DE3639248A1 - Mehrstoffvergaser - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Mehrstoffvergaser nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Insbesondere dreht es sich um einen Vergaser für eine
Brennkraftmaschine, in dem Alkohol, Kerosin oder der
gleichen mit einer niedrigeren Verdampfbarkeit als
Haupttreibstoff und Benzin als Hilfstreibstoff verwendet
werden, der dem Haupttreibstoff dann zugegeben wird,
wenn die Maschine bei niedriger Temperatur betrieben
wird. Wesentlich ist hierbei die Erzielung eines guten
Betriebsverhaltens über den gesamten Betriebsbereich
(Temperaturbereich) der Maschine.
In manchen Fällen wird Alkohol, Kerosin oder dergleichen
mit einer niedrigeren Verdampfbarkeit als Haupttreibstoff
für eine Brennkraftmaschine anstelle des herkömmlichen
Benzins verwendet, wobei dies aus Wirtschaftlichkeits
gesichtspunkten geschieht. Es ist jedoch sehr schwierig,
gute Betriebseigenschaften der Maschine dann zu erzielen,
wenn diese bei niedrigerer Temperatur arbeitet bzw. sich
in der Aufwärmphase befindet und man nur Alkohol oder
dergleichen als Treibstoff verwendet. Aus diesem Grund
wird Benzin als Hilfstreibstoff zusammen mit Alkohol
oder anstelle des Alkohols verwendet, bis die Maschine
warm ist.
Herkömmliche Vergaser dieser Art, bei denen Alkohol oder
dergleichen als Haupttreibstoff und Benzin als Hilfs
treibstoff verwendet werden, sind z.B. in der japani
schen Gebrauchsmusterveröffentlichung 2575/1982 und dem
offengelegten japanischen Gebrauchsmuster Nr. 68152/1982
gezeigt. Diese bekannten Vergaser sind mit zwei Treib
stoffkammern in Form von Schwimmerkammern für Alkohol
und einer Speicherkammer für Benzin versehen, die selek
tiv mit einer Hauptdüse über entweder eine Alkohollei
tung oder eine Benzinleitung verbindbar sind, wobei die
beiden Leitungen mittels eines Schaltventils geöffnet
und geschlossen werden können. Beim oben beschriebenen
herkömmlichen Vergaser wird beim Kaltstart der Maschine
oder bei deren Betrieb während des Aufwärmens nur Benzin
in den Ansaugdurchlaß über die Hauptdüse eingespritzt,
um ein gutes Betriebsverhalten der Maschine in diesem
Zustand zu erzielen. Nach dem Aufwärmen wird nur noch
Alkohol in die Hauptdüse geliefert. Auf diese Weise kann
die Maschine sehr ökonomisch betrieben werden.
Nachdem aber das Gemischverhältnis von Treibstoff zu
Luft für Alkohol ganz anders ist als für Benzin und auch
die Verdampfungsraten unterschiedlich sind, haben die
herkömmlichen Vergaser den Nachteil, daß die Verbrennung
in der Maschine sich ändert, wenn vom einen auf den an
deren Treibstoff während des Betriebs der Maschine umge
schaltet wird. Auf diese Weise gibt es Fehler im Be
triebsverhalten der Maschine. Wenn darüber hinaus die
Maschine im Leerlaufzustand nur mit Alkohol betrieben
wird oder wenn während des Aufwärmens nur eine geringe
Menge Benzin zugesetzt werden muß, muß dem herkömmlichen
Vergaser Benzin zugeführt werden, was aus ökonomischen
Gesichtspunkten heraus negativ ist.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, einen Vergaser dahin
gehend zu verbessern, daß Benzin zusammen mit Alkohol
eingespritzt wird, bis die Maschine aufgewärmt ist. Da
nach wird die Zufuhr von Benzin gestoppt. Ein Beispiel
hierfür gibt das japanische Gebrauchsmuster mit der Of
fenlegungsnummer 1 65 952/1984. Beim vorgenannten Vergaser
kommuniziert eine Benzinleitung (kommend von einem Ben
zintank) mit einem Haupttreibstoffdurchlaß an einer Stel
le in der Mitte eines Haupt-Sammelkanals, der Teil des
Haupttreibstoffkanals bildet. Ein Ventil ist in der Ben
zinleitung vorgesehen, um diese zu öffnen und zu schließen,
wobei das Ventil über eine Steuerschaltung geschal
tet wird, welche den Startbetrieb der Maschine und die
Temperatur des Kühlwassers abtastet.
