DE2644730A1

DE2644730A1 - Vergaservorrichtung fuer mehrzylindermotoren

Info

Publication number: DE2644730A1
Application number: DE19762644730
Authority: DE
Inventors: Munekazu Matsuda; Yoshiaki Sakaue
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1975-10-04
Filing date: 1976-10-04
Publication date: 1977-04-14
Also published as: US4114572A; FR2326586A1; JPS5244320A; JPS5849705B2

Description

DR.-ING. EUGEN MAIER CR.-ING. ECKHARD WOLF

PATENTANWÄLTE DRESDNER BANK AG TELEFON: (0711)24 2761/2 STUTTGART NR. 192O534 TELEGRAMME: MENTOR 7 STUTTGART 1, PISCHEKSTR. 19 POSTSCHECK STBT. S5JOO-7OS

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30. Sept. 1976

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Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha

No. 14, Higashi-Kawasaki-cho 2-chome Ikuta-ku, Kobe-shi, Hyogo-ken, Japan

Vergaservorrichtung für Mehrzylindermotoren

Die Erfindung betrifft eine eine Mehrzahl von Vergasern aufweisende Vorrichtung für Mehrzylinderrnotoren insbesondere von Krafträdern.

In einem für relative Hochleistung ausgelegten Motor ist es notwendig, die Saugleistung des Vergasers so hoch und den Querschnitt der die Zerstäubung des Kraftstoffs bewirkenden

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Venturidüse so weit zu bemessen, daß den einzelnen Zylindern eine genügend große Luftmenge zugeführt wird. Eine Vergrößerung des Querschnitts der Venturidüse bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß bei niedriger Belastung keine ausreichende Zerstäubung des Kraftstoffes erfolgt, da die vom Motor angesaugte Luftmenge sich verringert und der Unterdruck in der Ansaugöffnung keinen genügend hohen Wert erreicht, um eine ausreichen Zerstäubung des Kraftstoffs zu bewirken.

Bei der Gernischaufbereitung eines Mehrzylindermotors mit einem Einzelvergaser, wie dies im allgemeinen bei Kraftwagen üblich ist, sind sämtliche Zylinder mittels einer Sammelleitung miteinander verbunden. Bei einer solchen Anordnung ergibt sich durch das Zusammenwirken der Luftansaugungen in jedem einzelnen Zylinder ein verhältnismäßig hoher Unterdruck in der Ansaugleitung, so daß die Motorleistung im Teillastgebiet gegenüber einem Motor verbessert wird, bei dem jeder Zylinder einen Vergaser aufweist. Wenn eine solche Anordnung jedoch bei Krafträdern verwendet wird, so sinkt die Höchstleistung infolge des durch die verhältnismäßig langen Zuleitungen verursachten Luftwiderstandes und der Tatsache, daß die zur Aufbereitung des richtigen Gemisches ausreichende Luftmenge nicht angesaugt werden kann.

Um diese Nachteile zu vermeiden, w,urden schon Verbund-Ver-

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gaser mit einer Gemischaufbereitung, wie sie bei Kraftwagen üblich ist, vorgeschlagen, bei denen zwei Vergasertrichter mit unterschiedlich großen Venturidüsenquerschnitten vorgesehen sind, wobei der Vergaserteil mit dem kleineren Düsenquerschnitt im Teil- bzw. Niedriglastgebiet wirksam ist und die beiden Vergaserteile mit dem größeren und dem kleineren Düsenquerschnitt zusammen im Vollastgebiet wirksam sind.
Aber auch eine solche Verbundvergaseranordnung hat bei Mehrzylinder- und Mehrvergaser-Motoren insofern Nachteile, als die Vergaseranordnung als ganzes einen verhältnismäßig großen Raum in Anspruch nimmt und der Betätigungsmechanismus
der einzelnen Vergaserteile eine verhältnismäßig umständliche Konstruktion erfordert. Insbesondere wenn eine solche
Verbundvergaseranordnung in ein Kraftrad mit einer mehrzylindrigen Maschine eingebaut wird, wirken sich diese Eigenschaften besonders nachteilig aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vergaseranordnung der vorgenannten Art zu schaffen, die diese
Nachteile vermeidet, eine einfache Konstruktion aufv/eist
und sich daher zum Einbau in eine mehrzylindrige Kraftradmaschine eignet.

Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, eine

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Vergaseranordnung der vorgenannten Art so auszubilden, daß ein oder zwei Vergaser im Teillastgebiet die Zylinder über ein Leitungssystem mit Gemisch beaufschlagen und daß der Unterdruck in den Ansaugleitungen zum Zweck der Erzielungeines gleichmäßigen Betriebs und eines guten Fahrverhaltens der Haschine im unteren Drehzahlbereich durch das Zusammenwirken der Unterdrucke der Sauglauft aller Zylinder vergrößert v/ird, während bei Vollast alle Vergaser zur Erzielung einer größtmöglichen Leistung zusammenwirken.

Diese Aufgabe, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß •die Vorrichtung mindestens einen Vergaser für Vollast, min-. destens einen Vergaser für Voll- und Teillast, und ein Saugleitungssystem umfasst, das eine der Zahl der Zylinder entsprechende Zahl von die einzelnen Zylinder mit je einem Vergaser verbindenden Hauptleitungen und eine der Zahl der Volllast-Vergaser entsprechende Zahl von zwei einander benachbarte Hauptleitungen verbindenden Zweigleitungen aufweist.

Eine solche Vorrichtung weist vorteilhafterweise des weiteren noch Merkmale auf, wie sie die Gegenstände der Unteran-■ Sprüche 2 bis 7 bilden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung

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in schematischer Weise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine dem Stand der Technik entsprechende Anordnung mit vier je einem Zylinder zugeordneten Vergasern;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung für einen Vier-Zylindermotor mit insgesamt vier Vergasern;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Düsenquerschnittsveränderungen bei Betätigung des Verstellorgans zeigt;

Fig. 4 eine gegenüber der Anordnung nach Fig. 2 abgeänderte Anordnung;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer gegenüber den Anordnungen nach Fig. 2 und 4 geänderten Anordnung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten vorbekannten Anordnung wird die vom Motor angesaugte Luft durch einen Filter 1, die Vergaser 2a bis 2 d, die Saugleitungen 5a bis 5d, die Einlaßventile 7a bis 7d in die Zylinder 6a bis 6d geleitet und gelangt über die Auslaßventile 9a bis 9d in die Auspuffleitun-

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gen 8a bis 8d. *

Pie Querschnitte der Venturidüsen der Vergaser können gleichzeitig mittels eines Hebelgestänges 3 verändert werden, das über einen Gelenkmechanismus 4 mit einem Pedal oder einem Handhebel verbunden ist. Die Veränderung der Düsenquerschnitte erfolgt in Anpassung an die Teil- bzw. Vollast mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Kolben. Die Arbeitstakte der einzelnen Zylinder sind gegeneinander versetzt, so daß während des Ansaughubs eines Zylinders nur über den mit diesem Zylinder verbundenen Vergaser Luft angesaugt wird. Der Luftdruck in den Ansaugleitungen der übrigen Zylinder ist daher höher als in der Ansaugleitung des den Ansaughub ausführenden Zylinders.

Auch bei der in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Anordnung sind die Querschnitte der Venturidüsen der Vergaser 10a, lib, lic, 1Od verstellbar. Jeweils zwei dieser Vergaser, die Vergaser 10a und lib einerseits und die Vergaser lic und 1Od andererseits, sind, wie auch die Zylinder, zu je einer Gruppe zusammengefasst, von denen die Zylinder 6a und 6b die eine Gruppe und die Zylinder 6c und 6d die andere Gruppe bilden.

Von den Vergasern ist der Vergaser 10a der linken Gruppe und der Vergaser 1Od der rechten Gruppe für Voll- und Teillast

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ausgelegt, so daß den Zylindern von diesen beiden Vergasern Gemisch sowohl bei Vollast als auch bei Teillast zugeleitet wird. Der jeweils andere Vergaser 11b bzw. lic dieser beiden Gruppen ist für Vollast ausgelegt und beaufschlagt die beiden Zylinder der betreffenden Gruppe bei Vollast mit Gemisch.

