DE2648257A1

DE2648257A1 - Vergaser

Info

Publication number: DE2648257A1
Application number: DE19762648257
Authority: DE
Inventors: Michel Pierlot
Original assignee: Societe Industrielle de Brevets et dEtudes SIBE
Current assignee: Societe Industrielle de Brevets et dEtudes SIBE
Priority date: 1975-10-31
Filing date: 1976-10-25
Publication date: 1977-09-22
Also published as: AU511508B2; FR2329860B1; IT1069091B; AR210176A1; SE423126B; GB1505438A; DE2648257C2; BR7607148A; JPS5257434A; FR2329860A1; MX143545A; US4089308A; AU1895576A; JPS5824622B2; ES452690A1; SE7611819L

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmanri

Γ*· R. Koenigshe'ppr - 0<n>. - PHys. R. HcUbauot
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SOOIJSTE HiDUSTRIELLE DE BRaVnTS LT D¹WTUJJES 3.1.ß.E. 0508 76 B

VERGASER

Die Erfindung betrifft die Vergaser für Verbrennungsmotoren, welche in ihrer Einlaßleitung strömungsaufwärts von einem von dem Fahrer betätigten Hauptdrosselorgan ein Hilfsdrosselorgan aufweisen, welches sich automatisch und stetig nach Maßgabe der Zunahme der durch diese Leitung strömenden Luftmenge öffnet und ein Dosierglied steuert, welches die zu der Einlaßleitung gesaugte Brennstoffmenge regelt. Es sind derartige Vergaser bekannt, bei welchen der Brennstoff in die Einlaßleitung durch einen Kanal gesaugt wird, welcher an einer Stelle dieser Leitung mündet, an welcher praktisch der gleiche Unterdruck wie in der in der Einlaßleitung durch die beiden Drosselorgane begrenzten Kammer herrscht.

Im allgemeinen wird der Brennstoff in die Einlaßleitung durch eine zwischen den beiden Drosselorganen mündende Auslaßöffnung gesaugt. Eine in der französischen Patentschrift 1 329 682 der Anmelderin beschriebene verbesserte Vorrichtung weist Mittel auf, welche die Einführung des Brennstoffs an anderen Stellen der Einlaßleitung gestatten, insbesondere strömungsabwärts von dem Hauptdrosselorgan. Diese Vorrichtung weist eine in Bezug auf das Hauptdrosselorgan im Nebenschluß liegende Leitung auf, deren eines Ende mit der Einlaßleitung zwischen den beiden Drosselorganen in Verbindung steht, während ihr anderes Ende strömungsabwärts von dem Hauptdrosselorgan durch eine Öffnung kleinen Querschnitts mündet, so daß der in dieser Hebenschlußleitung herrscJiende Unterdruck praktisch gleich dem zwischen den beiden Drosselorganen herrschenden ist. Wenn man die den dosierten Brennstoff zuführende Leitung in der Nähe dieses kLeinen Querschnitts münden lässt, wird der Brennstoff in die Einlaßleitung hinter dem Hauptdrosselorgan

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eingeführt, er wird jedoch nur unter dem Unterdruck angesaugt, welcher praktisch gleich dem in der Einlaßleitung zwischen den beiden Drosselorganen herrschenden ist.

In einer derartigen Vorrichtung darf der Druckabfall des Brennstoffs an seinem Austritt nicht zu groß im Vergleich zu dem durch das Brennstoffdosiersystem (welches z.B. durch eine Nadel mit geeignetem Profil gebildet wird, welche in einer kalibrierten Öffnung verschieblich ist) erzeugten Druckabfall sein. Da ferner die Mündung der die Luft hinter dem Drosselorgan zuführenden IJebenschlußleitung einen größeren Querschnitt als die Kündung des den Brennstoff zuführenden Kanals haben muß, damit diese frei durch die Mündung der Hebenschlußleitung strömen kann, muß der durch diese Mündung dargebotene Durchtrittsquerschnitt große Abmessungen haben und trägt dazu bei, in die Einlaßleitung eine Luftmenge zu bringen, welche nicht vernachläßigbar ist, insbesondere im Langsamlauf. Dieser wird dann unregelbar, insbesondere bei Benutzung einer derartigen Vorrichtung für jeden Zylinder, was die Zahl der Lufteintritte mit der Zylinderzahl multipliziert.

