DE3903192C2 - Membranvergaser für einen Verbrennungsmotor eines handgeführten Arbeitsgerätes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Membranvergaser für den Ver­ brennungsmotor, insbesondere Zweitaktmotor in einem handge­ führten Arbeitsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Membranvergaser ist aus der US-A 3,174,732 bekannt. Die Regelmembran bildet die Zwischenwand zwischen einem kraftstoffgefüllten Kraftstoffraum und einem ge­ schlossenen Kompensationsraum, der über einen Verbindungs­ kanal mit der Reinluftseite des Verbrennungsluft zuführen­ den Luftfilters verbunden ist. Die durch den Ansaugkanal in den Brennraum des Verbrennungsmotors einströmende Verbren­ nungsluft erzeugt im Ansaugkanal einen Unterdruck, durch den Kraftstoff aus dem Kraftstoffraum in den Ansaugkanal eintritt. Die Abgabe von Kraftstoff in den Ansaugkanal führt zu einem Unterdruck im Kraftstoffraum, wodurch die Regelmembran bewegt wird und ein Regelventil öffnet, über das Kraftstoff in den Kraftstoffraum nachfließt.

Da das Filtermaterial des Luftfilters mit zunehmender Be­ triebsdauer verschmutzt, baut sich auf der Reinluftseite des Schmutzfilters ein Unterdruck auf, der mit weiterer Verschmutzung stetig zunimmt. Die durch den Luftfilter in den Ansaugkanal und den Brennraum einströmende Verbren­ nungsluft nimmt daher mengenmäßig ab und der Unterdruck im Ansaugkanal steigt, wodurch die Gefahr besteht, daß das Kraftstoff/Luftgemisch fetter wird. Um dieser Gefahr entge­ genzuwirken, steht über dem Verbindungskanal der Unterdruck der Reinluftseite des Luftfilters auf der Trockenseite der Regelmembran an und wirkt daher kompensierend auf die Re­ gelmembran des Membranvergasers. Der im Ansaugkanal sich einstellende erhöhte Unterdruck führt nicht mehr zu einem vermehrten Kraftstoffzutritt; vielmehr wird die Kraftstoff­ zufuhr entsprechend der verminderten Menge durchströmender Verbrennungsluft reduziert. Dies führt dazu, daß das Kraft­ stoff/Luftgemisch auch bei sich zusetzendem Filtermaterial in seiner Qualität weitgehend gleich bleibt. Die Abgas­ qualität entspricht daher weiterhin den Einstellgrößen.

Bei kompensierten Membranvergasern können in der Praxis Be­ schleunigungsprobleme auftreten, weshalb der Benutzer dazu neigt, die meist als Schlauch ausgeführte Verbindung des Kompensationsraumes zum Luftfilter abzuziehen, so daß der Kompensationsraum zur Atmosphäre belüftet ist. Dann aber kann sich zu fettes Gemisch bilden, was zu unvollständiger Verbrennung und damit einhergehender schlechter Abgasquali­ tät führt. Daneben besteht die Gefahr, daß der Vergaser über den offenen Kompensationsanschluß des Luftfilters ver­ schmutzte Falschluft ansaugt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kompensation des Membranvergasers derart zu gestalten, daß einerseits eine ausreichende Kompensation und andererseits ein kraft­ volles Beschleunigen erzielt ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die angegebene Gestaltung des Verbindungskanals gewähr­ leistet eine ausreichende Verzögerung der Weitergabe des Unterdrucks der Reinluftseite auf die Regelmembran, so daß bei Beschleunigung eine gewisse Anfettung des Gemisches auftritt, was zu dem gewünschten kraftvollen Hochlaufen des Verbrennungsmotors führt. Langzeitliche Änderungen des Un­ terdrucks auf der Reinluftseite führen hingegen zu der ent­ sprechenden Unterdruckänderung auf der Trockenseite der Membran und damit zur gewünschten Kompensation.

Einen optimierten Kompromiß zwischen Anfetten beim Be­ schleunigen und Kompensieren bei Verschmutzung des Luftfil­ ters erhält man bei der Ausführung der Abstimmung der Flä­ che der Regelmembran zum Querschnitt des Verbindungskanals von kleiner 25 : 1, vorzugsweise kleiner 10 : 1.

