DE2719749C2

DE2719749C2 - Vergaseranordnung

Info

Publication number: DE2719749C2
Application number: DE2719749A
Authority: DE
Inventors: Takaaki Itou; Kazuo Susono Shizuoka Kikuchi; Masami Toyota Aichi Konishi; Norihiko Mishima Shizuoka Nakamura
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1976-12-29
Filing date: 1977-05-03
Publication date: 1981-09-17
Also published as: JPS5382933A; DE2719749A1; US4071585A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vergaseranord-•ung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I. Eine •olchc ist aus der DE-OS 19 58 797 bekannt.

Bei Gleichdruckvergasern üblicher Bauart besteht die Schwierigkeit, daß die QuerschnittsgröDe des Ringspallcs art der Nadeldüse in sehr engen Grenzen auf die herrschende Querschnillsgrößc der Venturi-Öffnung eingestellt sein muß, damit sich das richtige Luft/Kraftstöffverhältnis in der Mischkammer einstellt. Diese Schwierigkeit ist auch bei deitl ö, g. Vergaser vorhanden. Wie Piefbufg in seinem bekannten Buch über Vergaser schreibt, hat sorgaf die Nadelsleltung innerhalb der Nadeldüse einen Einfluß auf das

Mischungsverhältnis, so daß, um eindeutige Verhältnisse zu erzielen, eine Lösung dieser Problematik bekanntgeworden ist, bei der die Düsennadel einseitig gegen die Wand der Nadeldüse gedrückt wird. Hierdurch wird ί zweifellos ein vorzeitiger Verschleiß an Nadel und Nadeldüse hervorgerufen.

Die Erfindung geht von der Vorstellung aus, daß man diese mechanischen Schwierigkeiten vermeiden kann, wenn man den Querschnitt des Ringspaltes zwischen

in Nadel und Nadeldüse vergrößert, weil dann kleine Toleranzen nicht mehr so stark ins Gewicht fallen. Nun hat aber eine Vergrößerung des Ringspaltes bei konstantem Venturi-Öffnungsquerschnitt eine Zunahme des Kraftstoffanteils des im Vergaser gebildeten

1Ί 'Gemisches zur Folge. Dennoch geht die Erfindung von dem vorstehend erwähnten Gedanken aus, der im Stand der Technik selbst noch nicht angesprochen ist. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vergaseranordnung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß Nadeldüse und Düsennadel eine lange Lebensdauer aufweisen und in aiien Stellungen der Nadel in der Düse eine erforderliche Kraftstoffmengenzumessung sichergestellt wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden

2^r, Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schlägt ein System vor, mit dessen Hilfe an der Kraftsioffzulaufseite der Nadeldüse ein Unterdruck erzeugt werden kann, damit sich die Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der

i» Nadeldüse verringm und die zugeführte Kraftstoffinenge vermindert werden kann.

Die Erfindung ermöglicht es darüber hinaus auf sehr elegante Art, die Kraftstoffmenge im Verhältnis zur Luftmenge in Abhängigkeit von Betriebszuständen der

v> mit der Vergaseranordnung ausgerüsteten Brennkraftmaschine zu verändern, indem der auf der Kraftstoffzulaufseite der Nadeldüse herrschende Unterdruck in entsprechender Weise beeinflußt wird. Derartige Merkmale sind Gegenstand iier Urucransprüche. Man kann mit ihnen erreichen, daß auf eine Starterklappe (Choke) im Vergaser verzichtet werden kann.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an einer ersten Ausführungsform und an einer die Weiterbildungen aufweisenden zweiten

•t^r> Ausführungsform näher erläutert werden.

