DE3400466A1

DE3400466A1 - Vergaser fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3400466A1
Application number: DE19843400466
Authority: DE
Inventors: Robert Leo van Cass City Mich. Camp; William Charles Cass City Mich. Eberline; Norman Harold Fond du Lac Wis. Radtke
Original assignee: Walbro Corp
Current assignee: Walbro Corp
Priority date: 1983-01-07
Filing date: 1984-01-09
Publication date: 1984-08-09
Also published as: DE3400466C2; JPH0247586B2; US4509471A; JPS59134358A; IT8447515A0; IT1178057B

Description

fr

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einer Einrichtung, die das Kaltstarten unterstützt und für eine fortgesetzte Brennstoffzufuhr sorgt, bis die Maschine warmgelaufen ist.

Die meisten Brennkraftmaschinen benötigen zusätzlichen Brennstoff im Brennstoffsystem beim sog. "Kaltstarten".

In vielen Fahrzeugmaschinen werden automatische, wärmegesteuerte Choker verwendet. Das "Choken" besteht in einem Blockieren des Luftansaugkanals in einem solchen Ausmaß, daß das durch die Bewegung der Maschinenkolben erzeugte Vakuum in dem Brennstoff/Luft-Mischkanal größer als üblieh ist und dadurch eine zusätzliche Menge an Brennstoff aus den Vergaserzufuhröffnungen in die Maschinenzylinder gesaugt wird. Nachdem die Maschine angelassen wurde und sich im Bereich des automatischen Chokers Wärme entwickelt hat, wird der Choker automatisch freigegeben, so daß Luft normal in den Mischkanal strömen kann.

Bei einigen kleinen Maschinen, wie z.B. Motorschlitten und Außenbordmotoren, wird eine zusätzliche Menge an Brennstoff von einem handbetätigter Zündvorrichtung in die Maschine gepreßt. Dadurch kann das Anlassen erleichtert werden, jedoch auch ungenügend Brennstoff zugeführt werden, um die so lange laufen zu lassen, bis sie so weit erwärmt ist, daß sie unter normalen Vergaserbedingungen weiterarbeiten kann. Handbetätigte Zündvorrichtungen zeigen z.B.

die US-PSen 3 371 658, 3 983 857 und 4 309 968.

Durch die Erfindung soll ein Vergaser mit einer handbetätigten oder ferngesteuerten Einrichtung geschaffen werden, die für eine hinreichende zusätzliche Brennstoffmenge zum Anlassen sowie für eine anhaltende o. nachfolgende Brennstoffzufuhr sorgt, damit die Maschine vollständig aufgewärmt ist, bevor die zusätzliche Brennstoffzufuhr unterbrochen wird und

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die normalen Vergaserfunktionen einsetzen. Besonders bei Außenbordmotoren kann es erwünscht sein, das Fahrzeug in Gang zu bringen, sobald die Maschine gestartet ist; es kann jedoch kurz nach dem Start zum Stehen kommen, wenn keine Einrichtung vorgesehen ist, die den Brennstoffvorrat während einer Zeitdauer nach dem Starten ergänzt.

Die Erfindung ist in Anspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran-Sprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Vergaser weist einen einstückigen Gehäuseabschnitt auf, in dem sich ein Brennstoffvorrat befindet, der zum Anlassen in die Maschine eingespritzt wird, und der vom Vergaser mit Brennstoff aufgefüllt werden kann. Das Brennstoffzufuhrsystem benutzt den Vergaser sowohl für die anfänglich eingespritzte Anlaßmenge als auch für ergänzende nachfolgende Aufwärmzeit. Das Anlaßsystem füllt sich selbst auf und verringert sich nach einem Start, so daß unentwegte und wiederholte Anlaßzüge vermieden werden. Ferner schließt das Anlaßsystem nach dem Anlassen automatisch- damit unter normalen Betriebsbedingungen kein Brennstoff daraus in die Maschine gesaugt wird.

