DE2416040A1 - Vergaser fuer eine verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Vergaser fuer eine verbrennungskraftmaschine

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DE2416040A1
DE2416040A1 DE19742416040 DE2416040A DE2416040A1 DE 2416040 A1 DE2416040 A1 DE 2416040A1 DE 19742416040 DE19742416040 DE 19742416040 DE 2416040 A DE2416040 A DE 2416040A DE 2416040 A1 DE2416040 A1 DE 2416040A1
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air funnel
throttle valve
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funnel
carburetor according
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Application number
DE19742416040
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English (en)
Inventor
Kenneth C Bier
Ronald E Herman
Kalin S Johnson
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Colt Industries Operating Corp
Original Assignee
Colt Industries Operating Corp
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M9/00Carburettors having air or fuel-air mixture passage throttling valves other than of butterfly type; Carburettors having fuel-air mixing chambers of variable shape or position
    • F02M9/10Carburettors having air or fuel-air mixture passage throttling valves other than of butterfly type; Carburettors having fuel-air mixing chambers of variable shape or position having valves, or like controls, of elastic-wall type for controlling the passage, or for varying cross-sectional area, of fuel-air mixing chambers or of the entry passage
    • F02M9/103Mechanical control

Description

  • Beschreibung Vergaser für eine Verbrennungskraftmaschine Die Erfindung betrifft einen Vergaser für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Vergasergehäuse, einem dieses durchsetzenden Ansaugkanal, einer angeschlossenen Kraftstoffquelle und einem im Ansaugkanal angeordneten veränderbaren Lufttrichter, mit dem sich ein in der Öffnungsweite verstellbarer engster Querschnitt des Lufttrichters verändern läßt.
  • Die herkömmlichen, bisher verwendeten Vergaser des typs mit festem Lufttrichter müssen sowohl im Leerlaufbetrieb des Motors als auch bei maximalen Motordrehzahlen bei weit geöffneter Drosselklappe ein geeignetes Kraftstoff-Luft-Gemisch zur Verfügung stellen. Der Luftdurchsatz im Zerlaufbetrieb kann nur etwa 13,6 m3/h betragen, während er bei maximaler Motordrehzahl und weit geöffneter Draæelklappe bis auf etwa 1020 m3/h ansteigen kann. Dies macht deutlich, daß man mit solchen herkömmlichen Vergasern versucht, entsprechend geeignete Kraftstoff-Zumeßcharekteristiken über einem Luftdurchsatzbereich in der Größenordnung von 70:1 zu erreichen. Die Hauptschwierigkeit, die durch die Notwendigkeit hervorgerufen ist, die Zumessung oder Dosierung über einem großen Luftdurchsatzbereich exakt zu regeln, ergibt sich aus der Tatsache, daß der Vergaser, dessen unveränderbarer engster Lufttrichterquerschnitt groß genug ist, um bei weit geöffneter Drosselklappe die erforderliche Luftkapazität durchzulassen, auch zu groß ist, um bei kleinen Luftdurchsätzen am engsten Querschnitt des Lufttrichters ein ausreichendes Zumeßsignal oder Dosierkraft zu erzeugen.
  • Nach älteren Vorschlägen zur Lösung des vorbeschriebenen allgemeinen Problems wurden beispielsweise Vierkammer-Vergaser entwickelt, die zwei oder mehrere, stufenförmig geschaltete Kammern oder Bohrungen aufweisen, wobei in einem ersten Bereich von Motorbetriebszuständen nur eine bestimmte Anzahl derartiger Bohrungen für die Luftströmung geöffnet werden, und zusätzliche Bohrungen in nachfolgenden Bereichen von Motorbetriebszuständen für die Luftströmung frei gemacht werden. Solche herkömmliche, mehrstufige Vergaser haben die Probleme nicht vollständig gelöst und haben häufig indirekt neue Schwierigkeiten hinzugefügt, auf Gebieten, beispielsweise, wie der Erzielung gleichmäßiger Kraftstoff-Übergangsströme beim Übergang des Vergasers aus einer ersten in eine zweite oder dritte Betriebsstufe.
  • Andere bisher gemachte Lösungsvorschläge bezogen sich darauf, die Notwendigkeit eines unveränderbaren Lufttrichters, oder insoweit jeglichen Lufttrichters, durch Verwendung eines stellungsveränderbaren Luftventils auszuschalten, das im Ansaugkanal in Strömungsrichtung einem mit ihm betriebsmäßig verbundenen Kraftstoff-Zumeßventil vorgeschaltet ist.
  • Der Öffnungsbewegung des vom Luftstrom durch den Ansaugkanal in die Öffnungsrichtung gedrängten Luftventils wird mit Feder kraft elastischer Widerstand entgegengesetzt. Theoretisch ergibt sich mit stärkerer Öffnung des Luftventils ein größerer dosierter Kraftstoffstrom zum Ansaugkanal. Es leuchtet jedoch ohne weiteres ein, daß die mit herkömmlichen Luftventil-Vergasern erzilE Zumeßgenauigkeit nicht ganz ideal war, insbesondere wenn man sich vergegenwärtigt, daß Federn gewöhnlich eine Steifigkeitstoleranz von + 8,0 aufweisen, während bei den derzeitigen Vorschriften über die Schadstoffemission in Abgasen für die Kraftstoffzumessung eine Gesamttoleranz von etwa 1,5% gilt.