Die Erfindung bezweckt die Lieferung eines Vergasers, welcher besser als die bisher bekannten den Erfordernissen der Praxis entspricht, insbesondere indem er den obigen Nachteilen abhilft. Hierfür schlägt die Erfindung einen Vergaser der obigen Art vor, bei welchem der Brennstoff in die Einlaßleitung hinter dem Hauptdrosselorgan durch einen Kanal gesaugt wird, welcher durch eine Kammer tritt, in welcher eine mit dem zwischen den beiden Drosselorganen liegenden Abschnitt der Einlaßleitung verbundene lieb ens chlußleitung einen Druck herrschen läßt, welcher praktisch gleich dem in diesem Abschnitt herrschende ist, wobei dieser Vergaser insbesondere durch Mittel gekennzeichnet ist, Vielehe wenigstens für einen Betriebsparameter des Motors empfindlich sind und den Durchtrittsquerschnitt des Abschnitts des Kanals einstellen, welcher diese Kammer mit der Einlaßleitung verbindet.

Anders ausgedrückt, die erfindungsgemäße Vorrichtung weist Mittel auf, um den Durchtrittsquerschnitt in Funktion des Bedarfs des Motors an Brennstoff zu modulieren, d.h. um diesen Querschnitt bei kleinen Belastungen oder Drehzahlen des Motors zu verringern und ihn für hoho .'rehzahlen oder Belastungen des Motors zu vergrößern. Der Durchtrittsquerschnitt ist der kleinste Quer-

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schnitt dieses Kanalabschnitts und liegt im allgemeinen an der Mündung des Kanals in die Einlaßleitung.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 zeigt sehr schematisch die Hauptteile des Vergasers im Schnitt durch eine lotrechte Ebene, wobei die Teile in der Stellung dargestellt sind, welche sie beim Arbeiten unter Belastung einnehmen.

Fig. 2 und 3 sind Schnittansichten in großem Maßstab, welche die Mündung des Kanals der Vorrichtung der Fig. 1 beim Arbeiten unter Belastung bzw. im Langsamlauf zeigen.

Fig. 4 zeigt in gleicher Darstellung wie Fig. 1 eine Aus führungs abWandlung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen Einlaßkanal 1 auf, welcher von strö'mungsaufwärts nach strömungsabwärts in der Strömungsrichtung der Luft ein Hilfsdrosselorgan 2, welches durch eine an einer drehbaren Achse 3 angebrachte ausgewuchtete Klappe gebildet wird, und ein Hauptdrosselorgan 10 enthält. Die Achse 3 ist durch einen Hebel 4 und ein Gestänge 5 mit einer Membran 6 verbunden, welche die bewegliche Wand einer Kammer 7 bildet, Vielehe mit der Einlaßleitung 1 durch einen Durchlaß 9 verbunden ist, welcher in den zwischen dem Hilfsdrosselorgan 2 und dem Hauptdrosselorgan 10 liegenden Abschnitt der Einlaßleitung 1 mündet. Eine zwischen dem Boden der Kammer 7 und der Membran 6 angeordnete Feder 8 übt eine Kraft aus, welche das Hilfsdrosselorgan 2 zu schließen sucht.

Das Hauptdrosselorgan wird durch eine Drehklappe 10 gebildet, welche an einer Achse 11 angebracht ist und von einem Hebel 12 und einer durch den Fahrer betätigten Stange 13 oder ein beliebiges anderes diese ersetzendes Organ (Geschwindigkeitsregler, Servosteuerung usw.) betätigt wird.

Bei einer derartigen Vorrichtung ist der Öffnungswinkel des Hilfsdrosselorgans 2 für die in der Einlaßleitung 1 strömende Luftmenge kennzeichnend, wobei sich ein mit der Luftmenge zunehmender Unterdruck in dem zwischen dem Hilfsdrosselorgan 2 und dem Hauptdrosselorgan 10 liegenden Abschnitt der Einlaßleitung 1 auszubilden sucht.

Das Hilfsdrosselorgan 2 kann natürlich andere Formen 9 09838/0552

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als die in Pig. 1 dargestellte haben. Es kann sich um eine exzentrische Klappe handeln, welche einer pneumatischen .Kapsel zugeordnet ist oder nicht, und welche der die Leitung 1 durchströmende Luftstrom entgegen der Wirkung einer Feder zu öffnen sucht, welche sie zu schließen sucht. Es kann auch durch einen quer zu der Leitung 1 verschieblichen Kolben gebildet werden. Da derartige Vorrichtungen an sich bekannt sind, brauchen sie hier nicht beschrieben zu werden.

Das Hilfsdrosselorgan 2 steuert ein Dosierglied, welches die dem Motor zugeführte Brennstoffmenge regelt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform treibt die Achse 3 durch einen Hebel 14a und einen Stab 14 eine !Tadel 15 veränderlichen Profils an, welche axial in einer festen kalibrierten Öffnung 16 so verschieblich ist, daß jeder Stellung der IJadel 15 ein bestimmter Durchtrittsquerschnitt für den Brennstoff entspricht.

