DE2357465A1

DE2357465A1 - Vergaser fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2357465A1
Application number: DE2357465A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Gospodar
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1973-11-17
Filing date: 1973-11-17
Publication date: 1975-05-22
Also published as: US3981284A

Description

VOLKSWAGENWEHK Aktiengesellschaft

318 Wolfsburg
Unsere Zeichen: K 1559
1702-Pt-We-Hr

Vergaser für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einem Kolbenschieber, der stromauf einer Drosselklappe quer zum Ansaugkanal verschiebbar angeordnet ist und mit einer in den Austrittsquerschnitt einer Brennstoffdüse hineinragenden, konischen Düsennadel versehen ist.

Bei den bekannten Vergasern dieser Bauart wird der Mischungsquerschnitt für Luft und Kraftstoff von einem an dem Kolbenschieber angreifenden druckbeweglichen Element dem augenblicklichen Luftdurchsatz angepaßt, so daß im Mi schungsqiier schnitt des Vergasers stets annähernd gleiche Luftgeschwindigkeit herrscht und die Zerstäubung des Kraftstoffes unabhängig vom gesamten
Luftdurchsatz etwa gleich gut abläuft* Bei den bekannten Ausführungen wird das druckbewegliche Element von einem gasdicht geführten Kolben oder von einer beweglichen Membran gebildet, an denen z.B. die Druckdifferenz zwischen dem Gesamtdruck der in der Ansaugleitung strömenden Luft und dem statischen Druck in dem von dera

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Kolbenschieber freigegebenen Mischungsquerschnitt anliegt. Dazu ist ein oberhalb des druckbeweglichen Elementes liegender Baum mit dem Mischungsquerschnitt verbunden und ein unterhalb des druckbeweglichen Elementes liegender zweiter Baum mit einer Stelle der Ansaugleitung, die vor dem Vergaser liegt. Auf den bei den bekannten Ausführungen vertikal angeordneten Kolbenschieber wirkt also einerseits die aus dem Differenzdruck an dem mit dem Kolbenschieber starr verbundenen druckbeweglichen Element sich ergebende Kraft in Öffnungsrichtung sowie in entgegengesetzter Richtung das Gewicht des Kolbenschiebers. Dem Gleichgewichtszustand des Kolbenschiebers ist also eine bestimmte Druckdifferenz am druckbeweglichen Element und somit auch ein bestimmter dynamischer Druck und eine bestimmte Geschwindigkeit im Mischungsquerschnitt zugeordnet. Wird nun, etwa durch Öffnen der Drosselklappe der Luftdurchsatz durch den Vergaser erhöht, so ergibt sich zunächst eine Vergrößerung in der Druckdifferenz und damit ein Anheben des Kolbenschiebers, bis der Gleichgewichtszustand wieder hergestellt ist. Dadurch *■ bleibt die Luftgeschwindigkeit und der Unterdrück an der Brennstoffdüse ungefähr konstant, so daß sich in allen Drehzahl- und Lastbereichen eine gute Zerstäubung des Kraftstoffes ergibt. Gleichzeitig wird die an dem Kolbenschieber befestigte konische Düsennadel bewegt, so daß bei einer mit der Vergrößerung des Luftdurchsatzes durch den Vergaser erfolgenden Anhebung des Kolbenschiebers auch der Bingspalt an der Brennstoffdüse vergrößert wird. Infolgedessen ergibt sich automatisch die optimale KraftstoffZuteilung im Verhältnis zur angesaugten Luft, wobei wegen der etwa konstant bleibenden Luftgeschwindigkeit im Mischungsquerschnitt die Zerstäubung des Kraftstoffes unabhängig vom gesamten Luftdurchsatz unter gleich guten Verhältnissen abläuft.

Bei der Verschiebung des Kolbenschiebers entsteht jedoch Reibung an den Lagersteilen, die der Verstellbewegung des Kolbenschiebers entgegengerichtet ist und bei den relativ geringen pneumatischen

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ORIGINAL INSPECTED

Betätigungskräften des druckbeweglichen Elementes Hystereees-Erscheinungen hervorrufen kann* Dies kann zu unterschiedlichen Kolbenstellungen führen, je nach dem, ob ein Lastpunkt von höherer oder niederer Last angesteuert wird. Einweiterer Kachteil ergibt sich daraus, daß die bekannten Kolbenschieber-Vergaser im wesentlichen nur in vertikaler Lage betrieben werden können. Dies bedeutet, daß derartige Vergaser nur als Flachstrom-Vergaser, also mit horizontal angeordnetem Ansaugrohr im Bereich der Brennstoffdüse, ausgeführt werden können. .

