DE3611102A1

DE3611102A1 - Anlasseinspritzvorrichtung fuer eine verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE3611102A1
Application number: DE19863611102
Authority: DE
Inventors: Robert G. Chandler Ariz. Everts
Original assignee: Inertia Dynamics Corp
Current assignee: Inertia Dynamics Corp
Priority date: 1985-04-04
Filing date: 1986-04-03
Publication date: 1986-11-06
Also published as: GB8605426D0; GB2191243A; GB2191243B; US4589386A

Description

Anmelderin: Inertia Dynamics Corp., 7125 W. Galveston, Chandler,Arizona,

. 85224,USA

Anlaßeinspritzvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Anlaßeinspritzvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Vergaser, insbesondere für einen Zweitakt-Benzinmotor.

Durch die Erfindung soll insbesondere das Anlaßverhalten von Zweitakt-Benzinmotoren verbessert werden. Ferner soll eine Anlaßeinspritzvorrichtung geschaffen werden, die schnell und in einfacher Weise an in Benutzung befindlichen Motoren montiert werden kann, oder die auch für die ursprüngliche Herstellung von Motoren verwendbar ist.

Es sind bereits zahlreiche Anlaßeinspritzvorrichtungen bekannt, durch die das Anlaßverhalten von Verbrennungsmotoren verbessert werden soll. Bekannte Systeme enthalten eine Vorrichtung zum direkten Einspritzen von unverdampftem Kraftstoff in den oder die Zylinder oder in den Vergaser beim Anlassen des Motors. Andere Vorrichtungen enthalten einen porösen Docht, der mit flüssigem Kraftstoff gesättigt wird und am Lufteinlaß des Vergasers angeordnet ist, um eine fette Mischung von Kraftstoff und Luft vorzusehen.

Derartige Vorrichtungen sind von besonderer Bedeutung zur Verbesserung der Anlaßeigenschaften von Zweitakt-Benzinmotoren, die für Motorsägen, Rasenmäher und dergleichen Geräte Verwendung finden, die oft schlechte Anlaßeigenschaften aufgrund der Ausbildung der Kraftstoffzufuhreinrichtung aufweisen.

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Es ist bereits eine Anlaßeinspritzvorrichtung bekannt (US-PS 4 335 061), bei der zum Anlassen eine Kraftstoffmenge in einen porösen Docht in dem Vergaser durch eine Anlaßeinspritzpumpe zugeführt wird, die einstückig mit dem Vergaserkörper ausgebildet ist. Die Pumpe enthält einen flexiblen Ballonkörper, der mit dem Daumen herabgedrückt werden kann. Der Innenraum des Ballonkörpers steht über Einlaß- und Auslaßkanäle mit der Zuführeinrichtung für Einlaßkraftstoff und dem Docht in Verbindung. Durch Herabdrücken des Ballonkörpers wird Kraftstoff aus dessen Innenraum in den Docht gedrückt. Wenn der Daumendruck auf den Ballonkörper beendet wird, nimmt der Ballonkörper seine normale Gestalt an und zieht eine neue Kraftstoff menge aus dem Kraftstoffvorrat in seinen Innenraum. Federbelastete Sperrventile werden abwechselnd in der Einlaß- und der Auslaßleitung des Ballonkörpers betätigt. Das Sperrventil am Einlaß ist normalerweise durch Federdruck geschlossen und öffnet, wenn der Ballonkörper sich expandiert,um das Einsaugen von Kraftstoff zu ermöglichen. Das Sperrventil am Auslaß ist normalerweise durch Federkraft während des Einsaugens in den Ballonkörper geschlossen und wird durch den Kraftstoffdruck geöffnet, wenn der Ballonkörper herabgedrückt wird, um eine Abgabe des Kraftstoffs in den Docht zu ermöglichen. Obwohl diese bekannte Anlaßeinspritzvorrichtung Verbesserungen bei Zweitaktmotoren ermöglicht, ist ein Nachteil dieser Vorrichtung darin zu sehen, daß die Feder des Sperrventils am Auslaß schwach genug sein muß, ein einfaches Öffnen des Sperrventils zu ermöglichen, wenn der Ballonkörper herabgedrückt wird, damit das Ventil sich nicht zwangsläufig während des Einsaugens von Kraftstoff in den Ballonkörper schließt. Wenn dabei die Druckausübung auf den Ballonkörper beendet wird, werden luft und ein Teil des Brennstoffs aus dem Docht in den Innenraum des Ballonkörpers zusammen mit zusätzlichem Kraftstoff aus der Zuführleitung zu dem Ballonkörper eingesaugt. Deshalb ist der Ballonkörper beim Herabdrücken nicht vollständig mit flüssigem Kraftstoff gefüllt, weshalb das Einspritzen vor dem Anlassen unvollständig ist.

