DE2507615C2 - Automatische Vorrichtung für die Starterklappensteuerung im Vergaser für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Vorrichtung für die Starterklappensteuerung im Vergaser für Verbrennungsmotoren mit einem temperaturempfindlichen Element, welches mit der Starterklappe verbunden und der Wärmewirkung von wenigstens zwei elektrischen Widerständen mit positiven Temperaturkoeffizienten ausgesetzt ist

Aus der US-PS 37 52 133 sowie der US-PS 36 99 937 und der DE-OS 22 38 559 sind bereits automatische Vorrichtungen für die Starterklappensteuerung im Vergaser für Verbrennungsmotoren mit einem temperaturempfindlichen Element bekannt, das aus einem spiralförmig gewickelte Bimetallstreifen gebildet ist, der der Wärmewirkung eines elektrischen Widerstandes mit positivem Temperaturkoeffizienten ausgesetzt und mit der Starterklappe des Vergasers verbunden ist.

Damit derartige Vorrichtungen befriedigend arbeiten, muß die Art der öffnung der Drosselklappe als Funktion der Zeit die folgenden Bedingungen erfüllen. Am Anfang nach dem Anlassen des Motors muß eine schnelle teilweise öffnung der Drosselklappe erfolgen, so daß das Mischungsverhältnis schnell verringert wird, das notwendigerweise beim Anlassen des kalten Motors sehr groß ist Daraufhin muß in einer zweiten Phase eine erheblich weniger schnelle öffnung der Starterklappe erfolgen, um das Mischungsverhältnis beizubehalten, das für ein befriedigendes Arbeiten des Motors erforderlich ist solange dieser seine normale Betriebstemperatur nicht erreicht hat. Schließlich muß zusätzlich eine schnelle öffnung der Starterklappe bis zur größtmöglichen öffnung erfolgen, um eine Anreicherung des Gemisches aufzuheben, sobald die normale Betriebstemperatur erreicht ist

Das kann nicht durch eine Parallelschaltung mehrerer Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten erreicht werden, von denen der eine vom Anlassen des ίο Motors an gespeist wird, während der andere über einen Schalter gespeist wird, der schließt wenn der Motor eine bestimmte Temperatur erreicht hat

Der gewünschte Verlauf der öffnung der Starterklappe könnte durch die Verwendung mehrerer Widerstände zum Heizen des temperaturempfindlichen Elementes erhalten werden, welche Widerstände durch automatische Umschalteinrichtungen gesteuert werden, die jedoch mit hohen Kosten verbunden sind und sich abnutzen würden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine automatische Vorrichtung für die Starterklappensteuerung im Vergaser für Verbrennungsmotoren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sie den oben angegebenen Erfordernissen hinsichtlich der Art der öffnung der Starterklappe genügt

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Widerstände mit einer Stromquelle in Reihe geschaltet sind und verschiedene Kipptemperaturen haben, und daß ein Schalter zum Kurzschließen des Widerstandes mit niedrigerer Kipptemperatur vorgesehen ist, der bei einer bestimmten Temperatur automatisch schließt

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 5.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht einen Teil eines Vergasers mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.2 in einem Diagramm die Änderung des Öffnungswinkels α der Starterklappe als Funktion der Zeit T,

F i g. 3 die Änderung des Widerstandswertes R der Widerstände als Funktion der Temperatur t,

F i g. 4 in einer gleichen Darstellung wie in F i g. 1 einen Vergaser mit einer Abwandlungsform des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Schalter ein der Temperatur des Motors ausgesetzter Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten ist

F i g. 5 eine Teilansicht einer Abwandlungsform des in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

F i g. 6 in einem Diagramm die Änderung des Widerstandswertes R des den Schalter bildenden Widerstands mit negativem Temperaturkoeffizienten als Funktion der Temperatur i, der er ausgesetzt ist Der in F i g. 1 dargestellte Vergaser weist einen Ansaugstutzen 1 auf. Stromauf von einem Hauptdrosselorgan, das auf einer Achse 3 befestigt ist die durch das Gaspedal betätigt wird, münden in den Ansaugstutzen die nicht dargestellten Zufuhr-Öffnungen zur Speisung es des Vergasers mit Brennstoff.

