DE2756546A1

DE2756546A1 - Vergaser fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2756546A1
Application number: DE19772756546
Authority: DE
Inventors: H J Dr Henning; Heinz Dipl Ing Holzem
Original assignee: Pierburg Luftfahrtgerate Union GmbH
Current assignee: Pierburg Luftfahrtgerate Union GmbH
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1977-12-19
Publication date: 1979-06-21
Also published as: GB2010477A; JPS5490417A; FR2411973B1; US4271098A; FR2411973A1; GB2010477B

Description

Dn.-lng. Reimar König · Dip!.-!ng. Klaus Bergen

Cecilienallee 76 A Düsseldorf 3O Telefon 45ΞΟΟΒ Patentanwälte

T756546

15. Dezember 1977 31 773 B

Pierburg Luftfahrtgeräte Union GmbH, Bataverstraße 80

4040 Neuss / Rhein

"Vergaser für Verbrennungsmotoren"

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Verbrennungsmotoren mit einer Regelung zum Konstanthalten des Kraftstoff Vordrucks, die aus einer Abtasteinrichtung und einem von dieser automatisch betätigten Zuflußventil für den Kraftstoff besteht.

Vergaser benötigen für ihre einwandfreie Punktion die Einhaltung eines bestimmten Kraftstoff Vordruckes. Hierzu dient üblicherweise eine Niveauregulierung, die aus einer Niveauabtasteinrichtung und einem von dieser automatisch betätigten Zuführventil besteht. Als Niveauabtasteinrichtung wird im allgemeinen ein Schwimmer in einem vergleichsweise großen Schwimmergehäuse verwendet, der auf das meist als Nadelventil ausgebildete Zuflußventil, auch Schwimmernadelventil genannt, durch mechanische Übertragungsglieder derart einwirkt, daß dieses Ventil beim Ansteigen des Kraftstoffniveaus geschlossen, beim Absinken des Kraftstoffniveaus jedoch geöffnet wird.

Diese Art der Niveauregulierung hat sich zwar beim normalen Betrieb von Verbrennungsmotoren wegen ihrer Einfachheit bewahrt. Sie macht es aber praktisch un-

609825/0451

möglich, den augenblicklichen Kraftstoffverbrauch eines Motors genau zu erfassen, d.h. zu messen. Dies liegt daran, daß das Kraftstoffvolumen im Schwimmergehäuse relativ großen Schwankungen unterworfen ist. Diese Schwankungen entstehen einmal durch das sogenannte "Schwimmerpendeln", das insbesondere bei kleinen Durchflüssen durch die Reibung in der Schwimmerlagerung und die Adhäsionskraft am Schwimmernadelventil hervorgerufen wird. Ein weiterer Grund für die Schwankungen des Kraftstoffvolumens in der Schwimmerkammer liegt im Schwappen des Kraftstoffspiegels infolge Erschütterungen des Motors oder Bewegungen des Fahrzeugs, in dem der Motor montiert ist. Hierdurch wird der Schwimmer zu starken Bewegungen mit entsprechenden, nicht erwünschten Öffnungs- und Schließvorgängen des Schwimmernadelventils veranlaßt.

Für die auftretenden unterschiedlichen Kraftstoffvolumina wirkt das Schwimmergehäuse als Puffer oder Speicher, so daß der Kraftstoffzufluß zum Vergaser nicht dem Kraftstoffabfluß, d.h. dem tatsächlichen Verbrauch des Motors entspricht. Dies gleicht sich zwar über einen längeren Zeitraum aus, so daß Durchschnittsverbräuche genau gemessen und errechnet werden können. Beispielsweise im Versuchsbetrieb ist aber die genaue und kontinuierliche Erfassung des augenblicklichen Kraftstoffverbrauchs von Interesse, um die diesbezüglichen Auswirkungen von Änderungen am Vergaser, z.B. der Düsenbestückung, möglichst schnell zu erkennen und dadurch die Versuchszeit abkürzen zu können. Weiterhin können beim Test der Vergaser nach der Produktion beachtliche Verkürzungen der Testzeiten, d.h. wesentliche Einsparungen, erzielt werden. Der Bedarf nach einer Anzeige des augenblicklichen Kraftstoffverbrauchs beschränkt sich aber nicht nur auf den Test-

