DE2604999A1

DE2604999A1 - Vergaser

Info

Publication number: DE2604999A1
Application number: DE19762604999
Authority: DE
Inventors: Kenji Masaki; Hidehiro Minami
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1975-02-07
Filing date: 1976-02-09
Publication date: 1976-08-19
Also published as: AU1089576A; CA1041854A; US4091780A; GB1522902A

Description

PATENTANWÄLTE

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-8OOO München 22 D-4800 Bielefeld 2 6 O Λ 9 9

Triftstraße 4 Siekerwall 7

PG 23-7519o

st/un 9. Feb. 1976

Nissan Motor Company, Limited, No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan

Vergaser

Die Erfindung betrifft einen Vergaser gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einer Kombination aus einem Vergaser für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen und einer Vorrichtung zum Verhindern eines Klopfens oder Klingeins oder Rütteins der Maschine.

Bekanntlich wird allgemein angestrebt» Vergaser von Brennkraftmaschinen auf ein relativ mageres Luft-Brennstoff-Gemisch mit einem Luft-Brennstoff-Verhältnis einzustellen, das gleich_/ etwa gleich oder höher als das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis ist.

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Dies dient zur Verringerung der Konzentration von luftverschmutzenden Stoffen in den Auspuffgasen, die durch die Brennkraftmaschine abgegeben werden, und außerdem zur Einsparung von Brennstoff. Obwohl jedoch das relativ magere Luft-Brennstoff-Gemisch einerseits dazu beiträgt, diese Ziele in gewissem Umfang zu erreichen, schränkt es andererseits die Nutzbarkeit oder das Betriebsverhalten eines durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs insofern ein, als es zu einem sogenannten Klopfen oder Klingeln führt. Das Klopfen oder Klingeln findet statt, wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Luft-Brennstoff-Gemisches, das der Maschine zugeführt wird, in einem Bereich liegt, der als Klopfbereich bezeichnet werden kann, d. h. wenn das Verhältnis höher als 16:1 ist. Obwohl der Betriebsbereich der Maschine, bei der Klopfen auftritt, unterschiedlich ist entsprechend der Kombination der Maschine mit einem Vergaser, tritt das Klopfen beispielsweise auf, wenn der Unterdruck in dem Ansaugrohr in einer Position stromabwärts der Drosselklappe unter minus 250 mmHg bei einer Motordrehzahl in einem veiten Bereich liegt, oder wenn die Motordrehzahl im Bereich zwischen 2000 und 3000 U/min, liegt und der Unterdruck in dem Ansaugrohr im Bereich zwischen minus 150 und minus 300 mm mmHg liegt.

Das Klopfen tritt auf, wenn die öffnung der Drosselklappe verstärkt wird und folglich der Unterdruck in dem Haupt-Venturirohr auf einen Wert gesteigert wird, der über demjenigen des Unterdrucks in dem Langsamlaufsystem an einer Langsamlaufdüse liegt. In diesem Falle wird Luft durch die Luftdüsen des Langsamlaufsystems in das Hauptsystem durch den erhöhten Unterdruck im Haupt-Venturirohr angezogen, so daß das Luft-Brennstoff -Gemisch, das durch das Hauptsystem geliefert wird, übermäßig oder unerwünscht und soweit abgemagert wird, daß es über einem Luft-Brennstoff-Verhältnis von etwa 16:1 liegt.

Zur Lösung dieses Problems kann der Querschnitt der Hauptdüse vergrößert werden, so daß die Menge des von der Schwimmerkammer zugeführten Brennstoffs vergrößert wird und ein angereichertes Luft-Brennstoff-Gemisch für alle Betriebszustände

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der Maschine entsteht. Diese Lösung ist jedoch unerwünscht, da sie den Anteil der luftverschmutzenden Bestandteile in den Auspuffgasen und den Brennstoffverbrauch erhöht.

Die Erfindung ist daher darauf gerichtet,einen Vergaser zu schaffen, der eine Einrichtung oder ein System zum Verhindern eines Klopfens oder Klingeins einer Brennkraftmaschine aufweist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung verhindert, daß das Luft-Brennstoff-Gemisch, das durch das Hauptbrennstoffsystem des Vergasers geliefert wird, übermäßig und so weit abgemagert wird, daß es zu einem Klopfen kommt, indem durch ein pneumatisch oder elektrisch gesteuertes Steuerventil die Luftmenge verringert wird, die von dem Langsamlaufsystem in das Hauptsystem durch den Unterdruck in dem Haupt-Venturirohr abgezogen wird, und beispielsweise auf Null reduziert, wenn die Maschine im klopf gefährdeten Bereich läuft.

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

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der Zusammenhänge zwischen dem Luft-Brennstoff-Verhältnis eines Luft-Brennstoff-Gemisches, das ein Klopfen erzeugt, und dem Unterdruck in einem Ansaugrohr in einer Position stromabwärts einer Drosselklappe;

Fig. 2 ist ein schematischer Schnitt eines herkömmlichen Vergasers, der ein klopfgefährdetes Gemisch liefert;

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Fig. 3 ist ein schematischer Schnitt durch eine

erste bevorzugte Ausführungsform eines Vergasers mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Luft-Brennstoff-Verhältnis eines Luft-Brennstoff-Gemisches, das durch den Vergaser gemäß Fig. 3 geliefert wird, und dem Unterdruck in dem Ansaugrohr stromabwärts der Drosselklappe des Vergasers;

Fig. 5 ist ein schematischer Schnitt einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines Vergasers mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 6 ist ein schematischer Schnitt einer dritten bevorzugten Ausführungsform eines Vergasers mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 7 ist ein schematischer Schnitt einer vierten bevorzugten Ausführungsform eines Vergasers " mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 8 ist ein schematischer Schnitt einer fünften bevorzugten Ausführungsform eines Vergasers mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

