DE2356177C3

DE2356177C3 - Vorrichtung zur Regelung des Zuflusses gasförmigen Brennstoffs zu den Zylindern einer Kolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2356177C3
Application number: DE19732356177
Authority: DE
Inventors: Adrianus Johannes Theodorus Harmelen Hoogeboom (Niederlande)
Original assignee: Landi den Hartog B. V., Groenekan, Utrecht (Niederlande)
Priority date: 1972-11-10
Filing date: 1973-11-09
Publication date: 1976-05-06

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Zuflusses gasförmigen Brennstoffs zu den Zylindern einer Kolbenbrennkraftmaschirie, bei der eine Gasleitung, welche an dem Düsenhals eines Venturirohres in einem durch eine Drosselklappe mindestens über einen Teil seines Querschnitts absperrbaren Luftansaugrohr in Richtung auf die Zylinder der Maschine hin einmündet, und eine an das Luftansaugrohr stromabwärts der Drosselklappe angeschlossene Unterdruckleitung mit einem Gasdruckregler verbunden sind und bei der in der Gasleitung zwischen dem Gasdruckregler und dem Luftansaugrohr eine Gasdosierungsvorrichtung angeordnet ist, die von einem Steuerventil gebildet ist, das von einem Steuermechanismus her betätigbar ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus »Kraftfahrzeugtechnik«, 1954, S. 207 bekannt, wöbe die Gasdosierungsvorrichtung in diesem Falle vor einer in der Gasleitung liegenden einstellbaren Ver schiebeblende gebildet ist. Derartige Vorrichtunger werden im Hinblick auf die Luftverschmutzung mehl und mehr in heutigen Fahrzeugmotoren verwendet, un den Prozentsatz an schädlichen Bestandteilen in dei Auspuffgasen soweit wie möglich zu begrenzen. Diese Prozentsatz wird weitgehend durch das Verhältnis de zur Verbrennung vorhandenen Luftmenge zu de Brennstoffmenge, d. h. hier zu der Menge an gasförmi

I I

Brennstoff bestimmt. Dabei war die Aufmerksam-L * zuerst hauptsächlich auf die Menge an Kohlennoxid in den Auspuffgasen gerichteL Heute hält η iedoch auch die Konzentration an nicht vsrbrann^m _n Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden in den Aus- i nffsasen für wesentlich.

Eine der Schwierigkeiten bei der Herabsetzung der _hen Konzentrationen dieser schädlichen Stoffe ir Tn Auspuffgasen besteht darin, daß die Abhängigkeit H Konzentration der Schadstoffe von dem Wert des ι ο I ft Brennstoff-Verhältnisses für die einzelnen Schadtoffe unterschiedlich und zum Teil gegenläufig ist. Eine itere Schwierigkeit besteht darin, daß das Luft-Rrennstoff-Verhältnis auch die Leistung der Brennkraftmaschine beeinflußt und daß bisher die Regel galt, Ha3 für eine wesentliche Verminderung der Abgasemisn Leistungseinbußen der Brennkraftmaschine hingenommen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine geeignete Ausbildung der eingangs beschriebenen Vorrichtung eine wesentliche Herabsetzung der Schadstoffkonzentration in den Auspuffgasen zu erreichen, auch wenn diese Konzentrationen unter den verschiedenen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine

stark variieren. ²-

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß beim Bewegen der Drosselklappe aus der Schließstellung bzw. Teillaststellung in die der Vollast entsprechende Offenstellung und umgekehrt der von dem in der Unterdruckleitung herrschenden Druck beaufschlagte Steuermechanismus das Steuerventil selbsttätie aus einer Stellung für geringen Gasdurchfluß in eine Stellung für großen Gasdurchfluß und umgekehrt derart bewegt daß die durch die unterschiedliche Gasdosierung bei Teillast und Vollast bewirkten Grenzwerte des Luft-Brennstof.'-Verhältnisses bei U bzw. 1 liegen. Gemäß der Erfindung wird also versucht, mit dem Betätigen der Drosselklappe aus der Schließstellung in die Offenstellung, d. h. mit dem Schalten vom Arbeiten bei Teillast auf das Arbeiten bei Vollast eine magere Brennstoffmischung bei Teillast zu erhalten und im Falle von Vollast soweit wie möglich die volle Verbrennung der Bestandteile zu nützen, die bei stöchiometnscher Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes er-

