DE2516009A1

DE2516009A1 - Brennstoffzumesseinrichtung fuer vergaser

Info

Publication number: DE2516009A1
Application number: DE19752516009
Authority: DE
Inventors: Jose F Regueiro
Original assignee: Teledyne Industries Inc
Current assignee: TDY Industries LLC
Priority date: 1974-05-17
Filing date: 1975-04-12
Publication date: 1975-11-20
Also published as: FR2271408A1; BR7502535A; FR2271408B3; JPS50160623A; CA1017640A; IT1040575B; US4007721A

Description

Unser Zeichen
Our Ref.

Τ/ρ 8Ι5Ο

TELEDYHE UiDUSTEIES, TJiO., 1901 Avenue of the Stars, Los Angeles, California 90067« USA

Brennstoffzumeßeinrichtung für Vergaser

Zusammenfassung: Gegenstand der Erfindung ist eine verbesserte Brennstoffzumeßeinrichtung für einen Vergaser, die ein optimales Luft/Brennstoffverhältnis bei allen Motordrehzahlen und Motorbelastungen ergibt. Das Luft-/Brennstoffverhältnis wird mit Hilfe eines Ventiles eingestellt, das auf den Druck in der Ansaugleitung anspricht, und das die Menge an Nebenluft verändert, die mit dem Brennstoff gemischt wird, bevor luftvermischter Brennstoff in den Lufttrichter des Vergasers eingeführt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf Vergaser für Verbrennungsmotoren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Anpassung des von einem Vergaser gelieferten Luf^/Brennstoff Verhältnisses an den Bedarf eines Motors, der bei verschiedenen Drehzahlen und unter verschiedenen Belastungen arbeitet.

Eine exakte Steuerung des Luft-/BrennstoffVerhältnisses, insbesondere bei Motoren, die bei Teillast nit magere* Gemisch arbeiten, ist für gute Lauf eigenschaft en und optimale Ausbeute

Konto: Bayerische Vereinsbank (BLZ 750 200 73) 5 804248 Postscheckkonto München 893 69-801 CnöÖ/ 7

Gerichtsstand Regensburg

7.4.1975 W/He -Z- ϊ/ρ 8150

absolut erforderlich. Wenn ein Vergaser verwendet wird, um Luft und Brennstoff zu mischen und zuzumessen, ist er so ausgelegt, daß er so weit wie möglich den besonderen Anforderungen des Motors angepaßt ist. Zusätzlich zu einem primären Brennstoffzumeßsystem, das im allgemeinen eine Luftansaugleitung,ein Mischrohr, eine Brennstoffdüse und eine Drosselplatte aufweist, ist es nicht ungewöhnlich, andere Systeme zu verwenden, um die Abgabe des Vergasers an die Erfordernisse des Motors genau anzupassen. Beispielsweise werden häufig Luftklappenanordnungen verwendet, um die Kaltstart- und Lauf eigenschaften des Motors zu verbessern, es werden Leerlauf anordnungen verwendet, um den Betrieb des Motors bei niedrigen Drehzahlen zu erleichtern, und es kommen Beschleunigerpumpenanordnungen zur Anwendung, die ein "Spucken" des Motors vermeiden, indem eine zusätzliche Menge B/irennstoff eingespritzt wird, falls die Drosselplatte rasch geöffnet wird.

Das primäre Brennstoffzumeßsystem in einem Vergaser wird üblicherweise so eingestellt, daß ein Luft-/Brennstoffgemisch bereitgestellt wird, das für einen mittleren Bereich von Motorlastbedingungen geeignet ist. Wenn die Motorbelastung zunimmt, muß das Luft-/Brennstoffgemisch, das von dem primären Brennstoff zumeßsystem bereitgestellt wird, angereichert werden, damit die wirksamsten Betriebsbedingungen erzielt werden. Diese erforderliche Anreicherung wird häufig mit einem Anreicherungsdüsensystem erreicht, das an einer vorgegebenen Stelle die Brennstoffmenge vergrößert, die an das Mischrohr abgegeben wird.

Ein Anreicherungsdüsensystem zur Anreicherung des Gemisches kann nur annähernd den Bedarf eines Motors erfüllen. Es kann nicht proportional auf zunehmende Motorbelastungen ansprechen, da es entweder ein- oder ausgeschaltet ist, und es ist üblicherweise so eingestellt, daß es den Motoranforderungen unter maximalen Lastbedingungen genügt. Im allgemeinen läuft der Motor bei Motorbelastungeq die höher sind als normal, jedoch