In Fig. 1 ist ein Vergasergehäuse 1 dargestellt mit einem Ansaugkanal 2, in welchem eine Drosselklappe 3 zur Beeinflussung der Motorleistung und eine Starterklappe 4 (Choke) angeordnet sind. Die zugeführle

v> Frischluft durchströmt in Richtung des Pfeiles A den Ansaugkanal 2. Mit 5 ist ein äußeres Gehäuseteil bezeichnet, welches im Innern einen hohlen Führungszylinder 6 aufweist, der sich in der Mitte nach unten erstreckt. Ein Saugkolben 7 ist in ein Führungsloch 8

v> eingesetzt, das im Vergasergehäuse I ausgebildet ist. Dieser Kolben 7 ist senkrecht zur Achse des AnsaugkanaK 2 beweglich. Am Saugkolben 7 ist eine Kolbenstange 9 ausgebildet, die sich nach oben erstreckt. Diese Kolbenstange 9 ist gleitbar in den Führungsiylindcr 6 eingeschoben. Eine Unterdruckkammer 10 und eine unter atmosphärischem Druck siehende Kammer 11 werden von einem Kragen des Kolbens 7 voneinander getrennt. Die Unterdruckkammer 10 ist stromabwärts Vom Venturi-Ort öder Von der Stirnseite des Kolbens 7 und der Wand des Ansaugkanals 2 gebildeten Venturi-Düse über eine Ansaugöffnung 12 mit dem Ansaugkanal 2 Verbunden. Auf diese Weise wird in der Kammer 1Ö ein Unterdruck

hervorgerufen. Andererseits steht die Kammer 11 mit einem stromauf der Venturi-Düse in den Ansaugkanal 2 mündenden Belüftungsöffnung 13 mit dem Ansaugkanal

2 in Verbindung. Sie erhält durch diese Öffnung 13 hindurch einen etwa atmosphärischen Druck. Zwischen > dem Kolben 7 und dem äußeren Gehäuse 5 ist eine Schraubendruckfeder 14 angeordnet, welche den Kolben 7 nach unten drückt. Die Kolbenstange 9 ist hohl und mit öl 15 g-tüllL Ein darin befindlicher Dämpfer 17 ist an einer Deckelschraube 16 befestigt. Von der m unteren Stirnseite des Kolbens 7 ragt eine Nadel 18 nach unten, deren Querschnitt gegen ihr freies Ende zu allmählich abnimmt. Im Vergasergehäuse 1 ist weiterhin eine Kraftstoffkammer 19 ausgebildet, welche an ihrem oberen Ende eine Düse 20 aufweist, über die sie mit dem ι. Ansaugkanal 2 in Verbindung steht. Die Nadel 18 ragt in diese Düse 20 hinein und bildet mit ihr einen ringförmigen Spalt 21 (Ring- oder Nadeldüse) aus, dessen Querschnitt durch Auf- und Abbewegung der Nadel 18 verändert werden kann. .·ι>

Gemäß der Erfindung r>t ei;;e Kraftstuff-Uinwäizpumpe 24 vorgesehen, die den in einem Kraftstofftank 22 enthaltenen Kraftstoff über eine Saugleitwng 23a ansaugt und über eine Rückleitung 23b in den Kraftstofftank 22 zurückführt. Weiterhin ist in der y, Saugleitung 23a eine Rohrverengung 25 ausgebildet. Wenn die in den Leitungen 23a und 236 zirkulierende Kraftstoffmenge wesentlich größer ist als die durch die Düse 20 in die angesaugte Luft eingespritzte Kraftstoffmenge, dann muß eine Umwälzpumpe 24 verwendet in werden, die ständig mit konstanter Drehzahl, beispielsweise von einem Elektromotor, angetrieben wird. Durch die Verwendung einer Umwälzpumpe wird der in dem Leitungsabschnitt 23c stromabwärts von der Rohrverengung 25 enthaltene Kraftstoff unter einem konstanten r» Unterdruck gehalten. Es sei betont, daß auch eine vom Motor betriebene Umwälzpumpe verwendet werden kann. In diesem Falle hängt die umgewälzte Treibstoffmenge von der Drehzahl des Motors ab. Der Unterdruck i/i dem Leitungsabschnitt 23cwird somit mit -to steigender Motordrehzahl größen Damit dieser Unterdruck konstant bleibt, muß parallel zur Rohr/erengung 25 eine Nebenschlußleitung 81 angeordnet werden, in welcher ein Druckregelventil 82 angeordnet ist, welches sich öffnet, wenn der Unterdruck im Leitungsabschnitt ■*'> 23c über einen vorgegebenen Wert steigt. Der Leitungsabschnitt 23c in welchem der Treibstoff einem Unterdruck ausgesetzt ist. Meht über eine Verbindungsleitung 23dmit der Kraftstoffkammer 19 in Verbindung und führt dieser einen konstanten Unterdruck zu. in

