DE3028425C2 - Vergaser für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Brennkraftmaschinen, mit einer in einem Ansaugkanal befindlichen willkürlich betätigbaren Drosselklappe und einer stromauf davon befindlichen Vordrosselklappe, wobei die Brennstoffmenge von der Druckdifferenz zwischen der Schwimmerkammer und dem Bereich des Ansaugkanals zwischen den beiden Klappen bestimmt wird und die Druckdifferenz mittels eines an der Vordrosselklappe über ein Gestänge angreifenden pneumatischen Elementes steuerbar ist.

Mit einer derartige!· Einrichtung wird die Steuerung des für die Brennstoffentnahme maßgeblichen Differenzdruckes, d. h. beim normalen Vergaser des Druckes im Venturi, bezweckt. Hiermit sollen Korrekturen der Gemisch-Zusammensetzung, z. B. als Warmlaufanreicherung, erfolgen. Ferner kann damit eine Höhenkorrektur bezweckt sein. Diese Maßnahmen erfolgen im Hinblick auf die Optimierung der Abgas-Zusammensetzung im Zusammenhang mit der Senkung des Brennstoffverbrauchs und der Beseitigung von Fahrfehlern.

Eine ähnliche Einrichtung ist aus der DE-OS 26 55 226 bekannt, bei der die als pneumatisches Element ausgebildete Membrandose einerseits vom Atmosphärendruck andererseits vom Saugrohrunterdruck beaufschlagt ist, wobei diese Beaufschlagung in Abhängigkeit von einem mittels eines elektronischen Reglers in Abhängigkeit von der Abgas-Zusammensetzung angesteuerten getakteten Magnetventils erfolgt

Dieser Einrichtung ist im stationären Betrieb in bestimmten Grenzen ein Anreicherungsverhalten steuerbar.
Dieser Vergaser hat jedoch den gravierenden Nachteil, daß sich beim instationären Betrieb die Änderung des Saugrohrdrucks unmittelbar als Druckänderung in der Arbeitskammer der Membrandose auswirkt, womit d^.nn die Stellung der Vordrossel geändert wird, was zur Folge hat, daß sich das Mischungsverhältnis in unerwünschter Weise verändert. Die übliche Vordrosselsteuerung mittels einer thermostatischen Bimetall-Spirale hat den Nachteil, daß mit zunehmender Last, d. h. bei steigendem Luftdurchsatz, die exzentrisch gelagerte Vordrosselklappe zwar entsprechend oder nahezu entsprechend dem Luftdurchsatz weiter geöffnet wird, jedoch nicht die volle der Luftmenge entsprechende Öffnung erreichen kann, da bei dieser Öffnungsbewegung die Vorspannung der Bimetall-Spiralfeder ansteigt und die somit ansteigende

Gegenkraft die volle Öffnungsbewegung verhindert. Damit wird über die Vordrosselklappe ein Druckabfall erzeugt, der bewirkt, daß die Brennstoffanreicherung mit steigendem Luftdurchsatz ansteigt. Dies ist jedoch unerwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser zu schaffen, dessen für die Brennstoffentnahme vorgesehene Steuerung für die Anreicherung in einfacher Weise den Einfluß des Saugrohrunterdrucks bei steigendem Luftdurchsatz ausgleicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Vergaser eingangs genannter Art dadurch gelöst, daß eine Kammer des als Membrandose ausgebildeten pneumatischen Elementes über eine Leitung mit dem Bereich des Ansaugkanals zwischen Drosselklappe und Vordrosselklappe in Verbindung steht, und die andere Arbeitskammer mit einem Solldruck über eine Leitung beaufschlagt ist, der in einem als Differenzdruckventil ausgebildeten Vorsteuerventil erzeugt wird.

