DE2942377A1

DE2942377A1 - Vergaser mit automatischer startund beschleunigungseinrichtung

Info

Publication number: DE2942377A1
Application number: DE19792942377
Authority: DE
Inventors: Mitsumasa Inoue; Tadaki Ota; Masaaki Saito; Katsushi Yoshikawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-10-19
Filing date: 1979-10-19
Publication date: 1980-04-24
Also published as: US4276238A; GB2033481A; GB2033481B; DE2942377C2

Description

Vergaser mit automatischer Start- und Beschleunigungseinrichtung

Die Erfindung befaßt sich mit der Verbesserung des automatischen Startbetriebs eines einstellbaren Venturi-Vergase rs, bei dem der zur Wirkung kommende Querschnitt des Venturiteils in Abhängigkeit von der angesaugten Luftmenge verändert wird.

Bei herkömmlichen einstellbaren Venturi-Vergasern, wie beispielsweise einem sogenannten SU-Vergaser, wird ein einstellbarer Venturi-Teil stromaufwärts von einer Drosselklappe vorgesehen. Der Venturi-Teil wird betätigt durch eine auf Vakuum ansprechende Einrichtung in der Weise, daß der Öffnungsgrad durch ein Rückkopplungssystem gesteuert wird, wobei der Vakuumwert zwischen dem einstellbaren Venturieinsatz und der Drosselklappe im wesentlichen konstant gehalten wird. Beim Vergrößern der Venturiöffnung sollte daher der Wirkungsbereich der Spritzdüse, welche den Kraftstoff in den Venturieinsatz liefert, ebenfalls vergrößert werden, so daß die Steuerung des zugeführten Kraftstoff Stroms proportional der zugeführten Luftmenge und damit das Kraftstoff/Luft-Verhältnis immer konstant eingestellt ist. Ein derartiger Vergasertyp besitzt gute Stabilität und verteilt und zerstäubt den Kraftstoff gut. Da das Kraftstoff/Luft-Gemisch konstant ist, muß ein spezieller Mechanismus vorgesehen sein, um ein Kraftstoff/Luft-Verhältnis mit höherer Kraftstoffkonzentration erzielen zu können. Dies ist gelegentlich erwünscht, insbesondere beim Starten des Motors, beim Aufwärmen des Motors und beim Beschleunigen des Motors vor dem Aufwärmen des Motors.

Es ist hierzu schon bekannt, die Düsenaustrittsöffnung, welche ein Teil des bemessenden Düseneinsatzes des Kraftstoff zufuhr sy stems ist, während des Starts und des Aufwärmens so zu bewegen, daß eine öffnung zwischen der Düsenaustrittsöffnung und einer Dosiernadel, welche in die-

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se eingesetzt und durch den einstellbaren Venturieinsatz gesteuert wird, vergrößert wird, so daß zu diesen Zeitpunkten die Mischung angereichert wird. Gleichzeitig wird das Öffnen der Drosselklappe durch einen Nockenmechanismus herbeigeführt, so daß eine ausreichende Menge eines Startgemisches, gewährleistet wird. Bei einer derartigen Anordnung ergeben sich jedoch Schwierigkeiten dahingehend, daß ein Ölaustritt aus dem Düsenbewegungsmechanismus verhindert werden muß, die Düse genau positioniert werden muß, Betätigungsenergie für den Nocken und den Düsenmechanismus vorgesehen sein müssen usw.Außerdem ist die Genauigkeit der Einstellung des Kraftstoff/Luft-Gemisches und die Luftströmung nicht zufriedenstellend.

Außerdem ist eine Einrichtung bekannt geworden, bei der ein Startventilluftkanal parallel zum Venturieinsatz vorgesehen wird. Die effektive Querschnittsfläche dieses Startventilluftkanals wird während des Startens und des Aufwärmens des Motors verringert, so daß der Vakuumwert stromabwärts vom variablen Venturieinsatz auf einen höheren Wert gebracht wird als bei Normalbetrieb. Demzufolge wird die Kraftstoffmenge, welche aus der Kraftstoffdüse angesaugt wird, erhöht und man erhält auf diese Weise das gewünschte Start-und Aufwärmgemisch. Dieses System trägt jedoch nicht der Schwierigkeit Rechnung, daß das Gemisch während der Beschleunigung vor der vollständigen Aufwärmung angereichert werden muß (auch das zuerst erläuterte System trägt dem nicht Rechnung). Ein derartiger einstellbarer Venturi-Vergaser benötigt daher bis zu drei verschiedene Startmechanismen, was zu einer erheblichen Kompliziertheit der Anordnung führt.

Ein anderer Vorschlag zielt darauf ab, einen S tartventilmechanismus wie in einem herkömmlichen Vergaser vorzusehen. Dabei wird der negative Druck an der Hauptdüse über den Wert bei Normalbetrieb angehoben,

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wobei die Kraftstoffzufuhr erhöht wird. Da die automatische Einstellung des Öffnungsbetrages eine derartigen Startdrossel in Abhängigkeit von der Atmosphären- und Motortemperatur arbeiten muß, sind zusätzliche Einrichtungen, wie beispielsweise ein Bimetallelement, eine Heizeinrichtung, eine Zündmembran, ein dynamisches Drucksystem für die Ansaugluft, und dgl. mehr, notwendig. Dadurch wird der Gesamtaufbau des Vergasers aufwendig und hat einen erhöhten Platzbedarf. Darüber hinaus ist die richtige Einstellung und die Pflege des Vergasers erschwert. Ferner trägt dieser Vorschlag dem Erfordernis des Anreicherns der Mischung während der Beschleunigung vor dem vollen Aufwärmen des Motors nicht Rechnung.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verstellbaren Venturi-Vergaser zu schaffen, bei dem die Steuerung der Menge und des Verhältnisses des Kraftstoff/Luft-Gemisches beim Starten und Warmlaufen der Maschine automatisch durch eine automatische Starteinrichtung mit einfachem und kompaktem Aufbau ermöglicht wird.

