DE3900784C2 - Membranvergaser mit Gemischanreicherung beim Start - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Membranvergaser nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1.

Membranvergaser sind üblicherweise mit einer Vordrosselklappe (Choke) versehen, die dazu dient, das Kraftstoff-Luft-Gemisch beim Start der zugehörigen Brenn­ kraftmaschine mit Kraftstoff anzureichern. Die Bedienung der Vorsteuerklappe verlangt bekanntlich vom Benutzer einiges Geschick. Wird die Vordrosselkappe nicht lange genug betätigt, so reicht die Gemischanreicherung zum Starten der Brennkraftmaschine nicht aus. Wird dagegen die Vordrosselklappe zu lange betä­ tigt, so wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu fett, und die Brennkraftmaschine "säuft ab". Temperaturabhängig geregelte automatische Betätigungseinrichtungen für die Vordrosselkappe sind aufwendig und nicht immer funktionssicher.

In der DE 31 27 516 C2, von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgegan­ gen wird, ist eine die herkömmliche Vordrosselklappe ersetzende Einrichtung zur Gemischanreicherung beschrieben, bei der die normalerweise zur Atmosphäre of­ fene Gegenkammer der Membran während des Starts mit einer Impulsdruckquelle (z. B. dem Kurbelgehäuse der zugehörigen Brennkraftmaschine) verbunden wird, um auf diese Weise während des Starts das Kraftstoff-Einlaßventil zu öffnen und dadurch das im Ansaugkanal mündende Düsensystem mit zusätzlichem Kraftstoff zu versorgen. In der Verbindungsleitung zwischen der Impulsdruckquelle und der Gegenkammer ist ein Umschaltventil in Form eines 3-Wege-Ventils angeordnet, über das die Gegenkammer bei normalem Betrieb, d. h. nach Start bzw. Anlaufen der Brennkraftmaschine, mit der Atmosphäre verbunden wird. Das Umschaltventil kann manuell oder durch Kopplung mit der Betätigungseinrichtung für die Drosselklappe (Gasgestänge) betätigt werden. Da somit die Druckbeaufschlagung der Gegenkam­ mer und damit die Gemischanreicherung nur manuell oder durch eine Drosselklap­ penbetätigung beendet wird, ist die Zeitspanne der Gemischanreicherung nicht ge­ nau vorgebbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Membran­ vergaser der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Gattung mit einer eine Vordrosselklappe ersetzen­ den, selbsttätig arbeitenden Einrichtung zur Gemisch­ anreicherung zu versehen, bei der die Zeitspanne der Gemischanreicherung genau vorgegeben werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn­ zeichnete Erfindung gelöst.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Membranvergaser werden die von der Impulsdruckquelle abgegebenen Druck­ impulse in einen einmaligen Druckstoß umgewandelt. Dieser Druckstoß verstellt die Membran so, daß sie das Kraft­ stoff-Einlaßventil öffnet, so daß dem Ansaugkanal ent­ sprechend Kraftstoff zugeführt wird. Der Druckstoß bleibt solange wirksam, bis der durch den Druckstoß erzeugte Druck in der Membran-Gegenkammer über die Ablaßdrossel abgebaut ist. Durch entsprechende Kalibrierung der Ablaßdrossel läßt sich daher die Zeitspanne der Öffnungs­ dauer des Einlaßventiles und damit der Gemischanreicherung während des Startes sehr präzise einstellen.

Vorzugsweise ist der Durchlaßquerschnitt der Ablaß­ drossel in Abhängigkeit von der Außentemperatur steuer­ bar. Auf diese Weise erhält man eine selbsttätige An­ passung der Dauer der Gemischanreicherung an die Umgebungs­ temperatur.

Zweckmäßigerweise ist die Strömungsverbindung zwischen der Gegenkammer und der Atmosphäre durch ein Durchlaß­ ventil steuerbar, das bei normalem Vergaserbetrieb die Öffnungsstellung einnimmt und durch eine handbedienbare Betätigungseinrichtung in die Schließstellung bewegbar ist. Vorzugsweise ist das Durchlaßventil in Abhängigkeit von einer Drosselklappenbetätigung aus seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung bewegbar.