F i g. 2 zeigt eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 1. Der Rohrverengung 25 ist eine Nebenschlußleitung 32 parallelgeschaltet. In der Nebenschlußleitung 32 sind mehrere Durcbflußsteuerventile angeordnet. Diese Steuerventile dienen dazu, den Anteil der an der *,*, Rohrverengung 25 vorbeiströmenden Kraftstoffmenge zu verändern und hierdurch über die Verbindungslei lung lid die Größe des Unterdrucks in der Kraftstoffkammer 19 zu verändern.

Ein erstes Steuerventil 33 enthalt eine Druckdose 34, &o die mit dem Ansaügkanal 2 stromab von der Drosselklappe 3 über eine Unterdruckleitung 42 Verbunden ist. Ein Ventilkörper 45 dient, von der Druckdose 34 gesteuert, zum Einstellen des Öffnungsi}uerschnitts einer Wntilöffnung in Abhängigkeit von ts der Maschinenbelastung,

Wenn der ÖffnüngsqueiSchnitl an der Drosselklappe

3 relativ klein Ut, d. h. wenn die Brennkraftmaschine

unter schwacher Last läuft, wird der Ventilkörper 45 in einer Lag? gehalten, in welcher er die Ventilöffnurg verschließt. Wenn dagegen die Brennkraftmaschine unter hoher Last läuft, dann öffnet der Ventükörper 45. Auf diese Weise kann durch die Nebenschlußleitung 32 eine größere Kraftstoff menge an der Rohrverengung 25 vorbeifließen, wodurch der Unterdruck in dem Leitungsabschnitt 23c herabgesetzt wird bzw. der absolute Druck steigt. Auf diese Weise steigt die Druckdifferenz zwischen der Kraftstoffkammer 19 und dem Venturi-Teil B stark an und es wird eine relativ große Kraftstoffmenge durch die Düse 20 in den Ansaugkanal 2 eingespritzt.

Ein zweites Steuerventil 47 enthält ein Wachsventil 48 und ist mit dem ersten Ventil 33 hintereinandergeschaltet. Sein Öffnungsquerschnitt wird von einem Ventilkörper 54 verändert, welcher mit dem Wachsventil 48 verbunden ist. Das Wachsventil 48 ist der Temperatur des Motorraumes des Fahrzeugs ausgesetzt. Wenn die Temperatur im Motorraum relativ ·. drig ist, wird der Ventilkörper 54 vom Wachsventil 4h ir Offensteiiung gehalten. Ist die Temperatur im Motorraum hoch, dann bewegt sicm der Ventilkörper 54 nach rechts und verschließt die Ventilöffnung. Auf diese Weise wird die Menge ies an der Rohrverengung 25 vorbeigeleiteten Kraftstoffs reduziert. Als Folge davon wird der Unterdruck im Leitungsabschnitt 23c größer, die Druckdifferenz zwischen der Kraftstoffkammer 19 und dem Venturi-Teil B nimmt ab und dementsprechend wird die dem Ansaugkana! 2 von der Düse 20 zugeführtc Kraftstoffmenge bei gleichbleibender Luftmenge verringert.

