DE2557943A1

DE2557943A1 - Vergaser

Info

Publication number: DE2557943A1
Application number: DE19752557943
Authority: DE
Inventors: Makoto Anzai; Shigeo Aono
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1974-12-24
Filing date: 1975-12-22
Publication date: 1976-07-08
Also published as: GB1521719A; CA1050370A; US4034727A; JPS5174127A

Description

München, 22. Dezember 1'975

Nissan Motor Company, Limited
Yokohama City, Japan

Vergaser

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Kraftfahrzeugmotoren mit einem Venturi-Abschnitt und einem Schwimmergehäuse zur Aufnahme von Kraftstoff.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Vergaser zur Verwendung in einem elektronischen Regelsystem.

Es gibt bereits verschiedene Systeme zur optimalen Steuerung oder Regelung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses eines einem Verbrennungs·

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motor in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemischs. Eines dieser Systeme verwendet den Aufbau eines elektronischen Regelsystems auf der Basis von verschiedenen Informationen, wie beispielsweise der erfaßten Konzentration eines Bestandteils des Abgases des Motors, der Motortemperatur bei einem Motor-Kaltstart, der Motordrehzahl usw.. Ein konventioneller Vergaser, der in Verbindung mit einem derartigen Regelsystem verwendet wird, weist gewöhnlich verschiedene Teile zur optimalen Regelung des Luft/Kraftstoffgemisches auf, wobei dieses Gemisch dadurch geregelt wird, daß ein fUr die Informationen repräsentatives Signal erhalten wird. Die verschiedenen Teile sind beispielsweise die Kraftstoffpumpe fUr die Motorbeschleunigung, eine Einspritzdüse für eine niedrige Motordrehzahl, eine Luftzufuhrkammer bzw. Nebenluftkammer, ein in dem Luftzufuhrkanal befindliches elektromagnetisches Absperrorgan oder Ventil, usw.. Ein derartiger Vergaser weist jedoch unvermeidbar einen komplizierten Aufbau auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser mit einfachem Aufbau oder Mechanismus zu schaffen,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Schwimmergehäuse und dem Venturi-Abschnitt ein Kraftstoff-

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Zufuhrkanal und daß eine erste Einrichtung zur Steuerung des Luftdrucks vorgesehen sind, welcher auf den im Schwimaergehäuse befindlichen Kraftstoff wirkt, um die Kraftstoff-Menge zu regeln, welche durch den Kraftstoff-Zufuhrkanal in den Venturi-Abschnitt eingesaugt wird.

Der erfindungsgemäße Vergaser weist vorteilhafterweise einfachen Aufbau bzw. eine einfache Mechanik auf,und wird in Verbindung mit einem elektronischen Regelsystem zur optimalen Regelung der Kraftstoffmenge verwendet, die dem Motor zugeführt wird; der Vergaser enthält verbesserte Einrichtungen zur Steuerung des Luftdrucks, welcher auf den im Schwimmergehäuse befindlichen Kraftstoff wirkt.

Der erfindungsgemäße Vergaser kann vorteilhafterweise einen Venturi-Abschnitt, ein Schwimmergehäuse zur Aufnahme von Kraftstoff sowie einen Kraftstoff-Kanal zwischen dem Schwimmergehäuse und dem Venturi-Abschnitt sowie eine erste Einrichtung enthalten, welche den auf den Kraftstoff wirkenden Luftdruck steuert, so daß die Über den Kraftstoff-Kanal eingesaugte Kraftstoff menge geregelt wird.

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Im folgenden wird die Erfindung zur Erläuterung weiterer Merkmale anhand von Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Teil eines konventionellen elektronischen Regelsystems zur Verwendung bei dem in Fig. 1 gezeigten Vergaser, und

Fig. 3a bis d verschiedene Wellenformen, die an oder von verschiedenen Elementen des in Fig. 2 gezeigten Systems erzeugt werden.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt. Eine Einspritzdüse DO ragt in einen Venturi-Abschnitt 102, der sich in einem Gemisch-Ansaugrohr 111 befindet, und steht Über einen Kraftstoff-Kanal 105 mit einem Schwimmergehäuse 104 des Vergasers in Verbindung. Die zu dem nicht dargestellten Verbrennungsmotor geführte Menge an Kraftstoff wird in bekannter Weise durch eine Druckdifferenz zwischen dem Venturi-Abschnitt 102 und der Schwimmerkammer bestimmt· Von einem nicht dargestellten Kraftstofftank wird der

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Kraftstoff Ober eine konventionelle Sperrorgan- oder Ventileinheit 106 in die Schwimmerkammer 104 gepumpt. Die Schwimmerkammer oder das Schwimmergehäuse 104 wird durch eine Membran luftdicht abgedeckt, welche an einer beweglichen Spule sicher befestigt ist. Die Spule 120 umgibt einen Magneten 122 und ist in Abhängigkeit von einem von einer Treiberstufe 124 daran angelegten elektrischen Signal reziprok bewegbar, so daß die Membran 108 ebenfalls in Übereinstimmung mit der Bewegung der Spule 120 reziprok bewegt wird.

