DE3929025A1 - Vergaser mit einem unabhaengigen leerlaufsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für eine Brennkraft­ maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen - aus der DE-OS 33 39 714 bekannten - Ver­ gasern wird die Leerlaufdüse und die Hauptdüse voneinander getrennt aus dem kraftstoffgefüllten Regelraum mit Kraft­ stoff versorgt. Ein derartiges System nennt man "unabhängi­ ges Leerlaufsystem". Im Vollastbetrieb - d. h. bei voll ge­ öffneter Drosselklappe - wird dann sowohl aus der Leerlauf­ düse wie aus der Hauptdüse Kraftstoff in den Ansaugkanal eintreten. Die im Vollastbetrieb angesaugte Kraftstoffmenge (Vollastmenge) setzt sich also aus der aus der Leerlaufdüse austretenden Leerlaufmenge und der aus der Hauptdüse aus­ tretenden Hauptmenge zusammen. Zur Einstellung des Leer­ laufs wird seitens des Benutzers die Lage der Drosselklappe mit einer Stellschraube verändert und eine Leerlaufschraube verdreht, mit der der Strömungsquerschnitt vom Regelraum zur Leerlaufdüse verändert werden kann. Jede Veränderung der Leerlaufmenge hat aber Einfluß auf die Vollastmenge, so daß bei der häufig festzustellenden fetten Leerlaufein­ stellung auch die Vollastmenge zu groß wird, weshalb der Motor bei Vollastbetrieb aufgrund dessen zu fett läuft (Leistungsmangel) und einen erhöhten Schadstoffausstoß aufweist.

Die Einstellung des Leerlaufs erfordert eine genaue Abstim­ mung zwischen der Drosselklappenstellung (Luftmenge) und der Leerlaufschraubenstellung (Kraftstoffmenge). Die in der DE-OS 33 39 714 vorgeschlagene Konstanthaltung des Luft­ kraftstoffgemisches wird durch einen relativ zur Drossel­ klappe verstellbaren Düseneinsatz erzielt, mit dem der Spalt für den Ansaugluftdurchtritt geändert werden kann. Gleichzeitig wird durch den Luftkanal in Abhängigkeit von der Stellung des Düseneinsatzes der Druck in der Leerlauf­ kammer eingestellt, um eine der durchströmenden Ansaugluft­ menge angepaßte Kraftstoffzufuhr zu erzielen. Die Kraft­ stoffzufuhr vom Regelraum zur Leerlaufkammer ist dabei über eine Öffnung unveränderbaren Querschnitts vorgegeben.

Diese vorgeschlagene Lösung zur Senkung des Einflusses der Leerlaufmenge auf die Vollastmenge bringt zwar bereits ei­ nige Vorteile, läßt sich aufgrund der aufgezeigten kon­ struktiven Gestaltung in der Praxis jedoch nicht ohne wei­ teres anwenden. Es wurde daher für erforderlich gehalten, zum Ausgleich maschinenabhängiger Toleranzen sowie der Bau­ teiletoleranzen eine Leerlaufeinstellschraube vorzusehen, mit der - wie bei unabhängigen Systemen üblich - der Kraft­ stoffzufluß vom Regelraum zur Leerlaufkammer einstellbar wird. Damit ist dem Benutzer zwar einerseits die Möglich­ keit gegeben, den Leerlauf angepaßt an Toleranzen und äu­ ßere Bedingungen fetter oder magerer einzustellen, anderer­ seits aber auch die Unsitte wieder möglich, den Leerlauf zu fett und damit die Leerlaufmenge zu groß einzustellen, wes­ halb die Vollastmenge zu groß ist und der Motor im Vollast­ betrieb zu fett daher erhöht Schadstoffe ausstoßend läuft.

