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Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoff-
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zufuhr zu einem Vergaser Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zur Regelung der Kraftstoffzufuhr für einen Vergaser.
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Bei herkömmlichen Vergasern kommen verschiedene Arten von Anreicherungs-
oder Zusatz-Kraftstoffkanälen zur Anwendung, die in bestimmten Betriebszuständen,
z.B. Übergangszuständen, arbeiten. Es wird deshalb zuerst anhand der Zeichnungen
auf den Stand der Technik, d.h. auf herkömmliche Übergangszustand-Kraftstoffkanäle
Bezug genommen. Es zeigen: Fig. 2a eine schematische Darstellung eines herkömmlichen
Vergasers; Fig. 2b eine vergrößerte Darstellung eines Teils des in Fig. 2a gezeigten
Vergasers;
Fig. 3a eine schematische Darstellung eines anderen .üblichen
Vergasers; Fig. 3b eine vergrößerte Darstellung eines Teils des in Fig. 3a gezeigten
Vergasers; Fig. 4a eine schematische Darstellung eines noch anderen bekannten Vergasers;
Fig. 4b eine vergrößerte Darstellung eines Teils des in Fig. 4a gezeigten Vergasers.
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Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Vergaser weisen einen Ansaugkanal
a, eine Drosselklappe b, eine Schwimmerkammer c, einen Zusatz- oder Übergangs-Kraftstoffkanal
d, eine Zusatz- oder Übergangs-Kraftstoffdüse e, eine Spardüse f und Zusatzluftdüsen
g sowie h auf. In der Schwimmerkammer c befindlicher Kraftstoff wird über den Übergangs-
oder Zusatz-Kraftstoffkanal d in den Ansaugkanal a eingeführt, wobei in den in diesem
Kanal d fließenden Kraftstoff Luft über die Zusatzluftdüsen g, h eingebracht wird.
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Der Übergangs-Kraftstoff-kanal d weist einen im wesentlichen horizontal
verlaufenden mittleren Kanalabschnitt i auf, der jeweils in den Fig. 2b, 3b und
4b vergrößert dargestellt ist.
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Die Fig. 2a und 2b zeigen den üblichen Übergangs-Kraftstoffkanal d,
wie er allgemein zur Anwendung kommt.
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In diesen Kraftstoffkanal d wird ein Teil der Luft über die Zusatzluftdüse
g und der restliche Teil der Luft über die Zusatzluftdüse h eingeführt. Da Luft
über die Zusatzluftdüse g inden Kanal d eingeführt wird, fließt der Kraftstoff k
im mittleren Kanalabschnitt i an dessen Innenumfangswand in Form eines Kreisringes,
wobei die von der Zusatzluftdüse g zugeführte Luft längs des Zentrums des mittleren
Kanalabschnitts i strömt. Wenn das geschieht, so werden an der Oberfläche des Kraftstoffs
k,
der längs der Innenwand des Kanalabschnitts i fließt, kleine
Wellen oder Kräuselungen erzeugt, die eine Vorwärtsbewegung des Kraftstoffs k im
Kanalabschnitt i unter Wellung oder Kräuselung hervorrufen. Da jedoch die in den
Übergangs-Kraftstoffkanal d von Fig. 2a und 2b über die Zusatzluftdüse g eingebrachte
Luftmenge relativ klein ist, wird die Stärke der längs der Innenumfangswand des
Kanalabschnitts i fließenden Brennstoffschicht k groß.
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Das hat zur Folge, daß die Kämme oder Spitzen der Wellen sich im Kanalabschnitt
i miteinander verbinden, wodurch die Gestaltung des Kraftstoffstroms im Kanalabschnitt
i so verändert wird, wie Fig. 2b zeigt, nämlich als ob der Kraftstoff k große Luftblasen
enthält. Bei einer solchen Änderung~in der Ausbildung des Kraftstoffstroms wird
Kraftstoff absatzweise, d.h. intermittierend, aus dem Übergangs-Kraftstoffkanal
d in den Ansaugkanal eingeführt.
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Das hat eine unregelmäßige und ungleichförmige Verbrennung zum Ergebnis,
so daß-es nicht möglich ist, einen stabilen, stetigen Leerlaufbetrieb des Motors
zu erhalten.