Hiermit wird erreicht, daß sich in dem Ansaugkanalbereich zwischen den beiden Drosselklappen ein Druck einstellt, der dem Solldruck entspricht, da in der Membrandose auf beiden Seiten der Membran sich zwangsläufig ein gleicher Druck einstellen muß, somit wird die Vordrosselklappe entsprechend dem Solldruck

in eine bestimmte Öffnungsstellung bewegt. Bei Öffnung der Drosselklappe ändert sich der Druck im Bereich zwischen den beiden Drosselklappen und wird in eine Kammer der Membrandose weitergeleitet, wodurch eine Neustellung der Vordrosselklappe durch Druckausgleich an der Membran eingeregelt wird. Der Druck stromab der Vordrosselklappe entspricht jedoch nach Einpendeln des Systems weiterhin dem eingestellten Solldruck.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Vorsteuerventil eine Membran aufweist, die einerseits vom Atmosphärendruck in einer Kammer und andererseits von einer dem Druck entgegenwirkenden Kraft beaufschlagt ist und in dessen anderer

Kammer, die über eine Leitung mit der über eine Drossel atmosphärisch belüfteten Arbeitskammer der Membrandose in Verbindung steht, der Solldruck erzeugt wird, indem die Membran ein Ventil steuert, an dem als Servoenergie der Saugrohrunterdruck mittels einer Leitung anliegt.

Ferner ist vorgesehen, daß die Kraf t an der Membran mittels einer Feder von Motorbetriebsparametern gesteuert wird. Somit kann die für die Brennstoffentnahme bestimmende Differenzdruckkraft lediglich vor der Größe der Kraft der Feder, z. B. mittels bekannter geeigneter Elemente wie ein wärmeempfindliches Dehnstoff element, eine Bimetall-Einrichtung oder ein Schrittmotor gesteuert werden.

Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Kraft an der Membran mittels eines magnetischen Tauchspulsystems in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern erzeugt wird. Auch hierbei wird in einfacher Weise die Kraftwirkung an der Membran geändert und somit die die Brennstoffmenge bestimmende Druckdifferenz. Es kann hierbei zur Bearbeitung der Motorbetriebsparameter ein bekannter Mikro-Prozessor zum Einsatz kommen, der entsprechend das Tauchspulsystem ansteuert.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß in der Verbindungsleitung zwischen Ansaugkanal zwischen den beiden Klappen und der mit diesem Druck beaufschlagten Kammer der Membran eine Drossel angeordnet ist. Hierdurch ist es z. B. bei Erzeugung der Federkraft lediglich durch ein einfaches Dehnstoffelement möglich, neben der dadurch bewirkten Warmlaufanreicherung auch eine Beschleunigungsanreicherung dadurch zu erzielen, daß die in dem angesprochenen Ansaugkanalbereich sich ausbildende Druckänderung bei Öffnung der Drosselklappe erst zeitverzögert sich in der Kammer der Membrandose ausbilden kann, wodurch eine verzögerte Änderung der Stellung der Vordrosselklappe erfolgt und somit kurzfristig ein Anstieg der Dosierdruckdifferenz bewirkt wird, was zur Folge hat, daß eine kurzzeitige Brennstoffmehrmenge zur Beschleunigungsanreicherung geliefert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Der Vergaser soll alle zur Funktion erforderlichen Systeme aufweisen, auch wenn sie hier nicht beschrieben sind, da sie nicht im Zusammenhang mit der Erfindung stehen.