Anstatt durch eine Nadel kann das Dosierglied durch eine beliebige andere Vorrichtung gebildet werden, welche dem Brennstoff einen einstellbaren Durchtrittsquerschnitt bietet, z.B. einen drehbaren oder gleitenden Kolben.

Der Brennstoff wird einem Behälter 17 mit konstantem Pegel N entnommen, dessen oberer Teil unter einem Druck steht, welcher gleich dem in dem Lüfteinlauf der Leitung 1 vor allen Drosselorganen herrschenden ist. Der Brennstoff strömt nach seiner Dosierung durch das die Nadel 15 und die Öffnung 16 umfassende Glied durch einen Kanal 18, welcher ihn einer mit der Einlaßleitung hinter dem Hauptdrosselorgan 10 in Verbindung stehenden Kammer 19 zuführt.

Die Mündung 29 des Kanals 18 wird durch den ringförmigen Durchtrittsquerschnitt gebildet, welcher durch die Wand einer Öffnung 20 und ein etwa kegelstumpfförmiges, sich erweiterndes Endstück 21 begrenzt wird, welches von einem Stab 20 getragen wird und durch diesen längs der Achse der Öffnung 23 verschoben werden kann. Der Stab 20 ist fest mit einer beweglichen Membran 25 verbunden, welche die bewegliche Wand einer Kammer 26 bildet, welche eine Feder 27 enthält und durch eine Leitung 28 mit der Einlaßleitung hinter dem Hauptdrosselorgan 10 in Verbindung steht.

Die andere Seite der Membran steht unter dem in einer Kammer 24 herrschenden Atmosphärendruck.

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Die Kammer 19 steht ihrerseits durch eine Abzweigleitung 23 mit dem zwischen den beiden Drosselorganen 2 und 10 liegenden Abschnitt der Einlaßleitung in Verbindung.

Die "Vorrichtung arbeitet folgendermaßen.

Bei großen Luftmengen nehmen die Drosselorgane 2

und 10 etwa die in Fig. 1 dargestellten Stellungen ein. Der durch die Leitung 28 übertragene Unterdruck ist gering, und die Feder entspannt sich, wobei sie den Stab 20 vollständig in dem Sinn der Öffnung der Mündung 29 (in Fig. 1 und 2 nach links) verschiebt. Der Durchtrittsquerschnitt nimmt dann seinen größten Wert an (Fig. 2).

Der in der Kammer 19 herrschende Unterdruck wird dann der von der Abzweigleitung 23 übertragene, deren Querschnitt verhältnismäßig groß ist, er wird jedoch durch den in der Einlaßleitung vorhandenen Unterdruck verändert, welcher auf die Kammer 19 durch die Mündung 29 übertragen wird. Da jedoch die Luftmengen verhältnismäßig groß und die Drosselorgane 2 und 10 weit offen sind, sind die durch diese Drosselorgane 2 und 10 erzeugten Druckabfälle verhältnismäßig klein, und der in der Einlaßleitung hinter dem Drosselorgan 10 herrschende Unterdruck ist nicht erheblich, während die Unterschiede der Querschnitte der Durchlässe 29 und 23 trotzdem sehr beträchtlich bleiben. Dies hat zur Folge, daß der in der Kammer 19 herrschende Unterdruck ziemlich genau der gleiche ist, wie der in der Leitung 23 herrschende, d.h. in dem zwischen den Drosselorganen 2 und 10 liegenden Abschnitt der Einlaßleitung.

Der dosierte Brennstoff fließt daher unter der

Druckdifferenz zwischen dem Pegel N des Konstantpegelbehälters 17 und dem in der Kammer 19 herrschenden Unterdruck, welcher gleich dem in dem genannten Abschnitt der Leitung 1 herrschenden ist. Die durch das Hilfsdrosselorgan 2 strömende Luftmenge strömt unter der Druckdifferenz zwischen dem in dem Lufteinlauf der Leitung 1 herrschenden Druck und dem hinter dem Drosselorgan 2 herrschenden Druck, welcher der gleiche wie in 23 ist.

Luft und Brennstoff strömen daher unter der gleichen Druckdifferenz. Wenn man die Querschnitte für Luft und Brennstoff proportional macht, indem man der !Tadel 15 ein geeignetes Profil gibt, bleibt der Gehalt des Gemische konstant.