Die Startervorrichtung enthält eine von einer drehbaren Antriebsachse 4 getragene Starterklappe 2. Diese Klappe ist im allgemeinen exzentrisch ange-

bracht, so daß die in den Einlaßkanal in Richtung des Pfeiles /strömende Luft die Klappe 2 zu öffnen sucht. Die automatische Steuervorrichtung für die Starterklappe umfaßt ein temperaturempfindliches Element, das bei dem dargestellten Ausführungrbeispiel eine Bimetallspirale 5 ist Das innere Ende dieser Bimetallspirale 5 ist an einer festen Achse 6 verankert, während ihr äußeres Ende im geeigneten Sinn die Achse 4 über einen Finger 7 aus einem elektrisch isolierenden Material und eine Kurbel 8 antreibt Die Bimetallspirale 5 befindet sich in einer Kammer, die durch ein Gehäuse 9 und eine Platte 10 aus einem Metall begrenzt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Platte 10 gegenüber dem Gehäuse 9 durch eine Ringscheibe 11 isoliert Die Bimeiallspirale 5 befindet sich in geringem Abstand von der beheizten Platte 10 und nimmt die von dieser Platte abgestrahlte Wärme sowie die durch Leitung über die fest mit der Platte 10 verbundene Achse δ übertragene Wärme auf.

Auf der Rückseite der Platte 10 sind Hrizeinrichtungen vorgesehen, welche von zwei durch ein isolierendes Gehäuse 12 geschützte Widerstände 13 und 14 mit positivem Temperaturkoeffizienten gebildet sind. Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten haben bekanntlich einen Widerstandswert, der sich in Abhängigkeit von der Temperatur so ändert, wie es in F i g. 3 durch eine ausgezogene und eine strichpunktierte Linie jeweils dargestellt ist Ab einer sog. Kipptemperatur nimmt der Widerstandswert R plötzlich zu. Der Widerstand 13 ist so gewählt, daß seine Kipptemperatur fi erheblich über der Kipptemperatur f₂ des Widerstandes 14 liegt, wobei diese beiden Temperaturen über den Umgebungstemperaturen liegen, die bei den gewöhnlichen Betriebsverhältnissen des Motors angetroffen werden. Derartige Widerstände können die Form von Tabletten aus einem Bariumtitanat enthaltenden keramischen Material haben.

Der Widerstand 14 liegt über einen Leiter 15 an Masse. Der Widerstand 13 ist über einen isolierten Draht 16 und einen bei Inbetriebnahme des Motors geschlossenen Schalter 17 mit einer Stromquelle 18 verbunden. Die isolierte Platte 10 ist elektrisch über einen Leiter 19 mit einem temperaturempfindlichen Schalter 20 verbunden, der schließt wenn die Motortemperatur einen bestimmten Wert von z.B. 70⁰C übersteigt so daß dann die Platte 10 an Masse liegt Der Kontakt des Schalters 20 kann insbesondere von der Wand des Motorgehäuses getragen werden, so daß er der Temperatur'les Motors ausgesetzt ist

Im folgenden wird die Arbeitsweise des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert

Bei der Inbetriebnahme des kalten Motors bei einer Temperatur, die unter der Temperatur liegt, bei der Schalter 20 schließt, fließt der Strom über den Widerstand 13, die Platte 10 und den Widerstand 14. Wenn zur Vereinfachung angenommen wird, daß beide Widerstände den gleichen Widerstandswert r haben, so beträgt die verbrauchte Leistung etwa V¹Hr, wobei V die Versorgungsspannung ist Die Temperatur der Platte 10 und des Bimetallstreifens 5 nimmt daher schnell zu. Der Bimetallstreifen wickelt sich ab, so daß er die Starterklappe 2 betreibt, deren Öffnungswinkel <x daraufhin zunimmt

Wenn die Platte 10 die Kipptemperatur f2 des Widerstandes 14 erreicht, nimmt der Widerstandswert des Widerstandes 14 plötzlich zu und die abgestrahlte Wärme erheblich ab. Wenn die Temperatur der Platte 10 dann unter den Wert h fallen Follte, fließt erneut ein Strom durch den Widerstand 14. In dieser Weise wird eine Temperaturregelung erhalten.

Der Motor arbeitet dann mit teilweise geöffneter Klappe 2, wobei er sich allmählich aufwärmt Wenn di^ Schdlttemperatur t₃ des Schalters 20 erreicht ist schließt dieser zum Zeitpunkt 71 in Fig.2, so daß der Widerstand 14 kurzgeschlossen wird. Der Widerstand 13 liegt dann an Masse und verbraucht eine Leistung in

ίο der Größenordnung V²Ir. Die Temperatur des Widerstandes 13 und der Platte 10 nimmt erneut zu, so daß sich der Bimetallstreifen 5 verformt und die Öffnung der Klappe 2 erneut vergrößert. Der Widerstandswert des Widerstandes 13 nimmt stark zu, wenn die Temperatur fi erreicht ist die in Fig.3 dargestellt ist Von diesem Zeitpunkt an erfolgt eine Selbstregelung der Temperatur der Platte 10 und somit des Bimetallstreifens 5. Diese geregelte Temperatur ist so gewählt, daß eine vollständige Öffnung der Klappe 2 gewährleistet ist.