In einem Ansaugkanal 1 eines Vergasers 2 ist eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 3 angeordnet. Stromauf davon befindet sich ein Venturi 4, in dessen Bereich des engsten Querschnittes ein Haupt-Brennstoffaustritt 5 mündet. Dieser wird aus einer Schwimmerkammer 6 von einer Haupt-Brennstoffdüse 7 versorgt. In der Schwimmerkammer heirscht ein Druck, der über eine Leitung 8 vom Bereich stromab des Luftfilters aus dem Ansaugkanal 1 herangeführt wird und praktisch dem Atmosphärendruck entspricht. Stromauf des Venturi 4 ist eine Vordrocselklappe 10 angeordnet, die über ein Gestänge 11 mit der Membran 12 eines als Membrandose 13 ausgebildeten pneumatischen Elementes in Verbindung steht. Eine der Membrankammern 14 steht über eine Leitung 15, in der sich eine Drossel 16 befindet, mit dem Bereich 17 des Ansaugkanals 1 zwischen den beiden Drosselklappen 3 und 10 in Verbindung. In der Arbeitskammer 18 der Membrandose 13 ist eine Feder 19 ausgebildet, deren Kraft so gering ist, daß sie lediglich zur Stabilisierung der Membran 12 dient und praktisch keinerlei Stellkraft ausübt Die Arbeitskammer 18 ist über eine Drossel 20 und eine Leitung 21 mit dem Bereich des Ansaugkanals 1 stromab des Luftfilters 9 verbunden. Weiterhin ist die Kammer 18 über eine Leitung 221 mit der Kammer 22 eines eine Membran 23 aufweisenden und als Differenzdruckventil ausgebildeten Vorsteuerventils 24 verbunden. Die Membran 23 trägt einen Ventilstößel 25, der mit einem Ventil 26 zusammenwirkt, von dem eine Leitung 27 zum Ansaugkanal 1 stron.ab der Drosselklappe 3 führt. In der anderen Kammer 28 des als Differenzdruckventil ausgeführten Vorsieuerventils 24 ist eine Feder 29 angeordnet, deren Kraft so gering ist, daß sie lediglich zur Stabilisierung der Membran 23 dient und praktisch eine vernachlässigbare kleine Kraft auf diese ausübt. Die Kammer 28 steht mittels der Leitung 21 mit dem Bereich des Ansaugkanlas 1 stromab des Luftfilters 9 in Verbindung, in dem praktisch der Atmosphärendruck herrscht. An der Membran 23 wirkt eine Kraft in Richtung des Pfeils 21, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Zugfeder 31 gebildet ist. Die Kraft 30 sol) veränderlich sein, und zwar in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern wie Temperatur und ähnlichen. Zu diesem Zweck kann an der Zugfeder 31 beispielsweise ein bekanntes Dehnstoffelement oder ein Bimetallelement angreifen. Wenn die Einrichtung so einjustiert ist, daß im Normal-Betriebs zustand des Motors noch eine gewisse Belastung der Membran 23 in Richtung der Kraft 30 vorhanden ist, so ist es auch möglich, z. B. mittels eines dargestellten Höhenkorrektors, eine Gemischabmagerung vorzunehmen. Dies kann ebenfalls bei Verwendung eines nicht dargestellten Tauchspulenmagnetsystems dadurch erfolgen, daß in Abhängigkeit von der Abgas-Zusammensetzung eine Kraftwirkung auf die Membran in Richtung fette oder magere Gemisch-Zusammensetzung gegeben wird.

Die Einrichtung funktioniert z. B. beim Kaltstart des Motors und einem dabei in Richtung des Pfeils 30 wirkenden Dehnstoffelementes, das im Kühlwaserkreislauf angeordnet ist, wie folgt:

Das Dehnstoffelement übt eine große Kraftwirkung über die Zugfeder 31 auf die Membran 23 aus. Die Kraftwirkung wird bei allmählichem Erwärmen des Motors nachlassen, da das Dehnstoffelement unter Wärmeeinwirkung ausfährt und entgegen der Richtung des Pfeils 30 die Vorspannung der Feder 31 verringert. Bei Stillstand des Motors ist unabhängig von der Motortemperatur die Vordrosselklappe 10 voll geöffnet, da die geringe Stellkraft der Feder 19 ausreicht, über die Membran 12 und das Gestänge 11 die Vordrosselklappe 10 zu öffnen. Wird nun im kalten Zustand bei geschlossener oder praktisch geschlossener Drosselklappe der Anlasser betätigt, so baut sich stromab der Drosselklappe 3 ein Unterdruck auf, der sich über die Leitung 27, die Kammer 22 und die Leitung 22Γ in die Arbeitskammer 18 des pneumatischen Elementes 13 fortsetzt. Dort ist bereits nach einigen Motorumdrehungen der Druck soweit abgebaut, daß die Vordrosselklappe 10 über das Gestänge 11 in die geschlossene Position gezogen wird. Es erfolgt eine Druckabsenkung im Bereich 17 des Ansaugkanals 1, wodurch die bekannte Startanreicherung erfolgt. Im Leerlaufbetrieb des kalten Motors wird der für die Brennstoffentnahme maßgebliche Druck, d. h. die Druckdifferenz zwischen der Schwimmerkammer und dem Bereich des Venturi durch den sich mittels des Vorsteuerventils 24 in der Kammer 18 aufbauenden