Ferner soll durch die Erfindung ein Vergaser geschaffen werden, bei dem das Kraftstoff/Luft-Gemisch während des Warmlaufens des Motors angereichert wird, wenn der Motor beschleunigt wird, so daß Fehlzündungen vermieden werden.

Bei der Erfindung wird diesem durch einen Vergaser Rechnung getragen, der folgende Bestandteile aufweist:

einen Gemischkanal, eine Drosselklappe im Gemischkanal, einen einstellbaren Venturi-Lufttrichter, der stromaufwärts von der Drosselklappe im Gemischkanal angeordnet ist, eine durch Vakuum angetriebene Betätigungseinrichtung, welche durch das im Gemischkanal zwischen der Drosselklappe und dem einstellbaren Venturi-Lufttrichter herrschende Vakuum gesteuert wird und welche die Öffnung des einstellbaren Venturi-Lufttrich-

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ters so steuert, daß das Vakuum etwa konstant gehalten wird, eine einstellbare Kraftstoffzufuhreinrichtung, welche in Abhängigkeit von der Öffnung des einstellbaren Venturi-Lufttrichters gesteuert wird, so daß die Menge des zufließenden Kraftstoffes etwa direkt proportional zur Grösse der Öffnung ist und welche den Kraftstoff in den Gemischkanal liefert, einen Nebenkanal, der die Drosselklappe im Gemischkanal überbrückt und von stromaufwärts der Drosselklappe stromabwärts von der Drosselklappe geführt ist, einen Kolben, der durch eine Feder in eine erste Richtung vorgespannt wird und der in entgegengesetzter Richtung dazu gedrückt wirdy durch das stromabwärts von der Drosselklappe liegende Vakuum und dessen Bewegung in dieser entgegengesetzten Richtung fortschreitend den Nebenkanal abschneidet, so daß bei Erreichen einer Gleichgewichtsstellung,die durch den Ausgleich der Vorspannung und der Wirkung des Vakuums bestimmt wird, der Strömungswiderstand des Nebenkanals eingestellt ist, ein wärmeempfindliches Element, das auf die Temperatur , die die Motortemperatur wiedergibt, anspricht und welches bei noch kaltem Motor keine Positionierung des Kolbens bewirkt und welches jedoch beim Aufwärmen des Motors allmählich die äußerst mögliche Stellung des Kolbens in der ersten Richtung in der entgegengesetzten Richtung verschiebt

und bei vollständig aufgewärmtem Motor die äußerst mögliche Stellung des Kolbens in der ersten Richtung so weit in entgegengesetzter Richtung verschiebt, daß der Nebenkanal im wesentlichen geschlossen ist. Dabei wird Luft der Kraftstoff zufuhr einrichtung zugeführt und mit dem zugefühiten Kraftstoff in einem solchen Anteil gemischt, daß ein Minimum an Luft zugeführt wird, wenn das Vakuum stromabwärts von der Drosselklappe ein Minimum ist und ein Maximum an Luft zugeführt wird, wenn das Vakuum stromabwärts von der Drosselklappe ein Maximum ist. Die Kraftstoffmenge, welche durch die Kraftstoffzufuhreinrichtung zugeführt wird, wird so eingestellt, daß die Kraftstoffzufuhr bei niedriger Motortemperatur größer ist als bei höherer Motortemperatur.

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In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des rechten Teils eines Kolbens und

eines Steuergliedes in der Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des linken Teils eines Kolbens und

von Steuerelementen in ähnlicher Ansicht wie in der Fig. 2;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht des Kolbens und der Steuerelemente

in der unteren Stellung;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Schnittlinie V-V in der Fig. 4;

Fig. 6 einen vertikalen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 einen vertikalen Schnitt durch eine Hilfskraftstoffzufuhreinrichtung des in der Fig. 6 dargestellten Vergasers;

Fig. 8 einen vertikalen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A in der

Fig. 7 und

Fig. 9 Kurvendarstellungen für die Kraftstoff- und Luftzufuhr beim

Start beim zweiten Ausführungsbeispiel.

In der Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das bei einem einstellbaren Venturi-Vergaser mit einer Luftklappe bzw. Starterklappe zur Anwendung kommt und einen einfachen

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Aufbau besitzt. Die Erfindung kann jedoch auch bei anderen Arten einstellbarer Venturi-Vergaser zur Anwendung kommen.

Beim dargestellten Vergaser befindet sich in einem Gemischkanal, der nicht mit einem Bezugszeichen versehen ist, eine Drosselklappe 1 und stromaufwärts von dieser Drosselklappe 1 eine Luftklappe bzw. Starterklappe 3, die durch eine Membrananordnung bzw. eine vakuumbetriebene Betätigungseinrichtung 2 gesteuert wird. Diese Betätigungseinrichtung bzw. Membrananordnung 2 ist an Vakuum Po zwischen der Starterklappe 3 und der Drosselklappe 1 angeschlossen und hält das dort vorhandene Vakuum durch Rückkopplung auf einen im wesentlichen konstanten Wert durch an sich bekannte Mittel. In den Gemischkanal mündet ferner eine Kraftstoffdüse 4, in die eine Dosiernadel 5 mit Kegelstumpfform eingesetzt ist. Der kegelstumpf form ige Teil der Dosiernadel 5 arbeitet mit einem Kraftstoffeinspritzteil 11 der Kraftstoffdüse 4 zusammen, so daß die Menge an hindurchströmendem Kraftstoff bemessen wird. Die Dosiernadel 5 wird dabei nach außen oder nach innen in die Kraftstoffdüse 4 hineingezogen durch einen an der Luftklappe 3 angelenkten Betätigungsarm Das Vakuum Po wird in die Membrananordnung 2 durch einen Kanal 6 eingeleitet. Der kegelstumpfförmige Teil der Dosiernadel 5 ist so angeordnet, daß in an sich bekannter Weise das Gemisch, welches vom Vergaser geliefert wird, ein konstantes Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufweist unabhängig von dem Grad der öffnung der Drosselklappe 1 und der Luft- bzw. Starterklappe 3. Eine kleine Luftöffnung 10, insbesondere Luftkorrekturdüse, dient zum Eindringen von Luft, welche mit dem Kraftstoff in der Kraftstoffdüse 4 vermischt wird, bevor der Kraftstoff eingespritzt wird. Auf diese Weise wird die Zerstäubung des Kraftstoffes unterstüzt.