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In Figur 1 der Zeichnung ist die Beziehung zwischen dem Luft-Brennstoff-Verhältnis eines Luft-Brennstoff-Gemisches, das durch einen Vergaser erzeugt wird, der so eingestellt ist, daß er ein Luft-Brennstoff-Gemisch mit einem stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnis (14,8:1) liefert, wie es durch die durchgezogene Linie gezeigt ist, und der kein System zum Verhindern eines Klingeins oder Klopfens des Motors aufweist, und dem Vakuum in dem Ansaugrohr stromabwärts einer Drosselklappe des Vergasers gezeigt. Wenn der dem Vergaser zugeordnete Motor im Leerlauf oder mit niedriger Drehzahl und unter geringer Belastung läuft, wird das Luft-Brennstoff-Gemisch durch ein Gemisch-Zufuhrsystem des Vergasers für Langsamlaufbetrieb zugeführt, wie es durch den rechten Teil der durchgezogenen, gekrümmten Linie in Fig. 1 angedeutet ist. Wenn die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl oder unter hoher Belastung läuft, wird das Luft-Brennstoff-Gemisch durch, ein Hauptzufuhrsystem und ein Zusatzsystem angereichert, wie es durch den linken Teil der durchgezogenen, gekrümmten Linie gekennzeichnet ist. Wenn die Brennkraftmaschine im mittleren Drehzahlbereich und mit mittlerer Belastung läuft, wird das Gemisch mager, und wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf einen Wert oberhalb von etwa 16:1 innerhalb des Ansaug- oder Verdichtungsbereiches kommt, wie es durch den mittleren Bereich der durchgezogenen, gekrümmten Linie angedeutet ist, tritt ein Klopfen oder Klingeln auf. Die gestrichelt gezeichnete Kurve in Fig. 1 zeigt das Luft-Brennstoff-Verhälntis des Luft-Brennstoff-Gemisches entsprechend der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 2 ist ein herkömmlicher Vergaser gezeigt, der nicht mit einem System zum Verhindern eines Klopfens oder Klingeins ausgerüstet ist. Wenn die öffnung der Drosselklappe 1 vergrößert und der Unterdruck in dem Haupt-Venturirohr 2 über den Unterdruck in einem Leerlauf-oder Langsamlaufsystem 3 an einer Leerlauf- oder Langsamlaufdüse 4 erhöht wird, wird Luft durch die erste und zweite Zusatzluftdüse 5 und 6 des Langsamlaufsystems 3 in ein Hauptsystem 7 durch den Unterdruck in dem Haupt-Venturirohr angesaugt, so daß ein Luft-Brennstoff-Ge-

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O C Q / Π Q Q

misch entsteht, das von einer Hauptdüse 8 in das Haupt-Ven- ^ turirohr 2 überführt wird, das mager ist und daher die Maschine klopfen oder klingeln läßt.

In Fig. 3 ist eine Vorrichtung zum Verhindern eines Klopfens oder Klingeins entsprechend der vorliegenden Erfindung und ein Vergaser 12 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine dargestellt, der mit der Vorrichtung 1o verbunden ist.

Der Vergaser 12 umfaßt einen Teilbereich des Ansaugrohres 14,. das mit der Umgebung über einen nicht gezeigten Luftfilter und andererseits mit dem Einlaßkrümmer einer Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine in Verbindung steht. Eine Drosselklappe 16 ist drehbar in dem Ansaugrohr angebracht. Ein Haupt-Venturirohr 18 ist in das Ansaugrohr 14 stromaufwärts der Drosselklappe 16 eingesetzt und verläuft koaxial mit dem Ansaugrohr.

Der Vergaser 12 weist weiterhin eine Schwimmerkammer 2o auf, die einen flüssigen Brennstoff 22 enthält, der automatisch in herkömmlicher Weise auf konstanter Höhe gehalten wird. Außerdem ist ein Hauptsystem und ein Langsamlaufsystem 24 und 2 6 sowie ein Zusatzsystem 27 vorgesehen. Das Hauptsystem 24 umfaßt ein Mischrohr 28, das senkrecht in dem Vergaserkörper ausgebildet ist und an seinem unteren Ende mit einer Hauptbrennstoffleitung 32 in Verbindung steht, die ihrerseits über eine Hauptdüse 34 mit der Schwimmerkammer 2o in Verbindung steht. Das Mischrohr 2 8 ist in seinem oberen Bereich mit dem Haupt-Venturirohr 18 über eine Leitung 36 verbunden. Eine Hauptdüse 38 ist in die Leitung 36 eingepaßt und ragt in den Engstellenbereich 4o des Venturirohres 18 hinein. Ein hohles Rohr 42 erstreckt sich in die Bohrung des Mischrohres 28 hinein. Das Rohr 42 steht mit dem Ansaugrohr 14 über eine Haupt-Luftdüse 14 in Verbindung, so daß Luft in das Innere des Rohres 42 gelangen kann. Das Rohr 42 dient als Haupt-Mischorgan für Luft und Brennstoff und ist mit einer Anzahl von Bohrungen 46 über seine Länge versehen, die es gestatten, daß Luft aus dem Inneren nach außen in das Misch-

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rohr 28 zur Emulsierung des Brennstoffes und zur Erzeugung eines brennfähigen Luft-Brennstoff-Gemisches für die Brennkraftmaschine während des Lastbetriebes erzeugt wird.

