DE3230061C2 - Vergaser mit variablem Venturi-Abschnitt - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Vergaser mit veränderlichem Lufttrichter, der einen Saugkolben besitzt, der seinerseits mit einer besonders ausgestalteten Kopf-Stirnfläche versehen ist. An der Innenwandung des Einlaßkanals ist ein vorstehender bzw. erhöhter Wandabschnitt oder auch Wandvorsprung ausgebildet, der der Kopf-Stirnfläche des Saugkolbens gegenüberliegt. Der Wandvorsprung weist eine sich im wesentlichen geradlinig erstreckende Innenkante auf. Die Innenwandung des Einlaßkanals und die Innenkante des Wandvorsprungs definieren eine D-förmige Lufteinlaßöffnung. Die Verbindungsabschnitte bzw. die Überschneidungsabschnitte zwischen der Innenwandung des Einlaßkanals und der Innenkante des Wandvorsprungs sind bogenförmig gestaltet. Wenn die in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespeiste Luftmenge klein ist, definieren der stromaufgelegene Endabschnitt der Kopf-Stirnfläche des Saugkolbens und die Innenkante des Wandvorsprungs zwischen sich eine Lufteinlaßöffnung, die die Form eines gleichschenkligen Dreiecks besitzt. Halde bewegbar. Die Eimer (25) werfen das durch die Eimer (25) in beiden Richtu

Description

Die Erfindung bezieht sich auf inen Vergaser mit variablem Venturi-Abschnitt gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind bereits Vergaser mit variablem Venturi-Abschnitt bekannt bei denen der Saugkolben in seinem mittleren Bereich in unmittelbarer Nähe einer an ihm befestigten Düsennadel Vorsprünge aufweist, die mit einem ebenen Vorsprung der Innenwandung des Ansaugkanals stromauf der Brennstoffdüsenebene derart zusammenwirkt, daß ein Engquerschnitt des Venturi-Abschnitts definiert wird, der sich mit zunehmender Belastung der Brennkraftmaschine immer mehr vergrößert. Da bei dieser bekannten Vergaser-Bauart der Venturi-Engquerschnitt im mittleren Bereich der Saugkolben-Stirnfläche zu liegen kommt, wird der stromauf des Venturi-Engquerschnitts befindliche Stirnflächenbereich des Saugkolbens nicht mit dem Unterdruck in der Gleichdruckkammer, sondern im wesentlichen mit atmosphärischem Druck beaufschlagt, so daß die im Saugkolben befindliche Druckfeder stark genug ausgebildet werden muß, um im Niedriglast-Bereich der Brennkraftmaschine ein ausreichendes Zusteuern des Ansaugkanals bewirken zu können. Durch diese verhältnismäßig starke Dimensionierung der Druckfeder kann der Fall auftreten, daß der Ansaugkanal im Hochlast-Betrieb der Brennkraftmaschine nicht vollkommen, d. h. im erwünschten Maße aufgesteuert werden kann.

Um dieser Problematik entgegenzutreten, wird in der DE-OS 32 26 974 ein Vergaser gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen, dessen Saugkolben so an die Gestaltung des Ansaugkanals angepaßt ist, daß im wesentlichen die gesamte Stirnfläche des Saugkolbens dem Unterdruck in der Gleichdruclfkammer ausgesetzt ist.

Bei dem vorgeschlagenen Vergaser ist eine derartige Bauart gewählt, daß der ebene Vorsprung geradlinig begrenzt ist und mit der Innenwandung des Ansaugkanals einen D-förmigen Ansaugquerschnitt definiert Das Profil des engsten Querschnitts des Venturi-Abschnitts wird dabei durch die stromauf gelegene Randkontur der Kolbenstirnfläche bestimmt so daß bei kleinen Durchflußmengen auch ein kleiner Durchtrittsquerschnitt bereitgestellt wird.

