DE2907812A1

DE2907812A1 - Verfahren zum betrieb einer vergaseranlage fuer mehrzylinder-brennkraftmaschinen und vergaseranlage zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2907812A1
Application number: DE19792907812
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Ing Mader
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1979-02-28
Filing date: 1979-02-28
Publication date: 1980-09-04
Also published as: GB2043785B; US4346682A; IT8020066A0; GB2043785A; IT1140672B; FR2450359A1; JPS55119931A; DE2907812C2

Description

BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8000 München

Verfahren zum Betrieb einer Vergaseranlage für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen und Vergaseranlage zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Vergaseranlage für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen und eine Vergaseranlage zur Durchführung dieses Verfahrens. Sie geht aus von einem Arbeitsverfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffes von_oAnspruch 1 und von einer Vergaseranlage mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 3.

Bei einer bekannten Vergaseranlage (DE-OS 26 13 679) werden zum Vermeiden des Entmischens der Gemischanteile in langen Gemischleitungen die gesamten Gemischanteile für den Leerlaufbetrieb durch die gesonderten Luft- und Kraftstoff leitungen geführt und deren Gesamtmenge und Mischungsverhältnis an der Mündungsstelle mittels je einer Leerlaufeinstellschraube bestimmt. Somit sind bei der dort angeregten Anwendung für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen eine Vielzahl von Einstellschrauben erforderlich, was nicht nur einen hohen Bauaufwand, sondern auch kaum beherrschbare Einstellprobleme für die Wartung ergibt. Eine Verteilung des Gemisches auf die einzelnen Zylinder nach der Zusammenführung der Gemischanteile würde wiederum zu dem dort beschriebenen Nachteil des Entmischens führen. Darüber hinaus weist die bekannte Vergaseranlage keine während des Betriebes der Brennkraftmaschine selbsttätig veränderliche Mengen- und Gemischsteuerung auf, sondern lediglich eine festlegbare Einstellung für den betriebswarmen Zustand der Maschine.

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Gemischanteile nahe den Einlaßventilen zusammengeführt werden, ohne daß hierfür ein mehrfacher Aufwand an Steuervorrichtungen an den Mischstellen notwendig ist. Außerdem soll die Erfindung eine zentrale veränderliche Gemischsteuerung für verschiedene und veränderliche Betriebszustände ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 vor. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß trotz kosten- und wartungsgünstiger zentraler Steuerung der Gemischanteile deren exakte Mischung unmittelbar an den einzelnen Mündungen in die Einzelsaugrohre erfolgt. Durch diese Arbeitsweise können auch instabile Betriebszustände durch entsprechende Ausbildung der Steuervorrichtungen mit relativ geringem Bauaufwand beherrscht werden, wie z.B. mit einem üblichen Vergaser, der gemäß der Erfindung diese Steuervorrichtungen enthält und von dem die gesonderten Luft- und Kraftstoffleitungen über ^e einen Verteiler zu den einzelnen Mündungen führen. Durch die Zufuhr des Hauptanteiles der Ansaugluft durch die Einzelsaugrohre und des Kraftstoffes sowie der Korrekturluft in getrennten Leitungen kann nicht nur der Leerlaufbetrieb bei betriebswarmer Maschine, sondern auch anreicherungsbedürftige Betriebszustände, wie Anlassen, Warmlauf und Beschleunigung, mit gleichmäßiger Gemischbildung beherrscht werden. Daraus ergeben sich besonders gute Verbrauchswerte, Abgaswerte und Betriebseigenschaften der Brennkraftmaschine.

Bei der Weiterbildung nach den Merkmalen des Anspruches 2 werden die gesonderten Kraftstoffleitungen zusätzlich

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für eine mit Pumpendruck betriebene Anreicherung des Gemisches ausgenutzt, wie z.B. für eine Beschleunigungsanreicherung.

Im Anspruch 3 ist eine Vergaseranlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1 beansprucht.

Die Ansprüche 4 bis 15 enthalten Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Vergaseranlage nach Anspruch 3·

Die Merkmale der Ansprüche 4 bis 7 haben vorteilhafte Lösungen für die Gemischsteuerung während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine zum Gegenstand. Eine besonders vorteilhafte Lösung enthalten die Merkmale des Anspruches 6, bei der ein einziges Luftventil sowohl als Steuervorrichtung für den Hauptanteil der Ansaugluft als auch für die Korrekturluft dient.

Die Merkmale des Anspruches 8 sehen eine mit der Drosselklappe des Vergasers zusammenwirkende Anreicherungssteuerung des Gemisches für bestimmte Betriebszustände vor.

Die Merkmale des Anspruches 9 enthalten eine Lösung für die Bestimmung der Grundeinstellung der Korrekturluftmenge im stationären Leerlaufbetrieb.

