DE3041319C2

DE3041319C2 - Gasmischer für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3041319C2
Application number: DE3041319A
Authority: DE
Inventors: Clarence Dennis Decatur Ill. Fox
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1979-12-27
Filing date: 1980-11-03
Publication date: 1983-07-28
Also published as: GB2066351A; AR223400A1; JPS56101048A; IT8025948A0; DE3041319A1; AU6406880A; BR8007895A; ES497042A0; SE8007502L; GB2066351B; IT1193995B; FR2472668A1; CA1145214A; US4285700A; ES8202398A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasmischer für eine Brennkraftmaschine analog dem i'.-inzip eines Gleichdruckvergasers, bestehend aus einem Luftansaug- und Mischkanal in Verbindung mit einem Hauptbrennstoffsystem und einem pneumatischen Stellglied, weiches in Abhängigkeit vom Luftdruck im Ansaugkanal den Austrittsquerschnitt aus dem Hauptbrennstoffsystem -to steuert.

Ein Gasmischer der vorstehend beschriebenen Art ist aus der US-PS 40 63 905 bekannt. Bei diesem bekannten Gasmischer ist das pneumatische Stellglied als eine mit einem Scharnier versehene Klappe ausgebildet, die in Abhängigkeit vom Luftdruck im Ansaugkanal geöffnet oder geschlossen wird. Brennstoff wird über das hohl ausgebildete Innere der Klappe zugeführt, wobei der Austrittsquerschnitt aus dem Hauptbrennstoffsystem durch die Bewegung der Klappe gesteuert wird. ~ό

Bei derartigen Gasmischern ist beim Anlassen der Brennkraftmaschine das im Ansaugkrümmer vorherrschende Vakuum gering, oder es existiert überhaupt kein solches. Folglich ist der im Ansaugkanal vorhandene Saugdruck nicht ausreichend, um den Brennstoff durch den Ansaugkana! anzusaugen. Unmittelbar stromauf der Drosselklappe existiert jedoch ein geringer Unterdruck. Beim Anlassen der Brennkraftmaschine wird zusätzlicher Brennstoff benötigt und bei vollständig geöffneter Drosselklappe ist weiterer go Brennstoff erforderlich, um der zusätzlichen Last gerecht zu werden. Im Leerlauf oder bei Reisegeschwindigkeiten ist der Saugdruck im Ansaugkanal ausreichend, um Gasgemisch in die Brennkraftmaschine zur Verbrennung anzusaugen. Im Leerlauf oder bei Reisegeschwindigkeiten wird daher keine Brennstoffanreicherung benötigt. Wenn jedoch die Drehzahl der Brennkraftmaschine bei weit geöffneter Drosselklappe infolge von Oberlast abfällt, erreicht der Saugdruck nicht das erforderliche Niveau zum Öffnen des pneumatischen Stellgliedes, welches für eine angemessene Brennstoffversorgung für die Brennkraftmaschine erforderlich ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasmischer der angegebenen Art zu schaffen, der beim Anlassen der Brennkraftmaschine Brennstoff als Starthilfe und bei hoher Last zusätzlichen Brennstoff zur Verfugung stellt

Diese Aufgabe ist bei einem Gasmischer der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dieser eine Brennstoffanreicherungsvorrichtung mit einem Einlaßkanal aufweist, welcher brennstoffseitig über einen Kanal mit der Hauptbrennstoffzufuhr über ein membrangesteuertes Brennstoffventil und luftseitig über einen Kanal mit der Atmosphäre über ein membrangesteuertes Luftventil in wechselseitiger Verbindung steht.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Gasmischer der Brennkraftmaschine stellt beim Anlassen (niedriges Vakuum) oder bei weit geöffneter Drosselklappe (hohe Last) zusätzlichen Brennstoff zur Verfügung. Im Leerlauf- und Teillastbereich ist diese Brennstoffanreicherung nicht wirksam. Für diesen zusätzlichen Brennstoff wird keine weitere Brennstoffleitung benötigt, sondern der E»ennstoff wird aus dem Hauptbrennstoffsystem entnommen, normalerweise von der Sekundärseite eines Verdampfers bei niedrigem Druck. Dadurch wird keine Hochdruckbrennstoffleitung benötigt für die unter hohem Druck stehender Brennstoff entweder vom Primärabschnitt eines Brennstoffverdampfers oder von einer zusätzlichen Brennstoffpumpe bereitgestellt werden müßte.