Durch die Erfindung wird somit ein Membranvergaser mit einer Einrichtung zur Gemischanreicherung während des Starts geschaffen, bei der auf die herkömmliche Vordrossel­ klappe verzichtet werden kann und die völlig selbsttätig arbeitet. Insbesondere erlaubt die Erfindung, die Dauer der Gemischanreicherung sehr präzizse einzustellen, so daß die Gefahr einer zu kurzen und insbesondere einer zu langen Dauer der Gemischanreicherung vermieden wird. Darüber hinaus zeichnet sich die Erfindung durch Einfach­ heit und hohe Funktionssicherheit aus.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen schematisch darge­ stellten Membranvergaser während des Starts;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht des Membranvergasers bei normalem Vergaserbetrieb.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Membranvergaser weist ein mehrteiliges Gehäuse 2 auf, in dem ein Ansaug­ kanal 4 für das der Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) zuzuführende Luft-Kraftstoff-Gemisch gebildet ist. Der Ansaugkanal 4 ist mit einer herkömmlichen Drosselklappe versehen, von der lediglich die Drosselklappenwelle 6 gezeigt ist.

Der Membranvergaser ist ferner mit einer Membran 8 ver­ sehen, die einen von einem Deckel verschlossenen Innenraum des Gehäuses 2 in eine Kraftstoffkammer 10 und eine Luft enthaltende Gegenkammer 12 unterteilt. Die Gegenkammer 10 wird von einem Kraftstoffeinlaß 14 über eine als Membran­ pumpe ausgebildete Kraftstoffpumpe 16 und ein Einlaßventil 18 mit Kraftstoff versorgt. Das als Nadelventil ausgebildete Einlaßventil 18 wird von einem am Gehäuse angelenkten zweiarmigen Hebel 20 betätigt, der von einer Feder 22 in Schließrichtung vorgespannt ist und von einem Zapfen 24 der Membran 8 in Öffnungsrichtung verstellt wird.

Die Kraftstoffkammer 10 ist über eine Zumeßdrossel 26, deren Durchlaßquerschnitt durch ein manuell verstellbares Nadelventil 28 veränderbar ist, mit einem Düsensystem (nicht gezeigt) verbunden, das im Ansaugkanal 4 mündet.

Die Gegenkammer 12 ist über eine Leitung 30, einen Druck­ übertrager 32, eine Leitung 34, ein Absperrventil 36, eine Leitung 38 und ein Einwegventil 40 mit einer durch einen Pfeil angedeuteten Impulsdruckquelle 42 verbunden. Die Impulsdruckquelle 42 besteht zweckmäßigerweise aus dem Kurbelgehäuse der zugehörigen Brennkraftmaschine (nicht gezeigt). Das Einwegventil 40 läßt nur die positiven Anteile der von der Druckimpulsquelle 42 erzeugten Druck­ impulse zu dem Druckübertrager 32 durch; es schneidet somit die negativen Anteile der Druckimpulse ab.

Eine Abzweigung der Leitung 38 verbindet die als Membran­ pumpe ausgebildete Kraftstoffpumpe 16 ebenfalls mit der Impulsdruckquelle 42, so daß die Kraftstoffpumpe in üblicher Weise von den Druckimpulsen des Kurbelgehäuses betätigt wird.

Der Druckübertrager 32 ist als Membranübertrager ausge­ bildet, dessen allseitig eingespannte Membran 44 den Druckübertrager in zwei Übertragerkammern 46, 48 unter­ teilt, wobei die Übertragerkammer 48 mit der Impuls­ druckquelle 42 und die Übertragerkammer 46 mit der Gegenkammer 12 in Verbindung steht. Die Übertragerkammer 48 ist außer­ dem über eine Drosselstelle 50 mit der Atmosphäre ver­ bunden.

