DE3243478A1

DE3243478A1 - Variabler venturi-vergaser fuer motoren mit innerer verbrennung

Info

Publication number: DE3243478A1
Application number: DE19823243478
Authority: DE
Inventors: Takashi Aichi Horii; Yozo Chiryu Aichi Ota; Masanori Nagoya Aichi Senda; Satomi Obu Aichi Wada
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1982-01-08
Filing date: 1982-11-22
Publication date: 1983-07-21
Also published as: JPS58104337U; GB2112866A; GB2112866B; JPS6215478Y2; DE3243478C2; US4454076A

Description

Variabler Venturi-Vergaser für Motoren mit innerer Verbrennung

Die Erfindung bezieht sich auf einen variablen Venturi-Vergäser für Motoren mit innerer Ver·- brennung mit einem eine Schwimmerkammerγ einen einen Venturi-Abschnitt aufweisenden Luftansaugkanal, eine die Schwimmerkammer und den Venturi-Abschnitt verbindende Brennstoffleitung und eine in der Brennstoffleitung angeordnete Brennstoffdüse aufweisenden Gehäuse, wobei in einem zylindrischen Teil des Gehäuses ein quer zu dem Venturi-Abschnitt in Abhängigkeit von der Motorleistung beweglicher Saugkolben gleitend geführt ist, der mit einem Flanschteil und mit der Innenwand des zylindrischen Teiles eine Saugkammer, mit dem Flanschteil und dem Gehäuse eine unter atmosphärischem Druck stehende Kammer und zwischen dem Venturi-Abschnitt und einem Drosselventil eine Mischkammer bildet, und wobei an der Stirnseite des

Saugkolbens eine in eine ringförmige öffnung der Brennstoffdüse eingreifende Brennstoff-Zumeßnadel angeordnet ist. Bei einem derartigen Vergaser ergeben sich Eigenschwingungen des in dem Vergaser angeordneten Saugkolbens, die wiederum ein Stoßen oder Schwingen des Kraftwagenkörpers zur Folge haben, wenn in den Zuständen eines mittleren oder hohen Flusses der Ansaugluft mit vollgeöffnetem Drosselventil beschleunigt wird.

Da bei einem variablen Venturi-Vergaser die Größe der reziproken Bewegung des Saugkolbens durch das Vakuum der Ansaugluft an dem Venturi- oder Halsteil des Luftansaugkanales bestimmt wird, wird die Motorleistung durch Fluktuationen oder Schwankungen des Vakuums der Ansaugluft beeinflußt. Insbesondere bei einem hohen Fluß der Ansaugluft während der Beschleunigung mit vollgeöffnetem Drosselventil führen bereits leichte Schwankungen oder Pulsationen, die an dem Motor oder an dem Ansaugsystem auftreten, zu Eigenschwingungen des Saugkolbens und beeinflussen mengenmäßig die Ansaugluft und den Brennstofffluß und führen so zu einem Stoßen oder Schwingen des Kraftwagenkörpers und zu einer stoßenden Beschleunigung des Motors.

Um diese unerwünschten Eigenschwingungen des Saugkolbens zu verhindern, ist es bekannt, der Saugkammer einen tJldämpfer zuzuordnen. Bei einem derartigen öldämpfer treten jedoch Unterschiede der Viskosität des Öles und eine Viskositätsänderung in Abhängigkeit von

der Temperatur auf, die zu unerwünschten Wiederholungen bei genauer Zumessung des Brennstoffflusses in dem Vergaser führen. Bei Verwendung dieses öläämpfers während einer längeren Zeit wird die ölmenge verringert oder die Eigenschaft des Öles verändert, was zu einer unbefriedigenden Arbeitsweise des öldämpfers führt.