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Um dieses Problem zu beseitigen, ist, wie die Fig. 3a und 3b zeigen,
ein Übergangs-Kraftstoffkanal d bekannt, bei dem die eine der Luftdüsen, nämlich
die Düse g von Fig.2a und 2b; weggelassen wurde. Bei diesem Übergangs-Kraftstoffkanal
d wird die Luft nicht in den im - = ren Kanalabschnitt i fließenden Kraftstoff einget
vas dessen kontinuierliches Fließen innerhalb des k ,d, ibschnitts i bewirkt. Das
hat zur Folge, daß der Kraftstoff kontinuierlich in den Ansaugkanal a aus dem Übergangs-Kraftstoffkanal
d eingeführt wird, so daß es möglich ist, einen stabilen Leerlaufbetrieb des Motors
zu erhalten. Bei hohen Temperaturen des Vergasers verdampft jedoch etwas von dem
im Übergangs-Kraftstoffkanal d enthaltenen Kraftstoff, was das Vorhandensein von
großen Kraftstoff-Dampfblasen
in dem im Kanalabschnitt i fließenden
Kraftstoff k zum Ergebnis hat. Die Folge davon ist, daß Kraftstoff stoßweise aus
dem Kraftstoffkanal d in den Ansaugkanal a eingeführt wird, was eine unregelmäßige
Verbrennung bewirkt und einen stabilen Leerlaufbetrieb des Motors unterbindet.
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Um nun wieder dieses Problem zu beseitigen, wurde ein übergangs-Kraftstoffkanal
d bekannt, wie er in Fig. 4a und 4b gezeigt ist, bei dem wiederum eine der Zusatzluftdüsen
- nämlich die Düse h von Fig. 2a und 2b - entfernt wurde. Da hier über die Zusatzluftdüse
g eine große Luftmenge in den Übergangs- Kraftstoffkanal d eingeführt wird, wird
die~Schicht des Kraftstoffs k, die an der Innenumfangswand des mittleren Kanalabschnitts
i entlangströmt, dünn. Somit besteht, auch wenn Wellen oder Kräuselungen an der
Oberfläche des Kraftstoffstroms gebildet werden, keine Gefahr, daß deren Kämme oder
Spitzen sich miteinander verbinden. Deshalb fließt der Kraftstoff k innerhalb des
Kanalabschnitts i in Form eines Kreisringes, wie Fig. 4b zeigt. Zusätzlich besteht
keine Gefahr für die Bildung von Kraftstoff-Dampfblasen im Kraftstoff k, selbst
wenn der Vergaser hohe Temperaturen annimmt, bei welchen Kraftstoffdämpfe im Übergangs-Kraftstoffkanal
d entstehen, weil der Kraftstoffdampf im zentralen Teil des Kanalabschnitts i strömt,
wie Fig. 4b zeigt. Da der Kraftstoff k aus dem Übergangs-Kraftstoffkanal d unabhängig
von der Temperatur des Vergasers kontinuierlich in den Ansaugkanal a eingeführt
wird, ist demzufolge die Verbrennung nicht unregelmäßig, so daß es möglich ist,
einen stabilen Leerlaufbetrieb des Motors zu erhalten.
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Andererseits besteht nun ein Verfahren zur Verminderung der Menge
an unverbrannten Kohlenwasserstoffen im Abgas
bei einem Leerlauf
des Motors darin, das in die Motorzylinder eingeführte Kraftstoffgemisch so zu regeln,
daß es mager gehalten wird. Für die Einregelung eines mageren Kraftstoffgemischs
ist es notwendig, die in den Übergangs-Kraftstoffkanal d eingebrachte Luftmenge
zu erhöhen. Da jedoch bei den in den Fig. 2a und 3a gezeigten Vergasern der Brennstoff
absatz- oder stoßweise aus dem Übergangs-Kraftstoffkanal d in den Ansaugkanal a
eingeführt wird, bewirkt eine Erhöhung der in diesen.Kraftstoffkanal d eingebrachten
Luftmenge, daß das den Motorzylindern zugeführte Kraftstoffgemisch intermittierend
zu mager wird, was ein Abwürgen oder zum Stillstandkommen des Motors zur Folge hat.
Insofern ist es bei den in den Fig. 2a und 3a gezeigten Vergasern schwierig, die
in den Übergangs-Kraftstoffkanal d eingeführte Luftmenge zu erhöhen.