Beim zuvor beschriebenen Beispiel ist der Benzintank an
einer höher gelegenen Position angeordnet. Wenn die Ben
zinleitung geöffnet ist, so fließt eine konstante Rate
von Benzin aus dem Benzintank zum Haupt-Sammelkanal auf
grund der Höhendifferenz. Auch dann, wenn die Flußrate
der angesaugten Luft in Abhängigkeit von der Wirklast
variiert, kann die Zufuhrrate von Benzin nicht der vari
ierenden Flußrate von angesaugter Luft angepaßt werden.
Auf diese Weise ändert sich das Zufuhrverhältnis von
Benzin zu Alkohol, so daß das Verhältnis von Luft zu
Treibstoff nicht in geeigneter Weise kontrolliert werden
kann. Weiterhin wird dann, wenn man mit vier oder fünf
Umdrehungen anwirft, ein vorbestimmtes Volumen von Ben
zin in den Haupttreibstoffkanal aufgrund der Höhendiffe
renz abgegeben. Hierbei kann es sehr leicht geschehen,
daß Benzin in die Schwimmerkammer zurückfließt, in der
Alkohol gespeichert ist. Der Eintritt von Benzin in die
Schwimmerkammer führt aber zu Korrosion der Innenwand
der Schwimmerkammer. Weiterhin wurde gefunden, daß Ben
zin überfließt, was das Starten der Maschine erschwert.
Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik ist es
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mehrstoffver
gaser der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubil
den, daß der Start der Maschine erleichtert wird, ohne
dabei das Mischungsverhältnis von Benzin zu Alkohol wäh
rend des Betriebs der Maschine im Aufwärmzustand zu
variieren.
Es dreht sich also um die Verbesserung des Maschinenlauf
verhaltens über den gesamten Betriebsbereich.
Ein weiterer wesentlicher Punkt liegt darin, daß der
Eintritt von Benzin in die Schwimmerkammer, in der Al
kohol gespeichert ist, verhindert werden soll.
Schließlich soll die Maschine sowohl im Leerlaufzustand
als auch während der Aufwärmphase optimal arbeiten.
Die vorstehende Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Er
findung durch einen Mehrstoffvergaser mit einer Schwim
merkammer, in der Treibstoff mit niedrigerer Verdampf
barkeit gespeichert ist und einer Speicherkammer, in der
Hilfstreibstoff gespeichert ist, dadurch gelöst, daß ei
ne von der Speicherkammer kommende Hilfstreibstofflei
tung mit einem Hauptsammelkanal, der Teil eines Haupt
treibstoffkanals ist, an einer Stelle in Verbindung
steht, die oberhalb des Oberflächenspiegels des Hilfs
treibstoffs in der Speicherkammer liegt, daß der Ober
flächenspiegel des Hilfstreibstoffs in der Speicherkam
mer höher gelegt ist als der Oberflächenspiegel des
Haupttreibstoffs in der Schwimmerkammer, daß ein mittle
rer Abschnitt der Hilfstreibstoffleitung unterhalb des
Oberflächenspiegels des Haupttreibstoffs in der Schwim
merkammer liegt, und daß Mittel vorgesehen sind, um
die Hilfstreibstoffleitung bei einer vorbestimmten Tem
peratur zu öffnen bzw. zu schließen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung er
geben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also die Benzin
leitung zwischen der Benzinspeicherkammer und dem Haupt
sammelkanal offen gehalten, bis die Aufwärmphase been
det ist, so daß Benzin hauptsächlich durch die Hauptdüse
eingespritzt wird, wenn die Maschine beim Start noch
kalt ist. Beim Leerlauf der Maschine wird Alkohol über
eine Leerlauf-/Langsamlauf-Öffnung eingespritzt, wäh
rend in der Aufwärmphase Alkohol und Benzin zusammen
über die Hauptdüse in einem konstanten Verhältnis von
Benzin zu Alkohol eingespritzt werden. Nach Beendigung
der Aufwärmphase wird die Benzinleitung geschlossen und
nur noch Alkohol durch die Hauptdüse eingespritzt.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh
rungsform, die anhand einer Abbildung näher erläutert
ist.