Hervorzuheben ist, daß durch die erfindungsgemäße Abstim­ mung derselbe Membranvergaser ohne weitere Änderung seiner Einstellung auch mit anderen Luftfiltern betrieben werden kann, die z. B. einen geringeren Luftdurchsatz aufweisen. Bei geringerem Luftdurchsatz wirkt der sich aufbauende Langzeitunterdruck auf der Reinluftseite unmittelbar kom­ pensierend auf die Regelmembran, so daß unabhängig von der verwendeten Art des Luftfilters eine optimale Zusammen­ setzung des Kraftstoff/Luftgemisches erzielt ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Verbindungskanal als Steckkanal zur Verbindung mit dem Gehäuse des Luftfilters ausgebildet, wodurch Manipulationen durch den Benutzer weitgehend ausgeschlossen sind.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachstehend im einzelnen erläuterte Ausführungsbeispie­ le dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Mem­ branvergaser mit aufgestecktem Luftfilter,

Fig. 2 eine Frontansicht des Membranvergasers bei abgenom­ menem Luftfilter im Teilschnitt,

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 1 mit im Kompensations­ raum angeordneter Zwischenwand und einem Entlüf­ tungskanal,

Fig. 4 eine Darstellung gemäß Fig. 1 mit innerhalb des Membranvergasers angeordnetem Verbindungskanal,

Fig. 5 eine Frontansicht eines weiteren Ausführungsbei­ spieles eines Membranvergasers bei abgenommenem Luftfilter im Teilschnitt.

Der in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Membranvergaser 1 ist für einen Verbrennungsmotor in einem handgeführten Arbeits­ gerät wie Motorkettensäge, Trennschleifer, Freischneidege­ rät oder dgl. vorgesehen. Er weist einen Ansaugkanal 2 mit darin angeordneter Drosselklappe 9 auf. Der Membranvergaser 1 hat eine in seinem Gehäuse integrierte Membrankraftstoff­ pumpe 10, deren Antriebsraum über einen Anschlußkanal 11 in nicht näher dargestellter Weise mit dem im Kurbelgehäuse herrschenden Druck eines Zweitaktmotors beaufschlagt ist, an dem der Membranvergaser 1 angeordnet ist. Die Kraft­ stoffpumpe 10 saugt über ein Rückschlagventil 12 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (nicht dargestellt) und fördert ihn über ein zweites Rückschlagventil 13 in einen Kraft­ stoffraum 4 im Gehäuse des Membranvergasers 1. Der Ein­ trittskanal 14 in den Kraftstoffraum 4 ist von einem Regel­ ventil 15 gesteuert, das - in bekannter Weise - von der den Kraftstoffraum 4 begrenzenden Regelmembran 5 gesteuert ist.

Vom Kraftstoffraum 4 gelangt der Kraftstoff über Ventil­ strecken mit einstellbaren Drosseln und Eintrittsöff­ nungen 16 bzw. 17 in den Ansaugkanal 2.

Am Eingang 18 des Ansaugkanales 2 ist ein Luftfilter 3 angeordnet, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Ringfilter aufgebaut ist. Das im Gehäuse des Luftfilters 3 angeordnete Filtermaterial 19 trennt die Reinluftseite 3a von der Schmutzseite 3b.

Bei laufendem Zweitaktmotor strömt die Verbrennungsluft 20 von der Reinluftseite 3a des Luftfilters 3 über die Dros­ selklappe 9 zum Brennraum des Zweitaktmotors. Aufgrund der Ausbildung des Ansaugkanales 2 wird dabei durch Unterdruck über die Entrittsöffnungen 16 und 17 Kraftstoff angesaugt, wodurch in dem Brennraum ein zündfähiges Kraftstoff/Luftge­ misch eintritt. Durch den in den Ansaugkanal 2 eintretenden Kraftstoff entsteht im Kraftsstoffraum 4 ein Unterdruck, wodurch die Regelmembran 5 in den Kraftstoffraum bewegt wird und über einen im Zentrum der Regelmembran angrei­ fenden Winkelhebel das Regelventil 15 öffnet, so daß Kraft­ stoff zum Ausgleich des Unterdrucks in den Kraftstoffraum 4 nachströmen kann.