509847/0336

7.4-. 1975 W/He - 5 - Τ/ρ 8150

niedriger als die, "bei denen die Anreicherungsdüse eingesetzt werden muß, mit magerem Gemisch. Bei Belastungen, die ausreichend hoch sind, um die Anreicherungsdüse zu "betätigen, jedoch geringer als volle Leistung, läuft der Motor mit zu angeredc§hertem Gemisch. Wegen dieser Ungenauigkeiten, die bei der Zumessung des Brennstoffes auftreten, wird eine optimale Leistung nicht über den vollen Bereich von Motorbetriebsbedingungen erzielt. Dies ergibt einen höheren Brennstoffverbrauch und höhere Auspuff emissionswerte. Bei Verbrennungsmotoren mit Vergasern und Turboladern ist es erwünscht, den Vergaser zwischen Luft— kompressorauslaß und Ansaugleitung einzusetzen, da eine derartige Anordnung ein besseres Vermischen des Brennstoffes mit Luft ergibt. Bei bekannten Ausführungen ist es jedoch sehr schwierig, cLen Vergaser dann, wenn eine Anreicherung bei hoher Last erzielt wird, mit einem Anreicherungsdüsensystem anzuordnen, das Nebenluft erhält, weil bei hohen Lasten der Kompressor— "Stoß", der durch die Nebenluft eingeführt wird, einen starken Luftstrom erzeugt, der das Gemisch zu einem Zeitpunkt ausmagert, wenn es angereichert werden soll.

Eines der wesentlichen Ziele vorliegender Erfindung besteht darin, eine verbesserte Brennstoffzumeßeinrichtung für einen Vergaser zu schaffen, der in der Lage ist, das optimale Luft-/ Brennstoffgemisch an einen Verbrennungsmotor über einen weiten Bereich von Drehzahlen und Lasten abzugeben. Durch Erzielung des optimalen Luft-/Brennstoffverhältnisses über den gesamten Arbeitsbereich eines Motors wird mit der Erfindung die Motorleistung verbessert und der Brennstoffverbrauch gesenkt, während die Emission von giftigen Auspuffgasen, z.B. Kohlenmonoxyd, wesentlich verringert wird. Mit der Erfindung soll auch ein Brennstoffzumeßsystem vorgeschlagen werden, das bei tubogeladenen Motoren verwendet werden kann, und das auf einfache Weise in einen Vergaser eingebaut werden kann, der zwischen Kompressorauslaß und Ansaugleitung des Motors angeordnet ist.

50 9 847/0 336

7.4.1975 W/He - 4- - Τ/ρ 8150

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Druck in der Ansaugleitung oder die Drosselposition (beides sind Funktionen der Motorbelastung und damit der benötigten Mischung) überwacht werden, und daß fortlaufend die Luftmenge, die in den Brennstoff eingeführt wird, mit Hilfe eines Ventiles verändert wird, das auf den Druck in der Ansaugleitung oder die Drosselpositinn anspricht. Die Brennstoffmenge, die dem Mischrohr des Vergasers zugeführt wird, ändert sich umgekehrt mit der Nebenluft und dies stellt somit eine wirksame Möglichkeit dar, um das dem Motor aigeführte Luft-/Brennstoffgemisch zu steuern.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Teilschnittansicht der Erfindung in Verbindung mit anderen Vergaserbauteilen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer TeilschnJifcansicht eines herkömmlichen Anreicherungsdüsensystems und eines herkömmlichen Hebenluftsystems für einen Vergaser,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines den Druck in der Ansaugleitung abfühlenden und die Nebenluft verändernden Ventiles nach vorliegender Erfindung,

Fig. 4- eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform des Ventiles nach Fig. 3, und

Fig. 5 eine graphische Darstellung, die die Luft-/Brennstoffkurve für einen Motor zeigt, den die erfindungsgemäße Vorrichtung beaufschlagt.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilschnittes eines Vergasersystems nach vorliegender Erfindung. Das System weist eine Luftansaugleitung 10 und ein nichtdargestelltes

509847/0336

7.4.1975 W/He - 5 - ϊ/ρ 8150

Luftfilter auf, das normalerweise am oberen Ende der Luftansaug— leitung angeordnet ist. Luft wird durch die Luftansaugleitung in Richtung der Pfeile geführt und passiert eine ringförmige Brennstoffdüse 12 (oder eine andere herkömmliche Brennstoffabgabevorrichtung) , die in einem Lufttrichter 14 der Leitung 10 angeordnet ist. Der Luftstrom durch den Lufttrichter 14 bewirkt, daß Brennstoff 16 durch die öffnungen 18 in der Brennstoffdüse 12 geführt wird. Diese öffnungen 18 in der Brennstoffdüse 12 stehen in Strömungsverbindung mit einer Leitung 22, die ihrerseits mit einer Hauptkraftstoff zumeßdüse 24 über einen Emulgierbehälter 26 in Verbindung steht. Die Hauptkraftstoffzumeßdüse 24 ist längs einer Leitung 30 angeordnet, die den Emulgierbehälter 26 mit einer Brennst off schale 28 verbindet. Ein typisches Drosselklappenventil20, das zur Steuerung der Luftströmung verwendet wird, ist in der Luftansaugleitung 10 stromabwärts in bezug auf den Lufttrichter 14 vorgesehen.

