DE2304968B2 - Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen mit einer barometrischen Steuereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer barometrischen Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es hat sich herausgestellt, daß die Betriebccharakteristika 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, ist das Kraftstoff-Luftgemisch fetter als unter anderen normaleren Umständen. Die Ursache dafür liegt darin, daß die Dichte der Luft mit ansteigender Temperatur und mit abnehmendem Druck abnimmt und daß damit verhältnismäßig kleine Luftmengen in die Verbrennungskraftmaschine 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 Verbrennungskraftmaschine darüber hinaus mit einer Abgasreinigungsvorrichtung, wie eiwa 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 schon die Wirksamkeit der Vorrichtung nachteilig beeinflußt, kann auch eine unpassende und unvollständige Verbrennung der abgelagerten unverbrannten Bestandteile erfolgen, so daß die Wirkung einer solchen Reinigungsvorrichtung nahezu vollständig ausgeschaltet wird.

Um zu versuchen, solche Schwierigkeiten zu überwinden, ist gemäß DE-AS 12 76 405 ein Vergaser vorgeschlagen worden, mit dem "in Abhängigkeit vom Zustand der Umgebungsluft das Benzin-Luftgemisch mager oder fetter eingestellt werden kann, wobei jedoch eine Verstellung des Gemisches in Abhäng'gkeii vom Betriebszustand des Motors nicht gegeben ist

Mit einer anderen bekanntes Vergaserkonstruktion (DE-OS 15 76 524) wird zur besseren Verbrennung des

ίο Kraftstoff-Luftgemisches eine von den Betriebsbedingungen des Motors und den Umweltbedingungen abhängige Steuerung der Drosselklappe im Ansaugkanal des Vergasers durchgeführt Eine Optimierung des Kraftstoff-Luftgemisches durch eine Steuerung des Kraftstoff-Luftgemisches in der Hauptbrennstoffzuführung ist mit dieser Vergaserkonstruktion nicht möglich. Die Aufgabe der Erfiiviung liegt demgegenüber darin, einen Vergaser der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ebenfalls eine vom Betriebszustand des Motors abhängige Gemischsteuerung möglich ist

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Umeransprüchen.

Mit dieser Ausbildung des Vergasers wird in vorteilhafter Weise erreicht daß sowohl für den Leerlauf-, den Teillast- als auch für den Vollastbetrieb in Abhängigkeit von den atmosphärischen Bedingungen der Umgebungsluft immer ein optimales Mischungsverhältnis erzielt wird, wodurch eine Verschmutzung der Umgebungsluft oder der Abgasreinigungsanlage vermieden wird".

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In der Zeichnung ist ein schematischer Querschnitt durch den Vergaser dargestellt.

Der Vergaser 10 besitzt in üblicher Weise einen Ansaugkanal U, der zu einem nicht gezeigten 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 Hauptbrennstoffzuführung enthält, und einen Hauptzerstäuber 21, der in die Luftdüse 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 Leerlauföffnung 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 24a eingestellt. Der Leerlauf- und Langsamlauf-Kreis 16 weist ferner eine Mehrzahl Luftöffnungsdrosselstellen 24 und 25 auf.

Der insoweit beschriebene Aufbau entspricht dem üblichen, 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 Membran ventilanordnung 31 und einer anderen Membranventilanordnung 32. Die Anordnungen sind axial und in einem Abstand entgegengesetzt zueinander angeordnet und bilden eine Steuerkammer 33 zwischen einem Ventilfedersitz 46 der Ventilanordnung 31 und einer Membran 49 der Ventilanordnung 32 Ein Gehäuse 34 bildet eine Kammer, in der die erste Ventilanordnung 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 des Faltenbalgs 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 des Faltenbalges 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 den Faltenbalg 38 füllende inerte Gas beeinflussen kann. Der Faltenbalg der auf diese Weise einen Temperatur- und Druckwechsel abfühlt, dehnt sich aus und bewegt, wenn sie bestimmte vorgegebene Niveaus erreicht, die Membran 35. Die Anordnung 31 besitzt ferner einen Ventilstößel 41, der an der Membran 35 befestigt ist und sich von dieser aus durch die untere Kammer 37 erstreckt. Die Membran 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 eier unteren Kammer 37 aus erstreckt sich ein rohrförmiges schmales Gehäuse 44, 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 Ventilstößel 41 besitzt an seinem Stirnende einen Ventilkopf 47, der nach oben ir. 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 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 Steuerventil 53 von der Membran 49 her und besitzt einen nach oben abgeschrägten Ventilkopf 54 an seinem Stiraende. 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 49 in dieser Anordnung erfolgt als Antwort auf den in der Steuerkammer 33 eingestellten Luftdruck und daher nur indirekt als Antwort auf die Ausdehnung des Faltenbalges 38.