^f°Bei dem Luft-Brennstoff-Verhältnis von 1 entwickelt die Brennkraftmaschine unter Vollast ihre volle Leisune Allerdings ist dabei die Konzentration an Stickoxiden relativ hoch. Jedoch fällt die Schädlichkeit der Abgase gerade dort ins Gewicht, wo die Brennkraftmaschinen hauptsächlich im Teillastbereich arbeiten, oämlich bei Fahrzeugen in Städten oder geschlossenen Gebäuden Bei den für Teillastbereich vorgesehenen Luft-Brennstoff-Verhältnissen von U ist aber die Abgasemission für alle drei genannten Schadstoffe sehr gering.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemaßen Vorrichtung besteht darin, daß durch ein und dasselbe Regelorgan, nämlich die Drosselklappe und durch ein und dieselbe Steuervorrichtung das Luft-Brennstoff-Verhältnis so eingestellt werden kann, daß einerseits bei möglichst geringem Brennstoffverbrauch die im jeweiligen Betriebszustand höchstmögliche Leistung gewährleistet ist und andererseits im Teillastbereich der Brennkraftmaschine die Abgasemission minimal w.rd. Mit den bisher bekannten Vorrichtungen, wie be.sp.elsweise der in der zitierten Literaturstelle dargestellten ist eine solche Optimierung von Brennstoffverbrauch „nH Aha^pmission nicht zu erreichen. Auch gegenüber

einer Vorrichtung gemäß der DT-OS 20 34 930, bei welcher im Teillastbereich ein Teil der Auspuffgase den Zylindern der Brennkraftmaschine nochmals zugeführt und weitgehend unschädlich gemacht wird, hat die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß sie durch die geeignete Wahl des Luft-Brennstoff-Verhältnisses gar nicht erst die Konzentration an Schadstoffen erzeugt, die nachher unter Leistungseinbußen durch die nochmalige Verbrennung herabgesetzt werden muß.

Eine erste praktische Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß der Steuermechanismus zwei mit ihren offenen Enden einander zugekehrte Halbschalen aufweist, zwischen deren Ränder eine hochflexible Membran eingespannt ist, und durch den Böden der ersten Halbschale auf der der Membran abgewandten Seite des Bodens mit einem Ventilgehäuse des Steuerventils verbunden ist, wobei sich eine Verbindungsstange eines Ventilkerns durch eine in dem Boden der ersten Halbschale vorgesehene zentrale Öffnung über eine mit einem Verbindungsgang des Ventilgehäuses verbundene Ventilöffnung hinaus erstreckt und wobei der Ventilkern in einer den Verbindungsgang kreuzenden Längsbohrung verschiebbar ist, dab die Verbindungsstange sich mit Spiel innerhalb der zentralen Öffnung in Richtung auf die Membran hm erstreckt, an der die Verbindungsstange befestigt ist, dab ein von der Membran abgewandter Teil des Ventukernes sich über die Ventilöffnung hinaus erstreckt, um den Verbindungsgang zu verschließen, daß dieser Teil des Ventilkernes mittels einer Druckfeder in Richtung auf die Offenstellung des Ventils vorgespannt ist, dab die Gasleitung mit dem Verbindungsgang verbunden ist daß die Unterdruckleitung mit der anderen Halbschale verbunden ist und daß eine weitere Unterdruckleitung zum einen stromaufwärts der Einmündungsstelle der Gasleitung an das Venturirohr und zum anderen an eine Durchtrittsöffnung in dem Boden der ersten Halbschale angeschlossen ist.