Es ist auch bereits eine Gegenmaßnahme zum Ausgleich derartiger Eigenschwingungen des Saugkolbens vorgeschlagen worden, bei der ein gleitender Flansch des Saugkolbens mit einer Drucksteueröffnung versehen ist zur Verbindung der Saugkammer mit der Außenluft, um eine direkte übertragung eines Öfteren Wechsels des Unterdruckes in den Venturiteil auf die Saugkammer zu erleichtern. Hierbei kann jedoch eine reziproke Bewegung des Ansaugkolbens nicht schnell auf den Wechsel des Onterdruckes bei der Beschleunigung ansprechen, so daß die Anspruchfähigkeit des Motors reduziert ist. Insbesondere im Zustand eines geringen Flusses der Ansaugluft schwankt die Größe der reziproken Bewegung des Ansaugkolbens erheblich aufgrund von Bemessungsfehlern der Drucksteueröffnung während der Herstellung, was zu einem nachteiligen Fluktuieren des Luft-BrennstoffVerhältnisses führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen variablen Venturi-Vergaser so auszubilden, daß unerwünschte Eigenschwingungen des Ansaugkolbens verhindert werden, die durch Fluktuationen in dem Ansaugvakuum auftreten, wenn bei vollgeöffnetem Drosselventil bei dem Zustand eines

mittleren oder hohen Flusses der Ansaugluft beschleunigt wird, daB eine Verzögerung in der reziproken Bewegung des Ansaugkolbens verhindert wird, die als Folge der Unterbindung der Eigenschwingung des Saugkolbens zur Steuerung seiner reziproken Bewegung auftritt, und eine einwandfreie glatte Beschleunigung bei niedrigem Fluß der Ansaugluft erreicht wird, und daß die Genauigkeit der Zumessung des Brennstoffflusses konstant aufrechterhalten wird ohne Verwendung einer Dämpfungsvorrichtung.

Diese Aufgabe wird bei einem Vergaser nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches gelöst durch die in seinem kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale.

Der Unteranspruch stellt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung nach dem Hauptanspruch dar.

Erftndungsgemäß ist wenigstens eine Drucksteueröffnung an dem Umfangsteil geringeren Durch-

^S messers des Saugkolbens vorgesehen, die mit einer unmittelbar stromabwärts zum Venturiteil liegenden Mischkammer in Eingriff gebracht werden kann. Die Drucksteueröffnung ist derart angeordnet, daß sie bei Zuständen eines mittleren und hohen Flusses der Ansaugluft die Saugkammer mit einer unter atmosphärischem Druck stehenden Kammer verbinden kann, wenn der Saugkolben sich quer hin und her bewegt, und die Saugkammer mit der Mischkammer verbinden kann, wenn der Zustand

eines niedrigen Flusses der Ansaugluft herrscht. Bei dieser Ausbildung des Vergasers wird bei einer Beschleunigung mit vol!geöffnetem Drosselventil während der Zustände des mittleren und hohen Flusses der Ansaugluft eine unerwünschte Selbstschwingung des Ansaugkolbens, die durch Fluktuationen des Ansaugvakuums entsteht, verhindert durch Einleitung von Nebenluft, wodurch eine Neigung des Luft» brennstoffverhältnisses zu Magerkeit und Fluktuationen, begleitet von Eigenschwingungen, verhütet wird.

Da bei einer Beschleunigung bei geringem Fluß der Ansaugluft keine Nebenluft in die Saugkammer eingeleitet wird, und da der in der Mischkammer herrschende Unterdruck zur Saugkammer übertragen wird, wird eine Verzögerung in der reziproken Bewegung des Saugkolbens verhindert, und die reziproke Bewegung wird genau gesteuert, wodurch ein einwandfreies Funktionieren der Beschleunigung erhalten wird.

Da der erfindungsgemäße Vergaser kein Dämpfungsorgan in der Saugkammer besitzt, wird die Wiederholbarkeit in der genauen Bemessung des Brennstoffflusses konstant aufrechterhalten.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen des erfindangsgemäSen Vergasers, und es bedeutet;