Es wäre deshalb wünschenswert, eine Anlaßeinspritzvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Vergaser zu schaffen, wobei die Anlaßeinspritzpumpe nur flüssigen Kraftstoff abgibt, wenn die Pumpe betätigt wird,

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und wobei eine vollständige Füllung mit flüssigem Kraftstoff während des Nachfüllbereichs des Pumpzyklus erfolgt, sobald der Vorratsbehälter für Anlaßkraftstoff durch anfängliche Pumpenhübe beim Anlassen gefüllt wird. Sobald der Vorratsbehälter für Anlaßkraftstoff beim Anlassen durch anfängliche Pumpenhübe gefüllt ist, muß er in der Lage sein, unvermischten Kraftstoff in den Vergasereinlaß bei dem ersten Pumpenhub des Ballonkörpers und bei jedem darauffolgen-

den Pumpenhub zu injizieren.

Ferner wäre es wünschenswert, eine Aniaßeinspritzvorrichtung für einen Zweitakt-Benzinmotor mit einem Vergaser zu schaffen, welche Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie an oder in einem Abstand von vorhandenen Motoren eingebaut werden kann, so daß im Gegensatz zu bekannten Konstruktionen eine einstückige Ausbildung mit dem Vergaser nicht vorgesehen ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Aniaßeinspritzvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen zu schaffen, welche Schwierigkeiten und Nachteile der genannten Art möglichst weitgehend vermeidet, und die besonders für eine Verwendung in Zweitakt-Benzinmotoren geeignet ist. Ferner soll eine Vorrichtung dieser Art geschaffen werden, die schnell und in einfacher Weise an vorhandenen Motoren montiert werden kann, oder die auch bei der ursprünglichen Herstellung derartiger Motoren wahlweise eingebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Aniaßeinspritzvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs gelöst.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines bekannten Zweitakt-Benzinmotors mit einer Aniaßeinspritzvorrichtung gemäß der Erfindung, die an dem Vergaser angeordnet ist,

Fig. 2 eine Schnittansicht der Aniaßeinspritzvorrichtung in Fig. 1 entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht zur Erläuterung von Einzelheiten der Sperrventile der Aniaßeinspritzvorrichtung in Fig. 1,

Fig. 4 einen Teilschnitt zur Erläuterung der Arbeitsweise der Betätigungseinrichtung beim Herabdrücken des flexiblen Ballonkörpers,

Fig. 5 eine Schnittansicht des porösen Dochts der Vorrichtung in den Fig. 1 bis 3; und

Fig. 6 eine Schnittansicht durch die Verschlußkappe des Kraftstofftanks in Fig. 1.