Die Brennstoffanreicherungsvorrichtung arbeitet mit atmosphärischer Lüftung und umfaßt zwei parallel angeordnete Membranventile. Der zusätzliche Brennstoff umgeht den Austrittsquerschnitt aus dem Hauptbrennstoffsystem und wird oberhalb der Drosselklappe in den Ansaugkanal eingeführt Beim Anlassen der Brennkraftmaschine wird das membrangesteuerte Brennstoffventil geöffnet da die Membran infolge des geringen Vakuums stromab der Drosselklappe und infolge des Vorhandenseins von atmosphärischem Druck auf der Gegenseite der Membran durchgebogen wird. Nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine steigt der Ansaugdruck stromab der Drosselklappe und das membrangesteuerte Luftventil öffnet sich, damit atmosphärische Luft -in den Luftansaugkanal zur Hauptbrennstoffzufuhr eindringen kann. Dadurch wird der Druck auf beiden Seiten der Membran des Brennstoffventil auf Atmosphärendruck ausgeglichen, so daß sich dieses Ventil bei Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine schließen kann. Bei weit geöffneter Drosselklappe entspricht der Ansaugdruck dem Druck im Luftansaugkanal, der die Membran des Brennstoffventils betätigt. Durch diesen Saugdruck wird der Kanal zur Hauptbrennstoffzufuhr wieder geöffnet, so daß zusätzlicher Brennstoff dem Ansaugkanal zugeführt werden kann.

Einzelheiten des Erfindungsgegenständes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen seitlichen Schnitt durch eine Brennstoffanreicherungsvorrichtung an einem Gasmischer in der Anlaßphase der Brennkraftmaschine;

F ϊ g. 2 einen Ausschnitt der in F i g. 1 dargestellten Brennstoffanreicherungsvorrichtung in vergrößertem Maßstab;

F i g. 3 einen schematischen Schnitt durch die Brennstoffanreicherungsvorrichtung, wobei sich die Brennkraftmaschine im Leerlauf befindet oder mit Reisegeschwindigkeit läuft;
und

Fig.4 einen schematischen Schnitt durch die Vorrichtung bei weit geöffneter Drosselklappe, entspre- ι ο chend dem Vollastbereich der Brennkraftmaschine.

Der in Fi g. 1 dargestellte Gasmischer 10 besteht im wesentlichen aus einem Hauptelement 12, das von einem Luftansaug- und Mischkanal 14 mit Seitenwänden 16 und 18, einem Eintrittsende 20 und einem Auslaßende 22 gebildet wird. In der Seitenwand 18 des Luftansaug- und Mischkanales 14 ist ein Einlaßkanal 24 vorgesehen, während in der Seitenwand 16 eine Überwachungsöffnung 26 angeordnet ist. Beim Brennstoffsystem handelt es sich um einen Brennstoffkanal 28 mit einer Steuereinrichtung 30 und einer Brennstoffverzweigung 31. Ein federvorgespanntes, normalerweise geschlossenes Membranventil 32 ist am oberen Ende des Ansaugkanales 14 angeordnet, wobei eine Brennstoffdosiereinrichtung 34 unterhalb des Membranventils 32 im Ansaugkanal 14 mit dem Brennstoffkanal 28 in Wirkverbindung steht Dieses Membranventil 32 spricht auf den Unterdruck im Ansaugkanal 14 an, der durch die Öffnung 26 gesteuert wird. Ein Kanal 36 steht mit dem Membranventil 32 in Verbindung. Im Ansaugkznal 14 ist eine Drosselklappe 38 vorgesehen, welche drehbar um eine Welle 40 gelagert ist Wenn die Drosselklappe 38 betätigt wird, erhöht sich die Brennstoffzufuhr über den Gasmischer in die Brennkraftmaschine.