609825/OUi

und Versuchsbetrieb, sondern besteht im Zeichen hoher Kraftstoffpreise und Energieverknappung auch bei den Kraftfahrzeughaltern für den täglichen Betrieb, um die Fahrweise entsprechend anpassen zu können. Allerdings ist für die Einführung eines derartigen Kraftstoffverbrauchsmeßgerätes als Zusatzausrüstung ein akzeptabler Preis Voraussetzung. Das Gerät muß somit möglichst einfach und preisgünstig herzustellen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser der eingangs genannten Art zu schaffen, der auf einfache Weise auch die Messung des augenblicklichen Kraftstoffverbrauchs zuläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die das Zuflußventil steuernden Signale der Abtasteinrich tung auch für eine Durchflußmessung verwendet werden. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Regelung unstetig, vorzugsweise als Zweipunktregelung arbeitet. Eine derartige unstetige, d.h. impulsgesteuerte Regelung besitzt den besonderen Vorteil, daß die zum Einsatz kommenden Bauteile und Komponenten besonders kostengünstig sind. Dabei ist im Rahmen der Erfindung in speziellen Anwendungsfällen selbstverständlich anstelle der Zweipunktregelung auch eine Dreipunktregelung möglich.

Grundsätzlich ist für die βrfindungsgemäße Lehre die Abtastung in jeder denkbaren Art möglich, jedoch ist vorzugsweise als Abtasteinrichtung eine Niveauabtastung in einem mit einer Verteilerkammer verbundenen Steigrohr vorgesehen. Es muß jedoch wiederholt werden, daß diese

609825/CUSI

Art der Abtastung, nämlich die Niveauabtastung lediglich die bevorzugte Druckabtastung ist; es können beispielsweise auch Druckmeßgeräte od.dgl. zur Abtastung benutzt werden.

Die erfindungsgemäß in einem Steigrohr vorgesehene Niveauabtastung ist mit erheblichen, überraschenden Vorzügen verbunden. Die gegenüber einer Schwimmerkammer vergleichsweise geringe Flüssigkeitsoberfläche im Steigrohr bewirkt, daß ein Schwappen der Flüssigkeit nur in ganz untergeordnetem Maße auftreten kann. Darüber hinaus verursachen schon geringfügige Volumenänderungen relativ große Höhenänderungen des Kraftstoffniveaus im Steigrohr, die von der Niveauabtasteinrichtung schnell und ohne Verzögerung wahrgenommen werden und denen durch entsprechende Steuerung des Zuflußventils entgegengewirkt werden kann. Dies hat zur Folge, daß das jeweils im Vergaser befindliche Kraftstoffvolumen als nahezu konstant angesehen werden kann, so daß der Kraftstoffzufluß praktisch mit dem Kraftstoffabfluß, d.h. dem augenblicklichen Verbrauch des Motors, übereinstimmt. Der Durchfluß am Zuflußventil kann deshalb als Maß für diesen Kraftstoffverbrauch herangezogen werden. Da sich dieser Durchfluß aber praktisch proportional zu den Öffnungszeiten des Zuflußventils verhält, wenn der Druck in der Zuflußleitung konstant gehalten wird, können die elektrischen Signale, die bei der Niveauabtastung für die Steuerung des Zuflußventils erzeugt werden, gegebenenfalls nach entsprechender Umwandlung Eingangsgrößen für die Anzeige des Kraftstoffverbrauchs bilden. Auf diese Weise kann der momentane Kraftstoffverbrauch sichtbar gemacht werden. Mit der Erfindung wird also die mindest erforderliche Zeit für eine zuverlässige Messung herabgesetzt.

609825/iKSI

Diese durch die Reguliereinrichtung gemäß der Erfindung gegebene Möglichkeit erleichtert die Versuchs- und Einstellarbeit an neuen Vergasern und verkürzt die Testzeit für Vergaser in der Serienfertigung erheblich, da Einstelländerungen sofort bezüglich ihrer Auswirkungen auf den Kraftstoffverbrauch überprüft werden können. Die erzielbare Verkürzung der Testzeiten hat ferner zur Folge, daß die Anzahl der Prüfstände verringert werden kann oder diese für andere Zwecke zur Verfügung stehen.

