DE3235278C2 - Vergaser mit variablem Venturi-Abschnitt - Google Patents

Abstract

Es wird ein Vergaser mit veränderbarer Venturidüse angegeben, der einen Unterdruckkolben mit einer Stirnfläche hat, die ein Venturidüsenbereich bestimmt. Die Stirnfläche hat in der Mitte eine Nadelhalterungsfläche, an der eine Dosier-Nadel befestigt ist. Ferner hat die Stirnfläche einen stromauf der Nadel gelegenen vorspringenden Stirnflächenteil, der von der Nadelhalterungsfläche weg zu dem Venturidüsenbereich hin vorsteht. In dem vorspringenden Stirnflächenteil ist eine sich längs der Achse des Ansaugkanals des Vergasers erstreckende Nut ausgebildet. Der vorspringende Stirnflächenteil hat V-förmigen Querschnitt, der sich von der Nut weg zu dem Venturidüsenbereich hin aufweitet.

Description

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

Aus der DE-PS 27 54 731 ist ein Vergaser vorstehend bezeichneter Art bekannt, bei dem an der Stirnfläche des Saugkolbens zwei Begrenzungselemente vorgesehen sind, die ausschließlich im in Axialrichtung des Ansaugkanals mittleren Bereich der Stirnfläche angeordnet sind. Bei dieser Gestaltung des Saugkolbens wird der bezüglich der Düsennadel stromauf gelegene Teil der Stirnfläche des Saugkolbens noch mit atmosphärischem Druck beaufschlagt, so daß die zur Bewegung des Saugkolbens erforderliche Kraft verhältnismäßig groß sein muß, was eine verhältnismäßig starke Druckfeder erforderlich macht. Durch den Einsatz einer derartigen verhältnismäßig starken Druckfeder ist jedoch die Gefahr gegeben, daß der Saugkolben den Ansaugkanal nicht vollständig öffnen kann, wenn die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und hoher Last betrieben wird.

Um diesem Problem entgegenzutreten, wird in der to DE-OS 32 26 974 bereits vorgeschlagen, den Saugkolben derart auszubilden, daß seine stromauf der Düsennadel-Halterungsfläche gelegene Stirnfläche aus der Düsennadel-Halterungsfläche heraus zur Nadelspitze hin vorsteht, so daß zwischen diesem vorspringenden Teil der Stirnfläche des Saugkolbens und dem vorstehenden ebenen Vorsprung der Engquerschnitt des Venturi-Abschnitts gebildet wird. Durch diese Maßnahmen gelingt es, daß bereits am stromauf gelegenen Endabschnitt des Saugkolbens eine Drosselung der Luftströmung stattfindet, so daß nahezu der gesamte Stirnflächenteil des Saugkolbens mit Unterdruck beaufschlagt wird, was den Vorteil mit sich bringt, daß eine schwächere Feder im Saugkolben verwendet werden kann, so daß sichergestellt wird, daß der Saugkolben im Hochlast-Betrieb den Ansaugkanal vollständig öffnet.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit dieser Gestaltung des Vergasers insbesondere beim Einführen einer geringen Luftmenge in den Zylinder der Brennkraftmaschine insofern ein Problem entsteht, als es schwierig ist, in diesem Betriebszustand den eingespeisten Brennstoff ausreichend und gleichmäßig zu zerstäuben. Untersuchungen haben gezeigt, daß im Niedriglast-Betrieb der Brennkraftmaschine insbesondere dann, wenn der Vergaser als Fallstrom-Vergaser ausgebildet wird, ein Teil des aus dem von der Düsennadel gesteuerten Mundstück heraus eingespeisten Brennstoffs an der Düsennadel entlangfließt und an der Düsennadel-Halterungsfläche bzw. am Düsennadelboden haftet und in unkontrollierbaren Abständen in Form von Tröpfchen vom Düsennadelboden abreißt. Durch dieses unkontrollierte Abreißen von Brennstoff-Tröpfchen ergeben sich jedoch insbesondere dann, wenn die in den Brennkraftmaschinenzylinder eingeleitete Luftmenge klein ist, spürbare Schwankungen des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des einzuspeisenden Gemischs, was sich nicht nur auf die Laufruhe der Brennkraftmaschine, sondern auch auf die Qualität der Abgase negativ auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem einerseits zuverlässig sichergestellt ist, daß der Saugkolben im Hochlast-Bereich der Brennkraftmaschine den Ansaugkanal vollständig öffnet und der darüber hinaus in der Lage ist, die Brennstoffzerstäubung im Niedriglast-Bereich der Brennkraftmaschine gleichmäßig, d. h. ohne Schwankungen des Luft/ Brennstoff-Verhältnisses des einzuspeisenden Gemischs sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die bislang vorhandene Abschirmung der stromaufwärts gerichteten Seite der Düsennadel durch den vorstehenden ebenen Vorsprung beseitigt, indem die durch den Engquerschnitt strömende Luft entlang der erfindungsgemäß vorgesehenen Nut zum Düsennadelboden geleitet wird, wodurch der entlang der Düsennadel strömende Brennstoff stetig vom Düsennadelboden weggeblasen wird. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Kolbenstirnfläche wird sichergestellt, daß nahezu der gesamte Stirnflächenbereich des Saugkolbens mit Unterdruck beaufschlagt wird, so daß die zur Bewegung des Saugkolbens erforderliche Kraft im Verhältnis zum Stand der Technik kleiner und somit eine schwächere Druckfeder im Saugkolben Anwendung finden kann. Die Ausbildung der erfindungsgemäßen Nut in der in der Kolbenstirnfläche vorgesehenen V-Kehle ist dabei so gestaltet, daß sie sich auf die Erzeugung eines ausreichenden Zerstäubungs-Unterdrucks zusätzlich positiv auswirkt, indem der Querschnitt der Nut gerade so klein gehalten ist, daß die durch den Engquerschnitt einströmende Luft nach wie vor dem aus dem Mundstück der Düsennadel ausfließenden Brennstoff einer starken Schwerkraft aussetzen kann.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruchs 2, da durch