Die Steuerkammern 33 und 51 stehen mit dem

ίο Ansaugkanal 11 stromabwärts von der Drosselklappe 12 über eine Leitung 60 und mit dem Haupt-Luftkraftstoffmischer 19 über eine Leitung 61 in Verbindung. Auf 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 Stoßeis 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 der gasgefüllte Faltenbalg 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 Ansaugkanal stromabwärts von der Drosselklappe, falls ein solcher vorhanden ist, nicht aus, um Luft in der Steuerkammer 33 anzusaugen, weil sich gleichzeitig in der Luftdüse 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 Anordnung 32 ebenfalls nach unten bewegt, hauptsächlieh 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 der Luftdüse 17 eingestellte Sog beginnt jetzt, die in der Kammer 51 vorhandene Luft über die Leitung 61 in den unteren Teil des Hauptmischers 19 anzusaugen. Da eine kleine dem

b^r) 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 60 und 61

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fließenden Luftmengen werden durch die Einengungen beispielsweise solche wie das Abnehmen der Maschi-

62 und 63 gesteuert. nengeschwindigkeit im Leerlauf und das Abdrosseln,

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß sich wenn der atmosphärische Druck in großen Höhen

durch die Erfindung bei jedem klimatischen Zustand ein niedrig ist. Dieser Effekt wird wiederum durch die

optimales Mischungsverhältnis erreichen läßt. Die ^r, Anreicherung der Mischung bewirkt, was abgeschwächt

Vorrichtung arbeitet unabhängig vom Leerlauf- oder werden kann durch Zuführung von Luft in der oben

Teillastbetrieb und Vollastbetrieb. beschriebenen Weise in den Ansaugkanal stromabwärts

Durch die Vorrichtung werden bestimmte Betriebs- von der Drosselklappe.
Probleme der Maschine gelöst. Diese Probleme sind

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vergaser iür eine Verbrennungskraftmaschine mit einer barometrischen Steuereinrichtung, der eine erste Steüeikaninier, eine Aneroiddose und ein mit der Aneroiddose zur Steuerung des Durchflusses durch die:erste-Steuerkammer von der Atmosphäre zu dem Ansaugkanal des Vergasers verbundenes Steuerventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuerkammer (33) mit einem Abschnitt des Ansaugkanals (11) unterhalb der Drosselklappe (12) in Verbindung steht und daß eine zweite, von der ersten Steuerkammer (33) mitteis einer Membran (49) getrennte Steuerkammer (51) vorgesehen ist, die einerseits mit der Hauptbrenhstoffzuführung (20) und andererseits mit der Atmosphäre verbunden Ist, wobei die Verbindung zwischen der Hauptbrennstoffzuführung (20) und der Atmosphäre mittels eines mit der Membran verbundenen Steuerventils (53) steuerbar ist.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuerkammer (33) zwei mittels eines Steuerventils (45) getrennte Abschnitte aufweist, von denen der obere zur Atmosphäre hin geöffnet ist und der andere die Steuerkammer (33) über eine Leitung (60) mit dem Ansaugkanal (U) stromabwärts von der Drosselklappe (12) verbindet

3. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Steuerventil (45) einen mit einer an der Aneroiddose befestigten Membran verbundenen Ventilstößel (41) aufweist.