Grundsätzlich wendet die Erfindung erstmals statt der relativ großen freien 9^^erfläche, die bisher für Schwimmer erforderlich war, die kleine Niveauoberfläche im Steigrohr an.

Das Steigrohr - im Sinne der Erfindung - weist einen geringen Querschnitt auf, da sich dann Volumenänderungen besonders schnell und deutlich zeigen, während die Einflüsse aufgrund von Schwappbewegungen dann praktisch vernachlässigbar sind. Aufgrund von Versuchen hat sich gezeigt, daß gute Ergebnisse dann erzielt werden, wenn der Querschnitt des Steigrohrs im Bereich von 0,3 bis 2 cm liegt. Der Querschnitt des Steigrohrs läßt sich aus der Beziehung

_F _ ^Bzu - ^Bab
St ~ —————— optimieren.

Ah · f_v

Hierbei ist:

2 Fg_t = Steigrohrquerschnitt in cm B = Fluß durch Zuflußventil in cm³/s

B . = Abfluß aus der Verteilerkammer zum Motor in cnr/s

Ö09825/04S*

-ß-

Δ h = Niveau-Differenz in cm

f = Schaltfrequenz des Zuflußventils in l/s bei konstanter Öffnungsdauer.

Damit wird die Niveauoberfläche etwa um eine Zehnerpotenz kleiner als bisher.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Niveauabtasteinrichtung berührungslos arbeitend ausgebildet. Eine derartige Niveauabtasteinrichtung hat den Vorteil, daß sie praktisch trägheitslos und rückwirkungsfrei anspricht, da die Abtastung nicht durch Reibung verfälscht wird. Dazu kann beispielsweise ein optisch arbeitender Abtastgeber vorgesehen sein. Als Alternative dazu bietet sich die Verwendung eines induktiv arbeitenden Abtastgebers an.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß der Abtastgeber an dem Steigrohr höhenverschieblich angeordnet ist. Diese Höhenverschieblichkeit hat insbesondere im Versuchsbetrieb Vorteile, da durch entsprechende Verstellung und damit Änderung des Absolutwertes des Niveaus das Kraftstoff-Luft-Verhältnis korrigiert werden kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß in dem Steigrohr ein Schwimmer angeordnet ist. Durch diesen Schwimmer werden Spritzer an der Oberfläche der Kraftstoffsäule vermieden; es entsteht durch die Oberkante des Schwimmers ein eindeutiges Signal. Das obere Ende des Steigrohrs ist dabei zweckmäßigerweise als mit dem Schwimmer zusammenwirkendes Ventil ausgebildet, so daß die dortige Belüftungsöffnung automatisch verschlossen wird, wenn durch irgendwelche Fehler das

909825/0461

Zuflußventil nicht schließt. Hierdurch wird ein Kraftstoffaustritt mit der Gefahr eines Vergaserbrandes zuverlässig vermieden.

Eine möglicherweise durch die erfindungsgemäße Abtasteinrichtung bedingte Vergrößerung der Vergaserabmessungen wird durch das geringere Verteilerkammervolumen zumindest ausgeglichen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Zuflußventil als Auf-Zu-Magnetventil ausgebildet ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Niveauregelung eine elektronische Schaltung für die Verarbeitung und Weiterleitung der elektrischen Signale aufweist. Diese elektronische Schaltung ist in der Lage, die von den Abtastgebern kommenden elektrischen Signale in Steuerbefehle für das Zuflußventil und in für das Kraftstoffverbrauchsmeßgerät verwertbare Signale umzuwandeln. Dabei ist es zweckmäßig, daß die elektronische Schaltung dem Durchfluß proportionale Signale erzeugt, da dies die Anzeige erleichtert.