Es hat sich herausgestellt daß mit dieser vorgeschla-

to genen Vergaser-Konstruktion nicht in allen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine eine stabile und kontrollierbare Gemischbildung erzielbar war. Insbesondere beim Aufsteuern des Venturi-Engquerschnitts wurde bei sich stetig änderndem Massendurchsatz festgestellt,

daß der Saugkolben ab einem gewissen Öffnungsgrad Instabilitäten in seinem Aufsteuerungs-Bewegungsablauf zeigte, was zu Ungenauigkeiten in der Gemischbildung führte.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem unabhängig von der Stellung des Saugkolbens sprunghafte Änderungen der Hubbewegung des Saugkolbens ausgeschlossen sind, wenn sich die in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespeiste Luftmenge in geringem Ausmaß stetig ändert

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

ErfindungsgemäS wird von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, daß die als nachteilig empfundenen Instabilitäten der Saugkolben-Bewegung darauf zurückzuführen sind, daß dann, wenn der Saugkolbenkopf beim Aufsteuern am Rand des ebenen Vorsprungs vorbeistreift, ein Knick in der Öffnungs-Querschnittskurve auftritt, wodurch sich beim Übergang vom Leerlauf in den unteren Teillastbereich eine sprungartige Veränderung im Luft-/Brennstoffverhältnis ergibi, die eine optimale Gemischbildung verhindert. Durch die ertindungsgemäßen Maßnahmen wird die Kontur der Innenwar.dung des Ansaugkanals im Bereich des ebenen Vorsprungs an die Gestaltung der Saugkolben-Stirnfläche derart angepaßt, daß die Flächenöffnungscharakteristik im Venturi-Engquerschnitt stetig verläuft, so daß beim Übergang von der Leerlaufstellung des Saugkolbens in den Teillastbereich das Luft-/Brennstoffverhältnis konstant bleibt, d. h. keinen Schwankungen mehr unterworfen ist. Durch die beidseitig^ Rundungen zwischen Innenwandung und ebenem Vorsprung geht der anfänglich dreieckförmige Venturi-Engquerschnitt beim Aufsteuern des Saugkolbens stetig in den Vollquerschnitt über, so daß sprunghafte Änderungen in der Flächenöffnung vermieden werden.

Mit der Weiterbildung des Vergasers gemäß Patentanspruch 2 wird die Gemischbildung zusätzlich vergleichmäßigt indem durch die Nut dafür gesorgt wird, daß der Düsennadelboden stets von Ansaugluft umströmt wird, so daß sich ein unkontrolliertes Abreißen von Brennstofftröpfchen, die die Tendenz haben, sich am Düsennadelboden zu sammeln, verhindern läßt.

Wenn der Vergaser gemäß Patentanspruch 3 weitergebildet wird, wird die Umströmung des Düsennadelbodens zusätzlich verbessert, so daß eine unkontrollierte Brennstoff-Zufuhr weitergehend ausgeschlossen wird, was sich vorteilhaft auf die Laufruhe der Brennkraftmaschine und auf die Zusammensetzung der Abgase der Brennkraftmaschine auswirkt.
Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnun-

gen ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Ausführungsform des Vergasers mit variablem Venturi-Abschnitt

F i g. 2 eine Draufsicht des Vergasers bei einer Blickrichtung entlang des Pfeils II in F i g. 1,

F i g. 3 eine seitliche Schnittansicht eines Abschnitts des in F i g. 1 dargestellten Saugkolbens,

F i g. 4 eine Draufsicht der F i g. 3,

F i g. 5 eine Vorderansicht der Stirnfläche des Saugkolbens bei einer Blickrichtung entlang des Pfeils V in Fife. 3.

Fig.6 eine Schnittansicht bei einer Schnittführung entlang der Linie VI-VI in F i g. 5,

F i g. 7 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Querschnittsfläche der Luft-Ansaugöffnung und dem Hub des Saugkolbens wiedergibt