Parallel zu einem Hauptkörper 13 des Vergasers und an diesem befestigt ist eine automatische Starteinrichtung 14 als Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen. Ein Nebenkanal 15-16 überbrückt die Drossel-

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klappe 1 und führt aus dem Raum des Gemischkanals stromaufwärts von der Drosselklappe zum Raum im Gemischkanal stromabwärts von der Drosselklappe. Dieser Nebenkanal erstreckt sich durch das Innere eines Zylinders 17, in welchem ein Kolben 18 beweglich angeordnet ist. Dieser Kolben kann in der Weise von einer bestimmten Stellung nach oben gerichtet in der Fig. bewegt werden, so daß er in die Öffnung 15A des Nebenkanals 15-16 (Fig. 1) nicht eintritt. Außerdem kann er nach unten gerichtet in eine solche Position in der Figur gebracht werden, in welcher der Nebenkanal 15-16 im wesentlichen verschlossen ist. Dazwischen sind Zwischenstellungen möglich, in denen der Nebenkanal 15-16 teilweise geschlossen ist. Der Kolben 18 wird in der Figur nach oben durch eine Feder 20 vorgespannt und wird durch das Vakuum Pb, welches stromabwärts von der Drosselklappe vorhanden ist, nach unten gezogen. Dabei wird eine Gleichgewichtsstellung erreicht, die durch die Vorspannung und die Wirkung des Vakuums hervorgerufen wird. Dabei wird der Strömungswiderstand des Nebenkanais eingestellt. Außerdem ist ein wärmeempfindliches Element vorgesehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Wachskörper 19 mit bekannter Ausführung (obgleich andere wärmeempfindliche Elemente, wie beispielsweise Bimetalle und dgl. verwendet werden können). Dieses wärmeempfindliche Element ist so angeordnet, daß das obere Ende des Bewegungsbereiches des Kolbens 18 begrenzt wird, und zwar in Abhängigkeit von der Motortemperatur oder der Vergasertemperatur, welche die Motortemperatur wiedergibt und welcher mit dem Wachskörper durch Wärmeleitung und/oder konvektion zusammenwirkt. Es ist natürlich auch möglich, bei anderen Ausführungsformen eine Heizeinrichtung bekannter Art vorzusehen, um den Wachskörper direkt aufzuheizen. Wenn der Motor kalt ist, liegt die obere Grenze der Kolbenbewegung so, wie sie in der Figur dargestellt ist. In dieser Stellung befindet sich der Kolben nictt in der Öffnung 15A des Nebenkanals 15-16. Beim Aufwärmen des Motors verschiebt sich jedoch diese obere Bewegungsgrenze des Kolbens allmählich nach

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unten, bis beim vollständigen Aufwärmen des Motors der Kolben in seiner untersten möglichen Stellung festgehalten wird, bei der der Nebenkanal 15-16 im wesentlichen vollständig blockiert ist.

Auf diese Weise ist ein Drosselnebenkanal für den Startbetrieb vorgesehen. Das Kraftstoff-Luftgemisch beim Startbetrieb wird durch die Öffnung zwischen der Dosiernadel 5 und dem Kraftstoffeinspritzteil 11, welches auch bei Normalbetrieb den Kraftstoff liefert sowie durch die kleine Luftöffnung 10 eingestellt. Die Regulierung erfolgt auf folgende Weise. Zu beiden Seiten des Kolbens 18,der nicht frei drehbar im Zylinder 17 angeordnet ist, sind Steuerelemente 30, 31 vorgesehen, welche durch Blattfedern 32 und 33 mit U-förmigen Ausnehmungen mit jeweils einem abgeschrägten Schenkel 27, 28, wie aus den Fig. 2, 3, 4 und 5 zu ersehen ist, vorgespannt. Die Ausnehmungen 25 und 26 wirken mit entsprechenden Leitungen 21 und 22 sowie mit Leitungen 23 und 24 zusammen. Diese Leitungen befinden sich alle in der Wand des Zylinders 17 und sind in das Innere des Zylinders hin geöffnet. Die Fig. 2 und 3 zeigen den Kolben 18 in seiner obersten Bewegungsstellung. In dieser Stellung besitzt der Strömungswiderstand zwischen den Leitungen 23 und 24 ein Maximum (beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist dabei die Verbindung zwischen den Leitungen im wesentlichen unterbrochen). Der Strömungswiderstand zwischen den Leitungen 21 und 22 in dieser obersten Bewegungsstellung besitzt hingegen ein Minimum. Wenn der Kolben 18 in der Figur nach unten bewegt wird, verringert sich allmählich der Strömungswiderstand zwischen den Leitungen 23 und 24, bis der Kolben 18 am unteren Ende seines Hubes angekommen ist, bei welchem der Strömungswiderstand zwischen diesen beiden Leitungen ein Minimum hat (siehe Fig. 4). Gleichzeitig erhöht sich dabei der Strömungswiderstand zwischen den Leitungen 21 und 22, bis der Kolben 18 am Ende seines nach unten gerichteten Hubes angekommen ist. In dieser Stellung besitzt der Strömungswiderstand zwischen den Leitungen 21 und 22 ein Maximum (beim darge-

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stellten Ausführungsbeispiel ist die Verbindung zwischen den Leitungen 21 und 22 im wesentlichen in der unteren Hubstellung des Kolbens abgebrochen).