Für die Steuerung des Zuflußventils stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. So kann vorgesehen werden, daß die Niveauabtasteinrichtung beim Absinken des Kraftstoff niveaus unter einen bestimmten abgetasteten Wert ein Signal zum öffnen des Zuflußventils für eine be_T stimmte, immer gleichbleibende Zeitspanne abgibt. Aufgrund der immer gleichbleibenden öffnungszeitspanne reagiert diese Art der Kraftstoffniveauregulierung auf eine Änderung des Kraftstoffverbrauchs durch entsprechende Erhöhung oder Erniedrigung der öffnungsfrequenz

9098 2 5/0451

des Zuflußventils.

Für die Messung des augenblicklichen Kraftstoffverbrauchs sieht die Erfindung vor, daß an die Regelung ein für die Aufnahme der Signale und deren Umwandlung in eine Durchflußmengengröße geeignetes Kraftstoffverbrauchsanzeigegerät angeschlossen ist.

Alternativ zu der oben genannten Art der Steuerung des Zuflußventils sieht die Erfindung vor, daß die Niveauabtaste inri chtung beim Ansteigen des Kraftstoffniveaus über einen bestimmten, abgetasteten Wert ein Signal zum Schließen des mit konstanter Frequenz öffnenden Zuflußventils erzeugt oder umgekehrt. Da die Öffnungsfrequenz des Zuflußventils in diesem Falle immer gleich ist, wird eine Niveauregulierung dadurch erzielt, daß das Zuflußventil so lange geöffnet bleibt, bis der abgetastete Wert wieder erreicht wird. Änderungen des Kraftstoffverbrauchs wird demnach durch entsprechende Änderungen der Öffnungszeiten Rechnung getragen. Hier ist die Steuerung im umgekehrten Sinne möglich, nämlich dadurch, daß die Abtasteinrichtung beim Absinken des Kraftstoffniveaus unter einen bestimmten, abgetasteten Wert ein Signal zum öffnen des mit konstanter Frequenz schließenden Zuflußventils erzeugt.

Eine weitere Variante für die Steuerung des Zuflußventils ergibt sich dadurch, daß die Niveauabtasteinrichtung bei Erreichen eines abgetasteten Höchstwertes für das Kraftstoffniveau ein Signal zum Schließen und bei Erreichen eines ebenfalls abgetasteten Niedrigstwertes ein Signal zum Öffnen des Zuflußventils erzeugt. Die Regulierung des Kraftstoffniveaus geschieht hier demnach mit zwei Abtastungen, so daß die Höhenschwankungen der Kraft-

stoffsäule im Gegensatz zu den vorerwähnten Steuerungsarten immer gleich bleiben. Änderungen des Kraftstoffverbrauchs folgt die Reguliereinrichtung durch Änderung der Öffnungszeit und -frequenz des Zuflußventils.

Schließlich kann die Niveauabtasteinrichtung auch so geschaltet werden, daß sie beim Unterschreiten eines eingestellten, abgetasteten Wertes für das Kraftstoffniveau ein Signal zum öffnen und beim Überschreiten desselben Wertes ein Signal zum Schließen des Zuflußventils erzeugt. Durch die physikalisch bedingten Totzeiten bei einem derartigen Ventil stellt sich eine vom Kraftstoffverbrauch und von der Totzeit abhängige Schwingung ein, mit der das Zuflußventil öffnet oder schließt. Bei von der Schwingungsfrequenz unabhängiger Totzeit, die elektronisch vorgegeben werden kann, und die wesentlich größer sein muß als die mechanisch bedingte Totzeit, reagiert auch hier die Reguliereinrichtung auf die Änderung des Kraftstoffverbrauchs durch entsprechende Erhöhung oder Erniedrigung der Öffnungszeit des Zuflußventils .

Die Messung des Kraftstoffverbrauchs bei den Reguliereinrichtungen, die eine Kraftstoffverbrauchsänderung mit einer Vergrößerung oder Verkleinerung der Öffnungszeiten des Zuflußventils beantworten, kann dadurch geschehen, daß an die Reguliereinrichtung ein für die Aufnahme der Öffnungszeit oder des Integrals der Öffnungszeit und für die Umwandlung in eine Durchflußmengenanzeige geeignetes Verbrauchsanzeigegerät angeschlossen wird. Dabei kann das Integral der Öffnungszeit durch hierfür bekannte Schaltungen entweder in dem Gerät selbst oder, gegebenenfalls, in der elektronischen Schaltung der Niveauabtasteinrichtung ermittelt werden.