Der Anspruch 10 sieht als weitere Steuervorrichtung für die Korrekturluft ein Luftabsperrventil vor, das während des Anlaßvorganges und ggf. durch eine Zeitschaltung daran anschließend eine Startanreicherung des Gemisches durch Absperren der Korrekturluft bewirkt.

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Nach Anspruch 11 ist durch Einschalten einer üblichen Beschleunigungspumpe in die gesonderten Kraftstoffleitungen auf besonders einfache Weise eine Beschleunigungsanreicherung möglich.

Die Merkmale des Anspruches 12 beinhalten eine Vergaseranlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, bei der die gesonderten Kraftstoffleitungen wechselweise im normalerweise von der Erfindung vorgesehenen Saugbetrieb und zur Beschleunigungsanreicherung im Druckbetrieb mittels einer Kraftstoff-Förderpumpe einsetzbar sind.

Die Merkmale des Anspruches 13 sehen einen wechselweisen Betrieb eines einfachen Leerlaufsystems im Vergaser für die betriebswarme Maschine und des Gemischbildungssystems nach Anspruch 3 für den Start- und den Warmlauf der Maschine vor. Damit wird der Umstand genutzt, daß einerseits im betriebswarmen Zustand der Maschine ein Entmischen des Gemisches in einer von Kühlmittel beheizten Sauganlage kaum störend auftritt und andererseits die Gefahr der Kraftstoffdampfbildung in den gesonderten Kraftstoffleitungen vor Erreichen der Betriebstemperatur der Maschine nicht gegeben ist. Somit kann die Ausbildung und Verlegung der gesonderten Kraftstoffleitungen ohne Rücksicht hierauf in einfacher Weise ausgeführt werden, beispielsweise durch Einbeziehen in das Saugrohr oder durch freies Verlegen einfacher Rohr- oder Schlauchleitungen.

Die Merkmale des Anspruches 14 beinhalten den Aufbau von Spritzdüsen für das Einführen des Kraftstoffes bzw. des mit Korrekturluft vereinigten Gemischteiles in die Einzelsaugrohre.

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Für die Merkmale der Ansprüche 6, 12 und 13 wird selbständiger Schutz "beansprucht.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vergaseranlage für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine Spritzdüse zur Vergaseranlage nach Fig. 1, die in ein Einzelsaugrohr der Vergaseranlage eingesetzt ist, und

Fig. 3 eine Abwandlung und Weiterbildung der Vergaseranlage nach Fig. 1.

Eine Vergaseranlage 1 für eine nicht dargestellte,Brennkraftmaschine besteht im wesentlichen aus einem Vergaser 2 und einem Saugrohr 3» das sich in Einzelsaugrohre 4 auffächert und an einem Zylinderkopf 5 angeflanscht ist. An seiner Unterseite enthält das Saugrohr 3 eine vom Kühlmittel der Brennkraftmaschine durchströmte Heizkammer 6.

Der Vergaser 2 enthält eine Drosselklappe 7 und eine Starterklappe 7', eine Schwimmerkammer 8, eine mit der Drosselklappe 7 gekoppelte Beschleunigungspumpe 9 und einen Warmlaufgeber 10 mit einem Bypass-Kanal 11, einem Luftventil 12 und einem Dehnstoffelement 13» das von durch eine Leitung 13' strömendem Kühlmittel beaufschlagt wird. Im Bereich des Warmlaufgebers 10 zweigt vor dem Luftventil 12 eine Luftleitung 14 vom Bypass-Kanal 11 ab, die von einem mit dem Luftventil 12 bewegten, jedoch im Gegensinne steuernden Korrekturluft-Ventil 15 beherrscht ist. Die Luftleitung 14 verzweigt sich in einem Luftver-

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teiler 16 in Je Einzelsaugrohr 4 eine gesonderte Luftleitung 17» um schließlich zusammen mit Jeweils einer Kraftstoffleitung 18 in jeweils eine in ein Einzelsaugrohr 4 eingesetzte Spritzdüse 19 zu münden. Die Spritzdüse 19 enthält sowohl für ihre beiden Zuleitungen, die Luftleitung 17 und die Kraftstoffleitung 18, je eine Luft- und Kraftstoff-Drosseldüse 20 bzw. 21 als auch im Ende ihres Mündungsstutzens 22 eine Gemisch-Zerstäuberdüse 23 (Fig. 2). Am Ende der Luftleitung 17 ist ein als Kugelventil ausgebildetes Luft-Einwegventil 20' eingesetzt.