  • Es sind bisher auch verschiedene Formen von Vergasern mit veränderbarem Lufttrichter vorgeschlagen worden, hauptsächlich mit dem Ziel, die geforderten Luftdurchsätze in einem größeren Bereich zu decken. Derartige Vergaser haben sich jedoch in der Vergangenheit nicht vollständig bewährt und sind heute völlig inakzeptabel, da es mit ihnen nicht möglich ist, die zur Erfüllung der verschiedenen Vorschriften hinsichtlich der Schadstoffemission in Abgasen notwendige extrem genaue Regelung der Eraftstoffzumessung zu erreichen. Bisher wurde der veränderbare Lufttrichter häufig sowohl als veränderbarer Lufttrichter als auch als Drossel verwendet, wobei in Strömungsrichtung hinter einem solchen veränderbaren Lufttrichter keine zusätzliche Drosselklappe vorgesehen war.
  • Die verschiedenen Kraftstoff-Auslaßöffnungen oder -düsen wurden daher mit dem vom Motor im Ansaugkrümmer erzeugten, verhältnismäßig sehr hohen Unterdruck beaufschlagt, so daß sich für die Kraftstoffzumessung ein extrem großer Unterdruck oder Druckunterschied ergab. Dies wiederum fuhrte zur Forderung, das Kraftstoffzumeßsystem sowohl für den Luftstrom bzw. Luftdurchsatz als auch für Größenänderungen des Zumeßunterdruckes extrem empfindlich zu machen. Es ist praktisch unmöglich, eine derartige Empfindlichkeit zu erreichen, besonders in der Massenherstellung, wo die Wiederholgenauigkeit der Leistung bei Millionen von Einheiten wesentlich ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, der die vorerwähnten und andere, damit verbundene Probleme überwindet.
  • Diese Aufgabe ist mit einem Vergaser der eingangs beschriebenen Art gelöst, der sich erfundingsgemäß dadurch auszeichnet, daß im Ansaugkanal in Strömungsrichtung hinter dem veränderbaren Lufttrichter eine in ihrer Stellung veränderbare Drosselklappe angeordnet ist, die mit Verbindungsgliedern mit dem veränderbaren Lufttrichter betriebsmäßig verbunden ist, um den Lufttrichter zu zwingen, durch die Drosselklappe bestimmte Stellungen einzunehmen und die wirksame Öffnungsweite des veränderbaren engsten Lufttrichterquerschnitte s entsprechend zu bestimmen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Vergaser mit veränderbarem Lufttrichter in erfindungsgemäßer Ausbildung und Fig. 2 ein Diagramm mit Lufttrichter-Unterdruck-Kentkurven für einen gebräuchlichen Typ eines herkömmlichen Vergasers mit festem Lufttrichter und für den Vergaser nach der Erfindung.
  • Aus Gründen der Übersichtlichkeit können in der Zeichnung bestimmte Einzelheiten und/oder Bauteile weggelassen sein.
  • Fig. 1 zeigt eine Vergaseranordnung 10, die einen Hauptteil oder ein Gehäuse 12 aufweist, in dem ein Ansaugkanal 14 ausgebildet ist, der eine Lufteinlaßseite 16 und eine Auslaß- oder Abgabeseite 18 besitzt. Die Auslaßseite 18 führt zu einem Einlaß 22 eines Innenraumes 24 eines Ansaugkrümmers 26 einer angeschlossenen, nachfolgend kurz Motor genannten Verbrennungskraftmaschine. Im Ansaugkanal befindet sich eine in ihrer Stellung veränderbare Drosselklappe 28, die an einer Drosselklappenwelle 30 drehfest angeordnet ist und das vom Ansaugkanal 14 in den Einlaßkanal 24 des Motoransaugkrümmers 26 strömende Arbeitsmittel oder brennfähige Gemisch zu regulieren vermag. Im allgemeinen besteht ein derartiges brennfähiges Gemisch selbstverständlich aus an der Einlaßseite 16 einströmender atmosphärischer Luft und dem Ansaugkanal 14 aus einem angeschlossenen Kraftstoff-Behälter oder Kraftstoff-Schwimmerkammer 32 zugeführtem Kraftstoff.
  • Im gezeigten Beispiel weist die Kraftstoff-Schwimmerkammer 32 ein entsprechendes Gefäß oder Gehäuse 34 auf, in dem ein Schwimmer 36 angeordnet sein kann, der ein (nicht gezeichnetes) zugehöriges, an sich bekanntes Kraftstoffeinlaß-Schwimmernadelventil so steuert, daß der Spiegel des im Gefäß 34 enthaltenen Kraftstoffs 38 auf einem vorbestimmten Niveau 40 gehalten wird.