In dem Emulgierbehälter 26 ist ein Emulgierrohr 34 angeordnet, das eine Längsbohrung 56 und eine Vieiahl von Kanälen 38 besitzt, die eine Strömungsverbindung zwischen der äußeren Oberfläche des Emulgierrohres 34 und der Längsbohrung 36 ergeben.

Die bisherigen Ausführungen betreffen herkömmliche Vergaser, obgleich unterschiedliche Versionen existieren. Vorliegende Erfindung betrifft ein solches System, das ein Nebenluft steuerventil 44 aufweist. Das Nebenluftsteuerventil 44 besitzt drei Strömungsmittelverbindungen. Diese Strömungsmittelverbindungen sind in Fig. 1 als Leitungen 46, 48 und 50 bezeichnet. Die Leitung 46 ist eine Strömungsmittelverbindung, die gefilterte Luft in das Bebenluftsteuerventil 44 vorzugsweise aus der Luftansaugleitung 10 an einer Stelle einführt, die stromabwärts in bezug auf den Luftfilter (nicht dargestellt) und stromaufwärts in bezug auf den Lufttrichter 14 liegt. Di· Leitung 48 stellt den Kebenluftausgang aus dem Steuerventil 44 dar und bildet eine Strömungsaittelverbindung mit einem Hebenlufteinlaß 32 auf dem

509847/0336

7.4.1975 V/Ηβ - 6 - Φ/ρ 8150

Emulgierbehälter 26 über einen Lüftungsbegrenzer 54 zum Behälter 26. Die Leitung 50 stellt eine Strömungsmittel verbindung zwischen dem Inneren der Ansaugleitung des Motors (nicht dargestellt) und des Steuerventiles 44 dar. Falls erwünscht, kanndas Ventil 44 mechanisch durch ein Gestänge mit der Welle des Drosselventiles 20 beaufschlagt werden·

Fig. 2 zeigt schematisch die Elemente eines Vergasers, die in herkömmlicher Weise verwendet werden, um ein Anreicherungsdüsen— system und ein EFebenluftsystem zu erzielen. Das Anreicherungs— düsensystem weist eine normalerweise geschlossene, zusätzlichen Brennstoff zumessende Düse 52 parallel zu der Hauptkraftstoff— zumeßdüse 24- auf. Während des normalen Betriebes fließt Brennstoff 16 von der Brennstoff schale durch die Hauptbrennstoff zumeßdüse 24- in die Leitung 30 zu dem Emulgierhehälter 26. Die Brennstoff strömungsgeschwindigkeit durch die Leitung 30 wird durch den Durchmesser der Hauptbrennstoff zumeßdüse 24- gesteuert. Die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffes in den Emulgierbehälter 26 wird erhöht, wenn der Brennstoff auch durch die Anreicherungsdüse 52 strömen kann. Die Düse 52 wird in Abhängigkeit vnn der Motorbelastung geöffnet, die durch den Unterdruck in der Verteilleitung oder die Drosselstellung gegeben ist.

Beim herkömmlichen Aufbau eines Ifebenluftsystems nach Fig. 2 steht gefilterte Luft aus der Luftansaugleitung 10 mit dem Einlaß 32 am Emulgierbehälter 26 über eine feste Meßdüse in Verbindung, die zur Steuerung der Luftströmung verwendet wird. Die ÜTebenluft, die in den Emulgierbehälter 26 durch den Einlaß 32 eintritt, bewegt sich längs der Innenseite des Emulgierrohres 34-, passiert die öffnungen 38 und gelangt in den Emulgierbehälter 26, während sie sich mit dem Brennstoff 16 vermischt. Das Luft-/ Brennstoffgemisch wird dann aus dem Emulgierbehälter 26 durch Unterdrück am Lufttrichter 14- abgesaugt und strömt durch die Leitung 22 in die ringförmige Brennstoffdüse 12. Ein ITebenluftsystem der hier beschriebenen Art dient zum Vormischen von Luft

509847/0336

7.4.1975 V/He - 7 - Τ/ρ 8150

und Brennstoff, "bevor dieses Gemisch in den Lufttrichter 14- der Luftansaugleitung 10 eingeführt wird, und ferner dazu, "bis zu einem gewissen Grad die Luft-ZBrennstoffverhältnisSteuerung zu "beeinflussen, indem mehr Luftlöcher 38 freigelegt werden, wenn der Brennstoffpegel mit zunehmender Belastung und/oder zunehmender Geschwindigkeit fällt, so daß das Gemisch weiter ausmagert.

