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Vergaser für Kraftfahrzeugmotor.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser für einen Kraftfahrzeugmotor
mit innerer Verbrennung und insbesondere auf die Leerlaufgeschwindigkeitssteuerung
für einen Vergaser.
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Kraftfahrzeugvergaser weisen typischerweise eine Drosselplatte bzw.
Drosselklappe auf, deren Winkelstellung das Volumen des Brennstoff-Luftgemisches
festlegt, welches der Verbrennungskammer zur Verfügung gestellt wird, an welche
der Vergaser einerseits befestigt ist, um wiederum die Geschwindigkeit der Maschine
zu steuern. Für gewöhnlich ist ein derartiger Vergaser mit einer Leerlaufgeschwindigkeitssteuerung
für die Drosselklappe versehen, so daß bei einer kalten Maschine eine hohe Leerlaufgeschwindigkeit
aufrechterhalten bleibt, während bei einer warmen Maschine eine niedrige Leerlaufgeschwindigkeit
aufrechterhalten bleibt. Bei diesen bekannten Einrichtungen werden üblicherweise
Nockenteile verwendet, um eine abgestufte
Steuerung der Motorleerlaufgeschwindigkeit
festzulegen, wodurch , wenn die Maschine gestartet wird, in einem kalten Zustand
eine hohe Leerlaufdrehzahl und wenn sich die Maschine auf eine vorbestimmte Temperatur
erwärmt hat, eine entweder stark reduzierte Leerlaufgeschwindigkeit eingestellt
wird oder die Leerlaufgeschwindigkeit stufenmäßig herabgesetzt wird, um eine niedrige
Leerlaufdrehzahl zu erhalten. Diese bekannten Einrichtungen haben eine Reihe von
Nachteilen. Beispielsweise wird die Leerlaufgeschwindigkeit auf einem hohen Wert
für eine unerwünscht lange Zeitperiode aufrechterhalten, wodurch Brennstoff vergeudet
wird. Außerdem geht, falls die Bedienungsperson des Kraftfahrzeugs die Motorgeschwindigkeit
erhöht, die Leerlaufgeschwindigkeitseinstellung verloren, bevor die Maschine sich
aufgewärmt hat, was eine Folge der Tatsache ist, daß der Nockennachlaufteil von
der Nockenabfühlfläche abfällt, wodurch die Maschine abgedrosselt wird, wenn die
Bedienungsperson die Geschwindigkeit herabsetzt.
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Ein Zweck der Erfindung besteht daher darin, einen Vergaser bzw.
eine Leerlaufsteuerung für einen Vergaser zu schaffen, durch welche der Brennstoff
wirkungsvoller eingesetzt wird als durch die bekannten Steuereinrichtungen, bei
welchen die Leerlaufeschwindigkeit stufenweise herabgesetzt wird.
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Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Leerlaufgeschwindigkeitssteuerung zu erhalten, bei welcher die richtige Leerlaufgeschwindigkeitseinstellung
unabhängig davon beibehalten wird, ob dieser Geschwindigkeitsbereich durch die Bedienungsperson
des Kraftfahrzeuges überschritten wird oder nicht.
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Dies wird durch einen Vergaser gemäß den Patentansprüchen erreicht.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise
erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Vergasen gemäß der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt eine draufsicht auf den Vergaser nach Fig. 1, wobei
einige Teile in Schnittdarstellung gezeigt sind.
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Fig. 3 ist eine schaubildliche Querschnittsansicht eines Antriebs
für einen Vergaser gemäß der Erfindung.
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Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm der Steuereinrichtung für den Antrieb
nach Fig. 3.