  • Wie aus der Zeichnung ersichtlich, kann ein veränderbarer Lufttrichter eine in ihrer Stellung veränderbare Lufttrichterplatte 54 aufweisen, die mit Befestigungsmitteln 56 und 58 in beliebiger Weise fest mit einem innen angeordneten Arm 60 verbunden sein kann, der seinerseits an eine im Gehäuse 12 gelagerte drehbare Welle 62 fest angeschlossen ist. Der Lufttrichter kann vorzugsweise so ausgebildet sein, daß er bei Ansicht entsprechend der mit einem Pfeil 64 angegebenen Richtung an seinem engsten Querschnitt eine im wesentlichen rechteckige Öffnung bildet. Tatsächlich können sich gegenüberliegende Wände, von denen eine mit 66 bezeichnet ist, flache ebene Flächen bilden, zwischen denen die in ihrer Stellung veränderbare oder verstellbare LufI;trichterplatte 54 um die Mittellinie oder Achse der Stange oder Welle 62 schwenkbar mit geringem Spiel aufgenommen ist. Diese flachen oder ebenen Flächen enden vorzugsweise an einer Begrenzungslinie 68, von der ausgehend der sich in Strömungsrichtung anschließende Abschnitt des Ansaugkanals 14 sich allmählich in seiner Konfiguration verändert bis er kreisrund ist, um eine im wesentlichen kreisrunde Drosselklappe 28 aufnehmen zu können.
  • An der Welle 62 ist drehbar ein Ende eines zweiten Hebels 70 gelagert, der im wesentlichen außerhalb des Gehäuses 12 angeordnet sein kann und dessen schwenkbarer Arm mit einem Verbindungsgestänge 72,74 verbunden ist. Es sei darauf hingewiesen, daß der Hebel 70 im Innern des Vergasergehäuses oder -hguptteils angeordnet sein könnte. Die Verbindungsstange 74 ist Teil einer Dämpfungsvorrichtung 76, die im gezeigten Beispiel eine zylindrische Innenkammer 78 aufweist, welche ein entsprechendes Arbeitsmittel und einen verschiebbaren Kolben 80 enthält. Die Verbindungsstange 74 durchdringt den Kolben 80 mit Spiel und liegt mit ihrem unteren Teil 82 an diesem an. Eine ebenfalls in der Innenkammer 78 untergebrachte Druckfeder 84 drängt den Kolben 80 ständig und elastisch nach unten. Um das Austreten von Dämpfungsflud aus der Innenkammer 78 zu verhindern, kann eine entsprechende Dichtung 86 vorhanden sein. Bei Verstellen des Kolbens 80 mit der Verbindungsstange 74 nach oben wird das in der Innenkammer 78 über dem Kolben 80 befindliche Arbeitsmittel im allgemeinen in einen unter dem Kolben 80 liegenden Bereich verdrängt.
  • Dies kann über im Kolben 80 ausgebildete, exakt dimensionierte Entlastungseinrichtungen 88 oder mit an sich bekannten, beliebigen äquivalenten Mitteln geschehen.
  • An der Welle 62 ist drehfest ein dritter Hebel 42 befestigt, der im wesentlichen zwischen dem Gehäuse 12 und dem Hebel 70 angeordnet sein kann. Der Hebel 42 kann einen etwas nach unten ragenden und sich seitlich erstreckenden, als Anschlag-oder Anlageelement dienenden Armteil 44 aufweisen, der in der gezeichneten Stellung an einer Fläche 46 am Hebel 70 anliegt.
  • Ein außerhalb liegender Teil der Welle 62 ist von einer zweckdienlichen Federvorrichtung umschlungen, beispielsweise von einer spiralig gewundenen Torsions- oder Biegefeder 43, deren entgegengesetzten Schenkel 45 und 47 betriebsmäßig an Flächen 49 bzw. 46 an den Hebeln 42 bzw. 70 anliegen und dadurch das Bestreben haben, die verstellbare Luft tricht erplatte 54 im wesentlichen im Uhrzeigersinn, bezogen auf den Hebel 70, zu schwenken.
  • Ein an der Drosselklappenwelle 30 drehfest angeordneter Hebel 90 ist betriebsmäßig an ein Bewegung übertragendes Verbindungsgestänge 92 angeschlossen, das beispielsweise an ein vom Fahrer mit dem Fuß betätigtes Gas- oder Fahrpedal 93 führt, so daß bei Verstellen des Verbindungsgestänges in der von einem Pfeil 94 angegebenen Richtung die Drosselklappe 28 um die Mittellinie oder Achse der Drosselklappenwelle 30 im Gegenuhrzeigersinn in der Öffnungsrichtung bewegt wird.
  • Ein zweiter Hebel 96, der an der Drosselklappenwelle 30 so angeordnet ist, daß er gegenüber dieser und um diese frei beweglich ist, ist mit einem Armteil 108 schwenkbar an die Verbindungsstange 72 angeschlossen. Die Hebel 90 und 96 weisen ihrerseits Arme 100 bzw. 102 auf, die im wesentlichen in Querrichtung sich erstreckende Anlage- oder Anschlagelemente 104 bzw. 106 tragen. Eine mit ihrer Hauptwindung im wesentlichen die Drosselklappenwelle 30 umschlingende Torsions- oder Biegefeder 108 liegt betriebsmäßig mit ihren Schenkeln 110 und. 112 an den Hebelarmteilen 100 bzw. 102 an und hält dadurch normalerweise die Anschlagelemente 104 und 106 elastisch in Anlage aneinander, was zu einer gemeinsamen Bewegung der Hebel 90 und 96 führt.
  • Ein Nebenluft- oder Belüftungskanal 114 steht mit einem ersten Ende 116 mit einer Quelle atmosphärischen Druckes oder einer beliebigen, solchen atmosphärischen Druck anzeigenden Quelle und mit seinem anderen Ende 118 mit einem Innenraum 130 des Gehäuses 34 der Kraftstoff-Schwimmerkammer in Verbindung.