Der Mehrstoffvergaser gemäß der vorliegenden Erfindung
(im folgenden einfach als Vergaser bezeichnet) umfaßt
ein Gehäuse 10, in dem ein Ansaugdurchlaß 12 und eine
Alkoholschwimmerkammer 14 ausgebildet sind. Der Ansaug
durchlaß 12 ist mit einem inneren Venturirohr 16 und
einer Starterklappe 18 ausgerüstet, die drehbar oberhalb
des Venturirohrs 16 sitzt. Eine Drosselklappe 20 steht
in Wirkverbindung mit einem Fahrpedal (nicht gezeigt)
und ist drehbar unterhalb des Venturirohrs 16 angeordnet.
Die Schwimmerkammer 14 steht über eine Drossel 22 und
einen Haupttreibstoffkanal 24 mit einer Hauptdüse 26
in Verbindung. Wie aus der Abbildung ersichtlich, zweigt
ein Leerlauf-/Langsamlaufkanal 27 vom Hauptkanal 24 an
einer niedrigen Position von diesem ab. Dieser Leerlauf-/
Langsamlaufkanal kommuniziert mit einer Bypassöffnung 28
und einer Leerlauföffnung 29.
Eine Benzinspeicherkammer 30 ist unabhängig von der Al
koholschwimmerkammer 14 in der Nähe des Gehäuses 10 an
geordnet. Die Benzinspeicherkammer 30 wird über Betrieb
einer Pumpe 32 mit Benzin versorgt. Benzin, das aus der
Speicherkammer 30 überfließt, läuft in den Benzintank 34
zurück und wird dann wieder über die Pumpe 32 in die
Speicherkammer 30 rezirkuliert. Der Oberflächenspiegel
von Benzin in der Benzinspeicherkammer 30 ist höher ge
legt als der Oberflächenspiegel in der Schwimmerkammer
14. Die Benzinspeicherkammer 30 kommuniziert mit dem
Haupt-Sammelkanal 25 über eine Drossel 25 und eine Ben
zinleitung 36. Die Stelle, an welcher die Benzinleitung
36 mit dem Haupt-Sammelkanal 25 kommuniziert, ist höher
gelegt als der Oberflächenspiegel des Benzins in der Ben
zinspeicherkammer 30. Darüber hinaus ist die Stelle, an
der die Benzinleitung 36 mit dem Haupt-Sammelkanal 25 in
Verbindung steht niedriger gelegt als die Stelle, an
der Benzin in die Hauptdüse 26 aus dem Haupttreibstoff
kanal 25 eingeführt wird. Wie dies aus der Zeichnung her
vorgeht, ist mindestens ein mittlerer Abschnitt der Ben
zinleitung 36 unterhalb des Oberflächenspiegels vom Al
kohol in der Schwimmerkammer 14 angeordnet. Wesentlich
ist hierbei auch, daß die Drossel 35 in der Benzinleitung
36 und die Drossel 22 im Haupttreibstoffkanal 24 so di
mensioniert sind, daß das Verhältnis von Benzin zu Alko
hol, die beide zusammen in den Ansaugdurchlaß 12 über
die Hauptdüse 26 beim Aufwärmen der Maschine eingespritzt
werden, bei etwa 20 bis 25% liegt. Das vorerwähnte Ver
hältnis kann aber abhängig von dem Ort, an dem die Ma
schine betrieben wird, verändert werden (z.B. steigt der
Prozentsatz von Benzin in der Mischung, wenn die Maschi
ne in kalten Gegenden betrieben wird).