Der innerhalb der Schwimmerkammer 104 auf den Kraftstoff wirkende Druck wird demzufolge durch die Bewegungen der Membran 108 entsprechend dem an die Spule 120 angelegten elektrischen Signal gesteuert.

Dieses Signal wird auf der Basis verschiedener Betriebszustände des Motors erzeugt, um die Zufuhr des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den nicht gezeigten Verbrennungskammern optimal zu gestalten; mit anderen Worten bedeutet dies, daß das Signal eine optimale Menge an Kraftstoff darstellt, welche erforderlich ist und in das Gemisch-Ansaugrohr 111 in Übereinstimmung mit den Motor-Betriebszuständen eingesaugt wird. Das Signal der Steuer- oder Erreger-Stufe 124 weist gewöhnlich die Form einer Impulskette auf und die Schwingungen der Membran 108 werden durch Änderung der

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Zeitdauer jedes dieser Impulse gesteuert. Eine kontinuierliche Größenänderung des Signals ist jedoch zur Steuerung der Schwingungen der Membran 108 ebenfalls ausfuhrbar. Aus Fig. 1 geht hervor, daß ein Dömpfungselement 126 zwischen dem Membrangehäuse 128 und der Membran 108 zur Schwingungsdämpfung der Membran 108 vorgesehen ist, damit pulsierende Schwingungen der Membran 108 auf den gewünschten Umfang reduziert werden können. In der vorstehend beschriebenen Anordnung kann auch ein beweglicher Magnet anstelle der beweglichen Spule verwendet werden, um die Membran 108 in Schwingung zu versetzen.

Bekanntlich weist ein üblicher Vergaser verschiedene Teile, beispielsweise eine Beschleunigungs-Kraftstoffpumpe, eine Einspritzdüse für die Verzögerung, eine Nebenluft- bzw. Luftansaugkammer einen Choke bzw. eine Luftklappe usw. auf, um eine optimale Zufuhr des Luft/Kraftstoff-Gemisches zum Motor während unterschiedlicher Motor-Betriebsbedingungen zu gewährleisten. Die dargestellte AusfUhrungsform der Erfindung macht jedoch einige oder alle vorerwähnten Teile unter der Voraussetzung entbehrlich, daß das Signal der Erregerstufe 124 exakt geregelt wird. Ein üblicher Vergaser kann demzufolge nach der Erfindung bezüglich seines Aufbaus vereinfacht, hinsichtlich der Größe reduziert und bezüglich der Herstellungskosten niedriger gehalten werden. Darüber hinaus kann die Ausführungsform der Erfindung in einem üblichen Vergaser

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eingebaut werden, wobei dann ein elektromagnetisches Absperrorgan 130 vorgesehen wird, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Das Absperrorgan oder Ventil 130 wird aufgrund eines Steuersignals geöffnet, welches an das Absperrorgan oder Ventil 130 angelegt wird, damit die Innenseite der Schwimmerkammer 104 mit der Atmosphäre in Verbindung kommt, wobei eine konventionelle Vergaserfunktion ausgeführt wird. Darüber hinaus kann die Arbeitsweise des Absperrorgans 130 so ausgelegt sein, daß es aufgrund eines elektrischen Signals geöffnet oder geschlossen wird, welches an das Absperrorgan 130 beispielsweise von der Erreger- oder Treiberstufe 124 Über eine geeignete Zwischenverbindung angelegt wird, um zusammen mit der Arbeitsweise der Membran 108 die Menge des Kraftstofflusses zu der Düse 100 unter angemessener Berücksichtigung des Druckes der nicht dargestellten Kraftstoffpumpe, des auf den Kraftstoff in der Schwimmerkammer 104 wirkenden Druckes, der Kapazität der Schwimmerkammer 104, usw. optimal zu regulieren. Andererseits wird das Absperrorgan 130 aufgrund eines angelegten Signals geschlossen, um in genauerer und gewünschter Weise den Betrieb des konventionellen Vergasers auszuführen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 ein Beispiel eines konventionellen elektronischen Regelsystems zur