Gemäß der Erfindung wird die Aniaßeinspritzvorrichtung für den Vergaser in Kombination mit einer Verbrennungskraftmaschine verwandt, wobei der Vergaser einen Lufteinlaß, eine Einlaßöffnung für ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft, sowie einen Auslaß für ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff aufweist, der in

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Verbindung mit dem Verbrennungsraum oder den Verbrennungsräumen des Motors steht. Die Vorrichtung weist ein hohles Gehäuse mit Lufteinlaßöffnungen in dessen Wänden auf, welches Gehäuse derart geformt und dimensioniert ist, daß es den Lufteinlaß des Vergasers abdeckt. In dem Gehäuse ist ein luftdurchlässiger Docht angeordnet. Eine Kraftstoffpumpe ist vorgesehen, die einen herabdrückbaren Ballonkörper aus elastischem Material aufweist, eine sich zwischen dem Kraftstofftank und dem Innenraum des Ballonkörpers erstreckende Zuführleitung für Kraftstoff, eine sich zwischen dem Innenraum des Ballonkörpers und des Dochts erstreckende Auslaßleitung für Kraftstoff, ein normalerweise geschlossenes erstes Niederdruck-Einlaßsperrventil in der Zuführleitung für Kraftstoff, welches sich öffnet,^Ureinen Eintritt von Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter für Anlaßkraftstoff zu ermöglichen, der unter dem Ballonkörper angeordnet ist, und welches sich schließt, wenn der Ballonkörper herabgedrückt wird, und ein normalerweise geschlossenes zweites Hochdruckauslaßsperrventil, das in der Kraftstoffauslaßleitung angeordnet ist, welches zweite Sperrventil mechanisch durch von außen auf den Ballonkörper ausgeübten Druck betätigt wird, um es beim Herabdrücken des Ballonkörpers zu öffnen. Ein drittes Niederdruck-Sperrventil in Strömungsrichtung hinter dem zweiten Hochdruck-Sperrventil gibt unvermischten Kraftstoff direkt an den Einlaß des Vergasers ab. Diese Vorrichtung mit zwei hintereinander geschalteten Sperrventilen, einem mechanisch betätigten Hochdruckventil und einem durch Fluiddruck betätigten Niederdruckventil ermöglicht, daß ein zweiter Vorratsbehälter für sekundären Kraftstoff in Reihe mit und in Strömungsrichtung hinter dem Vorratsbehälter für primären Kraftstoff geschaltet wird, so daß gewährleistet ist, daß eine Zufuhr von flüssigem Kraftstoff jeweils sofort für eine direkte Einspritzung in den Lufteinlaß des Vergasers bei jedem Pumpenhub des Ballonkörpers verfügbar ist.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Anlaßeinspritzvorrichtung gemäß der Erfindung, die an einem typischen Zweitaktmotor für Benzin oder einen anderen verdampfbaren Kraftstoff angeordnet ist. Der Motor 10 enthält einen an sich bekannten Vergaser 11 mit einem Drosselklappenventil 12 (Fig. 2) in Strömungsrichtung hinter der Lufteinlaßöffnung 13 für den Vergaser. Flüssiger Kraftstoff wird von dem Kraftstofftank 14 dem Vergaser und die Mischung aus Luft und dem verdampftem Kraftstoff von dem Vergaser 11 durch den Auslaß 15 des Vergasers der oder den Verbrennungskammern des Motors 10 zugeführt. Die Verbrennungsprodukte aus dem oder den Zylindern 16 gelangen durch den Schalldämpfer 17 und den Auspuff 18 in die Atmosphäre.

Wie aus Fig. 2 bis 5 ersichtlich ist, enthält die Anlaßeinspritzvorrichtung 19 ein hohles Gehäuse 21, das an der Lufteinlaßöffnung 13 des Vergasers 11 befestigt ist. In Richtung der Pfeile A gelangt Luft durch die Einlaßöffnungen 22 in dem Luftfiltergehäuse 23 durch ein Luftfiltermedium 24 in das Gehäuse 21 durch Lufteinlaßöffnungen 25 in den Wänden des Gehäuses 21. Das Gehäuse 21 enthält einen hohlen porösen Docht 26, dessen offenes Ende 27 mit der Lufteinlaßöffnung 13 in Verbindung steht.