Die Verstellorgane für die Veränderung der Düsenquerschnitte der beiden für Voll- und Teillast ausgelegten Vergaser 10a und 1Od sind mittels eines Hebelgestänges 12 miteinander verbunden, während die entsprechenden Verstellorgane der für Vollast ausgelegten Vergaser 11b und lic mittels des Hebeleestanges 13 miteinander verbunden sind. Diese beiden Hebelgestänge 12 und 13 werden in Verbindung miteinander mittels Schwingen 15 und 16 und eines gemeinsamen Verstellmechanismus 17 gesteuert. Dieser wird mittels eines Organs 4 betätigt.

Die beiden Zylinder 6a und 6b der linken Gruppe sind mit den beiden Vergasern 10a und 11b ebenfalls der linken Gruppe durch ein Leitungssystem 18 verbunden, das etwa die Gestalt eines in einer waagerechten Ebene liegenden Buchstabens N aufweist. Dieses Leitungssystem 18 umfasst eine "geradlinige Hauptleitung 5a¹, die den Vergaser 10a mit dem Zylinder 6a

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verbindet, und eine weitere geradlinige Hauptleitung 5b', die den Vergaser 11b mit dem Zylinder 6b verbindet. Diese beiden Hauptleitungen 5a¹ und 5b' sind über eine Zweigleitung 19 miteinander verbunden, die an einer dem Vergaser 10a nahegelegenen Stelle von der Hauptleitung 5a¹ abzweigt und eine leicht geschwungene Schleife zu dem Zylinder 6b bildet, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Die beiden Zylinder Gc und 6d der rechten Gruppe sind mit den beiden Vergasern lic und 1Od der rechten Gruppe in analoger Weise verbunden. Dieses Saugleitungssystem 18' weist ebenfalls die Gestalt eines in einer waagerechten Ebene liegenden Buchstabens N auf und umfasst eine geradlinige Hauptleitung 5c¹, die den Vergaser lic mit dem Zylinder 6c verbindet, und eine weitere geradlinige Hauptleitung 5d', die den Vergaser 1Od mit dem Zylinder 6d verbindet. Eine Zweigleitung 19^f zweigt an einer dem Vergaser 1Od nahegelegenen Stelle von der Hauptleitung 5d ab und erstreckt sich in einer sanften Biegung bis zu dem Zylinder 6c.

Der gemeinsame Betätigungs- bzw. Steuermechanismus 17, der zwei unterschiedlich geformte Kurvenscheiben und von'diesen gesteuerte Hebel aufweist, ist so ausgelegt, daß das Maß ,des die Menge des angesaugten Gases bestimmenden Düsenquerschnitts der Vergaser dem in dem Diagramm der Fig. 3 darge-

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stellten Wechsel unterliegt. Aus dieser ist ersichtlich,daß die Vergrößerung der Querschnitte der Venturidüsen der beiden Vergaser 10a und 1Od für Voll- und Teillast im Teillastgebiet I^ einschließlich in Leerlauf dem Hub des Verstellorgans proportional ist. In einem sich an dieses Teillastgebiet anschließenden Gebiet höherer Leistung wird der Querschnitt der Venturidüsen der beiden für Vollast ausgelegten Vergaser lib und lic bei weiterer.Betätigung des Verstellorgans stark vergrößert, bis bei dem Punkt P die Venturidüsen aller Vergaser denselben Querschnitt aufweisen. In dem auf das Gebiet 1„ folgenden Vollastgebiet I₃ vergrößern sich die Querschnitte der Venturidüsen aller Vergaser bis zu ihrem maximalen Wert.

Befindet sich der Zylinder 6a im Ansaugtakt, so wird Luft zu dem Vergaser 10a für Voll- und Teillast gesaugt, so. daß durch die geradlinige Hauptleitung 5a' des Saugleitungssystems 18 dem Zylinder 6a Gemisch zugeführt wird, wie dies in Fig. 2 mit dem in gestrichelten Linien dargestellten Pfeil A gezeigt ist. In dem darauffolgenden Arbeitstakt des Zylinders 6a verringert sich der Unterdruck in dem Sautleitungssystem 18 bis auf etii/a Atmosphärendruck. Da jedoch beim Beginn des Ansaugtaktes des benachbarten Zylinders 6b derselben Gruppe in dem Leitungssystem 18 noch

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Unterdruck herrscht, wird dieser Unterdruck während des Ansaughubs des Kolbens des Zylinders 6b noch vergrößert. Dies hat zur Folge, daß von dem Vergaser 10a für Voll- und Teillast über die Verbindungsleitung 19 Gemisch zu dem Zylinder 6b strömt, wie dies mit dem gestrichelten Pfeil B angezeigt ist.