Die Leitungen 22 und 24 sind gegenüber der Atmosphäre geöffnet und die Leitung 21 ist gegenüber dem Kanal 6 geöffnet, während die Leitung 23 mit der kleinen Luftöffnung 10 verbunden ist.

Wenn der Motor im kalten Zustand vor dem Anspringen angelassen wird, ist der Wachskörper 19 noch kalt. Der Kolben 18 befindet sich daher in seiner obersten Stellung, so daß der Nebenkanal 15-16 geöffnet ist. Zu diesem Zeitpunkt hat der Strömungswiderstand zwischen den Leitungen 23 und 24 ein Maximum, während der Strömungswiderstand zwischen den Leitungen 21 und 22 ein Minimum hat. Demzufolge kann das Kraftstoff-Luftgemisch durch den Nebenkanal 15-16 gelangen, wobei das Kraftstoff-Luftgemisch angereichert wird, da nur eine geringe Luftzufuhr vorhanden ist. Diese wird durch die kleine Luftöffnung 10 erzielt. Durch die Leitungen 23 und 24 kann noch keine Luft eindringen. Aufgrund des relativ starken Vakuums Po zwischen der Drosselklappe 1 und der Luftklappe wird eine große Menge an Kraftstoff aus der Kraftstoff düse 4 angesaugt, während aufgrund der Betriebsbedingungen der Betrieb der Membrananordnung 2, durch welchen die Luftklappe 3 geöffnet wird, noch im wesentlichen unterdrückt ist. Ferner erfolgt eine Zumischung von Atmosphärenluft durch die Leitungen 21 und 22 in den Kanal 6, so daß dem Vakuum Luft zugeführt wird, welches die Membrananordnung 2 steuert, wobei das Vakuum abgeschwächt wird. Hierdurch läßt sich ein stark angereichertes Kraftstoff-Luftgemisch erzielen, wie das beim Anlassen des Motors erwünscht ist.

Wenn der Motor anspringt, verstärkt sich das Vakuum Pb stromabwärts von der Drosselklappe 1 und der Kolben 18 wird in der Figur nach unten durch dieses Vakuum gezogen. Der Kolben erreicht eine Ausgleichs- bzw.

Gleichgewichtsstellung gegen den Druck der Feder 20. Zu diesem Zeitpunkt wird die Öffnung 15A im Nebenkanal 15-16, welche als Ventilöffnung wirkt, etwas gedrosselt, so daß eine optimale Menge des KraÄstoff-Luftgemisches, welche zum Aufwärmen des Motors benötigt wird, hindurchgelangt. Gleichzeitig wird durch die nach unten gerichtete Bewegung des Kolbens 18 der Strömungswiderstand zwischen den Leitungen 23 und 24 verringert, während der Strömungswiderstand zwischen den Leitungen 21 und 22 anwächst. Demzufolge wird mehr Luft dem durch die Kraftstoffdüse 4 eingespritzten Kraftstoff zugemischt (die Kraftstoffzufuhr erfolgt stromabwärts von der kleinen Luftöffnung 10} und außerdem wird die Wirkung des Vakuums auf die Membraneinrichtung 2 erhöht, da weniger Luft durch die Leitungen 23 und 24 dem Vakuum zugeführt wird. Die Wirkung der Membrananordnung 2 vergrößert sich,und der Ausgleichswert des Vakuums Po verringert sich, so daß weniger Kraftstoffmenge aus der Kraftstoff düse 4 angesaugt wird. Die Anreicherung des Gemisches, das dem Motor zugeführt wird, verringert sich, und es ergibt sich ein gleichförmig fortschreitendes Aufwärmen des Motors.

Wenn während des Aufwärmbetriebs die Drosselklappe 1 plötzlich geöffnet wird, fällt das Vakuum Pb rasch ab, wodurch auch der Kolben 18 rasch nach oben bewegt wird. Hierdurch wird das Gemisch plötzlich angereichert, wie das für eine plötzliche Beschleunigung während des Aufwärmbetriebes erwünscht ist.

Beim Aufwärmen expandiert der Wachskörper 19, wodurch der Kolben 18 allmählich nach unten gedrückt wird,bzw. es wird dabei die obere Bewegungsgrenze des Kolbens nach unten verlagert. Schließlich wird der Kolben bis in seine unterste Stellung verbracht und dort gehalten. Es wird dann keine Starter- bzw. Drosselwirkung mehr hervorgerufen. Der Nebenkanal 15-16 ist in dieser untersten Kolbenstellung geschlossen. Eine vergrößerte Luftmenge wird durch die Leitungen 23 und 24 als Korrekturluft bzw. Abzapfluft zugeführt. Durch die Leitungen 21 und 22 wird praktisch

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keine Luft dem Vakuum mehr zugeführt, welche die Membrananordnung 2 betätigt.

Der Motor läuft dann im Normalbetrieb.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß bei der Erfindung ein Vergaser gewonnen wird, mit dem während des Kaltstartes eine Nebenöffnung vergrößert und das Startgemisch angereichert werden. Während eine hohe Anreicherung des Gemisches erzielt wird, wird die Luftmenge, welche dem Gemisch zugeführt wird, verringert. Außerdem wird die zugeführte Kraftstoffmenge erhöht. Dies erfolgt, sobald der Motor angesprungen ist und bevor er aufgewärmt ist sowie während des Aufwärmprozesses. Geeignete Mengen an Startgemisch mit einem geeigneten Kraftstoff-Luft verhältnis werden konstant vorgesehen. Bei einer plötzlichen Beschleunigung während des Aufwärmens wird das Gemisch rasch angereichert, so daß die Funktion der "Beschleunigerpumpe" alten Stils erzielt wird. Diese Funktionen werden durch eine einfache einzelne Ausrüstung mit robuster Bauart und wenig Aufwand erzielt. Diese Einrichtung besitzt die notwendige Betriebssicherheit und kann gleichzeitig eine Steuerung der Gemischzufuhr und des Kraftstoff-Luftgemischverhältnisses erzielen.

