DE2421301A1

DE2421301A1 - Vergaser fuer einen fackelgezuendeten motor

Info

Publication number: DE2421301A1
Application number: DE2421301A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Nakagawa; Meroji Nakai
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1973-05-07
Filing date: 1974-05-02
Publication date: 1974-12-05
Also published as: GB1446804A; US3982513A; JPS49135037A

Description

DIPL.-ING. A. GRÜNECKER 8000 Mönchen 22

Maximilianslraße -43

DR.-ING. H. KINKELDEY Tebfon2971 CO/29«744

DR.-ING. W. STOCKMAIR₁ Ae. E. ccauf.inst.oFTecHN) TelegrammeMonapatMünchen

PATENTANWÄLTE _{DR K} SCHUMANN - P'^L,-1NG. P. JAKOB Telex05-28380 2421301

2. Mai 1974-

p 8079

NISSAN MOTOR CO., LTD.

No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan

Vergaser für einen fackelgezündeten Motor

Die Erfindung betrifft allgemein einen Kraftfahrzeugvergaser und spezieller einen Vergaser für einen fackelgezündeten BaizLnmotor, der so ausgebildet sein soll, dass er während einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs für eine fortgesetzte, ausreichende Luft-Kraftstoff-Gemischzufuhr sorgt. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Vergaser für einen fackelgezündeten Motor, mit einem HauptIuftrohr, das mit einer Hauptkraftstoffdüse und einer Hauptdrosseiklappe versehen ist und zur Zufuhr eines mageren Luft-Kraftstoff-Gemische zu einem Brennraum des Motors dient, einem Mebenluftrohr, das ζλχ Zufuhr eines fetten Luft-Kraftstoff-Gemisches zu einer

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Vorkammer des Motors dient, und einem Schwimmer gehäuse-

Fackelgezündete Motoren ziehen neuerdings die öffentliche Aufmerksamkeit auf sich, da sie eine vielversprechende Antwort auf das Problem der Verminderung der Emission von Verunreinigungen aus Bezinmotoren darstellen. Bei einem solchen Motor sind eine kleine Vorkammer zur Erzeugung einer Zündflamme bzw. Flammenfackel mittels eines verhältnismässig fetten Luft-Kraftstoff-Gemisches und ein Hauptbrennraum vorgesehen, in dem ein äusserst mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch von der Flammenfackel so gezündet wird, dass eine langdauernde und vollständige Verbrennung ermöglicht wird. Wegen dieser Zündung das Gemische im Hauptbrennraum mittels einer aus der Vorkammer durchschlagenden Fiammenfackel wird ein solcher Motor als fackelgezündet bezeichnet. Das fette und das magere Gemisch für die jeweiligen Kammern werden in der Regel getrennt in einem*Vergaser aufbereitet, der mit zwei Luftrohren versehen ist, von denen jedes eine Mischkammer und eine Drosselklappe aufweist. Es ist nachgewiesen worden, dass das Abgas aus einem solchen Motor wesentlich sauberer als das aus herkömmlichen Motoren ist. Eine weitere Tatsache ist jedoch, dass bisher sauberes Abgas nur dann sichergestellt war, wenn der Motor normal arbeitet. Eine der zuvor noch ungelösten wichtigen technichen Schwierigkeiten bei fackelgezündeten Motoren liegt in einer beträchtlichen Temperaturverminderung des Abgases, wenn das Fahrzeug durch Motorbremsung verzögert wird.

Die Abgastemperatur eines fackelgezündeten Motors sinkt, wenn die Belastung des Motors abnimmt, und die Belastung ist - mit

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Ausnahme des Leerlaufs - während einer Motorbremsung am kleinsten. Dies hat zur Folge, dass die Abgastemperatur so niedrig wird, dass eine nennenswerte Menge von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxid (CO) abgegeben wird. Der Grund für diesen Temperaturabfall ist die Verminderung des Ansaugdruckes. Verglichen mit dem Zustand beim Leerlauf des Motors ist der Ansaugunterdruck während einer Motarbremsung weit höher, da die Motordrehzahl wesentlich höher ist, während das Ausmass der Öffnung der Haupjdrosselklappe gleich ist. Beispielsweise beträgt der Ans augunter druck bei einem solchen Motor 520 mmHg während des Leerlaufs bei 700 Upm, wogegen der Ansaugunterdruck 622 mmHg während einer Motorbremsung bei 2400 Upm beträgt. Ein so starker. Unterdruck vermindert selbstverständlich den Ladungswirkungsgrad des Luft-Kraftstoff-Gemisches und führt zu der Verminderung der Abgastemperatur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser für einen fackelgezündeten Motor zu schaffen, der mit einer Einrichtung versehen ist, die verhindern kann, dass der Ansäugdruck während einer Motorbremsung in solchem Ausmass vermindert wird, dass dies zu einer übermässig starken Verminderung der Abgastemperatur führt.