Der Druckübertrager 32 dient dazu, die empfangenen posi­ tiven Anteile der von der Impulsdruckwelle 42 abgegebenen Druckimpulse in einen einmaligen Druckstoß umzuwandeln, der von der Übertragerkammer 46 an die Gegenkammer 12 übertragen wird, wie im folgenden noch genauer erläutert wird.

Die Gegenkammer 12 ist außerdem über eine Ablaßleitung 52 und eine Ablaßdrossel 54 mit der Atmosphäre verbunden. Die Ablaßdrossel 54 dient dazu, den vom Druckübertrager 32 an die Gegenkammer 12 abgegebenen Druckstoß innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne abzubauen, wie noch genauer erläutert wird.

Zweckmäßigerweise ist der Durchlaßquerschnitt der Ablaß­ drossel 54 in Abhängigkeit von der Außentemperatur ver­ änderbar, und zwar so, daß bei größer werdender Außen­ temperatur der Durchlaßquerschnitt der Ablaßdrossel 54 größer wird, und umgekehrt. Hierdurch wird erreicht, daß die Zeitspanne, in der der Druckstoß in der Gegenkammer 12 abgebaut und damit das Einlaßventil 18 offen gehalten wird, von der Außentemperatur abhängig ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Ablaß­ drossel 54 aus drei Kapillarrohren, die drei Durchlaß­ öffnungen 56a, 56b und 56c unterschiedlichen Querschnitts bilden. Die Ablaßleitung 52 wird über ein in Abhängigkeit von der Außentemperatur gesteuertes Mehrwegeventil (nicht gezeigt) jeweils mit einer der drei Durchlaßöffnungen 56a, b, c verbunden.

Die Gegenkammer 12 ist mit der Atmosphäre ferner über eine ungedrosselte Strömungsverbindung verbunden, die von einer Leitung 60 und einem Kanal 61 gebildet wird und die durch ein Durchlaßventil 62 verschließbar ist.

Das Durchlaßventil 62 und das Absperrventil 36 sind in einer gemeinsamen Ventileinrichtung 64 integriert. Zu diesem Zweck ist ein gemeinsames Ventilglied 65 mit zwei entgegengerichteten Verschlußstücken vorgesehen, von denen das eine einem Ventilsitz des Durchlaßventiles 62 und das andere einem Ventilsitz des Absperrventils 36 zugeordnet ist. Das Ventilglied 65 wird von einer schema­ tisch dargestellten Feder in die in Fig. 2 gezeigte Stellung vorgespannt, in der das Durchlaßventil 62 offen und das Absperrventil 36 geschlossen ist.

Eine handbedienbare Betätigungseinrichtung 66 dient dazu, das Ventilglied 65 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zu verschieben, in der das Durchlaßventil 62 geschlossen und das Absperrventil 36 geöffnet ist. Die Betätigungs­ einrichtung 66 ist mit einem Druckknopf 67 versehen, der über einen Stößel 68 und eine schematisch angedeutete Feder mit dem Ventilglied 65 in Verbindung steht.

Die Betätigungseinrichtung 66 ist über eine Rastverbin­ dung 70 mit der Drosselklappenwelle 6 verbindbar.

Die Rastverbindung 70 weist einen Hebel 72 auf, der von dem Ende der Drosselklappenwelle 6 seitlich absteht. Der Druckknopf 67 ist mit dem Stößel 68 über einen konischen Abschnitt 74 verbunden, der mit dem Druckknopf 67 eine Schulter 76 bildet. Die Schulter 76 dient als Anlagefläche für den Hebel 72 der Drosselklappenwelle 6, die von einer Torsionsfeder 78 in ihre Ausgangslage vorgespannt wird.

Wird der Druckknopf 67 von Hand aus der in Fig. 2 ge­ zeigten Stellung in die in Fig. 1 gezeigte Stellung verschoben, so rutscht der Hebel 72 an dem konischen Abschnitt 74 entlang und schnappt auf Grund der Vorspannung der Torsionsfeder 78 hinter die Schulter 76. Die auf diese Weise eingerückte Rastverbindung 70 hält die Be­ tätigungseinrichtung 66 und somit die Ventile 36 und 62 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Wenn die Drossel­ klappenwelle 6 verstellt wird, so löst sich der Hebel 72 von der Schulter 76, so daß die Betätigungseinrichtung 66 und die Ventile 36, 62 durch die auf sie einwirkende Vorspannkraft in ihre in Fig. 2 gezeigte Ausgangslage zurückgestellt werden.

