DE3019609A1

DE3019609A1 - Vergaser fuer verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE3019609A1
Application number: DE19803019609
Authority: DE
Inventors: Toshiharu Morino; Shigetaka Takada; Yuzo Takeuchi
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1979-05-30
Filing date: 1980-05-22
Publication date: 1980-12-04
Also published as: US4314535A; JPS55160147A; JPS6237222B2; DE3019609C2

Description

^Daten+anwä!+e Dipl.-lng. Curt Wallach

Dipl.-lng. Günther Koch

3 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2402 75 - Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 22. Mai I98O

Unser Zeichen: 16 910 - Κ/Αρ

Anmelder: Aisan Industry Co.,Ltd.

1-1, Kyowacho 1-chome,
Ohbu-shi
Aichi / Japan

Titel: Vergaser für Verbrennungskraft

maschinen

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser mit variablem Venturirohr, der über eine Rückführung mit Luft über einen Abgassensor gesteuert wird.

Figur 1 zeigt die Konstruktion eines den Stand der Technik repräsentierenden Vergasers mit Rückführung. Bei diesem Vergaser wird das Signal eines Abgassensors 4 einem Steuerkreis 7 zugeführt, wo dieses Signal verglichen wird mit einem vom Brennstoff-Luft-Verhältnis abhängigen Signal. Der Steuerkreis J liefert dann ein Steuersignal, das auf dem Vergleich basiert nach dem Vergaser 6, um die Menge der Luft zu steuern, die dem Hauptbrennstoffsystem bzw. dem Leerlaufsystem des Vergasers 5 zugeführt wird, um das Brennstoff-Luft-Verhältnis der Mischung auf einen optimalen Wert einzustellen bzw. auf diesem zu halten.

Der herkömmliche Vergaser besitzt ein Hauptbrennstoffsystem und ein Leerlaufsystem, und es besteht eine beträchtliche Zeitverzögerung, nachdem die beiden Brennstoffsysteme umgeschaltet sind, bis eine gewünschte Brennstoffmenge der Einlaßleitung zugeführt wird. Der bekannte Vergaser hat außerdem die folgenden Nachteile: Wenn der Brennstoff anfängt vom Hauptbrennstoffsystem gespeist zu werden, ist das an der Hauptdüse 5-3 herrschende Vakuum nicht genügend hoch, so daß der Brennstoff unregelmäßig und ungleichförmig eingespritzt wird, so daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis der Mischung in weiten Grenzen schwankt. Außerdem muß die Luftmenge, die für beide Brennstoffsysteme abgezogen wird, gleichzeitig gesteuert werden. Bei anderen herkömmlichen, nicht dargestellten Vergasern wird der negative Druck, der von der Einlaßleitung abgenommen wird, auf einen konstanten Vakuumpegel eingestellt und weiter auf einen gewünschten Wert durch ein Magnetventil gehalten, dessen Öffnungs-Schließ-Zeit-Ver-

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hältnis eine lineare Beziehung zu dem gesteuerten Vakuumpegel hat, und auf der Basis des Signals bestimmt wird, das vom Abgassensor geliefert wird. Der gesteuerte Vakuumdruck wird dann einer Vakuum-Membrankammer einer Anzapfluft-Steuervorrichtung geliefert, um die abgezapfte Luftmenge zu steuern, und dadurch die Anreicherung der Mischung, die vom Motor angesaugt wird, einzustellen. Diese Art von Vergasern erfordert einen Regler, um den Negativdruck der Ein-r laßleitung auf einen konstanten Wert einzustellen. Die erstgenannte Bauart von Vergasern ergibt das Problem eines langsamen Rückführungsansprechens, wenn die beiden Brennstoffsysteme umgeschaltet werden, und es ergibt sich eine ungleichförmige Brennstoffzuführung, wenn der Brennstoff anfänglich vom Hauptbrennstoffsystem geliefert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser mit einstellbarem Venturirohr und Rückführung zu schaffen, der die geschilderten Nachteile des Rückführsystems herkömmlicher Vergaser vermeidet.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Der Venturivergaser gemäß der Erfindung weist demgemäß folgende Teile auf: Einen Vergaser mit einstellbarem Venturirohr; einen Abgassensorj Mittel zur Steuerung der Luftanzapffläche; ein Dreiwege-Magnetventil, welches eine An- Abschaltung bewirkt; eine Steuerschaltung zur Steuerung des Magnetventils gemäß dem vom Abgassensor gelieferten Signal; einer der Kanäle des Dreiwege-Magnetventils ist an eine Vakuumquelle angeschlossen, deren Unterdruck durch das einstellbare Venturirohr auf einem konstanten Vakuumwert eingestellt wird, ein zweiter Kanal des Dreiwegeventils führt nach der Atmosphäre und ein dritter Kanal des Dreiwegeventils steht mit