diese Gestaltung der seitlichen Nutbegrenzung eine gleichmäßige Umströmung des Düsennadelbodens stattfindet, wodurch eine unkontrollierte Ausbildung von Brennstoff-Tröpfchen am Düsennadeiboden noch zuverlässiger verhindert werden kann, weil stromab der Düsennadel nahezu kein von der Düsennadel abgeschirmter Bereich mehr verbleibt

Mit der Weiterbildung des Vergasers gemäß Patentanspruch 3 wird dafür gesorgt, daß der entlang der Nut strömende Luft- bzw. Gemischstrom möglichst frei von Behinderungen aus dem Bereich des Venturi-Abschnitts abströmen kann, was der gleichmäßigen Zerstäubung des Brennstoffs weiter zugute kommt.

Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläu- is tert Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittseitenansicht des Vergasers,

Fig.2 eine Draufsicht in Richtung eines Pfeils II in Fig.l,

F i g. 3 eine Schnittseitenansicht eines Teils eines in F i g. 1 gezeigten Saugkolbens,

Fig.4 eine Draufsicht auf den in Fig. 3 gezeigten Teil,

F i g. 5 eine Vorderansicht der Stirnfläche des Saugkolbens in der Richtung eines Pfeils V in F i g. 3 gesehen, und

F i g. 6 eine Ansicht eines Schnitts längs einer Linie Vl-VI in Fig.5.

In der F i g. 1 ist mit 1 ein Vergaserblock bezeichnet; 2 ist ein sich vertikal erstreckender Ansaugkanal, 3 ist ein in Querrichtung im Ansaugkanal 2 bewegbarer Saugkolben und 4 ist eine an der Stirnfläche des Unterdruckkolbens 3 befestigte Düsennadel; 5 ist ein an der Innenwand des Ansaugkolbens 2 befestigter und der Stirnfläche des Saugkolbens 3 gegenübergesetzter Abstandhaiter, 6 ist eine in dem Ansaugkanal 2 stromab des Unterdruckkolbens 3 angeordnete Drosselklappe und 7 ist eine Schwimmerkammer des Vergasers. Zwischen dem Abstandhalter 5 und der Stirnfläche des Saugkolbens 3 ist ein Venturi-Abschnitt 8 gebildet. An dem Vergaserblock 1 ist ein hohlzylindrisches Gehäuse 9 befestigt, in welchem eine Führungsbuchse 10 angebracht ist, die sich im Gehäuse 9 in dessen Axialrichtung erstreckt. In die Führungsbuchse 10 ist ein mit einer Vielzahl von Kugeln 11 versehenes Lager 12 eingesetzt, während das Außenende der Führungsbuchse 10 mit einem Verschlußdeckel 13 verschlossen ist. An der anderen Seite ist an dem Saugkolben 3 eine Führungsstange 14 befestigt, die in das Lager 12 eingesetzt ist, so daß sie in der Axialrichtung bewegbar ist. Da der Saugkolben 3 auf die vorstehend beschriebene Weise über das Lager 12 von dem Gehäuse 9 gehalten ist, ist er reibungslos in seiner axialen Richtung bewegbar. Durch den Saugkolben ist das Innere des Gehäuses 9 in eine Unterdruckkammer 15 und eine Atmosphärendruckkammer 16 aufgeteilt, wobei in die Unterdruckkammer 15 eine Druckfeder 17 eingesetzt ist, die den Unterdruckkolben 3 ständig zu dem Venturi-Abschnitt 8 hin vorspannt. Die Unterdruckkammer 15 ist mit dem Venturi-Abschnitt 8 über eine in dem Unterdruckkolben 3 ausgebildete An-Säugöffnung 18 verbunden, während die Atmosphärendruckkammer 16 über eine in dem Vergaserblock 1 ausgebildete Belüftungsöffnung 19 an den Ansaugkanal 2 stromauf des Unterdruckkolbens 3 angeschlossen ist.