  • Im gezeigten Beispiel weist eine Eraftstoff-Zuführ- und -Zumeßvorrichtung vorzugsweise einen Kanal oder eine Leitung 120 auf, die an einer Öffnung 122 an das Gehäuse 34 der Kraftstoff-Schwimmerkammer sowie an eine zweite, im wesentlichen in Querrichtung angeordnete Kraftstoff-Zuführleitung 124 angeschlossen ist, welche an einem Ende 128 mit dem Ansaugkanal 14 vorzugsweise an einer dem engsten Querschnitt 126 eines feststehenden Lufttrichterteils 52 in Strömungsrichtung unmittelbar nachgeschalteten Stelle verbunden ist.
  • Ein in der Kraftstoff-Zuführleitung 124 vorhandener, exakt dimensionierter Durchlaß oder Kanal 132 kann mit entsprechendem Profil so ausgebildet sein, daß er mit einem konturierten oder profilierten Zumeßelement 134 eines nadelähnlichen Verschlußgliedes 136 zusammenzuarbeiten vermag, das mit einem Schwenkzapfen 138 in einer Ausnehmung 140 in der beweglichen Lufttrichterplatte 54 schwenkbar an diese angeschlossen sein kann.
  • Die Arbeitsweise der Vergaseranordnung 10 ist im wesentlichen wie folgt. Es sei angenommen, daß der zugehörige Motor läuft.
  • Bei Verstellen des Gaspedals 93 um ein Schwenklager 95 im Gegenuhrzeigersinn wird das Verbindungsgestänge 92 nach rechts bewegt und ruft Schwenkung der Hebel 90 und 96, der Drosselklappenwelle 30 und der Drosselklappe 28 um die Achse der Drosselklappenwelle 30 im wesentlichen im Gegenuhrzeigersinn in der Öffnungsrichtung der Drosselklappe hervor. Diese Verstellung oder Bewegung in der Öffnungsrichtung wird über die mit den vorgenannten Bauteilen zusammenwirkende Verbindungsstange 72 auf den Hebel 70 übertragen, der um die Achse der Welle 62 im wesentlichen im Gegenuhrzeigersinn schwenkt.
  • Gleichzeitig damit und aufgrund der Luftströmung durch den Ansaugkanal 14 wird die bewegliche Lufttrichterplatte 54 in ähnlicher Weise um die Achse der Welle 62 geschwenkt, um das Anlage- oder Anschlagelement 44 des infolge seines drehfesten Anschlusses gemeinsam mit der Lufttrichterplatte 54 schwenkenden Hebels 42 in Anlage an der Fläche oder Kante 46 des Hebels 70 zu halten. Dieser Berührungseingriff wird gegen die verhältnismäßig kleine, entgegengesetzte elastische Kraft der Feder 43 beibehalten.
  • Bei dieser Schwenkung des Hebels 70 im Gegenuhrzeigersinn bewegt der Schaft oder die Verbindungsstange 74 den Dämpfungskolben 80 durch das in der Kammer 78 befindliche fluide Medium nach oben und zwingt dieses, durch die exakt dimensionierten Kanäle 88 hindurchzutreten. Übersteigt der Schwenkbetrag des Hebels 90 einen vorbestimmten Betrag, reicht der der Strömung des fluiden Mediums in den Kanälen 88 entgegenwirkende Widerstand aus, die Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung des Kolbens 80 so weit zu verlangsamen, daß der tatsächliche Schwenkbetrag des Hebels 70 und der verstellbaren Lufttrichterplatte 54 kleiner ist als der Schwenkbetrag des auf die Drosselklappe wirkenden Hebels 90. Ist dieser Zustand beispielsweise eingetreten, während der Motor rasch beschleunigt werden oder eine höhere Leistung abgeben soll, lösen sich die Anschlagelemente 104 und 106 der Hebel 90 bzw. 96 gegen den Widerstand der Feder 108 kurzzeitig voneinander und gehen danach in die gegenseitige Anlage zurück, sobald die Zeitverzögerungs-oder Dämpfungsvorrichtung 76 Verstellung der Verbindungsstange 72 und des Hebels 70 um einen ausreichenden Betrag zuläßt.
  • Eine derartige Zeitverzögerungsvorrichtung 76 dient vorzugsweise dazu, einen Zustand zu überwinden, der als Nachhängen des Kraftstoffs bezeichnet werden kann. Kraftstoff hat eine größere Dichte als Luft und daher ein größeres Beharrungsvermögen. Bei plötzlicher rascher Öffnung der Lufttrichterplatte 54 würde sich der Luftstrom volumenmäßig sehr viel rascher als der Kraftstoff an den neu angegebenen geforderten Luftdurchsatz anpassen. Träte dies ein, könnte das Kraftstoff-Luft-Gemisch, bezogen auf den Kraftstoffanteil, sehr gut zu mager werden und nichteinwandfreies Arbeiten des Motors hervorrufen. Mit einer solchen Zeitverzögerungsvorrichtung 76 wird daher für die Öffnungsbewegung der verstellbaren Lufttrichterplatte 54 eine maximale Geschwindigkeit erreicht, um sicherzustellen, daß der Kraftstoffstrom genügend Zeit hat, entsprechend auf die angegebene Änderung des erforderlichen Kraftstoffdurchsatzes anzusprechen.