Dabei kann die Größe der Durchtrittsöffnung yorteilhafterweise mittels einer Stellschraube einstellbar sein. Mit dieser Stellschraube kann die Wirkung des auf die Membran wirkenden und durch die weitere Unterdruckleitung auf die mit dem Steuerventil verbundene Halbschale übertragenen Unterdruckes reguliert wer-

tme weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung des Zuflusses gasförmiger Brennstoffe zu den Zylindern einer Kolbenbrennkraftmaschine sieht vor, daß der Steuermechanismus zwei mit ihren offenen Enden einander zugekehrte Halbschalen aufweist, zwischen deren Ränder eine hochflexible Membran eingespannt ist. und durch den Boden der ersten Halbschale auf der der Membran abgewandten Seite des Bodens mit einem Ventilgehäuse des Steuerventils verbunden ist, wobei in dem Boden der ersten Halbschale eine zentrale Öffnung vorgesehen ist, durch welche sich ein Abschnitt des Ventilkernes erstreckt, der über die mit einem Verbindungsgang des Ventilgehäuses verbundene Ventilöffnung hinausreicht, un. den Ve.rbindungsgang zu verschließen, und der in einer den Verbindungsgang kreuzenden Längsbohrung verschiebbar ist, der Abschnitt sich mit Spiel innerhalb der Öffnung in Richtung auf die Membran hin erstreckt an der er befestigt ist, daß der Abschnitt des Ventilker nes eine sich durch die Membran fortsetzende Bohrunj zur Aufnahme einer Druckfeder aufweist, deren zu Öffnung der Bohrung zeigendes Ende im begrenztei Maße beweglich ist, daß ein von der Membran abge

wandter Teil des Ventilkernes sich über die Ventilöffnung hinaus erstreckt, um den Verbindungsgang zu verschließen, daß der Ventilkern mittels einer an dem Teil angreifenden Druckfeder in Richtung auf die Offenstellung vorgespannt ist und daß die Gasleitung mit dem Verbindungsgang verbunden und die Unterdruckleitung an die zweite Halbschale angeschlossen ist.

In beiden genannten Ausführungen kann die Bewegung des Ventilkernes an seinem zu der Membran zeigenden Ende durch einen einstellbaren Anschlag begrenzt sein, der am Boden der zweiten Halbschale angeordnet und mit dessen Hilfe der Maximalwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses einstellbar ist.

Die Erfindung wird nun an Hand zweier Ausführungsbeispiele erläutert, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind.

F i g. 1 zeigt einige graphische Darstellungen, aus denen der Einfluß des Luft-Brennstoff-Verhältnisses auf die Auspuffgase ersichtlich ist;

F i g. 2 zeigt eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vertikalem Schnitt, angewandt auf einen Kolbenmotor mit mehreren Zylindern;

F i g. 3 zeigt eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Kurven a, b, c, dargestellt in F i g. 1, zeigen für Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx) die Austrittskonzentrationen (längs der vertikalen Achse) als Funktion des Luft-Brennstoff-Verhältnisses, bezogen auf ein stöchiometrisches Luft-Brennstoff-Verhältnis (längs der horizontalen Achse). Das theoretische, chemisch exakte Verhältnis 1 für vollständige Verbrennung ist durch eine gestrichelte Linie in F i g. 1 angezeigt. Links davon liegen die brennstoffreichen, rechts davon die brennstoffarmen Mischungen. Gemäß F i g. 1 ergibt eine brennstoffreiche Mischung, z. B. mit dem Verhältnis 0,8, eine große Menge von Kohlenmonoxid (Kurve a) und auch einen beträchtlich hohen Wert an Kohlenwasserstoffen (Kurve 6), wogegen eine brennstoffarme Mischung, z. B. mit einem Verhältnis 1,2, eine recht geringe Menge an Kohlenmonoxid (Kurve a). Kohlenwasserstoffen (Kurve b) sowie an Stickoxiden (Kurve c) ergibt.

Um optimale Bedingungen in einem Kolbenmotor mit mehreren Zylindern zu erhalten, ist zu beachten:

1. Die optimale Leistung wird mit einem Luft-Brennstoff-Verhältnis, bezogen auf das stöchiometrische Verhältnis von annähernd 1 erhalten, wobei tatsächlich eine geringe Menge an Kohlenmonoxid resultiert, aber die Menge an Stickoxiden hoch sein wird, und

2. ein optimaler Wert für die Auspuffgase wird mit einem Luft-Brennstoff-Verhältnis, bezogen auf das stöchiometrische Verhältnis von annähernd 1,2 erhalten. Aber eine solche brennstoffarme Mischung würde einen beträchtlichen Verlust an Leistung unter Vollast-Bedingungen bewirken.