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform eines Uebenluftsteuerventiles, das auf den Druck im Verteilrohr anspricht und das so aufgebaut ist, wie es in dem gestrichelt dargestellten Kreis 44· der Fig. 1 schematisch dargestellt ist; dieses Ventil ersetzt sowohl das Nebenluftsystem als das Anreicherungsdüsensystem nach Fig. 2. Das Ventil 44 weist ein zylindrisches Gehäuse 56 auf, in welchem eine Membran 58 angeordnet ist, die das innere des Gehäuses in eine Unterdruckkammer 60 und eine Luftkammer 62 unterteilt. Die Unterdruckkammer 60 ist mit einem Einlaßrohr 64 versehen, das der Leitung 5° der Fig. 1 entspricht, und steht deshalb mit der Ansaugleitung des Motors in Verbindung. Eine Druckfeder 66 oder eine entsprechende Vorspannvorrichtung ist zwischen die Membran 58 und das Gehäuse 56 eingesetzt und so vorgespannt, daß sie das Volumen der Unterdruckkammer 60 erweitert, indem es die Membran 58 nach links drückt. Eine Lufteinlaßleitung 74- ist einteilig mit dem Unterdruckmembrangehäuse 56 befestigt. Die Leitung 74- entspricht der Leitung 46 nach Fig. 1 und ist deshalb mit der Ansaugleitung 10 stromaufwärts in bezug auf den Lufttrichter 14- verbunden. Die Längsachse der Auslaßleitung 68 verläuft senkrecht zur Membran 58 und durch deren Mittelpunkt. Ein bewegliches, rohrförmiges Eegulierventil 7° ist teleskopartig im Ende der Auslaßleitung 68 angeordnet und in diesem Ende gleitend verschiebbar. Das Ventil 70 und die Auslaßleitung 68 haben einen engen Sitz miteinander. Ein Ende des Regulierventiles 70 ist einteilig mit der Membran 58 verbunden. Über die Länge des Ventiles ist eine Vielzahl von in kritischem Abstand versetzten und dimensionierten öffnungen 72 vorgesehen. Diese öffnungen 72 werden nacheinander verdeckt und freigegeben,

5(19847/0336

7.4.1975 W/He - 8 - Τ/ρ 8150

wenn die Membran 58 sich nach rückwärts und vorwärts bewegt, wodurch das Ventil 70 in das Auslaßrohr 68 hinein und aus ihm heraus gleitet. Das Ende des rohrförmigen Ventiles 70 gegenüber der Membran 58 ist offen. Das Auslaßrohr 68 entspricht der Leitung 48 der Fig. 1 und ist somit mit dem Einlaß 32 des Emulgierbehälters 26 über die Begrentmg 54 verbunden.

Das in Fig. 3 gezeigte Ventil arbeitet in Teilzeitbetrieb, da es das Luft-/Brennstoffverhältnis nur über einen Teil des I«astbereiches des Motors steuert. Diese Ausführungsform ersetzt im wesentlichen die Funktionen des bisher beschriebenen Anreicherungsdüsensystems. Dabei ergibt sie eine besserte Steuerung des Luft-/Brennstoffverhältnisses und ermöglicht auch, daß die Steuerfunktion für hohe Belastung genau dem Bedarf des Motors und/oder den Wünschen des Motorkonstrukteurs angepaßt werden kann. Mit Beschränkungen ereetzt es auch einen Teil der Funktionen einer durch Unterdruck betätigten Beschleunigerpumpe.

Eine zweite Ausführungsform eines auf den Druck in der Verteil— leitütig ansprechenden Nebenluftsteuerventiles nach vorliegender Erfindung ist in Fig. 4 gezeigt. Diese Ausführungsform kann über einen größeren Bereich von Motordrehzahlen und Motorbelastungen arbeiten. Sie unterscheidet sich von dem Ventil nach Fig. 3 dadurch, daß das Ende des beweglichen, rohrförmigen Kegulierven— tiles 170, das nicht einteilig mit der Membran 58 befestigt ist, mit einer Endwandung 78 versehen ist und eine Vielzahl von in kritischem Abstand versetzten und dimensionierten Öffnungen 80 in der Nähe der Wandung 78 angeordnet sind. Zusätzlich ist ein weiteres Gehäuse 82 einteilig am Ende eines rohrförmigen Ventilgehäuses 168 angeordnet, das eine Hilfskammer 84 bildet, in der das Regulierventil 17Ο sich hin- und herbewegen kann. Das Auslaßrohr 68 ist mit der Hilfskammer 84 verbunden. Eine Vorspannfeder 76 ist koaxial innerhalb der Feder 66 angeordnet dargestellt und ergibt ein vorbestimmtes, zusammengesetztes Federverhalten. Mehrfachfedern können auch erforderlichenfalls

509847/0336

7.4.1975 W/He - 9 - Τ/ρ 8150

verwendet werden, um eine genaue Anpassung an das Ansprechen "bei der Ausführungsform nach 3?ig. 3 zu erhalten.