Die einzelnen Kraftstoffleitungen 18 zu den Spritzdüsen 19 gehen von einem Kraftstoffverteiler 24 aus, der über eine Kraftstoffsammelleitung 25 an die Schwimmerkammer 8 im Vergaser 2 angeschlossen ist. Die Schwimmerkammer 8 enthält üblicherweise drucklos in einer vorbestimmten Niveauhöhe durch ein Schwimmerventil 26 und einen Schwimmer 27 eingestellten Kraftstoff. In die Kraftstoffsammelleitung 25 ist die Beschleunigungspumpe 9 mit zwei Rückschlagventilen 28 eingeschaltet. Außerdem enthält die Kraftstoffsammelleitung 25 ein Kraftstoff-Absperrventil 29, das als Leerlauf-Abschaltventil in Abhängigkeit vom Zündstromkreis der Brennkraftmaschine schaltbar ist. Von einer Kraftstoff-Förderleitung 30 vom Kraftstofftank 31 über eine Kraftstoff-Förderpumpe 32 zum Schwimmerventil 26 zweigt eine Verbindungsleitung 33 ab. Diese ist mittels eines weiteren Kraftstoff-Absperrventils 34 in Abhängigkeit von einem Anreicherungssignal,

/von
beispielsweise/ einem Beschleunigungsgeberschalter, mit der Kraftstoffsammelleitung 25 verbindbar.

Bei Betrieb der Brennkraftmaschine wird durch Einschalten des Zündstromkreises das Kraftstoff-Absperrventil 29

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geöffnet sowie, falls auch durch den Zündstromkreis elektrisch betrieben, die Kraftstoff-Förderpumpe 32 in Funktion gesetzt. Im Schwimmergehäuse 8 stellt sich somit der vorbestimmte Kraftstoffstand ein. Wird nun die Brennkraftmaschine durch einen elektrischen Anlasser gestartet, so stellt sich in den Einzelsaugrohren 4 bei geschlossener Drosselklappe 7 und/oder Starterklappe 7¹ ein Saugdruck ein, der unter dem Umgebungsdruck liegt. Bei mechanisch angetriebener Kraftstoff-Förderpumpe 32 wird dabei gleichzeitig der Kraftstoffstand im Schwimmergehäuse 8 hergestellt. Erfolgt der Anlaßvorgang bei abgekühlter Maschine, so weist das Luftventil 12 eine je nach Umgebungstemperatur vorbestimmte Öffnungsstellung für den Bypass-Kanal 11 auf. Das gekoppelte Korrekturluft-Ventil 15 ist im entgegengesetzten Sinne entsprechend der Umgebungstemperatur mehr oder weniger weitgehend geschlossen. Das Luftventil 12 erhält somit einen umso größeren Öffnungsquerschnitt und bewirkt eine umso größere Ansaugluftmenge aus dem Bypass-Kanal 11 zu den Einzelsaugrohren 4 und damit eine umso .höhere Füllung der Maschine Je niedriger die Maschinentemperatur und damit Je höher der Leistungsbedarf für den Leerlauf der Maschine ist. Das Korrekturluft-Ventil 15 verringert dagegen mit fallender Maschinentemperatur die Korrekturluftmenge durch die Luftleitungen 17 zu den Spritzdüsen 19| so daß sich in den Einzelsaugrohren 4 eine der Ansaugluftmenge in den Einzelsaugrohren 4 angepaßte erhöhte Kraftstoffmenge aus den einzelnen Kraftstoffleitungen 18 und damit aus den Spritzdüsen 19 in die Einzelsaugrohre 4 einstellt.

Nach dem Start der Maschine verstellt das Dehnstoffelement 13 aufgrund der steigenden Temperatur des Kühlmittels das Luftventil 12 zunehmend in eine den Bypass 11

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mehr und mehr drosselnde Lage und das Korrekturluft-Ventil 15 in eine die Luftleitung 14 mehr und mehr erweiternde Stellung, so daß die durch die Einzelsaugrohre 4 strömende Luftmenge und damit die Füllung der Brennkraftmaschine entsprechend dem mit steigender Betriebstemperatur fallenden Reibleistungswert der Maschine verringert wird, während sich die Korrekturluftmenge für die Einspritzdüsen 19 erhöht und sich damit die Kraftstoff menge aus den Kraftstoffleitungen 18 stetig in Anpassung an die fallende Ansaugluftmenge in den Einzelsaugrohren 4 verringert. Die Abstimmung der Ansaugluftmenge, der Korrekturluftmenge und der Kraftstoffmenge wird durch die Bemessung der Luftventile 12 und 15» der Drosseldüsen 20 und 21 und der Gemisch-Zerstäuberdüsen 23 erreicht.

Damit besteht für den Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine vom Kaltstart bis zur normalen Betriebstemperatur eine ausschließliche Kraftstoffzufuhr durch die Spritzdüsen 19. Ein Ausfall von Kraftstoff aus dem Gemisch im Bereich des unverzweigten Saugrohres 3 mit den Nachteilen einer unregelmäßigen Gemischverteilung auf die einzelnen Zylinder der Maschine ist also hierbei ausgeschlossen. Dadurch ergeben sich beim Betrieb Vorteile bezüglich eines guten Betriebsverhaltens der Maschine, eines günstigen Kraftstoffverbrauches und einer günstigen Abgaszusammensetzung.