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In den Zeichnungen, insbesondere in den Fig. 1 und 2, ist ein Vergaser
10 gezeigt, welcher zwei Vergaser-Lufttrichter oder dergl. aufweist, in welchen
eine entsprechende Drosselklappe 12 bzw. 14 angeordnet ist, welche ihrerseits auf
einer Welle 16 zur Regelung des Volumens der Brennstoff-Luftmischung durch den Vergaser
10 zur nicht gezeigten Verbrennungskammer befestigt ist, wobei der Vergaser selbst
auf einem bekannten Verbrennungskraftmotor angebracht ist. Um das Volumen der Brennstoff-Luftmischung
zu verringern, werden die Drosselklappen 12 und 14 so positioniert, daß sie die
entsprechenden Öffnungen in den Luftzuläufenmehr und mehr blockiere Um das Volumen
der Brennstoff-Luftmischung zu erhöhen, werden entsprechend die Drosselklappen 12
und 14 so in ihrer Lage verändert, daß sie die Luftzuläuß freigeben. Der Grad des
Blockierens bzw. Verschließens der Luftzuläufe legt das Brennstoff-Luftvolumen fest
und damit auch die Motorgeschwindigkeit. Die vorbeschriebene Steuerung der Motorgeschwindigkeit
wird durch Drehung der Welle 16 in einer ersten Richtung (in Fig. 1 im Gegenuhrzeigersinn)
festgelegt, um das Volumen der Brennstoffluftmischung zu verringern, wobei
durch
Bewegen der Welle 16 in der zweiten Richtung (in Uhrzeigerrichtung bei Blickrichtung
gemäß Fig. 1), das Brennstoff-Luft-Volumen erhöht wird.
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In Übereinstimmung mit der grundsätzlichen Lehre der vorliegenden
Erfindung ist eine Leerlaufsteuerung zur Einstellung der Leerlaufgeschwindigkeitsstellung
der Welle 16 vorgesehen. Diese Leerlaufgeschwindigkeitssteuerung kann durch eine
Bedienungsperson übergangen werden, um die Motorgeschwindigkeit zu erhöhen, wobei
die Leerlaufgeschwindigkeitssteuerung jedoch die Geschwindigkeitsstellung bZeibBehãlt,
die für die abgefühlten Maschinenbedingungen (Temperatur) richtig sind.
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Der Vergaser gemäß der Erfindung weist eine erste Platte auf, welche
um die Achse 16 frei drehbar gehaltert ist. Weiterhin ist eine zweite Platte 20
vorgesehen, welche an der Welle fest angebracht ist. Ein Kragen 22 umgibt die Welle
16 und wirkt außerdem als ein Abstandteil zwischen den Platten 18 und 20 und dem
Vergaser 10. Eine Feder 24 umgibt den Kragen 22. Das eine Ende 26 der Feder 24 ist
an einem Vorsprung 28 befestigt, welcher seinerseits in bezug auf den Vergaser 10
fest angebracht ist. Das zweite nicht gezeigte Ende der Feder 24 ist in geeigneter
Weise mit der ersten Platte 18 festverbunden. Auf diese Art und Weise wirkt die
Feder 24 dahingehend, daß die erste Platte 18 in der ersten Richtung vorgespannt
wird. Die erste Platte 18 ist weiterhin mit einer Nase oder einem Vorsprung 30 versehen,
der von der Platte 18 im rechten Winkel vorsteht.
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Eine Einstellschraube 32 ist in einer Bohrung mit Innengewinde in
dem Vorsprung 28 angebracht und mit einer Feder 34 versehen, welche um ihren Schaft
so gewickelt worden ist, daß die Schraube 32 ihre Lage beibehält. Das Ende 36 der
Einstellschraube
32 ist mit dem Vorsprung 30 der ersten Platte
18 so im Eingriff bzw. in Berührung angeordnet, daß eine Drehung der ersten Platte
18 in der ersten Richtung über eine erste Stellung hinaus verhindert wird, wobei
diese wahlweise durch Drehen der Einstellschraube verändert werden kann. Es ist
offensichtlich, daß die Einstellschraube 32 verwendet wird, um die Einstellung der
hohen Leerlaufdrehzahl festzulegen.
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Die beschriebene Anordnung weist weiterhin eine zweite Feder 38 auf,
welche zwischen der ersten Platte 18 und der zweiten Platte 20 angebracht ist, um
die zweite Platte 20 in der ersten Richtung vorzuspannen. Um diesen Zweck zu erreichen,
ist das erste Ende der Feder 38 an einem Zapfen 40 befestigt, welcher im rechten
Winkel von der ersten Platte vorsteht. Das zweite Ende der Feder 38 ist an einer
oeffnung am Vorsprung 42 befestigt, wobei die Feder durch diese öffnung hindurchgehakt
ist. Der Vorsprung 42 steht im rechten Winkel von der zweiten Platte 20 vor. Der
Vorsprung 42 dient einem zweiten Zweck, welcher nachfolgend erläutert werden wird.