In S"ig. 5 ist das relative Brennstoff-ZLuftverhältnis so dargestellt, daß es von unten nach oben längs der vertikalen Achse 88 zunimmt. Der Unterdrück in der Ansaugleitung, der in Zentimeter—Quecksilbersäule gemessen wird, nimmt von links nach rechts längs der horizontalen Achse 90 ab. Dieser Abfall im Unterdruck ist einer geringeren Drosselplattenverengung und höheren Motorbelastungen zugeordnet. Die durch die fest ausgezogene Linie 92 dargestellte Kurve gibt das optimale Luft-/Brennstoffverhältnis über einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen an. Die Einrichtung nach vorliegender Erfindung ist in der Lage, dieser Kurve zu folgen. Das optimale Luft-/Brennstoffverhältnis für das Starten des Motors ist am Punkt 94 gezeigt. Ein magereres Gemisch ist unter normalen Betriebsbedingungen erforderlich, wie am Punkt 96 gezeigt. Der Punkt 98 zeigt, daß ein reiches Gemisch unter maximalen Lastbedingungen eifbrderlich ist.

Die Einrichtung nach vorliegender Erfindung und ein einwandfrei konstruierter Vergaser sind in der Lage, der Kurve 92 zwischen den optimalen Startbedingungen am Punkt 94 und den normalen Betriebsbedingungen am Punkt 96 ai folgen. Hinter dem Punkt 96 gibt ein herkömmlicher Vergaser, der mit einem Hauptbrennstoffzumeßsystem ausgerüstet ist, ein Gemisch ab, das der gestrichelten Linie zum Punkt 100 folgt. Eine schraffierte Fläche 102 zeigt den Unterschied zwischen den Anforderungen des Motors und die unzulänglichen Gemische, die durch einen herkömmlichen Vergaser eingespeist werden. Wenn der Vergaser nicht mit einem Gemischanreicherungssystem ausgerüstet ist, ist es unmöglich, aus der Maschine die maximale Leistung zu erhalten. Herkömmliche Vergaser, die mit Anreicherungsdüsensystemen ausgerüstet sind, können der Kurve von dem Punkt 94 zum Punkt 96 folgen oder nicht und dann ein mageres Gemisch bis zum Punkt 100 abgeben, wenn die Anreicherungsdüse eingeschaltet wird und unmittelbar ein Gemisch ergibt, das durch den Punkt 104 angezeigt ist, welches für die

609847/0336

7-4.1975 W/He - 10 - Τ/ρ 8150

Anforderungen des Motors zu reich ist. Die Abgabe dieses zu stark angereicherten Gemisches erfolgt bei Unterdrücken zwischen 7,5 und 17j5 cm Quecksilbersäule und setzt sich fort, bis der Motor bei maximaler Leistung arbeitet, was am Punkt 98 angezeigt ist. Die schraffierte Fläche 106 gibt das ungewöhnlich reiche Gemisch an, das durch ein herkömmliches Anreicherungsdüsensystem abgegeben wird.

Für die Beschreibung der Arbeitsweise der Einrichtung nach vorliegender Erfindung wird auf die Figuren 1 und 3 hingewiesen; Venn der Motor gestartet wird, wird das Regulierventil 70 von der Feder 66 ganz nach links gestellt und die öffnungen 72 sind durch das Auslaßrohr 68 geschlossen. Nimmt das Ventil diese Stellung ein, ist entweder der Luftstrom aus der Ansaugleitung 10 abgeschaltet oder am Einströmen in den ^ebenlufteinlaß 32 an dem Emulgierbehälter 26 gehindert. Das Luft-/ Brennstoffgemisch ist nunmehr zum Starten geeignet(angereichert). Wenn der Motor gestartet wird, nimmt der Unterdruck in der Verteilleitung zu, die Membran 58 wird nach rechts bewegt und nimmt das Ventil 7° mit. Diese Bewegung liegt die öffnungen im Ventil 70 frei und es strömt Luft von der Luft ansaugleitung 10 durch den Einlaß 74, durch die öffnungen 72 in das hohle Ventil 70, bxls dem Rohr 68 (48 in Fig. 1) durch den Begrenzer 54 in das Emulgierrohr 36 durch öffnungen 38, vermischt sich mit dem Brennstoff durch die Leitung 22 und gelangt schließlich in den Lufttrichter 14 und die Düse 12. Während des Betriebes mit geringer Beanspruchung wird das Ventil 70 ganz nach rechts von dem Unterdruck in der Verteilleitung gebracht, wobei die Membran 58 gegen die Feder 66 betätigt wird. Während dieses Betriebsbereiches wird das Luft-/Brennstoffverhältnis in normalerweise gesteuert, d.h. durch den Begrenzer 54 und die Größe und Lage der öffnungen 38 in dem Emulgierrohr 34, wobei die öffnungen 72 in dem Ventil 70 als eine feste Luftdüse wirken. Damit wird das Luft-/Brennstoffgemisch gegenüber dem beim Starten mit der entsprechenden Geschwindigkeit für jede Teillastbedingung ausgemagert.