Eine herkömmliche Ventilanordnung 38, die durch Unter
druck betätigt werden kann, ist zwischen der Benzinspei
cherkammer 30 und der Benzinleitung 36 angeordnet und
kann diese öffnen oder schließen. Die Ventilanordnung
38 kommuniziert stromabwärts mit dem Ansaugdurchlaß 12
über eine Drossel 40 und eine Unterdruckleitung 42. Wenn
atmosphärischer Druck in das Innere der Ventilanordnung
38 gelangt, so öffnet diese die Benzinleitung 36. Wenn
Unterdruck in die Ventilanordnung 38 gelangt, so schließt
sie die Benzinleitung 36.
Um atmosphärischen Druck in die Unterdruckleitung 42
hineinzulassen oder abzusperren, ist ein herkömmliches
Ventil 44 vorgesehen, das über die Temperatur gesteuert
werden kann. Das Ventil 44 sitzt in der Unterdrucklei
tung 42 zwischen der Ventilanordnung 38 und der Drossel
40. Das Ventil 44 ist so ausgebildet, daß es dann atmo
sphärischen Druck in die Unterdruckleitung 42 einlassen
kann, wenn die Kühlwassertemperatur unterhalb von etwa
60°C liegt. Der Zustrom von atmosphärischer Luft in
die Unterdruckleitung 42 wird dann unterbrochen, wenn
die Kühlwassertemperatur oberhalb von 60°C liegt. Wenn
also die Kühlwassertemperatur unterhalb von 60°C liegt,
so wird das Ventil 44 betätigt und läßt atmosphärischen
Druck in die Ventilanordnung 38, die wiederum die Benzin
leitung 36 öffnet, so daß Benzin in den Hauptsammelkanal
25 fließen kann. Wenn die Kühlwassertemperatur aber über
60°C steigt, so gelangt Unterdruck in das Innere der
Ventilanordnung 38 und zwar über die Unterdruckleitung
42, so daß die Benzinleitung 36 geschlossen wird. Dem
zufolge wird der Zustrom von Benzin zum Hauptsammelkanal
25 unterbrochen.
Im folgenden wird die Wirkungsweise des Vergasers, der
in der oben genannten Weise konstruiert ist, beschrieben.
Wenn die Kühlwassertemperatur unterhalb von 60°C liegt,
so gelangt atmosphärischer Druck in die Ventilanordnung
38 und zwar über die Betätigung des Ventils 44. Demzu
folge wird die Benzinleitung 36 geöffnet, so daß Benzin
in den Hauptsammelkanal 25 gelangt. Nachdem der Oberflä
chenspiegel des Benzins in der Benzinspeicherkammer höher
liegt als der Oberflächenspiegel von Alkohol in der
Schwimmerkammer 24 und darüber hinaus der Verbindungs
punkt, an dem die Benzinleitung 36 mit dem Hauptsammel
kanal 25 verbunden ist, höher liegt als der Oberflächen
spiegel von Benzin in der Benzinspeicherkammer 30, wird
Benzin in den Hauptsammelkanal 25 an einer Stelle einge
führt, die höher liegt als der Bereich, in dem Alkohol
beim Starten der Maschine eingefüllt ist. Demzufolge wird
ausschließlich Benzin über die Hauptdüse 26 für eine
kurze Zeitperiode eingespritzt, bis der Startvorgang be
endet ist.
Wenn daraufhin die Maschine in einem ersten Leerlaufzu
stand betrieben wird und sich langsam anwärmt, wird
Leerlauf- bzw. Langsamlauf-Treibstoff über die Bypass-
Öffnung 28 und die Leerlauföffnung 29 in den Bereich ein
gespritzt, in dem die Drosselklappe 20 angeordnet ist.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Stelle, an welcher
der Leerlauf-/Langsamlauf-Kanal 27 vom Haupttreibstoff
kanal 24 abzweigt, hinreichend niedriger liegt als die
Stelle, an der Benzin in den Hauptsammelkanal 25 einge
führt wird. Auf diese Weise besteht keine Gefahr, daß
Benzin in den Leerlauf-/Langsamlauf-Kanal 27 eindringt.