J Z 4 ό 4 / ö

1	Fig. 1	- 8 - einen senkrechten Schnitt durch	Drosselventil 4, einem Venturi-
		eine erste Ausführungsform	Mischkammer 5a. Eine Brennstoff-
		des Vergasers;	leitung 6 verbindet die Schwimmerkammer 2 und
5	Fig. 2	Teilschnitt gemäß Fig. 1 durch	den Venturiteil ί
		den wesentlichen Teil des Ver	>. Die Brennstoffleitung 6
		gasers zur Erläuterung der	besitzt eine Brennstoff-Einspritzdüse 7. Der
		Arbeitsweise;	Venturiteeil 5 liegt in Stromrichtung aufwärts
10	Fig. 3	Schnitt gemäß Linie IH-III
		der Fig. 2;
	Pig. 4 und 6	senkrechte Schnitte gemäß Fig. 2
15		einer zweiten Ausführungsform;
	Fig. 5 und 7	Schnittdarstellungen gemäß Linie
		V-V der Fig. 4 und VII-VII der
20		Fig. 6; und
	Fig. 8A 9A, 9B, und 9 D	r8B, 9C graphische Darstellungen der
		Arbeitsweise des Vergasers im
25		Vergleich mit einem bekannten
		Vergaser.
	Die Fig. 1 bis 3	zeigen das Gehäuse 1 eines
	variablen Venturi-Vergasers gemäß der Erfindung
30	mit einer Schwimmerkammer 2, einer Luftansaug
	leitung 3, einem
	teil 5 und einer


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zum Drosselventil 4 und wird gebildet durch die Innenwand 3a der Luftansaugleitung 3 und durch den rechten Stirnteil 8a eines Saugkolbens.8„ Eine Saugkammer 9 wird gebildet durch einen zylindrischen Teil la des Gehäuses 1 und durch den Saugkolben 8, der gleitend in den zylindrischen Teil la eingesetzt ist» In der SaugR-ammer 9 befindet sich eine Druckfeder 8b, die den Saugkolben 8 normalerweise in Richtung auf die Innenwand 3a des Luftansaugkanals 3 beaufschlagt. Am rechten Endteil 8a des Saugkolbens 8 ist eine Vakuum-Verbindungsöffnung 9a vorgesehen, die die Saugkammer 9 mit dem Venturiteil 5 verbindet. Eine unter Atmosphärendruck stehende Kammer 10 wird gebildet durch den Flansch 8c des Saugkolbens 8 und das Gehäuse l_r und sie besitzt eine in die Atmosphäre führende öffnung 10a benachbart zum Einlaß der Luftansaugleitung 3, so daß Nebenluft durch die öffnung 10 eingeführt wird» Eine Brennstoffzusneßnadel 11 ist raittig an dem rechten Endteil 8a des Saugkolbens 8 befestigt. Das freie Ende der Zumeßnadel ist seitlich hin und her bewegbar in die Brennstoffeinspritzdüse 7 eingreifend angeordnet.

Wenigstens eine Drucksteueröffnung 12 1st in dem ümfangsteil kleineren Durchmessers \ ." des Saugkolbens 8 angeordnet und kann mit der Mischkammer 5a in Eingriff.gebracht werden. Die Drucksteueröffnung 12 ist -so angeordnet, daß sie die Saugkammer 9 und die Kammer 10 des atmosphärischen Druckes «iteinander verbinden kann während der Zustande des mittleren und des hohen Flusses der Ansaugluft,

-ΙΟΙ wenn der Saugkolben 8 sich seitlich hin und her bewegt, wie in Fig. 1 gezeigt ist, und daß die Drucksteueröffnung 12 die Saugkammer 9 und die Mischkammer 5a miteinander verbinden kann bei niedrigem Fluß der Luft.

Die Fig. 4 bis 7 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Drucksteueröffnung 12 an dem Umfangsteil geringeren Durchmessers des Saugkolbens

8 unter winkelmäßiger Versetzung zur Mittellinie des Luftflusses angeordnet ist. Hierbei verbindet die Drucksteueröffnung 12 die Saugkammer 9 und die unter atmosphärischem Druck stehende Kammer 10 während der Zustände des mittleren und des hohen Luftflusses, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Während des Zustandes des niedrigen Luftflusses jedoch ist die öffnung 12 durch die Wand des Gehäuses 1 geschlossen, so daß keine Nebenluft in die Saugkammer 9 und die Mischkammer 5a über die öffnung 12 eingeführt wird.