Diese Aufgabe wird bei einem Vergaser der angegebenen Art für einen fackelgezündeten Motor gelöst durch einen zusätzlichen Kanal, der mit der Atmosphäre in Verbindung steht und in das Hauptluftrohr stromab der Hauptdrosselklappe mündet, eine zusätzliche Kraftstoffdüse, die in Verbindung mit dem Schwimmergehäuse steht und in den zusätzlichen Kanal mündet.

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und ein im zusätzlichen Kanal zwischen der zusätzlichen Kraftstoffdüse und dem Hauptluftrohr angeordnetes Ventil, das normalerweise geschlossen ist und so ausgebildet ist, dass es öffnet, wenn der Betrag des Unterdrucks in einer Saugleitung des Motors einen bestimmten Wert überschreitet, so dass zusätzliches Luft-Kraftstoff-Gemisch durch den zusätzlichen Kanal in das Hauptluftrohr gesaugt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel dar Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines

erfxndungsgemassen Vergasers in Verbindung mit einem Brennraum eines fackelgezündeten Motors;

Fig. 2 eine ausschnittsweise Schnittdar

stellung des Vergasers gemäss Fig. 1: und

Fig. 3 ein Diagramm, das die Beziehung

zwischen dem Motordrehmoment und der Motordrehzahl für einen Vergaser gemäss Fig. 1 und für einen herkömmlichen Vergaser zeigt.

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■—b—

In Fig. 1 ist ein Vergaser 10 für einen fackelgezündeten Motor dargestellt, wobei der Vergaser ein Hauptluftrohr 11 und ein Nebenluftrohr 12 auf v/eist, die mit Einrichtungen versehen sind, die zur Zufuhr eines mageren Gemischs bzw. eines Gemischs mit hohem Luft—Kraftstoff-Verhältnis in einen Hauptbrennraum 13 bzw. eines fetten Gemischs in einen Nebenbrennraum bzw. eine Vorkammer 14 des Motors dienen. Erfindungsgemäss mündet ein zusätzlicher Luftzufuhrkanal 15 für ein Luft-Kraftstoff-Gemisch stromab einer Hauptdrosselklappe in das Hauptrohr 11, wobei der Luftzufuhrkanal 15 die Drosselklappe umgeht. Der Luftzufuhrkanal 15 steht über ein nicht dargestelltes Luftanaaugsystem mit der Atmosphäre in Verbindung. Eine üTebenkraftstoffdüse 17 ist zur Erzeugung eines angemessenen Luft-Kraftstoff-Gemischs im Luftzufuhrkanal 15 vorgesehen, der mit einem Schwimmergehäuse 18 in Verbindung steht. Die Strömung durch den Kanal 15 wird von einem Ventil 20 gesteuert. Das Ventil 20 steht mit einer Saugleitung 19 des Motors in Verbindung und hält den Kanal 15 geschlossen, solange der Betrag des Unterdrucks in der■Saugleitung 19 unter einem bestimmten Wert liegt. Demzufolge hat der Kanal 15 keinen Einfluss auf den Motorbetrieb während normaler Fahrt des Fahrzeugs. Der Kanal 15 kann aus einer Kombination aus Leitungen und/oder Bohrlöchern bestehen.