Um bei Vollastbetrieb eine Gemischüberfettung durch das Leerlaufsystem zu vermeiden, bietet sich zwar an, die Leerlaufdüse und die Hauptdüse über nur eine Öffnung vom Regelraum mit Kraftstoff zu versorgen (abhängiges Leerlauf­ system); damit hätte man dann das Problem der Gemischüber­ fettung durch das Leerlaufsystem weitgehend gelöst, erhält aber gleichzeitig während einer Beschleunigung beim Übergang von der Leerlaufdüse auf die Hauptdüse eine starke Gemischabmagerung, die zu einem Absterben des Motors führen kann. Da aber gerade das kraftvolle Hochlaufen des Motors aus dem Leerlauf vom Benutzer gewünscht wird, wird das eingangs beschriebene unabhängige Leerlaufsystem bevorzugt. Bei unsachgemäßer Leerlaufeinstellung besteht daher weiter­ hin die Gefahr der Gemischüberfettung (Leistungsmangel) und auch die Gefahr eines erhöhten Schadstoffausstoßes bei Vollast.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser mit einer von der Hauptdüse getrennt aus einem kraftstoff­ gefüllten Regelraum gespeisten Leerlaufdüse derart weiter­ zubilden, daß einerseits eine optimale Leerlaufeinstellung mittels einer Leerlaufschraube für den Benutzer möglich ist, andererseits aber eine Überfettung durch das Leerlauf­ system im Vollastbetrieb sicher ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Anordnung einer Luftmengenregel­ schraube ermöglicht die Einstellung des Drucks in der Leer­ laufkammer, wodurch unmittelbar der Kraftstoffaustritt aus der Leerlaufaustrittsbohrung beeinflußt ist. Für den Be­ nutzer besteht somit die Möglichkeit, zwischen einer mini­ malen Kraftstoffmenge im Leerlauf durch Öffnen des Luft­ kanals und einer maximal möglichen Kraftstoffmenge im Leerlauf durch vollständiges Schließen des Luftkanals stu­ fenlos zu wählen. Dabei bleibt aufgrund des festen Quer­ schnitts der Verbindungsöffnung vom Regelraum zur Leerlauf­ kammer die über die Leerlaufaustrittsbohrung förderbare Kraftstoffmenge bei Vollastbetrieb konstant, so daß die an der Hauptregelschraube eingestellte und an der Hauptdüse austretende Hauptmenge zusammen mit der Leerlaufmenge die im Vollastbetrieb erlaubte maximale Kraftstoffmenge ergibt. Unabhängig von der Einstellung der Luftmengenregelschraube wird sich daher im Vollastbetrieb immer die gleiche Voll­ lastmenge an Kraftstoff einstellen, da im Vollastbetrieb der Druck in der Leerlaufkammer dem im Ansaugkanal entsprechen wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung einer Luftmengenregelschrau­ be kann allgemein bei einem Vergaser für Brennkraftmaschinen vorgesehen sein; bevorzugt ist sie bei einem Membranverga­ ser eines Zweitaktmotors in einem handgeführten Arbeitsge­ rät wie Motorkettensäge oder dergleichen angeordnet. In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Spitze der Luftmengenregelschraube und der Wand des Luftkanals ein Ringspalt ausgebildet, dessen Breite entsprechend der Stellung der Regelschraube einstellbar ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungs­ beispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Vergaser,

Fig. 2 eine Darstellung des Kraftstoffdurchsatzes in Abhängigkeit des Drosselklappenwinkels für ein abhängiges wie für ein unabhängiges Leerlauf­ system.