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einer Vakuumkammer einer Anzapfluft-Steuervorrichtung in Verbindung, und diese Kammer ist mit einer Membran oder einem Balg ausgestattet.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines den Stand der Technik repräsentierenden Vergasers mit Rückführung;

Fig. 2 eine Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Vergasers;

Pig. 3

bis 5 weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vergaser;

Fig. 6 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Betriebsverhältnis des Magnetventils und dem gesteuerten Vakuumdruck angibt;

Fig. 7 ein elektrisches Schaltbild einer Ausführungsform des Steuerkreises der Erfindung.

Nunmehr werden anhand der Figuren 2 bis J vorteilhafte Ausführungen der Erfindung beschrieben.

Figur 2 ist eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Systems, und die Figuren 3 bis 5 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, wobei die öffnung für den Unterdruck an verschiedenen Stellen angeordnet ist. Die Figur 6 zeigt ein Diagramm,

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mit der Beziehung zwischen dem Betriebsverhältnis des Magnetventils und dem gesteuerten Unterdruck, während Fig. 7 eine Steuerschaltung veranschaulicht, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist.

Der Motor 1 weist eine Einlaßleitung 2, eine Auslaßleitung 3, einen Abgassensor 4, einen Vergaser 5' der variablen Venturibauart gemäß der Erfindung, einen Kolben 5'-l, ein Kolbengehäuse 5'-2, eine Zumeßnadel 5'-3, ein Drosselventil 5'-4, eine Brennstoffspeiseleitung 5'-5, eine Luftabzapf-Einlaßöffnung 5'-6, eine Abzapfluft-Auslaßöffnung 5'-7* einen Brennstoffkanal 5'-8, eine Schwimmerkammer 5'-9, ein Hauptbrennstoff-Injektor 5'-1O sowie eine geregelte Unterdrucköffnung 5'-Il auf, von der ein konstanter Unterdruck einem Magnetventil zugeführt wird. Ferner sind vorgesehen: Ein Magnetventil 6', ein äußeres Gehäuse 6'-l, eine Spule 6'-2, ein beweglicher Kern 6'-3, eine Feder 6'-4, ein Ventil 6'-5, eine Entlüftungsöffnung 6'-6, die nach der Atmosphäre führt, eine steuerbare Unterdruck-Speiseöffnung 6'-7, eine geregelte Unterdruck-Einlaßöffnung 6'-8, einen Steuerkreis 7, Widerstände Rl bis RIO, Kondensatoren Cl und C2, Funktionsverstärker OPl bis OPJ, eine Diode D, einen Leistungstransistor TV, einen Oszillator 7-1 und eine Batterie 8 auf.

Gemäß Fig. 2 wird ein Signal von dem Abgassensor 4 mit einem Soll-Luft/Brennstoffverhältnis durch eine Steuerschaltung verglichen, in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen Ist-Brennstoff -Luftverhältnis vom Soll-Brennstoff-Luftverhältnis dem Magnetventil 6' ein Steuersignal liefert. Das Magnetventil 6' öffnet oder schließt dann gemäß dem Steuersignal die Ventilöffnung derart, daß der Unterdruck an der gesteuerten Unterdruck-Speiseöffnung 6' -¹J auf einen gewünschten Wert