Ferner ist das System anpaßbar an eine Handsteuerung (an der Vergaserstellung) oder an eine Fernsteuerung von einer Haube aus, die von der Maschine und vom Vergaser getrennt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend mit Be-"^ zug auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht des Systems in Verbindung mit einem Schwimmer-Vergaser,

Fig. 2 eine Draufsicht eines das Anlaßsystem aufweisenden Vergasers,

Fig. 3 eine Grundansicht des Vergasers von Fig. 2, Fig. 4 eine Endansicht des Vergasers von Fig. 2,3, Fig. 5 eine Schnittansicht durch die Mitte eines

Vergasers mit Darstellung der Schwimmer- und

Leerlaufsteuerung,

Fig. 6 eine Schnittansicht des Einspritzsystems und der Schwimmerkammer entlang der Linie 6-6 in Fig· 2,

Fig. 7 eine Schnittansicht des Einspritzsystems entlang der Linie 7-7 in Fig. 2,

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 2, Fig. 9 eine Ansicht einer mechanischen Fernbetätigungseinrichtung,

Fig. 10 eine Ansicht einer magnetventilbetätigten

Betätigungseinrichtung, Fig. 11 eine der Fig. 6 ähnelnde Schnittansicht mit

niedergedrückter Betätigungseinrichtung. 15

Gemäß Fig. 1 weist ein Vergasergehäuse 20 einen Mischkanal 22 und einen Befestigungsflansch 24 auf, der an der Brennstoff ansaugkammer an einem Maschinengehäuse 26 befestigt ist. Fig. 1 ist zur Darstellung der Erfindung in einer einzigen Ebene teilweise schematisch. Die Fig. 2-10 zeigen die Anwendung der Erfindung an einem handelsüblichen Vergaser.

Unter dem Vergasergehäuse 20 befindet sich ein Schwimmerkammergehäuse 30, das in geeigneter Weise dichtend am Gehäuse 20 befestigt ist. Das Gehäuse 20 weist einen Brennstoff einlaßstutzen 32 auf, der mit einem an einem Ventilsitz 35 endenden Kanal 34 verbunden ist. Der Stutzen 3 2 ist mit einem geeigneten Brennstofftank verbunden. Ein Einlaßventil 36 sitzt auf einem bei 40 schwenkbaren Hebel

38. Das gebogene distale Ende 42 des Hebels 38 sitzt am oberen Ende eines BrennstoffSchwimmers 44, der in der Brennstoffkammer 46 des Gehäuses 30 in geeigneter Weise befestigt ist. Der Schwimmer 44 ist an einer mittigen Stange 48 geführt, die ein Hauptdüsenrohr 50 trägt, das mit der

Brennstoffkammer in Verbindung steht und gegen den Venturiabschnitt des Mischkanals 22 hin offen ist. Das benötigte Drosselventil üblicher Bauart ist in Fig. 1 nicht gezeigt.

Ein Gehäuse 60 mit einer Brennstoffeinspritzkammer 62 ist einstückig mit dem Gehäuse 30 ausgebildet. Ein Kolbendeckel 64 ist am Gehäuse 60 in geeigneter Weise befestigt. Der Deckel besitzt eine mittige Bohrung 66 zur Aufnahme einer Kolbenstange 68. Das Innere des Deckels wird durch eine öffnung 70 zur Atmosphäre entlüftet. Eine Austreibmembran ist an ihrem Umfang zwischen zueinander ausgerichteten Flanschen des Gehäuses 60 und des Deckels 64 befestigt.

Der Mittelbereich der Membran 72 ist zwischen einer Scheibe 74 und einer Scheibe 76 eingeklemmt, die am unteren Ende des Kolbens 68 befestigt ist und einen herabhängenden Betätigungszapfen 78 aufweist. Die Scheibe 76 sitzt im Preßsitz auf der Basis des Zapfens 78 und ist mit dem Zapfen ultraschallverschweißt. Diese Teile können aus einem geeigneten Kunststoff gefertigt sein, der eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Kohlenwasserstoffe besitzt.