Das Langsamlaufsystem 2 6 umfaßt ein hohles Rohr 48, das in einer Bohrung 5o festgelegt ist, die senkrecht in den Vergaserkörper gebohrt ist. Eine Leitung 52 steht mit der Hauptbrennstoffleitung 32 und über eine Langsamlaufdüse 54 mit dem unteren Bereich des Rohres 48 in Verbindung, so daß Brennstoff in das Innere des Rohres gelangt. Das Rohr 48 und die Leitung 52 bilden einen Langsamlauf-Brennstoff-Durchlaß. Das Rohr 48 dient als Mischorgan für Luft und Brennstoff im Langsamlauf und umfaßt eine Anzahl von Bohrungen 56 über seine Länge, die eine Fluidverbindung zwischen dem Inneren und einer ersten Langsamlauf-Luftdüse 58 herstellen, die mit dem Ansaugrohr 14 in Verbindung steht. Das Rohr 48 ist mit Langsamlauf- und Leerlauf-Bohrungen 6o und 62 über eine Leitung 64 für Langsamlaufgemisch verbunden. Die Bohrung 6o für Langsamlaufgemisch mündet in das Ansaugrohr 14 unmittelbar stromaufwärts der oberen Kante der Drosselklappe 16 in deren vollständig geschlossener Stellung, und die Leerlauf-Bohrung 62 mündet in das Ansaugrohr stromabwärts der Bohrung 6o. Die Leitung 64 steht mit dem Ansaugrohr 14 über eine zweite Luftdüse 66 in Verbindung, durch die Luft zum Vermischen mit einem Gemisch aus Luft und Brennstoff aus dem Rohr 48 aufgenommen wird, so daß ein brennfähiges Luft-Brennstoff-Gemisch für die Brennkraftmaschine im Leerlauf und extrem langsamen Langsamlauf entsteht.

Das Zusatzsystem 2 7 gibt zusätzlichen Brennstoff an die Hauptbrennstoffleitung 32" ab, wenn eine zusätzliche Leistung der Brennkraftmaschine, beispielsweise bei Beschleunigung, starker Steigung und hoher Geschwindigkeit sowie hoher Belastung, erforderlich ist. Das Zusatzsystem 27 umfaßt ein Steuerventil 67, das eine Ventilkammer 68 mit einem Einlaß' 7o aufweist, der mit der Schwimmerkammer 2o in Verbindung steht. Ein Auslaß 71 ist mit der Hauptbrennstoffleitung 32 über eine Zusatzdüse 72 und eine Zusatz-Brennstoffleitung 73 verbunden.

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Ein Ventilkopf 74 ist beweglich in der Ventilkammer 68 angeordnet und dient dazu, den Einlaß 7o freizugeben oder zu schließen. Ein Ventilschaft 76 erstreckt sich von dem Ventilkopf 74 durch den Einlaß 7o in die Schwimmerkammer 2o. Eine Druckfeder 78 ist in der Ventilkammer 68 angebracht und drückt den Ventilkopf 74 gegen den Einlaß 7o. Ein Kolben 8o ist gleitend in einer Kammer 82 angebracht, die in dem Vergaserkörper 3o vorgesehen ist. Der Kolben weist eine Kolbenste .ge 84 auf, die sich von einer Seite des Kolbens 8o in Richtung des Ventilschaftes 76 erstreckt. Eine Druckfeder 86 drückt die Kolbenstange 84 und den Kolben 8o in Richtung des Ventilschaftes 76. Die Kammer 82 steht auf der anderen Seite des Kolbens 8o mit dem Ansaugrohr 14 in einer Position stromabwärts der Drosselklappe 16 oder einem nicht gezeigten Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschinen über eine Leitung 88 in Verbindung. Wenn der Unterdruck in dem Ansaugrohr 14 in der zuletzt erwähnten Position oder in dem Ansaugkrümmer oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, befindet sich der Kolben 8o in einer Position, in der die Kolbenstange 84 den Ventilkopf 74 in die den Einlaß 7o verschließende Position drückt. Wenn der Unterdruck in dem Ansaugrohr unterhalb des vorbestimmten Wertes liegt, befindet sich der Kolben 8o in einer Position, in der die Kolbenstange 8o den Ventilkopf 74 in die den Einlaß 7o freigebende Position drückt, so daß zusätzlicher Brennstoff in die Hauptbrennstoffleitung 32 gelangt und die Leistung der Maschine erhöht wird.

Die Vorrichtung 1o zum Verhindern eines Klingeins oder Klopfens umfaßt ein Steuerventil 9o, das, wenn der Unterdruck in dem Engstellenbreich 4o des Haupt-\enturirohres T8 stärker ist als der Unterdruck in der Langsamlauf-Brennstoffleitung in der Position der Langsamlaufdüse 54 und/oder in dem Ansaugrohr 14 in den Positionen der Bohrungen 62 und 6o und diesen um einen vorbestimmten Wert überschreitet, verhindert, daß Luft durch die ersten und zweiten Langsamlauf-Luftdüsen 58 und 66 und/oder die Bohrungen 6o und 62 in die Hauptbrennstoff leitung 32 durch die Langsamlauf-Leitung 52 durch den Unterdruck in dem Haupt-Venturirohr angesaugt wird, so daß verhindert wird, daß das Luft-Brennstoff-Gemisch des

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Hautpsystems 24 in unerwünschter Weise mager wird und zu einem Klopfen des Wagens führt. Das Steuerventil 9o umfaßt einen Ventilkopf 92, der in der Langsamlauf-Brennstoff-Leitung 52 angeordnet ist und diese öffnet und schließt. Ein Ventilschaft 94 erstreckt sich von dem Ventilkopf 92 zur Außenseite des Vergaserkörpers 3o. Ein Betätigungsorgan 96 betätigt das Steuerventil 9o entsprechend dem Unterdruck in dem Ansaugrohr 14 in einer Position stromabwärts der Drosselklappe 16 und umfaßt ein Gehäuse 98 und ein druckempfindliches, verformbares Glied, wie etwa eine flexible Membran loo, die das Innere des Gehäuses 98 in eine erste und eine zweite Kammer 1o2,1o4 unterteilt. Die erste Kammer 1o2 ist mit der ümgebungsatmosphäre verbunden und die zweite Kammer 1o4 steht mit der Leitung 88 über eine Leitung 1o6 in Verbindung, Der Ventilschaft 94 verläuft durch die erste Kammer 1o2 und ist in der Mitte der Membran 1oo befestigt. Eine Druckfeder 1o8 befindet sich in der zweiten Kammer 1o4 und drückt die Membran 1oo und den Ventilschaft 94 in eine Position, in der der Ventilkopf 92 die Leitung 52 verschließt.