Die Brennstoffanreicherungsvorrichtung 42 ist in F i g. 1 und im vergrößerten Maßstab in F i g. 2 dargestellt Diese Vorrichtung umfaßt ein Brennstoffventil 44 mit einem Ventilsitz 45, einer Öffnung 46 und einem Einlaßkanal 47, wobei eine Vorspanneinrichtung 48 das Ventil 44 in einer normalerweise geschlossenen Position über der Öffnung 46 hält. Diese Vorspanneinrichtung 48 besitzt normalerweise eine Kraft, die einem Saugdruck von 996 Pa entspricht Ein Servomotor 50 mit einer Kammer 52 steht über die öffnung 46 und einen Verbindungskanal 54 mit dem Ansaugkanal 14 in Verbindung. Die öffnung 46 steht außerdem mit der Hauptbrennstoffzufuhr 28 über den Kanal 47 in Verbindung, wenn das Ventil 44 geöffnet ist. Eine zweite Kammer 56 des Servomotors 50 wird zur Atmosphäre hin über eine Öffnung 58 und einen Kanal 60 entlüftet '><> Der Kanal 60 ist an eine atmosphärische Entlüftungsleitung 62 angeschlossen, in der eine Drossel 64 angeordnet ist. Der Servomotor 50 ist mit einer flexiblen Membran 66 versehen, die zwischen den Kammern 52 und 56 befestigt ist und mit einem Ventilbetätigungselement 68, das mit der Membran 66 in Verbindung steht. Durch einen geringen Unterdruck in der Kammer 52 kann Brennstoff von der Hauptbrennstoffzufuhr 28 an dem Ventil 44 vorbei zum Einlaßkanal 24 strömen, wenn ein geringer Druckabfall unter Atmosphärendruck im Ansaugkanal 14 auftritt, wie es bei derartigen Gasmischern beim Anlassen des Motors der Fall ist, jedoch bevor ein zum öffnen des Membranventils 32 und Brennstoffdosierkegels 34 angemessenes Vakuum im Ansaugkanal 14 zur Verfugung steht, um Brennstoff in die Verbrennungskammer zu saugen. Diese aus Membranventil 32 und Kraftstoffdosierkegel 34 bestehende Anordnung ist Jäher erfolgreich umgangen worden, so daß das Starten des Motors erleichtert wird.

Eine zweite normalerweise geschlossene Steuerventileinheit 70 ist mit einer ersten Kammer 72 und einer zweiten Kammer 74, einer flexiblen Membran 76 und einem normalerweise geschlossenen Luftventil 77 versehen, das durch eine Vorspanneinrichtung 78 derart unter Vorspannung gesetzt wird, daß es eine Öffnung 80 verschließt Die Feder 78 übt eine solche Kraft aus, daß das Ventil 77 bis zu einem Unterdruck von etwa 20 318 Pa geschlossen ist, obgleich die Kraft der Vorspanneinrichtung auch auf irgendeinen anderen gewünschten Wert eingestellt werden kann. Die erste Kammer 72 der Steuerventileinheit 70 steht mit der atmosphärischen Lüftungsleitung 62 über einen Kanal 82 in Verbindung. Die zweite Kammer 74 steht über einen Kanal 84 stromab der Drosselklappe 38 in Verbindung. Die öffnung 80 ist über einen Kanal 54 an den Einlaßkanal 24 angeschlossen. Wenn die mit dem Gasmischer 10 gekoppelte Brennkraftmaschine abgestellt wird, wird das Luftventil 77 durch die Vorspanneinrichtung 78 normalerweise so beaufschlagt daß die öffnung 80 geschlossen wird. Beim Staren des Motors oder bei weit geöffneter Drosselklappe ist das Luftventil 77 geschlossen, da der im Ansaugkrümmer stromab der Drosselklappe 38 vorherrschende Unterdruck nicht ausreicht um den Druck in der Kammer 74 so zu reduzieren, daß der Kammer 72 zur Überwindung der Vorspanneinrichtung 78 atmosphärischer Druck zugeführt werden kann. Im Leerlauf und bei Reisegeschwindigkeit reicht der der Kammer 74 unterhalb der Drosselklappe 38 zugeführte Ansaugkrümmerunterdruck aus, um das Luftventil 77 zu öffnen, so daß ein äquivalenter Druck dem Einlaßkanal 24 und der Öffnung 46 zugeführt und dadurch der Druck auf beiden Seiten der flexiblen Membran 66 des Servomotors 50 ausgeglichen und das Ventil 44 infolge der Vorspanneinrichtung 48 geschlossen ist (s. F i g. 3). Hinzu kommt daß das Stellglied 32 infolge des durch den Kanal 36 zugeführten reduzierten atmosphärischen C'/uckes stromauf der Drosselklappe 38 offen oder zurückgezogen ist, so daß der Brennstoffdosierkegel 34 abhebt und Brennstoff in den Ansaugkanal 14 angesaugt werden kann.