In den Figuren 6 bis 10 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Kraftstoffzufuhr beim Start wird bei diesem Ausführungsbeispiel nicht durch die Dosiernadel, sondern unabhängig von dieser durch ein anderes wärmeempfindliches Element gesteuert.

In einem Gemischkanal, für den keine Bezugs ziffer vorgesehen ist, ist eine Drosselklappe 101 und stromaufwärts von der Drosselklappe 101 eine Luft- bzw. Starterklappe 102 vorgesehen, welche durch eine Membrananordnung oder durch eine vakuumbetriebene Betätigungseinrichtung, welche in den Figuren nicht dargestellt ist, in bekannter Weise gesteuert wird.

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Die Membrananordnung wird durch das Vakuum Po zwischen der Starterklappe 102 und der Drosselklappe 101 beaufschlagt, wobei durch Bückkopplung dieses Vakuum im wesentlichen auf bekannte Weise konstant gehalten wird. In den Gemischkanal mündet eine Kraftstoffdüse 107, in welche eine Dosiernadel 111 mit Kegelform eingesetzt ist. Die Kegelform der Dosiernadel 111 wirkt mit einem Kraftstoffeinspritzteil 108 der Kraftstoffdüse in der Weise zusammen, daß die Kraftstoffmenge, welche durch die Düse gelangt, in geeigneter Weise dosiert bzw. bemessen wird. Mit Hilfe eines Betätigungsarmes 110 kann die Dosiernadel 111 in die Kraftstoffdüse 107 hineingezogen und aus dieser herausgezogen werden. Der Betätigungsarm ist an die Luftklappe 102 angelenkt. Die Kegelform der Dosiernadel 111 ist so angeordnet, daß in an sich bekannter Weise das durch den Vergaser gelieferte Gemisch auf einem konstanten Kraftstoff/Luft-Verhältnis gehalten wird unabhängig von dem Öffnungsquerschnitt der Drosselklappe 101 und der Luftklappe 102. Ein kleiner Luftöffnungskanal 109 dient zur Luftzufuhr, welche dem Kraftstoff in der Kraftstoffdüse zugemischt wird, bevor dieser eingespritzt wird, so daß eine verbesserte Zerstäubung erzielt wird.

Parallel zum Hauptkörper 103 des Vergasers ist an diesem eine automatische Starteinrichtung 114 angeordnet, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet. Ein Nebenkanal 112-113 überbrückt die Drosselklappe 101 und führt aus dem Raum,der stromaufwärts von der Drosselklappe im Gemischkanal liegt, in den Raum, der stromabwärts von der Drosselklappe im Gemischkanal liegt. Dieser Kanal führt durch das Innere eines Zylinders 160, in welchem verschiebbar ein Kolben 161 vorgesehen ist. Dieser Kolben kann sich von einer rechten Stellung in der Figur, in welcher eine öffnung des Nebenkanals 112-113 vom Kolben nicht bedeckt wird, nach links in der Figur in eine solche Stellung bewegen, bei welcher der Nebenkanal 112-113 geschlossen ist. Der Kolben 161 steht unter der Vorspannung einer Feder 162 und wird gegen die Wirkung der Feder von dem stromabwärts der Drosselklappe herrschenden Vakuum Pb gezogen. Dadurch, daß durch

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die Vorspannung der Feder und die ziehende Wirkung des Vakuums eine Gleichgewichtsstellung erzielt wird, läßt sich der Strömungswiderstand des Nebenkanals einstellen. Außerdem ist ein wärmeempfindliches Element, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein Wachskörper 163 bekannter Ausführung ist (es können natürlich auch andere wärmeempfindliche Elemente, beispielsweise Bimetalle und dgl. verwendet werden), vorgesehen, durch den rechtsseitig der Verschiebebereich des Kolbens begrenzt wird. Diese Begrenzung erfolgt in Abhängigkeit von der Motortemperatur oder der Temperatur des Vergasers, welcher stellvertretend für die Motortemperatur ist. Der Vergaser bzw. der Motor steht durch Wärmeleitung und/oder Konvektion mit dem Wachskörper in Verbindung. Natürlich können bei anderen Ausführungsbeispielen auch Heizelemente bekannter Art vorgesehen sein, um den Wachskörper direkt aufzuheizen. Wenn der Motor kalt ist, ist die rechtsseitige Begrenzung der Kolbenbewegung so, wie sie in den Figuren dargestellt ist. Wenn der Kolben sich in seiner äußerst möglichen rechten Stellung befindet, ist die Öffnung des Nebenkanals 112-113 offen. Wenn sich der Motor aufwärmt, verschiebt sich diese Bewegungsgrenze allmählich nach links, während bei vollem Warmlaufen des Motors der Kolben in der äußerst möglichen linken Position sich befindet und dort gehalten wird. In dieser Position ist der Nebenkanal 112-113 vollständig blockiert.

Der Kolben selbst ist ähnlich ausgebildet wie der Kolben beim ersten Ausführungsbeispiel. Die Strömung des Kraftstoffes im Starterbetrieb und die Strömung der Luft beim Starterbetrieb werden jedoch nicht direkt durch diesen Kolben gesteuert, wie das beim erste η Ausführungsbeispiel der Fall ist, sondern unabhängig gesteuert in einer Art und Weise, die im folgenden beschrieben wird.

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An der Außenwand des Vergasers befindet sich eine Hilfskraftstoff zuführeinrichtung 104. Diese Hilfskraftstoffzufuhreinrichtung 104 ist parallel zur und unabhängig von dem Hauptkraftstoffzufuhrkanal 105 vorgesehen. Ein Kraftstoff- Luftgemisch zufuhrkanal 106 erstreckt sich von der Hilfskraftstoffzufuhreinrichtung 104 und ist von unten her mit der dosierenden Einspritzeinrichtung 108 der Kraftstoffdüse 107 verbunden, so daß das auf diese Weise zugeführte Gemisch durch die Dosiernadel 111 nicht gesteuert wird.