Der Kraftstoffbedarf für den Lastbetrieb der Brennkraftmaschine kann in üblicher Weise durch Haupt- und Anreicherungssysteme im Vergaser 2 selbst gesteuert werden. Auch der Leerlaufbetrieb bei betriebswarmer Maschine ist aufgrund der Beheizung des Saugrohres 3 mittels der Heizkammer 6 ohne Nachteile mittels eines üblichen einfachen Leerlaufsystems im Vergaser 2 beherrschbar. Die Kraft-

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Stoffsammelleitung 25 kann hierbei dann mittels des Kraftstoff-Absperrventiles 29 stillgelegt werden. Auch beim Abstellen der Maschine tritt das Kraftstoff-Absperrventil 29 durch Unterbrechen des Zündstromkreises stets als Leerlauf-Abschaltventil in Tätigkeit, wodurch ein unerwünschtes Nachlaufen der Maschine ausgeschlossen wird.

eine

Für'Beschleunigungsanreicherung vor Erreichen der vorgegebenen Betriebstemperatur wird über die Beschleunigungspumpe 9 bei Öffnungsbewegungen der Drosselklappe 7 durch die Kraftstoffsammelleitung 25 und die Kraftstoffleitungen 18 eine zusätzliche Kraftstoffmenge jeweils durch die Spritzdüsen 19 den Einzelsaugrohren 4 zugeführt. Dies kann auch durch elektrisches Ansteuern des weiteren Kraftstoff-Absperrventiles 34 in beliebigen Abhängigkeiten erfolgen. Dabei wird dann der Förderdruck der Pumpe 32 direkt in die Kraftstoffsammelleitung 25 und die Kraftstoffleitungen 18 freigegeben und die Anreicherungsmenge allein durch die Dimensionierung der Kraftstoffdrosseldüsen 21 und/oder einer entsprechenden Bemessung der Verbindungsleitung 33 bestimmt. Um ein Überströmen von·Kraftstoff in die Luftleitungen 17 zu verhindern, schließen die Luft-Einwegventile 20" innerhalb der Spritzdüsen 19 die Luftleitungen 17 ab.

Für einen fertigungsgerechten und wartungsfreundlichen Aufbau der Vergaseranlage kann es vorteilhaft sein, den Wannlaufgeber 10 mit Luftventil 12, Korrekturluftventil

15 und Dehnstoffelement 13 sowie mit dem Luftverteiler

16 zu einer vom Vergaser 2 gesonderten Baueinheit zusammenzufassen. Auch der Kraftstoffverteiler 24 kann in diesem Sinne mit den Kraftstoff-Absperrventilen 29 und 34 zu einer gesondert und schnell auswechselbaren Baueinheit zusammengefaßt werden.

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Die Luft- und Kraftstoffleitungen 17 bzw. 18 können in das Saugrohr 3 vor allem dann integriert werden, wenn die Kraftstoffleitungen 18 nach Erreichen der Betriebstemperatur der Maschine mittels des Absperrventlles 29 stillgelegt werden, so daß Betriebsstörungen durch Dampfblasenbildung in den KraftstoffIeitungen 18 grundsätzlich ausgeschlossen sind. Die Luft- und Kraftstoffleitungen 17 bzw. 18 können aber auch getrennt vom Saugrohr 3 verlegt werden, wobei die Kraftstoffleitungen 18 und die Kraftstoffsammelleitung 25 zur Vermeidung von Dampfblasenbildung eine Wärmeisolierung aufweisen können.

Die Abwandlung und Weiterbildung der Vergaseranlage 101 nach Fig. 3. weist grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die Vergaseranlage 1 nach Fig. 1 auf. Sie besteht ebenfalls aus einem Vergaser 102 und einem Saugrohr 103» das sich in Einzelsaugrohre 104 auffächert. Neben der Drosselklappe 107 und der Starterklappe 107* sowie der Schwimmerkammer 108 enthält der Vergaser 102 ein übliches Leerlaufsystem 135 mit einem elektrischen Leerlaufabschaltventil 136. Auch ein Warmlaufgeber 110 mit einem Bypass-Kanal 111, einem Luftventil 112 und einem von Kühlmittel beaufschlagten Dehnstoffelement 113 ist im Vergaser 102 angeordnet. Zusätzlich enthält der Bypass-Kanal· 111 auf seiner Eingangsseite eine verstellbare Drosselstelle 111·. Aus dem Bypass-Kanal 111 zweigt zwischen der Drosselstelle 111· und dem Luftventil 112 eine Luftleitung 114 ab, in die eine weitere gedrosselte Luftleitung 114* einmündet, die vor der Drosselstelle 111' abgezweigt ist.

