DE3934831C2 - Vergaser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vergaser, mit einem Gehäuse, das Vergaserluft-Einlaßmittel umfaßt, mit einer in einer Drossel­ klappenbohrungskammer auf genommenen Drosselklappe, mit einer Starterklappenbohrungskammer, mit einem Gehäuseteil, das eine erste oder Zumeßkammer und eine zweite Kammer umfaßt, mit einer zwischen der Zumeßkammer und der zweiten Kammer angeord­ neten Zumeßmembran, mit Lüftungsmittel für die zweite Kammer, mit einem Treibstoff-Einlaßventil zum Einlassen von Treibstoff in die Zumeßkammer, mit Steuermittel für das Einlaßventil, mit Treibstoffauslaßmittel, die in Strömungsverbindung mit der Zumeßkammer stehen, wobei die Steuermittel die Zumeßmembran einschließen, so daß, im Betrieb, eine Bewegung der Membran im Gehäuseteil in Abhängigkeit der in der ersten Kammer und/oder in der zweiten Kammer stattfindenden Druckänderungen die Durchflußgeschwindigkeit des Treibstoffes in die Zumeßkammer steuert. Die Erfindung betrifft insbesondere Vergaser, die in Motoren für Kettensägen verwendet werden.

Aus der DE-OS 29 02 348 ist ein Membranvergaser für Verbrennungs­ motoren bekannt, der eine zur Druckkompensation dienende Membran aufweist. Die Membran stellt eine flexible Wand einer Zumeßkammer dar, über die Kraftstoff in ein Venturi-Rohr eintreten kann. Die Membran steht ferner mit einer Einlaßnadel für die Zumeß­ kammer in Verbindung, über welche Einlaßnadel die Menge des Kraftstoffes, der der Zumeßkammer zugeführt wird, regelbar ist. An ihrer der Zumeßkammer abgewandten äußeren Seite ist die Membran über eine Kammer mit dem atmosphärischen Druck verbunden.

Soll ein solcher Vergaser unter Wasser betrieben werden, besteht die Gefahr, daß in diese Kammer Wasser eindringt.

Daher ist vorgesehen, die Kammer über ein Leitungssystem mit einem Behältnis zu verbinden, das entweder selbst wieder mit der Atmosphäre in Verbindung steht, oder mit einem anderen Behältnis zu verbinden, das atmosphärischen Druck für die Kammer sicherstellt.

Dadurch ist ausgeschlossen, daß eine Flüssigkeit in die Kammer eintreten kann und zugleich ist sichergestellt, daß in der Kammer in jeder Betriebsart atmosphärischer Druck herrscht.

Dazu steht eine Öffnung der Kammer über eine Leitung mit einem zusätzlich vorgesehenen Behältnis in Verbindung, in dem wiederum unter allen Bedingungen atmosphärischer Druck aufrechterhalten wird.

Die Erfindung betrifft insbesondere einen Vergaser, der in der Lage ist, das Treibstoffeinlaßsystem zu steuern und automatisch anzupassen, und zwar unter Berücksichtigung einer Änderung des Lufteinlasses in Abhängigkeit von verschiedenen Graden an Beschränkungen, die durch Verstopfen des Lufteinlaß­ filters oder durch Veränderungen des atmosphärischen Druckes aufgrund des Betriebes des Motores bei verschiedenen Höhen verursacht werden.

Membran-Vergaser der eingangs genannten Art sind bekannt, beispielsweise aus den US-PSen 3 494 343 und 4 271 093 sowie aus der EP-A-0 253 469.