Es wird somit eine schnelle teilweise Öffnung der Starterklappe mit einer nachfolgenden langsamen Zunahme der Öffnung und einer darauf folgenden schnellen vollständigen öffnung erhalten. Diese Abfolge ergibt wesentlich günstigere Ergebnisse als eine

gleichmäßige öffnung, insbesondere bei luftgekühlten Motoren. Es wäre unmöglich, einen vergleichbaren Ablauf der öffnung der Starterklappe zu erhalten, wenn parallelgeschaltete Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten, wie bei den bekannten Vorrichtungen verwandt würden.

Beispielsweise werden befriedigende Ergebnisse bei Verwendung von derartigen Widerständen mit positivem Temperaturkoeffizienten und eines derartigen Schalters 20 erhalten, daß sich Motortemperaturen

während der Öffnung ergeben, wie sie annähernd in F i g. 2 dargestellt sind.

Wenn der noch warme Motor in Betrieb gesetzt wird, ist der Schalter 20 geschlossen, so daß die Platte 10 unmittelbar mit voller Leistung V²Zr bis auf die Temperatur ii, d. h. bis zur vollen öffnung der Klappe aufgeheizt wird. Es ist ersichtlich, daß diese Vorrichtung einen einfachen Aufbau hat, wenig Platz braucht und eine einfache Öffnung der Starterklappe als Funktion der Temperatur erlaubt, während gleichzeitig ein gutes Anlassen und ein guter Betrieb des kalten Motors gesichert sind und eine übermäßige Anreicherung des dem Motor gelieferten Gemisches vermieden wird.

Bei den in den Fig.4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist

so der temperaturempfindliche Schalter 20 durch einen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten 21 gebildet. Bekanntlich erfüllt ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten die Aufgabe eines temperaturempfindlichen Schalters. Wie es in Fig.6 dargestellt ist, ist der Widerstandswert R eines derartigen Widerstandes sehr hoch, wenn seine Temperatur unter einer bestimmten Temperatur f3 liegt, was mit der Aufhebung der elektrischen Verbindung zwischen dem Leiter 19 und Masse gleichzusetzen ist.

Wenn die Temperatur den Wen h übersteigt, wird der Widerstandswert R schnell sehr klein, was praktisch einer unmittelbaren elektrischen Verbindung zwischen dem Leiter 19 und Masse gleichkommt. Es sind derartige Widerstände aus bei hoher Temperatur gesinterten Oxiden bekannt

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel kommt der Widerstand 21 mit negativem Temperaturkoeffizienten auf die Temperatur des Motors. Dazu

kann er mit dem Motorgehäuse in Berührung stehen oder der Wirkung des Kühlmittels oder des Schmiermittels des Motors ausgesetzt sein. In Fig.5 ist der Widerstand 21 unter dem Gehäuse 12 angeordnet, so daß er einer für die Motortemperatur charakteristischen Temperatur ausgesetzt ist.

Die Arbeitsweise der in den Fig.4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiele ist der Arbeitsweise des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels ähnlich. Es sei lediglich darauf hingewiesen, daß der Widerstandswert R des Widerstandes 21 plötzlich abnimmt, wenn seine Temperatur einen Wert Ϊ3 erreicht, der so gewählt ist, daß er einer bestimmten Temperatur des Motors von z. B. 70⁰C entspricht, so daß dann der Widerstand 14 mit positivem Temperaturkoeffizienten praktisch kurzgeschlossen ist und am Widerstand 13 die volle Spannung liegt, und zwar unabhängig davon, ob der Widerstand 14 eine über oder unter seiner Kipptemperatur liegende Temperatur hat.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Automatische Vorrichtung für die Starterklappensteuerung im Vergaser für Verbrennungsmotoren mit einem temperaturempfindlichen Element, welches mit der Starterklappe verbunden und der Wärmewirkung von wenigstens zwei elektrischen Widerständen mit positiven Temperaturkoeffizienten ausgesetzt ist dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (13, 14) mit einer Stromquelle in Reihe geschaltet sind und verschiedene Kipptemperaturen haben und daß ein Schalter (20) zum Kurzschließen des Widerstandes (14) mit niedrigerer Kipptemperatur vorgesehen ist, der bei einer bestimmten Temperatur automatisch schließt ' Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (13, 14) vor dem Kippen Widerstandswerte gleicher Größenordnung haben.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (13, 14) von derselben Platte (10) aus einem gut wärmeleitenden Material getragen sind, die parallel zum temperaturempfindlichen Element (5) angeordnet sind.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Schalter (20) von einem wärmeempfindlichen Kontakt gebildet ist der so angeordnet ist, daß er einer Temperatur ausgesetzt ist die für die Temperatur des Verbrennungsmotors charakteristisch ist

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Schalter (20) von einem Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten gebildet ist und mit in demjenigen Gehäuse (12) angeordnet ist, das auch die Widerstände (13, 14) mit positiven Temperaturkoeffizienten enthält.