In die Luftleitung 114 ist eine weitere Einstelldrossel 137 und ein Luftabsperrventil 138 eingeschaltet, das vom Anlasserstromkreis 139 der Maschine angesteuert wird. In einem Luftverteiler 116 verzweigt sich die Luftleitung

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auf gesonderte Luftleitungen 117, die zusammen mit ge-

/In sonderten Kraftstoffleitungen 118 in'die Einzelsaugrohre 104 eingesetzte Spritzdüsen 119 münden. Die Spritzdüsen enthalten für die Luftleitungen 117 de eine Luftdrosseldüse 120, für die Kraftstoffleitungen 118 je eine Kraftstoffdrosseldüse 121 und für den Gemischaüstritt in die Einzelsaugrohre 104 in ihren Mündungsstutzen 122 je eine Gemisch-Zerstäuberdüse 123.

Die Kraftstoffleitungen 118 gehen von einem Kraftstoffverteiler 124 aus, der über eine KraftstoffSammelleitung 125 an die Schwimmerkammer 108 im Vergaser 102 angeschlossen ist. Die Schwimmerkammer 108 enthält üblicherweise ein Schwimmerventil 126, das von einem Schwimmer 127 zur Einstellung eines bestimmten Kraftstoffniveaus gesteuert ist. Die KraftstoffSammelleitung enthält ein Kraftstoff-Absperrventil 129, das im Wechsel mit dem Leerlauf-Abschaltventil 136 im Vergaser 102 mittels eines Wechselschalters 140 an den Zündstromkreis 141 schaltbar ist. Die KraftstoffSammelleitung 125 ist außerdem noch über eine Verbindungsleitung 133 mit Drosseldüse 133' und einem darin enthaltenden weiteren Kraftstoff-Absperrventil 134 an die Kraftstoff-Förderleitung 130 und damit an die Druckseite der Kraftstoff-Förderpumpe 132 anschließbar. Auch das weitere Kraftstoff-Absperrventil 134 ist an den Zündstromkreis 141 über einen weiteren Umschalter 142 anschließbar, der das weitere Kraftstoff-Absperrventil 134 einerseits und' das Leerlauf-Abschaltventil 136 sowie das Kraftstoff-Absperrventil 129 andererseits wechselweise steuert.

Eine zusätzliche Korrekturluft-Leitung 143 ist im Vergaser 102 in Luftströmrichtung unmittelbar vor oder hinter der Drosselklappe 107 an einer von dieser über-

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strichenen Stelle 143' angeschlossen und mündet über Drosseldüsen 143" vor. dem Luftverteiler 116 in die Luftleitung 114.

Abweichend von der Vergaseranlage 1 nach Fig. 1 ist bei der Vergaseranlage 101 nach Fig. 3 der Warmlaufgeber 110 ausschließlich mit einem Luftventil 112 für den Bypass-Kanal 111 versehen. Die Korrekturluftmenge, die durch die Luftleitung 114 strömt, wird bei dieser Ausbildung mit Hilfe der einstellbaren Drossel 111· allein durch das Luftventil 112 bestimmt. Dies geschieht in der Weise, daß bei niedriger Temperatur des Kühlmittels und damit durch das Dehnstoffelement 113 bewirkter großer Öffnung des Luftventiles 112 sich im Bypass-Kanal 111 ein besonders niedriger Saugdruck einstellt, der ein Überströmen von Korrekturluft durch die Luftleitung 114, den Luftverteiler 116 und die Luftleitungen 117 sowie die Spritzdüsen 119 in die Einzelsaugleitungen 104 verhindert oder zumindest gering hält. Der Kraftstoffanteil, der dadurch über die Spritzdüsen 119 in die Einzelsaugrohre 104 unter der Wirkung des gleichfalls niedrigen Druckes in den Einzelsaugrohren 104 aus den Kraftstoffleitungen 118, dem Kraftstoffverteiler 124, der KraftstoffSammelleitung 125 und der Schwimmerkammer 108 angesaugt wird, ist daher relativ groß. Dies entspricht der relativ großen Öffnung des Luftventiles 112 und der damit relativ großen durch den Bypass-Kanal 111 strömenden Ansaugluftmenge. Mit steigender Betriebstemperatur und damit stetig sich verringernder Öffnung des Luftventiles 112 steigt der Druck im Bypass-Kanal 111, so daß die Korrekturluftmenge durch die Luftleitungen 114 und 117 gleichfalls ansteigt. Die Kraftstoffmenge aus den Kraftstoffleitungen 118 verringert sich in entsprechendem Maße. Sie wird auf diese Weise der durch das Luftventil 112 verringerten Ansaugluftmenge aus dem Bypass-Kanal 111 angepaßt.

