt sich über ein den Brennstoffstrom begrenzendes Hauptnadelventil 78 einsteilen.

In Fig.6 ist eine Platte 80 dargestellt Sie hat eine Dicke von etwa 0,4 mm und ist mit einer ausgesparten Öffnung 82 versehen, die im zusammengebauten Membranvergaser über dem erhöhten Rand 70 liegt und eine Steuerkammer für Brennstoff begrenzt Zur Aufnahme einer in F i g. 1 dargestellten Befestigungsschraube 86 ist ein Loch 84 vorgesehen.

In Fig.7 ist eine Platte 90 aus sehr dünnem federndem Material dargestellt Diese ist wiederum mit einem Loch 92 zur Aufnahme der Schraube 86 versehen. In der dünnen Platte 90 ist eine Membranpumpe 94 ausgebildet, die bei zusammengebautem Membranvergaser den innerhalb des Randes 70 liegenden Zusatzkanal 72 überdeckt (siehe auch F i g. 5).

In Fig.8 ist eine Platte 10 dargestellt, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus Metall gefertigt ist und ein mit den Löchern 84 und 92 der Teile 80 und 90 fluchtendes Loch 102 zur Aufnahme der Schraube 86 aufweist. Die Form der Platten 80,90 und 100 ist in den Grundzügen im wesentlichen gleich und so gewählt, daß die Teile in die in der Wand der Brennstoffkammer 42 vorgesehene Ausnehmung 52 passen. Wie oben schon ausgeführt, ist die Membranzunge 94 so angeordnet, daß sie den Zusatzkanal 72 als Verlängerung der zum Ansaugkanal führenden Brennstoffspritzdüse überdekken und gleichermaßen eine öffnung 104 abdecken kann, die durch die Deckplatte 100 hindurch zur Brennstoffkammer 42 führt

Werden die Platten 80, 90 und 100 in die Membrankammer eingebaut, so ist die Membranzunge 94 in der durch die öffnung 82 begrenzten Steuerkammer bewegbar, so daß in einer Betriebsstellung die öffnung 104 geschlossen wird und in einer weiteren Betriebsstellung der Zusatzkanal 72 verschlossen wird. Dies ist in den F i g. 2 bis 4 näher dargestellt Wie dort ersichtlich, führt der Weg von der Brennstoffkammer 42 zum Ansaugkanal über die in der Platte 100 vorgesehene öffnung 104 zu der durch die öffnung 82 begrenzten Steuerkammer. Dort teilt sich der Weg: zum einen strömt Brennstoff durch die Bohrung 74, am Hauptnadelventil 78 vorbei, durch den Kanal 76 und von dort in die Brennstoffspritzdüse 16; zum anderen kann Brennstoff in den Zusatzkanal 72 eintreten und von dort in die dahinterliegende Brennstoffspritzdüse strömen.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Membranvergasers erläutert Durch die Pumpenmembran 20 wird von einem Einlaß her anstehender Brennstoff durch das Filter 24 zu der öffnung 28 gefördert Das Nadelventil 30 stellt die zur Brennstoffkanuner 42 weitergegebene Brennstoffmenge ein. Das durch die Membran 40 bewegbare Nadelventil spricht wie üblich über die Membran 40 auf Druckimpulse der Brennkraftmaschine an. Aus der Membrankammer

ίο strömt Brennstoff über die in der Platte 100 ausgebildete öffnung 104, die öffnung 82 und die öffnung 74, strömt am Hauptnadelventil 78 vorbei in den Kanal 76 und gelangt von dort in die Brennstoffspritzdüse 16.