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, einen Vergaser der eingangs genannten Bauart zu schaffen, der unter Vermeidung der zuvorgenannten Nachteile in einer solchen

Weise betrieben wird, daß jedem Lastpunkt eine ganz bestimmte Stellung zugeordnet ist. ■

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Verschiebung des Kolbenschiebers ein Servoantrieb vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine steuerbar ist* Durch die Anordnung eines besonderen Servoantriebs kann nun die Verstellung des Kolbenschiebers unabhängig von der Seibung und dem Gewicht des Kolbenschiebers allein in Abhängigkeit von den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine vorgenommen werden. Dieser Servoantrieb kann dabei in Abhängigkeit von dem in den Mischungsquerschnitt des Vergasers sich einstellenden Unterdruck gesteuert sein und es kann ein von der Differenz zwischen dem Ge samt druck und dem Druck im Mischungsquerschnitt beaufschlagtes druckbewegliches Element vorgesehen sein, daß den Servoantrieb zur Kachführung des Kolbenschiebers steuert. Bei der zuletzt genannten Ausführung wird also gegenüber den bisher bekannten Vergaser-Konstruktionen das druckbevjegliche Element von der Aufgabe der mechanischen Kolbenschieberverstellung befreit und lediglich noch zur Vorgabe der entsprechend der sich einstellenden Druckdifferenz erforderlichen Kolbenschieberbewegung herangezogen.

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Pur den Servoantrieb ist in erster Linie an einen elektromotorischen Antrieb gedacht, jedoch sind auch andere Antriebsarten möglich. !Der Elektro-Antrieb könnte dabei mittels eines bekannten Zahnstangentriebs den Kolbenschieber verschieben.

Die Steuerung des elektromotorischen Antriebes kann dann durch das druckbewegliche Element dadurch erfolgen, daß an dem druckbeweglichen Element den Stromkreis des elektromotorischen Antriebes steuernde Kontaktelemente angeordnet sind, die bei einer Verstellung des druckbeweglichen Elementes aus einer Neutralstellung heraus Gegenkontakte schließen und den elektromotorischen Antrieb zur Nachführung des Kolbenschiebers beaufschlagen. So können beispielsweise die an dem druckbeweglichen Element angeordneten Kontaktelemente mit an dem Kolbenschieber angeordneten Kontaktbahnen in der Weise zusammenwirken, daß in der Neutralstellung der Kontaktelemente der elektromotorische Antrieb abgeschaltet ist und in einer aus der Neutralstellung abweichenden Stellung der elektromotorische Antrieb zur Nachstellung des Kolbenschiebers in die Neutral stellung beaufschlagt ist. Sei dieser Ausführung ist die Neutralstellung dadurch gegeben, daß die an dem druckbeweglichen Element angeordneten Kontaktelemente gerade in dem Zwischenraum zwischen zwei sich in axialer Richtung erstreckenden Kontaktbahnen des Kolbenschiebers mit unterschiedlicher Polarität stehen. Ändert sich die an dem druckbeweglichen Element anstehende Druckdifferenz und damit auch die Stellung des druekbeweglichen Elementes, so wandern die an diesen angebrachten Kontaktelemente aus der Neutral stellung heraus und schließen durch Berührung der an dem Kolbenschieber bzw. an einer Kolbenstange des Kolbenschiebers angeordneten Kontaktbahnen den Stromkreis zur Beaufschlagung des elektromotorischen Antriebes zur Nachstellxing des Kolbenschie<bers in eine solche Stellung, bei der die Kontakte wieder in der Neutralsteilung stehen.