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Im Gegensatz hierzu besteht bei dem Vergaser von Fig. 4a, selbst wenn
die in den Übergangs-Kraftstoffkanal d eingeführte Luftmenge erhöht wird, keine
Gefahr dafür, daß das den Motorzylindern zugeführte Kraftstoffgemisch zu mager wird,
weil der Kraftstoff k kontinuierlich aus dem übergangs-Kraftstoffkanal d in den
Ansaugkanal a eingeleitet wird. Das macht es möglich, einen stabilen Motorleerlaufbetrieb
zu erhalten. Wenn der Vergaser von Fig. 4a zur Anwendung kommt, so kann, wie gesagt
wurde, ein stabiler Motorleerlauf erreicht werden, selbst wenn die in den Kraftstoffkanal
d eingeführte Luftmenge erhöht wird, um das den Zylindern zugeführte Kraftstoffgemisch
mager zu machen. Bei niedrigen Motortemperaturen jedoch, d.h. vor vollständiger
Erwärmung des Motors, wird das den Motorzylindern zugeführte Kraftstoffgemisch so
geregelt, daß es mager ist, wobei aber dennoch eine stabile Verbrennung nicht erhalten
wird, was es nicht- möglich macht, einen stabilen Leerlaufbetrieb des Motors zu
erreichen.
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Aufgabe der Erfindung ist es insofern, eine Vorrichtung zur Regelung
der Kraftstoffzufuhr bei oder zu einem Vergaser zu schaffen, die sowohl einen stabilen
Motorleerlauf, bevor das Aufwärmen des Motors abgeschlossen ist, wie auch einen
stabilen Motorleerlauf nach abgeschlossenem Aufwärmen des Motors unter Verwendung
eines mageren Kraftstoffgemischs ermöglicht.
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Gemäß der Erfindung wird eine die Kraftstoffzufuhr regelnde Vorrichtung
für einen Vergaser geschaffen, der eine Schwimmerkammer, einen im wesentlichen vertikal
verlaufenden Ansaugkanal mit einem Lufttrichter in diesem, einen zum Ansaugkanal
hin offenen Übergangs-Kraftstoffschlitz, einen die Schwimmerkammer mit dem Übergangs-Kraftstoffschlitz
verbindenden Übergangs-Kraftstoffkanal und einen Zusatzluftkanal, der den Übergangs-Kraftstoffkanal
mit dem Ansaugkanal stromoberhalb vom Lufttrichter verbindet, umfaßt, wobei der
Übergangs-Kraftstoffkanal einen im wesentlichen horizontal verlaufenden mittleren
Kanalabschnitt mit einem Kraftstoffeintritts- sowie -austrittsende, einen vom Kraftstoffeintrittsende
abwärts sich erstreckenden , mit der Schwimmerkammer verbundenen Einlaß-Kanal abschnitt
sowie einen vom Kraftstoffaustrittsende abwärts sich erstreckenden, mit dem Übergangs-Kraftstoffschlitz
verbundenen Auslaß-Kanalabschnitt aufweist und der Zusatz-Luftkanal mit dem Kraftstoffeintrittsende
in Verbindung steht.
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und wobei in dem Zusatzluftkanal ein Zusatzluft-Regelventil angeordnet
ist, das in Abhängigkeit von der Motortemperatur betätigt wird, um den Strömungsquerschnitt
des Zusatzluftkanals zu verringern, wenn die Motortemperatur niedriger ist als eine
vorbestimmte Temperatur.
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Der Erfindungsgegenstand wird anhand einer bevorzugten Ausführungsform,
die in Fig. 1 im lotrechten Schnitt dargestellt ist, erläutert.