Der Vergaser 1 hat einen Ansaugkanal 2 mit einem Ventu­ ri-Abschnitt 3. Im Ansaugkanal 2 ist eine Drosselklappe 4 angeordnet, welche um eine Achse 5 schwenkbar gelagert ist. Der Vergaser steht mit der Ansaugöffnung eines nicht darge­ stellten Zylinders eines Zweitaktmotors in Verbindung, wo­ bei in Strömungsrichtung 6 über den Venturi-Abschnitt 3 die Ansaugluft angesaugt wird. Über die Kraftstoffleitung 10 steht der Vergaser mit einem Kraftstofftank in Verbindung, wobei eine Membranpumpe 11 zur Förderung des Kraftstoffs in den Regelraum 7 des Vergasers vorgesehen ist. Der Arbeits­ raum 11a der Membranpumpe 11 ist über eine nicht darge­ stellte Leitung mit dem Kurbelgehäuse des Zweitaktmotors verbunden, so daß die Membranpumpe 11 durch den wechselnden Kurbelgehäusedruck angetrieben ist. Bei Unterdruck wird die Membran 11c in Richtung auf den Arbeitsraum bewegt, so daß im Pumpraum 11b Unterdruck entsteht und über das Rück­ schlagventil 12 Kraftstoff aus der Kraftstoffleitung 10 an­ gesaugt wird. Bei Überdruck im Kurbelgehäuse wird die Membran 11c in Richtung auf den Pumpraum 11b ausgelenkt, weshalb das Rückschlagventil 12 schließt und das Rück­ schlagventil 13 öffnet. Über das geöffnete Rückschlagventil 13 wird der Kraftstoff aus dem Pumpraum 11b in eine Kraft­ stoffzuleitung 14 zum Regelraum 7 gefördert.

Die im Regelraum 7 liegende Austrittsmündung 15 der Kraft­ stoffzuleitung 14 ist durch einen Ventilkörper 16 ver­ schlossen, der an einem Hebelarm 17 abgestützt ist. Der Hebelarm ist um eine Achse 18 im Regelraum verschwenkbar gelagert, wobei eine Druckfeder 19 den Hebelarm 17 im Sinne eines Schließens des Ventilgliedes 16 kraftbeaufschlagt. Die Feder 19 drückt das freie Ende des Hebels 17 ferner an einen Anschlag im Zentrum einer Regelmembran 20, die den Regelraum 7 begrenzt. Auf der im Regelraum 7 abgewandten Seite der Membran 20 steht diese über eine im Vergaser vorgesehene Öffnung 21 mit der Atmosphäre in Verbindung.

Der kraftstoffgefüllte Regelraum 7 ist über einen ersten Kanal 22 unmittelbar mit einer Hauptdüse 8 verbunden, wel­ che im Bereich des Venturi-Abschnitts 3 in den Ansaugkanal 2 mündet. Die Hauptdüse 8 liegt dabei - in Ansaugluft-Strö­ mungsrichtung 6 gesehen - am Ende des Abschnitts kleineren Durchmessers, wo die Erweiterung des Venturi-Abschnitts 3 zum Ansaugkanal 2 beginnt. Die Hauptdüse 8 ist mit einem Rückschlagplättchen 8a versehen, die eine Rückwirkung der Druckverhältnisse im Ansaugkanal 2 auf den Regelraum 7 ver­ hindert.

Der Verbindungskanal 22 ist im Durchtrittsquerschnitt ver­ änderbar, wozu die Spitze einer Regelschraube 23 in den Verbindungskanal 22 hineinragt. Mit der im Gehäuse des Ver­ gasers 1 eingeschraubten Regelschraube 23 ist der Kraft­ stoffdurchfluß durch den Verbindungskanal 22 zur Hauptdüse 8 einstellbar.

Entsprechend dem Aufbau eines unabhängigen Leerlaufssystems ist der Regelraum 7 über einen zweiten Verbindungskanal 25 mit einer Leerlaufkammer 26 verbunden, von der aus eine Leerlaufaustrittsbohrung 9a in den Ansaugkanal 2 führt. Dabei liegt die Bohrung 9a bei der gezeigten Leerlauf­ stellung der Drosselklappe 4 in Ansaugluftströmungsrichtung 6 vom Venturi-Abschnitt 3 aus gesehen hinter der Drossel­ klappe 4, während die Leerlaufbelüftungsbohrungen 9b und 9c - in derselben Blickrichtung - vor der Drosselklappe 4 lie­ gen. Der zweite Verbindungskanal 25 hat eine Durchtritts­ öffnung fester Größe, weshalb in seinem Mündungsbereich zum Regelraum 7 eine Festdrossel 28 angeordnet ist. Die Festdrossel bestimmt die maximal mögliche Kraftstoffmenge, die innerhalb einer Zeiteinheit vom Regelraum 7 in die Leerlaufkammer 26 fließen kann (Leerlaufdüse).