809825/0Ut

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Vergaser mit elektronischer Niveauregulierung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein anders gestaltetes Steigrohr des Vergasers gemäß Fig. 1 mit Schwimmer;

Fig. 5 Diagramme zur Darstellung der frequenzmodulierten elektrischen Spannung am Zuflußventil des Vergasers gemäß Fig. 1 bei a) kleinem, b) mittlerem und c) großem Kraftstoffverbrauch;

Fig. 4 Diagramme zur Darstellung der Höhe der Kraftstoffsäule im Steigrohr des Vergasers gemäß Fig. 1 und bei a) kleinem, b) mittlerem und c) großem Kraftstoffverbrauch ;

Fig. 5 Diagramme zur Darstellung der Spannung bei PuIsdauer-moduliertem Zuflußventil des Vergasers gemäß Fig. 1 bei a) kleinem, b) mittlerem und c) großem Kraftstoffverbrauch und

Fig. 6 Diagramme zur Darstellung der Höhe der Kraftstoffsäule im Steigrohr des Vergasers gemäß Fig. 1 und 5 bei Pulsdauer-Modulation des Zuflußventils bei a) kleinem, b) mittlerem und c) großem Kraftstoffverbrauch.

Fig. 1 zeigt in schematischer Schnittdarstellung einen Vergaser 1. Dieser Vergaser 1 ist neben einem Ansaugrohr angeordnet, über das der nicht gezeigte Motor das Kraftstoff-Luft-Gemisch ansaugt. In diesem Ansaugrohr 2

09825/(HSI

te

ist eine Drosselklappe 3 zur Steuerung des Kraftstoff-Luft-Gemisches und oberhalb davon ein eine Querschnittsverengung aufweisender Lufttrichter 4 angeordnet.

In den Lufttrichter 4 mündet ein hier als einfache Leitung dargestelltes Mischrohr 5, das über eine Hauptdüse 6 mit einer Verteilerkammer 7 verbunden ist. Diese Verteilerkammer 7 wird von einer Zuflußleitung 8, über die Kraftstoff mit konstantem Druck von einem Tank mittels einer Kraftstoffpumpe herangeführt wird, gespeist, wenn ein vor der Einmündung in die Verteilerkammer 7 gelegenes Zuflußventil 9 geöffnet ist. Dieses Zuflußventil 9 ist als Magnetventil mit einer Spule 10 ausgebildet, die bei Beaufschlagung mit einer elektrischen Spannung den Ventilkegel 11 gegen J^a Wirkung einer Druckfeder 12 öffnet.

Die Verteilerkammer 7 verengt sich an ihrer Oberseite zu einem Steigrohr 13 vergleichsweise geringen Querschnitts. In diesem Steigrohr 13 befindet sich der Kraftstoffspiegel 13a, so daß die Verteilerkammer 7 selbst ständig gefüllt ist. An dem Steigrohr 13 ist eine berührungslose Niveauabtasteinrichtung 14 vorgesehen, die einen Abtastgeber 13 aufweist, der aus einer Lichtschrankenanordnung mit einer Lichtquelle 16 und einem Fotoempfänger 17 besteht, zwischen denen das in diesem Bereich mit zwei Fenstern 18 für den Lichtstrahldurchgang versehene Steigrohr 13 verläuft.

Der Abtastgeber 13 erzeugt in diesem Ausführungsbeispiel ein Signal, wenn die zunächst über den Fenstern 18 befindliche und dann als Lichtsperre wirkende Kraftstoffsäule infolge des über das Mischrohr 5 abfließenden Kraftstoffs unter die Fenster 18 absinkt. Dieses Signal

609825/046)