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eingestellt wird. Dann wird der gesteuerte Unterdruck einer Membrankammer 9-3 zugeführt, um ein Nadelventil 9-2 zu betätigen und die Menge der Anzapfluft einzustellen, um indirekt die Brennstoffströmung vom Hauptbrennstoffstrahl 5'-IO einzustellen und dadurch das Brennstoff-Luftgemisch, welches in den Motor 1 eingesaugt wird, einzustellen. Die regulierte Unterdrucköffnung 5'-H* von der der regulierte negative Druck der regulierten Unterdruck-Einlaßöffnung 7'-8 des Magnetventils 6' zugeführt wird, kann an ein Venturirohr des Vergasers, wie in Fig. 2 dargestellt, angeschlossen sein, oder an eine Unterdruckkammer des Kolbens, wie in Figur 3 dargestellt, oder mit dem Körper gegenüber der Oberseite des Kolbens, wie aus Fig. 4 ersichtlich, oder zwischen das Drosselventil 5'-4 und dem Kolben 5'-l. In jedem Fall liegt die Unterdrucköffnung 5'-Il an Stellen, wo der Negativdruck auf einen bestimmten Druckwert eingestellt werden kann.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Vergasers beschrieben. Es soll angenommen werden, daß der Unterdruck an der geregelten Unterdruck-Einlaßöffnung 6'-8 des Magnetventils 6' auf 250 mmWS (250 mmHg) eingestellt ist (der Druck wird durch die Wirkung des Kolbens 5'-l und eine Feder auf einen konstanten Wert eingestellt).

Die Schaltung für die Spule 6'-2 des Elektromagnetventils 6^f wird abwechselnd an-und abgeschaltet, um die Spule derart zu erregen und zu entregen, daß der bewegliche Kern 6'-3 und das Ventil 6'-5 die offene Luftöffnung 6^X-6 und den regulierten Unterdruck-Einlaß 6'-8 abwechselnd schließt und öffnet. Dies erzeugt einen Negativdruck an der gesteuerten Unterdruck-Speiseöffnung 6'-7, und der Unterdruckpegel dieser öffnung stellt eine Funktion des in Fig. 6 dargestellten

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Betriebsverhältnisses dar. Der Unterdruck, der auf diese Weise gesteuert wird, wird der Membrankammer 9-3 zugeführt, um das Zumeßnadelventil 9-2 zu steuern, und demgemäß die Luftströmung zwischen dem Nadelventil und seinem Sitz. Wenn die Luftströmungsfläche vergrößert wird, dann fällt die durch den Hauptbrennstoffstrahl 5'-10 hindurchtretende Brennstoff-Fluß ab. Umgekehrt wird bei Verringerung der Luftströmungsfläche die zugeführte Brennstoffmenge vergrößert. Das heißt, die Menge des über den Hauptbrennstoffstrahl 5'-IO zugeführten Brennstoffs ist eine Punktion des Betriebsverhältnisses des Elektromagnetventils 6', und demgemäß kann das Brennstoff-Luftverhältnis der Mischung, welches in den Motor eingesaugt wird, durch das Betriebsverhältnis gesteuert werden.

Fig. 7 zeigt die Steuerschaltung. Das Signal vom Abgassensor k wird über ein Filter, bestehend aus Widerstand Rl und Kondensator Cl zugeführt, und durch den Funktionsverstärker mit der Sollspannung verglichen, die von einem Spannungsteiler geliefert wird, der von den Widerständen R2 und R3 gebildet wird. Der Funktionsverstärker OP 1 liefert dann ein logisch 1 oder logisch 0 Ausgangssignal, welches durch einen Integrator, bestehend aus Widerstand R4, Kondensator C2 und Funktionsverstärker 0P2 gebildet wird, integriert. Das integrierte Signal wird nunmehr mit einem Signal eines Oszillators 7-1 verglichen und durch einen Funktionsverstärker 0P3 Impuls moduliert (Betriebsverhältnisumkehr). Das impulsmodulierte Signal wird einem Leistungskreis mit den Widerständen R9, RIO zugeführt, um das Elektromagnetventil 6' zu erregen.