Die Hilfskraftstoffzufuhreinrichtung 104 ist im einzelnen in den Fig. 7 und dargestellt. Der Gemischzuführkanal 106 führt über eine Düsenöffnung 151, welche während des Anlassens des Motors die maximale Fließmenge bzw. -geschwindigkeit reguliert, zu einem Mischraum 149. In diesen Mischraum 149 wird über ein Startbetriebskraftstoffsteuersystem Kraftstoff und über ein einstellbares Luft zufuhr sy st em 122 und über eine fest eingestellte kleine Luftzufuhröffnung 123 Luft zugeführt.

Die fest eingestellte Luftzufuhröffnung 123 ist so vorgesehen, daß die Grundströmungsmenge der Luft beim Startbetrieb des Motors vorgegeben wird, indem Luft dem während des Startbetriebs bzw. Anlasserbetrieb zugeführten Kraftstoff beigemischt wird, so daß dieser emulgiert wird.

Das Kraftstoffsteuersystem 121 für den Startbetrieb enthält ein Führungsrohr 131 in einem Gehäuse 127 der Hilfskraftstoffzufuhreinrichtung 104. Ferner ist ein Abstimmkolben 129 verschiebbar im Führungsrohr 131 angeordnet. Der in der Fig. dargestellte linke Teil des Abstimmkolbens ist als kegelstumpfförmige Nadel 133 ausgebildet, die mit dem verengten Ende 134 des Führungsrohres 131 zusammenwirkt und dabei eine Dosiereinspritzöffnung 135 mit einstellbarem Wirkungsquerschnitt bildet. Kraftstoff wird über einen Kraftstoffkanal 137 in eine Kammer 136 zwischen der Nadel 133 und dem Führungsrohr 131 eingebracht. Der Kraftstoff gelangt

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durch die Dosiereinspritzöffnung 135 in den Mischraum 149. Der Abstimmkolben 129 wird in der Figur nach rechts durch eine Feder 132 vorgespannt. Sein Ende liegt an einem temperaturempfindlichen Bimetallelement 124 an, das in Abhängigkeit von der durch einen Heizer 125 erzeugten Temperatur und der Motortemperatur arbeitet. Das temperaturempfindliche Element ist in einem abgeschlossenen Behälter hinter dem Gehäuse 127 angeordnet. Bei niedriger Temperatur bewegt sich ein oberes Ende 124b des Bimetallelementes 124 in der Figur nach rechts und bei steigender Temperatur bewegt sich das obere Ende 124b des Bimetallelementes 124 in der Figur nach links. Dabei wird der Abstimmkolben 129 allmählich in der Figur nach links gedrückt gegen die Vorspannung der Feder 132. Auf diese Weise wird bei tiefen Temperaturen die Dosiereinspritzöffnung 135 bis zu einem Maximum geöffnet,und bei steigender Temperatur des Bimetallelementes 124 verringert sich die Dosiereinspritzöffnung 135, bis der Motor eine normale Betriebstemperatur erreicht. Dann ist die Dosiereinspritzöffnung 135 vollständig geschlossen.

Das einstellbare Luft zufuhr sy stern 122 besitzt ein Führungsrohr 138 im Gehäuse 127 sowie einen Einstellkolben 139, der verschiebbar im Führungsrohr 138 geführt ist. In der Figur ist das linke Ende des Einstellkolbens als kegelförmige Nadel 142 ausgebildet, welche mit einem verengten linken Ende 143 des Führungsrohres 138 in der Weise zusammenwirkt, daß eine Einspritzöffnung 144 mit verstellbarem Wirkungsquerschnitt gebildet wird. Luft strömt in die Kammer zwischen dem Führungsrohr 138 und der Nadel 142 durch eine Luftleitung 147 und strömt durch die Öffnung 144 in den Mischraum 149. Die Strömungsmenge wird durch die Größe der Öffnung 144 reguliert. Die rechte Seite des Führungsrohres 138 ist in der Figur durch ein Absperrglied 141 verschlossen. Zwischen dem Absperrglied 141 und dem Einstellkolben 139 befindet sich eine Feder 140, die den Einstellkolben 139 nach links in der Figur vorspannt. Andererseits wird der Einstellkolben 139 durch das Vakuum Pb, welches unterhalb der Drosselklappe 101

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in der Figur nach rechts gezogen. Das Vakuum wird dabei über eine in der Figur nicht näher dargestellte Leitung und eine Leitung 146 in einer Kammer 145 wirksam. Diese Kammer wird gebildet durch das rechte Ende des Einstellkolbens 139 und durch das Absperrglied 141. In Abhängigkeit von der Vakuumwirkung und der durch die Feder aufgebrachten Vorspannung kommt der Einstellkolben 139 in eine Gleichgewichtsstellung, wodurch die Größe der Öffnung 144 gesteuert wird. In bevorzugter Weise ist der Verjüngungswinkel der Nadel 142 spitzer und der kegelförmige Teil ist kürzer als der der Nadel 133 des Kraftstoffsystems 121, so daß der Öffnungsquerschnitt der Öffnung 144 bei der Bewegung der Nadel 142 sich rasch ändert.

Der Vergaser arbeitet wie folgt: Wenn der Motor für den Start angelassen wird, ist das Vakuum Pb unterhalb der Drosselklappe 0 bzw. äußerst schwach. Demgemäß befindet sich die Nadel 142 auf der linken Seite in den Figuren und die Öffnung 144 ist geschlossen. In den Mischraum 149 wird daher keine Luft eingebracht, d. h. daß nur aus der kleinen Luftöffnung 123 Luft angesaugt wird. Das Bimetallelement 124 ist kalt bzw. kaum warm. Demgemäß befindet sich die Nadel 133 in der Figur auf der rechten Seite und die Dosiereinspritzöffnung 135 ist auf einem beträchtlichen Öffnungsquerschnitt geöffnet. Demzufolge wird eine große Menge an Kraftstoff für den Startbetrieb vorgesehen. Beim Anlassen wird daher ein ziemlich angereichertes Gemisch geliefert. Die Anreicherung des Gemisches hängt von der Temperatur des Motors während des Anlassens ab. Dies beruht auf der entsprechenden Stellung des Bimetallelements 124.