Wenn im Betrieb ein Motor schnell während der Zustände des -mittleren und des hohen Luftflusses beschleunigt wird, wird das Drosselventil schnell geöffnet, so daß eire induzierte Luftpulsation oder Druckschwankung in dem Luftansaugkanal 3 und dem Venturiteil 5 erzeugt wird. Die Druckschwankung in dem Venturiteil 5 wird durch die Vakuumverbindungsöffnung 9a des Saugkolbens 8 in die Saugkammer

9 übertragen, wodurch eine plötzliche Änderung des Unterdruckes in der Saugkammer 9 erzeugt wird. Eine solche plötzliche Änderung des

Unterdruckes wird momentan weitergeleitet durch die Drucksteueröffnung 12 des Satigkolbens 8 zu der unter Atmosphärendruck stehenden Kammer 10. Dabei wird der Saugkolben 8 nicht direkt durch eine plötzliche Änderung des Unterdruckes beeinflußt, und damit wird eine übermäßige reziproke Bewegung des Saugkolbens verhindert ohne Verwendung eines Dämpfungsgliedes, so daß eine maßvolle reziproke Bewegung des Saugkolbens 8 sich ergibt. Hierdurch kann eine schädliche Eigenschwingung des Saugkolbens aufgrund der Schwankung des Vakuums der Ansaugluft vermieden werden, und das Luft-Brennstoffverhältnis kann nicht ohne Fluktuationen mager werden, wodurch ein weicher Antrieb des Motors möglich ist. Außerdem ist es nicht möglich, daß die Wiederholbarkeit der genauen Zumessung des Brennstoffes reduziert wird, da kein Dämpfungsglied in dem Vergaser vorhanden ist.

Die Fig. 8A und 8B zeigen Kennlinien eines Motors mit einem konventionellen Vergaser und eines mit demerfindungsgemäßen Vergaser versehenen Motors, wobei das Drosselventil schnell geöffnet wird unter Konstanthaltung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes und der Motor von 1000 auf 4000 RPM beschleunigt wird. In den Fig. 8ä und 8B entspricht die horizontale Achse der Motorgeschwindigkeit, und die vertikale Achse zeigt den Unterdruck in der Saugkammesr, das Luft-Brennstoff verhältnis, die Geschwindigkeit des Kraftwagens und den Öffnungsgrad des Drosselventils, von oben nach unten gesehen.

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Bei Vergleich der Fig. 8B mit der Fig. 8A zeigt sich, daß die Breite der Änderung Q des Unterdruckes (B-I) in der Saugkammer geringer ist als die Breite der Änderung P des Unterdruckes (A-I), und daß das Luft-Brennstoff verhältnis (B-2) weniger mager und weniger unterschiedlich ist als das Luftbrennstoffverhältnis (A-2). Wie sich bei Vergleichen der Betrachtung der Kraftwagengesckwindigkeit (B-3) mit (A-3) ergibt, ist das Stoßen oder Stottern des Kraftwagens, das als Fluktuation der Kraftwagengeschwindigkeit während der Beschleunigung in Erscheinung

tritt, reduziert.
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Wie die Fig. 2 und 3 der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigen, bei der die Drucksteueröffnung 12 an der Umfangswand geringeren Durchmessers des Saugkolbens 8 angeordnet ist und in gleicher Richtung der Fließrichtung der Luft liegt, verbindet die Drucksteueröffnung die Saugkammer 9 mit der Mischkammer 5a während des Zustandes eines geringen Flusses der Ansaugluft. Wenn das Drosselventil 4 bei schneller Beschleunigung vollgeöffnet wird, wird der Unterdruck an dem Venturiteil 5 schnell erhöht. Hierbei wird eine Änderung oder ein Anwachsen des Unterdruckes an dem Venturiteil 5 durch die Vakuum-Verbindungsöffnung 9a auf die Saugkammer 9 übertragen, und ein Anwachsen des Unterdruckes in der Mischkammer 5a wird durch die Drucksteueröffnung 12 auf die Saugkammer 9 übertragen. Die reziproke Bewegung des Saugkolbens 8 in Abhängigkeit von der schnellen Beschleunigung

während des Zustandes des geringen Luftflusses ist sehr sensitiv, und die Gleichmäßigkeit der Beschleunigung des Motors wird verbessert im Vergleich mit üblichen Vergasern, bei denen keine Drucksteueröffnung 12 vorhanden ist.. Eine solche Funktion ist wirksam für die Beschleunigung und Drosselung !fahrend des Zustandes eines niedrigen Luftflusses, und der Saugkolben 8 spricht sensitiv an auf die Veränderung des Unterdruckes in dem Venturi teil 5 und in der Mischkammer 5a, so daß die Größe der reziproken Bewegung mit hohem Genauigkeitsgrad bestimmt und das Luftbrennstoffverhältnis auf einen konstanten

^-5 Wert gehalten wird.