Die Betriebsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt. Vor Anlassen der Brennkraftmaschine wird der Druck­ knopf 67 von Hand eingeschoben. Hierbei schnappt die Rastverbindung 70 ein, so daß die Ventile 36 und 62 in ihrer in Fig. 1 gezeigten Stellung gehalten werden. In dieser Stellung ist die Strömungsverbindung 60, 61 zwi­ schen der Gegenkammer 12 und der Atmosphäre geschlossen, während die Strömungsverbindung zwischen dem Druckübertrager 32 und der Impulsdruckquelle 42 offen ist. Gleichzeitig wird durch Anlage des Hebels 72 an dem Druckknopf 67 die Startposition der Drosselklappe (nicht gezeigt) definiert.

Wird nun die Brennkraftmaschine z. B. mittels eines Zug­ seiles gestartet, so gibt das als Impulsdruckquelle 42 dienende Kurbelgehäuse Druckimpulse an die Kraftstoff­ pumpe 16 ab. Die von der Kraftstoffpumpe 16 erzeugte Druckerhöhung des Kraftstoffes reicht für sich jedoch nicht aus, um das Einlaßventil 18 zu öffnen.

Die positiven Anteile der von der Impulsdruckquelle 42 erzeugten Impulse werden über das Einwegventil 40 und das offene Absperrventil 36 an den Druckübertrager 32 weitergeleitet. Hierdurch wird die Membran 44 in die in Fig. 1 gezeigte linksseitige Stellung verschoben, wodurch die Druckimpulse in einen einmaligen Druckstoß umgewandelt werden. Dieser Druckstoß gelangt über die Leitung 30 in die Gegenkammer 12, wo die hierdurch erzeugte Druckerhöhung die Membran 8 nach oben verstellt und hierbei das Einlaß­ ventil 18 über den Hebel 20 öffnet. Aus der Kraftstoff­ kammer 10 wird nun eine entsprechende Menge Kraftstoff über die Zumeßdrossel 26 und das (nicht gezeigte) Düsen­ system an den Ansaugkanal 4 abgegeben, was zu einer ent­ sprechenden Kraftstoffanreicherung des Luft-Kraftstoff- Gemischs im Ansaugkanal 4 führt.

Da die Leitung 60 zu dieser Zeit durch das Ventil 62 verschlossen ist, kann der in der Gegenkammer 12 herrschende Druck nur über die Ablaßdrossel 54 zur Atmosphäre ent­ weichen. Je nach der Umgebungstemperatur ist eine der Durchlaßöffnungen 56a, 56b bzw. 56c geöffnet, so daß der in der Gegenkammer 12 herrschende Druck in einer ent­ sprechenden Zeitspanne abgebaut wird. Wenn nun bei laufen­ der Brennkraftmaschine Gas gegeben und somit die Drossel­ klappenwelle 6 entsprechend verdreht wird, so löst sich der Hebel 72 von der Schulter 76; d. h. die Rastverbindung 70 wird gelöst. Der Druckknopf 67 und die Ventile 36, 62 werden von der auf sie einwirkenden Vorspannkraft in ihre in Fig. 2 gezeigte Ausgangslage zurückgestellt, in der das Durchlaßventil 62 offen und das Absperrventil 36 ge­ schlossen ist.

Die Gegenkammer 12 ist somit in üblicher Weise ungedrosselt mit der Atmosphäre verbunden, so daß der Vergaser in üblicher Weise arbeiten kann. Das bei normalem Betrieb ge­ schlossene Absperrventil 36 verhindert, daß Verunreinigungen aus dem Kurbelgehäuse in den Druckübertrager 32 gelangen.