Der Vergaser 12 arbeitet in Kombination mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1o folgendermaßen.

Wenn der Motor mit niedriger Drehzahl und geringer Belastung läuft, liegt der Unterdruck in der Leitung 52 in der Position der Langsamlaufdüse 54 oder in dem Ansaugrohr 14 in den Positionen der Bohrungen 6o und 62 oder in einer Position stromabwärts der Drosselklappe 16 oberhalb des Unterdrucks in dem Haupt-Venturirohr 18, da die Drosselklappe 16 nur. verhältnismäßig geringfügig geöffnet ist. Folglich wird das Steuerventil 9o in eine position gedrückt, in der der Ventilkopf 92 die Langsamlauf-Leitung mit Hilfe der Membran 1oo öffnet, die durch die Druckdifferenz zwischen dem Atmosphärendruck in der ersten Kammer 1o2 und dem Ansaugrohr-Unterdruck in der zweiten Kammer 1o4, der die Kraft der Druckfeder 1o8 überwindet, betätigt wird. In diesem Falle w:\rd in dem Ansaugrohr 14 ein relativ fettes Luft-Brennstoff-Gemisch durch Mischung von Luft und Brennstoff aus den Bohrungen 6o und 62 in dem Ansaugrohr 14 gebildet. Die Beziehung zwischen dem Luft-Brennstoff-Verhältnis des fetten Luft-Brennstoff-Gemisches und

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dem erwähnten Druck in dem Ansaugrohr ist durch die durchgezogene , gekrümmte Linie innerhalb des Bereiches A in Fig.4 v/iedergegeben.

Wenn die Drehzahl und/oder Belastung der Maschine durch weitere öffnung der Drosselklappe 16 gesteigert wird, wird der Unterdruck in der Leitung 52 in der Position der Langsamlaufdüse 54 und/oder in dem Ansaugrohr 14 in der Position stromabwärts der Drosselklappe 16 verringert auf einen Wert unterhalb des Unterdruckes in dem Haupt-Venturirohr, so daß ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung 1o Luft aus dem Langsamlaufsystem 26 in das Hauptsystern 24 durch den Unterdruck in dem Haupt-Ventur irohr abgezogen wird, so daß in unerwünschter Weise ein mageres Luft-Brennstoff-Gemisch durch das Hauptsystem 24 gebildet wird, das ein Klopfen des Wagens herbeiführt. Unter diesen Bedingungen wird das Steuerventil 9o in eine Position gedrückt, in der der Ventilkopf 92 die Leitung 52 mit Hilfe der Membran 1oo aufgrund der Kraft der Druckfeder Ί08, die die Differenz zwischen dem Atmosphärendruck in der Kammer Io2 und dem Druck des Ansaugrohres in der Kammer 1o4 überwindet, geschlossen, so daß der Eintritt von Luft aus denLuftdüsen 58 und 66 und/oder den Bohrungen 6o und 62 in das Hauptbrennstoff-Mischrohr 42 durch die Leitungen 52 und 32 verhindert wird. Daher wird von dem Hauptsystem 24 in das Haupt-Venturirohr 18 ein Luft-Brennstoff-Gemisch eingeleitet, das durch Brennstoff in der Hauptbrennstoffleitung 32 und nur einen bestimmten Teil der Luft aus der Hauptluftdüse 44 gebildet wird, so daß. verhindert wird,daß das Luft-Brennstoff-Gemisch unerwünscht mager wird und Klopfen verursacht. In diesem Falle weist das von dem Hauptsystem 24 gelieferte Luft-Brennstoff-Oemisch ein Luft-Brennstoff-Verhältnis auf, das durch die durchgezogene, gekrümmte Linie im Bereich B in Fig. 4 wiedergegeben wird, und das unterhalb eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses liegt, das in Fig. 4 in dem Bereich B gestrichelt dargestellt ist und ein Klopfen verursachen würde.

Bei hoher Belastung der Maschine durch weitere öffnung der Drosselklappe 16 bleiot der Unterdruck in dem Venturirohr oberhalb des Unterdrucks in der Leitung 52 und dem Ansaugrohr 14 in den zuletzt erwähnten Positionen. Folglich schließt das Steuerven-

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til 9o die Leitung 52, so daß der Eintritt von Luft aus dem Langsamlaufsystem 2 6 in das Haupt-Mischrohr 42 verhindert wird und folglich ein Klopfen ausgeschlossen wird. In diesem Falle wird das Steuerventil 67 des Zusatzsystems 27 in eine Position gebracht, in der der Einlaß 7o durch den Kolben und die Kolbenstange 84 geöffnet wird, die durch das verringerte Vakuum in dem Ansaugrohr über die Leitung 88 gesteuert werden, so daß zusätzlicher Brennstoff aus der Ventilkammer 68 in die Hauptbrennstoffleitung 32 gelangt. In diesem Falle wird die zusätzliche Brennstoffmenge so eingestellt, daß ein Luft-Brennstoff-Gemisch entsteht, dessen Luft-Brennstoff-Verhältnis der durchgezogenen, gekrümmten Linie in dem Bereich C in Fig. 4 entspricht. Dies geschieht beispielsweise durch geeignete Auswahl der Querschnittsfläche der Zusatzdüse 72.