Bei einer in Fig. 2 dargestellten bevorzugten Ausfuhrungsform des Ventils 20 sind in einem"Gehäuse 20A zwei Kammern, nämlich eine erste Kammer 21 und eine zweite Kammer 22 ausgebildet. Die zwei Kammern 21 und 22 werden von einer Membran 23 getrennt, stehen jedoch miteinander über ein kleines Loch bzw. eine Düse 24 in Verbindung. Die Düse 24 und somit die

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beiden Kammern 21 und 22 sind atmosphärischem Druck über eine Öffnung 25 ausgesetzt. Die erste Kammer 21 steht ferner über eine Öffnung 26 mit dar Saugleitung 19 in Verbindung, wobei jedoch diese Verbindung in der Regel von einem Primärventilelement 27 gesperrt wird- Das Ventilelement' 27 wird von einer erstm Membran 28 getragen, und zwischen die zwei Membranen 23 und 28 ist eine Druckfeder 29 eingesetzt. An der Aussenseite der zweiten Membran 23 ist ein Sekundärventilelement 30 befestigt, das zur Steuerung der Strömung durch den Luftzufuhrkanal 15 dient.

Bei der beschriebenen Ausführungsform bleibt die erste Membran 28 in einar Stellung, in der sie dem Ventilelement ermöglicht, die Verbindung zwischen der ersten Kairmer 21 und der Saugleitung 19 zu sperren, solange der Unterdruck in dar Saugleitung 19 unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, d.h. solange die Fahrzeugsgeschwindigkeit konstant ist oder ansteigt.

In diesem Zustand gleichen sich die Drücke in der ersten Kammer 21 und. der zweiten Kammer 22 aufgrund „einer allmählichen Luftströmung durch die Düse 24 an". Demzufolge wird die Stellung der zweiten Membran 23 allein durch die Kraft der Druckfeder 29 bestimmt, so dass das Sekundärventilelement 3Ö nach rechts in Fig. 2 gedruckt wird und den Luftzufuhrkanal 15 sperrt.

Wenn während der Verzögerung des Fahrzeugs durch eine Motorbremsung der Unterdruck in dar Saugleitung 19 ansteigt, werden die erste Membran 28 und das Vefcilelement 27 zu einer Bewegung nach rechts in Fig. 2 gezwungen, wodurch bewirkt wird.

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dass die erste Kammer 21 diesem Unterdruck ausgesetzt wird. Dies hat zur Folge, dass die zweite Membran 23 und das Sekundärventilelement 30 nach links gezogen werden, so dass ein zusätzliches Luft-Kraftstoff-Gemisch in das Hauptluftrohr 11 durch den Luftzufuhrkanal 15 zu strömen beginnt. Diese Fortsetzung der Gemischzufuhr durch den Luftzufuhrkanal 15 beschränkt den Durckabfall in der Saugleitung 19 in solchem Masse, dass eina günstige Verbrennungsweise des fackelgezündeten Motors beibehalten wird. Ein Teil der in den Hauptbrennraum 13 eingesaugten Ladung tritt in die Vorkammer 14 ein, so dass auch die Erzeugung der Zündflamme bzw. Flammenfackel für die Zündung weitergeht. Wie sich aus der einleitenden Erläuterung ergibt, führt die Fortsetzung der Verbrennung im Motor bei angemessener Luft-Kraft stoff -Zufuhr dazu, dass eina überrnässige Verminderung der Abgastemperatur vermindert wird, die sonst die direkte Ursache für die Emission unverbrannter Verunreinigungen wäre.

Die Auswirkungen der erfxndungsgemassen Gemischzufuhr auf die Verbrennung im Motor wurde· durch Messungen des Motordrehmoments während der Moterbremsung bestätigt. In Fig. geben die Kurven A und B die Ergebnisse wieder, die bei Verwendung des Vergasers 10 gemäss Fig. 2 bzw. eines herkömmlichen Vergasers erzielt wurden. Dar Punkt C entspricht dem Leerlauf. Gemäss Kurve-B erreicht das negative Drehmoment bzw. Bremsdrehmoment während der Motorbremsung insbesondere bei hohen Motor drehzahl en beträchtliche VJerte. Die Auswirkung der Luft-Kraftstoff-Zufuhr durch den Luftzufuhrkanal 15 auf die Verminderung dieser Bremsdrehraomenterhöhung ergibt sich aus Kurve A. Die Unterdrückung des

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Anstiegs des Bremsdrehmomentes bedeutet einen erhöhten Verbrennungswirkungsgrad im Motor und einen Anstieg der Abgastemperatur.

