DE2362699A1 - Schwimmer fuer eine schwimmerkammer, insbesondere eines vergasers - Google Patents

Description

eines Vergasers

Die Erfindung betrifft einen Vergaserschwimmer für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Vergaserschwimmer einer besonderen Ausgestaltung, der dafür sorgt, daß eine Ventilnadel in einer Schließstellung gehalten wird, seibst wenn der Vergaser oder der Kraftstoffspiegel nach vorn oder zurückgeneigt sind, damit ein Überfüllen der Vergaserschwimmerkammer verhindert wird. :

Das Schwimmersystem eines Vergasers einer Brennkraftmaschine weist einen Schwimmerbehälter oder eine Schwimmerkammer auf sowie einen Schwimmer und ein Nadelventil mit einer Ventilnadel, wobei die einzelnen Bauteile innerhalb der Schwimmerkammer derart aufeinander abgestimmt sind, daß sie ein bestimmtes Kraftstoffniveau in der Schwimmerkammer aufrechterhalten. Die Schwimmerkammer steht über eine Belüftung mit der Atmosphäre in Verbindung und ist mit einem Kraftstoffauslaß und einem

409823/0289

Kraftstoffeinlaß ausgestattet, welcher von der Ventilnadel gesteuert wird. Die Ventilnadel arbeitet mit dem Schwimmer zusammen, der an dem freien Ende eines gelenkig gelagerten Gelenkhebels befestigt ist. Insbesondere wird ein nach oben gerichtetes Moment das von dem Schwimmzustand des Schwimmers erzeugt wird, auf die Ventilnadel übertragen, um den Kraftstoffeinlaß zu schließen und den Zustrom der Kraftstoffmenge in die Schwimmerkammer durch den Kraftstoffeinlaß hindurch zu steuern, so daß der Kraftstoff auf einem bestimmten konstanten Niveau gehalten wird.

Bei einem Vergaserschwimmersystem der vorgenannten Art ist es allgemein üblich, einen Schwimmer vorzusehen, der eine einfache quaderförmige Gestalt aufweist, was nachfolgend noch ausführlicher beschrieben werden soll. Ein Schwimmer mit einer solchen Gestalt weist die Nachteile auf, daß der Kraftstoffeinlaß zur falschen Zeit geöffnet wird, wenn die Auftriebskraft, die auf den Schwimmer wirkt, in dem Augenblick abnimmt, wenn die Schwimmerkammer oder der Kraftstoffspiegel in eine bestimmte Richtung geneigt sind, was z.B. bei der Beschleunigung, bein Befahren einer Steigung oder bei der Neigung des Kraftfahrzeuges auftreten kann. Dadurch wird die Schwimmerkammer überfüllt, und Kraftstoff kann durch die Belüftung und durch die Hauptdüse eingespritzt werden, was zu Störungen bei der Beschleunigung oder zu einem unregelmäßigen Lauf des Motors führen kann, weil dem Motor ein überfettetes Kraftstoff-Luft gemisch zugeführt wird.

Der gemäß der Erfindung vorgeschlagene Schwimmer, der in der Flüssigkeit einer Schwimmerkammer in einer normalerweise senkrechten Ebene um einen sich normalerweise in horizontale: Lage befindlichen Bolzen schwingt, ist dadurch gekennzeichnet,

40 9 8 28/0289

daß der Schwimmer mittels eines Gelenkhebels, der mit einer Einrichtung zum öffnen und Schließen eines Einlaßventiles für den Zustrom der Flüssigkeit in die Schwimmerkammer verbunden ist, an dem Bolzen.angelenkt ist, daß der Schwimmer einen unteren Abschnitt und in Richtung der Achse des Hebels zwei im Abstand zueinander angeordnete obere Abschnitte aufweist, daß der untere Abschnitt i.w.unterhalb und die beiden .oberen Abschnitte i.w.oberhalb eines bestimmten normalen Flüssigkeitsspiegels in der Schwimmerkammer angeordnet sind, daß die VJirkflache des Schwimmers, dia die Flüssigkeit in der Schwimmerkammer berührt, zunimmt, wenn sich die Schwimmerkammer und/ oder die Flüssigkeit in der Schwimmerkammer in der normalerweise senkrechten Ebene gegenüber der normalerweise horizontalen Lage neigen, so daß dadurch die von dem Schwimmer auf den Gelenkhebel ausgeübte kraft in ..einer Richtung zunimmt, um das Einlaßventil für die Flüssigkeit zu schließen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.1 einen senkrechten Teilschnitt durch ein herkömmliches Vergaserschwimmersystem;