Das erfindungsgemäße System zum Verhindern eines Klopfens eines Motors ist mit einem Vergaser kombiniert, der ein Hauptzufuhrsystem umfaßt, der ein Luft-Brennstoffgemisch mit einem Luft-Brennstoff-Verhältnis liefert, bei dem eine übermäßige Abmagerung des Luft-Brennstoff-Gemisches zur Erzeugung eines Klopfens durch Schließen eines oder mehrerer Luftdüsen des Langsamlaufsystems des Vergasers erreicht wird, so daß .der aus dem Langsamlaufsystem in das Hauptsystem durch den Unterdruck in dem Venturirohr angesaugte Luftstrom verringert wird, wenn sich die Maschine in einem Betriebszustand befindet, in dem Klopfen auftreten kann. Zwei Ausführungsformen einer derartigen Kombination eines Vergasers mit einem. erfindungsgemäßen System sind in Fig. 5 und 6 gezeigt. In Fig. 5 und 6 sind gleiche Teile oder Teile mit gleichen Funktionen mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 3 versehen.

Die Vorrichtung der Fig. 5 ist allgemein mit 11o bezeichnet. Sie umfaßt einen Vergaser 111 mit einem Hauptsystem 24, das ein relativ fettes Luft-Brennstoff-Gemisch mit einem Luft-Brennstoff -Verhältnis liefert, das nicht so mager ist, daß ein Klopfen auftritt, indem lediglich die erste Luftdüse 58 des Langsamlaufsystems 2 6 des Vergasers 111 in dem Betriebszustand der Maschine geschlossen wird, in dem Klopfen

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JF₁OLQ auftreten kann. Die Vorrichtung 11o umfaßt ein Steuerventi 112 mit einem Ventilkopf 113, der sich gegen die erste Luftdüse 58 anlegen kann und diese schließt oder öffnet. Ein Ventilschaft 114 erstreckt sich von dem Venilkopf 113. Ein Betätigungsorgan 118 dient zum öffnen und Schließen des Steuerventils 112. Das Betätigungsorgan 118 ist ähnlich aufgebaut wie das Betätigungsorgan 9 6 gem. Fig. 3 und umfaßt ein Gehäuse 12o mit einer ersten und einer zweiten Kammer 122 und 124. Weiterhin ist eine flexible Membran 126 vorgesehen. Diese Teile entsprechen dem Gehäuse 98 mit den ersten und zweiten Kammer 1o2 und 1o4 und der Membran 1oo des Betätigungsorgans 96 der Fig. 3. Die Zweite Kammer 124 steht über eine Leitung 128 mit dem Ansaugrohr 14 in einer Position stromabwärts der Drosselklappe 16 des Vergasers 111 in Verbindung. Der Ventilschaft 114 ist in der Mitte der Membran 126 befestigt. Eine Druckfeder 13o befindet sich in der zweiten Kammer 124 und drückt die Membran 126 in eine Position, in der der Ventilkopf 113 die erste Luftdüse 58 schließt. Alternativ kann die zweite Kammer 124 mit dem Langsamlaufsystem 26 in einer Position stromabwärts der zweiten Luftdüse 66 über die Leitung 28 und eine Leitung 132 bei geeigneter Auswahl der Kraft der Feder 13o in Verbindung stehen.

Die Vorrichtung 11o arbeitet folgendermaßen.

Wenn der Druck in der Brennstoffleitung des Langsamlaufsystems in der Position der Langsamlaufdüse 54 und/oder in dem Ansaugrohr 14 in der Position stromabwärts der Drosselklappe 16 oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, beispielsweise -25ommHg beträgt oder oberhalb des Unterdrucks in dem Haupt-Venturirohr 18 des Vergasers 111, wird das Steuerventil 112 durch das Betätigungsorgan 118 in die die Luftdüse 58 freigebende Position gedrückt, wie es in ähnlicher Weise bei der Ausführungsform der Fig. 3 geschieht.

Wenn der zuletzt erwähnte Unterdruck in der Leitung des Langsamlaufsystems und/oder in dem Ansaugrohr unterhalb des vorbestimmten Wertes oder unterhalb des Unterdruckes in dem Venturirohr liegt, wird das Steuerventil 112 in eine Position gedrückt, in der die Luftdüse 58 durch das Betätigungsorgan

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118 geschlossen wird, wie es in ähnlicher Weise gem. Fig. 3 der Fall ist. Daher wird der Luftstrom, der aus dem Langsamlaufsystem 2 6 in das Mischorgan 4 2 des Hauptsystems 24 durch den Unterdruck des Venturirohres abgezogen wird, verringert, so daß eine übermäßige Verdünnung des Luft-Brennstoff-Gemisches, das in dem Mischorgan 42 des Hauptsystems erzeugt wird, verhindert wird. Das darch den Motor angesaugte Luft-Brennstoff-Gemisch ist daher nicht übermäßig verdünnt, so daß. ein Klopfen verhindert wird.