Um nun zu verhindern, daß das druckempfindliche Element im wesentlichen den gleichen Hub wie der Kolbenschieber selbst ausführen

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muß, sind gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Kontaktbahnen an einer Hubstange angeordnet, die mit dem Kolbenschieber über eine Hebelübersetzung verbunden ist. Diese Hebelübersetzung kann so gewählt sein, daß das druckbewegliche Element nur noch einen geringen Hub auszuführen braucht, wodurch dessen mechanische Belastung, wie sie beispielsweise bei einer druckbeweglichen Membran mit großem Verstellweg auftritt, wesentlich herabgesetzt ist, ohne daß die Genauigkeit der Verstellung des Kolbenschiebers leidet.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung sollen die mit den an dem druckbeweglichen Element angeordneten Kontaktelementen zusammenwirkenden Gegenkontakte feststehend angeordnet sein und es soll eine Vorrichtung zur Druckkraftbeaufschlagung des druckbeweglichen Elementes in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbenschiebers entgegen der unterdruckbeaufschlagung vorgesehen sein. Dabei kann die Druckkraftbeaufschlagungsvorrichtung aus einer vorgespannten Feder bestehen, deren Vorspannung in Abhängigkeit von der Kolbenschieberstellung veränderbar ist, in dem beispielsweise ein die Feder verspannender Federteller vorgesehen ist, der mittels einer von dem Kolbenschieber verdrehbaren Nockenscheibe verstellbar ist. Auf diese Weise wird der Druck in dem von dem Kolbenschieber freigegebenen Mischungsquerschnitt in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbenschiebers geringfügig variiert, um so eine noch günstigere Brennstoffζerstäubung zu erhalten. -

Eine besonders bevorzugte und vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Vergasers ergibt sich, wenn dieser als Fallstromvergaser mit im wesentlichen vertikaler Anordnung des Ansaugkanals ausgeführt ist.

Weitere Vorteile und die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung enthalten, die die in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen in schematischer Darstellungsweise

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Figur 1 einen Kolbenschiebervergaser mit elektromotorischem Stellantrieb in Fallstromanoxdnung, wobei das druckempfindliche Element im wesentlichen den gleichen Hub wie der Kolbenschieber ausführt,

Figur 2 einen im Prinzip der Ausführung nach Figur 1 ähnlichen Vergaser, bei dem jedoch das druckempfindliche Element infolge einer zwischengeschalteten Hebelübersetzung nur noch einen Teil des Hubes des Kolbenschiebers auszuführen braucht und

Figur 3 eine Ausführung des erfindungsgemäßen Kolbenschieber-Vergasers, bei dem das zur Steuerung

des elektromotorischen Antriebes vorgesehene druckempfindliche Element im Gegensatz zu den vorangegangenen Ausführungen keine der Kolbenschieberverstellung proportionale Bewegung mehr ausführt.

In der Figur 1 der Zeichnung ist mit 1 ein zu der Brennkraftmaschine, beispielsweise dem Motor eines Kraftfahrzeuges, führende Ansaugrohrleitung bezeichnet, durch die Luft über einen hier nicht gezeigten Ansaugluftfilter in Eichtung der eingezeichneten Pfeile transportiert wird. 2 stellt eine Drosselklappe zur willkürlichen Leistungsregelung der Brennkraftmaschine dar. In der durch die Pfeile angedeuteten Strömungsrichtung gesehen vor der Drosselklappe 2 wird der durch die Saugrohrleitung 1 strömenden Luft Brennstoff aus einer Brennstoffdüse 3 zugeführt, die mit einem hier nicht gezeigten Schwimmergehäuss in Verbindung steht. Die Axistrittsöffnung der Brennstoffdüse 3 liegt in einem Bereich der Saugrohrleitung 1 ₁ in dem der als Misehungsquerachnitt 4 bezeichnete Strömungsq.uerschnitt, von einem axial ver-

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schiebbaren Kolbenschieber 5 verändert werden kann* An dem Kolbenschieber ist eine konische Düsennadel 6 angebracht, die in die Austrittsoffnung der Brennstoffdüse 3 hineinragt und bei einer Verschiebung des Kolbenschiebers 5 den Austrittsquerschnitt der Brennstoffdüse 3 verändert.

Me Verstellung des Kolbenschiebers 5 erfolgt mit Hilfe eines Elektro-Motors 7 und eines auf eine Kolbenstange 9 des Kolbenschieber s5- wirkenden Zahnstangentriebes 8.