Die Leerlaufkammer 26 ist über einen Luftkanal 30 mit dem Ansaugkanal 2 verbunden, wobei die Mündung 29 des Luft­ kanals im Ansaugkanal 2 in Strömungsrichtung 6 gesehen vor der Drosselklappe 4 liegt. Die Mündung 29 liegt - wie die zeichnerische Darstellung zeigt - etwa am Ende des sich zur Drosselklappe 4 erweiternden Venturi-Abschnitts 3.

In den Luftkanal 30 ragt die Spitze 31 einer Regelschraube 24, die im Gehäuse des Vergasers 1 eingeschraubt ist. Der U-förmig verlaufende Luftkanal 30 und die Regelschraube 24 liegen derart zueinander, daß die Spitze 31 auf der Achse des die Basis des U′s bildenden Luftkanalabschnitts liegt. Zwischen der Spitze 31 und der Wandung des Luftkanals 30 ist ein Ringspalt gebildet, dessen radiale Breite den Strömungsquerschnitt bestimmt und durch Eindrehen oder Herausdrehen der Regelschraube 24 einstellbar ist. Die Spitze 31 weist vorzugsweise einen kegelig bzw. konisch geformten Abschnitt auf.

Im Leerlaufbetrieb wird ausschließlich über die Drossel 28 Kraftstoff in die Leerlaufkammer 26 eintreten, während über die Leerlaufbelüftungsbohrungen 9b und 9c festen Querschnitts Luft eintritt und sich mit dem Kraftstoff in der Leerlaufkammer 26 vermischt. Die Kraftstoff/Luft-Emul­ sion tritt über die Leerlaufaustrittsbohrung 9a in den An­ saugkanal 2 aus. Der Austritt der Emulsion aus der Leer­ laufaustrittsbohrung 9a ist stark abhängig von der Druck­ differenz der Leerlaufkammer 26 zum Regelraum 7. Der in der Leerlaufkammer 26 anstehende Druck kann dabei durch die Luftmengenregelschraube 24 eingestellt werden, die einen zusätzlichen Luftzutritt aus dem Bereich vor der Drossel­ klappe 4 über den Luftkanal 30 in die Leerlaufkammer 26 bestimmt.

Ist der Luftkanal 30 geschlossen, baut sich in der Leer­ laufkammer 26 ein maximaler Unterdruck auf. Die große Druckdifferenz zwischen dem Unterdruck in der Leerlauf­ kammer 26 und dem Regelraum 7 bewirkt den größt möglichen Kraftstoffzutritt über die Drossel 28 in die Leerlaufkammer. Über die Leerlaufbelüftungsbohrungen 9b und 9c erfolgt der minimal mögliche Luftzutritt, so daß die aus der Leerlaufaustrittsbohrung austretende Emulsion fett ist.

Wird durch Öffnen des Luftkanals 30 die Leerlaufkammer 26 zusätzlich belüftet, verringert sich der in der Leerlauf­ kammer 26 anstehende Unterdruck, und damit der Differenz­ druck zum Regelraum, so daß weniger Kraftstoff über die Drossel 28 zutritt. Der verringerte Kraftstoffzutritt bei erhöhter Belüftung führt zu einer mageren Emulsion, die aus der Leerlaufaustrittsbohrung 9a austritt.

Der Benutzer hat also die Möglichkeit, durch Einstellung der Luftmengenregelschraube 24 das Leerlaufgemisch einzu­ stellen, das er für optimal hält, ohne daß die Vollasteinstellung dadurch beeinflußt wird.