In der Unterseite des Gehäuses 60 befindet sich ein mittiger Aufsatz 80 mit einem verkleinerten Abschnitt 82, der als Sitz für eine Schraubendruckfeder 84 dient, die am anderen Ende der Scheibe 76 ruht, um den Kolben 68 und die Membran 72 in eine "obere" Stellung zu drücken. Eine öff^ nung 86 und eine Bohrung 88 bilden einen Sitz für einen Ventilsitz 90. Ein mit Gewinde versehener Schraubverschluß bildet einen Federdeckel 82, der als Sitz für das untere Ende einer Schraubenfeder 94 dient, die am anderen Ende gegen eine Rückschlagventilkugel 96 drückt, die als Haupteinspritzventil dient. Der aus dem Deckel.64 vorstehende Teil °Q der Stange 68 muß so bemessen sein, daß bei niedergedrücktem Kolben der Zapfen 68 die Kugel 96 vom Sitz 90 abhebt.

Die Bohrung 88 weist zwischen der Kugel 96 und dem mit Gewinde versehenen Verschluß 92 eine öffnung auf, die zu einem Kanal 100 in den Gehäusen 30 und 60 führt, der am Verschluß 102 im unteren Ende einer Stufenbohrung 103 im Gehäuse 20 endet. Der Verschluß 102 weist eine mittige, mit

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dem Kanal 100 verbundene Bohrung auf, auf der sich ein Auslaßventilsitz 105 befindet, gegen den ein Kugelventil 104 durch eine am oberen Ende der Bohrung 103 aufsitzende Schraubenfeder 106 gedrückt wird.
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Der Verschluß 102, an dessen Ende sich der Ventilsitz 105 befindet, weist auch einen kalibrierten Seitenkanal 110 auf. Eine zum Brennstoffzufuhrverteiler der Maschine (Ansaugkammer) führende Brennstofföffnung 112 im Gehäuse 20 und Flansch 24 ist mit der Bohrung 103 verbunden und steht über den Kanal 110 auch mit dem Kanal 100 in Verbindung.

Bei der Einspritzkammer 62 verläuft ein Brennstoffkanal vom Boden der Schwimmerkammer 46 durch einen Brennstoff zu der Kammer 62 durchlassenden Einwegventileinsatz 122 zum Boden der Einspritzkammer. Ein zweiter senkrechter Kanal 126 weist einen ziur Kammer 62 offenen Seitenkanal 128 und einen oberen Ventilsitz 130 auf, der zu einem mit dem Oberteil der Schwimmerkammer 46 in Verbindung stehenden Kanal 132 hin offen ist. Eine Rückschlagventilkugel 134, die vorzugsweise aus einem Material wie z.B. Nylon gefertigt ist, wird von einem in den Boden der Bohrung 126 gepreßten Zapfen 136 ventilartig am Sitz 130 gehalten.

Angenommen, die Schwimmerkammer ist mit Brennstoff gefüllt, so erlaubt das Rückschlagventil 122, daß Brennstoff in die Brennstoffeinspritzkammer 62 fließt. Und das Entlüftungsventil 134 sorgt für eine Entlüftung, wenn die Kammer 62

gefüllt wird.
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Bei Verwendung der Anordnung beim Starten einer kalten Maschine, wird der Kolben 68 niedergedrückt, um die Austreibmembran zu betätigen und den Druck in der Kammer 62 zu erhöhen. Anfänglich wird der durch die Bewegung der Membran veruraachte Druck das Einlaßventil 22 und das Entlüftungsventil 134 schließen. Wenn der Kolben weiter gegen das Brennstoffvolumen in der Kammer 62 und gegen die Feder-

kraft der Feder 84 niedergedrückt wird, berührt der Betätigungszapfen 78 das nachgiebig vorgespannte Haupteinspritzventil 96 und hebt es vom Sitz 90 ab. Brennstoff wird dann durch die Kolbenwirkung der Austreibmembran in den Kanal 100 gedrückt, und das Kugelventil 104 hebt sich entgegen der Feder 106 vom Sitz ab, damit eine angemessen große Brennstoffmenge in den Kanal 112 gelangt, der zum Brennstoffverteiler einer Maschine führt.