Kit 10 ist ein druckdichtes Gehäuse bezeichnet, in dem eine druckbewegliche, durch eine Feder 24 gehaltene Membran 11, den Innenraum des Gehäuses 10 in zwei Kammern 12 und H unterteilend angeordnet ist. Dabei ist der dem Kolbenschieber abgewandte Baum 12 über eine Leitung 15 mit dem Mischungsquerschnitt 4 des Ansaugrohres 1 verbunden, während der Raum 14 mittels einer Leitung mit einer Stelle des Ansaugrohres oberhalb des Kolbenschiebers verbunden ist, in der der Gesamtdruck der Saugrohrleitung 1 gemessen wird. An einer mit der druckbeweglichen Membran 11 verbundenen Traverse 16 sind am Umfang der Kolbenstange 9 schleifende Kontakte 17 und 18 angeordnet, die über Leitungen 22 bzw. 23 mit den beiden Polen des als Gleichstrommotors ausgebildeten Elektro-Motors 7 verbunden sind. Auf der Kolbenstange 9 des Kolbenschieber s 5 sind Kontaktbahnen 19 und 20 angeordnet, die mit jeweils einem Pol einer Gleichstromquelle 21, beispielsweise einer Batterie, verbunden sind. Dabei sind jedem Schleifkontakt 17, jeweils zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete, gegensätzlich gepolte Kontaktbahnen zugeordnet, so daß der Schleifkontakt 17 mit den Kontaktbahnen 19a und 20a und der Schleifkontakt 18 mit den Kontaktbahnen 19b und 20b zusammenarbeitet.

Die Wirkungsweise des in der Figur 1 gezeigten, elektromotorisch verstellbaren Kolbenschiebervergasers erfolgt analog den bisher bekannten Ausführungen. Ausgehend von der in der Zeichnung gezeigten Gleichgewichtsstellung, bei der die mit der Membrane "11 verbundenen Schleifkontakte I7 und 18 in einer neutralen Stellung

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zwischen den Eontaktbahnen 19 und 20 stehen, ergibt sich bei einer Erhöhung des Luftdurchsatzes durch Öffnen der Drosselklappe 2 eine Verschiebung der Membrane 11 infolge des in dem Mischungsquerschnitt 4 absinkenden Druckes· Zusammen mit der Membrane 11 werden auch die auf der Kolbenstange 9 schleifenden Kontakte 17 und 18 in dem gewählten Beispiel nach rechts verstellt, so daß der Schleifkontakt 17 mit der Eontaktbahn 19 a und' der Schleifkontakt 18 mit der Kontaktbahn 20b in Berührung kommen. Dadurch ist der elektrische Stromkreis zur Versorgung des Gleichstrom-Motors 7 geschlossen, so daß der Motor den Kolbenschieber 5 über den an der Kolbenstange 9 angreifenden Zahnstangentrieb 8 verstellt. Die mit den Schleifkontakten I7 und 18 verbundenen Leitungen 22 und 25 sind nun in der Weise an den Gleichstrom-Motor 7 angeschlossen, daß bei einer Verstellung der Schleifkontakte I.7 und 18 aus der neutralen Stellung nach rechts der Elektro-Motor 7 den Kolbenschieber 5 nachführt, d. h. ebenfalls nach rechts verstellt. Die Nachführung des Kolbenschiebers durch den Elektro-Motor 7 erfolgt nun solange, bis die Schleifkontakte 17 und 18 wieder ihre Neutral stellung erreicht haben, in der sie gerade zwischen den Kontaktbahnen 19 und 20, den elektrischen Stromkreis des Elektro-Motors 1 unterbrechend stehen.

Da, wie aus der Zeichnung hervorgeht, die an der Kolbenstange 9 angebrachten Kontaktbahnen I9 und 20 in Paaren mit jeweils kreuz-, weise gegenüberliegenden gleichnamigen Pole angeordnet sind, ergibt sich bei einer Verschiebung der Membran 11 und der mit dieser starr verbundenen Schleifkontakte nach der anderen Seite, also zum Kolbenschieber 5 zu, eine Umkehrung der Stromrichtung in den zu dem Elektro-Motor 7 führenden Leitungen 22 und 23, so daß auch die Drehrichtung des Motors umgekehrt wird.