27S6546

wird von einer elektronischen Schaltung 19 aufgenommen und dort derart umgewandelt, daß es für die Steuerung des Zuflußventils 9 und darüber hinaus auch für ein KraftstoffVerbrauchsanzeigegerät, angedeutet durch den Pfeil 20 (Signal), geeignet ist. Es bewirkt dann, daß jedesmal für eine stets gleiche Zeitspanne die Spule 10 des Zuflußventils 9 mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird, so daß es für diese Zeitspanne geöffnet bleibt.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführung für die Abtastung des Kraftstoffniveaus in einer Detaildarstellung des Steigrohrs 13. Im Unterschied zur Ausführung gemäß Fig. 1 ist hier zusätzlich ein kleiner Schwimmer 21 vorgesehen, der insbesondere bei schnellen Frequenzen eine exaktere Blokkierung oder Freigabe des Lichtstromes des Abtastgebers 15 gewährleistet, da er ein Auftreten von Spritzern verhindert. Darüber hinaus dient dieser Schwimmer 21 dazu, die verjüngte obere Belüftungsöffnung 22 des Steigrohrs 13 dann zu verschließen, wenn durchjLrgendwelche Störungen, beispielsweise durch Verschmutzungen, das Zuflußventil 9 nicht wieder schließt.

Figur 3 zeigt in mit a, b und c bezeichneten Diagrammen die Spannung U an der Spule 10 des Zuflußventils 9 über der Zeit t bei kleinem, mittlerem und großem Kraftstoffverbrauch aufgetragen.

Wie schon oben dargelegt, wird mit Absinken des Kraftstoffniveaus unter die Fenster 18 in dem Steigrohr 13 durch den Abtastgeber 15 ein Signal im Zeitpunkt 23 erzeugt. Diese Zeitpunkte 23 sind in den Diagrammen durch die etwas langer nach oben ausgezogenen Striche

009825/0Λ53

dargestellt. Mit solchen Signalen wird über die elektronische Schaltung 19 sofort eine Spannung U an die Spule 10 angelegt, die um immer dieselbe öffnungszeitspanne 24 aufrecht erhalten wird, die der Öffnungszeit des Zuflußventils 9 entspricht. Durch den in die Verteilerkammer 7 einfließenden Kraftstoff wird der Kraftstoffspiegel 13a in dem Steigrohr 13 wieder über die Fenster 18 gehoben und damit der Strahlengang zwischen Lichtquelle 16 und Fotoempfänger 17 unterbrochen.

Je nach Menge des augenblicklichen aus der Verteilerkammer 7 in das Ansaugrohr 2 angesaugten Kraftstoffs und damit des Kraftstoffverbrauchs, ist der Zeitraum, bis der Kraftstoffspiegel 13a wieder unter die Fenster 18 gesunken ist und dann wieder ein Signal zu einem weiteren Zeitpunkt 23 ausgelöst wird, größer oder kleiner. Fig. 3a zeigt dabei ein relativ großes, durch den Doppelpfeil gekennzeichnetes Zeitintervall 25 zwischen zwei Signalen. Dies bedeutet, daß nur eine geringe Kraftstoffmenge in das Ansaugrohr 2 gelangt, der Kraftstoffspiegel 13a nach Schließen des Zuflußventils 9 nur langsam absinkt. In Fig. 3b ist das Zeitintervall 25 um die Hälfte verkürzt. Das Sinken des Kraftstoffspiegeis 13a im Steigrohr 13 und damit die Auslösung eines Signals geschieht deshalb in wesentlichen kürzeren Abschnitten, d.h. kleineren Zeitintervallen 25. Schließlich sind in Fig. 3c die Abstände zwischen dem Schließen und Öffnen des Zuflußventils 9 und damit die Zeitintervalle 25 zwischen den Signalen nur noch sehr gering, was großen Kraftstoffverbrauch anzeigt. Die Grenze, bei der diese Art von Niveauregulierung noch arbeitet, ist durch die Bedingung gegeben, daß das Zeitintervall 25 zwischen zwei Signalen um den Zeitraum des Rücksetzens der elektrischen Schaltung

909825/0453

19 und des Zuflußventils 9 in den Ausgangszustand größer ist als die stets konstante Offnungszeitspanne 24 des Zuflußventils 9.