  • Es leuchtet ein, daß der Hebel 70 bei Schwenkung der Drosselklappe 28 im Uhrzeigersinn in Richtung-auf ihre Schließstellung dieser Bewegung zwangläufig folgt, da der Schaft bzw. die Verbindungsstange 74 gegenüber dem Kolben 80 und unabhängig von diesem sich entgegenstellendem Widerstand verschieblich ist. Dies wiederum ruft eine entsprechende, zwangläufige Verstellung der beweglichen Lufttrichterplatte 54 hervor, da das Anschlagelement 44 durch die Bewegung des Hebels 70 im wesentlichen im Uhrzeigersinn um die -Welle 62 gedrängt wird. Aus dem Vorstehenden ist zu erkennen, daß bei raschem Öffnen der Drosselklappe die Öffnung bzw. Erweiterung des Lufttrichters der Öffnung der Drossellrlappe nacheilt, so daß auf eine Beschleunigungspumpe verzichtet werden kann.
  • Es leuchtet ein, daß der Kraftstoffdurchsatz aus der Kraftstoff-Schwimmerkammer 32 über die Kraftstoff-Austrittsöffnung oder -düse 128 zum Ansaugkanal 14 hauptsächlich vom zum Zumessen oder Dosieren ausgenutzten Druckunterschied dP abhängig ist, der häufig als Zumeß-Unterdruck bezeichnet wird und durch die Differenz Pb-PV -P bestimmt ist, in der Pb der in der Kraftstoff-Schwimmerkammer bzw. im Kraftstoff-Behälter 34 über dem Kraftstoff 38 harschende Druck und Pv der häufig als Lufttrichter-Unterdruck bezeichnete wirksame Druck ist, der im Ansaugkanal 14 an oder in Strömungsrichtung etwas hinter dem engsten Querschnitt des Lufttrichters herrscht. Dieser engste Querschnitt ist mit dem veränderbaren Maß D bezeichnet.
  • Anders als ein Vergaser mit unveränderbarem engsten Querschnitt des Lufttrichters, wodurch im allgemeinen bei einer volumenmäßigen Anderung des Luftstromes durch den Lufttrichter eine damit in Wechselbeziehung stehende Änderung der Höhe des Lufttrichter-Unterdruckes erzeugt wird, weist ein Vergaser mit veränderbarem Lufttrichter solche Merkmale nicht auf.
  • Beispielsweise ist bei Vergasern mit nichtveränderbarem Lufttrichter der in diesem am engsten Querschnitt erzeugte Unterdruck oder verringerte Druck tatsächlich abhängig von der Geschwindigkeit, mit der die Luft durch den engsten Lufttrichterquerschnitt strömt. In Wirklichkeit jedoch, da der engste tufttrichterquerschnitt eine stets feste Abmessung und daher einen festen Strömungsquerschnitt hat, wird der Luftdurchsatz gewöhnlich auf das Volumen bezogen, weil die Angabe des Luftstromes entweder als durchgesetztes Volumen oder als Strömungsgeschwindigkeit gleich ist, da Geschwindigkeit und Volumen in direkter Beziehung zueinander stehen.
  • Bei einem Vergaser nach der Erfindung jedoch ist der Strömungsquerschnitt am engsten Bufttrichterquerschnitt in Übereinstimmung mit dem veränderlichen Maß D veränderbar.
  • Die Luftströmungsgeschwindigkeit am veränderbaren engsten Lufttrichterquerschnitt hat daher in allen Stellungen der beweglichen Lufttrichterplatte 54 keine direkte Beziehung zum durchgesetzten Luftvolumen.
  • Demgemäß erkennt man, daß in einem Vergaser mit nichtveränderbarem Lufttrichter der in diesem erzeugte Unterdruck proportional ist dem Quadrat des durch den Ansaugkanal strömenden Luftvolumens, und daß in einem Vergaser mit veränderbarem iufttrichter eine solche Beziehung nicht besteht, da sich der engste Querschnitt des veränderbaren Lufttrichters in der Größe verändern läßt.
  • Beim Vergaser nach der Erfindung ist in einem durch hohe Leerlaufdrehzahl, Kaltstart und Fahren bei kaltem Motor gekennzeichneten Leerlaufzustand des Motors, der zum Zwecke der Erläuterung als durch die Stellungen dargestellt betrachtet werden kann, die die vorbeschriebenen Bauteile entsprechend Fig. 1 einnehmen, die bewegliche Lufttrichterplatte 54 auf verhältnismäßig geringen Abstand vom feststehenden Tufttrichterteil 52 gebracht, um dadurch einen Zumeß-Unterdruck zu erzeugen, der ausreicht, einen dosierten Kraftstoffstrom über Kanäle 120 und 124 in den Ansaugkanal 14 zu bewirken, obgleich in diesem Betriebszustand das durchgesetzte Luftvolumen verhältnismäßig sehr klein ist. Indem man auf diese Weise die bewegliche Lufttrichterplatte 54 auf einen geringen Abstand einstellt, wird bewirkt, daß der im oben näher angegebenen Leerlaufzustand des Motors volumenmäßig kleine Luftstrom sich im engsten Querschnitt des Lufttrichters ausreichend beschleunigt, so daß der notwendige Lufttrichter-Unterdruck erzeugt wird.
