DE2304968A1

DE2304968A1 - Vergaser fuer verbrennungskraftmaschinen mit einer vergaserausgangssteuervorrichtung

Info

Publication number: DE2304968A1
Application number: DE2304968A
Authority: DE
Inventors: Kenji Masaki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1972-02-01
Filing date: 1973-02-01
Publication date: 1973-08-30
Also published as: AU5150873A; FR2170021B1; JPS4880923A; FR2170021A1; US3810606A; CA964951A; DE2304968B2; JPS5032907B2; DE2304968C3; GB1390868A

Description

München, den 1. Februar 1973

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City /Japan

Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen mit einer'Vergaserausgangssteuervorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser zur Anwendung bei Verbrennungskraftmaschinen in Kraftfahrzeugen und insbesondere auf eine mit dem Vergaser verbundene Vorrichtung zur Optimierung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eines Brennstoffgemisches in Übereinstimmung mit klimatischen Bedingungen, wie Atmosphärendruck und Temperatur.

Es hat sich herausgestellt, daß die Betriebscharakteristika eines Vergasers, insbesondere die Arbeitsfestigkeit des Verbrennungsgemisches durch Änderungen im Atmosphärendruck und der Umgebungstemperatur beeinflußt werden. Wird ein Kraftfahrzeug im Sommer oder in großen Höhen gefahren, dann ist das Luftkraftstoffgemisch fetter als unter

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anderen mehr normalen Umständen, Das kommt daher, daß die Dichte der Luft mit ansteigender Temperatur und mit abnehmendem Druck abnimmt und daß damit verhältnismäßig kleine Luftmengen in die Maschine hineingesaugt werden. Als Ergebnis bleibt ein Teil des dem Verbrennungszylinder zugeführten Gemisches unverbrannt, da die Luftmenge nicht für eine vollständige Verbrennung in dem Zylinder ausreicht. Die unverbrannten Bestandteile in den Auspuffgasen werden in die Atmosphäre abgeführt und bewirken eine beträchtliche Umweltverschmutzung. Ist die Maschine darüber hinaus mit einer Abgasreinigungsvorrichtung wie etwa einem Thermalreaktor oder einem katalytischen Umwandler oder ähnlichem versehen, dann können die unverbrannten Bestandteile auf Teilen der Reinigungsvorrichtung abgelagert werden. Während eine solche Ablagerung allein die Wirksamkeit der Vorrichtung nachteilig beeinflußt, kann eine nachteilige und unvollständige Verbrennung der .abgelagerten unverbrannten Bestandteile erfolgen, so daß die Wirkung einer solchen Reinigungsvorrichtung nahezu vollständig ausgeschaltet wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Vergaser zu schaffen, bei dem das Luftkraftstoffgemischverhältnis in Übereinstimmung mit den klimatischen Bedingungen wie dem atmosphärischen Druck und der Außentemperatur eingestellt wird.

Diese Aufgabe wird durch einen Vergaser der eingangs genannten Art gelöst, der sich gemäß der Erfindung kennzeichnet durch eine erste mit dem stromabwärts gerichteten Teil des Ansaugkanals in Verbindung stehende Steuerkammer, die mit der Atmosphäre in Verbindung stehen kann, eine zweite mit der Haupt-Gemischzuführung und mit der Atmosphäre in Verbindung stehende zweite Steuerkammer, Mittel, die ansprechen, wenn der atmosphärische Druck unter ein vorgegebenes Druckniveau abfällt und/oder die atmosphärische Temperatur Über einen bestimmten Wert ansteigt, zur Herstellung einer Verbindung zischen der ersten Steuerkammer und der Atmosphäre zur Einführung zusätzlicher Luft in den stromabwärts gerichteten Teil des Ansaugkanals in variierender Menge und luftdruckempfindliche Mittel, die

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auf den in der ersten Steuerkammer vorherrschenden Luftdruck ansprechen, zur Bildung einer Verbindung zwischen der zweiten Steuerkammer und der Atmosphäre zum Einführen zusätzlicher Luft in die Haupt-Gemischzuführung in variierenden Mengen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Erläuterung einer Ausführungsform anhand der Figur.

In der Figur ist ein schematischer Querschnitt durch einen mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ausgestatteten Vergaser gezeigt.