Auch der erfindungsgemäße Kolbenschiebervergaser bewirkt also ein Verschieben des Kolbenschieber proportional zu der an der Drosselklappe vorbeiströmenden Luft. So bleibt die Luftgeschwindigkeit und der Unterdruck an der Nadeldüse ungefähr konstant, so daß sich

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in allen Drehzahlbereichen eine gute Zerstäubung des .Kraftstoffes" ergibt. Gleichzeitig mit derVerschiebungdes Kolbenschiebers 5 wird auch die konische Düsennadel 6 verstellt, so daß der Austrittsringspalt der Brennstoffdüse 3 und damit die durch diesen Spalt austretende Brennstoffmenge dem veränderlichen Luftdurchsatz angepaßt wird.

Wie auch schon bei den bekannten Kolbenschieber-Vergasern wird auch bei der erfindungsgemäßen Ausführung die Luftgeschwindigkeit und der Unterdruck in dem Mischungsquerschnitt 4".nicht genau konstant gehalten, sondern es wird eine solche Verstellung des Kolbenschiebers angestrebt, daß die Luftgeschwindigkeit in dem Mischungsquerschnitt 4 mit steigendem Luftdurchsatz langsam zunimmt« Diese Charakteristik des Kolbenschiebers wird durch die Feder erreicht, deren auf die Membrane 11 wirkende Federkraft der die Membrane beaufschlagenden Druckdifferenz der Säume 12 und I4 entgegenwirkt. Da mit größerer Auslenkung der Membrane die von der Feder 24 auf die Membrane ausgeübte Kraft proportional zunimmt, ergibt sich also zur Erreichung eines Gleichgewichtszustandes bei höheren Luftdurchsätzen ein höherer Unterdruck im Mischungsquer-, schnitt 4.

In der Figur 2 ist eine Ausführung des erfindungsgemäßen Kolbenschiebervergasers gezeigt, die sich von der Ausführung nach Figur 1 lediglich dadurch unterscheidet, daß die Kolbenstange 9 nicht durchgehend ausgebildet ist, sondern in zwei Teilstangen 9a ^d. 9*? aufgeteilt ist,-wobei an dem Kolbenstangenteil 9a der Zahnstangentrieb 8 des Elektro-Motors 7 angreift und an dem Kolbenstangenteil 9b die mit den Schleifkontakten 17 und 18zusammenarbeitenden Kontaktbahnen 19a und 20a bzw. 19b und 20b angeordnet sind. Die" beiden Kolbenstangenteile 9a und 9b sind an den Gelenkpunkten bzw. 27 eines in Punkt 28 gelenkig gehaltenden Hebels angebracht. Diese Anordnung bewirkt eine proportionale. Übersetzung der Bewegungen der Kolbenstangenteile 9a und 9b in der ¥eise, daß "eine große Kolbenschieberbewegung nur eine im Hebelübersetzungsverhältnis verkleinerte Bewegung des Kolbenstangenteils 9b zugeordnet ist.

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Infolgedessen braucht auch die von der Druckdifferenz beaufschlagte, bewegliche Membran 11 zur Steuerung des elektromotorischen .Antriebes 7 nur einen im Hebelübersetzungsverhältnis verkleinerten Hub auszuführen, wodurch die Lebensdauer dieses mechanisch beanspruchten Veils wesentlich vergrößert werden kann. Im übrigen entspricht die Ausführung nach der Figur 2 derjenigen der Figur 1, so daß auf deren Beschreibung Bezug genommen werden kann.

