DE2545750A1

DE2545750A1 - Vergaser mit beschleunigungspumpe

Info

Publication number: DE2545750A1
Application number: DE19752545750
Authority: DE
Inventors: Norihiko Nakamura; Hiromichi Yanagihara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1975-06-19
Filing date: 1975-10-11
Publication date: 1976-12-23
Also published as: GB1487798A; US4025588A; DE2545750B2; JPS5434861B2; DE2545750C3; JPS5231235A; SU854277A3

Description

753 PFORZHEIM

DR. FRIEDRICH E. MAYER westliche 24

DIPL.-ING. A. PANTENBURC ^{KABELi tr}"^atent

TELEFON (0 73 31) 194 00

PATENTANWÄLTE

Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha, 1, Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi-ken,

Japan
"Vergaser mit Beschleunigungspumpe"

Die Erfindung betrifft einen Vergaser mit Beschleunigungspumpe- Genauer gesagt betrifft sie einen Vergaser mit einer Beschleunigungspumpe, in welcher der in die Luft-Treibstoffgemisch-Kammer eingespritzte Treibstoff betrag darauf eingestellt ist, der Maschinendrehzahl besser zu entsprechen.

In einer Beschleunigungspumpe eines Vergasers zur Vermeidung einer Beschleunigungsverzögerung wird der mit der Drosselklappe zusammenwirkende Kolben der Beschleunigungspumpe vertikal bewegt, um den in einem Zylinder enthaltenen Treibstoff über einen Einspritzkanal und einen an dessen Ende vorgesehenen Widerstand in die Gemischkammer des Vergasers einzuspritzen.Bei dieser herkömmlichen Methode wird die Dosierung des eingespritzten Treibstoffs ausschließlich durch die dem Kolben mitgeteilte Kraft bestimmt, weswegen es unmöglich ist, die Dosierung des eingespritzten Treibstoffs in Übereinstimmung mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu steuern.

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Da die Einspritzung des Treibstoffs weder am Anfang der Einspritzung bei niedriger Drehzahl noch zu einem späteren Zeitpunkt bei hoher Drehzahl mit Rücksicht auf die Drehzahl der Maschine erfolgt, wird im Anfangsbereich ein Überschuß an Treibstoff eingespritzt und ist der Treibstoff in einem späteren Stadium nicht ausreichend. Aus diesem Grunde ist die Verbesserung der Beschleunigungskapazität begrenzt und wird im Anfangsstadium entsprechend dem Treibstoffüberschuß eine unvollständige Verbrennung verursacht. Durch die unvollständige Verbrennung werden schädliche Gase wie Kohlenmonoxyd und Kohlenwasserstoffe erzeugt.

Somit ist es ein primäres Anliegen der Erfindung, einen Vergaser mit einer Beschleunigungspumpe zu realisieren, der die genannten Nachteile herkömmlicher Technik vermeidet und bei welchem die Dosierung des eingespritzten Treibstoffs den durch ihre Drehzahl bestimmten Erfordernissen der Maschine besser entspricht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich im Detail aus der nachfolgenden Beschreibung. Ihre Realisierung kann durch die Mittel und Kombinationen erfolgen, die im einzelnen den beigefügten Ansprüchen zu entnehmen sind.

Zur Erzielung der vorgenannten Gesichtspunkte an einem Vergaser mit Beschleunigungspumpe zum Einspritzen von Treibstoff in die Mischkammer, bei welchem die Beschleunigungspumpe mit der Drosselklappe in Verbindung steht und an der öffnung des Einspritzkanals ein Durchflußbegrenzer angeordnet ist, bringt die Erfindung einen Lösungsweg, welcher gekennzeichnet ist durch die Anordnung eines Treibstoff-Sammlers mit einer unter einer Vorspannung stehenden Membran innerhalb einer Membran-Kammer, eines

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Verbindungskanals zum Anschluß der Membrankammer an den Einspritzkanal zwischen der Beschleunigungspumpe und dem Durchflußbegrenzer sowie eines Kanals zwischen der Membrankammer und einer Treibstoffversorgung der ein Prüfventil enthält.

Weitere Einzelheiten der Erfindung mögen nun anhand einer bevorzugten Ausgestaltung und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert sein. Es bedeuten:

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vergasers mit Beschleunigungspumpe.