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Bis zum Erreichen einer vorbestimmten Betriebstempera-

/Lm Leerlauf tür erhält somit die Maschine/durch das Saugrohr 103 den Hauptanteil der Ansaugluft und durch die Spritzdüsen 119 den der gesamten Leer lauf-Ansaugluft entsprechend bemessenen Kraftstoffanteil ggf. mit Korrekturluft-Anteil ohne die Gefahr, daß im Saugrohr 103 ein Entmischen von Kraftstoffluftgemisch auftreten und zu unregelmäßigem Laufverhalten der Maschine oder überhöhtem Kraftstoffverbrauch für den Ausgleich der unregelmäßigen Gemischverteilung führen könnte.

Zum Einstellen der exakten Ansaugluft- und Korrekturluftmengen auf den genauen Bedarf der einzelnen Maschine und deren Gesamtfunktionszustand sind die Verstelldrossel 111* und die Einstelldrossel 137 vorgesehen. Die Abstimm-Luftleitung 114' mit den verschiedenen Luftdrosseldüsen in den Luftleitungen 114, 114' und 117 dienen ebenfalls der Feinabstimmung der Korrekturluftmenge und damit des Kraftstoffanteiles für die Jeweilige Füllung der Maschine.

Für eine Kaltstartanreicherung des Kraftstoffluftgemisches liegt in der Luftleitung 114 das Luftabsperrventil 138 zum Absperren der Korrekturluft und damit zum Erhöhen der angesaugten Kraftstoffmenge durch die Kraftstoff leitungen 118, das während des Anlasserbetriebes und ggf. mit Zeitverzögerung noch anschließend die Luftleitung 114 absperrt.

Für eine Kraftstoffanreicherung während des Betriebes dient das Kraftstoff-Absperrventil 134, das im Wechsel mit dem Kraftstoff-Absperrventil 129 mittels des Wechselschalters 142 in Abhängigkeit von einem Anreicherungssignal, wie beispielsweise einem Beschleunigungsgeber,

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über die Verbindungsleitung 133 mit einer Kraftstoffdrossel 133¹ eine Verbindung der Kraftstoff-Förderleitung 130 zum Kraftstoffverteiler 124 und damit zu den Kraftstoffleitungen 118 und zu den Spritzdüsen 119 herstellt. Dabei wird Kraftstoff von der Kraftstoff-Förderpumpe 132 in von den Drosseldüsen 133* und 121 bestimmter Menge in die Einzelsaugleitungen 104 gefördert. Ein Überfüllen der Schwimmerkammer 108 wird dabei durch Absperren der KraftstoffSammelleitung 125 mittels des Kraftstoff-Absperrventiles 129 vermieden.

Eine weitere Anreicherung für bestimmte Lastbereiche bzw. Drehlagenstellungen der Drosselklappe 107 wird mittels der zusätzlichen Korrekturluft-Leitung 143 bewirkt. Je nach Lage der Stelle 143' ihres Anschlusses zur Drosselklappe 107 wird durch diese entweder Korrekturluft in die Saugleitung 103 aus der Korrekturluft-Leitung 114 abgesaugt - Stelle 143' in Strömungsrichtung nach der Drosselklappe 107 liegend - oder zusätzlich Korrekturluft aus dem Vergaser 102 in die Korrekturluft-Leitung 114 zugeführt - Stelle 143' in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe 107 -. Im ersteren Falle ergibt sich eine Anreicherung bei geschlossener Drosselklappe 107, die nach dem öffnen durch Ändern des Saugdruckes an der Stelle 143' abklingt. Im zweiten Falle beginnt die Anreicherung mit dem Überstreichen der Stelle 143' durch die Drosselklappe 107, was zu einer Teillastanreicherung führt.

Das Kraftstoff-Absperrventil 129 wird mittels des Umschalters 140, der in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur der Maschine bzw. der Temperatur des Kühlmittels der Maschine gesteuert wird, auch bei Überschreiten

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einer vorbestimmten Betriebstemperatur im Wechsel mit dem Leerlauf-Abschaltventil 136 im Vergaser 102 geschlossen. Damit wird die Kraftstoffzufuhr zu den Spritzdüsen 119 über der vorbestimmten Betriebstemperatur der Maschine und damit vor Eintreten der Gefahr einer Kraftstoff-Dampfblasenbildung in der KraftstoffSammelleitung 125 und in den einzelnen Kraftstoffleitungen 118 abgeschaltet. Da zugleich etwa ab dieser Betriebstemperatur keine Gefahr mehr besteht, daß sich das Leerlaufgemisch im vom Kühlmittel beheizten Saugrohr 103 entmischt, ist für den Leerlaufbetrieb der Maschine eine einwandfreie Funktion mittels des Leerlaufsystems 135 im Vergaser 102 gewährleistet. Auch einer zusätzlichen Beschleunigungs-Anreicherung durch die Spritzdüsen 119 bedarf es dann nicht mehr, was durch Geschlossen-Halten beider Kraftstoff-Absperrventile 129 und 134 gewährleistet wird.

