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Kraftstoffzumeßeinrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffzumeßeinrichtung für
eine Otto-Zweitakt-Brennkraftmaschine.
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Kraftstoffzumeßeinrichtungen für Otto-Brenn@raftmaschinen sind allg@mein
bekannt. Es kann bierbei im wesen@lichen zwischen Vergasern und Einspritzanlagen
unterschieden werden. Bei einer Vergaseranlage fördert eine mechanisch oder elektrisch
angetriebene Kraftstoffpumpe den Kraftstoff in einen Vorratsbehälter, in welchem
durch ein Schwimmerventil gleichbleibendes Niveau erzeugt wird. Vom Vorratsbehälter
aus gelangt der Kraftstoff durch die Kraft des Unterdrucks im Saugrohr über Düsen
zur Brennkraftmaschine. I)abei ist eine die Luftrnenge dosirende Drosselklappe wesentlich,
welche gleichzeitig zumindest im Bereich ihrer @@ringen Öffnungsstellung verschiedene
Kraftstoffzumeßöffnungen im Ansaugrohr überstreicht. Bei der Einspritzanlage wird
Kraftstoff mit hohem Druck ins Ansaugrohr oder direkt in den Brennraum gespritzt,
wobei die Dosierung der sehr geringen Mengen für jeden Verbrennungsvorgang nur durch
eine komplizierte Mecllanik erzielt werden k ann Beide bisher bekannten Lösungen
sind durch die große Anzahl von exakt, zu bearbeitenden Bauteilen sehr teuer, kompliziert
im Aufbau und durch die große Anzahl der Einzelteile auch anfällig. Es ist daher
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffzumeßeinrichtung für Otto-Brennkraftmaschinen
zu erstellen, die mit einem möglichst geringen Aufwand auskommt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß diese
Kraffstoffzumeßeinrichtung
im wesentlichen aus einer Membranpumpe best@ht, deren Membrane zw@i Räume voneinander
trennt, von denen der ine durch den pulsierenden Kurbelgehäusedruck der Brenn-Kraftmaschine
beaufschlagbar ist und der andere unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils
einerseits mit dem Kraftstoffbehälter und and@rerseits über ein Druckventil mit
der Ansaugleitung für die Verbrennungsluft in Verbindung steht. Mit einer derart
einfachen Anordnung ist es möglich, eine Otto-Zweitakt-Brennkraftmaschine einwandfrei
mit Kraftstoff zu versorgen. Da üblicherweise bei einer solchen Brennkraftmaschine
die zur Verbrennung notwendige Luft über das Kurbelgehäuse angesaugt wird, und die
Stellung von Drosselklappe oder Schieber des Vergasers die gewünschte Leistungsabgabe
und somit auch die Druckunterschiede in dem Kurbelgehäuse steuert, ist es möglich,
abhängig von der Größe dieser Druckunterschiede durch die vorgeschlagene Einrichtung
die eingespritzte Kraftstoffmenge entsprechend der Menge der angesaugten Verbrennungsluft
zu dosieren. Gleichzeitig besorgt diese Pulsation im Kurbelgehäuse den Transport
des Kraftstoffs vom Vorratsbehälter in die Membranpumpe. Ein zusätzlicher Antrieb
von außen bzw. ein natürliches Gefälle sind nicht notwendig.
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Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß das Druckventil aus einer federbelasteten
Y.ugel besteht, wobei die Feder von außen in ihrer Vorspannung veränderbar ist.
Damit ist es möglich, die Einspritzzeit der Membranpumpe zu regulieren bzw. abzustimmen.
Dadurch ist es beispielsweise möglich, den Leerlaufbedarf exakt zu dosieren.
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Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß durch Abstimmung von Federkennung,
Federvorspannung und Masse der Kugel das Druckventil mit zun@hm@nder Drehzahl der
Brennkraftmaschine eine größere Ventilöffnungszeit aufweist. Damit wird erreicht,
daß mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine die Ventilöffnungszeit verlängert
wird, was zum Ausgleich der kürzeren Einspritzzeit bei zunehmender Drehzahl dient.
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Vorteilhaft im Sinne der Erfindung ist es weiterhin, daß zwischen
Druckventil und Ansaugleitung, vorzugsweise direkt an der Ein-
@@@@@@@@
@@@@@ @@@@@ Er@f@toff@ in @@@ @@ angleitung, ein Püse sur @@@@@@ @@@@ d@r Ein@pritzm@ng@
bei @oll@@@ ang@ d@in@t ist. Dabei @@@@ @@@@@@@ büs@ @tufenlos einst@ll@ar ein oder
@i@ kannn in v@r-@@hi @@@nen Gröf@n vorhanden und aust aus hbar s@in.