Daraus folgt, daß ein optimaler Wert für die Auspuffgase unter allen Bedingungen (Vollast, Teillast und stationärer Lauf) möglich ist, wenn ein Motor, geplant für eine besondere Verwendung, eine beträchtliche Leistungseinbuße hinnehmen kann. In der Praxis ist aber ein hoher Verlust an Leistung nicht zulässig.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung, angewandt auf Kolbenmotoren mit mehreren Zylindern, kann das Luft-Brennstoff-Verhältnis, bezogen auf das stöchiometrische Verhältnis unter verschiedenen Lastbedingungen vorteilhaft beeinflußt werden. Dann ist es möglich, dem Motor im ganzen Teillastbereich eine Mischung mit einem Luft-Brennstoff-Verhältnis bezogen auf das stöchiometrische Verhältnis von vorzugsweise 1,2 zuzuführen.

Dieser Wert kann im Vollastbereich variiert werden auf eine Mischung mit einem Luft-Brennstoff-Verhältnis bezogen auf das stöchiometrische Verhältnis von vorzugsweise 1. Jedoch ergeben auch kleine Abweichungen vom angegebenen Wert annehmbare Verhältnisse. In dieser Hinsicht ist vor allem an Motoren von Gabelstaplem und von Fahrzeugen im Stadtverkehr gedacht, wo der Motor hauptsächlich im Teillastbetrieb läuft.

In der erfindungsgemäßen Ausführung der Vorrichtung, dargestellt in F i g. 2 und allgemein mit 1 bezeichnet, ist links die Ansaugleitung 2 für die Verbrennungsluft dargestellt, die zu den (nicht dargestellten) Motorzylindern führt. Sie schließt ein Venturirohr 3 und, in Richtung der Bewegung der Luft (Pfeil A) gesehen, stromabwärts des Venturirohres eine Drosselklappe 4 ein. Ein Gasdruckregler, allgemein mit 5 bezeichnet, ist rechts von der Steuervorrichtung 1 dargestellt.

Die Vorrichtung umfaßt zwei Halbschalen 6, 7, die mit ihren offenen Enden gegeneinander zeigen. Zwischen den Rändern 8,9 der Halbschalen ist eine Membran IO aus flexiblem Material, beispielsweise einem synthetischen Material, dicht eingespannt. Ein Steuerventil, dessen Gehäuse aus einem festen zylindrischen, einstückig mit der Halbschale 7 gefertigten Teil 11 und einer Hülse 13 besteht, die mit dem zylindrischen Teil 11 mittels einer Schraubverbindung 12 verbunden ist, ist mit einem Verbindungsgang 14 und einer Längsbohrung 15 versehen, welche den genannten Verbindungsgang schneidet. In der Längsbohrung ist ein Ventilkern 16 in Längsrichtung verschiebbar, um den Verbindungsgang 14 zu verschließen. Am Ende des in Richtung der Halbschale 7 weisenden Ventilkernes 16 ist dieser durch eine Verbindungsstange 18 verlängert, die sich mit einem gewissen Spiel durch eine zentrale öffnung 17 in dem Boden der Halbschale 7 erstreckt. Die Stange 18 ist mittig an der Membran 10 mittels eines verdickten Endes bei 19 befestigt.

An dem dem Boden der Halbschale 7 abgewandten Ende des Ventilkernes 16 ist dieser mit einem irr Durchmesser dünneren zylindrischen Abschnitt 20 versehen, der auf seinem Außenumfang mit einerr Schraubgewinde 21 versehen ist, mit welchen ein Ju stiergewindering 22 zusammenwirkt. Zwischen dei Grundfläche des festen Stutzens 11 des Ventilgehäuse; und dem Justiergewindering 22 ist eine Druckfeder £

eingespannt, die den Ventilkern 16 in die Offenstellunj vorspannt Verbindungsstutzen 24, 25 mit je einei Axialbohrung sind auf gegenüberliegenden Seiten ii die Wand der Halbschale 6 geschraubt. Ferner ist eii Anschlußstutzen 26 mit einer Axialbohrung und einei mit dieser verbundenen Querbohrung in eine Durch trittsöffnung 26a im Boden der Halbschale 7 einge schraubt Die öffnung der Axialbohrung in dem An schlußstutzen 26 kann mit Hilfe einer Einstellschraub 27 geschlossen werden.