Zwischenzeitlich steuert die Kolbeneinrichtung 114 den Öffnungsquerschnitt des Nebenkanals 112-113 in Abhängigkeit von der Temperatur des Thermowachselementes 163. Da die Wirkungsweise der Kolbeneinrichtung 114 exakt die gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist, erübrigt sich der Einfachheit halber eine nähere Erläuterung.

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Sobald der Motor anspringt, wird die Nadel 142 durch das Vakuum Pb in den Figuren nach rechts gezogen, so daß die Öffnung 144 geöffnet wird und für den Startbetrieb mehr Luft angesaugt wird, so daß das Gemisch für den Startbetrieb auf ein zuträgliches Treibstoff /Luft-Verhältnis gemindert wird. Wenn andererseits das Fahrzeug plötzlich während der Aufwärmphase beschleunigt werden soll, wird die Drosselklappe 101 plötzlich geöffnet, wodurch das Vakuum Pb verringert wird und die Nadel 142 in den Figuren nach links bewegt wird. Hierdurch wird die Mischung angereichert. Auf diese Weise ergibt sich die Funktion einer Beschleunigerpumpe während des Warmlaufens. Die Figur 10 zeigt die Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in Abhängigkeit vom Vakuum Pb.

Während des Warmlaufens des Motors erhöht sich die Motortemperatur stetig und aufgrund der Wirkung des Heizers 125 biegt sich das Bimetallelement 124, so daß das obere Ende des Bimetallelementes in den Figuren die Nadel 133 fortlaufend in die Öffnung 135 einschiebt, so daß diese allmählich blockiert wird. Auf diese Weise wird das Startgemisch allmählich verringert. Die Figur 9 zeigt die Beziehung zwischen der Bimetalltemperatur und der Kraftstoffströmungsmenge·

Da die Abschrägung der Nadel 142 ziemlich steil ist, kann das Kraftstoff/ Luft-Verhältnis innerhalb des möglichen Bereiches des Vakuums Pb rasch geändert werden. Insofern erhält man ein erheblich angereichertes Gemisch beim Anlassen und Beschleunigen. Wenn das Vakuum Pb einen Wert von etwa - 150 mmHg erreicht, besitzt die Kammer 145 praktisch keine Ausdehnung mehr, d. h. der Öffnungsquerschnitt der Öffnung 144 hat ein Maximum. Wenn das Vakuum Pb weiter anwächst, verändert sich das Kraftstoff/Luft-Verhältnis nicht mehr, so lange sich die Kraftstoffströmungsmenge nicht ändert.

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In vorteilhafter Weise kann ein PTC-Heizer vorgesehen sein, um eine vorbestimmte Temperatur aufrechtzuerhalten. Der Widerstand des Heizers kann anwachsen, um den elektrischen Strom zu verringern, wenn die Temperatur überstiegen wird. Das Bimetallelement 124 kann auch durch einen an sich bekannten Thermowachskörper oder dgl. mit gleicher Wirkung ersetzt werden.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß bei der Erfindung keine Bauteile mit großen Abmessungen notwendig sind, wie das jedoch bei herkömmlichen Startautomatiken oder Zündmechanismen der Fall ist. Insbesondere eignet sich die Erfindung bei einem einstellbaren Venturi-Vergaser, der normalerweise für einen herkömmlichen Startmechanismus nicht geeignet ist. Die Baut eile, welche bei der Erfindung zur Anwendung kommen, können einfach sein und ohne viel Aufwand hergestellt werden. Demzufolge läßt sich der Vergaser ohne großen Aufwand und einfach herstellen und auch die Wartung bereitet keine Schwierigkeiten. Darüber hinaus lassen sich zwei vorteilhafte Wirkungen erzielen, nämlich die Wirkung einer automatischen Starteinrichtung und einer Beschleunigerpumpe während des Warmlaufens des Motors. Hierzu genügt ein einfacher Mechanismus.

Im vorstehenden ist die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei jedoch die Erfindung nicht nur auf diese im einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Ohne den Schutzumfang zu verlassen, sind noch andere Ausführungsbeispiele denkbar.

Durch die Erfindung wird ein Vergaser geschaffen, insbesondere ein Vergaser vom einstellbaren Venturi-Typ, bei dem ein Nebenkanal vorgesehen ist, durch den die Drosselklappe überbrückt wird. Mit Hilfe eines Kolbens wird der Strömungswiderstand dieses Nebenkanals während des Startbetriebs und Warmlaufens des Motors eingestellt. Dabei wird der Kolben mit Hilfe des Vakuums, welches stromabwärts vom Drosselventil im Ge-

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mischkanal vorhanden ist, gegen die Vorspannung einer Feder bewegt. Die maximale Öffnungsstellung des Kolbens wird gesteuert durch ein wärmeempfindliches Element, das den Kolben in Richtung der Schließung des Nebenkanals bewegt beim Warmlaufen des Motors. Wenn der Motor warmgelaufen ist, ist der Nebenkanal vollständig geschlossen. Die Luft wird in die Kraftstoff zuführeinrichtung eingeleitet, welche den Krafstoff in den Vergaser einbringt und wird mit dem zugelieferten Kraftstoff gemischt. Die zugemischte Luftmenge ändert sich von einem Minimum bei einem minimalen Vakuum stromabwärts von der Drosselklappe zu einem Maximum bei einem maximalen Vakuum stromabwärts von der Drosselklappe. Ferner ist die zugeführte Kraftstoff menge größer bei geringer Motortemperatur als bei höherer Motortemperatur. Infolgedessen gewinnt man eine automatische Startwirkung bei kaltem Motor. Ferner gewinnt man ein angereichertes Gemisch beim Beschleunigen während des Warmlaufens des Motors.