Fig.2 einen senkrechten Schnitt durch den inneren Aufbau der Schwimmerkammer des herkömmlichen Vergaserschwimmersystems nach Fig.1;

Fig.3 und 4 Ansichten ähnlich der Fig.1 bzw. 2, wobei jedoch der Kraftstoffspiegel gegenüber der Schwimmerkammer geneigt ist;

• Fig.5 einen senkrechten Schnitt durch eine Schwimmerkammer mit einem Vergaserschwimmersystem gemäß der Erfindung;

Fig.6 einen Horizontalschnitt entlang der Linie A-A in Fig.5;

409828/0289

Fig. 7 und 8 senkrechte Schnitte durch die Schwimmerkammer nach Fig.5, wobei der Kraftstoffspiegel gegenüber der Schwimmerkammer in entgegengesetzte Richtungen geneigt istj

Fig. 9 ein Diagramm, in dem die Momentenänderungen eines erfindungsgemäßen Schwimmers und eines herkömmlichen Schwimmers in Abhängigkeit von dem Neigungswinkel des Kraftstoff spiegeis eingetragen sind, und

Fig.IO und 11 Ansichten weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schwimmers.

In den Fig.l und 2 der Zeichnung ist ein herkömmliches Vergaserschwimmersystem dargestellt, das eine Schwimmerkammer aufweist, die mit der Atmosphäre über eine Belüftung 12 in Verbindung steht. Die Schwimmerkammer 11 ist mit einem Kraftstoffauslaß 13 ausgestattet, über welchen Kraftstoff durch eine Hauptdüse 15, die in einen Venturiteil 16 oberhalb einer Drosselklappe 17 einmündet, in den Saugteil 14 eines Vergasers des Motors gefördert Wird. Die Schwimmerkammer 11 ist ferner mit einem Kraftstoffeinlaß 18 ausgestattet, über welchen sie durch eine Kraftstofförderleitung 19, die in die Schwimmerkammer einmündet, mit Kraftstoffv versorgt wird. Mit dem Bezugszeichen 10 ist der Kraftstoffspiegel in der Schwimr merkammer 11 bezeichnet. Die Kraftstoffmenge, die in die Schwimmerkammer 11 strömt, wird durch ein Einlaßventil d.der eine Ventilnadel 20 gesteuert, die an einem Gelenkhebel 21 angeordnet ist. Der Gelenkhebel 21 ist mit einem Ende schwenkbar an einem in Normallage horizontalen Bolzen 22 angelenkt. Das gegenüberliegende freie Ende des Gelenkhebels 21 ist an einem Schwimmer 2 3 derart befestigt, daß ein von der Auf—

409828/0289

triebskraft, die auf den Schwimmer 23 wirkt, erzeugtes nach oben gerichtetes Moment auf die Ventilnadel 20 übertragen wird, so daß diese den Kraftstoffeinlaß 18 schließt und für einen konstanten Kraftstoffspiegel in der Schwimmerkammer 11 sorgt, wie dies in den Figuren zu erkennen ist. Der von der H.auptdüse 15 kommende Kraftstoff wird in den Motor in einer solchen Menge eingesaugt, die dem Luftvolumen entspricht, welches durch den Venturiteil 16 in Abhängigkeit von der Lage der Drosselklappe 17 hindurchströmt. Wenn der Kraftstoffspiegel in der Schwimmerkammer 11 unter ein bestimmtes normales Niveau fällt, dann öffnet die Ventilnadel 12, weil die auf den Schwimmer 23 einwirkende Auftriebskraft verringert wird, und läßt eine größere Menge Kraftstoff in die Schwimmerkammer 11 einströmen, so daß dadurch der Kraftstoffspiegel auf einem konstanten Niveau gehalten wird. Es sei darauf hingewiesen, daß der Schwimmer 23 um den Bolzen 22 in einer norraa-.lerweisen senkrechten Ebene schwenkbar gelagert ist.