Auf der dem Kraftstoffraum 4 abgewandten Seite der Regel­ membran 5 ist ein zur Atmosphäre geschlossener Kompensa­ tionsraum 6 vorgesehen, der gemäß der Erfindung mit der Reinluftseite 3a des Luftfilters 3 verbunden ist. Damit wird erreicht, daß bei erhöhtem Verschmutzungsgrad des Filtermaterials 19 der sich auf der Reinluftseite 3a auf­ bauende Unterdruck im Kompensationsraum 6 wirkt, wodurch ein zu starker Kraftstoffaustritt aus den Eintrittsöff­ nungen 16 und 17 vermieden ist. Diese Art der Kompensation stellt sicher, daß das dem Verbrennungsraum zugeführte Kraftstoff/Luftgemisch bei zunehmendem Verschmutzungsgrad des Filtermateriales 19 nicht überfettet.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Kanalquerschnitt des Verbindungskanales 7 derart gewählt, daß das Verhältnis der Membranfläche der Regelmembran 5 zum Kanalquerschnitt des Verbindungskanales 7 kleiner als 50 zu 1 ist. Dabei ist ein minimaler Kanalquerschnitt von etwa 25 mm² vorteilhaft.

In Fig. 2 ist eine für bestimmte Einbauvarianten vorteil­ hafte Kanalform gezeigt. Die Breite des vorzugsweise recht­ eckförmigen Verbindungskanales 7 entspricht in etwa dem Durchmesser des kreisförmig ausgeführten Kompensations­ raumes 6. In bevorzugter Ausführungsform ist dabei die Höhe des Verbindungskanales 7 etwa gleich der Höhe des Kompen­ sationsraumes 6.

Es ist vorteilhaft, den Verbindungskanal 7 als Steckkanal zur Verbindung mit der Reinluftseite 3a des Luftfilterge­ häuses vorzusehen. Hierzu kann ein am Luftfiltergehäuse vorgesehenes muffenartiges Anschlußstück 21 zweckmäßig sein, in das das freie Ende des Verbindungskanales 7 etwa luftdicht eingesteckt wird.

Eine sehr gute Kompensationswirkung wird erzielt, wenn das Verhältnis der Membranfläche zum Kanalquerschnitt kleiner als 25 zu 1 ist, vorzugsweise kleiner als 10 zu 1 ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht im we­ sentlichen dem nach Fig. 1, weshalb für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Im Kompensationsraum 6 ist jedoch eine Zwischenwand 30 angeordnet, die eine im Ausführungsbeispiel zentrale Öffnung 31 aufweist. Die Öff­ nung 31 kann beliebige Form haben; vorzugsweise ist sie jedoch kreisförmig vorgesehen. Bei einer derartigen Ausfüh­ rungsform hat sich erwiesen, daß bei einem Verhältnis der Membranfläche zum Öffnungsquerschnitt der Öffnung 31 von weniger als 200 zu 1, vorzugsweise weniger als 65 zu 1, eine sehr gute Kompensationswirkung zu erzielen ist. Da­ bei muß der Öffnungsquerschnitt der Öffnung 31 eine Min­ destfläche von etwa 3 mm² aufweisen; bei einer Mindest­ fläche von vorzugsweise 12 mm² wurde ein gutes Kompen­ sationsverhalten festgestellt.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist im Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 3 vorgesehen, den Kompen­ sationsraum 6 über einen Entlüftungskanal 32 mit einem Unterdruckabschnitt im Ansaugkanal 2 zu verbinden. Hier­ durch wird gegebenenfalls sich im Kompensationsraum 6 nie­ derschlagender Kraftstoff permanent in den Ansaugkanal 2 abgesaugt, so daß der Kompensationraum nicht mit Kraftstoff volläuft und die vorgesehene Kompensation funktionsfähig bleibt.