  • Fig. 2 zeigt eine grafische Darstellung von Kennkurven eines herkömmlichen Vergasers mit nichtverstellbarem und eines erfindungsgemäß-ausgebildeten Vergasers mit veränderbarem Lufttrichter. Für jeden dieser Vergaser ist über dem durchgesetzten Luftvolumen (waagerecht) der im Lufttrichter erzeugte Unterdruck (senkrecht) aufgetragen. Die Kurve A stellt die Kurve Mr, die von den meisten Vergasern mit feststehendem Lufttrichter erzeugt wird, die Kurve B die gewöhnlich für einen Vergaser nach der Erfindung kennzeichnende Kurve.
  • Aus der grafischen Darstellung in Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Kurven A und B beide ihren Anfang im Nullpunkt nehmen und sich in einem Punkt 158 schneiden. Wird nun angenommen, daß eine gestrichelt gezeichnete senkrechte Linie 152 einen für einen bestimmten Motor im weiter oben näher bestimmten Leerlaufzustand üblichen Luftstrom darstellt, schneidet diese Linie 152 die Kurven B und A in einem Punkt 154 bzw. 156, wobei der Punkt 154 für den im Lufttrichter erzeugten Unterdruck einen wesentlich höheren Wert angibt als der Punkt 156. Es ist weiterhin daraus zu entnehmen, daß für alle Luftströme zwischen der Linie 152 und dem Punkt 158 die Kurve B für den Lufttrichter-Unterdruck höhere Werte angibt als der entsprechende Abschnitt der Kurve A.
  • Um daher die wirksame Höhe des im veränderbaren Lufttrichter nach der Erfindung erzeugten Lufttrichter-Unterdruckes zu verringern und die Kurve, soweit davon ihre Wirkung auf den zu dosierenden Kraftstoff betroffen ist, in ihrem zwischen den Punkten 154 und 168 liegenden Abschnitt wirksam nach unten zu bringen und in ihrem Verlauf zu gestalten, sind als Dosierelemente wirkende Verschlußglieder 132 und 134 vorgesehen, wobei die Dosier- oder Zumeßfläche 134 an einem Verschlußglied 136 ausgebildet ist, das in seiner Stellung durch die Lufttrichterplatte 54 gesteuert ist.
  • Im allgemeinen gilt, daß je näher sich die Lufttrichterplatte 54 am Lufttrichterteil 52 befindet, je stärker wird der zugemessene-Kraftstoffstrom durch die Drosselstelle 132 gedrosselt. Dies bedeutet selbstverständlich, daß die Wirkung des am engsten Lufttrichterquerschnitt erzeugten tatsächlichen Unterdruckes, der als Faktor in den an der Düse oder Austrittsöffnung 128 abgegebenen, zugemessenen Kraftstoffstrom eingeht, in diesem Maße herabgesetzt ist.
  • Außerdem kann beim Öffnen der Lufttrichterplatte 54 das tatsächlich am engsten Lufttrichterquerschnitt durchgesetzte Luftvolumen tatsächlich um einen Faktor zunehmen, der wesentlich größer ist als dem sich ergebenden Lufttrichter-Unterdruck entsprechen würde. Zum Ausgleichen einer derartig verschiedenen Beziehung wird daher die Zumeßfläche 134 weiter nach rechts verstellt, um den wirksamen Strömungsquerschnitt für das Flud zwischen den Flächen 134 und 132 zu vergrößern, wodurch die dort durchströmende zugemessene Kraftstoffmenge entsprechend vergrößert wird, obgleich in der Höhe des erzeugten Lufttrichter-Unterdruckes keine große Zunahme zu verzeichnen sein mag.
  • Außer der oglichkeit, den zugemessenen Kraftstoffstrom in allen Betriebszuständen des Motors an das durchgesetzte Buftvol1omen genau anzupassen, bietet die bevorzugte Ausbildungsform der Erfindung noch zusätzliche Vorteile. Beispielsweise bewirkt die verhältnismäßig niedrige Vorspannkraft der eine verhältnismäßig hohe Steifigkeit aufweisenden Feder 43 beim Abschalten des Motors, daß die verstellbare Lufttrichterplatte 54 über den Hebel 42 im wesentlichen im Uhrzeigersinn, bezogen auf den Hebel 70, so weit schwenkt, bis sie beispielsweise mit dem feststehenden Lufttrichterteil 52 in Berührung kommt und an diesem anliegt. Zu diesem Zeitpunkt hat sich die Drosselklappe 28 selbstverständlich geschlossen und steht in ihrer dem weiter oben naher erlauterten speziellen teerlaufzustand entsprechenden Stellung, während der Hebel 70 eine maximale Schwenkung im Uhrzeigersinn ausgeführt hat.