An der anderen Seite ist in dem Vergaserblock 1 ein Brennstoffkanal 20 ausgebildet, der sich in der axialen Richtung der Düsennadel 4 erstreckt, so daß diese in den Brennstoffkanal 20 eindringen kann. In dem Brennstoffkanal 20 ist eine Bemessungs- bzw. Dosierdüse 21 angebracht Der Brennstoffkanal 20 ist stromauf der Dosierdüse 21 über ein nach unten ragendes Brennstoffrohr 22 mit der Schwimmerkammer 7 verbunden, aus der Brennstoff über das Brennstoffrohr 22 in den Brennstoffkanal 20 befördert wird. Ferner ist an dem Abstandshalter 5 ein koaxial zu dem Brennstoffkanal 20 sngeordnetes hohlzylindrisches Mundstück 23 befestigt. Das Mundstück 23 ragt aus der Innenwand des Abstandshalters 5 in den Venturi-Abschnitt 8 hinein, wobei zusätzlich die obere Hälfte des Stirnteils des Mundstücks 23 gegenüber der unteren Hälfte des Stirnteils des Mundstücks 23 zu dem Saugkolben 3 hin vorsteht. Die Düsennadel 4 erstreckt sich durch das Innere des Mundstücks 23 und der Dosierdüse 21 hindurch, so daß der Brennstoff aus dem Mundstück 23 in den Ansaugkanal 2 eingeleitet wird, nachdem er durch einen zwischen der Düsennadel 4 und der Dosierdüse 21 gebildeten Ringspalt dosiert wurde.

Gemäß der Darstellung in F i g. 1 ist an dem oberen Ende des Abstandshalters 5 ein horizontal in den Ansaugkanal 2 vorragender Wandvorsprung 24 ausgebildet, so daß zwischen dem Wandvorsprung 24 und dem Stirnendteil des Saugkolbens 3 eine Strömungs- bzw. Durchflußsteuerung erfolgt. Wenn die Maschine angelassen wird, strömt Luft in dem Ansaugkanal 2 nach unten. Da dabei die Luftströmung zwischen dem Saugkolben 3 und dem Wandvorsprung 24 eingegrenzt ist, entsteht in dem Venturi-Abschnitt 8 ein Unterdruck. Dieser Unterdruck wirkt über die Ansaugöffnung 18 in der Unterdruckkammer 15. Der Unterdruckkolben 3 bewegt sich so, daß der Druckunterschied zwischen dem Unterdruck in der Unterdruckkammer 15 und dem Druck in der Atmosphärendruckkammer 16 annähernd gleich einem festen Wert wird, der durch die Federkraft der Druckfeder 17 bestimmt ist, nämlich daß die Höhe des in dem Venturi-Abschnitt 8 erzeugten Unterdrucks annähernd konstant bleibt.

Gemäß den F i g. 3 bis 6 ragt ein stromauf der Düsennadel 4 gelegener Stirnflächenteil A des Saugkolbens 3 gänzlich gegenüber einem Düsennadeiboden 25 zu der Spitze der Düsennadel 4 vor, während ein stromab der Düsennadel 4 gelegener Stirnflächenteil B des Saugkolbens 3 vom Düsennadeiboden 25 weg zu der Unterdruckkammer 15 hin schräg verläuft. Infolgedessen bildet der Stirnflächenteil B eine nach unten gerichtete bzw. zur Innenbegrenzung des Ansaugkanals 2 hin abgeschrägte Schrägfläche. Wie aus den F i g. 5 und 6 ersichtlich ist, haben die Stirnflächenteile A und B des Saugkolbens 3 symmetrische Form in bezug auf eine Symmetrieebene a, die in der Achse des Ansaugkanals 2 liegt, wobei in dem Stirnflächentei! A des Saugkolbens 3 eine sich längs der Symmetrieebene a erstreckende Nut 26 ausgebildet ist. Ein stromauf gelegener Endteil 26a der Nut 26 hat U-förmigen Querschnitt bzw. Rechteckquerschnitt und liegt in bezug auf den Düsennadeiboden 25 an einer Stelle nahe der Spitze der Düsennadel 4. Der restliche Teil 266 der Nut 26 erstreckt sich im wesentlichen gerade von dem stromauf gelegenen Endteil 26a zum Düsennadeiboden 25. Ferner hat der Stirnflächenteil A des Saugkolbens 3 einen V-förmigen Querschnitt, der sich von der Nut 26 weg zum Venturi-Abschnitt 8 hin erveitert, so daß daher der Stirnflächenteil A des Saugkolbens 3 ein Paar schräger Wandteile 27a und 276 hat, die jeweils zu der Nut 26 hin geneigt sind. Am weitesten von der Symmetrieebene a entfernt gelegene Endteile 28a und 286 der schrägen Wandteile 27a und 276 sind abgeflacht; wie aus der Fig.3 ersichtlich ist,