Claims (11)

1. Membranvergaser mit einem Ansaugkanal, der mit einer Drosselklappe versehen, jedoch ohne Vordrosselklappe ausgebildet ist, und einem Gehäuse-Innen­ raum, der von einer Membran in eine Kraftstoffkammer und eine mit Luft beauf­ schlagte Gegenkammer unterteilt ist, von denen die Kraftstoffkammer durch eine Kraftstoffpumpe über ein Einlaßventil mit Kraftstoff beaufschlagt wird, um den Kraftstoff über eine Zumeßdrossel an ein im Ansaugkanal mündendes Düsensystem abzugeben, und die Gegenkammer mit einer bei normalem Vergaserbetrieb offenen Strömungsverbindung zur Atmosphäre versehen und über eine Verbindungsleitung mit einer Impulsdruckquelle verbindbar ist, wobei das in seine Schließstellung vor­ gespannte Einlaßventil durch die Membran in seine Öffnungsstellung bewegt wird, wenn die an der Membran anliegende Druckdifferenz einen vorgegebenen Wert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (30, 34, 38) ein Druckübertrager (32) angeordnet ist, der die Druckimpulse der Impuls­ druckquelle (42) in einen an die Gegenkammer (12) übertragenen einmaligen Druckstoß zum Öffnen des Einlaßventils (18) umwandelt, und daß die Gegenkam­ mer (12) mit der Atmosphäre über eine Ablaßdrossel (54) verbunden ist, die den durch den Druckstoß erzeugten Druck in der Gegenkammer (12) innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne abbaut.

2. Membranvergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt der Ablaßdrossel (54) in Abhängigkeit von der Außentempera­ tur steuerbar ist.

3. Membranvergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ laßdrossel (54) mehrere Durchlaßöffnungen (56a, b, c) unterschiedlichen Quer­ schnitts aufweist, die durch ein temperaturgesteuertes Mehrwegeventil ansteuerbar sind.

4. Membranvergaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaßdrossel (54) mindestens ein Kapillarrohr aufweist.

5. Membranvergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt der Ablaßdrossel kontinuierlich veränderbar ist.

6. Membranvergaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckübertrager (32) als Membranübertrager mit durch eine Membran (44) getrennten Übertragerkammern (46, 48) ausgebildet ist, von de­ nen die eine Übertragerkammer (48) mit der Impulsdruckquelle (42) und die andere Übertragerkammer (46) mit der Gegenkammer (12) verbunden ist.

7. Membranvergaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Impulsdruckquelle (42) verbundene Übertragerkammer (48) über eine Drossel­ stelle (50) mit der Atmosphäre verbunden ist.

8. Membranvergaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Strömungsverbindung (60, 61) der Gegen­ kammer (12) zur Atmosphäre durch ein Durchlaßventil (62) steuerbar ist, das bei normalem Vergaserbetrieb die Öffnungsstellung einnimmt und durch eine handbe­ dienbare Betätigungseinrichtung (66) in die Schließstellung bewegbar ist.

9. Membranvergaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchlaßventil (62) in Abhängigkeit von einer Drosselklappenbetätigung aus seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung bewegbar ist.

10. Membranvergaser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchlaßventil (62) in seine Öffnungsstellung vorgespannt und mit der Drossel­ klappenwelle (6) durch eine Rastverbindung (70) gekoppelt ist, die bei einer Ver­ stellung des Durchlaßventiles (62) in die Schließstellung einrastet und bei einer Drosselklappenbetätigung gelöst wird.

11. Membranvergaser nach einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (34, 38) zwischen der Impuls­ druckquelle (42) und dem Druckübertrager (32) ein Absperrventil (36) angeordnet ist, das bei normalem Vergaserbetrieb die Schließstellung einnimmt und durch eine handbedienbare Betätigungseinrichtung (66) in die Öffnungsstellung bewegbar ist, und daß das Durchlaßventil (62) und das Absperrventil (36) in einer gemeinsamen Ventileinrichtung (64) mit nur einer Betätigungseinrichtung (66) integriert sind.