Ist die Drosselklappe des Membranvergasers, wie in

F i g. 4 dargestellt, weit geöffnet, so erfolgt das Strömen des Brennstoffes wie soeben dargelegt und die ein Rückschlagventil bildende Membranzunge 94 wird nach oben gegen den Zusatzkanal 72 gedrückt so daß dieser verschlossen wird. Damit wird in den Ansaugkanal eine einstellbare Brennstoffmenge eingeführt

Bei geschlossener Drosselklappe steht die Membranzunge 94, wie in F i g. 3 dargestellt ist in einer unteren Endlage, in der die öffnung 104 verschlossen ist; hierdurch wird ein Rückschlagen aus dem Ansaugkanal über die Leerlaufkammern verhindert Damit kann Brennstoff aus der Membrankammer über die Leerlaufbrennstoffkanäle zu der öffnung 56 fließen. Bei derart geschlossener Drosselklappe können die öffnungen 58 und 60 als Lufteinlaßöffnungen zur Herstellung des Leerlaufgemisches dienen. Bei mittleren Drosselklappenstellungen können die öffnungen 58 und 60 als Brennstoffkanäle dienen, wie dies bei herkömmlichen derartigen Membranvergasern der Fall ist
In F i g. 2 ist die Membranzunge 94 in einer mittleren

Stellung dargestellt in der sowohl die öffnung 104 als auch der Zusatzkanal 72 offen sind. In diesem Betriebszustand befindet sich die Drosselklappe auf dem Weg von der geschlossenen Stellung in die offene Stellung und die Brennkraftmaschine wird beschleunigt.

Wie in F i g. 2 gezeigt ist, kann aus der Brennstoffkammer kommender Brennstoff über beide Wege in den Ansaugkanal 12 gelangen, also durch den durch das von Hand einstellbare Hauptnadelventil 78 teilweise verschließbaren Kanal 76 und zugleich von der öffnung 104 über die durch die Öffnung 82 begrenzte Steuerkammei und durch den Zusatzkanal 72. Diese kurzzeitig zugeführte Brennstoffmenge reicht aus, daß die Brennkraftmaschine einen Betriebszustand erreicht, in dem sie Brennstoff in einstellbarer Menge nur über den Kanal 76 erhält, nachdem das Umschaltventil durch den im Ansaugkanal herrschenden vergrößerten Unterdruck in die in Fig.4 dargestellte Stellung bewegt worden ist
Damit wird die bei Beschleunigung zusätzlich erforderliche Brennstoffmenge durch eine sehr einfache Anordnung bereitgestellt, ohne daß mit Druckimpulsen beaufschlagbare Kammern, zusätzliche Pumpen, od. dgl. vorgesehen werden müssen. Das Arbeiten des erfindungsgemäßen Vergasers kann zum Teil darauf

bo zurückzuführen sein, daß der in der Steuerkammer befindliche Brennstoff durch das Umschaltventil nach oben gedrückt wird, so daß er in die Brennstoffspritzdüse gespült wird; ferner darauf, daß der Brennstoff um die Seiten und Enden des Umschaltventils herum durch die

h^r> Steuerkammer fließen kann und die Brennstoffspritzdüse zusätzlich zu den über das Hauptnadelventil gesteuerten Kanälen auch über den Zusatzkanal erreichen kann. Damit wird ein sehr guter Übergang

vom Leerlauf zu Vollastbetrieb mit einer sehr einfachen Anordnung erhalten; dies ist im Hinblick auf die kleine Größe des Membranvergasers von großer Wichtigkeit, bei der das zusätzliche Vorsehen komplizierter Beschleunigungsvorrichtungen unmöglich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Membranvergaser für Brennkraftmaschinen, mit einer Brennstoffkammer, zu der der Brennstoffzulauf von einer Steuermembran über ein Ventil gesteuert ist und die über einen einstellbaren Meßquerschnitt mit einer in einen Ansaugkanal mündenden Brennstoffspritzdüse verbunden ist und der einen zum MeBqüerschnitt strömungsmäßig parallel liegenden Zusatzbrennstoffkanal aufweist, der von einem zur Brennstpffspritzdüse hin öffnenden Rückschlagventil gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil, das von einer Membranzunge (94) gebildet ist, als Umschlagventil ausgestaltet ist, das in einer Zwischenstellung einen Strömungsfluß vom Steuerquerschnitt der einen Endlage zum Steuerquerschnitt der anderen Endlage zuläßt.