Wie bereits erwähnt wurde,'ist ein herkömmliches Vergaserschwimmersystem mit einem Schwimmer ausgestattet, der eine einfache quaderförmige Gestalt aufweist, wie sie z.B. in den Fig.1 bis 4 dargestellt ist. Während der Beschleunigung, des Befahrens einer Steigung und der Neigung des Fahrzeuges neigt sich der Kraftstoffspiegel 10 in der Schwimmerkammer 11 nach unten in einer von dem Bolzen 22 abgewandten Richtung, wie dies in der Fig.3 dargestellt ist, oder nach oben in einer auf den Bolzen 22 zugewandten Richtung, wie dies in der Figur 4 dargestellt ist. Wenn der Kraftstoffspiegel 10 gemäß der Fig.3 geneigt ist, dann wird die Ventilnadel 20 durch die zunehmende auf den Schwimmer 2 3 wirkende Auftriebskraft in Schließstellung gehalten. Wenn jedoch der Kraftstoffspiegel 10 gemäß Fig.4'geneigt ist, dann führt die auf den Schwira-

409828/0289

mer 23 wirkende verringerte Auftriebskraft dazu, daß die Ventilnadel 20 zu einem falschen Zeitpunkt öffnet, so daß Kraftstoff in die Schwimmerkammer 11 einströmen und diese überfüllen kann. Dies führt zu einem überfetteten Kraftstoff-Luftgemisch, so daß Fehler in der Beschleunigung auftreten und der Motor unregelmäßig läuft, was sowohl bei festen Venturivergasern als auch bei veränderlichen Venturivergasern vorkommt.

Diese Schwierigkeiten können dadurch vermieden werden, daß ein Schwimmer 24 gemäß der Erfindung verwendet wird, der in den Fig.5 und 6 dargestellt ist und ein dreieckförmigen Profil aufweist. Insbesondere besitzt der erfindungsgemäße Schwimmer 24 einen nach unten greifenden unteren Abschnitt 25 und zwei symmetrische obere Abschnitte 26 und 27. Wie in den Figuren zu erkennen ist, sind die Profile des unteren Abschnittes 25 und der oberen Abschnitte 26 bzw. 27 dreieckig und trapezförmig ausgebildet. Die oberen Abschnitte 26 und 27 erstrecken sich in Richtung der Achse des Gelenkhebels 21. Der Schwimmer 24 besteht aus Kunststoff, wie z.B. aus einem geschäumten Styrol mit einer besonderen Schwerkraft von ungefähr 0,2. Wie insbesondere aus der Fig.5 zu entnehmen ist, schwimmt der Schwimmer 24 normalerweise auf dem Kraftstoff oder einer anderen Flüssigkeit, wobei sich der untere Abschnitt 25 unter dem Spiegel 10 und die oberen Abschnitte 26 und 27 über dem Spiegel 10 befinden und wobei einer der oberen Abschnitte 26 und 27 in bekannter Weise an dem freien Ende des Gelenkhebels 21 angelenkt ist, um die Lage der Ventilnadel 20 zu steuern.