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Die zweite Platte 20 ist mit einer Verlängerung 44 ausgebildet. Eine
Schraube 46 ist vorgesehen und durch eine Gewindebohrung in einem nach außen vorstehenden
Vorsprung 48 des Vergasers 10 eingeschraubt. Eine Feder 50 hält die Schraube 46
an Ort und Stelle. Die Schraube 46 ist mit dem Vorsprung 44 in Berührung, um Drehung
der zweiten Platte in der ersten Richtung über eine Stellung hinaus zu verhindern,
welche eine Niedrigleerlaufdrehzahl festlegt. Diese Stellung kann durch Einjustieren
der Lage der Stellschraube 46 geändert werden.
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In Übereinstimmung mit der Lehre gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ein Antrieb 52 vorgesehen. Der Antrieb 52 ist an einem Tragteil 54 befestigt,
welcher seinerseits am Vergaser 10 befestigt ist. Der Antrieb wird unter Bezugnahme
auf Fig. 3 nachfolgend unter Angabe von Einzelheiten beschrieben. Er weist eine
Ankerausgangswelle bzw. einen Stößel 5h auf, welcher in einem kappenförmigen Teil
58 diät. Der kappenförmige Teil 58 ist mit der Verlängerung 44 der zweiten Platte
20 so im Eingriff, daß,wenn der Anker ausgefahren wird, die zweite Platte 20 in
Uhrzeigerrichtung ( in der zweiten Richtung) gedreht wird, um die Lurtansaugleitung
freizumachen und das Volumen des Brennstoff-Luftgemisches zu erhöhen, um auf diese
Art und Weise die Maschinengeschwindigkeit zu vergrößern. Die erste Platte 18 ist
mit einem Vorsprung 60 versehen, welcher im rechten Winkel zur Platte 18 ausgebildet
ist. Der Vorsprung 60 ist mit dem Vorsprung 42 der zweiten Platte 20 in Berührung,
und zwar nachdem die zweite Platte sich um ungefähr einen Winkel von 7° gedreht
hat. Die Feder 24, welche die erste Platte 18 in der ersten Richtung vorspannt,
ist stärker als der Antrieb 52, so daß, wenn der Vorsprung 42 mit dem Vorsprung
60 in Eingriff tritt, diese Bewegung durch den Antrieb 52 über diesen Punkt hinaus
verhindert wird. Diese Stellung der ersten Platte 18 wird durch die Lage der Einstellschraube
32 eingestellt und legt, wie vorangehend erwähnt, den oberen Lehrlaufzustand fest.
Demgemäß kann mit der ersten Platte 18 in der durch die Einstellschraube 32 festgelegten
Lage der Antrieb die zweite Platte 20 zwischen der Niedrigleerlaufdrehzahl, welche
durch die Einstellschraube 46 festgelegt wird, und der Hochgeschwindiekeitsleerlaufdrehzahl
bewegen, welche durch die Einstellschraube 32 festgelegt wird. Über diesen Bereich
hinaus ist eine freie Relativdrehung der zweiten Platte 20 in bezug auf die erste
Platte 18 möglich.
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Die zweite Platte 20 ist weiterhin mit einem offenen Schlitz 62 versehen.
Ein Zapfen 64 erstreckt sich im rechten Winkel von der ersten Platte und ist an
dieser befestigt, er geht durch die öffnung bzw. den Schlitz 62 hindurch.
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Mit dem Stift 64 ist ein Lenker 66 von herkömmlichem Aufbau verbunden,
um von Hand oder auf andere Art und Weise die Drosselklappen 12 und 14 in ihrer
Lage zu steuern. Bei Kraftfahrzeugen ist der Lenker 66 in der ueblichen Art und
Weise mit dem Gaspedal in Verbindung.