Wenn dagegen die Belastung und/oder die Drehzahl 709838/0552

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des Motors klein sind, sind die Drosselorgane 2 und 10 fast geschlossen. Der hinter dem Drosselorgan 10 herrschende Unterdruck ist dann sehr hoch, und wenn der Querschnitt der Mündung 29 unverändert bliebe, müßte eine Leitung 23 mit beträchtlichem Querschnitt vorgesehen werden, damit dieser starke Unterdruck nicht den in der Kammer 19 herrschende Unterdruck beeinflußt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hilft diesem Nachteil ab, welcher eine viel zu große ständige Luftmenge zur Folge hätte. Der durch die Leitung 28 übertragene Unterdruck wirkt auf die bewegliche Membran 25 und treibt sie (in Pig. 1 nach rechts) entgegen der Wirkung der Feder 27 an, wodurch der Teil größten Durchmessers des Endstücks 21 in den ringförmigen Durchlaß 22 kommt, wie in Fig. 3 dargestellt.

In diesem zweiten Fall ist der ringförmige Querschnitt der Mündung 29 stark verringert. Trotz der Größe des in der Einlaßleitung hinter dem Drosselorgan 10 herrschenden Unterdruck erhalten dann die Querschnitte der Mündung 29 bzw. der Leitung 23 solche Werte, daß der in der Kammer 19 herrschende Unterdruck praktisch der gleiche wie der in der Leitung 23 herrschende bleibt, d.h. in dem zwischen den beiden Drosselorganen 2 und 10 liegenden Abschnitt der Einlaßleitung.

Hieraus ergibt sich, daß die Arbeitsweise tatsächlich die oben erläuterte ist, wobei der Gehalt des Gemischs durch die Wirkung des in der Einlaßleitung hinter dem Drosselorgan 10 herrschenden Unterdrucks praktisch nicht beeinflußt wird.

Man sieht, daß insbesondere im Langsamlauf diese Ausbildung der Mündung 29 einen sehr kleinen ringförmigen Durchtrittsquerschnitt gibt, welcher den Vorteil besitzt, der Luft und dem Brennstoff, welche durch ihn strömen, eine große Geschwindigkeit zu erteilen und somit eine bessere Zerstäubung zu bewirken und insbesondere eine zu große Luftzufuhr im Langsamlauf zu verhindern, welche die Erzielung eines annehmbaren Langsamlaufs des Motors unmöglich machen wurden.

Bei der in Fig. 4 dargestellten AusführungsabWandlung (in welcher die bereits in Fig. 1 dargestellten Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind) ist das mechanische Dosierglied der Fig. 1 durch ein elektromagnetisches Dosiersystem ersetzt, welches wie das in der deutschen Patentschrift 2 006 651 be-

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schriebene ausgebildet sein kann.

Dieses Dosiersystem enthält einen Nocken 30, welcher von der Achse 3 des Drosselorgans 2 angetrieben wird und mit einer an einem Hebel 32 angebrachten Holle 31 zusammenwirkt. Dieser Hebel verändert bei seiner Drehung den Widerstand eines Potentiometers 33. Das Potentiometer 33 steuert eine elektronische Schaltung 34, welche z.B. einen Oszillator enthält, welcher Signale bestimmter Frequenz aber veränderlicher Dauer L einem Elektromagneten zuführt, welcher eine Nadel 36 betätigt, welche ein den Durchlaß einer kalibrierten Öffnung 37 schließendes Ventil bildet, welches den Konstantpegelbehälter 17 mit dem Kanal 18 in Verbindung setzt. Jedes dem Elektromagneten 35 einen Impuls von der Dauer L zuführende Signal erzeugt eine Öffnung des Ventils 36, welche ein Fliessen des Brennstoffs durch die Öffnung 37 ermöglicht. Die gesamte Öffnungszeit dieser Öffnung in der Zeiteinheit hängt daher von der Zahl von Signalen in der Zeiteinheit und ihrer Länge L ab. Letzten Endes hängt die in der Zeiteinheit gelieferte Flüssigkeitsmenge von der Stellung des Potentiometers 33 ab, welches die Länge L gemäß einem durch den Nocken 30 bestimmten Gesetz verändert. Das Profil des Nockens 30 gestattet die Einstellung der !Brennstoffmenge proportional zu der zugeführten Luftmenge, so daß man einen richtigen Gehalt des Gemischs bei allen Betriebsbedingungen des Motors erhält.

Das System, welches den Durchtrittsquerschnitt der Mündung 29 in Funktion der Belastung des Rotors moduliert, bleibt dasselbe.