509847/0336

7.4.1975 W/He - 11 - Τ/ρ 8150

Nimmt die Belastung bis zu dem Punkt zu, an welchem es erwünscht ist, die Anreicherung des Gemisches zu beginnen, wird der unterdruck in der Verteilleitung verringert und die leder 66 verschiebt die Membran 58 und das Ventil 70 nach links. Durch diese Bewegung werden einige der öffnungen 72 bedeckt, wodurch der Luftstrom durch das Auslaßrohr 68 in den Emulgierbehälter 26 begrenzt wird, was fortschreitend das Luft-/Brennstoffgemisch anreichert oder die Tendenz zur Ausmagerung kompensiert, die bei der Konstruktion von Systemen mit festen Begrenzern besteht. Nimmt die Motorbelastung zu, wird das Ventil 70 weiter nach links bewegt, bis bei einer maxiamalen Leistung (Punkt 98 der graphischen Darstellung in Fig. 5) die Öffnungen 72 in der gewünschten Weise bedeckt sind, so daß Nebenluft entweder vollständig oder bis auf einen gewünschten Wert abgeschaltet wird. Durch geeignete Größenbemessung und Positionierung der öffnungen 72 im Ventil 70 oder durch Verwendung einer Feder 66 mit veränderlicher Federkraft, oder durch eine Membran 58 veränderlicher Fläche ist es möglich, das gewünschte Luft-/Brennstoffverhältnis bei der Hochlastbedingung zi erzielen, die durch Betätigung dieser Einrichtung umfaßt wird.

Nach den Figuren 1 und 4- ist die Arbeitsweise der Ausführungsform ähnlich der Arbeitsweise der vorbeschriebenen Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß ein doppelter Satz vnn Luftströmungsregulieröffnungen 72 und 80 an beiden Enden des Regulierventiles 70 vorgesehen ist, wodurch eine genauere Zumessung der Nebenluft möglich ist. Die Arbeitsweise der Steuervorrichtung (Modulator) nach w» Fig. 4- ist kontinuierlich, so daß die Einrichtung^ als Ganzzeitsteuerung über den gesamten Lastbereich des Motors arbeitet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4- wird beim Starten des Motors die Membran 58 von den Federn 66 und 76 ganz nach links eingestellt. In dieser Position der Membran 58 sind die öffnungen 72 ganz oder teilweise abgedeckt und es ist somit die Verbindung zwischen dem Einlaß 74- u^d dem Auslaß 68 geschlossen oder stark

509847/03 3 6

7.4.1975 V/He - 12 - Τ/ρ 8150

"begrenzt. Da wenig oder keine Luft in den Emulgierbehälter 26 abgegeben wird, gelangt angereichertes Gemisch in die Brennstoffdüse 12 zum Starten des Motors.

Wenn der Motor startet und der Unterdruck in der Verteilleitung zunimmt, bewegt sich die Membran 58 nach·rechts in eine Position, die von der Zunahme desDruckes in der Verteilleitung abhängt. Hunmehr wird Luft aus dem Einlaß 74- durch die Öffnungen 72 und 80 zum Auslaß 68 abgegeben. Die Luftdurchflußgeschwindigkeit zum Auslaß 74- hängt von der Größe, der Lage und der Anzahl von öffnungen 80 und 72 ab, die nicht abgedeckt sind, und damit von dem Druck der Verteilleitung.

Ein weiteres Ausmagern des Gemisches kann für Teillastbedingungen dadurch erzielt werden, daß die Federn 76 so angeordnet werden, daß das Ventil I70 eine Bewegung nach links mit geringer Abnahme des Unterdruckes in der Verteilleitung beginnt, wie sich dies aus einer geringen Erhöhung der Last ergeben würde. Auf diese Weise kann das Luft-/Brennst off verhältnis bis zu einem Punkt, z.B. 96 in Fig. 5» ausgemagert werden, was nahezu der größten Gesamtfläche entspricht, die durch eine Kombination von öffnungen 72 und 80 offengelegt werden kann. Wenn es von diesem Standpunkt aus erwünscht ist, mit der Anreicherung des Gemisches zur Anpassung an höhere Belastungen zu beginnen, bewirkt eine weitere Drosselöffnung, die Abnahmen des Unterdruckes in der Verteilleitung ergibt, eine weitere Bewegung der Membran 58 und des Ventiles I70 nach links. Auf diese Weise kann der sogenannte "fuel hook" oder die Luft-ZBrennstoffverhältnis-Motorbelastungs-Kurve (Fig. 5) exakt den Anforderungen des Motors angepaßt werden.