Der Vergaser 10 besitzt in üblicher Weise einen Ansaugkanal 11, der zu einem nicht gez'eigten Verteilerrohr führt, eine Drosselklappe 12 inmitten des Ansaugkanals 11, eine Schwimmerkammer 13 mit einem Schwimmer 14, einen Hauptmischkreis 15 und einen Leerlauf- und Langsamlaufmischkreis 16, wobei der erstere mit der Schwimmerkammer und dem Ansaugkanal verbunden ist und der letztere von dem Hauptmischkreis

15 aus abzweigt. Der Ansaugkanal 11 besitzt einen Lufttrichter oder eine Luftdüse 17 in Richtung stromaufwärts von der Drosselklappe 12. Der Hauptmischkreis 15 besitzt eine Hauptdüse 18 neben der Schwimmerkammer 13, einen Haupt-Luft-Kraftstoffmischer 19, der eine Luftöffnungsdüse 20 enthält, und einen Hauptzerstäuber 21, der in den Lufttrichter 17 des Ansaugkanals hinein geöffnet ist. Der Leerlauf- und Langsamlaufmischkreis

16 zweigt von dem Hauptmischkreis 15 hinter der Hauptdüse 18 ab und führt zu einer Langsamlauföffnung 22 und ferner zu einer Le erlauf öffnung 23.

Die Langsamlauföffnung 22 führt in den Ansaugkanal 11 nahe der Peripherie der geschlossenen Drosselklappe, und die Leerlauföffnung 23 tritt stromabwärts von der Drosselklappe in diesen hinein. Der wirksame Querschnitt der Leerlauföffnung 23 wird vorzugsweise durch ein Nadelventil 24 eingestellt. Der Leerlauf- und Langsamlauf-Mischkreis 16 weist ferner eine Mehrzahl Luftöffnungsdrosselstellen 24 und 25 auf.

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Der insoweit beschriebene Aufbau entspricht danüblichen, und im weiteren wird die erfindungsgemässe Vorrichtung und ihr Betrieb im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen bekannten Vergaser erläutert.

Mit 30 ist eine Vorrichtung zur Kompensation der Gemischanreicherung oberhalb einer bestimmten Lufttemperatur und unterhalb eines bestimmten atmosphärischen Druckes bezeichnet. Die Vorrichtung 30 besteht im wesentlichen aus einer kombinierten Druckdosen- und Membranventilanordnung 31 und einer anderen Membranventilanordnung 32. Die Anordnungen sind axial und in einem Abstand entgegengesetzt zueinander angeordnet und bilden eine Steuerkammer 33 zwischen einem Ventilfeder sitz 46 der Ventilanordnung 31 und einer Membran 49 der Ventilanordnung 32. Ein Gehäuse 34 bildet eine Kammer, in der die erste Anordnung 31 untergebracht ist, und die durch eine Membran 35 in eine obere Kammer 36 und eine untere Kammer 37 geteilt ist. Die obere Kammer 36 enthält eine Druckdose oder einen Faltenbalg 38, die mit einem inerten Gas wie etwa Stickstoff gefüllt ist. Das Oberteil der Druckdose 38 ist mit einem Druckregulierventil 39 verbunden, welches wiederum auf der Oberwand des Gehäuses 34 montiert ist zum Aufrechterhalten eines konstanten Druckes des inerten Gases. Der Boden der Druckdose 38 wird von der Membran 35 gehalten und ist an dieser befestigt. Die Seitenwand der oberen Kammer 36 durchziehend sind eine Mehrzahl von Luftöffnungen 40 gebildet, durch die atmosphärische Luft um die Druckdose zirkulieren und das die Druckdose 38 füllende inerte Gas beeinflussen kann. Die Druckdose, die auf diese Weise einen Temperatur- und Druckwechsel abfühlt, dehnt sich aus und bewegt, wenn sie bestimmte vorgegebene Niveaus erreicht, die Membran oder federnde Platte 35. Die Anordnung 31 besitzt ferner einen Stössel 41, der an der Membran 35 befestigt ist und sich von dieser aus durch die untere Kammer 37 erstreckt. Die Membran oder federnde Platte 35 ist nach oben in der Zeichnung vorgespannt durch eine Spiralfeder 42, die in der unteren Kammer 37 montiert ist. Die untere Kammer 37 steht über eine Leitung 43 mit einem hier nicht gezeigten Luftreiniger der Maschine in Verbindung. Vom Mittelteil der unteren Kammer 37 aus erstreckt sich ein rohrförmiges schmales Gehäuse 44,

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das die Steuerkammer 33 bildet, in Richtung auf die dem Gehäuse 34 entgegengesetzte Seite oder in der Zeichnung nach unten. Ein ringförmiger Ventilsitz 46 ist an der inneren Umfangswand des rohrförmigen Gehäuses vorgesehen zur Bildung des Ventils 45, welches die Steuerkammer 33 von dem sich zur unteren Kammer 37 fortsetzenden Raum trennt. Der Ventil stössel 41 besitzt an seinem Stirnende einen Ventilkopf 47, der nach oben in der Zeichnung abgeschrägt ist. Das Ventil 45 steuert den hindurchgehenden Fluss durch den abgeschrägten Ventilkopf 47 in Übereinstimmung mit dem Grad der Auslenkung der Membran 35. Mit diesem Aufbau wird Luft durch den Luftreiniger in die Kammer 33 durch die untere Kammer 37 in unterschiedlichen Mengen geführt, die von den Änderungen in dem offenen Bereich des Ventils 45 abhängen.