Aufgrund der vorgesehenen Festdrossel 28 zwischen Leerlauf­ kammer 26 und Regelraum 7 ist der maximal mögliche Kraft­ stoffdurchtritt in die Leerlaufkammer 26 begrenzt. Bei voll geöffneter Drosselklappe 4 wird daher aus der Leerlaufaus­ trittsbohrung 9a und den Leerlaufbelüftungsbohrungen, 9b und 9c eine durch die Festdrossel 28 begrenzte Kraftstoff­ menge austreten. Zusätzlich tritt aus der Hauptdüse 8 die eingestellte Menge an Kraftstoff aus, wobei die Kraftstoff­ regelschraube 23 der Hauptdüse 8 so eingestellt ist, daß die aus der Leerlaufdüse 9 austretende Kraftstoffmenge (Leerlaufmenge) und die aus der Hauptdüse austretende Kraftstoffmenge (Hauptmenge) in der Summe die Vollastmenge ergeben, die im Vollastbetrieb optimale Leistung bei mini­ malem Schadstoffausstoß ermöglicht.

In der Darstellung nach Fig. 2 sind noch einmal die Vor- und Nachteile der Leerlaufsysteme grafisch dargestellt. Wird die Leerlaufdüse über die Hauptregelschraube 23 mit Kraft­ stoff versorgt, ergibt sich der durchgezogene Kurvenver­ lauf. Wird der Motor mit einem derartigen Leerlaufsystem aus dem Leerlauf beschleunigt, wird in einem Bereich von 25° bis 35° Drosselklappenwinkel eine deutliche Gemischab­ magerung verzeichnet, was das Beschleunigungsverhalten negativ beeinflußt. Im Vollastbereich, also bei 90° Drosselklappenwinkel wird ein maximaler Kraftstoffdurchsatz erzielt.

Bei dem punktiert dargestellten Kurvenverlauf eines Verga­ sers gemäß der Erfindung ergibt sich kein Einbruch des Kraftstoffdurchsatzes während eines Beschleunigungsvorgan­ ges. Vielmehr kann festgestellt werden, daß bis zu einem Drossenklappenwinkel von ca 27° das System ausschließlich von dem Leerlaufsystem beherrscht wird und ab 27° der aus der Hauptdüse 8 austretende Kraftstoff summarisch zu dem aus der Leerlaufdüse 9 austretenden Kraftstoff hinzukommt. Es ergibt sich ein deutlich verbessertes Beschleunigungs­ verhalten im Drosselklappenwinkelbereich von ca 27° bis 50°.

Claims (3)

1. Vergaser für eine Brennkraftmaschine mit einer in einem Ansaugkanal (2) angeordneten Drosselklappe (4) und min­ destens einer in den Ansaugkanal (2) im Bereich der Drosselklappe (4) mündenden Leerlaufaustrittsbohrung (9a) sowie einer in Ansaugluft-Strömungsrichtung (6) vor der Drosselklappe (4) in den Ansaugkanal (2) mündenden Hauptdüse (8), wobei die Hauptdüse (8) über eine im Querschnitt veränderbare Öffnung mit einem kraftstoffgefüllten Regelraum (7) und die Leerlaufaus­ trittsbohrung (9a) über eine Leerlaufkammer (26) und eine im Querschnitt unveränderbare Öffnung (28) mit dem kraftstoffgefüllten Regelraum (7) verbunden ist, und mit einem Luftkanal (30) der in Ansaugluft-Strömungs­ richtung (6) vor der Drosselklappe (4) vom Ansaugkanal (2) zur Leerlaufkammer (26) führt, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt des Luftkanals (30) durch eine Luftmengenregelschraube (24) einstellbar ist.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorzugsweise konisch zulaufende Spitze (31) der Luft­ mengenregelschraube (24) mit der Wand des Luftkanals (30) einen Ringspalt veränderbarer Breite bildet.

3. Vergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (30) etwa in Form eines U verläuft und die Spitze (31) der Luftmengenregelschraube (24) am Fuße des U′s eingreift.