Im folgenden wird auf die F i g. 1 Bezug genommen, in der die Bezugsnummer 1 ein Vergacergehäuse, die Bezugsnummer 2 einen sich in vertikaler Richtung erstrekkenden Ansaugkanal, 3 einen im bzw. in diesen 2 transversal bewegbaren Saugkolben, und 4 eine Düsennadel bezeichnet, die auf der Stirnfläche des Saugkolbens 3 befestigt ist Die Bezugsnummer 5 bezeichnet einen Abstandshalter bzw. einen Einlegekörper, der an der Innenwand des Ansaugkanals 2 befestigt und so angeordnet ist, daß er die Stirnfläche des Saugkolbens 3 zugewandt gegenüberliegt, die Bezugsnummer 6 bezeichnet ein stromab des Saugkolbens 3 im Ansaugkanai 2 angeordnetes Drosselventil bzw. eine Drosselklappe, und dir Bezugsnummer 7 bezeichnet eine Schwimmerkammer des Vergasers. Ein Gemischbildungsabschnitt bzw. Venturi-Abschnitt 8 ist zwischen dem Einlegekörper 5 und der Stirnfläche des Saugkolbens 3 ausgebildet Auf dem Vergasergehäuse i ist ein hohizyiindrisches Gehäuse 9 befestigt, an dem coaxial eine Führungshülse 10 angebracht ist, in der eine den Saugkolben 3 tragende Führungsstange auf Kugeln 11 geführt ist. Das Innere des Gehäuses 9 ist durch dem Saugkolben 3 in eine Unterdruckkammer 15 und in eine Atmosphärendruckkammer 16 unterteilt, wobei in die Unterdruckkammer 15 eine Druckfeder 17 eingesetzt ist, um den Saugkolben 3 ständig auf den Venturi-Abschnitt 8 zu vorzuspannen. Die Unterdruckkammer 15 ist mir. dem Venturi-Abschnitt 8 über einen im Saugkolben 3 ausgebildeten Saugkanal 18 verbunden, während die Atmosphärendruckkammer 16 über eine im Vergasergehäuse 1 ausgebildete Luftöffnung bzw. über einen dort ausgebildeten Luftkanal 19 mit dem Ansaugkanai 2 stromauf des Saugkolbens 3 in Verbindung steht.

Die Düsennadel 4 des Saugkolbens 3 ragt in eine Brennstoffdüse 20, in der ein Dosierquerschnitt 21 ausgebildet ist. Der Brennstoffdüsenabschnitt 20 stromauf vom Dosierquerschnitt 21 steht mit der Schwimmerkammer 7 über eine sich nach unten erstreckende Brennstoffleitung 22 in Verbindung. Der Brennstoffdüsenabschnitt stromab vom Dosierquerschnitt steht von der Innenwand des Einlegekörpers 5 in den Venturi-Absehnitt 8 vor, wobei die untere Hälfte ihres vorstehenden Abschnitts gegenüber der oberen Hälfte rückgesetzt ist.

Am oberen Ende des Einlegestücks 5 ist an der Innenwandung 31 des Ansaugkanals 2 ein Vorsprung 26 ausgebildet, der horizontal in den Ansaugkana! 2 vorsteht Dieser Vorsprung definiert zusammen mit dem stromauf gelegenen Rand der Stirnfläche des Saugkolbens 3 den Engquerschnitt des Venturi-Abschnitts.

Wenn die Brennkraftmaschine angelassen ist, strömt im Ansaugkanal 2 Luft nach unten und in diesem Moment wird, da die Luftströmung zwischen dem Saugkolben 3 und dem Vorsprung 26 eingeschnürt wird, im Venturi-Abschnitt 8 ein Unterdruck erzeugt. Dieser Unterdruck wirkt über die Saugöffnung 18 auch auf die Unterdruckkammer 15, wodurch sich der Saugkolben 3 derart bewegt, daß die Druckdifferenz zwischen dem Unterdruck in der Unterdruckkammer 15 und dem

ίο Druck in der Atmosphärendruckkammer 16 näherungsweise gleich einem festen Wert wird, der durch die Federkraft der Druckfeder 17 bestimmt ist Dies bedeutet, daß das Niveau des im Venturi-Abschnitt 8 erzeugten Unterdrucks näherungsweise konstant bleibt

Aus den F i g. 3 bis 6 ist erkennbar, daß der Stirnflächenabschnitt A des Saugkolbens 3 auf der zur Düsennadel 4 stromaufgelegenen Seite von einer Nadel-Montagefläche 27 zur Spitze der Nadel 4 hin vorsteht Der bezüglich der Nadel 4 stromabgelegene Stirnffächenabschnitt B des Saugkolbens 3 fällt vc^ der Nadel-Montagefläche 27 zur Unterdruckkammer Ii hin ab, d. h., er weicht von der Nadel-Montagefläche 27 an zurück. Folglich bildet der Stirnflächenabschnitt B eine nach unten gerichtete schräge bzw. geneigte Oberfläche.