In. der Figur 3 sind für gleiche, auch in den Figuren 1 und 2 vorkommende Sauteile die gleichen Bezugsziffern verwendet worden. Im Unterschied zu den Ausführungen nach den Figuren 1 und 2 sind hier die mit den mit der Membran verbundenen Eontaktelementen zusammenarbeitenden Gegenkontakte nicht auf der beweglichen Kolbenstange, sondern fest an dem Gehäuse 10* angeordnet. Diese feststehenden, sich kreuzweise gegenüberstehenden Kontaktpaare sind dabei mit 36a, 36b bzw. 37a und 37b bezeichnet und über Leitungen 38 und 39 an den Polen des Gleichstrommotors 7 angeschlossen. Die an der Membran 11 fest angebrachten Eontakte sind mit 34 und 35 bezeichnet und stehen mit einer Gleichstromquelle 21 in Verbindung. Im Gleichgewichtszustand, d. h. wenn die von. der Feder 24 auf die Membrane 11 ausgeübte Druckkraft gerade der von dem Differenzdruck der Druckräume 12 und I4 herrührenden, die Membrane beaufschlagenden Druckkraft entspricht, nimmt die Membrane 11 eine neutrale Stellung ein, in der die an ihr befestigten Kontaktelemente 34 und 35 zwischen den jeweils zugeordneten Gegenkontakten 36a und 37a bzw. 36b und 37b stehen. Ergibt sich nun infolge einer Änderung des Luftdurchsatzes in der Saugrohrleitung 1 eine Veränderung dieses Gleichgewichtes, so verändert die Membrane ihre Stellung, so daß die Kontaktelemente

34 und 35 mit einem der Gegenkontaktpaare in Berührung koanit. So wird bei einer Erhöhung des Luftdurchsatzes infolge der sich in dem Mischungsquerschnitt 4 einstellenden ünterdruekerhöhung das Kontaktelement 34 an dem Gegenknntakt 37a uud das Kontaktelement

35 an lern Gegenkontakt 36b zur Anlage kommen. Dadurch wird dar

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Stromkreis von der Stromquelle 21 zu dem Elektro-Motor 7 geschlossen, so daß dieser angestellt wird und mittels des Zahnstangentriebs 8 den Kolbenschieber 5 ^zur Vergrößerung des Mischungsquerschnitts verstellt. Diese Verstellung erfolgt dann solange, bis sich an der Membrane 11 ein Gleichgewicht einstellt und die Membrane wieder in ihre Neutralstellung zurückkehrt· Würde sich nun die Feder 24 fest auf dem Gehäuse 10* abstützen, so würde sich in dem Mischungsquerschnitt 4 tatsächlich unabhängig von der Stellung des Kolbenschiebers 5 immer ein konstanter Druck und damit eine konstante Geschwindigkeit einstellen. Da aber, wie schon oben erwähnt wurde, das Bestreben dahingeht, den unterdruck und damit die Geschwindigkeit im Mischungsquerschnitt 4 mit steigendem Luftdurchsatz langsam zu erhöhen, ist in der Aus- - ~ führung nach Figur 3 zusätzlich noch eine Vorrichtung zur Veränderung der Vorspannung der Feder 24 in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbenschiebers 5 gezeigt. Diese Vorrichtung besteht aus einer Kurvenscheibe 31» die mit einem fest an ihr angebrachten Hebel 32 im Punkt 33 ³^ der Kolbenstange 9 des Kolbenschiebers angelenkt ist. Bei einer Verstellung des Kolbenschiebers 5 durch den Elektro-Antrie.b 7 wird also über den Hebel 32 die drehbar gelagerte Kurvenscheibe 31 verdreht, so daß je nach der Kontur der Kurvenscheibe die Lage, des beweglich geführten Federtellers 30 verändert wird. TJm die eingangs geschilderte Charakteristik des Kolbenschiebers zu erreichen, ist die Kontur der Kurvenscheibe so ausgebildet, daß bei einer Verschiebung des Kolbenschiebers 5 in. Öffnungsrichtung die Vorspannung der Feder 24 kontinuierlich erhöht wird. Zur Erreichung des Gleichgewichtszustandes gehört somit bei größer werdendem Mischungsquerschnitt 4 ein größerer Unterdruck im Eaum 12 und damit im Mischungsquerschnitt 4· '

Der wesentliche Vorteil, der mit dem erfindxingsgemäßen Kolbenschieber-Vergaser erreicht wird, ist darin zu sehen, daß das druckbewegliche Element, in den hier gezeigten Fällen die bewegliche Membrane 11, die jedoch auch durch einen gleitend geführten, beidseitig beaufschlagbaren Kolben ersetzt werden kann,von der Aufgabe der unmittelbaren Ver-