Die einfache Ausbildung sowohl des Warmlaufreglers 110 als auch des Leerlauf systems 135 im Vergaser 102 ergeben neben der vorteilhaften Gesamtfunktion der Vergaseranlage den zusätzlichen Vorteil eines besonders einfachen und preisgünstigen Aufbaues des Vergasers 102 selbst, so daß der Bauaufwand für die zusätzlichen Korrekturluft- und Kraftstoff-Leitungen sowie für deren Steuerelemente teilweise durch den vereinfachten Aufbau des Vergasers 102 selbst ausgeglichen wird. Der Gesamtaufbau der Vergaseranlage führt dabei zu einer Funktion, die allen Anforderungen bezüglich Betriebsverhalten der Maschine, gleichmäßiger Gemischbildung in allen Einzelsaugrohren und damit für alle Zylinder der Maschine, günstigem Kraftstoffverbrauch und auch günstiger Abgaszusammensetzung gerecht wird, ohne dabei den weit höheren Bauaufwand elektrisch oder mechanisch gesteuerter Kraftstoffeinspritzsysterne zu erfordern.

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Claims

BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8000 München

Verfahren zum Betrieb einer Vergaseranlage für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen und Vergaseranlage zur Durchführung dieses Verfahrens ■

Patentansprüche

M,) Verfahren zum Betrieb einer Vergaseranlage für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen,

- wobei mindestens ein Vergaser als Haupt-Gemißchbildungs-Vorrichtung wirkt,

- das Hauptgemisch durch den Vergaser und Einlaßventile der Maschine verbindende Einzelsaugkanäle geführt wird und

- weitere Gemisch-Anteile durch in die Einzelsaugkanäle mündende gesonderte Luft- und Kraftstoffleitungen geführt werden,

- die sich jeweils unmittelbar vor den Mündungen vereinigen,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Ansaugluft der weiteren Gemisch-Anteile Überwiegend durch die Einzelsaugkanäle (4) geführt wird,

- daß ein mengenmäßig gesteuerter, bis auf Null reduzierbarer Teil der Ansaugluft dieser Gemisch-Anteile

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über die gesonderten Luftleitungen (17) als Korrekturluft für den durch die gesonderten Kraftstoffleitungen (18) einströmenden Kraftstoff dieser Gemisch-Anteile geführt wird,

- daß die durch alle Luftleitungen (17) strömende Korrekturluft von einer gemeinsamen Steuervorrichtung (Korrekturluft-Ventil 15) mengenmäßig bestimmt wird,

- die stromaufwärts eines Luftverteilers (16) der Luftleitungen (17) angeordnet ist, und

- daß der Kraftstoff den gesonderten Kraftstoffleitungen (18) gemeinsam drucklos aus dem Vergaser (2) sowie den einzelnen Mündungen (Spritzdüsen 19) über je eine in deren Bereich angeordnete Kraftstoff-Drosseldüse (21) zugeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß in Abhängigkeit von einem Anreicherungssignal die drucklose Kraftstoffzufuhr aus dem Vergaser (2) gesperrt und

- daß währenddessen Kraftstoff von einer Kraftstoff-Förderpumpe (32) unter Druck den einzelnen Mündungen (Spritzdüsen 19) zugeleitet wird.
3. Vergaseranlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,

- mit mindestens einem Vergaser als Haupt-Gemischbildungs-Vorrichtung,

- mit den Vergaser und Einlaßventile der Maschine verbindenden Einzelsaugkanälen und

- mit in die Einzelsaugkanäle mündenden gesonderten Luft- und Kraftstoffleitungen,

- die sich jeweils vor den Mündungen vereinigen, gekennzeichnet durch,

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- eine Steuervorrichtung (Warmlaufgeber 10 und Luftventil 12), die den Hauptanteil der Ansaugluft für die mittels der gesonderten Luft- und Kraftstoffleitungen (17 bzw. 18) gebildeten Gemisch-Anteile den Einzelsaugkanälen (4) im Bereich des Vergasers (2) mengenmäßig gesteuert gemeinsam zuteilt,

- mindestens eine weitere Steuervorrichtung (Korrekturluft-Ventil 15) für einen geringen Anteil der genannten Ansaugluft,

- die diese Ansaugluft den gesonderten Luftleitungen (17) als Kraftstoff-Korrekturluft mengenmäßig gesteuert und bis auf Null reduzierbar zuteilt und

- die stromaufwärts eines Luftverteilers (16) für die gesonderten Luftleitungen (17) angeordnet ist, und

- einen Kraftstoff-Verteiler (24) für die gesonderten Kraftstoffleitungen (18),

- der am Vergaser (2) drucklos angeschlossen ist.
4. Vergaseranlage nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,

- daß die weitere Steuervorrichtung ein Warmlaufgeber (10) mit einem Korrekturluft-Ventil (15) ist,

- das mit steigender Betriebstemperatur der Maschine einen Steuerquerschnitt für die Korrekturluft zunehmend öffnet.
5. Vergaseranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Warmlaufgeber (10) ein weiteres Luftventil (12) aufweist,

- das mit steigender Betriebstemperatur zunehmend einen Steuerquerschnitt drosselt und

- das als Steuervorrichtung für die den Einzelsaugkanälen (4) zugeteilte Ansaugluft wirkt.