Bei weit geöffneter Drosselklappe, wie in Fig.4 dargestellt, ist das Luftventil 77 wieder geschlossen, und das Brennstoffventil 44 ist wieder geöffnet, so daß Brennstoff den Brennstoffdosierkegel 34 umgehen und durch den Kanal 47, die Öffnung 46, den Kanal 54 und den Einlaßkanal 24 dem Kanal 14 zugeführt werden kann. Das Ventil 44 wird durch das Ventilbetätigungselement 68 des Servomotors 50 geöffnet, das sich unter dem geringfügig reduzierten Druck des Ansaugkanales 14 stromauf der Drosselklappe 38 in der Darstellung nach 'inks bewegt. Dieser geringfügig reduzierte Druck entspricht jedoch oder entspricht nahezu demjenigen Druck, der durch 4en Kanal 84 zur Kamrr.er 74 des Ventils 77 überwacht wird und der nicht ausreichend groß ist, um die Kraft der Feder 78 zu überwinden. Unter diesen Umständen ist das Ventil 77 wieder geschlossen, und in der Kammer 50 herrscht atmosphärischer Druck vor, während in der Kammer 52 ein gegenüber Atmosphärendruck reduzierter Druck vorhanden ist, um das Ventil 44 wieder zu öffnen.

Für die Vorrichtung 42 ist keine separate Brennstoffquelle oder eine solche mit unter Druck stehendem Brennstoff erforderlich, mit Ausnahme der unter niedrigem Druck stehenden Hauptbrennstoffzufuhr 28, die mit der Vorrichtung 42 über einen Kanal 47

verbunden ist. Der zusätzliche Brennstoff wird dem Ansaugkanal 14 nicht kontinuierlich zugeführt, ausgenommen beim Anlassen bzw. Starten des Motors und bei weit geöffneter Drosselklappe. Die Funktionsweise der Brennstoffanreicherungsvorrichtung basiert allein auf den Erfordernissen des Motors und nicht auf einem Signal von außen. Das bedeutet, daß der Brennstoff nur dann zugeführt wird, wenn er infolge des im Ansaugkrümmer des Motors herrschenden Unterdrucks, stromab der Drosselklappe 38, benötigt wird. Dem Fachmann ist klar, daß die Brennstoffanreicherungsvorrichtung auch ohne weiteres bei einem Gasmischer mit festem, das heißt nicht verstellbarem Venturikanal Verwendung finden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1..Gasmischer für eine Brennkraftmaschine analog dem Prinzip eines Gleichdnickvergasers, bestehend aus einem Luftansaug- und Mischkanal in Verbindung mit einem Hauptbrennstoffsystem und einem pneumatischen Stellglied, welches in Abhängigkeit vom Luftdruck im Ansaugkanal den Austrilrtsquerschnitt aus dem Hauptbrennstoffsystem steuert, to gekennzeichnet durch eine Brennstoffanreicherungsvorrichtung (42) mit einem Enlaßkanal (24), welcher brennstoffseitig über einen Kanal (54) mit der Hauptbrennstoffzufuhr (28) Ober ein membrangesteuertes Brennstoffventil (44) und luftseitig über einen Kanal mit der Atmosphäre über ein membrangesteuertes Luftventil (77) in wechselseitiger Verbindung steht

2. Gasmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, *Iaß er eine Feder (48) aufweist, die das Brennstoffventil (44) normalerweise geschlossen hält.

3. Gasmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vorspanneinrichtung aufweist, die das Luftventil (77) normalerweise geschlossen hält.

4. Gasmischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung eine Feder (78) ist

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