Vorteilhaft mündet der Entlüftungskanal in Strömungs­ richtung der Ansaugluft gesehen vor der Drosselklappe 9 in den Ansaugkanal 2.

In Weiterbildung der Erfindung ist gemäß dem Ausführungs­ beispiel nach Fig. 4 vorgesehen, den Verbindungskanal 7a im Gehäuse des Membranvergasers 1 vorzusehen, so daß Ände­ rungen am Luftfiltergehäuse nicht notwendig sind. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn derselbe Membranver­ gaser 1 mit unterschiedlichen Typen von Luftfiltern betrie­ ben werden soll. Falls erforderlich, kann auch anstelle eines steckbaren Kanales 7 (Fig. 1) auch eine Schlauchver­ verbindung zwischen Kompensationsraum 6 und Reinluftseite 3a des Luftfilters 3 vorgesehen sein.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist in einer bau­ lich einfachen Ausführungsform der Verbindungskanal 7' aus einem Rohrstück gebildet, das am Boden des Kompensations­ raumes 6 befestigt, bevorzugt angelötet ist. Das Rohrstück hat im Bereich des Kompensationsraumes 6 eine Öffnung 22, der eine entsprechende Öffnung im Boden gegenüberliegt. Das Rohrstück ist an einem Ende geschlossen, am anderen Ende mündet es in den Reinraum des Luftfilters.

Claims (9)

1. Membranvergaser für den Verbrennungsmotor, insbesondere Zweitaktmotor, in einem handgeführten Arbeitsgerät, mit einem Ansaugkanal (2), der einerseits von der Reinluft­ seite (3a) eines Luftfilters (3) Verbrennungsluft, und andererseits über Kraftstoffeintrittsöffnungen (16, 17) aus einem Kraftstoffraum (4) Kraftstoff ansaugt, wobei der Kraftstoffraum (4) über ein Regelventil (15) aus einem Kraftstofftank mit Kraftstoff gespeist wird und das Regelventil (15) von einer den Kraftstoffraum (4) begrenzenden Regelmembran (5) betätigt ist, und auf der dem Kraftstoffraum (4) abgewandten Seite der Regel­ membran (5) ein geschlossener Kompensationsraum (6) vorgesehen ist, der über einen Verbindungskanal (7) mit der Reinluftseite (3a) des Luftfilters (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Fläche der Regelmembran (5) zum Querschnitt des Verbindungs­ kanals (7) kleiner als 50 zu 1 ist.

2. Membranvergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Fläche der Regelmembran (5) zum Querschnitt des Verbindungs­ kanals (7) kleiner als 25 zu 1, vorzugsweise kleiner als 10 zu 1 ist.

3. Membranvergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Verbindungs­ kanals (7) dem Durchmesser des insbesondere kreisförmi­ gen Kompensationsraumes (6) in etwa entspricht und vor­ zugsweise die Höhe des Verbindungskanals etwa der Höhe des Kompensationsraums (6) entspricht (Fig. 2).

4. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (7') aus einem Rohr besteht, das über eine im Rohrmantel vorgesehene Öffnung mit dem Kompensationsraum verbunden ist.

5. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (7) als Steckkanal zur Verbindung mit dem Luftfiltergehäuse ausgebildet ist (Fig. 1, 3).

6. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (7) im Gehäuse des Membranvergasers (1) ausgebildet ist (Fig. 4).

7. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kompensations­ raum (6) und der Regelmembran (5) eine Zwischenwand (30) mit einer vorzugsweise zentralen Öffnung (31) an­ geordnet ist, wobei das Verhältnis von Membranfläche zum Querschnitt der Öffnung (31) kleiner als 200 zu 1 ist, und der Querschnitt der Öffnung eine Mindestfläche von etwa 3 mm² aufweist.

8. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationsraum (6) über einen Entlüftungskanal (32) mit einem Unterdruck­ abschnitt des Ansaugkanals (2) verbunden ist (Fig. 3).

9. Membranvergaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungskanal (32) in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor der Dros­ selklappe (9) im Ansaugkanal (2) mündet.