Man c rkennt aus der Darstellung gemäß F i g. 5 und 6, daß die Stirnflächenabschnitte A und ßdes Saugkolbens 3 eine bezüglich einer durch die Achse des Ansaugkanals gehenden Symmetrie-Ebene a symmetrische Formgebung besitzen; eine Nut 28, die sich entlang der Symmetrie-Ebene a erstreckt, ist im Stirnflächenabschnitt A des Saugkolbens 3 ausgebildet Der stromaufgelegene Endabschnitt 28a der Nut 28 weist einen U-förmigen Querschnitt auf und ist an einer Stelle bzw. auf einer Höhe angeordnet, die dem Ende der Nadel 4 bezüglich der Nadel-Montagefläche 27 nahekommt. Der übrige Abschnitt 280 der Nut 2» erstreckt sich im wesentlichen geradlinig vom stromaufgelegenen Endabschnitt 28a zur Nadel-Montagefläche 27. Der Stirnflächenaöschnitt A des Saugkolbens 3 hat ferner einen V-förmigen Querschnitt, der sich von der Nut 28 zum Venturi-Abschnitt 8 hin erweitert; der Stirnflächenabschnitt A des Saugkolbens 3 hat deshalb ein Paar geneigt bzw. schräg verlaufender Wandabschnitte 29a und 296, die jeweils zur Nut 28 hin abfallen bzw. geneigt sind.

Aus F i g. 2 ist erkennbar, daß der obere bzw. innere Rand 30 des Vorsprungs 26 im wesentlichen geradlinig verläuft und daß durch den Innenrand 30 des Vorsprungs 26 und durch die annähernd Kreisquerschnitt aufweisende Innenwandung 31 des Ansaugkanals 2 eine näherungsweise D förmige Ausgangöffnung 32 ausgebildet wird. Ferner tritt an Stellen, die durch die Bezuysnummern 33 und 34 bezeichnet sind, eine Überschneidung zwischen dem Innenrand 30 des Vorsprungs 26 mit der Innenwandung 31 des Ansaugkanals 2 auf. An diesen Stellen 33 und 34 geht der ebene Vorsprung 26 mit einem Radius r gerundet in die Innenwandung 31 über, wodurch eine sprungartige Querschnittsänderung beim Aufsteuern des V^nturi-Abschnitts vermieden wird.

Wenn die in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespeiste Luftmenge klein ist, wird — wie dies in Fig.2 dargestellt ist — durch den Innenrand 30 des Vorsprungs 26, durch die schrägen bzw. geneigten Wandabschnitte 29a und 29b und durch den stromaufgelegenen Endabscbnitt 28a der Nut 28 ein Engquerschnitt K definiert. In diesem Betriebszustand besitzt somit der Engquerschnitt K im wesentlichen die Form eines gleichschenkligen Dreiecks. F i g. 7 gibt die Beziehung zwischen der Querschnittsfläche des Engquer-

Schnitts K und dem Hub des Saugkolbens 3 wieder. In F i g. 7 bezeichnet die Ordinate S die Querschnittsfläche des Engquerschnitts K und die Abszisse L den Hub des Saugkolbens 3. Man erkennt aus F i g. 7, daß die Querschnittsfläche 5, d. h., die Menge der in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespeisten Luft näherungsweise bzw. im wesentlichen proportional zum Hub L des Saugkolbens 3 bleibt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

15

20

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vergaser mit variablem Venturi-Abschnitt mit einem Ansaugkanal (2) und einem in Abhängigkeit von einer Veränderung der im Ansaugkanal strömenden Luftmenge in Querrichtung beweglichen Saugkolben (3), der eine Stirnfläche (A) besitzt, deren stromaufgelegener Rand zusammen mit einem von einer Innenwandung (31) des Ansaugkanals vorstehenden ebenen Vorsprung (30) stromauf der Brennstoffdüsenebene den Engquerschnitt des Venturi-Abschnitts (8) definiert, dadurch gekennzeichnet, daß der ebene Vorsprung (30) nach beiden Seiten gerundet in die Innenwandung (31) des Ansaugkanals (2) übergeht, und daß der stromauf gelegene Abschnitt der Kolbenstirnfläche (A) einen sich zum Venturi-Abschnitt (8) V-förmig öffnenden Querschnitt besitzt

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstirnfläche (A) eine Nut (28) besitzt, die sich entlang der Achse (a) des Einlaßkanals (2) erstreckt

3. Vergaser nach Anspruch 2, bei dem die Kolbenstirnfläche (A, Steine gegenüber dem stromaufgelegenen Endabschnitt (28a; zurückgesetzte Düsennadel-Montagefläche (27) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (28) zur Düsennadelbasis (27) hin geneigt ist