Ein drittes Steuerventil 55 enthält einen barometrischen Antrieb 56 und ist mit dem zweiten Steuerventil 47 in Reihe geschaltet. Sein Auslaß ist mit dem Leitungsabschnitt 23c verbunden. Der barometrische Antrieb 56 ist mit einer Düsennadel 61 verbunden. Wenn die Brennkraftmaschine in Atmosphäre ge. ingen Luftdrucks betrieben wird, wie es beispielsweise im Hochgebirge der Fall ist, dann wird der Querschnitt an dei Düse von der Nadel 61 verringert und als Folge der Anteil des zum Leitungsabschnitt 23c abgeleiteten Kraftstoffs entsprechend verringert. Auf diese Weise steigt der Unterdruck dort an. Die Druckdifferenz zwischen der Kraftstoffkammer 19 und dem Venturi-Teil B wird dadurch kleiner, die Menge des in den Ansaugkanal 2 eingespritzten Kraftstoffs wird geringer.

Ein viertes Steuerventil 64 enthält einen Elektromagneten 65. Der Einlaß dieses Ventils ist stromaufwärts mit der Saugleitung 23a verbunden, während der Auslaß mit dem Leitungsabschnitt 23c verbunden ist. Die Ventilöffnung kann von einem Ventilteller 70 verschlossen ν ';rc!en. welcher am Anker des Elektromagneten 65 befestigt ist. Die Magnetspule des Elektromagneten 65 ist über einen ScI alter 71 mit einer Stromquelle 72 verbunden. Dieser Schalter 71 ist mit dein Zündschalter der Brennkraftmaschine gekoppelt und wird in den Einschaltzustand versetzt, wenn der Anlasser zum Starten betätigt wird. Wenn der Schalter 71 sich im Einschaltzubtand befindet, dann wird die Spule dts Elektromagneten 65 mit Strom versorgt. Als Folge bewegt sich der Ventilteller 70 in Fig. 2 nach rechts, wodurch sich der Strömungsquerschnitt öffnet, welcher erheblich größer ist als der der Rohrverengung 25. Beim Starten wird daher def Druck in der Verbindungsleitung 23c/ gleich dem atmosphärischen Druck und als Folge davon die Druckdifferenz zwischen der Kraftstoffkammer 19 und dem Venturi-Teil S extrem eroß. Daher wird

beim Starten der Brennkraftmaschine eine große Kraftstoffmenge in den Ansaugkanal 2 eingespritzt.

Ein fünftes Steuerventil 73 enthält ein Wachsventii 74. Der Einlaß dieses Ventils ist stromaufwärts mit der Saugleitung 23a verbunden, während der Auslaß mit dem Leitungsabschnitl 23c verbunden ist. Die Ventilöffnung ist von einem Ventilkörper 79 im Öffnuhgsquerschnitt veränderbar, welcher mit dem Wachsventil 74 verbunden ist. Das Wachsventil 74 wird vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine umspült, so daß es in der Lage ist, unmittelbar auf deren Temperatur zu reagieren. Wenn die Temperatur des Kühlwassers relativ niedrig ist, wird der Ventilkörper 79 in einem Zustand gehalten, in welchem die Ventilöffnung geöffnet ist, Als Folge wird der Druck im Leitungsabschnitt 23c etwa gleich dem atmosphärischen Luftdruck, so daß eine große Kraftstoffmenge in den Ansnugkanal 2 eingespritzt wird. Steigt die Temperatur des Kühlwassers an, dann bewegt sich der Ventilkörper 79 in Fig.2 nach rechts und verringert allmählich den Öffnungsquerschnitt der Ventilöffnung. Als Folge davon wird die durch die Nebenschlußleitung 82 die Rohrverengung 25 passierende Kraftstoffmenge allmählich verringert, so daß der Unterdruck in dem Leilungsabschnitt 23c allmählich ansteigt, wodurch sich die Druckdifferenz zwischen der Kraftstoffkammer 19 und dem Venturi-Teil B verringert. Wenn die Temperatur des Kühlwassers über einen vorbestimmten Wert angestiegen ist, dann ist die Ventilöffnung vollständig verschlossen.