Aus der Darstellung in diesen Diagrammen wird deutlich, daß aufgrund der immer konstant bleibenden Öffnungszeitspanne 24 des Zuflußventils 9 eine Änderung des Kraftstoffverbrauchs durch eine entsprechende Änderung der Abstände zwischen den Signalen 23 und damit deren Frequenz Rechnung getragen wird. Die Frequenz dieser Signale 23 kann neben der Steuerung des Zuflußventils 9 zusätzlich auch als Eingangsgröße für ein Anzeigegerät verwendet werden, das die Frequenz dann in eine Kraftstoffverbrauchsanzeige umwandelt. Da die Änderung des Kraftstoffvolumens in der Verteilerkammer 7 aufgrund der kleinen Oberfläche des Kraftstoffspiegeis 13a im Steigrohr 13 nur gering ist, entspricht der durch die Frequenzerfassung gemessene Kraftstoffzutritt über das Zuflußventil 9 praktisch dem Kraftstoffaustritt in das Ansaugrohr 2. Das die Signal- bzw. Öffnungsfrequenz verarbeitende Kraftstoff Verbrauchsmeßgerät zeigt somit unmittelbar den jeweils momentanen Kraftstoffverbrauch an.

In Fig. 4 ist die Höhe h der Kraftstoffsäule über der Zeit t aufgetragen, wobei die einzelnen, mit a, b und c bezeichneten Diagramme den mit den gleichen Buchstaben gekennzeichneten Diagrammen in Fig. 3 entsprechen.

Dabei ist zu erkennen, daß mit Auftreten des Signals 23 und damit öffnen des Zuflußventils 9 das Niveau der Kraftstoffsäule im Steigrohr 13 bis zum Schließen des Ventils zunächst ansteigt, um dann bis zum nächsten Signal 23 wieder abzufallen. Die Differenz zwischen dem

909825/0453

höchsten und niedrigsten Kraftstoffniveau wird dabei mit zunehmendem Kraftstoffverbrauch und damit höherer Signalbzw, öffnungsfrequenz kleiner. Dies liegt daran, daß der Kraftstoffausfluß in das Ansaugrohr 2 sich mit zunehmendem Kraftstoffverbrauch immer mehr dem Kraftstoffzufluß in der Öffnungsphase des Zuflußventils 9 annähert. Die bei großem Kraftstoffverbrauch (Fig. 4c) nur geringe Erhöhung des Kraftstoffniveaus in der Öffnungsdauer 24 des Zuflußventils 9 und die schnelle Abnahme des Kraftstoffniveaus bei geschlossenem Zuflußventil 9 bewirken, daß das Zeitintervall 25 stark verkürzt ist.

Die Fig. 5 und 6 zeigen mit der gleichen Darstellungsweise wie in den Fig. 3 und 4 die Spannung U an der Spule 10 des Zuixußventils 9 über der Zeit t (Fig. 5) und die dazu gehörenden Höhenschwankungen der Kraftstoffsäule im Steigrohr 13 (Fig. 6) bei a) kleinem, b) mittlerem und c) hohem Kraftstoffverbrauch, wenn eine andere Auslegung der elektronischen Schaltung 19 zur Anwendung kommt.

Aus diesen beiden Figuren ist zu erkennen, daß die elektronische Schaltung 19 hier nicht für eine immer gleichbleibende öffnungszeitspanne, sondern einen immer gleichen Öffnungszeitpunkt sorgt. Signal- und Öffnungsfrequenz sind also hier im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 4 konstant. Den Änderungen des Kraftstoffaustritts aus der Verteilerkammer 7 aufgrund unterschiedlichen Kraftstoffverbrauchs wird hier dadurch Rechnung getragen, daß die öffnungszeitspannen 24 verändert werden. Hierzu ist die Lichtschranke mit Lichtquelle 16 und Fotoempfänger 17 gemäß Fig. 1 oder 2 so ausgelegt, daß sie dann ein Signal abgibt, wenn der

909825/0453

Lichtstrahl nach Öffnen des Zuflußventils 9 durch die
steigende Kraftstoffsäule unterbrochen wird. Durch die Lichtschranke wird also das obere Kraftstoffniveau begrenzt. Mit Unterbrechen des Lichtstrahls wird das Zuflußventil 9 geschlossen und nach einem immer gleichen Zeitintervall 25, gemessen vom vorhergehenden öffnungszeitpunkt 26, wieder geöffnet.