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6. Vergaseranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Steuervorrichtung und die weitere Steuervorrichtung von einem im Vergaser (102) angeordneten Warmlaufgeber (110) mit einem System von Leitungen (111, 114, 114') und Drosseldüsen (111·, 114" und 137) sowie mit einem einzigen Luftventil (112) gebildet sind,

- das mit steigender Betriebstemperatur der Maschine einen Steuerquerschnitt in einem Bypass-Kanal (111) zur Drosselklappe (107) des Vergasers (102) zunehmend drosselt,

- wobei der Bypass-Kanal (111) im Bereich seines Einganges eine Drosselstelle (111·) und

- zwischen der Drosselstelle (111·) und dem Luftventil (112) einen mit einer Drosseldüse (114") versehenen Abzweig (Luftleitung 114) für die gesonderten Luftleitungen (117) aufweist.
7. Vergaseranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

- daß in den Abzweig (Luftleitung 114) ein zusätzlicher gedrosselter Luftkanal (Ii4^f) einmündet,

- dessen Eingang parallel zum Eingang des Bypass-Kanals (111) liegt.
8. Vergaseranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß vor dem Luftverteiler (116) mindestens eine weitere gedrosselte Korrekturluft-Leitung (143) mündet,

- die im Vergaser (102) in Luftströmrichtung unmittelbar vor (oder hinter) der Drosselklappe (107) an einer von dieser überstrichenen Stelle (143¹) angeschlossen ist.
9. Vergaseranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß als weitere Steuervorrichtung eine Drossel-Stell-

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schraube (137) in einer LuftSammelleitung (114) angeordnet ist.
10. Vergaseranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß als weitere Steuervorrichtung ein vom elektrischen Stromkreis (139) eines Anlassers angesteuertes Luftabsperrventil (138) in eine Luftsammelleitung (114) angeordnet ist.
11. Vergaseranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß in die oder parallel zur gemeinsamen Anschlußleitung (KraftstoffSammelleitung 25) der gesonderten Kraftstoffleitungen (18) am Vergaser (2) eine übliche, mit der Drosselklappe (7) mechanisch gekoppelte Beschleunigungspumpe (9) eingeschaltet ist.
12. Vergaseranlage nach Anspruch 3 und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß in die gemeinsame Anschlußleitung (Kraftstoffsammelleitung 125) der gesonderten Kraftstoffleitungen (118) ein Kraftstoff-Absperrventil (129) eingeschaltet ist,

- daß die genannte Anschlußleitung mit der Druckseite einer Kraftstoff-Förderpumpe (132) über ein weiteres Kraftstoff-Absperrventil (134) verbunden ist (Verbindungsleitung 133) und

- daß die beiden Ventile (129 und 134) in Abhängigkeit von einem Anreicherungsschalter (142) wechselweise schaltbar sind.
13. Vergaseranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Vergaser (102) ein übliches einfaches Leerlaufsystem (135) für die betriebswarme Maschine mit einem Leerlauf-Abschaltventil (136) aufweist,

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- daß in die gemeinsame Anschlußleitung (125) der gesonderten Kraftstoffleitungen (118) ein Kraftstoffabsperrventil (129) eingeschaltet ist und

- daß das Leerlauf-Abschaltventil (136) und das Kraftstoff-Absperrventil (129) in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur der Maschine wechselweise schaltbar sind,

- wobei das Leerlauf-Abschaltventil (136) über einer vorbestimmten Betriebstemperatur geöffnet ist und das Leerlaufsystem (135) einschaltet,

- während das Kraftstoff-Absperrventil (129) unter

diesem Temperaturwert geöffnet ist und die gesonderten Kraftstoffleitungen (118) als Bestandteile eines Leerlaufsystems mit Start- und Warmlauf-Anreicherung einschaltet.
14. Vergaseranlage nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,

- daß sich jeweils eine gesonderte Luft- und Kraftstoffleitung (17 bzw. 18) in einer Spritzdüse (19) vereinigen,

- die mittels eines eine Gemisch-Zerstäuberdüse (23) enthaltenden Mündungsstutzens (22) in je ein Einzelsaugrohr (4) ragen und

- die in einem Luft-Anschlußstutzen (17^f) eine Luft-Drosseldüse (20) und/oder ein Luft-Einwegventil (20·) sowie

- in einem Kraftstoff-Anschlußstutzen (18¹) eine Kraftstoff-Drosseldüse (21) enthalten.

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