Pig. 2 ist ein Diagramm und zeigt die Druckkurve des erfindungsgemäßen Vergasers im Vergleich zur herkömmlichen Technik.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist die Kolbenstange 6 einer Beschleunigungs-Druckpumpe 5 über ein Verbindungsglied 4 durch bekannte (nicht gezeigte) Mittel mit einer Drosselklappe 3 in der Treibstoff-Luft-Mischkammer 2 eines Vergasers 1 verbunden. Die Kolbenstange 6 ist mit einem Kolben verbunden, der in einem Zylinder 8 gleitet, wobei der Kolben 7 durch eine Feder 26 in eine negative Druckposition vorgespannt ist.

Bei der hier gezeigten Ausgestaltung steht der Zylinder über eine Prüfkugel 20 und einen Kanal 19' mit einer Treibstoffkammer 19 in Verbindung (die Verbindung des Kanals 19' mit der Treibstoffkammer 19 ist nicht gezeigt). Der Zylinder 8 steht auch über einen in die Innenwand des Vergasers 1 eingeformten Einspritzkanal 9» der über seinen ßeitenwandkanal 8' in den Zylinder 8 eintritt, mit der Mischkammer

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in Verbindung. Der Einspritzkanal 9 tritt über einen in einer EinspritzÖffnung 11 angeordneten Durchflußbegrenzer 10 in die Mischkammer 2 ein. Unterhalb des Durchflußbegrenzers 10 ist in dem Einspritzkanal 9 ©in Beschleunigungsprüf-Kugelventil 21 angeordnet, welches geöffnet wird, wenn der Kolben 7 entgegen der Kraft der Feder 26 vorbewegt wird. .

Erfindungsgemäß ist an der Außenwand des Vergasers 1 ein Sammler 14 angebracht, der eine Membran-Kammer 15 und eine Druckkammer 15' aufweist, welche durch eine Membran 16 getrennt sind. Die Membrankammer 15 ist zwischen dem Seitenwandkanal 8¹ und dem Kugelventil 21 mittels eines Abzweigkanals 13, der an seinem Eintritt in die Membrankammer einen Durchflußbegrenzer 12 aufweist, mit dem Einspritzkanal 9 verbunden. Die Membrankammer 15 ist über eine Wandöffnung 24 und eine Treibstoffleitung 25 auch mit der Treibstoffkammer 19 verbunden. Die Treibstoffleitung 25 enthält ein Kugelventil 18, welches einen Rückfluß von Treibstoff von der Membrankammer 15 zu der Treibstoff kammer 19 verhindert.

Vie in Fig. 1 gezeigt, ist an der Membran 16 ein Kolben 16' montiert und im wesentlichen in deren Mitte und in der Membrankammer angeordnet. Die Membran 16 und der Kolben 16' stehen unter der Vorspannung einer in der Druckkammer 15' befindlichen Feder 17; der Vorspannungsdruck und die maximale Deformation der Membran sind einstellbar. Die Einstellung der maximalen Deformation der Membran 16 wird durch eine Schraube 22 bewirkt, die von einer in die Wand des Sammlers 14 eingesetzten Schraubenhalterung 22' getragen wird. Die Schraubenhalterung 22'

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weist an ihrem inneren Ende einen Schulterabsatz 26 auf, zwischen welchem und der Membran 16 sich die Feder 17 aufspannt.

Bei der hier gezeigten Ausgestaltung kann die Kompression der Feder 17 durch Drehung der Schraubenhalterung 22' geändert werden, welche in die Wand des Sammlers 14 eingeschraubt ist. Die maximale Deformation der Membran 16 kann durch Änderung der Länge der Schraube 22 definiert werden, welche in die Druckkammer 15' hineinragt, wobei die Membran bei maximaler Deformation gegen das Ende der Schraube anliegt.

Bei der bevorzugten Ausgestaltung ist der Kolben 16' von einem Support 27 gehalten, der sich durch die Membran 16 hindurch erstreckt, wobei die Schraube 22 bei maximaler Deformation der Membran gegen den Kolbensupport 27 anliegt.

Die Druckkammer 15' des Sammlers 14- steht über einen Kanal 2$, der einen Begrenzer 23' enthält mit der Außenluft in Verbindung. Bei einigen Anwendungsfällen der Erfindung kann es alternativ hierzu vorteilhaft sein, den Kanal 23 und seinen Begrenzer mit dem negativen Druck eines Saugrohrs im Treibstoff system der Maschine zu verbinden.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Vergasers mit den oben genannten Konstruktionsmerkmalen während des Beschleunigungsvorganges sei nun beschrieben. Wenn die öffnung des Drosselventils 3 einer konstanten Fahrgeschwindigkeit entspricht, ist der über das Verbindungsglied 4 auf den Kolben 7 aufgebrachte Druck bekanntlich abgefallen und der Kolben 7 der Beschleunigungspumpe 5 wird durch die am Boden des Zylinders angeordnete Feder 26 aufwärts ge-

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trieben. Das Kugelventil 20 ist geöffnet und in den verfügbaren Raum des Zylinders 8 und in den Einspritzkanal 9 bis zur Höhe des Kugelventils 21 tritt Treibstoff ein.