Mit Hilfe der fünf Steuerventile 33, 47, 55, 64 und 73 kann der Anteil des in den Ansaugkanal 2 eingespritzten , Kraftstoffs gesteigert werden₍ wenn die Brennkraftmaschine stark belastet wird, er kann noch weiter gesteigert werden, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird. Außerdem Wird die eingespritzte Kraftstoffmenge verringert, wenn die Kühlwassertem-

IM peratur der Brennkraftmaschine ansteigt und/oder wenn der atmosphärische Luftdruck geringer als üblich ist. Weiterhin kann die zugefühfte Kraftstoffmenge verringert werden, wenn die Temperatur der angesaugten Luft ansteigt, weil eines der Ventile auf die

Γι Temperatur im Motorraum des Fahrzeugs reagiert.

Es sei hervorgehoben, daß bei der Ausführungsform nach Fig.2 auf eine Starterklappe vollkommen verzichtet werden kann, weil die der Brennkraftmaschine sowohl beim Starten als auch kurz danach zugeführte

in Kraftstoffmenge sich in Abhängigkeit von der Maschinentemperatur und der Zündschlüsselstellung ändert. Die Nachteile, die sich bei den bekannten Fahrzeugen durch das versehentliche Unterlassen der Rückstellung der Starterklappe bei inzwischen warm gewordener

>i Maschine ergeben, sind nicht mehr vorhanden. Daher ist eine erhebliche Verringerung der Schadstöffanteile in den Abgasen sichergestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vergaseranordnung für eine Brennkraftmaschine mit einem Venturi-Vergaser, bestehend aus einem Gehäuse mit einem darin ausgebildeten Ansaugkanal, einem quer zum Ansaugkanal beweglichen Kolben, dessen Stirnseite mit der Innenwand des Ansaugkanals eine Venturi-Düse bildet, deren Querschnitt sich in Abhängigkeit der pro Zeiteinheit angesaugten Luftmenge derart ändert, daß die Geschwindigkeit der durch die Venturi-Düse strömenden Luft auf einem konstanten Wert bleibt, einer in der Innenwand des Ansaugkanals gegenüber der Stirnseite des Kolbens angeordneten Düse, in welche unter Ausbildung eines Ringspaltes veränderbaren Querschnitts eine an dem Kolben befestigte Düsennadel ragt, und einer unter dem Ringspalt befindlichen Kraftstoffkammer, d a durch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffkammer (1&) über eine Zuführungsleitung (23d) mit einer Kraftstoffringieitung (23a, 23b. 23cy verbunden ist, in welcher ein Kraftstofftank (22). eine Umwälzpumpe (24) und eine Rohrverengung (25) angeordnet sind, welch letztere eine Zone niedrigen Drucks erzeugt, an welche die Zuführungsleitung (23d)angeschlossen ist.

2. Vergaseranordnung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffringieitung (23a 23b. 23c) eine Nebenschlußleitung (32) enthält, die die Zone niedrigen Drucks mit dem Kraftstofftank (22) verbinde und in welcher sich mehrere, den Durchfluß durch die Nipderdrr-kzone beeinflussende Ventile (33,47,55,64, 73) belmden.

3. Vergaseranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Ventile (33) in der Nebenschlußleitung (32) durch den im Ansaugkanal (2) der Brennkraftmaschine stromabwärts von der Venluri-Düse ^herrschenden Druck gesteuert ist.

4. Vergaseranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Ventile (47) in der Nebenschlußleitung (32) durch die Umgebungstemperatur der mit der Vergaseranordnung ausgerüsteten Brennkraftmaschine gesteuert ist.

5. Vergaseranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Ventile (55) in der Nebenschlußleitung (32) durch den herrschenden Umgebungsdruck gesteuert ist.

6. Vergaseranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Ventile (73) in der Nebenschlußleitung (32) durch die Temperatur der Brennkraftmaschine gesteuert ist.