In Fig. 6 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt, die allgemein mit 134 bezeichnet ist. Sie umfaßt einen Vergaser 136 mit einem Hochgeschwindigkeits- oder Hauptsystem 24, das so eingestellt ist, daß es ein relativ mageres Luft-Brennstoff-Gemisch mit einem Luft-Brennstoff-Verhältnis liefert, bei dem verhindert wird, daß es so mager wird, daß es zu einem Klopfen kommt, indem sowohl die erste als auch die zweite Luftdüse 58 und 66 des Langsamlaufsystems 26 des Vergasers 136 bei Betriebsbedingungen der Maschine geschlossen werden, bei denen Klopfen auftreten kann. In diesem Falle ist der Vergaser 136 mit einem Gehäuse 137 versehen, in dem eine Luftkammer 138 ausgebildet ist, in die die erste und die zweite Luftdüse 58,66 münden und die einen gemeinsamen Lufteinlaß 14o aufweist, der mit dem Ansaugrohr 14 des Vergasers 136 in Verbindung steht. Ein Steuerventil 142 und ein Betätigungsorgan 144, die dem Steuerventil 9o und dem Betätigungsorgan 96 der Fig. 3 entsprechend, sind dazu vorgesehen, normalerweise den Lufteinlaß 14o zu öffnen und nur zu schließen, wenn der Unterdruck in dem Ansaugrohr 14 in einer Position stromabwärts der Drosselklappe 16 des Vergasers 136 stärker ist als der Unterdruck in dem Venturirohr 18 und damit den Luftstrom, der aus dem Langsamlaufsystem 2 6 in das Hauptsystem 24 abgezogen wird, zu reduzieren, so daß die Klopfneigung verringert wird, wie es in ähnlicher Weise bei den Ausführungsformen gem. Fig. 3 und 5 der Fall ist.

Obwohl die Vorrichtung 134 beschrieben worden ist als Vorrichtung mit einem Steuerventil zur gemeinsamen Steuerung einer Anzahl von Luftdüsen des Langsamlaufsystems eines Ver-

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gasers, kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine Anzahl von Steuerventilen zur individuellen Steuerung der Luftdüsen des Langsamlaufsystems eines Vergasers aufweisen.

In Fig. 7 und 8 ist eine vierte und eine fünfte bevorzugte Ausführungsform einer Kombination eines Vergasers mit einem erfindungsgemäßen System zum Verhindern eines Motorklopfens gezeigt. Diese Ausführungsformen unterscheiden sich von den bisher beschriebenen Ausführungsformen dadurch, daß das BetatIc₁-¹IgSorgan des Steuerventils elektrisch gesteuert ist.

In Fig. 7 und8 sind gleiche Teile oder Teile gleicher Funktion mit denselben Bezugsziffern bezeichnet wie in Fig. 3 und 6.

Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform umfaßt die generell mit 146 bezeichnete erfindungsgemäße Vorrichtung ein Steuerventil 148, das die Leitung 52 des Langsamlaufsystems des Vergasers 15o in ähnlicher Weise wie das Steuerventil der Fig. 3 schließt und sich von der Vorrichtung 1o gem. Fig.3 dadurch unterscheidet, daß das Steuerventil 148 durch ein solenoid-gesteuertes Betätigungsorgan 152 betätigt wird. Das Betätigungsorgan 152 umfaßt ein Solenoid 154, einen Kern 156, der axial innerhalb des Solenoids 154 beweglich ist und mit dem Ventilschaft 54 des Steuerventils 148 fest verbunden ist und eine Zugfeder 158, die den Kern in eine Position drückt, in der der Ventilkopf 92 des Steuerventils 148 die Leitung 52 freigibt. Das Solenoid 154 ist elektrisch mit einer Steuerung 16o verbunden, die den Betriebszustand oder die Betriebsbedingungen der Maschine abtastet, bei denen Klopfen auftreten kann und/oder das Zusatzsystem 27 nicht in Einsatz ist und nicht zusätzlichen Brennstoff in die Hauptbrennstoffleitung 32 einleitet. Die ,Steuerung 16o erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal, das an das Solenoid 154 abgegeben wird. Die Steuerung 6o umfaßt beispielsweise einen Sensor 162 für die Motor-.rehzahl, einen Sensor 164 zum Abtasten des Unterdrucks in dem Ansaugrohr 14 in einer Position stromabwärts einer Drosselklappe 16 oder des Unterdrucks in dem nicht gezeigten Ansaugkrümmer des Motors, und ein Gatter, bei-

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spielsweise eine logische UND-Schaltung 166, die mit dem Solenoid verbunden ist und mit der die Sensoren 162 und 164 parallel verbunden sind- Der Sensor 162 erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal entsprechend der Motordrehzahl in einem Bereich zwischen beispielsweise 2ooo und 3ooo U/min. Der Sensor 164 erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal entsprechend einem Unterdruck in dem Ansaugrohr oder dem Ansaugkrümmer im Bereich zwischen beispielsweise -15o und -3oommHg. Die UND-Schaltung 166 erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal nur dann, wenn die Ausgangssignale der Sensoren 162 und 164 gleichzeitig erzeugt werden. Weiterhin kann ein Sensor zum Abtasten des Unterdruckes in dem Haupt-Venturirohr 18 anstelle der Sensoren 162 und 164 und der UND-Schaltung 166 vorgesehen sein.

Die Kombination aus Vergaser 15o und erfindungsgemäßer Vorrichtung 146 arbeitet folgendermaßen.

Wenn sich der Motor unter Langsamlaufbedingungen befindet,

weil die Drosselklappe 16 nur geringfügig geöffnet ist, ist der Unterdruck in der Brennstoff-Leitung des Langsamlaufsystems in der Position der Langsamlaufdüse 54 und/oder in dem Ansaugrohr 14 in einer Position stromabwärts der Drosselklappe 16 hoch und beträgt beispielsweise -45ommHg, so daß kein Klopfen auftritt. Folglich erzeugen die Sensoren 162 und 164 und die UND-Schaltung 166 kein Ausgangssignal, so daß das Steuerventil 148 die Leitung 52 freigibt. In diesem Falle wird das Ansaugrohr 1A mit einem relativ fetten Luft-Brennstoff-Gemisch für die Brennkraftmaschine durch Brennstoff gefüllt, der durch die Langsamlauf- und Leerlaufbohrungen 66 und 63 des Langsamlaufsystems angezogen wird. Die Beziehung zwischen dem Luft-Brennstoff-Verhältnis des Luft-Brennstoff-Gemisches und dem Unterdruck im Ansaugrohr ist in der durchgezogenen Linie im Bereich A in Fig.4 gezeigt.