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Der in Fig. 1 gezeigte Vergaser hat ein Vergasergehäuse 1, einen im
wesentlichen lotrecht verlaufenden Ansaugkanal 2, einen als Venturirohr ausgebildeten
Lufttrichter 3, eine Drosselklappe 4, eine Hauptdüse 5, eine Schwimmerkammer 6,
einen Übergangs- oder Zusatz-Kraftstoffschlitz 7, einen Leerlaufschlitz 8 und einen
übergangs- octer Zusatz-Kraftstoffkanal 9. Dieser Übergangs-Kraftstoffkanal 9 umfaßt
einen im wesentlichen waagerecht verlaufenden mittleren Kanalabschnitt 9a, einen
von dessen einem Ende sich abwärts erstreckenden, mit der Schwimmerkammer 6 verbundenen
Einlaß-Kanalabschnitt 9b und einen vom anderen Ende des mittleren Kanalabschnitts
9a sich abwärts erstreckenden, sowohl mit dem Übergangs-Kraftstoffschlitz 7 wie
auch mit dem Leerlaufschlitz 8 verbundenen Auslaß-Kanalabschnitt 9c. Zusätzlich
ist in Verlängerung des mittleren Kanalabschnitts 9a ein im wesentlichen horizontal
verlaufender Zusatzluft-Sammelabschnitt 10 im Vergasergehäuse 1 ausgebildet. In
den Einlaß-Kanalabschnitt 9b ist ein hohler Gewindebolzen bzw. eine Hohlschraube
11 eingeschraubt, die einen sich im wesentlichen über ihre ganze Länge erstrekkenden
Kraftstoffkanal 12 aufweist, an dessen unterem Ende eineübergangs- oder Zusatz-Kraftstoffdüse
13 ausgebildet ist. Am oberen Ende der Hohlschraube 11 sind eine Lufteintrittsbohrung
14 sowie eine Kraftstoffaustrittsbohrung 15, die miteinander fluchten, ausgestaltet.
Das obere Ende des Kraftstoffkanals 12 ist einerseits über die Lufteintrittsbohrung
14 mit dem Zusatzluft-Sammelabschnitt 10 und andererseits über die Kraftstoffaustrittsbohrung
15 mit dem mittleren Kanalabschnitt 9a verbunden, in den eine Spardüse 16 eingesetzt
ist.
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Der Zusatzluft-Sammelabschnitt 10 ist einerseits mit dem Ansaugkanal
2 stromoberhalb vom Lufttrichter 3 über einen ersten Zusatzluftkanal 17 und andererseits
mit dem Ansaugkanal 2 über einen zweiten Zusatzluftkanal 18, der
ebenfalls
stromoberhalb vom Lufttrichter 3 an den Ansaugkanal angeschlossen ist, verbunden.
Im ersten Zusatzluftkanal 17 ist eine erste Zusatzluftdüse 19, im zweiten Zusatzluftkanal
18 ist eine zweite Zusatzluftdüse 20 angeordnet, und ferner befindet sich in diesem
zweiten Zusatzluftkanal 18 ein Zusatzluft-Regelventil 21, das im gezeigten Beispiel
als ein elektromagnetisches Regelventil ausgebildet ist, welches vom Ausgangssignal
eines die Temperatur des Kühlwassers im Wassermantel 22 des Motors erfassenden Temperaturfühlers
23 gesteuert wird. Das Zusatzluft-Regelventil 21 schließt den zweiten Zusatzluftkanal
18, wenn die Kühlwassertemperatur niedriger als eine vorbestimmte Temperatur, z.B.
600C, ist, während das Regelventil 21 den zweiten Zusatzluftkanal 18 freigibt, wenn
die Kühlwassertemperatur über dem vorbestimmten Wert - also 600C - liegt. Anstelle
des hier gezeigten elektromagnetischen Regelventils 21. kann auch irgendeine andere
Bauart zur Anwendung kommen, z.B. ein im Ansprechen auf die Kühlwassertemperatur
betätigtes Paraffinventil oder ein Ventil, das auf Grund der Ausdehn- und Schrumpfwirkung
eines Bimetallelements arbeitet.