Im weiteren Wechsel der Arbeitstakte führt der Zylinder 6d der Nachbargruppe und nach diesem der Zylinder 6c derselben Gruppe seinen Ansaugtakt durch, so daß vom Vergaser 1Od für Voll- und Teillast dieser Gruppe den Zylindern 6d und 6c Gemisch zugeleitet wird. Der Unterdruck in dem Saugleitungssystem wird hierbei erfindungsgemäß vergrößert und bewirkt hierdurch eine Stabilisierung des Betriebs der Maschine im Gebiet geringer Leistung. Da das Gemisch auch in den in einer waagerechten Ebene verlegten, leicht gekrümmten Zweigleitungen nur einem geringen Strömungswiderstand ausgesetzt ist, wird auf diese Weise die Beaufschlagung der Zylinder mit Gemisch wirksam unterstützt.

Bei Vollast ist der Querschnitt der Venturidüsen der beiden Volllastvergaser lib und lic der beiden Gruppen vergrößert, so daß von den Vergasern über die geradlinigen Ansaugleitungen Gemisch zu den Z'ylindern 6a bis 6d strömt-,

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wie dies in Fig. 2 mit ausgezogenen Pfeilen dargestellt ist. Auch in diesen Leitungen ist das Gemisch einem, wenn auch kleinen Strömungswiderstand ausgesetzt.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei der ein Betätigungshebel 23 mit allen Vergasern 110a, 111b, 111c "und HOd der beiden Gruppen verbunden ist, wobei in den geradlinigen, von den beiden Vergasern IHb und HIc ausgehenden Hauptleitungen Drosselventile 20b und 20c angeordnet sind, die mittels eines Hebels 21 miteinander gekoppelt sind^ Die Querschnitte der Venturidüsen der einzelnen Vergaser können in bekannter Weise, beispielsweise mittels Kolben, verändert werden. Der die beiden Drosselventile 20b und 20c gemeinsam betätigende Hebel 21 und der auf die Düsenquerschnitte der vier Vergaser einwirkende Hebel 23 werden in gegenseitiger Abhängigkeit voneinander durch den Steuermechanismus 17 betätigt.

Bei laufendem Motor sind die beiden Drosselventile 20b und 20c bei Teil- und Niedriglast vollkommen geschlossen, während der Querschnitt der Venturidüsen der vier Vergaser beim Übergang zu Vollast vergrößert wird und bei erreichter Vollast die beiden Drosselventile 20b und 20c vollkommen offen sind. Die beiden innen gelegenen Vergaser IHb und IHc können hierbei

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so betätigt werden, daß ihre Funktion im wesentlichen dieselbe ist wie diejenige der beiden Vollastvergaser lib und lic der Fig. 2. Die Anordnung gemäß Fig. 4 macht es möglich, alle Vergaser derselben Betriebsbedingung anzupassen, da sie mittels des gemeinsamen Hebels 23 betätigt werden.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung weisen die beiden Zylindergruppen einen gemeinsamen Vergaser 10 für Voll- und Teillast auf, der mit allen Zylindern über Haupt- und Zweigleitungen verbunden ist. Der Querschnitt der Venturidüse dieses Vergasers 10 kann ebenfalls wie bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen geändert werden» Das von diesem Vergaser aufbereitete Gemisch strömt zu allen Zylindern, wie dies für den Fall der Teillast mit gestrichelten Pfeilen angedeutet istjund su nur zwei der vier Zylinder im Falle von Vollast, wie dies mit ausgezogenen Pfeilen angedeutet ist» Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Saugleitungssystem eine etwas größere Länge als bei den anderen Ausführungsbeispielen auf, so daß der Querschnitt der Venturidüse des Ver-. gasers 10 entsprechend dem Strömungswiderstand in dem Saugleitungssystem vergrößert werden kann. Der Vorteil der in Fig» 5 dargestellten Anordnung besteht in der. Einsparung eines Vergasers.