Es ist möglich, einen weiteren Luftzufuhrkanal für das Nebenluftrohr 12 in ähnlicher Weise wie den oben beschriebenen Luftzufuhrkanal 15 für das Hauptluftrohr 11 vorzusehen. Es wird jedoch erwartet, dass die Auswirkung einer solchen Ergänzung auf die Wirksamkeit der Luft-Kraftstoff-Ladung praktisch vernachlässigbar ist, da die Luftströmungsmenge durch das Nebenluftrohr 12 nur wenige Prozent der Luftströmungsmenge durch das Hauptluftrohr 11 beträgt. Daher reicht es, zur Vermeidung einer überraässigen Verminderung^ des Ansaugdrucks einan einzigen Luftzufuhrkanal 15 für das Hauptluftrohr 11 vorzusehen. In diesem Fall wird jedoch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Vorkammer 14 grosser bzw. magerer als unter normalen Bedingungen, da eine unvermeidbare Abnahme der Gemischzufuhrmenge in die Vorkammer auftritt. Daher ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zusätzlichen, im Luftzufuhrkanal 15 erzeugten Gemischs vorzugsweise etwas kleiner bzw. fetter als. das Verhältnis des Gemischs, das im Hauptluftrohr 11 erzeugt wird: es ist jedoch selbstverständlxch magerer als das im Nebenluftrohr 12 erzeugte Gemisch. .ε::

Patentansprüche:

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Claims

Patent ansprüche

Vergaser für einen fackelgezündeten Motor, mit einem Haupt— luftrohr, das mit einer Hauptkraftstoff düse und einer Hauptdrosselklappe versehen ist und zur Zufuhr eines mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches zu einem Brennraum des Motors dient, einem Nebenluftrohr, das zur Zufuhr eines fetten Luft-Kraftstoff-Gemisches zu einer Vorkammer des Motors dient, und einem Schwimmergehäuse, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Kanal (15), der mit der Atmosphäre in Verbindung steht und in das Hauptluftrohr (11) stromab der Hauptdrosselklappe (16) mündet, eine zusätzliche Kraftstoffdüse (17), die in Verbindung mit dem Schwimmergehause (18) steht und in den zusätzlichen Kanal mündet und ein im zusätzlichen Kanal zwischen der zusätzlichen Kraftstoff düse und-dem Hauptluftrohr angeordnetes Ventil (20), das normalerweise geschlossen ist und so ausgebildet ist, dass es öffnet, wenn der Betrag des Unterdrucks in einer Saugleitung (19) des Motors einen bestimmten Wert überschreitet, so dass zusätzliches Luft-Kraftstoff-Gemisch durch den zusätzlichen Kanal in das Hauptluftrohr gesaugt werden kann.

Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (20) ein Primärventil, das bei einem bestimmten Wert des Unterdrucks betätigt wird, und ein Sekundärventil aufweist,, das vom Primärventil in der Weise gesteuert wird, dass es direkt die Strömung des zusätzlichen Luft-Kraftstoff-

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Geniisclxes durch den zusätzlichen Kanal steuert.

3. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärventil eine erste biegsame Membran (28) und eine zweite biegsame Membran (23), die in einem Gehäuse (20A) so angeordnet sind, da3s -jeweils eine ihrer Seiten der Atmosphäre ausgesetzt ist und daäs sie zwischen sich eine Kammer (21) bilden, die mit der Atmosphäre und der Saugleitung (19) des Motors in Verbindung steht, ein von der ersten Membran getragenes Primärventilelement (27), das in der Kammer (21) so angeordnet ist, dass es die Verbindung der zweiten Membran zur Saugleitung sperren kann, und eine Spanneinrichtung (29) umfasst, die die zweia Membran nach aussen drückt, und dass das Sekundärventil ein auf der atmosphärischen Seite der zweiten Membran (23) befestigtes Sekundärventilelement (30) umfasst, so dass dann, wenn der Betrag des Unterdrucks in der Saugleitung einen bestimmten Wert überschreitet, die erste Membran (28) und das Primärventilelement so bewegt werden, dass sie die Verbindung zwischen der zweiten Membran und der Saugleitung öffnen, und die zweite Membran und das Sekundärventilelement vom atmosphärischen Druck entgegen der Kraft der Spanneinrichtung bewegt werden.

4. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Luft-Kraftstoff-Gemisch fetter als das magere und magerer als das fette Luft-Kraft stoff -Gemisch ist.

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