Eine Pumpeinrichtung 31 kann in der Nähe des Motors mit Hilfe von Bolzen 32 an dem Luftfiltergehäuse 23 befestigt sein. Die Pumpeinrichtung 31 ist mit einem Einlaßkanal 33 für flüssigem Kraftstoff versehen, der mit einer flexiblen Leitung 34'in Verbindung steht, um flüssigen Kraftstoff aus dem Tank 14 in die Pumpeinrichtung 31 zu fördern. Ein eine Feder enthaltendes Sperrventil ist am Ende des Brennstoffkanals 33 vorgesehen, der mit einem Pumpenhohlraum 36 in Verbindung steht, welcher durch einen Ballonkörper aus einem transparenten flexiblen Material begrenzt wird, der abdichtend an dem äußeren Ende der Pumpeneinrichtung 31 angeordnet ist.

Zwei Sperrventile 41 und 42 sind am inneren Ende des Abflußkanals 43 der Pumpeneinrichtung 31 vorgesehen. Das innere Sperrventil 31 wird durch die Vorspannung einer Feder normalerweise geschlossen, welche den Ventilkörper gegen den Sitz 45 andrückt. Das äußere Sperrventil 42 wird durch eine Feder normalerweise geschlossen, welche den Ventilkörper 46 gegen den durch einen O-Ring gebildeten Sitz 47 andrückt. Eine mit dem Ventilkörper 46 verbundene Betätigungsstange 48 des Sperrventils 42 erstreckt sich durch den Auslaßkanal 43 für Kraftstoff in der Pumpeinrichtung 31. Das äußere Ende der Betätigungsstange 38 befindet sich normalerweise in der Nähe der Innenfläche des Ballonkörpers 37, wenn das Sperrventil 42 geschlossen ist. Ein in Richtung des Pfeils B in Fig. 4 von außen ausgeübter Druck verringert das Volumen des Pumpenhohlraums 36 und bewegt gleichzeitig die Betätigungsstange 48 in Richtung des Pfeils C, um den Ventilkörper 46 abzuheben und das Sperrventil zur Füllung der Kammer D zu öffnen. Wenn dies auftritt, wird durch den Druck in der Kammer D das Sperrventil 41 geöffnet. Wenn die Vorwärtsbewegung des Ballonkörpers 37 in Richtung des Pfeils B beendet wird, wird durch die Bewegung der Betätigungsstange 48 in Richtung des Pfeils C der Überdruck in der Kammer D auf Null verringert, so daß die Feder des Sperrventils 41 den Ventilkörper 44 wieder gegen den Sitz 45 andrückt. Wenn die von außen her auf den Ballonkörper ausgeübte Kraft nicht mehr ausgeübt wird, drückt die Feder des Sperrventils 42 den Ventilkörper 46 gegen den Sitz 47 und die Betätigungsstange 48 bewegt

sich nach außen, während der Ballonkörper 37 seine ursprüngliche konvexe Form wieder einnimmt. Durch die Expansion des Ballonkörpers 37 wird der Druck in dem Pumpenhohlraum 36 verringert, so daß Kraftstoff in Richtung des Pfeils B aus dem Kraftstofftank 14 durch die Leitung 34 und den Einlaßkanal 33 einströmt, so daß das Sperrventil 35 geöffnet und flüssiger Kraftstoff den Pumpenhohlraum 36 füllt.

Bei dem nächsten Zyklus der Pumpeinrichtung 31 verursacht ein beispielsweise durch den Daumen des Benutzers in Richtung des Pfeils B ausgeübter Druck, daß die Sperrventile 42 und 41 geöffnet werden und flüssiger Kraftstoff durch die Auslaßöffnung 49 in den Docht 26 gelangt.

Durch und über den Docht 26 in Richtung der Pfeile 51 strömende Luft enthält flüssigen und verdampften Kraftstoff aus dem Docht 26, wodurch ein sehr fettes Gemisch aus Luft und Kraftstoff erzeugt wird, das in die Lufteinlaßöffnung 13 des Vergasers 11 eingesaugt wird.