Wenn die öffnung der Drosselklappe 16 nach und nach erhöht wird und folglich die Drehzahl der Maschine in den Bereich von 2ooo bis 3oooU/min. steigt und der Unterdruck in dem Ansaugrohr auf den Bereich zwischen -15o und -3oommHg gesenkt

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wird, erzeugt jeder der Sensoren 162 und 164 ein Ausgangssignal, das an die UND-Schaltung 166 abgegeben wird, die ihrerseits ein Ausgangssignal abgibt. Das Solenoid 154 wird durch das Signal der UND-Schaltung 166 erregt und bewirkt, daß das Steuerventil 148 die Leitung 52 schließt, so daß verhindert wird, daß die Luft aus denLangsamiaufsystem 26 in das Hauptsystern 24 durch den Unterdruck im Venturirohr abgezogen und durch das Hauptsystem ein unerwünscht mageres Gemisch geliefert wird, das ein Klopfen verursacht.

Wenn die Drosselklappe 16 weiter geöffnet wird und zu höherer Leistung übergegangen werden soll und folglich die Motordrehzahl und folglich der Unterdruck in dem Ansaugrohr zunehmen und der Unterdruck die oben erwähnten Bereiche unterschreitet, geben die beiden Sensoren 162 und 164 keine weiteren Ausgangssignale ab. Folglich wird das Solenoid 154 entregt, so daß das Steuerventil 148 die Leitung 52 freigibt und Luft aus dem Langsamlaufsystem 26 in das Hauptsystem 24 durch den Unterdruck in dem Haupt-Venturirohr abgezogen werden kann. Zu diesem Zeitpunkt wird jedoch der Kolben 80 des Zusatzsystems 27 durch das reduzierte Vakuum in dem Ansaugrohr betätigt, so daß das Steuerventil 67 den Einlaß 70 der Kammer 68 öffnet und zusätzlicher Brennstoff in die Hauptbrennstoffleitung 32 durch die Brennstoffleitung 73 gelangt. Der zusätzliche Brennstoff verhindert nicht nur, daß das durch das Hauptsystem 24 gelieferte Luft-Brennstoff-Gemisch durch die Luft von dem Langsamlaufsystem 2 6 abgemagert wird und es zu einem Klopfen kommt, sondern schafft auch ein angereichertes Luft-Brennstoff-Gemisch zur Erhöhung der Leistung der Maschine. In diesem Falle ist die Beziehung zwischen dem Luft-Brennstoff-Verhältnis des angereicherten Gemisches und dem Unterdruck im Ansaugrohr durch die durchgezogene, gekrümmte Linie im Bereich C in Fig. 4 wiedergegeben. Die Steuereinrichtung 160 kann insofern abgewandelt sein, als daß Solenoid 154 bewirkt, daß das Steuerventil 148 die Leitung 52 schließt, wenn sich der Motor im Hochlastbereich befindet, in dem das Zusatzsystem 127 zus ätzlichen Brennstoff in die Hauptbrennstoffleitung 32 einführt. In diesem Falle wird beispielsweise der Durchmesser oder Querschnitt der Zusatzdüse 52 verringert, so daß nicht

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ein zu fettes Gemisch entsteht.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 8 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 6 insofern, als die mit 168 bezeichnete Vorrichtung zum Verhindern eines Klopfens ein Steuerventil 170 und ein Betätigungsorgan 172 umfaßt, wie das Steuerventil 148 und das Betätigungsorgan 152 gemäß Fig. 7, an Stelle des Steuerventil 142 und des Betätigungsorgans 144. Das Betätigungsorgan 172 bewirkt, daß das Steuerventil 170 normalerweise einen gemeinsamen Lufteinlaß 140 einer Luftkammer -138 freigibt und entsprechend einem Ausgangssignal einer Steuerung 160 schließt, das repräsentativ ist für einen Betriebszustand der Maschine, bei der ein Klopfen auftritt. Bei geschlossenem Lufteinlaß 140 wird die Menge der Luft, die von dem Langsamlaufsystem 2 6 in das Hauptsystem 24 abgezogen wird, verringert, so daß verhindert wird, daß ein zu mageres Gemisch durch das Hauptsystem 2 4 erzeugt wird, das zu einem Klopfen führt.

Die Erfindung schlägt daher eine Kombination aus einem Vergaser und einer Vorrichtung zum Verhindern eines Klopfens vor, bei der ein Steuerventil einen Brennstoffdurchlaß oder eine Luftdüse eines Langsamlaufsystems des Vergasers schließt, so daß die Menge der Luft, die von dem Langsamiaufsystem in das Hauptsystem durch den Unterdruck in dem Haupt-Venturirohr, der stärker ist als der Unterdruck in dem Ansaugrohr, abgezogen wird. Dadurch wird verhindert, daß ein Luft-Brennstoff-Gemisch durch das Hauptsystem erzeugt wird, das so mager ist, daß ein Klopfen entsteht. Es wird also nicht nur ein mageres Gemisch dem Motor zugeführt, durch das die Anteile von luftverschmutzenden Bestandteilen in den Auspuffgasen und der Brennstoffverbrauch verringert wird, sondern auch verhindert,daß die Nutzbarkeit eines durch den Motor betriebenen Fahrzeugs durch das Auftreten von Klopfen oder Klingeln beeinträchtigt wird.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