Ein- und Ausgang des Verbindungsganges 14 in dei Teil 11 des Ventilgehäuses liegen in einer Gasleituni 29, die vom Gasdruckregler 5 zu einem Stutzen 28 ai dem Düsenhals des Venturirohres 3 führt.

Der Raum oberhalb der Membran 10 in der Halb

f>5 schale 6 der Steuervorrichtung ist über die Stutzen 2* 25 in eine Vakuumleitung 30 eingebaut und wird für da Steuersignal verwendet Die genannte Vakuumleitun] ist, um die Brennstoffmenge bei dem Start eines static

när laufenden Motors zu regeln, auf der einen Seite mit dem Regler 5 für den Gasdruck und auf der anderen Seite über einen Stutzen 31 mit der Luftansaugleitung 2 unterhalb der Drosselklappe 4 verbunden. Schließlich ist eine Ansaugleitung 32 auf der einen Seite über einen Stutzen 33 an das Venturirohr 3 stromaufwärts der Einmündungsstelle der Gasleitung 29 und auf der anderen Seite über die Querbohrung in dem Stutzen 26 an den Raum unterhalb der Membran 10 in der Halbschale 7 angeschlossen.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise: Im Teillastbereich des Motors, wenn die Drosselklappe 4 teilweise geschlossen ist, ist das über die Vakuumleitung 30 auf den Raum oberhalb der Membran 10 wirkende Vakuum des Motors sehr hoch. Da die Druckkraft der auf den Ventilkern 16 in Richtung auf eine Offenstellung hin wirkenden Feder 23 mittels des Justiergewinderinges 22 bei einem ziemlich niedrigen Wert eingestellt ist, bewegt sich die Membran nach oben gegen einen Anschlag 34, der in den Boden der Halbschale 6 eingeschraubt ist und die Auslenkung begrenzt. Dabei wird der Ventilkern gegen die Kraft der Feder 23 in die Schließstellung gebracht. Auf diese Weise ist der Verbindungsgang in der Gasleitung 29 verengt, wodurch eine brennstoffarme Mischung mit einem Luft-Brennstoff-Verhältnis bezogen auf das stöchiometrische Verhältnis von annähernd 1,2 entsteh?

Außerdem ist im Teillastbereich wegen der Drosselwirkung der Drosselklappe 4 die Menge der über das Venturirohr 3 angesaugten Luft relativ gering, und es wird ein sehr geringes Vakuum über die Ansaugleitung 32 auf den Raum unterhalb der Membran 10 übertragen. Im Vollastbereich aber erreicht das Vakuum in der Ansaugleitung 32 einen höheren Wert, so daß die größere Saugkraft an der Unterseite der Membran 10 wirkt, und zusammen mit der Wirkung der Druckfeder 23 die Membran und folglich den Ventilkern 16 sich in die Offenstellung bewegen läßt. Daraus entsteht eine Mischung mit einem Luft-Brennstoff-Verhältnis bezogen auf das stöchiometrische Verhältnis von annähernd 1. Es ist jedoch zu beachten, daß bei der Angabe hohes Vakuum ein Druck gemeint ist, der zwischen 260 und 720 mm Quecksilbersäule (absolut gemessen) liegt und bei niedrigem Vakuum ein Druck zwischen 720 und 760 mm Quecksilbersäule (absolut gemessen).

Der Maximalwert des Luft-Brennstoff-Gemisches ist mit dem Anschlag 34 einstellbar. Mit Hilfe der die Durchtrittsöffnung 26a im Boden der Halbschale ? kontrollierenden Einstellschraube 27 kann die Wirkung des Vakuums, das über die Vakuumleitung 32 in den Raum unterhalb der Membran übertragen wird, verändert werden. Dazu trägt das Spiel zwischen der Verbindungsstange 18 des Ventilkernes und der Bohrung 17 in der Halbschale 7 bei. Denn, wenn die Einstellschraube 27 des Anschlußstutzens 26 die Durchtrittsöffnung 26a vollständig verschließt und deshalb das Vakuum in der Luftansaugleitung 2 nicht über die Leitung 32 an die Unterseite der Membran übertragen wird, kann dieser Raum den in dem Raum des Teiles 11 des Ventilgehäuses nahe dem Ventilkern 16 herrschenden Druck annehmen. Wenn aber die Einstellschraube 27 völlig herausgeschraubt ist und die Durchtrittsöffnung des Anschiutzstutzens 26 völlig frei ist. wird die Saugkraft in der Leitung 32, etwas geschwächt durch das Leck wegen des Spieles in der Bohrung 17, dominieren.