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Eine Vergaseranordnung für Motoren mit einer anderen Zylinderzahl, beispielsweise für Zweizylinder- oder Dreizylindermotoren, kann in ähnlicher Weise wie bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ausgelegt werden.

Den im Vorstehenden beschriebenen Beispielen ist gemeinsam, daß die Ansaugleitung, die mit einer die Zylinder mit den zugehörigen Vergasern verbindenden Zweigleitung versehen ist, bei Teillast von den Zylindern immer auf Unterdruck gehalten wird, und daß bei Teil- und Niedriglast lediglich die Vergaser für Voll- und Teillast wirksam sind. Bei diesen Anordnungen vergrößert sich der Unterdruck in der Haupt- und der Zweigleitung, wenn einer der Zylinder den Ansaugtakt ausführt. Auf diese V/eise wird eine genügend große Menge Luft angesaugt, um die notwendige Menge Kraftstoff ausreichend zu zerstäuben.

Bei der Anordnung, bei der nur ein Voll- und Teillastvergaser für die Zylinder der beiden Gruppen vorgesehen ist, wird das Saugleitungssystem dauernd auf Unterdruck gehalten, da stets ein Zylinder mit Gemisch beaufschlagt wird. Auf diese Weise ist es-möglieh_s durch den Voll- und Teillastvergaser eine genügend große Menge Luft zu saugen, um wäh-_ rend des Ansaugtaktes eines jeden Zylinders eine ausreichende Menge Kraftstoff zu zerstäuben«,

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Die erfindungsgemüße Vergaseranordnung weist gegenüber bekannten Anordnungen, insbesondere Verbundvergasern und solchen mit zusätzlichen Einrichtungen ein wesentlich einfacheren Aufbau auf, ist diesen jedoch insofern überlegen, als sie bei allen Betriebsverhältnissen den Zylindern das jeweils richtige Gemisch liefert und dadurch in allen Drehzahlbereichen ein gutes Fahrverhalten gewährleistet.

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Claims

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An Sprüche

1·)Vorrichtung zur Bildung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches für eine Mehrzahl von Vergasern aufweisende Mehrzylindermotoren, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen Vergaser für Vollast (11b, lic), mindestens einen Vergaser für Voll- und Teillast (10, 10a, lOd). , und ein Saugleitungssystem (18) umfasst, das eine der Zahl der Zylinder (6a bis 6d) entsprechende Zahl von die einzelnen Zylinder mit je einem Vergaser'verbindenden Hauptleitungen (5a¹ bis 5d') und eine der Zahl der Volllastvergaser (lib, lic) entsprechende Zahl von zwei einander benachbarte Hauptleitungen verbindenden Zweigleitungen (19, 19') aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sowohl der Vollastvergaser (lib, lic) als auch der Voll- und Teillastvergaser (10, IGa, IQd) eine Venturidüse mit veränderlichem Düsen-, querschnitt aufweist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der bzw. die Vollastvergaser (111b, 111c) je ein Ventil (20b, 20c) aufweiscn.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil (20b, 20c) ein Drosselventil ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die einen Voll- und

Teillastvergaser (10a, lOd) mit einem Zylinder (6a, 6d) verbindende Hauptleitung (5=f , 5d¹) bzw. Hauptleitungen über eine in einer waagerechten Ebene verlegte Zweigleitung (19, 19') mit der anderen, einen Vollastvergaser mit einem anderen Zylinder verbindenden Hauptleitung verbunden ist bzw. sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Hauptleitungen (5a' bis 5d') als geradlinig verlegte Leitungen ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -

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'3.

kennzeichnet , daß der Voll- und Teillast-.vergaser (10a, lOd) und der Vollastvergaser (lib, lic) bzw. ein Paar dieser Vergaser einen gemeinsamen Betätigungs- bzw. Steuermechansimus (4, 17) aufweisen.

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