Ferner ist das Kugelventil 18 der Treibstoffleitung 25 des Sammlers 14 geöffnet und es tritt Treibstoff in die Membrankammer 15 des Sammlers 14 und in den Abzweigkanal 13 ein. Wenn das System der Beschleunigungspumpe solcherart mit Treibstoff gefüllt ist, schließen sich die Kugelventile 18 und 20.

Wenn bei der hier gezeigten Ausgestaltung in diesem Zustand die öffnung des Drosselventils 3 zur Beschleunigung vergrößert wird, wird der zusammen mit der Drosselklappe 3 betätigte Kolben 7 gegen die Vorspannung der Feder 26 bewegt. Der in dem Zylinder 8 und dem Einspritzkanal 9 enthaltene Treibstoff wird hierdurch zu der Mischkammer 2 des Vergasers und durch den Abzweigkanal 13 zu der Membrankammer 15 des Sammlers 14 transportiert. Da an der Einspritzöffnung 11 in die Mischkammer 2 in dem Einspritzkanal 9 der Durchflußbegrenzer 10 und in dem Abzweigkanal 13 dort wo der Abzweigkanal mit der Membrankammer 15 verbunden ist der Durchflußbegrenzer 12 angeordnet sind, empfängt der eingespritzte Treibstoff von den Begrenzern und 12 einen Widerstand, wodurch sich der auf dem Treibstoff liegende Druck erhöht. Das Verhältnis zwischen dem in die Gemischkammer 2 geleiteten Treibstoff und dem in die Membrankammer 15 geleiteten Treibstoff bestimmt sich aus den Dimensionen der Begrenzer 10 und 12 und dem Druckanstieg in der Membrankammer 15» welcher der Kompression der Feder 17 entspricht.

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Weil der Druck auf dem !Treibstoff in der Membrankammer erfindungsgemäß derart ansteigt, treibt die Membran 16 die Feder 17 zurück und steigert das Volumen der Membrankammer 15 woraufhin ein diesem Volumenanstieg entsprechender Treibstoffbetrag von der Beschleunigungspumpe zusammen mit dem schon in der Membrankammer 15 enthalten gewesenen Treibstoff betrag unter Druck in der Kammer 15 gespeichert werden.

Wenn die Einspritzbewegung des Kolbens 7 beendet ist und die Treibstofflieferung von dem Zylinder 8 aufhört, reduziert sich der Druck in dem Einspritzkanal 9 und die Membran 16 bewegt sich unter der Kraft der Feder 17 in ihre ursprüngliche Position zurück. Hierdurch wird diejenige Treibstoffmenge, die durch die Deformation der Membran 16 zusätzlich eingebracht wurde, an den Abzweigkanal 13 geleitet und in die Mischkammer 2 eingespritzt.

Die Erfindung ermöglicht eine ideale Druckkurve in dem Einspritzkanal 9· Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die der Erfindung entsprechende Druckkurve II günstiger als die einer herkömmlichen Technik zugeordnete Kurve I. Die Druckkurve III in Fig. 2 erhält man, wenn in dem Abzweigkanal 13 kein Durchflußbegrenzer 12 vorgesehen ist. Die Kurve IV entspricht einem Hub der Beschleunigungspumpe. Wie im Fall der Druckkurven II oder III zu sehen, ist die Druckänderung bis zum Ende der Einspritzzeit gerin-· ger und ausgeglichener als im Fall der Vergleichskurve I und die Einspritzzeit kann durch die Erfindung verlängert werden (die Einspritzzeit To der herkömmlichen Technik wird erfindungsgemäß auf T oder T¹ verlängert).

Folglich kann die Einspritzung von Treibstoff zur Beschleunigung verlängert werden und während dieser verlängerten Periode steigen die Drehzahl der Verbrennungs-

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maschine und, falls "benutzt, der negative Druck eines Ansaugrohrs an, wodurch die Lieferung einer gewünschten Treibstoffmenge durch das Hauptsystem erreidat werden kann. Ferner wird die Menge des eingespritzten Treibstoffs geregelt und dem Anfangsstadium der Einspritzung besser angepaßt, wodurch die Bildung schädlicher Gase wie Kohlenmonoxyd und Kohlenwasserstoffe merklich reduziert wird.