Im allgemeinen wird bei Vergasern der variablen Venturibauart der Negativdruck am Drosselabschnitt des Venturirohres über den Kopf des Kolbens 5'-l nach der Steuerkammer des

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Kolbens geführt und durch den Ausgleich zwischen Federbelastung und negativer Druckkraft auf einen etwa konstanten Wert gehalten, so daß im Drosselabschnitt eine konstante Luftgeschwindigkeit herrscht. Die Antriebsfrequenz des Elektromagnetventils 6' liegt vorzugsweise bei mehr als 5 Hz, so daß Vibrationen in diesem Ausmaß keine schädlichen Wirkungen auf den eingestellten Negativdruck an der Speiseöffnung 6'-7 und an der Membran der Unterdruckkammer 9-3 haben, jedoch wird die Frequenz unter 30 Hz gehalten, so daß keine Probleme im Hinblick auf das Ansprechen und die Betriebssicherheit des Ventils 6'-4 auftreten.

Die Erfindung ist auch auf einen Fallstromvergaser mit variablem Venturirohr anwendbar.

Aus vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß die Erτ findung, die einen konstanten Unterdruck und eine Antriebsfrequenz zwischen 5 und 30 Hz aufweist, die folgenden Vorteile gegenüber herkömmlichen Anordnungen besitzt, bei denen der Unterdruck von der Einlaßleitung durch Regler eingestellt wird: Es werden die Regler überflüssig; es besteht kein Problem hinsichtlich der Ansprechverzögerung, wie sie bei herkömmlichen Vergasern zu erwarten sind, wenn der Brennstoff von Leerlauf auf Last umgeschaltet wird; da die Luftgeschwindigkeit der durch das Venturirohr strömenden Luft hoch und fast konstant ist, wird eine stabile Brennst offlieferung und Brennstoff-Verstäubung gewährleistet; im Steuersystem erfolgt ein schnelles Ansprechen.

Wenn die Erfindung bei einem Fallstromvergaser mit einstellbarem Venturirohr benutzt wird, bei dem die aufsteigende Wärme die Verstäubung des Brennstoffs unterstützt, dann werden die Kosten im Vergleich mit herkömmlichen Doppelvergasern beträchtlich vermindert, da erfindungsgemäß nur ein einziges Venurirohr erforderlich ist.

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Claims

-χ-

Patentansprüche

Vergaser mit variablem Venturirohr und Rückführung dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgasfühler (4) vorgesehen ist, daß Mittel vorgesehen sind, um die Anzapfluftquerschnittsfläche einzustellen, daß ein Dreiwege-Elektromagnetventil vorgesehen ist, das eine An- Abschaltung bewirkt, daß ein Steuerkreis das Elektromagnetventil gemäß dem Signal des Abgassensors einstellt, wodurch jeweils ein Anschluß des Dreiwege-Elektromagnetventils an eine Unterdruckquelle angeschlossen wird, deren Unterdruckwert auf einen konstanten Pegel durch das variable Venturirohr eingestellt wird, wobei ein zweiter Anschluß mit der Atmosphäre in Verbindung steht und ein dritter Anschluß des Dreiwegeventils an eine Vakuumkammer der Anzapfluft-Querschnitts-Einstellvorriehtung angeschlossen ist, und daß die Kammer mit einer Membran oder einem Balg ausgerüstet ist.

2. Vergaser nach Anspruch 1,

dadurch gekennze lehnet, daß der erste Unterdruck-Kanalanschluß des Dreiwege-Elektromagnetventils nach einer Unterdruckquelle führt, die an einen Drosselabschnitt des variablen Venturirohres angeschlossen ist.

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j5. Vergaser nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der erste Unterdruck-Kanalanschluß des Dreiwege-Elektromagnetventils nach der Vakuumquelle führt, die mit einer Kammer zwischen dem variablen Venturirohr und dem Drosselventil in Verbindung steht.

4. Vergaser nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der erste Unterdruckanschluß des Dreiwege-Elektromagnetventils zu der Unterdruckquelle führt, die mit einer Kolbenvakuumkammer des variablen Venturirohrs in Verbindung steht.

5. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreiwege-Elektromagnetventil mit einer Frequenz von 5 bis 30 Hz geöffnet und geschlossen wird, und daß das Offen-Schließ-Zeit-Verhältnis des Ventils (das sogenannte Betriebsverhältnis) auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann.

6. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er als Fallstromvergaser ausgebildet ist.

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