  • Dadurch, daß die Bufttrichterplatte 54 auf diese Weise zur Anlage am feststehenden Lufttrichterteil 52 gedrängt wird, während des Abschaltens des Motors, ergibt sich eine maximale Verengung, wenn nicht die völlige Schließung des wirksamen Strömungsquerschnittes am exakt dimensionierten Kanal bzw. an der Drosselstelle 132. Des weiteren, während eines nachfolgenden Anlassens des Motors, wobei das durchgesetzte Luftvolumen sehr niedrig ist, dient die dabei durch den Ansaugkanal 14 strömende Luft dazu, die Lufttrichterplatte 54 gegen die Kraft der Feder um einen sehr kleinen Betrag im wesentlichen im Gegenuhrzeigersinn zu verstellen. Diese kleine Verstellung reicht aus, eine Öffnung herzustellen, durch die die Luft mit einer Geschwindigkeit strömt, die genügt, einen für den Startvorgang dosierten Kraftstoffstrom durch die Drosselstelle 132 hindurch in den Ansaugkanal 14 zu bewirken. Sobald der Motor angesprungen ist, ist die sich ergebende Strömungskraft des Luftstromes im bereits erläuterten speziellen Leerlaufzustand ausreichend, um die Lufttrichterplatte 54 im Gegenuhrzeigersinn so weit zu schwenken, daß der zugehörige Anschlagteil 44 zur Anlage an der Fläche 46 des Hebels 70 kommt und weitere derartige Relativbewegung der Lufttrichterplatte 54 blockiert. Danach wird die Stellung der Lufttrichterplatte 54, wie sich aus der vorstehenden Beschreibung deutlich ergibt, von der Drosselklappe 28 bestimmt und steht in Wechselbeziehung mit deren Stellung.
  • Durch die erfindungsgemäße Kombination einer Drossel mit einem veränderbaren Lufttrichter ergibt sich ein weiterer wichtiger Vorteil, der in der Möglichkeit besteht, den Eraftstoffstrom in Übereinstimmung mit vorbestimmtem Kraftstoffbedarf in sehr engen Grenzen sehr genau zu dosieren. Dies ergibt sich daraus, daß aufgrund der Anordnung der Drossel bzw. der Drosselklappe in Strömungsrichtung hinter dem veränderbaren Lufttrichter und' der Kraftstoffaustrittsdüse der vom angeschlossenen Motor im Ansaugkrümmer erzeugte Unterdruck daran gehindert ist, zum Herstellen des Zumeßunterdruckes unmittelbar auf den veränderbaren Lufttrichter oder auf die Kraftstoffaustrittsdüse zu wirken.
  • Die Erfindung ist nicht auf diese eine bevorzugte Ausbildungsform entsprechend der vorstehenden Beschreibung beschrlarkt, sondern im Rahmen dieses Grundgedankens in vielfältiger Weise abwandelbar. Beispielsweise ist die Verwendung einer solchen Totgangvorrichtung oder Feder 43, wenngleich bevorzugt, nicht wesentlich, und in diesem Zusammenhang ist es möglich, die verstellbare Bufttrichterplatte 54 betriebsmäßig fest an den Hebel 70 anzuschließen. Es ist in gleicher Weise möglich, auf die im bevorzugten Ausführungsbeispiel enthaltene Dämpfungs- oder Zeitverzögerungsvorrichtung 76 zu verzichten oder diese sogar durch eine anders Varichtung zu ersetzen, die den gleichen Endzweck erfüllt.
  • Außerdem sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung, obwohl sie aus Gründen der Vereinfachung und der besseren Übersichtlichkeit im Zusammenhang nur mit einem Einkammer-Vergaser oder Vergaser mit nur einem Ansaugkanal beschrieben wurde, auf einen Mehrkammer-Vergaser oder Vergaser mit mehreren Ansaugkanälen oder auf eine beliebige kombinierte Ausbildungsform anwendbar ist.
  • /Ansprüche

Claims (14)

  1. ANSPRUCHE Vergaser für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Vergasergehäuse, einem dieses durchsetzenden Ansaugkanal, einer angeschlossenen Kraftstoffquelle und einem im Ansaugkanal angeordneten veränderbaren Lufttrichter, mit dem sich ein in der Öffnungsweite verstellbarer engster Querschnitt des Lufttrichters verändern läßt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Ansaugkanal (14) in Strömungsrichtung hinter dem veränderbaren Lufttrichter (52, 54) eine in ihrer Stellung veränderbare Drosselklappe (28) angeordnet ist, die mit Verbindungsgliedern (90,96,72,70, 60,43) mit dem veränderbaren Lufttrichter (52,54) betriebsmäßig verbunden ist, um den Lufttrichter (52,54) zu zwingen, durch die-DrosseSklappe (28) bestimmte Stellungen einzunehmen und die wirksame Öffnungsweite des veränderbaren engsten Lufttrichterquerschnittes (D) entsprechend zu bestimmen.
  2. 2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der veränderbare Lufttrichter (52,54) ein feststehend Bufttrichterteil (52) und ein stellungsveränderbares Lufttrichterteil (54) aufweist, und daß die Drosselklappe (28) betriebsmäßig mit dem Lufttrichterteil (54) verbunden ist.
  3. 3. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß zu den Verbindungsgliedern (90,96, 72,70,60,43) eine Totgangvorrichtung (90,96,108) gehört.
  4. 4. Vergaser nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß zu den Verbindungsgliedern (90,96, 72,70,60,43) zwei Totgangvorrichtungen (90,96,108 bzw.