Solldruckes bestimmt. Der stromab der Drosselklappe 3 herrschende Saugrohrunterdruck dient über die Leitung 27 als Servoenergie zur Erzeugung dieses Solldruckes in Abhängigkeit von der von dem Dehnstoffelement bestimmten Größe der Kraft 30. Es wird ständig eine geringe Menge Luft über die Drossel 20, den Arbeitsraum 18 und die Leitung 221 über das Ventil 25, 26 ins Saugrohr abfließen. Dieses bedeutet jedoch nicht, daß eine unerwünschte Beeinflußung der Gemisch-Zusammensetzung stattfindet, da die abfließenden Mengen sehr gering sind. In der Kammer 14 der Membrandose 13 wird sich ebenfalls ein Druck in der Größe des Solldruckes einstellen, da diese Kammer über die Leitung 15 und die Drossel 16 mit dem Bereich 17 des Ansaugkanals 1 in Verbindung steht und an der Membran 12 sich Kräftegleichgewicht einstellen wird. Die sich einstellende Stellung der Membran 12 betätigt

über das Gestänge 11 die Vordrosselklappe 10, so daß sich der Druck im Bereich 17 selbststeuernd einstellt. Erfolgt nun im kalten Zustand oder auch im warmen Zustand eine Beschleunigung durch Öffnen der Drosselklappe, so wird eine kurzzeitige Beschleunigungsanreicherung dadurch bewirkt, daß die Vordrosselklappe 10 in ihrer Stellung verharrt bis sich die Druckänderung über die Drossel 16 in die Kammer 14 fortgesetzt hat, wonach dann die Vordrosselklappe 10 eine neue Stellung einnehmen wird, die bei dem geänderten Luftdurchsatz stromab von ihr wiederum im Bereich 17 einen Druck einstellt, der dem gesteuerten Solldruck entspricht.

Bei dem beschriebenen Vergaser ist also die für die ■Brennstoffentnahme maßgebliche Druckdifferenz lediglich bestimmt durch die in dem Vorsteuerventil wirksame Kraft 30.

Hierzu !,Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vergaser für Brennkraftmaschinen, mit einer in einem Ansaugkanal befindlichen willkürlich betätigbaren Drosselklappe und einer stromauf davon befindlichen Vordrosselklappe, wobei die Brennstoffmenge von der Druckdifferenz zwischen der Schwimmerkammer und dem Berreich des Ansaug ■ kanals zwischen den beiden Klappen bestimmt wird und die Druckdifferenz mittels eines an der Vordrosselklappe über ein Gestänge angreifenden pneumatischen Elementes steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammer (14) des als Membrandose (13) ausgebildeten pneumatischen Elementes über eine Leitung (15) mit dem Bereich des Ansaugkanals (1) zwischen Drosselklappe (3) und Vordrosselklappe (10) in Verbindung steht und die andere Arbeitskammer («8) mit einem Solldruck über eine Leitung (221) beaufschlagt ist, der in einem als Differenzdruckventil ausgebildeten Vorsteuerventil (24) erzeugt wird.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil (24) eine Membran (23) aufweist, die einerseits vom Atmosphärendruck in einer Kammer (29) und andererseits von einer dem Druck entgegenwirkenden Kraft (30) beaufschlagt ist und in dessen anderer Kammer (22), die über eine Leitung (221) mit der über eine Drossel (20) atmosphärisch belüfteten Arbeitskammer (18) der Membrandose (13) in Verbindung steht, der Solldruck erzeugt wird, indem die Membran (23) ein Ventil (25, 26) steuert, an dem als Servoenergie der Saugrohrdruck über eine Leitung (27) anliegt.

3. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft (30) an der Membran (23) mittels einer Feder (31) von Motorbetriebsparametern gesteuert wird.

4. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft (30) an der Membran (23) mittels eines magnetischen Tauchspulensystems in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern erzeugt wird.

5. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (15) eine Drossel (16) angeordnet ist.