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Der Schlitz 62 ermöglicht, daß die zweite Platte 20 in bezug auf
die erste Platte 18 in der zweiten Richtung unter der Steuerung des Antriebs 52
sich frei bewegen kann, bis der Vorsprung 42 den Vorsprung 60 berührt. An diesem
Punkt verhindert die Vorspannkraft der Feder 24 jedwede Weiterbewegung des Antriebs
52. Falls jedoch die Bedienungsperson den Lenker 66 nach rechts (Fig. 1 und 2) weiterbewegt,
wird die erste Platte 18 in der zweiten Richtung bewegt, ohne daß die zweite Platte
20 bewegt wird, bevor der Zapfen 64 das Ende des offenen Schlitzes erreicht. Diese
Kombination des offenen Schlitzes 62 und des Zapfens 64 kann demgemäß als toter
Gang bzw. totes Spiel angesprochen werden. An diesem eitpunkt würde die erste Platte
18 mit der zweiten Platte 20 gekoppelt und diese Platten bewegen sich gemeinsam
in der zweiten Richtung, um auf diese Art und Weise das Volumen des Luft-Brennstoff-Gemisches
zu erhöhen. Auf diese Art und Weise kann die Bedienungsperson die Leerlaufgeschwindigkeitssteuerung
überbrücken bzw. übergehen. Falls jedoch die Bedienungsperson nachfolgend den Lenker
66 wieder freigibt, so bewirkt die Vorspannkraft der Feder 24, daß die erste Platte
18 und die zweite Platte 20 in der ersten Richtung bewegt werden. Die erste Platte
18 wird durch die Einstellschraube 32 festgelegt bzw. angehalten, wohingegen die
Platte 20 durch den kappenförmigen Teil 58 des Ankers 56 angehalten wird, wodurch
die entsprechenden Leerlaufgeschwindigkeitsstellungen beibehalten werden.
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In Fig. 3 ist der Antrieb 52 gezeigt. Es handelt sich hierbei um
einen Linearmotor, der durch ein zylindrisches Gehäuse 68 eingeschlossen ist, welches
durch ein Paar von kappenförmigen Abschlußteilen 70 und 72 an den Enden begrenzt
ist. Innerhalb des zylindrischen Gehäuses 68 befindet sich ein Ringmagnet 74. Eine
Verschiebungshalterung 76 ist an dem einen Ende, nämlich in den Abschlußteil 70
eingeschraubt und wird dort durch eine Befestigungsmutter 78 gehaltert. Ein Anker
80 ist bewegbar in der Halterung 76 angeordnet und weist einen Teil auf, welcher
die Form eines Spulenträgers hat.
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Eine Spulenwicklung 82 ist in dem Spulenträgerteil des Ankers 80 angebracht,
wobei die Enden 84 und 86 der Wicklung 82 durch zweckmäßige oeffnungen in dem Abschlußteil
70 zwecks elektrischen Anschlusses hindurchgehen.
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Der Anker 56 ist mit Anker 80 vermittels eines Kupplungszapfens 88
verbunden, welcher sich durch zweckmäßig angeordnete Öffnungen in der Welle 56 und
dem Anker 80 hindurcherstreckt. Die Welle 56 erstreckt sich durch einen Lagerteil
90 hindurch, welcher im inneren zu einem Außengewindeteil 92 angeordnet ist. Der
Antrieb 52 ist an seinem Ausgangsseitiger Ende durch eine Kombination aus einem
Staub-96 Abdeckteil 94, einer Scheibe und einer ringförmigen Dichtung 98 dicht abgeschlossen.
Auf diese Art und Weise ist der Antrieb 52 wirksam abgedichtet, so daß er in einer
verschmutzen Umgebung eingesetzt werdenkann, wobei Staub und andere Verunreinigungen
daran gehindert werden, in de nSpulenarbeitsbereich einzudringen und ein Fehlverhalten
des Antriebs 52 herbeizuführen.
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Wie es in der Technik bekannt ist, wird der Linearmotor durch einen
Gleichstrom angetrieben, welcher der Wicklung 82 zugeführt wird, um ein magnetisches
Feld aufzubauen,
welches seinerseits mit dem magnetischen Feld
vom Ringmagneten 74 zusammenwirkt, um zu bewirken, daß der Anker ao sich in axialer
Richtung bewegt, wobei die Richtung des Stromes die Richtung der Bewegung festlegt
und die Größe des Stromes die Geschwindigkeit der Bewegung bedingt.
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Ein äuEeres Gewinde auf dem Befestigungsteil 92 wird in Zusammenwirken
mit einer Mutter 100 verwendet, um den Antrieb 52 am Tragteil 54 zu befestigen.
Am kappenförmigen Teil 58 befindet sich ein Gleitblock 102 mit einer Führung 104.