Wenn der Druck in der Verteilleitung sich mit der Änderung der Belastung ändert, bewegt sich die Membran 58 kontinuierlich nach rückwärts und vorwärts und ergibt das optimale Brennstoff-/ Luftverhältnis, das von dem Motor benötigt wird.

509847/0 3 38

7.4.1975 W/He - 13 - Τ/ρ 81ί?0

Man hat festgestellt, daß die Einrichtung nach vorliegender Erfindung als Einrichtung wirkt, die ein "Spucken" des Motors verhindert, insb-esondere wenn sie in Verbindung mit Venturi-Rohren verhältnismäßig geringer Größe verwendet wird. Venn der Motor mit einer bestimmten DretLahl läuft und die Belastung zunimmt, fällt die Motordrehzahl und der Unterdruck in der Verteilleitung nimmt ab. Bei einer normalen Konstruktion, insbesondere, wenn der Motor bei verhältnismäßig mageren Luifc-/BrennstoffVerhältnissen arbeitet, würde der Motor zum Stillstand kommen, weil nicht genug Brennstoff in die Ansaugleitung gelangt. Bei der Konstruktion nach vorliegender Erfindung bewegt sich die Membran in der Luftansaugleitung in eine geschlossene Stellung und dies ergibt ein reicheres Gemisch, das ein Stehenbleiben verhindert.

Wenn eine Verbrennungskraftmaschine, die mit einem herkömmlichen Vergasersystem ausgerüstet ist, mit einem Turbolader (wie gestrichelt in Fig. 1 mit 108 angedeutet) gekoppelt wird, wobei die Kompressorabgabe stromaufwärts in beeug auf den Vergaser erfolgt, arbeiten die herkömmlichen Anreicherungsdusen- und Nebenluft systeme nicht in einwandfreier Meise. Soll der Motor hohe Leistung abgeben, wird das Anreicherungsdüsensystem beaufschlagt und der Kompressor beginnt einen positiven Druck in der Verteilleitung aufzubauen. Die feste Nebenlufteinlaßbegrenzung ist so ausgelegt, daß sie den Luftstrom in einwandfreier Weise nur bei normalen Atmosphärendrücken steuert. Der Kompressor 108 fördert tatsächlich überschüssige Mengen an Luft durch den Nebenlufteinlaß 32 in den Emulgierbehälter 26, wodurch das Luft-/ Brennstoffgemisch übermäßig mager wird.

Das Brennstoffzumeßsystem nach vorliegender Erfindung ermöglicht die einwandfreie Einstellung des Vergasers zwischen dem Luftkompressor 108 und der Einlaßleitung, während das gewünschte Luft-/Brennstoffverhältnis ohne schädliche Beeinflussung erzielt wird. Die Einrichtung muß diesen turbogeladenen Betrieben "angepaßt" werden, und zwar durch geeignete Positionierung und

509847/0336

7.4.1975 V/He - 14 - Τ/ρ 8150

Größenbemessung der öffnungen in dem Regulierventil 70 und durch geeignete Auswahl der Feder 66 oder durch Anordnen einer Feder nach Fig. 4. Eine zusätzliche Feder 76 kann nach vorliegender Erfindung erforderlich sein, um eine geeignete Luft-/Brennstoffverhältnisänderung während der Perioden zu erhalten, in denen der Motor mit einem positiven Druck in der Ansaugleitung arbeitet, Falls erwünscht, kann die Einrichtung als Leistungsbegrenzer verwendet werden, wenn das Ventil 70 gehindert wird, den Durchfluß der gesamten Nebenluft durch die öffnungen 72 zu begrenzen, so daß eine gesteuerte und begrenzte Menge an Hebenluft in "den Emulgierbehälter 26 gelangt. Auf diese Weise kann die maximale Menge an von dem Motor angefordertem Brennstoff gesteuert und die Motorleistung effektiv geprüft werden.

Obgleich eine Luftventilanordnung beschrieben worden ist, die eine Membran verwendet, welche auf den Druck in der ■Verteilleitung anspricht, können auch andere Vorrichtngen vorgesehen sein, die die Motorbelastung feststellen, und die Betätigung des Luftventiles in Abhängigkeit von Änderungen einer solchen Belastung kann ebenfalls angewendet werden. Das System nach vorliegender Erfindung kann ferner Vorkehrungen aufweisen, um den Luft-/Brennstofflußin einem Brennstoffeinspritzsystem anstatt in dem hier dargestellten Vergasersystem zu regeln.