Eine Startbewegung der Maschine, bewirkt durch einen manuellen Zug oder einen elektrischen Starter, saugt die Brennstoffmenge in die Maschine und startet die Maschine bei normaler Zündung. Sobald Brennstoff durch Niederdrücken des Kolbens 68 aus der Kammmer 62 ausgestoßen wird und die Brennstoffmenge das Ventil 104 passiert, verringert sich der Druck im Kanal 100 und das Ventil 104 schließt. Ein fortgesetztes Niederdrücken des Kolbens 68 hält das Haupteinspritzventil 96 jedoch offen, und Brennstoff kann weiterhin aus der Kammer 62 und den Kanal 100 durch die kalibrierte Seitenöffnung 110 zur Maschine fließen. Eine fortgesetzte Zuführung von zusätzlichem Brennstoff über die Menge hinaus, für die die Maschine und der Vergaser kalibriert sind, gelangt somit durch den Vergaser in die Maschine während einer Aufwärmphase, um ein Abwürgen zu verhindern. Nach einer Aufwärraphase kann der Kolben freigegeben werden, und die Maschine wird mit der normalen Brennstoffmenge betrieben, für die der Vergaser kalibriert ist.

Nach Freigabe des Kolbens 68 bewegt die Feder 84 die Mem~ ^ου bran 72 nach oben, und die Kammer 62 wird durch das Ventil 122 aufgefüllt. Gleichzeitig schließt das Haupteinspritzventil 96, damit kein Brennstoff während normalen Maschinenbetriebs aus der Brennstoffeinspritzkammer 62 abgezogen wird.

Bei dem beschriebenen System wird die Kammer immer Brennstoff haben, wenn die Schwimmerkammer voll ist, und es ist

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unnötig diese Kammer während des Startens zu füllen. Es kann somit normalerweise ein Starten "mit einem Zug" erfolgen.

Die Fig. 2-8 zeigen einen erfindungsgemäß ausgebildeten Schwjirrnervergaser. In Fig. 2 weist ein Gehäuse 220 einen (gestrichelt dargestellten) Venturikanal 222 und einen Flansch zur Befestigungen: einer Maschine auf. Ein Flansch 226 zur Befestigung des Lufteinlasses ist am anderen Ende des Vergasers vorgesehen. Eine Brennstoffeinlaßverbindung 228 führt zu einem Einlaßventil wie in Fig. 1 gezeigt, das durch die Stellung des Schwimmers 230 in einer Schwimmerkammer 232 gesteuert wird. Eine Drosselklappenwelle 238 betätigt ein Drosselventil 240. Allgemein gesagt: Beim beschriebenen Brennstoffeinspritzsystem wird kein Chokerventil benötigt.

Eine Brennstoffeinspritzeinrichtung 250, die ein oberes Gehäuse 252 und ein unteres Gehäuse 254 aufweist, die mit Schrauben 256 befestigt sind, ist mit dem schüsseiförmigen Schwimmergehäuse einstückig ausgebildet, das mit einer Mutter 242 befestigt ist (Fig.. 2, 3, 4 ι und 8). Eine Brennstoffpumpe 258 üblicher Bauart und von Maschinenimpulsen betätigt ist am Gehäuse 220 befestigt, um die Schwimmerkammer mit Brennstoff zu versorgen.

Gemäß Fig. 5 fließt Brennstoff aus der Schwimmerkammer durch Seiten- und Mittelkanä'le in der Schraube 24 2 in eine mittige Bohrung 260 und steht dem unteren Ende von konzentrischen Rohren, nämlich einem äußeren Hauptbrennstoffdüsenrohr 262 und einem inneren Leerlaufrohr 264, zur Verfügung. Das äußere Düsenrohr mündet in die Venturirohr eines Luftmischkanals 270. Das innere Rohr mündet in eine Kammer 272, deren Auslaß von einem einstellbaren Leerlaufnadelventil 274 gesteuert wird, durch das die Leerlaufbrennstoffmenge in die LeerlaufÖffnungen 276 eintritt, die in den Mischkanal 270 münden.