Ein Gehäuse 48 nimmt die andere Membranventilanordnung 32 auf und ist ähnlich ausgebildet, jedoch mit einem kleineren Durchmesser als das Gehäuse 34 und bildet ein Ganzes mit dem rohrförmigen Gehäuse 44. Der Innenraum des Gehäuses 48 wird ebenfalls durch eine federnde Platte oder Membran 49 in eine obere Kammer 50, die sich zur Steuerkammer 33 hin fortsetzt, und eine andere Steuerkammer 51 unterteilt. Wie bei der ersten Anordnung 31 ist eine Spiralfeder 52 in der oberen Kammer 50 zur Erzeugung einer geringen Vorspannung der Membran 49 nach unten montiert. Durch die Steuerkammer 51 erstreckt sich ein Ventilstössel 53 von der Membran 49 her und besitzt einen nach oben abgeschrägten Ventilkopf 54 an seinem Stirnende. Die Steuerkammer 51 steht in Verbindung mit Luft über ein Ventil 55, das aus einem ringförmigen Ventilfedersitz 56 und dem Ventilkopf 54 gebildet wird. Die Bewegung der Membran in dieser Anordnung erfolgt als Antwort auf den in der Steuerkammer 33 eingestellten Luftdruck und daher nur indirekt als Antwort auf die Ausdehnung der Druckdose 38.

Die Ste.uerkammern 33 und 51 stehen mit dem Ansaugkanal 11 stromabwärts von der Drosselklappe 12 über eine Leitung 60 und mit dem Haupt-Luftkraftstoffmischer 19 über eine Leitung 61 in Verbindung. Auf

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diese Weise kann die in diesen Kammern vorhandene Luft in die Leitungen 60 und 61 in Abhängigkeit von verschiedenen Antriebsbedingungen gelangen, wie es im weiteren erläutert wird. Die Leitungen 60 und 61 besitzen für Drosselzwecke düsenartige Verengungen 62 und 63.

Im Betrieb wird das Ventil 45 durch den Ventilkopf 47 des Stössels 41 bei Normaltemperatur und Normaldruck geschlossen gehalten, und der Vergaser arbeitet dann in üblicher Weise. Auch die Anordnung 32 arbeitet nicht, da Druck in dem Ansaugkanal 11 in die Steuerkammer 33 übertragen wird.

Steigt die Temperatur an oder fällt der Druck ab oder tritt beides gleichzeitig auf, dann dehnt sich die gasgefüllte Druckdose 38 aus und erstreckt sich damit gegen die untere Kammer 37. Die Membran 35 wird dann nach unten bewegt und öffnet das Ventil 45. Als Ergebnis kann Luft durch die Leitung 43 in die Steuerkammer 33 durch die untere Kammer 37 und das Ventil 45 fliessen. Nimmt die Drosselklappe eine durch die durchgezogene Linie in der Zeichnung dargestellte Leerlaufstellung ein oder ist sie ein wenig mehr geöffnet, dann besteht eine Druckdifferenz zwischen dem Ansaugkanal stromabwärts von der Drosselklappe und der Steuerkammer 33, die in der oben beschriebenen Weise mit Luft beliefert wird. Die Luft in der Steuerkammer 33 wird daher in den Ansaugkanal stromabwärts von der Drosselklappe hindurch die Leitung 60 gesaugt.

Ist jedoch die Drosselklappe voll geöffnet, wie es durch die gestrichelten Linien gezeigt ist, dann reicht der so in dem Ansaugkänal stromabwärts von der Drosselklappe, falls ein solcher vorhanden ist, nicht aus, um Luft in der Steuerkammer 33 anzusaugen, weil sich gleichzeitig in dem Lufttrichterteil 17 ein Sog entwickelt. Die Zuführung von Luft in den Ansaugkanal stromabwärts von der Drosselklappe hört daher in diesem starken Belastungsbetrieb der Maschine auf. Da in der Zwischenzeit der Luftdruck, der höher ist als der Druck in dem Lufttrichterteil 17, in der Steuerkammer 33 bestehen bleibt, wird die Membran 49 der zweiten