Die Einrichtung nach vorliegender Erfindung kann ferner auch in Verbindung mit Erdgas- oder Flüssigkgas-Vergasern, entweder als Luftmodulator oder als Brennstoffmodulator oder beides verwendet werden, um das richtige Luft-/Brennstoffverhältnis zu erzielen.

Ferner kann ein Luftmodulator nach vorliegender Erfindung auch mit einer entsprechenden Vorrichtung, z.B. Aneroid oder einer Temperatur abfühl vorrichtung versehen sein, um das Luf ^/Brennst off verhältnis in Abhängigkeit von Änderungen der Höhe über dem Erdboden oder von Temperaturen zu regeln.

509847/0336

7.4.1975 W/He - 15 - Τ/ρ 8150

Obgleich die Einrichtung nach vorliegender Erfindung so beschrieben wurde, daß das Rohr 68 mit dem Emulgierbehälter 26 verbunden ist und das Rohr 74 an cLie Luftansaugleitung 1Ö angeschlossen ist, können diese Verbindungen auch vertauscht sein. Mit derartigen vertauschten Verbindungen gelangt Luft von der Ansaugleitung durch die Öffnungen 72, die Kammer 62 und das Rohr 74 zu dem Bnulgierbehälter 26.

Das System nach vorliegender Erfindung ist mit verhältnismäßig großen Brennstoff- und Luftöffnungen versehen. Dadurch wird die Gefahr des Verstopfens verhindert, ferner werden die Herstell— kosten insoferne reduziert, als enge Toleranzen nicht benötigt werden. Die verhältnismäßig kompakte Konstruktion mit wenigen beweglichen Teilen ergibt auch eine Verringerung der Kosten, während gleichzeitig der Aufwand an Wartung verringert wird.

7/0336

Claims

7·4.1>75 W/He - 16 - i'/p 8150 Patentansprüche:

1./ Brennstoffzumeßeinrichtung für einen Vergaser, der mit

dem Inneren einer Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors in Verbindung steht, wobei der Vergaser eine Luftansaugleitung, einen Lufttrichter innerhalb der Luftansaugleitung, eine Brennstoffdüse im Lufttrichter zum Einführen von Brennstoff in einen Luftstrom, der durch die Luftansaugleitung strömt, und eine Nebenluftvorrichtung zum Einführen von Luft in den Brennstoff in die Brennstoffdüse aufweist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Abfühlen der Maschinenlastbetriebsbedingung, eine Ventilvorrichtung (44), die auf die Maschinenlast abfüllvorrichtung zur Änderung der Menge an Nebenluft, die in den Brennstoff eingeführt wird, anspricht, wobei ein vorbestimmtes optimales Luft-Brennstoff-Gemisch für den Verbrennungsmotor über einen weiten Bereich von Maschinendrehzahlen und Maschinenbelastungen vorgesehen ist.

2. Brennstoff zumeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenlastabfühlvorrichtung eine Vorrichtung zum Abfühlen des Ansaugleitungsdruckes der Maschine ist.

3. Brennstoff zumeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung (44) ein Gehäuse (56) aufweist, das eine erste und eine zweite Kammer (62, 60) definiert, die durch eine Membran (5Θ) getrennt sind, daß eine Vorrichtung (64) die zweite Kammer (60) mit der Ansaugleitung verbindet, wobei- die Membran in Abhängigkeit von Änderungen in dem Leitungsdruck des Motors betätigt wird, daß ein Einlaß (74) die erste Kammer (62) mit einer Luftquelle und ein Auslaß (68) die erste Kammer (62) mit der Brennstoffdüse (12) verbindet, und daß ein Ventilbauteil (70) von der Membran (58) aufgenommen ist und so arbeitet, daß es den Luftstrom durch den Auslaß in Abhängigkeit von der Bewegung der Membran variabel reguliert.

509847/0336

7.4.1975 W/He - 17 - Τ/ρ 8150

4. Brennstoff zumeßeinrxchtung nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventirbauteil (70) ein rohrförmiges Bauteil aufweist, das in den Auslaß (68) reicht und am Ende gegen den Auslaß offen ist, sowie Öffnungen (72) besitzt, die mit dem Inneren im Bereich in der Nähe der Membran (58) verbunden sind.

5. Brennstoffzumeßeinrxchtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ventilbauteil (170) ein rohrförmiges Bauteil besitzt, das in den Auslaß (168) reicht und am Ende gegen den Auslaß geschlossen ist, sowie öffnungen (80) aufweist, die mit dem Inneren in den Bereichen in der Nähe eines jeden Endes verbunden ist.

509847/0336