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Fig. 6 und 7 zeigen jeweils Schnittansichten der Brennstoff einsprichtvorrichtung. Fig. 6 zeigt, daß die Gehäuse 252 und 254 den Umfang einer Membran 280 einer Dichtanordnung einklemmen. Die Mitte der Membran ist zwischen einer scheibenartigen Erweiterung an der Unterseite einer Kolbenstange 284 und einer Scheibe 282 eingeklemmt; eine Feder 286 drückt den Kolben in eine obere Stellung. In der Unterseite des Gehäuses 254 befindet sich ein Ventilsitz 288, der normalerweise durch ein Haupteinsprichtventil 290 verschlossen ist, das durch eine Feder 292 in eine geschlossene Stellung vorgespannt ist. Ein nach unten vorstehender Schaft 294 an der Kolbenstange 284 hebt das Ventil 290 vom Sitz 288 ab. Eine unterhalb der Membran befindliche Kammer 296 mündet in die Schwimmerkammer 232 über ein nicht vorgespanntes Rückschlagventil 298, durch das Brennstoff von der Schwimmerkammer in die Kammer 296 fließ kann.

Fig. 7 zeigt, daß die kleine Kammer unter dem Ventil 290 über einen Kanal 300 zu einem nachgiebig vorgespannten Rückschlagventil 302 hin offen ist, das zu einer Bohrung 304 führt, die in einen Kanal 306 mündet, der mit einem Querkanal 308 (strichliert in Fig. 2 gezeigt) in Verbindung steht, der zum Maschinenflansch 224 und dem Brennstoffansaugkanal der Maschine führt, an der der Vergaser befestigt ist. In Fig. 7 weist ein im Winkel angeordneter Kanal 310 einen kalibrierten Abschnitt 312, der das Rückschlagventil 302 überbrückt.

Bei niedergedrücktem Kolben 284 berührt das vorstehende Ende 294 des Kolbens das Haupteinspritzventil 290 und öfrnet es. Dadurch wird Brennstoff durch den Kanal 300 und vorbei am Ventil 302 in die Brennstoffansaugkammer der Maschine gedrückt, und somit eine Startmenge bereitgestellt. Solange der Kolben niedergedrückt ist, kann Brennstoff nach Schlie-Ben des Ventils 302 durch den kalibrierten Kanal 312 fließen und der Maschine steht zusätzlicher Brennstoff während einer Aufwärmphase zur Verfügung. In Fig. 11 ist der Kcjben

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284 niedergedrückt und das Ventil 290 offen.

Ein in Fig. 8 gezeigtes Entlüftungsventil 134A sorgt, wie das Ventil 134 in Fig. 1, dafür, daß die Membrankammer über das Rückschlagventil 298 gefüllt wird. Bei niedergedrückter Membran 280 schließt sowohl das Entlüftungsventil 134A als auch das Einlaßrückschlagventil 298.

Fig. 9 und 10 zeigen alternative Betätigungseinrichtungen. Fig. 9 zeigt ein mechanisches Gestänge. Ein bei 322 schwenkbarer L-förmiger Hebel 320 wird von einer Stange 324 mit einem Fernsteuerkolben 326 betätigt. In Fig. 10 liegt ein bei 332 schwenkbarer T-förmiger Hebel 330 mit einem Ende auf dem Kolben 284. Ein Magnetventil 334 betätigt das andere Ende des Hebels 330, um den Kolben auf ein Signal von der Bedienungsperson hin niederzurücken.

Wenn der Kolben niedergedrückt ist, ist es erwünscht, daß ein (nicht gezeigtes) Gestänge die Drossel ein wenig öff-2C net, und zwar in eine bezüglich der Größe des Kanals 312 kalibrierte Stellung. In Fig. 11 ist der Kolben 284 in der niedergedrückten Stellung und das Ventil 290 offen.