Ein Potentiorneter 106 ist an einem zweckmäßigen Tragteil angebracht und mit seiner
Eingangswelle 108 mit einem Hebel 110 verbunden, welcher einen Zapfen 112 an seinem
anderen Ende aufweist. Der Zapfen 112 gleitet bzw. bewegt sich in einer geschlitzten
Führung 104. Die vorangehend beschriebene Anordnung wird verwendet, um die lineare
Bewegung des Ankers 56 des Linearmotors in eine Drehbewegung der Potentiometer-Ausgangswelle
108 umzusetzen, um die Stellung der Welle 56, so wie es nachfolgend beschrieben
werden wird, abzut'ühlen.
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In Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des Steuersystems für die Steuerung
des Antriebs 52 wiedergegeben. Die lineare Stellung des Ankers 56 des Antriebs 52
wird durch Einspeisen eines zweckmäßigen Stellungssignals über die Leitung 114 zu
einer Summierverbindung 116 gesteuert, wobei es sich um den Eingang eines Servotsystems
mit geschlossener Schleife für die Steuerung des Antriebs 52 handelt. Das Servosystem
mit geschlossener Schleife weist eine äußerte Stellungsschleife und eine innere
Geschwindigkeitsschleife auf. Die Stellungsschleife weist einen Vorverstärker 118
auf, wohingegen die Geschwindigkeitsschleife einen Stellungsfühler 120 enthält.
Die Geschwindigkeitsschleife weist einen Leistungsverstärker 122 auf, welcher einen
Gleichstrom umkehrbarer Polarität an den Antrieb 52 gibt, um den Antrieb 52 in Übereinstimmung
mit dem
Eingangssignal an der Summierverbindung 116 zu positionieren.
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Der Stellungsfühler 120 ist mechanisch mit dem Antrieb 52 verbunden.
Diese Verbindung kann beispielsweise durch einen Potentiometer 106 , wie vorangehend
beschrieben, realisiert werden, um ein RUckkopplungs-Steilungssignal für die Stellungsschleife
zu erzeugen, wobei dieses Signal in bezug auf die Zeit in einem Differentiator 124
differenziert wird, um ein Geschwindigkeitssignal zu erzeugen. Dieses Geschwindigkeitssignal
wird auf der Leitung 126 zur Summierstelle 128 des Leistungsverstärkers 122 geführt,
um das Stellungssignal an diesem Punkt zu modifizieren.
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Das Eingangsstellungssignal auf der Leitung 114 wird von einem Zustandsfühler
130 über einen Eingangsgenerator 132 hergeleitet. Beim Zustandsfühler 130 kann es
sich beispielsweise um eine Motorfühleinrichtung handeln, wobei der Eingangsgenerator
132 eine Spannung auf der Leitung 114 erzeugt, welche der abgefühlten Maschinentemperatur
entspricht. Der Eingangsgenerator 132 kann so eingestellt werden bzw. kalibriert
werden, daß eine niedrige Maschinentemperatur bewirkt, daß der Antrieb 52 seinen
Anker 56 ausfährt, um die Maschinenleerlaufgeschwindigkeit zu erhöhen, indem die
Brennstoff-Luftgemischmenge erhöht wird, so daß auf diese Art und Weise die Maschinentempenatur
erhöht wird, wodurch wiederum der Antrieb 52 veranlaßt wird, den Anker 56 allmählich
zurückzuziehen, um die Motorleerlaufdrehzahl durch Verringerung des Luft-Brennstofrgemischvolumens
herabzusetzen. Als Alternative kann auch in betracht gezogen werden, eine Mehrzahl
von Zustandssensoren zu verwen<3en, wobei der F;insZarlgngenerator 132 ein Mikroprozessor
ist, welcher zweckmäßig so programmiert ist, um ein Signal auf der Leitung 114 zu
erzeugen, welches einer Kombination abgefühlter Bedingungen entspricht, um die zweckmäßige
Motorleerlaufgeschwindigkeit für die Kombination der abgefühlten Zustände einzustellen.
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Gemäß der Erfindung ist eine Leerlaufgeschwindigkeitssteuereinrichtung
für einen Vergaser geschaffen worden, welcher einen graduellen Abfall bzw. eine
feinstufige zeitliche Veränderung der Motorgeschwindigkeit über die Zeit zwischen
einer hohen und einer niedrigen Leerlaufdrehzahl erbringt, wobei die richtige LeerlaufeschwindiEkeitstellung
unabhängig davon beibehalten wird, ob die Bedienungsperson nun diesen GeschwindigkeitsbereicEI
bzw. Drehzahlbereich überschreitet oder nicht.
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