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@i@ Erfintung @i@ht vor, daß im Bereich der Ein@rittsstelle des Er@@@@@
@ffs in die Ansaugleitung diese vorsugsweise als Venturi-Eng@@ lle ausgebildet ist,
Damit kann ein zusätzlicher Saugeffekt @r@i@lt gerden, der von der Strömungsgeschwindigkeit
in der Ansungl@i@ung abhängig ist, und welcher der Abstimmung der Kraftstoff@@n@
di@n@n kann.
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@rfi@@@ng@@ miif @ird vorgesehlagen, daß die Drosselklappe strom-@b
l@r @intritt @telle des Kraft@toffs in der Ansangleitung angeorin@t ist. Dab@t ist
der Abstand swischen der Eintrittsstelle des Kraftstoffes und der Drosselklappe
unkritisch, da die Stellung der Drosselklappe nur indirekt die eingespritzte Kraftstoffmenge
be@influßt. An die Drosselklappe brauchen deshalb keine bes@nderen denauigkeitsansprüche
gestellt werden.
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Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Eintrittsstelle des Kraft@@
@ffes in die An@augleitung in demjenigen Umfangsbereich ange @dnet ist, der um etwa
90° gegenüber der Drosselklappenachse v@rs@h @nkt ist. Damit gelangt der eingespritzte
Kraftstoff direkt und ohn@ Umwege durch den freien Spalt zwischen Drosselklappe
und An@@@l @itung zur Brennkraftmaschine, wodnrch eine spontane B@@@@ti@@n auf Änd@rungen
der Drosselklappenstellang erzielt wird.
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@@ @@@inlung si@lt @@i@erhin ver, daß im Ber@i@h der Drosselklapp@
siromab der Eintrittsstelle des Kraftstoffes in der Ansungl@i@un @ine Kinne und/oder
in der Drosselklappe eine Aussparung @ur Aufb@retung des Kraftstoffs insbesondere
beim Start angeordnet i@@. Dadurch wird der beim Start eingespritzte Kraftstoff
lin@t an die engste Stelle zwischen Drosselklappe und Ansaugleitung h@rangeführt,
so daß eine sofortige intensive Zerstäubung stattfindet.
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Di@ Eifindung wird anschließend anhand des in den Zeichnungen darge@tellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen im einzelnen: Fig. 1 Prinzipdarstellung
der Kraftstoffzumeßeinrichtung; Fig. 2 den Schnitt fI-CI gemäß Fig. 1; Fig. 3 Druckverlauf
während des Pumphubes.
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Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Kraftstoffzumeßeinrichtung.
Die Ansaugleitung 8 ist zwischen der nicht dargestellten Brennkraftmaschine und
dem ebenfalls nicht dargestellten Luftfilter angeordnet. Die Ansauglaft bewegt sich
in Richtung des Pfeiles F. Die Ansaugleitung 8 weist eine Venturi-Engstelle 13 auf,
in welche die Düse 12 der Kraftstoffzumeßeinrichtung mündet.
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Stromab dieser Venturi-Engstelle 13 ist die Drosselklappe 14 mit ihrer
Drosselklappenachse 16 drehbar gelagert. Die Düse 12 ist mit dem einen Raum 4 einer
Membranpumpe 1 verbunden, unter Zwischenschaltung eines Drrrckventiles 7. Dieses
Druckventil 7 besteht aus einer Kugel 9 sowie einer Feder 10, wobei diese Feder
10 von außen her über eine Stellschraube 11 in ihrer Vorspannkraft einstellbar ist.
Der Raum 4 der Membranpumpe 1 ist weiterhin über ein Rückschlagventil 5 mit einem
Kraftstoffbehälter 6 verbunden. Der Raum 4 wird durch die Membrane 2 der Membranfederpumpe
1 begrenzt. Auf der dem Raum 4 gegenüberliegenden Seite der Membranpumpe 2 ist cler
Raum 3 angeordnet, welcher über eine Unterdruckleitung 19 mit der Kurbelkastenpumpe
der nicht dargestellten Otto-Zweitakt-Brennkraftmaschine verbunden ist.
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Di@ Funktion der dargestellten Kraftstoffzumeßeinrichtung ist folgende:
Dur@h den Anschluß der Urterdruckleitung 19 der Membranpumpe 1 an @@@ Kurbelgehäuse
der mit Kraftstoff zu versorgenden Brennkr@ftmaschine wird die Membrane 2 im Rhythmus
der Druckschwankungen der Kurbelkastenpumpe zu Hubbewegungen gezwungen. Diese Hubbewegungen
bewirken ein Ansaugen von Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 6 her das Rückschlagventil
5 in den Raum 4 bei Bewegung der Membrane 2 nach rechts und bei der Rückwärtsbewegung
nach
links wird der Kraftstoff aus dem Raum 4 gegen die Vers@hlu kraft des Druckventiles
7 über die bü@e 12 und die Eintriffsstelle 15 in die Ansaugleitung 8 eingepumpt.