Die Verwendung der Ansaugleitung 32 mit der Einstellschraube 27 bedeutet eine zusätzliche Hilfe. Das Vakuum in der Leitung 30 und der Federdruck der Feder 23 zusammen würden schon eine zufriedenstellende Steuerung ergeben, aber mit dem Nachteil, daß der Ventilkern 16 sich zu leicht öffnen würde im Falle einer Beschleunigung aus niedrigen Motordrehzahlen. Wenn man aber die Ansaugkraft in dem Venturirohr benützt, die über die Ansaugleitung 32 zu dem Raum unterhalb der Membran übertragen wird, erreicht man, daß der Ventilkern 16 bei etwas höherer Last und bei höheren Drehzahlen den Verbindungsgang 14 öffnet.

ίο In der Ausführung der Vorrichtung, wie sie in F i g. 3 dargestellt ist, wird eine ähnliche Regelung erhalten, wobei im Teillastbereich eine brennstoffarme Mischung zugeführt wird, und auch ohne Anwendung einer Ansaugleitung 32 und einer Einstellschraube 27 im Vollastbereich Korrekturen in der Mischung mit einem Luft-Brennstoff-Verhältnis bezogen auf das stöchiometrische Verhältnis mit einem Wert von annähernd 1 möglich sind.

Bei Motoren mit einer geringen Zahl von Zylindern (weniger als 4) entstehen starke Schwingungen im Ansaugsystem, die häufig einen störenden Einfluß auf das Luft-Brennstoff-Verhältnis haben, und zwar in der Weise, daß die Brennstoffmischung bei Vollast in niedrigem Drehzahlbereich zu brennstoffreich werden kann. Dies kann in der zu beschreibenden Ausführung der Steuervorrichtung vermieden werden, in welcher die Teile, die denen der ersten Ausführung entsprechen, mit gleichen Bezugszahlen versehen sind.
Die flexible Membran 10, eingespannt zwischen den Halbschalen 6 und 7 ist wiederum mit dem Teil 16 des Ventilkernes verbunden, der durch die Druckfeder 23 auf eine Offenstellung hin vorgespannt ist. Der mit der Halbschale 7 einstückige feste Teil 11 des Ventilgehäuses ist mit einer Hülse 13 über ein Schraubgewinde 12 verbunden, weist den Verbindungsgang 14 und die diesen schneidende Längsbohrung 15 auf, in der der Ventilkern 16 in Längsrichtung beweglich ist, um die Querbohrung 14 zu verschließen. An dem der Halbschale 7 zugewandten Ende des Ventilkernes 16 ist dieser mit einer dünnen Verbindungsstange 18 verlängert, welche bei 19 mit der Membran 10 über ein verdicktes Ende verbunden ist und sich dabei mit einem gewissen Spiel nach oben durch die zentrale öffnung 17 in der Halbschale 7 erstreckt.

Abweichend von der zuerst beschriebenen Ausführung hat das verdickte Ende der Verbindungsstange 18 einen Umfang, dessen Größe gleich dem des Ventilkernes 16 ist, wodurch in der Tat ein zweiter Abschnitt 36 des Ventilkernes entsteht. Dieser ist — wie in der Zeichnung zu sehen ist — ebenfalls zum Schließen des Verbindungsganges 14 geeignet, wenn die Membran sich nach unten bewegt. Der zweite Abschnitt 36 ist darüber hinaus mit einer Längsbohrung 37 zur Aufnahme der Druckfeder 38 versehen, die sich auf der einer Seite gegen den Boden der Bohrung 37 und auf det anderen Seite gegen die Verschlußplatte 39 abstützt die in axialer Richtung in der Bohrung gleiten kann unc normalerweise durch die Feder 38 gegen einen radia nach innen stehenden Flansch 40 gepreßt ist.