Wenn sich bei dem erfindungsgemäßen Vergaserschwimmersystem der Kraftstoff spiegel 10 oder die Schwimmerkammer 11 in der

6 -

409828/0289

senkrechten Schwenkebene des Schwimmers 24 gegenüber einer normalen horizontalen Lage, wie in den Fig.7 oder 8 gezeigt, während der Beschleunigung, des Befahrens eines Berges oder der Drehung des Fahrzeuges neigt, dann berühren der untere Abschnitt 25 und wenigstens ein Teil eines der oberen Abschnitte 26 und 27 den Kraftstoff, so daß die effektive Wirkfläche, des Schwimmers 24, die mit dc?ra Kraftstoff in Berührung steht, zunimmt und damit die Kraft, die von dem Schwimmer 24 auf den Gelenkhebel 21 ausgeübt wird, um das Ventil 20 zu schließen, wie dies in den Fig,5 und 6 dargestellt ist. Wenn sich daher der Kraftstoffspiegel 10 in der Schwimmerkammer in einer der beiden Richtungen neigt, dann wird infolge der auf den Schwimmer 24 wirkenden zunehmenden Auftriebskraft ein zunehmendes Moment auf den Gelenkhebel. 21 ausgeübt, der die Ventilnadel 20 sicher in Schließstellung hält. Es ist daher möglich, ein Zuströmen von Kraftstoff durch die Kraftstoffförderleitung 19 in die Schwimmerkammer 11 und damit ein Überfüllen der Schwimmerkammer zu verhindern.

In diesem Zusammenhang kann die Kraft, mit welcher die Ventilnadel 12 gegen den Ventilsitz gepreßt wird, und die von dem Schwimmer bei einer normalen Füllung der Schwimmerkammer 11 mit Kraftstoff ausgeübt wird, durch die Gleichung eines Differentialmomentes ausgedrückt werden, das in Abhängigkeit von einem nach oben gerichteten und einem nach unten gerichteten Moment auf den Gelenkhebel 21 ausgeübt wird. Es ergibt sich unter Bezug auf die Figu-ren 4, 5, 7 und 8 folgende Geichung:

Differentialmoment (%) = 100 χ

Moment im Uhrseigersinn - Moment entgegen dem Uhrzeigersinn Moment entgegen· dem Uhrzeigersinn

409828/02.89

Das Moment im Uhrzeigersinn ist dasjenige Moment, das auf den Gelenkhebel 21 durch die auf den Schwimmer 2 3 oder 24 wirkende Auftriebskraft ausgeübt wird, und das Moment entgegen dem Uhrzeigersinn ist dasjenige Moment, das auf den Gelenkhebel 21 durch die Schwerkraft und den Druck des sich in der Kraftstofförderleitung 19 befindlichen Kraftstoffes, der auf die Ventilnadel 20 wirkt, ausgeübt wird. Das Differentialmoment gibt daher in Prozent an, um welchen Betrag die die Ventilnadel 20 in Schließstellung drückenden Kräfte größer sind, als diejenigen Kräfte, die die Ventilnadel 20 in Öffnungstellung drücken. Vorzugsweise ist die Größe des Differentialmomentes etwa 20 bis 40%, wobei die Schwingung des Kraftstoffspiegels IO innerhalb der Schwimmerkammer 11, Unregelmäßigkeiten im Betrieb der einzelnen Vergaserschwimmersysteme oder Änderungen des Kraftstoffdruckes in der Kraftstof förderleitung 19 berücksichtigt sind. Bei einem herkömmlichen Schwimmersystem wird jedoch das Differentialmoment zu groß, wenn der Kraftstoffspiegel 10, wie in der Fig.3 geneigt ist, was durch die ausgezogene Linie 28 in der Fig.9 angezeigt wird. Wenn auf der anderen Seite der Kraftstoffspiegel 10 in der Schwimmerkammer 11 wie in der Fig.4 geneigt ist, dann wird das Differentialmoment negativ, und die Ventilnadel 20 befindet sich in Öffnungsstellung, so daß Kraftstoff in die Schwimmerkammer 11 einströmen und diese überfüllen kann.

Im Gegensatz dazu ist bei einem Vergaserschwimmer 24 gemäß der Erfindung aufgrund der besonderen Form des Schwimmers 24 innerhalb des Bereiches 20 bis 40 % konstant, selbst wenn der Kraftstoffspiegel 10 innerhalb der Schwimmerkammer 11 in der einen oder anderen Richtung geneigt ist, wie dies durch die gestrichelte Linie 29 in der Fig.9 angezeigt wird. Mit anderen Worten heißt es, daß ein gemäß der Erfindung aus-

' 409828/0289

gebildeter Vergaserschwimmer 24 die Ventilnadel 20 unabhängig von der Neigung des Kraftstoff spiegeis 10 innerhalb der Schwimmerkammer 11 mit einer ausreichenden Kraft in ihrer Schließstellung hält.