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Wenn, wie erwähnt wurde, die Kühlwassertemperatur höher als 600C ist,
d.h., wenn der Motor vollkommen warm ist, dann öffnet das Regelventil 21 den zweiten
Zusatzluftkanal 18, und wenn das geschieht, dann wird Luft in den Zusatzluftkanal-Sammelabschnitt
10 über den ersten Zusatzluftkanal 17 und auch den zweiten Zusatzluftkanal 18 eingeführt,
die hierauf über die Lufteintrittsbohrung 14 sowie die Kraftstoffaustrittsbohrung
15 in den mittleren Kanalabschnitt 9a eintritt. Wenn in diesem Kanalabschnitt 9a
Kraftstoff von der Austrittsbohrung 15 her fließt, so wird ein Teil dieses Kraftstoffs
durch die aus der Kraftstoffaustrittsbohrung 15 austretende Luft verdampft. Der
in den mittleren Kanalabschnitt 9a vom Einlaß-Kanalabschnitt
9b
einströmende Kraftstoff geht durch den mittleren Kanalabschnitt 9a in einer einen
Ringquerschnitt aufweisenden Form hindurch. Der Kraftstoff fließt dann durch den
Auslaß-Kanalabschnitt 9c und wird kontinuierlich aus dem übergangs-Kraftstoffschlitz
7 und dem Leerlaufschlitz 8 in den Ansaugkanal 2 eingeführt. Die Öffnungsquerschnitte
der ersten Zusatzluftdüse 19 und der zweiten Zusatzluftdüse 20 werden so bestimmt,
daß das Kraftstoff-Luftverhältnis des in die Motorzylinder eingeführten Gemischs
auf 15 : 1 bis 16 : 1 für den Leerlaufzustand des Motors eingestellt wird, wie Fig.
1 zeigt. Demzufolge wird im Leerlauf des Motors den Zylindern ein mageres -Kraftstoffgemisch
zugeführt. Obwohl die Zylinder ein solch mageres Gemisch erhalten, so ist dennoch
ein stabiler Leerlauf des Motors zu erreichen, weil der Kraftstoff kontinuierlich
aus dem Übergangs-Kraftstoffschlitz 7 und dem Leerlaufschlitz 8 in den Ansaugkanal
2 eingespeist wird.
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Infolgedessen ist es möglich, die Menge an unverbrannten Kohlenwasserstoffen
und an Kohlenmonoxyd im Abgas zu vermindern, während ein stabiler Leerlaufbetrieb
des Motors dennoch erhalten wird.
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Ist die Kühlwassertemperatur geringer als 60°C, d.h., daß der Motor
noch nicht vollkommen warm ist, dann schließt das Zusatzluft-Regelventil 21 den
zweiten Zusatzluftkanal 18. In diesem Fall wird Luft in den mittleren Kanalabschnitt
9a allein aus dem ersten Zusatzluftkanal 17 eingeführt, und die Menge der in den
Kanalabschnitt 9a eintretenden Luft wird somit vermindert. Der Öffnungsquerschnitt
der ersten Zusatzluftdüse 19 wird so bestimmt, daß das Kraftstoff-Luftverhältnis
des in die Motorzylinder eingeführten Gemischs gleich 12 : 1 bis 14 : 1 wird. Da
die Zylinder ein fettes Kraftstoffgemisch erhalten, wird eine stabile Verbrennung
erreicht, und somit ist es möglich, auch vor abgeschlossener Erwärmung des Motors
einen stabilen Leerlaufbetrieb zu erhalten.
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Erfindungsgemäß kann ein stabiler Leerlaufbetrieb des Motors auch
vor völliger Aufwärmung des Motors erreicht werden, indem ein fettes Kraftstoffgemisch
den Motorzylindern zugeführt wird. Darüber hinaus ist es nach vollständiger oder
abgeschlossener Erwärmung des Motors möglich, die Menge an unverbrannten Kohlenwasserstoffen
und an Kohlenoxyd im Abgas zu verringern, wobei dennoch ein stabiler Leerlaufbetrieb
des Motors gewährleistet ist.
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Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine spezielle Ausführungsform,
die zu Darstellungszwecken gewählt wurde, erläutert wurde, so ist klar, daß zahlreiche
Abwandlungen durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne den Grundgedanken
und Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung offenbart einen Vergaser, der einen übergangs-Kraftstoffkanal
mit einem im wesentlichen waagerecht verlaufenden mittleren Kanalabschnitt aufweist.
Dieser mittlere Kanalabschnitt ist über einen abwärts sich erstreckenden Einlaß-Kanalabschnitt
mit der Schwimmerkammer verbunden. Mit der Verbindungsstelle des mittleren sowie
des Einlaß-Kanalabschnitts stehen ein Paar von Zusatzluftkanälen in Verbindung.
In einen? dieser Zusatzluftkanäle ist ein normalerweise geschlossenes Zusatzluft-Regelventil
angeordnet, das dann öffnet, wenn die Temperatur des Motorkühlwassers einen vorbestimmten
Wert überschreitet.