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Verwendung mit der in Fig. 1 gezeigten AusfUhrungsform beschrieben. Nach Fig. 2 empfängt ein Addierglied 200 Über eine Vielzahl von geeigneten Funktionsgeneratoren verschiedene Signale von verschiedenen Üblichen Sensoren, beispielsweise einem Sensor zur Feststellung der Drosselöffnung, einem Sensor fUr das Ansaugvakuum, einem Sensor fUr das Kuhlmittel oder die Motortemperatur, einem Abgas-Sensor, wie beispielsweise einem Sauerstoff-Sensor und einem Sensor zur Feststellung der Motordrehzahl; diese Sensoren sind nicht dargestellt. Das resustierende Signal der vorstehend angegebenen verschiedenen Elemente ist in Fig. 3a schematisch dargestellt. Außerdem wird ein Zitter-Signal, dessen Wellenverlauf in Fig. 3b gezeigt ist, ebenfalls von dem nicht eingezeichneten Signal-Generator an das Addierglied 200 angelegt und zu dem resultierenden Signal nach Fig. 3a hinzuaddiert. Das Ausgangssignal des Addierglieds 200 ist in Fig. 3c mit 220 angegeben. Dieses Ausgangssignal wird der nächsten Stufe, d.h. einem Komparator 202 zugeführt und mit einem vorbestimmten und in Fig. 3c mit 222 bezeichneten Bezugswert verglichen. Der Bezugswert wird vorher beispielsweise unter Berücksichtigung des optimalen Verhältnisses des Luft/Kraftstoff-Gemisches fUr den Motor bestimmt, um den Wirkungsgrad eines katalytischen Konverters, beispielsweise eines sogenannten katalytischen Dreiwege-Konverters usw. auf ein Maximum zu bringen. Die Kette der Impulse des Komparators 202 wird an die Treiber- oder Erregerstufe 124 angelegt,

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welche der Verstärkung- des eingehenden, pulsierenden Signals dient, wobei die Verstärkung in solche Umfang ausgeführt wird, daß die Membran!08 effektiv in Schwingung gesetzt wird. Dcfs verstärkte pulsierende Signal wird dann an die Spule 120 (Fig. 1) angelegt. In der vorstehend beschriebenen Anordnung kann der Komparator 202 durch einen Differentialsignalgeber ersetzt werden; außerdem wird die Erregerstufe 124 nicht unbedingt in dem geschlossenen Regelkreis dann erforderlich, wenn die Größe des Ausgangssignals des Komparators 202 ausreichend groß ist, um die Membran 108 anzusteuern. Außerdem kann der nicht gezeigte Zitter-Signalgenerator als Ersatz für das Addierglied 200 an den Komparator 202 angeschlossen sein, um das Zitter-Signal als Bezugswert an den Komparator 202 anzulegen; in diesem Fall wird der Bezugswert 222 (Fig. 3c) nicht verwendet.

Da bei vorstehender Anordnung die Frequenz des Zitter-Signals (Fig. 3b) üblicherweise konstant ist, kann ein Spannungs-Frequenz-Wandler zwischen der Erregerstufe 124 und der Spule 120 vorgesehen sein, damit die Regelung des Luft/Kraftstoff-Mischverhältnisses exakter dadurch ausgeführt wird, daß die Schwingungsperiode der Membran 108 geändert wird.

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Aus vorstehendem ist ersichtlich, daß der konventionelle Vergaser zur Verwendung mit dem elektronischen Regelsystem hinsichtlich seines Aufbaus erheblich vereinfacht ist, wobei eine exakte Regelung des Luft/Kraftstoff-Gemisches bei verschiedenen Motor-Betriebsbedingungen ausgeführt wird

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Claims

Patentansprüche

ί 1./Vergaser fUr Kraftfahrzeugmotoren mit einem Venturi-Abschnitt und einen Schwimmergehäuse zur Aufnahme von Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schwimmergehtiuse (104) und dem Venturi-Abschnitt (102) ein Kraftstoff-Zufuhrkanal und daß eine erste Einrichtung zur Steuerung des Luftdrucks vorgesehen sind, welcher auf den im Schwimmergehäuse befindlichen Kraftstoff wirkt, um die Kraftstoff-Menge zu regeln, welche durch den Kraftstoff-Zufuhrkanal in den Venturi-Abschnitt eingesaugt wird.
2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Membran (108) das Schwimmergehliuse (104) luftdicht abdeckt und daß eine zweite Einrichtung vorgesehen ist, um die Membran anzusteuern, damit der Luftdruck abhängig von dem angelegten elektrischen Signal gesteuert wird.

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3. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Größe des elektrischen Signals von demjenigen elektrischen Signal abhängt, welches von einen in den Auspuffrohr angeordneten Sauerstoff-Analysierer abgegeben wird.
4. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Einrichtung eine dritte Einrichtung zur Dämpfung der Schwingungen der Membran aufweist.
5. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die zweite Einrichtung eine Spuleneinheit, die fest an der Membran angeordnet ist, sowie einen Magneten enthält, welcher an einem festen Element befestigt und in der Umgebung der Spulen· einheit derart angeordnet ist, daß eine relative Bewegung mit der Membran ausgeführt wird, wenn das elektrische Signal an die Spuleneinheit angelegt wird.
6. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die zweite Einrichtung einen fest mit der Membran verbundenen Magneten und eine fest mit dem festen Element verbundene und in der Umgebung des Magneten angeordnete Spuleneinheit derart aufweist, daß eine relative Bewegung mit der Membran ausgeführt wird, wenn das elektrische Signal an die Spuleneinheit angelegt wird.

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7. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

die erste Einrichtung eine vierte Einrichtung enthält, welche eine Verbindung zwischen dem Schwimmergehäuse und der Atmosphäre herzustellen vermag·
8. Vergaser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung ein elektromagnetisches Absperrorgan ist.

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