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Schiebung des Kolbenschiebers befreit wird, und daß diese 7er-Bchiebung durch einen Servoantrieb ausgeführt wird, der den Kolbenschieber im wesentlichen unabhängig von Reibung und Gewicht an die durch das druckbewegliche Element vorgegebene Stelle bewegt. Dadurch wird es auch möglich, den Kolbenschieber horizontal und statt dessen das Saugrohr 1 vertikal anzuordnen, so daß die für eine günstigere Vermischung des Kraftstoffes sorgende Fallstrom-Bauart des Vergasers möglich ist·

Die Verstellgeschwindigkeit des Kolbenschiebers 5 kann dabei durch geeignete Wahl der Drehzahl des Elektro-Motors und der Übersetzung des Zahnstangentriebs 8 so eingestellt werden, daß auf die bei den bisher bekannten Kolbenschieber-Vergasern notwendige Dämpfung verzichtet werden kann. Dadurch, daß der Kolbenschieber 5 bei einerschnellen Öffnung der Drosselklappe (Beschleunigung) nur langsam in

die von der druckbeweglichen Membrane vorgegebene Stellung verstellt wird, ergibt süi zunächst ein erhöhter Unterdruck in den Mischungsquerschnitt, der für eine größere Anreicherung des Gemisches sorgt, was dem Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugmotors

' dienlich ist.

Der Servoantrieb kann zugleich über Verstellmittel mit einem Ventil in einer Abgasrückführungsleitung in Verbindung stehen, so daß er nicht nur den Austrittsquerschnitt der Brennstoffdüse und den Luftquerschnitt im Ansaugrohr, sondern auch die Abgasrückführung in Abhängigkeit von den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine steuert. Dabei gibt es für die Ausführung der Verstellmittel verständlicherweise eine Vielzahl von Möglichkeiten. Eine zeichnet sich dadurch aus, daß die Verstellmittel ein ein Profil tragendes Stellglied nach Art einer Kurvenscheibe enthalten, das in Drehverbindung mit einem Motor des Servoantriebs steht und dessen Profil einen Ventilkörper des Ventils abstützt. Statt einer derartigen nockenartigen Steuerung des Ventils in der Abgasrückführungsleitung könnte man mit dem Motox auch eine Spindel koppeln, die als Ventilkörper mit einem derartigen Verlauf ihres Querschnitts längs ihrer Achse ausgeführt ist, daß sie

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in Abhängigkeit von der Drehung des Motors unterschiedliche Strömungsquerschnitte für die Abgasrückführung freigibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für diese Mehrfachausnutzung des Servoantriebs zeigt schematisch Figur 4· Im Ansaugrohr 40 ist vor der üblichen Drosselklappe 4I wiederum ein Kolbenschieber 42 angeordnet, der, wie bereits beschrieben, mit der Düsennadel 43 in die Brennstoffdüse 44· hineinragt,·so daß der Luftdurchtrittsquerschnitt, definiert durch die Stellung des Kolbenschiebers 42, und der Austrittsquerschnitt für den Kraftstoff aus der Düse 44» definiert durch die jeweilige Stellung der konischen Düsennadel 43» gleichsinnig geändert werden. Die hierzu erforderliche Querverstellung erfolgt über die Zahnstange 45 und, den Motor 46» der in beschriebener Weise von Betrieb szuständen der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Der Motor 46 kämmt alscjmit dem auf seiner Abtriebswelle vorgesehenen Zahnrad 47 mit der Zahnstange, die ihrerseits an ihrem in Figur 4 rechten Ende mit dem Stift 48 versehen ist, der in das Langloch 49 des in der Figur oberen Endesder Verstellstange 50 eingreift. An ihrem in der Figur unteren Ende trägt die Stange 50 drehfest die Kurvenscheibe 51» die je nach ihrer Drehstellung die Kulisse 52 mehr oder weniger entgegen der Wirkung der Feder

53 verstellt. Mit der Kulisse 52 verbunden ist der VehtilkÖrper

54 des Ventils 55» das in der Abgasrückführungsleitung 56 angeordnet ist. Durch entsprechende Ausbildung des Profils der Profilscheibe 51 ist es möglich, eine bestimmte Abhängigkeit des Strömungsquer Schnitts für das rückgeführte Abgas in dem Ventil 55 zu erzeugen, obwohl durch die Verstellstange 50 eine Kopplung mit der Verstellung des Kolbenschiebers 42 und der Düsennadel 43 gegeben ist. Beispielsweise kann das Profil der Kurvenscheibe 5I so ausgebildet sein, daß es zunächst einen Anstieg kleiner Steigung aufweist, also die zugeführte Abgasmenge nur langsam wächst, daß sich daran ein konstanter Bereich anschließt, und daß schließlich nahe bei Vollgas der Querschnitt für die Abgasrückströmung sehr schnell geöffnet wird. Man kann aber die Ausbildung auch so treffen daß aus Leistungsgründen bei Vollast die Abgasrückführung unterbrochen ist.