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Anordnung 32 ebenfalls nach unten bewegt, hauptsächlich durch den Druck in der Kammer 33 und teilweise durch die Federkraft der Feder 52. So ist das Ventil 55 offen und lässt Luft in die Steuerkammer 51 eindringen. Da sich der Luftdruck in der Kammer 33 dem atmosphärischen Druck annähert, nimmt der Öffnungsgrad des Ventiles 55 zu und damit auch die Menge der in die Kammer 51 geführten Luft. Der in dem Lufttrichterteil eingestellte Sog beginnt jetzt, die in der Kammer 51 vorhandene Luft über die Öffnung 61 in den unteren Teil des Hauptmischers 19 anzusaugen. Da eine kleine dem Hauptmischer zugeführte Luftmenge ausreicht, um die Mischung magerer zu machen, kann die zum Hauptmischer 19 führende Leitung 61 einen kleinen Durchmesser besitzen. Die durch die Leitungen und 61 fliessenden Luftmengen werden durch die Einengungen 62 und 63 gesteuert.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, dass sich durch die Erfindung bei jedem klimatischen Zustand ein optimales Mischungsverhältnis erreichen lässt. Die Vorrichtung arbeitet unabhängig vom Leerlauf- oder Teillastbetrieb und Vollastbetrieb.

Durch die Vorrichtung werden bestimmte Betriebsprobleme der Maschine gelöst. Diese Probleme sind beispielsweise solche wie das Abnehmen der Maschinengeschwindigkeit im Leerlauf und das Abdrosseln, wenn der atmosphärische Druck in grossen Höhen niedrig ist. Dieser Effekt wird wiederum durch die Anreicherung der Mischung bewirkt, was abgeschwächt werden kann durch Zuführung von Luft in der oben beschriebenen Weise in den Ansaugkanal stromabwärts von der Drosselklappe.

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Claims

Patentansprüche

M.)Vergaser für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Ansaugkanal, einer den Ansaugkanal in einen stromabwärts liegenden und einen stromaufwärts liegenden Teil aufteilenden Drosselklappe und einer Haupt-Gemischzuführungsöffnung in den stromaufwärts gelegenen Teil des Ansaugkanals hinein und mit einer Vergaserausgangssteuervorrichtung, gekennzeichnet durch

eine erste mit dem stromabwärts gerichteten Teil des Ansaugkanals in Verbindung stehende Steuerkammer, die mit der Atmosphäre in Verbindung stehen kann,

eine zweite mit der Haupt-Gemischzuführung und mit der Atmosphäre in Verbindung stehende steuerkairaner,

Mittel, die ansprechen, wenn der atmosphärische Druck unter ein vorgegebenes Druckniveau abfällt und/oder die atmosphärische Temperatur über einen bestimmten Wert ansteigt, zur Herstellung einer Verbindung zwischen der ersten Steuerkammer und der Atmosphäre zur Einführung zusätzlicher Luft in den stromabwärts gerichteten Teil des Ansaugkanals in variierender Menge und

luftdruckempfindliche Mittel, die auf den in der ersten Steuerkammer vorherrschenden Luftdruck ansprechen, zur Bildung einer Verbindung zwischen der zweiten Steuerkaramer und der Atmosphäre zum Einführen zusätzlicher Luft in die Haupt-Gemischzuführung in variierenden Mengen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Luftzuführungsleitung zwischen der ersten Steuerkammer und dem stromabwärts gerichteten Teil des Ansaugkanals vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft zuführungsleitung einen Durchflußbegrenzer, aufweist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Luftzuführungsleitung zwischen der zweiten Steuerkammer und der Haupt-Gemischzuführung vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Luftzuführungsleitung einen Druchflußbegrenzer aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannten Mittel eine mit inertem Gas gefüllte Druckdose (Faltenbalg) zum Ausdehnen als Reaktion auf den Atirosphärendruck und/oder die Temperatur, eine an der Druckdose gesicherte und mit dieser bewegbare Membran und ein mit der Membran verbundenes und mit dieser bewegbares Ventil, welches einen abgeschrägten Ventilkopf zum Variieren des Verbindungsgrades zwischen der ersten Steuerkammer und der Atmosphäre besitzt, aufweisen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte Gas Stickstoff ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannten Mittel ferner eine Feder zum Vorspannen der Membran besitzen, wodurch erreicht wird, daß das Ventil die Verbindung zwischen der ersten Steuerkammer und der Atmosphäre unterbricht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Druck ansprechenden Mittel eine auf Druck nachgebende Membran zwischen der ersten und der zweiten Kammer und ein mit der Membran verbundenes und mit dieser bewegbares Ventil, welches einen abgeschrägten Ventilkopf zur Veränderung dee Verbindungsgrades zwischen der zweiten Steuerkammer und der Atmosphäre besitzt, aufweisen.

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- 1ο-

1o. Vorrichtung nach Anspruch 9^ dadurch gekennzeichnet, daß die auf Druck ansprechenden Mittel ferner eine in der ersten Steuerkammer angeordnete Feder zur Vorspannung der Membran in einer Richtung aufweisen, wodurch erreicht wird, daß das Ventil eine Verbindung zwischen der zweiten Steuerkammer und Atmosphäre herstellen kann.

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