/ 1.^Vergaser für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen mit V_/ einem Ansaugrohr und zum Ansaugen von Luft und Brennstoff in den Brennraum, einer drehbar in dem Ansaugrohr angeordneten Drosselklappe, einem Haupt-Venturirohr in dem Ansaugrohr in einer ersten Position stromaufwärts der Drosselklappe, einer brennstoffenthaltenden Schwimmerkammer, einem Hauptbrennstoffsystem zur Bildung eines Haupt-Gemisches aus Luft und Brennstoff, das mit der Schwimmerkammer in Verbindung steht und in das Haupt-Venturirohr mündet, und einem Langsamlaufsystem zur Bildung eines Langsamlaufgemisches, das mit der Umgebungsatmosphäre zur Aufnahme von Luft in Verbindung steht und mit dem Hauptbrennstoffsystem zur Aufnahme von Brennstoff verbunden ist und in das Ansaugrohr in einer zweiten Position stromabwärts der Drosselklappe in der geöffneten Stellung mündet, g e kennz eichnet durch eine Vorrichtung (10, 110, ,134, 146, 168; zum Verhindern eines Klopfens oder Klingeins, die ein Steuerventil (90, 112, 142, 148, 170) umfaßt, das das Langsamlaufsystem (26) normalerweise öffnet und im klopfgefährdeten Betriebsbereich der Maschine zur Verringerung der durch den Unterdruck im Haupt-Venturirohr (18). von dem Langsamlaufsystem (26) in das Hauptsystem (24) gesaugten Luftmenge schließt.
2. Vergaser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptsystem (24) eine Hauptbrennstoffleitung (32) in Verbindung mit der Schwimmerkammer (20) zur Aufnahme von Brennstoff aus der Schwimmerkammer aufweist, daß das Langsamlaufsystem (26) eine Brennstoffleitung (52) in Verbindung mit der Hauptbrennstoff leitung (32") zur Aufnahme von Brennstoff aus dieser aufweist, und daß das Steuerventil (90, 142) in der Brennstoffleitung (52) des Langsamlaufsystems angeordnet ist und diese öffnet und schließt.
3. Vergaser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptsystem (24) eine Hauptbrennstoffleitung (32) in Verbindung mit der Schwimmerkammer (20) zur

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Aufnahme von Brennstoff aus der Schwimmerkammer aufweist, daß das Langsamlaufsystem (26) eine Brennstoffleitung (52) in Verbindung mit der Schwimmerkammer zur Aufnahme von Brennstoff aus dieser aufweist, und daß eine Luftdüse (58, 66) eine Fluidverbindung zwischen der Brennstoffleitung (52) des Langsamlaufsystems und der Umgebungsatmosphäre herstellt und das Steuerventil (110, 134, 168) derart angeordnet ist, daß es die Luftdüsen öffnet und schlieft.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß erste und zweite Luftdüsen (58, 66) in Verbindung mit der Brennstoffleitung (52) des Langsamlaufsystems (26) vorgesehen sind, die in ein Gehäuse (137) münden, das eine gemeinsame Luftkammer (138) bildet und einen Lufteinlaß (140) aufweist, der die Luftkammer mit der Umgebungsatmosphäre verbindet und durch das Steuerventil (142) geöffnet und geschlossen wird.
5. Vergaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (10, 110, 134) ein Betätigungsorgan (96, 118, 144) aufweist, das mit diesem verbunden ist und eine Fluidkammer aufweist, die dem Unterdruck in dem Ansaugrohr (14) der zweiten Position stromabwärts der Drosselklappe (16) ausgesetzt ist, und daß das Steuerventil derart eingerichtet ist, daß es die Brennstoffleitung (52) des Langsamlauf systems (26) öffnet, wenn der Unterdruck in dem Ansaugrohr (14) einen vorbestimmten Wert überschreitet, bei dem Klopfen auftritt, und schließt, wenn der Unterdruck in dem Ansaugrohr den vorbestimmten Wert unterschreitet.
6. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (148, 168) ein Solenoid-ge-

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steuertes Betätigungsorgan (152, 172) und eine Steuerung (160) in Verbindung mit dem Betätigungsorgan aufweist, welche Steuerung ein Ausgangssignal entsprechend den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine an das Betätigungsorgan liefert, wobei das Betätigungsorgan das Steuerventil normalerweise öffnet und aufgrund eines Signals von der Steuerung schließt.
7. Vergaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (160) einen ersten Sensor (162) zum Abtasten des Unterdrucks im Ansaugrohr (14) und zur Erzeugung eines ersten Ausgangssignal· bei einem klopfgefährdenden Unterdruck, einen zweiten Sensor (164) zum Abtasten der klopfgefährdenden Maschinendrehzahl und zur Erzeugung eines zweiten Signals und eine Und-Schaltung in Verbindung mit dem Betätigungsorgan umfaßt, die das erste und das zweite Signal parallel aufnimmt und ein Ausgangssignal erzeugt, das an das Betätigungsorgan abgegeben wird, wenn beide Sensor-Signale vorliegen, und daß Steuerventil schließt.
8. Vergaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser weiterhin ein Zusatzbrennstoffsystem (27) für Hochlastbetrieb der Maschine zur Zufuhr zusätzlichen Brennstoffs in die Hauptbrennstoffleitung (32) aufweist, und daß die Steuerung (160) einen ersten Sensor (162) zum Abtasten des Unterdrucks in dem Ansaugrohr im klopfgefährdenden Bereich, in dem das Zusatzbrennstof fsystem keinen zusätzlichen Brennstoff in die Hauptbrennstoffleituna einleitet, und zur Erzeugung eines ersten Ausgangssignals, einen zweiten Sensor (164) zum Abtasten der Motordrehzahl in einem klopfgefährdenden Bereich, in dem das Zusatzbrennstoffsystem keinen zusätzlichen Brennstoff in die Hauptbrennstoffleitung (32) einleitet, und das, ein zweites Ausgangssignal erzeugt, und eine Und-Schaltung (166) in Verbindung mit dem Betätigungsorgan aufweist, ^. ie das erste und zweite Sensor-Signal

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parallel aufnimmt und ein Ausgangssignal zur Schließung des Steuerventils abgibt, wenn beide Sensor-Signale vorliegen.

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