schließen die unteren Ränder der schrägen Wandteile 27a und 27 b an den Stirnflächenteil ßdes Saugkolbens 3 an. Andererseits hat gemäß den F i g. 5 und 6 der Nutenteil 266 V-förmigen Querschnitt, dessen Querschnittsfläche allmählich umso größer ist, je näher der Nutenteil 5 26idem Düsennadelboden 25 liegt.

Aus der F i g. 2 ist ersichtlich, daß beim Einleiten einer geringen Luftmenge in den Brennkraftmaschinenzylinder durch den Wandvorsprung 24, die schrägen Wandteile 27a und 27 b sowie den stromauf gelegenen Endteil 26a der Nut 26 eine Luftströmungs-Begrenzungsöffnung K gebildet ist. Durch die Gestaltung der Luftströmungs-Begrenzungsöffnung K in der Weise, daß sie gemäß der Darstellung in F i g. 2 annäherd die Form eines gleichschenkligen Dreiecks hat, wenn die in den Maschinenzylinder eingeleitete Luftmenge gering ist, kann der Saugkolben 3 leicht bewegt werden, wenn die in den Maschinenzylinder geleitete Luftmenge vergrößert oder verringert wird. Die durch die Luftströmungs-Begrenzungsöffnung K gelangende Luft strömt in der Nut 26 und danach quer zur Mündung des Mundstücks 23. Da infolgedessen der aus dem Mundstück 23 ausfließende Brennstoff einer starken Scherungskraft ausgesetzt ist, wird dadurch die Zerstäubung des Brennstoffs gefördert. Ferner fließt ein Teil des aus dem Mundstück 23 austretenden Brennstoffs an der Düsennadel 4 entlang und hatte die Tendenz, am Düsennadelboden 25 anzuhalten. Da jedoch ein Teil der in der Nut 26 strömenden Luft über den Nutenteil 266 mit dem Düsennadelboden 25 in Berührung kommt, wird von diesem Teil der Luft der am Düsennadelboden 25 haftende Brennstoff weggeblasen. Infolgedessen entstehen am Düsennadelboden 25 keine Brennstofftröpfchen, wodurch es möglich ist, Schwankungen des Luft/Brennstoff-Verhältnisses zu verhindern, die durch das Abtropfen von Brennstofftröpfchen hervorgerufen werden könnten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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. B) besitzt, deren stromaufgelegener Rand zusammen mit einem von einer Innenwandung des Ansaugkanals vorstehenden ebenen Vorsprung (24) stromauf der Brennstoffdüsenebene den Engquerschniit des Venturi-Abschnitts (8) definiert, stromab von dem der Saugkolben eine quer durch den Venturi-Abschnitt ragende Düsennadel (25) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der stromaufgelegene Abschnitt der Kolbenstirnfläche (A) einen sich quer zum Venturi-Abschnitt (8) öffnenden V-förmigen Querschnitt besitzt in dessen V-Kehle eine sich längs der Achse (a) des Ansaugkanals (2) erstreckende Nut angeordnet ist, deren stromaufgelegener Teil (26a) einen Rechteck-Querschnitt bildet und dessen stromabgelegener, zum Düsennadelboden (25) hinführender Teil (26b) mit einem Nutgrund versehen ist, der zur allmählichen Erweiterung des Strömungsquerschnitts von stromauf nach stromab zum Düsennadelboden (25) hin geneigt ist.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stromabgelegene Teil (26b) der Nut (26) eine seitliche Nutbegrenzung hat, die zur Düsennadel (25) hin divergiert.

3. Vergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstirnfläche (A, B) stromab der Düsennadel (4) zur Innenbegrenzung des Ansaugkanals (2) hin abgeschrägt ist.