Dabei ist die tr@@@rortierte Menge des Kraftstoffs direkt abhängig von der H@n@
der angesaugten Verbrennungsluft, die entsprechend der Öffnungsstellung der Drosselklappe
14 in das Kurbelgehäuse gelang@ und dort während der Abwärtsbewegung des Kolbens
vorkomprimiert wird. Da der Kompressionsdrudk in der Kurbelkastenpump@ einmal direkt
abhängig ist von der M@nge der angesaugten Verhr@nnungsluft und andererseits die
Membranpumpe 1 eine kraftstoffmenge liefert, welche direkt abhängig ist von diesem
Druck im Kurbelkasten, so liefert die Membranpumpe eine Kraftstoffm@nge, welche
direkt abhängig ist von der Mengeder angesaugten Luft. de größer also die Füllung
ist, des@@ höher steigt der Druck der Vorkompression und umso mehr Kraftstoff wird
von der Membranpumpe eingespritzt. Die gewünschte Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine
erfolgt lediglich über die Steuerung der Dross@lklappe 14, welche die Füllung beeinflußt.
Eine direkte Beeinflussung der Kraftstoffmenge durch die Drosselklappe wie hei herkömmlichen
Vergaseranordnungen erfolgt nicht. Dadurch sind nur geringe Genauigkeitsansprüche
an diese Drosselklappe zu stellen und si@ kann demzufolge von einfacher und billige@
@@ @@@ sein.
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In Fig. 2 ist der Schnitt II-II gemäß Fig. 1 wiedergegeben. Dabei
ist ersichtlich, daß in einem Umfangsbereich der Ansaugleitung @, der um etwa 90°
gegenüber der Drosselklappenachse 16 verschwenktist, eine Rinne 17 angeordnet ist,
welche insbesondere dazu dient, den beim Start eingespritzten Kraftstoff an die
engste Stelle der praktisch geschlossenen Drosselklappe 14 beranzuführen, um durch
die an dieser Stelle hervorgerufene hohe Luftgeschwindigkeit eine intensive Zerstäubung
zu erzielen. Zu diesem Zweck ist die Drosselklappe 14 an dieser Stelle evtl. zusätzlich
zur Rinne 17 mit einer Aussparung 18 versehen. An dieser Stelle sei noch erwähnt,
daß die bei den bekannten Vergasern notwendige Starterklappe zur Anreicherung während
des Startvorganges in diesem Fall nicht nötif ist. Bei der vorliegenden Kraftstoffzumeßeinrichtung
wird nämlich der Kraftstoff sofort überdosiert eingespritzt, wenn die Drosselklappe
heim Start geöffnet wird.
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Fig, 3 zeigt das Druck-Zeitdiagramm, bezogen auf die Kurbelkastenpumpe
der Brennkraftmaschine. Die stark ausgezogene Linie zeigt den Verlauf des Drucks
im Kurbelgehäuse. Durch Vorspannung der Feder 10 des Druckventiles 7 auf den Druckwert
Pl wird die Einspritzzeit auf das Maß T1 begrenzt. Bei zunehmender Drehzahl dr Brennkraftmaschine
wird durch entsprechende Abstimmung von Federkennung, Federvorspannung und Masse
der Kugel 9 eine Verlängerung der Einspritzzeit erzielt, welche beispielsweise dem
Wert T2 entspricht. Damit wird ein Ausgleich der kürzeren Einspritzzeit bei zunehmender
Drehzahl erzielt, wobei die der eingespritten Kraftstoffmenge zugehörende Druckkurve
etwa dem gestrichelten Verlauf entsprechen wUrde.
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Di beschriebene Kraftstoffzumeßeinrichtung ist gegenüber den herkömmlichen
Vergasern erheblich einfacher im Aufbau, preiswerter in der Herstellung und leichter
über einen weiten Drehzahlbereich abstimmbar, Dabei ist diese Kraftstoffzumeßeinrichtung
praktisch lageunempfindlich, da keine Schwimmerkammer benötigt wird. Eine solche
Kraftstoffzumeßeinrichtung eignet sich also beispielsweise besonders gut für Brennkraftmaschinen
im mobilen Einsatz, wie beispielsweise bei MotorkettensAgen.