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Claims

LIEDL, NÖTH, ZLITLÄÄ

Patentanwälte München 22 Steinsdorfstraße 21-22 Telefon 089 / 22 94 41

NISSAN MOTOR COMPANY, LTD. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

Vergaser mit automatischer Start- und Beschleunigungseinrichtung

P atentansprü ehe:

Vergaser mit
einem Gemischkanal,

einer im Gemischkanal angeordneten Drosselklappe, einem Venturirohr mit verstellbarem Öffnungsquerschnitt, das stromaufwärts von der Drosselklappe im Gemischkanal angeordnet ist,

einer durch Vakuum betriebenen Betätigungseinrichtung, welche gesteuert durch das Vakuum im Gemischkanal zwischen der Drosselklappe und dem Venturirohr mit verstellbarem Öffnungsquerschnitt den Offnungsquerschnitt des Venturirohrs so einstellt, daß dieses Vakuum etwa konstant ist und

einer einstellbaren Kraftstoff zuführeinrichtung, welche in Abhängigkeit vom Öffnungsquerschnitt des Venturirohrs etwa direkt proportional zu diesem Öffnungsquerschnitt eine steigende Kraftstoff menge

- N/W

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ORIGINAL INSPECTED

vorsieht und den Kraftstoff in den Gemischkanal einleitet gekennzeichnet durch

einen Nebenkanal (15-16; 112-113), der die Drosselklappe (1; 101) im Gemischkanal überbrückt und von dem Raum im Gemischkanal stromaufwärts von der Drosselklappe in den Raum im Gemischkanal stromabwärts von der Drosselklappe geführt ist, einem Kolben (18; 161), der durch eine Feder (20; 162) in eine erste Richtung vorgespannt ist und entgegengesetzt zu dieser ersten Richtung durch ein im Gemischkanal stromaufwärts von der Drosselklappe (1; 101) vorhandenes Vakuum Pb in eine zweite Richtung gezogen wird in der Weise, daß bei der Bewegung des Kolbens in dieser zweiten Richtung der Nebenkanal (15-16; 112-113) fortschreitend abgeschnitten wird und dabei der Kolben eine durch das Vakuum und die Feder bestimmende Gleichgewichtsstellung einnimmt, durch die der Strömungswiderstand des Nebenkanals eingestellt ist, ein wärmeempfindliches Element (19; 163), das in Abhängigkeit von einer die Motortemperatur darstellenden Temperatur die Stellung des Kolbens (18; 161) bei kaltem Motor unbeeinflußt läßt und bei warmlaufendem Motor die in der ersten Richtung äußerst mögliche Stellung des Kolbens in der entgegengesetzten zweiten Richtung fortschreitend verschiebt und durch das bei vollständig warmgelaufenem Motor die in der ersten Richtung äußerst mögliche Stellung des Kolbens in die entgegengesetzte zweite Richtung so weit verschoben ist, daß der Nebenkanal (15-16; 112-113) vollständig geschlossen ist,

eine Luftzufuhreinrichtung (10; 109), welche mit dem Kraftstoff zu vermischende Luft in die Kraftstoff zuführeinrichtung (4; 105) in einer Menge einleitet, welche sich von einem Minimum bei minimalem Vakuum Pb stromabwärts von der Drosselklappe (1; 101) zu einem Maximum ändert, wenn dieses Vakuum ein Maximum ist und

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wobei die durch die Kraftstoff zuführeinrichtung (4; 105) zugeführte Kraftstoff menge bei niedriger Motortemperatur größer ist als bei höherer Motortemperatur.
2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

eine erste Luftzufuhrreguliereinrichtung (23, 24) an die Kraftstoffzufuhreinrichtung (4) angeschlossen ist, die durch die Stellung des Kolbens (18) so gesteuert ist, daß beim Verschieben des Kolbens in die zweite Richtung die dem Kraftstoff in der Kraftstoffzufuhreinrichtung zugemischte Luft von einem Minimum zu einem Maximum steigt und

eine zweite Luft zufuhr regulier einrichtung (21, 22), die an den Raum im Gemischkanal angeschlossen ist, in welchem das die vakuum betriebene Betätigungseinrichtung (2) steuernde Vakuum Po vorhanden ist und in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens (18) derart gesteuert ist, daß beim Verschieben des Kolbens in der zweiten Richtung die dem Vakuum zugeführte Luft von einem Maximum zu einem Minimum sich verringert.
3. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

eine durch das stromabwärts von der Drosselklappe (101) im Gemischkanal vorhandene Vakuum Pb gesteuerte Luftreguliereinrichtung (139, 122), welche eine mit dem sich verstärkenden Vakuum monoton ansteigende Luftmenge für die Zumischung zu dem von der Kraftstoffzufuhreinrichtung zugeführten Kraftstoff einläßt, an die Kraftstoff zuführeinrichtung angeschlossen ist und eine regulierbare Hilfskraftstoff zuführeinrichtung (104) an die Kraftstoff zufuhr einrichtung (105) angeschlossen ist, die unabhängig von dem einstellbaren Öffnungsquerschnitt des Venturirohres

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arbeitet und in Abhängigkeit von einem die Motortemperatur darstellenden Temperatur bei kaltem Motor eine maximale Kraftstoffmenge, welche mit sich warmlaufendem Motor fortlaufend abnimmt und bei warmgelaufenem Motor keinen Kraftstoff mehr liefert.
4. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeempfindliche Element (19; 163) ein Thermowachskörper
ist.
5. Vergaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regulierung der Kraftstoff zufuhr in der Hilfskraftstoff zuführeinrichtung (104) ein Bimetallelement (124) vorgesehen ist.

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