Ein- und Ausgang des Verbindungsganges 14 — dei in F i g. 3 verglichen mit der Ausführung in F i g. 2 urr 90° gedreht ist — in dem Teil U des Ventilgehäuse! sind mit der Gasleitung 19 verbunden, wogegen dei Raum über der Membran in der Halbschale 6 über di< Anschlußstutzen 24, 25 mit der Vakuumleitung 30 ver bunden ist, die von dem Anschlußstutzen 31 stromab wärts der Drosselklappe 4 in der Luftansaugleitunj zum Gasdruckregler 5 führt.

Ä09 619/385

Die Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise: Bei Teillast ist das Vakuum stromabwärts der Drosselklappe 4, das über die Vakuumleitung 30 zu dem Raum über die Membran übertragen wird, ziemlich hoch, weswegen der Ventilkern 16 gegen die Krall der Feder 23 nach oben in den Verbindungsgang 14 gezogen wird und den Gasdurchfluß vermindert. Dadurch stößt zunächst die Verschlußplatte 39 gegen den Anschlag 34 und die Feder 38, deren Elastizität beispielsweise etwas größer ist als die der Feder 23, wird zusammengepreßt. Dann wird die Brennstoffmischung brennstoffärmer werden, bis das Luft-Brennstoff-Verhältnis bezogen auf das stöchiometrische Verhältnis annähernd 1,2 beträgt. Im Vollastbereich, in dem die Drosselklappe 4 geöffnet ist, ist das Vakuum des Motors ziemlich niedrig und wird über die Leitung 30 zu dem Raum oberhalb der Membran übertragen. Die Membran wird sich abwärts bewegen und folglich unter dem Einfluß der Druckfeder 23 auch das Ventilsystem, um das Brennstoffge-

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misch anzureichern, bis das Luft-Brennstoff-Verhältni bezogen auf das stöchiometrische Verhältnis annä hemd 1 beträgt.

Doch bei Vollast und niedrigen Drehzahlen kann dal Vakuum des Motors stromabwärts der Drosselklappe < derartig niedrig werden, daß der zweite Teil 36 de: Ventilkernes 16 in die Querbohrung 14 gezogen wird Dadurch ist die Gasleitung 29 teilweise geschlossen, um zu vermeiden, daß die in der Luftansaugleitung 2 gehal

ίο tene Brennstoffmischung zu reich wird. Wenn im FaI von Vollast die Drehzahl zunimmt, wird das Vakuurr des Motors etwas höher, wodurch der Teil 36 des Ven tilkernes unter der Kraft der Feder 23 nach und nach aus der Querbohrung 14 nach oben gezogen wird, so daß der Verbindungsgang in der Gasleitung 29 wieder frei wird.

Der einstellbare Anschlag 35, der in F i g. 2 und 3 innerhalb der Hülse 13 dargestellt ist, dient zur Einstellung der Offenstellung des Ventilkernes 16.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Regelung des Zuflusses gasförmigen Brennstoffs zu den Zylindern einer Kolbenbrennkraftmaschine, bei der eine Gasleitung, welche an dem Düsenhals eines Venturirohres in einem durch eine Drosselklappe mindestens über einen Teil seines Querschnittes absperrbaren Luftansaugrohr in Richtung auf die Zylinder der Maschine hin einmündet, und eine an das Luftansaugrohr stromabwärts der Drosselklappe angeschlossene Unterdruckleitung mit einem Gasdruckregler verbunden sind und bei der in der Gasleitung zwischen dem Gasdruckregler und dem Luftansaugrohr eine Gasdosierungsvorrichtung angeordnet ist, die von einem Steuerventil gebildet ist, das von einem Steuermechanismus her betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bewegen der Drosselklappe (4) aus der Schließstellung bzw. Teillaststellung in die der Vollast entsprechende Offenstellung und umgekehrt der von dem in der Unterdruckleitung (30) herrschenden Druck beaufschlagte Steuermechanismus das Steuerventil selbsttätig aus einer Stellung für geringen Gasdurchfluß in eine Stellung für großen Gasdurchfluß und umgekehrt derart bewegt, daß die durch die unterschiedliche Gasdosierung bei Teillast und Vollast bewirkten Grenzwerte des Luft-Brennstoff-Verhältnisses bei 1,2 bzw. 1 liegen.