Wie in Fig. 6 dargestellt ist, ist ein Lufteinlaßventil 52 in der Verschlußkappe 53 des Kraftstofftanks 14 vorgesehen, damit kein Unterdruck in den Luftraum über dem Kraftstoff auftritt, durch den eine geeignete Strömung von flüssigem Kraftstoff zu der Pumpeinrichtung 31 verhindert wird.

Im folgenden soll die Arbeitsweise näher erläutert werden. Bei einem Kaltstart drückt der Benutzer zwei oder dreimal auf den Ballonkörper 37, um den Docht 26 mit flüssigem Kraftstoff zu sättigen. Wenn der Motor 10 gestartet wird, dient die sehr fette Mischung aus Luft und Kraftstoff, die der Einlaßöffnung 15 des Vergasers 11 zugeführt wird, zur Lieferung der erforderlichen mit Kraftstoff stark angereicherten Mischung an den Motor während der ersten Sekunden der Arbeitsweise, damit der Motor weiterläuft, bis eine normale Kraftstoffströmung durch den Vergaser 11 verursacht wird.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung unterscheidet sich deshalb von bekannten Anlaßeinspritzvorrichtungen bekannter Art vor allem dadurch, daß ein zwangsläufig mechanisch betätigtes Hochdruck-Sperrventil verwendet wird, um zu gewährleisten, daß der Pumpenhohlraum 36 für primären Kraftstoff und die sekundäre Kammer D vollständig mit flüssigem Anlaßkraftstoff gefüllt werden, der dem Docht 26 in dem Lufteinlaß des Vergasers bei dem nächsten Pumpenhub mittels des Ballonkörpers 37 zugeführt wird.

Claims

Anmelderin: Inertia Dynamics Corp., 7125 W. Galveston, Chandler,Arizona, ~' 85224, USA Patentanspruch Anlaßeinsppitzvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Vergaser, insbesondere für einen Zweitakt-Benzinmotor, welcher Vergaser einen Lufteinlaß, eine Einlaßöffnung zur Mischung von Kraftstoff und Luft und einen Auslaß für die Mischung aus Luft und Kraftstoff aufweist, der mit einer Verbrennungskammer des Motors in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaßeinspritzvorrichtung folgende Merkmale in Kombination aufweist: a) ein Gehäuse (21), in dessen Wänden Lufteinlaßöffnungen (25) vorgesehen sind, welches Gehäuse eine derartige Form und derartige Abmessungen aufweist, daß es den Lufteinlaß des Vergasers (11) abdeckt, b) einen in dem Gehäuse angeordneten luftdurchlässigen Docht (26), sowie c) eine Pumpeinrichtung (31) für Anlaßkraftstoff, welche

1. einen herabdrückbaren Ballonkörper (37) aus elastischem Material aufweist,

2. eine Zuführleitung (33) für Anlaßkraftstoff, die sich zwischen dem Kraftstofftank (14) und dem Innenraum des Ballonkörpers (37) erstreckt,

3. eine Auslaßleitung (43) für Anlaßkraftstoff, die sich zwischen dem Innenraum des Ballonkörpers (37) und dem Docht (26) erstreckt,

4. ein normalerweise geschlossenes erstes Sperrventil (35) in der Zuführleitung (33) für Anlaßkraftstoff, welches sich öffnet, um ein Einströmen des Kraftstoffs in den Ballonkörper (37) zu ermöglichen und sich schließt, wenn der Ballonkörper herabgedrückt wird, sowie

5. ein normalerweise geschlossenes zweites Sperrventil (41,42),welches in der Auslaßleitung (43) für Anlaßkraftstoff angeordnet ist,welches zweite Sperrventil mechanisch durch von außen auf den Ballonkörper (37) ausgeübten Druck betätigbar ist, um dieses Sperrventil beim Herabdrücken des Ballonkörpers zu öffnen.