    70,43,45,47) gehören, wobei die Totgangvorrichtung (90,96, 108) die Drosselklappe (28) in die Lage versetat,legentlich Bewegung in der Drosselklappen-Öffnungsrichtung auszuführen, ohne eine geringste entsprechende Verstellung des veränderbaren Lufttrichters (52,54) hervorzurufen, und wobei die Totgangvorrichtung (70,43,45,47) den veränderbaren Lufttrichter (52,54) in die Lage versetzt, die Öffnungsweite seines engsten Querschnitts (D) weiter zu verkleinern, nachdem die Drosselklappe (28) eine spezielle, durch hohe Leerlaufdrehzahl, Kaltstart und Fahren bei kaltem Motor bestimmte Leerlaufstellung erreicht hat.
  5. 5. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß zu den Verbindungsgliedern (90,96,72, 70,60,43) eine Feder (108) gehört, welche wenigstens gelegentlich Bewegung der Drosselklappe (28) in der Drosselklappen-Öffnungsrichtung zuläßt, ohne daß diese gleichzeitig entsprechende Verstellung des veränderbaren Lufttrichters (52, 54) um einen entsprechenden Betrag hervorruft.
  6. 6. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß mit einer Zeitverzögerungsvorrichtung (76) wenigstens gelegentlich auf die Verstellung des veränderbaren Lufttrichters (52,54) eine Verzögerungswirkung ausübbar ist.
  7. 7. Vergaeer nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Zeitverzögerungsvorrichtung (76) Dämpfungselemente (80,88) aufweist.
  8. 8. Vergaser nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Zeitverzögerungsvorrichtung (76) eine ein fluides Medium enthaltende Kammer (78) aufweist, daß in der Kammer (78) eine bewegliche Wand (80) aufgenommen ist, welche sich zum Verdrängen wenigstens eines Teiles des fluiden Mediums verstellen läßt, daß eine elastische Vorrichtung (84) die bewegliche Wand (80) in Richtung auf eine Stellung drängt, daß die bewegliche Wand (80) mit dem veränderbaren Lufttrichter (52,54) durch Bauteile (74,70) betriebsmäßig verbunden ist, welche die Wand (80) gelegentlich in einer Richtung aus der genannten Stellung heraus zu verstellen vermögen, und daß der Durchtritt des fluiden Mediums von einer Seite der Wand (80) zur anderen bei Verstellen der Wand (80) aus der genannten Stellung mit einer Drosselungsvorrichtung (88) drosselbar ist.
  9. 9. Vergaser nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die bewegliche Wand (80) ein kolbenähnlicher Plunger ist, der'in der Kammer (78) mit geringem Spiel verschieblich aufgenommen ist.
  10. 10. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß mit einem stellungsveränderbaren Kraftstoffzumeß-Verschlußglied (136,«134) dem Ansaugkanal (14) Kraftstoff aus der angeschlossenen Kraftstoffquelle (34) zumeßbar ist, und daß der veränderbare Lufttrichter (52,54) mit dem Kraftstoffzumeß-Verschlußglied (136,134) betriebsmäßig verbunden ist, um dessen Stellung in Übereinstimmung mit der eigenen Stellung zu verändern.
  11. 11. Vergaser nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Kraftstoffzumeß-Verschlußglied (136,134) einen exakt dimensionierten Durchlaß (132) und ein profiliertes Verschlußteil (134) aufweist, die im Zusammenwirken miteinander eine im Strömungsquerschnitt veränderbare Zumeßdrosselstelle bilden, und daß das profilierte Verschlußteil (134) zum Verändern seiner Stellung gegenüber dem exakt dimensionierten Durchlaß (132)-durch den veränderbaren Lufttrichter (52,54) mit diesem betriebsmäßig verbunden ist.
  12. 12. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch g e k e n-n -z e i c h n e t, daß zu den Verbindungsgliedern (90,96, 72, 70,60,43) eine Feder (108) gehört, welche wenigstens gelegentlich Bewegung der Drosselklappe (28) in der Drosselklappen-Öffnungsrichtung zuläBt, ohne daß diese gleichzeitig entsprechende Verstellung des veränderbaren Lufttrichters (52, 54) um einen entsprechenden Betrag hervorrruft, und daß eine Zeitverzögerungsvorrichtung (76) zu den genannten Zeitpunkten auf die Verstellung des veränderbaren Lufttrichters (52,54) eine Verzögerungswirkung auszuüben vermag.
  13. 13. Vergaser nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der veränderbare Lufttrichter (52,54) ein feststehendes Bufttrichterteil (52) und ein stellungsveränderbares Lufttrichterteil (54) aufweist, und daß die Drosselklappe (28) und die Zeitverzögerungsvorrichtung (76) betriebsmäßig mit dem Bufttrichterteil (54) verbunden sind.
  14. 14. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Totgangvorrichtung (70,43,45,47) eine elastische Vorrichtung (43) aufweist, die normalerweise das Bestreben hat, den veränderbaren Lufttrichter (52, 54) in einer Richtung zu verstellen, in der sich eine Ver, kleinerung der Öffnungsweite aes veränderbaren engsten Lufttrichterquerschnittes (D) ergibt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3127197A1 (de) * 1980-07-22 1982-04-15 Aisan Kogyo K.K., Obu, Aichi Variabler venturi-vergaser
DE3301601A1 (de) * 1983-01-19 1984-08-02 Eugen 6600 Saarbrücken Nier Registerdiffusor in einem vergaser fuer brennkraftmaschinen

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