2. Vorrichtung nach Anspnich 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuermechanismus zwei mit ihren offenen Enden einander zugekehrte Halbschalen (6, T) aufweist, zwischen deren Ränder (8,9) eine hochflexible Membran (10) eingespannt ist, und durch den Boden der ersten Halbschale (7) auf der der Membran (10) abgewandten Seite des Bodens mit einem Ventilgehäuse (11) des Steuerventils verbunden ist, wobei sich eine Verbindungsstange (18) eines Ventilkerns durch eine in dem Boden der ersten Halbschale (7) vorgesehene zentrale öffnung

(17) über eine mit einem Verbindungsgang (14) des Ventilgehäuses (11) verbundene Ventilöffnung hinaus erstreckt und wobei der Ventilkern (16) in einer den Verbindungsgang (14) kreuzenden Längsbohrung (115) verschiebbar ist, die Verbindungsstange

(18) sich mit Spiel innerhalb der zentralen öffnung (17) in Richtung auf die Membran (10) hin erstreckt, an der die Verbindungsstainge (18) befestigt ist, daß ein von der Membran (10) abgewandter Teil (20) des Ventilkernes (16) sich über die Ventilöffnung hinaus erstreckt, um den Verbindungsgang (14) zu verschließen, daß dieser Teil (20) des Ventilkernes (16) mittels einer Druckfeder (23) in Richtung auf die Offenstellung des Ventils vorgespannt ist, daß die Gasleitung (29) mit dem Verbindungsgang verbunden ist, daß die Unterdruckleitung (30) mit der anderen Halbschale (6) verbunden ist und daß eine weitere Unterdruckleitung (32) zum einen stromaufwärts der Einmündungsstelle der Gasleitung (29) an das Venturirohr (3) und zum anderen an eine Durchtrittsöffnung (26a) in dem Boden der ersten Halbschale (7) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (26a) mit einer Stellschraube (27) regelbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuermechanismus zwei mit ih

ren offenen Enden einander zugekehrte Halbscha- !en (6,7) aufweist, zwischen deren Ränder (8,9) eine hochflexible Membran (tu) eingespannt ist, und durch den Boden der ersten Halbschale (7) auf der der Membran (10) abgewandten Seite des Bodens mit einem Ventilgehäuse (11) des Steuerventils verbunden ist, wobei in dem Boden der ersten Halbschale (7) eine zentrale öffnung (17) vorgesehen ist, durch welche sich ein Abschnitt (36) des Ventilkernes (16) erstreckt, der über die mit einem Verbindungsgang (14) des Ventilgehäuses (11) verbundene Ventilöffnung hinausreicht, um den Verbindungsgang (14) zu verschließen, und der in einer den Verbindungsgang (14) kreuzenden Längsbohrung (15) verschiebbar ist, der Abschnitt (36) sich mit Spiel innerhalb der öffnung (17) in Richtung auf die Membran (10) hin erstreckt, an der er befestigt ist, daß der Abschnitt (36) des Ventiikernes (16) eine sich durch die Membran (10) fortsetzende Bohrung (37) zur Aufnahme einer Druckfeder (38) aufweist, deren zur öffnung der Bohrung (37) zeigendes Ende im begrenzten Maße beweglich ist, daß ein von der Membran (10) abgewandter Teil (20) des Ventilkernes (16) sich über die Ventilöffnung hinaus erstreckt, um den Verbindungsgang (14) zu verschließen, daß der Ventilkern (16) mittels einer an dem Teil (20) angreifenden Druckfeder (23) in Richtung auf die Offenstellung vorgespannt ist und daß die Gasleitung (29) mit dem Verbindungsgang (14) verbunden und die Unterdruckleitung (30) an die zweite Halbschale (6) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Ventilkernes (16) an seinem zu der Membran (10) zeigenden Ende durch einen einstellbaren Anschlag (34) begrenzt ist, der am Boden der zweiten Halbschale (6) angeordnet ist.