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Claims

ANSPEÜCHE

1·λ Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einem Kolbenschieber, ^-^ der stromauf an der Drosselklappe quer zum Ansaugkanal einen Teränderlichen Mischungsquerschnitt bildend verschiebbar angeordnet ist und mit einer in den Austrittsquerschnitt einer Brennstoffdüse hineinragenden, konischen Düsennadel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Kolbenschiebers (5) ein Servoantrieb (7t 8) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine steuerbar ist.

2. Vergaser nach.Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Servoantrieb (7» 8) in Abhängigkeit von dem in dem Mischungsquerschnitt (4) sich einstellenden Unterdruck gesteuert ist.

5. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Differenz zwischen dem Gesanrtdruck und dem Druck im Mischungsquerschnitt (4) beaufschlagtes druckbeviegliches Element (11) vorgesehen ist, das den Servoantrieb (7, 8) zur Nachführung des Kolbenschiebers (5) steuert.

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4· Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Servoantrieb ein elektromotorischer Antrieb (7) vorgesehen ist.

5· Vergaser nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß an dem druckbeweglichen Element (11) den Stromkreis des elektromotorischen Antriebes steuernde Kontaktelemente (17» 18; 34t 55) angeordnet sind die bei einer Verstellung des druckbeweglichen Elementes aus einer Neutralstellung heraus Gegenkontakte (19» 20;" 36, 37) schließen und den elektromotorischen Antrieb (7) zur Nachführung des Kolbenschiebers beaufschlagen.

6. Vergaser nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die an dem druckbeweglichen Element (11) angeordneten Kontaktelemente (17» 18) mit an dem Kolbenschieber (5) angeordnete Kontaktbahnen (19» 20) in der Weise zusammenwirken, daß in der Neutralstellung der Kontäktelemente der elektromotorische Antrieb (7) abgeschaltet ist und in einer aus der Neutralstellung abweichenden Stellung der elektromotorische Antrieb zur Nachstellung des Kolbenschiebers (5) in der Neutralstellung beaufschlagt ist.

7· Vergaser anch Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbahnen (19» 20) an einer Hubstange (9b) angeordnet sind, die mit dem Kolbenschieber (5) über eine Hebelübersetzung (25 - 28) verbunden ist.

8. Vergaser nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkontakte (36, 37) feststehend angeordnet sind und daß eine Vorrichtung zur Drucldcraf tbeaufschlagung des druckbeweglichen Elementes (11). in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbenschiebers (5) entgegen der Unterdruekbeaufschlägung vorgesehen ist.

9· Vergaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkraftbeaufschlagimgs-Vorriobitung aus einer vorgespannten Feder (24) besteht, deren. Vorspannung in Abhängigkeit von der Kolbenschieber stellung veränderbar ist.

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10. Vergaser nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß ein die Feder (24) verspannender Federteller (50) vorgesehen ist, der mittels einer von dem Kolbenschieber (5) verdrehbaren Kurvenscheibe (5I) verstellbar ist.

11· Vergaser nach einem der Ansprüche 1 -10, gekennzeichnet durch seine Ausführung als Fallstromvergaser mit im wesentlichen vertikaler Anordnung der Ansaugrohrleitung (1).

12. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Servoantrieb (45, 46) über Verstellmittel (50) mit einem Ventil (55) in einer Abgasrückführungsleitung (56) in Verbindung steht.

13· Vergaser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die

ein,-

Verstellmittel ein/Profil tragendes Stellglied (51) nach Art einer Kurvenscheibe enthalten, das in Drehverbindung mit einem Motor (46) des Servoantriebs (45» 46) steht imd dessen Profil einen Ventilkörper (54) des Ventils (55) abstützt.

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