Dies führt dazu, daß nur Alkohol als Leerlauf- und Lang
samlauftreibstoff verwendet wird.
Wenn man vom Leerlaufzustand in den Warmlaufzustand geht,
wobei dann das Fahrpedal vom Fahrer niedergetreten wird,
werden sowohl Benzin als auch Alkohol über die Hauptdüse
26 in den Ansaugdurchlaß 12 eingespritzt. Normalerweise
wird das Verhältnis von Benzin zu Alkohol im wesentlichen
konstant gehalten und zwar über die Kombination von Dros
seln 35 und 22. Während der Aufwärmphase wird je nach
Lastabgabe der Maschine mehr oder weniger Gemisch von
Benzin und Alkohol eingespritzt, wobei das Mischungsver
hältnis konstant ist.
Wenn die Kühlwassertemperatur dann über 60°C steigt,
so wird der Einlaß von Atmosphärendruck in die Unter
druckleitung 42 über das Ventil 44 unterbrochen. Demzu
folge wird die Benzinleitung 36 über die Betätigung der
Ventilanordnung 38 geschlossen, so daß der Zustrom von
Benzin in den Hauptsammelkanal 25 unterbrochen wird.
Nach dem Warmlaufen wird also nur noch Alkohol über die
Hauptdüse 26 eingespritzt.
Wie oben beschrieben, ist der erfindungsgemäße Vergaser
so konstruiert, daß der Oberflächenspiegel von Benzin
in der Benzinspeicherkammer höher gelegt ist als der
Oberflächenspiegel von Alkohol in der Schwimmerkammer.
Darüber hinaus ist die Stelle, an welcher die Benzinlei
tung mit dem Hauptsammelkanal kommuniziert höher gelegt
als der Oberflächenspiegel von Benzin in der Benzinspei
cherkammer. Durch diese Anordnung ist gewährleistet,
daß Benzin in einen höher gelegenen Bereich im Hauptsam
melkanal eingeführt wird. Dadurch wiederum wird während
des Startens der Maschine hauptsächlich Benzin über die
Hauptdüse eingespritzt, wodurch sich die Maschine auch in
sehr kaltem Zustand ausgezeichnet starten läßt.
Nachdem die Stelle, an welcher die Benzinleitung mit
dem Hauptsammelkanal in Verbindung steht, höher gelegen
ist, besteht keine Gefahr, daß Benzin in den Langsam
lauf-Durchlaß gelangt. Demzufolge kann im Leerlaufzu
stand, in dem kein Benzin benötigt wird, nur der billi
gere Alkohol über die Langsamlauf-Öffnung eingespritzt
werden. Dadurch werden die ökonomischen Forderungen in
vollem Umfang erfüllt.
Nachdem aber der Punkt, an dem die Benzinleitung mit dem
Hauptsammelkanal kommuniziert, höher liegt als der Ober
flächenspiegel von Benzin in der Benzinspeicherkammer,
besteht keine Gefahr, daß Benzin in die Schwimmerkammer
mit Alkohol zurückfließt.
Weiterhin wird dadurch, daß Benzin nicht von einer höhe
ren Position aus mit Hilfe einer Höhendifferenz (wie
beim herkömmlichen Vergaser) gefördert wird, sondern
durch die Benzinleitung fließt, die unterhalb des Ober
flächenspiegels von Alkohol in der Schwimmerkammer liegt,
das Benzin zusammen mit Alkohol in den Ansaugdurch
laß eingesaugt und zwar aufgrund des Unterdruckes in der
strömenden Luft. Auf diese Weise kann das Zufuhrver
hältnis von Benzin zu Alkohol mittels Drosseln in beiden
Kraftstoffleitungen vorbestimmt werden. Auf diese Weise
kann man ein exaktes Verhältnis von Luft zu Treibstoff
entsprechend der von der Maschine abgegebenen Last er
zielen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also zum Start
zeitpunkt hauptsächlich Benzin eingespritzt, später wer
den Benzin und Alkohol in einem exakt definierten Ver
hältnis eingespritzt, während dann, wenn kein Benzin be
nötigt wird, die Zufuhr von Benzin unterbrochen und nur
noch Alkohol eingespritzt wird. Auf diese Weise ist ein
ausgezeichnetes Betriebsverhalten der Maschine über den
gesamten Betriebsbereich sichergestellt.