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Claims

Patentansprüche :

1. Vergaser mit Beschleunigungspumpe zum Einspritzen von Treibstoff in die Mischkammer, "bei welchem die Beschleunigungspumpe mit der Drosselklappe in Verbindung steht und an der öffnung des Einspritzkanals ein Durchflußbegrenzer angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Treibstoff-Sammlers (14) mit einer unter einer Vorspannung stehenden Membran (16) innerhalb einer Membrankammer (15)» eines Verbindungskanals (13) zum Anschluß der Membrankammer an den Einspritzkanal (9) zwischen der Beschleunigungspumpe (5) und dem Durchflußbegrenzer (10) sowie eines Kanals (25) zwischen der Membrankammer und einer TreibstoffVersorgung (19) der ein Prüfventil (18) enthält.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (13) zum Anschluß der Membrankammer (15) an den Einspritzkanal (9) in der Nähe der Membrankammer ebenfalls mit einem Durchflußbegrenzer (12) versehen ist.

3· Vergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (22) zur Einstellung der auf die Membran (16) wirkenden Vorspannung vorgesehen sind.

4. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (22, 27) zur Definition der maximalen Deformation der Membran (16) und somit des maximalen Zuwachsvolumens der Membrankammer (15) vorgesehen sind·

5- Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzielung der Vorspannung eine Feder (17) umfassen, und daß die Einstellmittel hierfür eine in die Wand des Sammlers (14) eingeschraubte Vor richtung (22') zur Änderung der Spannung dieser Feder umfassen.

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6. Vergaser nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel eine Schraube (22) umfassen, deren Abstand von der Membran (16) durch Verstellung entlang ihrer Längsachse erfolgt und daß sich die Membran bei maximaler Deformation an der Schraube abstützt.

7- Vergaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel eine Halterung (22¹) für die Schraube (22) umfassen, die ihre Längsverstellung ermöglicht.

8. Vergaser nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (22') an ihrem inneren Ende einen Schulterabsatz (26) aufweist, zwischen welchem und der Membran (16) sich die Feder (17) abstützt.

9. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Einspritzkanal (9) zwischen dem Verbindungskanal (13) und dem Durchflußbegrenzer (10) ein Prüfventil (21) vorgesehen ist, daß die Beschleunigungspumpe (5) ein Prüfventil (20) für die Treibstoffzufuhr hat und daß das Prüfventil (21) in dem Einspritzkanal geschlossen ist, wenn das Zufuhr-Prüfventil (20) und das Ventil (18) in dem Kanal (25) zwischen der Membrankammer (15) und der Treibstoffversorgung (19) geöffnet sind.

10. Vergaser nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Kolben (16*) in der Membrankammer und Mittel zur Anbringung desselben an der Membran, wobei die Berührung der Einstellschraube (£2) mit einem Teilbereich dieser Anbringungsmittel die Deformation der Membran begrenzt.

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11. Vergaser nach, einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (15*) des Sammlers (14) mit der Umgebungsluft oder mit einem negativen Druck aus dem Ansaugsystem der Maschine in Verbindung steht.

12. Verfahren zur Mengenregelung des während der Beschleunigung in die Mischkammer eingespritzten Treibstoffs bei einem Vergaser mit Beschleunigungspumpe, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Abziehen eines Teils des von der Beschleunigungspumpe gelieferten Treibstoffs, Speicherung des abgezogenen Teils unter Druck und sodann selbsttätiges Einspritzen des gespeicherten Treibstoffes in die Mischkammer unter dem genannten Druck sobald dieser den Druck der Pumpe übersteigt.

13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schritt des Abziehens eines Teils der von der Beschleunigungspumpe (5) gelieferten Treibstoffs die Lieferung einer bestimmten Treibstoffmenge unter Vorspannung zur Aufrechterhaltung dieser bestimmten Menge vorausgeht und daß der Schritt der Speicherung unter Druck einen Schritt der Vergrößerung der bestimmten Menge gegen diese Vorspannung umfaßt und daß der Schritt des selbständigen Einspritzens einen Schritt der Reduzierung der vergrößerten Menge auf die bestimmte Menge umfaßt.

Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Begrenzung (22, 2?) der Mengenvergrößerung erfolgt.

15· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Proportion der abgezweigten Treibstoffmenge geregelt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der abgezweigten Treibstoffmenge durch eine Verengung (10) des Bereiches (9) durch welchen der Treibstoff in die Mischkammer (2) eingespritzt wird, durch eine Verengung (12) des Bereiches (13) durch welchen der abgezogene Treibstoff in das bestimmte Volumen (15) gelangt und das Einstellen der Vorspannungskraft erfolgt.

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