Das integrale Brennstoffeinspritzsystem erlaubt somit ein schnelles Starten bei kalten Maschinen und sorft für zusätzlichen Ergänzungsbrennstoff bei Leerlauf, damit die Maschine läuft, bis sie so weit aufgewärmt ist, daß man sich auf eine normale Vergasung verlassen kann. Weiters ist das Anlaßsystem ständig betriebsbereit, da der Brennstoff in der Kammer automatisch nachgefüllt wird und durch das hohe Vakuum in dem Mischkanal des Vergasers während des normalen Betriebs nicht aus der Einspritzkammer ausgestoßen werden kann.

- Leerseite -

Claims

Vergaser zur Abgabe von Brennstoff an Brennkraftmaschinen, wie z.B. Außenbordmotoren, mit einem eine Schwimmerkammer bildenden Gehäuse, einem mit der Brennstoffansaugkammer einer Brennkraftmaschine verbundenen Brennstoff /Luft-Mischkanal, einer Hauptbrennstoffdüse und mit dem Mischkanal verbundene Leerlaufkanäle, gekennzeichnet durch

IQ a) eine dem Vergasergehäuse zugehörige Ergänzungsbrennstoff kammer ,

b) einen die genannte Kammer mit der Schwimmerkammer verbindenden Einwegkanal, wobei Brennstoff aus der Schwimmerkammer in die Brennstoffkammer fließen kann, c) eine in der Brennstoffkammer angeordnete Austreibeinrichtung, die bei Betätigung Brennstoff aus der Brennstoffkammer austreibt, und d) eine Verbindung zwischen der Brennstoffkammer und der Brennstoffansaugkammer einer Brennkraftmaschine, wobei aus der Brennstoffkammer ausgetriebener Brennstoff in die Brennkraftmaschine eintritt, um das Starten der Brennkraftmaschine zu unterstützen.
2. Vergaser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Entlüften der Brennstoffkammer, da;nit Brennstoff aus der Schwimmerkammer in die Brennstoffkammer eintreten kann.
3. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Einwegkanal und in der Entlüftungseinrichtung Einwegventile vorgesehen sind, um bei Betätigung der Austreibkammer Druck zu aufrechtzuerhalten.
4. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen der Brennstoffkammer und der Brennkraftmaschine ein Haupteinspritzventil vorgesehen ist, um Brennstoff aus der Brennstoffkammer an die

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Brennkraftmaschine abzugeben und bei nicht betätigter Austreibeinrichtung zu schließen.
5. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Austreibeinrichtung einen Tauchkolben und einen zugehörigen Kolben¹ sowie eine Einrichtung aufweist, die zusammen mit der Austreibeinrichtung das Haupteinspritzventil in eine Brennstoffabgabestellung bewegt.
6· Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung ein druckbetätigtes Ventil vorgesehen ist, damit bei Betätigung der Austreibeinrichtung Brennstoff zur Brennkraftmaschine fließen kann, und daß ein kalibrierter Bypasskanal vorgesehen ist, damit bei .

Schließen des druckbetätigten Ventils kleinere Mengen an Brennstoff an die Brennkraftmaschine abgegeben werden.
7. Vergaser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung ein druckbetätigtes Ventil vorgesehen ist, damit bei Betätigung der Austreibeinrichtung und Bewegung des Haupteinspritzventils in eine Brennstoffabgabestellung Brennstoff an die Brennkraftmaschine abgegeben wird.
8. Vergaser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung ein druckbetätigtes Ventil vorgesehen ist, damit bei Betätigung der Austreibeinrichtung Brennstoff an die Brennkraftmaschine abgegeben wird, und daß ein kalibrierter Bypasskanal vorgesehen ist, damit kleinere Mengen an Brennstoff an die Brennkraftmaschine abgegeben werden, wenn das druckbetätigte Ventil geschlossen ist und das Haupteinspritzventil sich in der Brennstoffabgabestellung befindet.
9. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austreibeinrichtung eine über der Brennstoffkammer angeordnete Membran, einen mit der Membran verbundenen

vorstehenden Betätigungs-Tauchkolben, ein in der Verbindung vorgesehenes Haupteinspritzventil und eine auf dem Tauchkolben vorgesehene Einrichtung aufweist, um das Haupteinspritzventil bei Betätigung des Tauchkolbens zu öffnen.