- Bezugszeichenliste
10 Gehäuse
12 Ansaugdurchlaß
14 Alkoholschwimmerkammer
16 Venturirohr
18 Starterklappe
20 Drosselklappe
22 Drossel
24 Haupttreibstoffkammer
25 Haupt-Sammelkanal
26 Hauptdüse
27 Leerlauf-/Langsamlaufkanal
28 Bypassöffnung
29 Leerlauföffnung
30 Speicherkammer
32 Pumpe
35 Drossel
36 Hilfstreibstoffleitung
38 Ventilanordnung
40 Drossel
42 Unterdruckleitung
44 Ventil
Claims (8)
1. Mehrstoffvergaser mit einer Schwimmerkammer, in der
Haupttreibstoff mit einer niedrigeren Verdampfbar
keit gespeichert wird und einer Speicherkammer, in
der Hilfstreibstoff gespeichert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Hilfstreibstoffleitung (36) von der Spei
cherkammer (30) kommend mit einem Haupt-Sammelkanal
(25) in Verbindung steht, der einen Teil eines Haupt
treibstoffkanals (24) bildet, wobei der Verbindungs
punkt oberhalb des Oberflächenspiegels von Hilfstreib
stoff in der Speicherkammer (30) liegt, daß der Ober
flächenspiegel des Hilfstreibstoffs in der Speicher
kammer (30) oberhalb des Oberflächenspiegels von
Haupttreibstoff in der Schwimmerkammer (14) liegt,
daß ein mittlerer Abschnitt der Hilfstreibstofflei
tung (36) unterhalb des Oberflächenspiegels von
Haupttreibstoff in der Schwimmerkammer (14) liegt,
und daß Mittel (44) vorgesehen sind, die über die Tem
peratur betätigbar sind und die Hilfstreibstofflei
tung (36) bei einer vorbestimmten Temperatur öffnen
oder schließen.
2. Mehrstoffvergaser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Haupttreibstoff Alkohol ist.
3. Mehrstoffvergaser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Haupttreibstoff Kerosin ist.
4. Mehrstoffvergaser nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hilfstreibstoff Benzin ist.
5. Mehrstoffvergaser nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel (44), die über die Temperatur betätig
bar sind, die Form eines Ventils aufweisen.
6. Mehrstoffvergaser nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ventilanordnung (44) derart ausgebildet ist,
daß dann, wenn die Kühlwassertemperatur einer Brenn
kraftmaschine unterhalb eines vorbestimmten Wertes
liegt, die Ventilanordnung (44) öffnet, so daß Unter
druck in eine Ventilanordnung (38) über eine Unter
druckleitung (42) gelangt, während dann, wenn das
Kühlwasser eine höhere Temperatur als die vorbestimm
te erreicht, das Ventil (44) schließt, so daß die
Einführung von Unterdruck in die Ventilanordnung
(38) unterbrochen wird.
7. Mehrstoffvergaser nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Haupttreibstoff und der Hilfstreibstoff zu
sammen über eine Hauptdüse (26) eingespritzt werden.
8. Mehrstoffvergaser nach einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Haupttreibstoff und der Hilfstreibstoff zu
sammen in einen Ansaugdurchlaß (12) mit einem kon
stanten Verhältnis von Hilfstreibstoff zu Haupttreib
stoff eingespritzt werden, wobei das Verhältnis über
die Kombination einer Drossel (22) im Haupttreib
stoffkanal (24) und eine Drossel (35) in der Hilfs
treibstoffleitung (36) eingespritzt werden.
Applications Claiming Priority (1)
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JP1985176849U JPH0410370Y2 (de) | 1985-11-19 | 1985-11-19 |
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