Bei den in den Fig.5 und 8 gezeigten Ausführungsbeispielen weist der Schwimmer 24 einen symmetrischen Querschnitt und in bezug auf die senkrechte Achse symmetrische Abmessungen auf. Es wird jedoch auch vorgeschlagen, daß der Schwimmer 24 eine asymmetrische Form aufweisen kann, wie sie insbesondere in den Fig.10 oder 11 dargestellt ist, wobei die besondere Ausgestaltung und Abmessung der Schwimmerkammer 11 und/oder die besonderen Erfordernisse hinsichtlich des Gewichtes des Schwimmers 24 Berücksichtigung finden. In den Fig.10 und 11 haben die Schwimmer 24 untere Abschnitte 25' und 25'' und obere Abschnitte 26' und 27' bzw. 26'· und 27'', die ähnlich den Abschnitten des Schwimmers 24 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind, das in den Fig.5 und 8 dargestellt ist. Die Funktion der Schwimmer 2 4 mit Abschnitten unterschiedlicher Größe ist im wesentlichen di_e gleiche v/ie die Funktion des zuerst beschriebenen Ausführungsbeispieles, so daß auf die dort gemachte Beschreibung verwiesen werden kann.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Profile der Abschnitte 25 ", 26'' und 27' ' des in der Fig. 11 dargestellten Schwimmers 24 eine rechteckige Form aufweisen.

4 09828/0289

Claims (5)

1. P 7533

   Patentansprüche

   j 1./ Schwimmer, der in der Flüssigkeit einer Schwimmerkammer in einer normalerweise senkrechten Ebene um einen sich normalerweise in horizontaler Lage befindlichen Bolzen schwingt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (24) mittels eines Gelenkhebels (21), der mit einer Einrichtung (20) zum öffnen und Schließen eines Einlaßventiles für den Zustrom der Flüssigkeit in die Schwimmerkammer (11) verbunden ist, an dem Bolzen (22) angelenkt ist, daß der Schwimmer einen unteren Abschnitt (■25,25* ,25'') und in Richtung der Achse des Gelenkhebels (2) im Abstand zueinander angeordnete obere Abschnitte (26,27,26· ,27',26" ,27*') aufweist, daß der untere Abschnitt im wesentlichen unterhalb und die beiden oberen Abschnitte im wesentlichen oberhalb eines bestimmten normalen Flüssigkeitsspiegels (10) in der Schwimmerkammer angeordnet sind, daß die Wirkfläche des Schwimmers, die die Flüssigkeit in der Schwimmerkammer berührt, zunimmt, wenn sich die Schwimmerkammer und/oder die Flüssigkeit in der Schwimmerkammer in der normalerweisen senkrechten Ebene gegenüber der normalerweise horizontalen Lage neigen, so daß dadurch die von dem Schwimmer auf den Gelenkhebel ausgeübte Kraft in einer Richtung zunimmt, um das

   - 10 -

   409828/0289

   Einlaßventil für die Flüssigkeit zuschließen.
2. 2. Schwimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der untere AbschnittU 5,25* ,25' *) ein im wesentlichen dreieckförmiges Profil aufweist und daß die beiden oberen Abschnitte (26,27,26',27',26*',27'') im wesentlichen trapezförmige Profile aufweisen.
3. 3. Schwimmer nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

   ζ e i c h η e t , daß der untere Abschnitt und die beiden oberen Abschnitte im wesentlichen rechteckförmige Profile aufweisen.
4. 4. Schwimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden unteren Abschnitte die gleichen Abmessungen aufweisen.
5. 5. Schwimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden oberen Abschnitte unterschiedliche Abmessungen aufweisen.

   - 11 -

   409828/0289

   ff

   Leerseite