Bei dieser Art der elektronischen Schaltung 19 muß die Öffnungszeit des Zuflußventils 9 für die Ermittlung des Kraftstoffverbrauchs herangezogen werden. Dies geschieht durch schaltungstechnisches Integrieren der Öffnungsdauer 24 des Zuflußventils 9 entweder in der elektronischen
Schaltung 19 selbst oder in dem Anzeigegerät und anschließende Umwandlung in einen Anzeigewert der augenblicklichen Durchflußmenge.

909825/0453

-«DA-

Leerseite

Claims

-Vt-

Pierburg Luftfahrtgerate Union GmbH, Bataverstraße 80

4040 Neuss / Rhein

Patentansprüche;

) Vergaser für Verbrennungsmotoren mit einer Regelung zum Konstanthalten des KraftstoffVordrucks, die aus einer Abtasteinrichtung und einem von dieser automatisch betätigten Zuflußventil für den Kraftstoff besteht, dadurch gekennzeichnet

daß die das Zuflußventil steuernden Signale der Abtasteinrichtung auch für eine Durchflußmessung verwendet werden.
2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß die Regelung unstetig, vorzugsweise als Zweipunktregelung arbeitet.
3. Vergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß als Abtasteinrichtung eine Niveauabtastung in einem mit einer Verteilerkammer verbundenen Steigrohr vorgesehen ist.
4. Vergaser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine berührungslos arbeitende Niveauabtasteinrichtung (14).
5. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Niveauabtasteinrichtung (14) einen optisch arbeitenden Abtastgeber (15) aufweist.

609825/04 t I ORIe₁NALINSPECTE₀

- ie -

a 27b6546
6. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Niveauabtasteinrichtung (14) einen induktiv arbeitenden Abtastgeber aufweist.
7. Vergaser nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Abtastgeber an dem Steigrohr (13) höhenverstellbar angeordnet ist.
8. Vergaser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steigrohr (13) ein Schwimmer (21) angeordnet ist.
9. Vergaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das obere Ende (23) des Steigrohrs (13) als mit dem Schwimmer (21) zusammen wirkendes Ventil ausgebildet ist.
10. Vergaser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Niveauregelung eine elektronische Schaltung für die Verarbeitung und Weiterleitung der elektrischen Signale (20, 23) aufweist.
11. Vergaser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die elektronische Schaltung dem Durchfluß proportionale Signale (20) erzeugt.
12. Vergaser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Niveauabtasteinrichtung (14) beim Absinken des Kraftstoffniveaus unter einen bestimmten, abge-

909825/045

tasteten Wert ein Signal (23) zum Öffnen des Zuflußventils (9) für eine bestimmte, immer gleichbleibende Zeitspanne abgibt.
13. Vergaser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß an die Regelung ein für die Aufnahme der Frequenz der Signale (20) und deren Umwandlung in eine Durchflußmengengröße geeignetes Kraftstoffverbrauchsanzeigegerät angeschlossen ist.
14. Vergaser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Niveauabtasteinrichtung (14) beim Ansteigen des Kraftstoffniveaus über einen bestimmten, abgetasteten Wert ein Signal (23) zum Schließen cte mit konstanter Frequenz öffnenden Zuflußventils (9) erzeugt oder umgekehrt.
15. Vergaser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Niveauabtasteinrichtung (14) beim Erreichen eines abgetasteten Höchstwertes für das Kraftstoffniveau ein Signal zum Schließen und beim Erreichen eines ebenfalls abgetasteten Niedrigstwertes ein Signal zum öffnen des Zuflußventils (9) erzeugt.
16. Vergaser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Niveauabtasteinrichtung (14) beim Unterschreiten eines eingestellten, abgetasteten Wertes für das Kraftstoffniveau ein Signal zum öffnen und beim Über-

909825/04S

schreiten desselben Wertes ein Signal zum Schließen des Zuflußventils (9) erzeugt.
17. Vergaser nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 Ms 16, dadurch gekennzeichnet, daß an die Regelung ein für die Aufnahme der Öffnungszeit oder das Integral der Öffnungszeit und für die Umwandlung in eine Durchflußmengengröße geeignetes Kraftstoffverbrauchsanzeigegerät angeschlossen ist.

800825/(HSt