Die Fig. 9A und 9B zeigen die Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad des Drosselventils und der Menge der Ansaugluft, und die Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad des Drosselventils und der Größe der reziproken Bewegung des Saugkolbens bei einem erfindungsgemäßen Vergaser der ersten Ausführungsform in ausgezogenen Linien und einem bekannten Vergaser

²^ in gestrichelten Linien.

Die Fig. 9C und 9D zeigen das Verhältnis zwischen der Menge der Ansaugluft und der Größe der reziproken Bewegung des Saugkolbens und die Beziehung zwischen der Stenge der Ansaugluft und dem Luftbrennstoffverhältnis bei einem erfindungsgemäßen Vergaser der ersten Ausführungsforra in ausgezogenen Linien und einem bekannten Vergaser In gestrichelten Linien. Wie sich aus Fig. 9Ώ ergibt, sind Fehler

«tu

- 14 In dem Luftbrennstoffverhältnis bezogen auf eine geringe Menge Ansaugluft bei der Erfindung in weitem Maße verringert in Vergleich zu

den Fehlern bei einem bekannten Vergaser. 5

Die Fig. 6 und 7 zeigen die zweite bevorzugte Äusführungsform, bei der die Drucksteueröffnung 12 in der Umfangswand geringeren Durchmessers des Saugkolbens 8 angeordnet ist unter Winkelversetzung zur Mittellinie der Ansaugluft; die Drucksteueröffnung 12 ist durch die Wandung des Gehäuses 1 des Vergasers geschlossen während des Zustandes des niedrigen Luftflusses, so daß nur der Unterdruck an dem Venturiteil 5 auf die Saugkammer 9 übertragen wird. Bei dieser Ausführungsform wird die reziproke Bewegung des Saugkolbens 8 nicht verzögert, was geschehen kann bei einem bekannten Vergaser,

der eine Drucksteueröffnung besitzt, die an dem Gleitflansch des Saugkolbens angeordnet ist. Veränderungen der Größe der reziproken Bewegung des Saugkolbens, wie sie veranlaßt werden können durch Fehler, die bei

der Herstellung der Drucksteueröffnung entstehen, werden wesentlich verringert.

Die Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung stellt keine Beschränkung des Schutzumfanges dar, sondern die Erfindung umfaßt auch jegliche Abänderungen, die innerhalb dieses der Erfindung zuzumessenden Schutzumfanges liegen.

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Claims

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Patentansprüche

Variabler Venturi-Vergaser für Motoren mit innerer Verbrennung mit einem eine Schwimmerkammer, einen einen Venturi-Abschnitt aufweisenden Luftansaugkanal, eine die Schwimmerkammer mit dem Venturi-Abschnitt verbindende Brennstoffleitung und eine In der Brennstoffleitung angeordnete Brennstoffdüse aufweisenden Gehäuse, wobei in einem zylindrischen Teil des Gehäuses eine quer zu dem Venturi-Abschnitt in Abhängigkeit von der Motorleistung beweglicher Saugkolben gleitend geführt ist, der mit einem Flanschteil und mit der Innenwand des zylindrischen Teiles eine Saugkammer, mit dem Flanschteil und dem Gehäuse eine unter Atmosphärendruck stehende Kammer und zwischen dem Venturi-Abschnitt und einem Drosselventil eine Mischkammer bildet, und wobei an der Stirnseite des Saugkolbens eine in eine ringförmige Öffnung der Brennstoffdüse eingreifende Brennstoff-Zumeßnadel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Umfangsteil geringeren Durchmessers des Saugkolbens (8) eine Druckregelöffnung (12) derart angeordnet ist, daß sie bei den Stufen eines mittleren und eines hohen Flusses der Ansaugluft die Saugkammer (9) mit der unter Atmosphärendruck stehenden Kammer (10) verbindet.

BAD ORIGINAL

J Z 4 O <t / ö

Variabler Venturi-Vergaser nach Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelöffnung (12) in einer solchen Lage angeordnet ist, daß sie in der Stufe eines niedrigen Flusses der Ansaugluft die Saugkammer (9) mit der Mischkammer (5a) verbindet.