Die Vorrichtung der Fig. 4 besitzt den Vorteil, keine mechanische Übertragung zwischen dem Organ 2 und dem Dosierglied aufzuweisen, was gestattet, die letztere an einer beliebigen Stelle anzubringen, und sogar häufig sehr weit von dem Organ 2 entfernt. Dies gestattet ferner, ebensoviele Dosierglieder zu benutzen, wie Zylinder vorhanden sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, ■ daß das Dosierglied'so ausgebildet werden kann, daß die Nadel 36 bei Fehlen einer Erregung des Elektromagneten 35 auf ihrem Sitz ruht, was gestattet, Leckaustritte von Brennstoff zu vermeiden, wenn der Motor stillsteht. Dieser Vorteil ist besonders wichtig bei sehr heißen Motoren, welche die Neigung zeigen,eine Perkolation in den Kanälen 18 hervorzurufen. Es genügt, das Dosiersystem in

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großer Nähe des Austritts des Brennstoffs anzuordnen, so daß jede Perkolationserscheinung einfach ein unschädliches Zurückdrücken des Brennstoffs zu dem Konstantpegelbehälter 17 zur Folge hat, anstatt eines Ausflusses von Brennstoff in die Einlaßleitung, wie dies bei den üblichen Vergasern der Pail ist.

Schließlich gestattet die Benutzung einer Elektronik 34, welche Rechteckimpulse veränderlicher Länge L und bestimmter Frequenz aussendet, die sehr leichte Einführung von Berichtigungen zur Veränderung der dem Motor zugeführten Brennstoffmenge, \fexw. nämlich das Potentiometer 33 die Länge L dieser Rechteckimpulse bestimmt, können ein oder mehrere Fühler 38 vorgesehen werden, welche entweder die Frequenz selbst beeinflußen, oder die Länge der Rechteckimpulse zur Veränderung dieser Elemente, so daß die gesamte Öffnungszeit der kalibrierten Öffnung 37 verändert wird, um die Brennstoffmenge für die gleiche Stellung der Klappe 2 zu verändern,und zwar in Funktion einer gewissen Zahl von äußeren Parametern. So kann z.B. ein für den Druck oder die Temperatur der Außenluft empfindlicher Fühler 38 die tatsächlich dem Motor zugeführte Brennstoffmenge so verändern, daß ein normaler Gehalt des Gemischs wiederhergestellt wird. Dieser Fühler kann eine beliebige bekannte Bauart haben. Er kann für die Temperatur oder den Druck der Luft, für die Temperatur des Wassers oder des Öls des Motors, für die Zusammensetzung der Auspuffgase, für die Betriebsbedingungen des Motors oder für einen beliebigen anderen Betriebsparameter des Motors empfindlich sein.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

π.ι Vergaser für Verbrennungsmotoren, welcher in seiner kinlaßleitung vor einem von dem Fahrer betätigten Hauptdrosselorgan ein Hilfsdrosselorgan aufweist, welches sich automatisch und stetig nach Maßgabe der Zunahme der durch diese Leitung strömenden Luftmenge öffnet und ein Dosierglied steuert, welches die Brennstoffmenge regelt, welche zu der Einlaßleitung hinter dem liauptdrosselorgan durch einen Kanal gesaugt wird, welcher durch eine Kammer (19) tritt, in welcher ein mit dem zwischen den beiden Drosselorganen liegenden Abschnitt der Einlaßleitung verbundene Abzweigleitung einen Druck herrschen läßt, welcher praktisch gleich dem in diesem Abschnitt herrschenden ist, gekennzeichnet durch Mittel (20, 21, 25), welche für wenigstens einen Betriebsparameter des kotor3 empfindlich sind und den Üteuerquerschnitt des die Kammer mit der Linlaßleitung (1) verbindenden Abschnitts des Kanals einstellen.
2. Vergaser nach Abspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel den LJ teuer quer schnitt in i'\inktion des Bedarfs des Motors an Brennstoff modulieren, d.h. diesen Querschnitt für kleine i3elastungen oder Drehzahlen des I-iotors verringern und ihn für hohe Drehzahlen oder Belastungen des Motors vergrößern.
3. Vergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerquerschnitt an der Mündung (29) des Kanals in die Einlaßleitung (1) angeordnet ist.
4. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel ein den üteuerquerschnitt begrenzendes Endstück (21) aufweisen, welches mit einer Membran (25) verbunden ist, deren eine Seite eine Kammer (26) begrenzt, welche mit der Einlaßleitung hinter dem Hauptdrosselorgan (10) in Verbindung steht.
5. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Kanal (18) und ein Dosierglied für jeden Zylinder des Motors aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierglied elektromagnetisch gesteuert wird und in unmittelbarer Nähe dieser Mittel angeordnet ist (Pig. 4).

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ORIGINAL INSPECTED