In Fig. 1 der Zeichnungen ist ein Querschnitt eines herkömm­ lichen HS-Vergasers 80 dargestellt, der in seinem Aufbau ähnlich dem HU-Vergaser ist, wie er in der EP-A-0 253 469 erläutert ist. In der Fig. 1 sind Bezugszeichen angegeben, deren Bedeutung sich aus der folgenden Aufstellung ergibt:

Bezugszeichenliste

1. Filter
2. Venturi-Rohr
3. Impulskammer
4. Treibstoffkammer
5. Treibstoffpumpen-Membran
5A Membranpumpen-Eingangsventil
5B Membranpumpen-Ausgangsventil
6. Treibstoffpumpen-Gehäuse
7. Treibstoffpumpen-Dichtung
8. Treibstoffeinlaß
9. Impulskanal
10. Drosselklappe
11A Primäre Leerlauf-Ausgangsöffnung
11B Sekundäre Leerlauf-Ausgangsöffnung
12. Hochgeschwindigkeitsmischungs-Schrauben­ öffnung
13. Leerlaufmischungs-Schraube und -Nadel
14. Gehäuse
15. Zumeßkammer
16. Leerlaufmischungs-Schraubenöffnung
17. Zumeßmembran
18. Atmosphärische Kammer
19. Atmosphärisches Ventil
20. Membran-Abdeckung
21. Einlaß-Zugfeder
22. Gelenkstift
23. Membrandichtung
24. Einlaß-Steuerhebel
25. Einlaßnadel
26. Hochgeschwindigkeitsmischungs-Schraube und -Nadel
27. Starterklappe
28. Treibstoff-Eingangsversorgungskanal
29. Hauptdüsen-Ausgangsöffnung
30. Starterklappenbohrungskammer
31. Drosselklappenbohrungskammer

Da ein derartiger Vergaser 80 wohl bekannt ist, wird eine ausführliche Beschreibung dessen Wirkungsweise nicht für erforderlich gehalten. Im Betrieb ist die Zumeßmembran 17 auf Seiten der Zumeßkammer 15 dem Unterdruck des Motores ausgesetzt und auf Seiten der atmosphärischen Kammer über ein atmosphäri­ sches Ventil 19 dem atmosphärischen Druck ausgesetzt. Diese Druckdifferenz drückt die Zumeßmembran 17 in Richtung auf den Einlaß-Steuerhebel 24, der dadurch um den Gelenkstift 22 gegen die abwärts gerichtete Vorspannung der Feder 21 gedreht wird, und die Einlaßnadel 25 öffnet, die ein Treibstoff-Einlaßventil für die Zumeßkammer 15 bildet. Dies ermöglicht dem Treibstoff, in die Zumeßkammer 15 einzutreten, um dann den Leerlaufdüsen 11A, 11B bzw. 29 zugeführt zu werden, von wo der Treibstoff in eine Einlaßleitung 43 eines Motores gelangt, der u. a. ein Kurbelgehäuse 42, ein Luftfilter 46 und eine Ansaugleitung 45 aufweist (siehe Fig. 2 der Zeichnung).

Der Treibstoff gelangt über die Treibstoff-Einlaßnadel 25 unter der Wirkung der Treibstoffpumpen-Membran 5 in die Zumeß­ kammer 15. Die Pumpenmembran 5 wird durch Druckschwankungen aus dem Ansaugbereich des Motors hin- und herbewegt, wobei dieser Bereich auf die Pumpenmembran 5 über den Impulskanal 9 wirkt. Diese pulsierende Bewegung der Pumpenmembran 5 saugt Treibstoff in die Treibstoffkammer 4, von wo er über die Einlaßnadel 25 in die Zumeßkammer 15 gelangt.

Die zuvor erwähnten Arten an Vergasern werden typischerweise bei Kettensägen verwendet. Ein typischer Vergaser 80-Einbau ist in Fig. 2 der Zeichnungen dargestellt.

Während des Normalbetriebes des Motors besteht ein Vakuum im Kurbelgehäuse 42. Dieses Vakuum wird zum Luftfilter 46 über die Einlaßleitung 43, das Vergaser-Venturi-Rohr 2 und die Ansaugleitung 45 übertragen. Durch das im Venturi-Rohr 2 vorhandene Vakuum wird aus den Haupt- und Leerlauf-Ausgangs­ öffnungen 11A, 11B und der Hauptdüsen-Ausgangsöffnung 29 Kraftstoff gezogen, und er wird mit der durch den Luftfilter 46 und der Ansaugleitung 45 angesaugten Luft vermischt. Für ein optimales Funktionieren wird das dem Motor zugeführte Treibstoffvolumen für bestimmte vorgegebene Bedingungen über die Hochgeschwindigkeitsmischung-Schraube und -Nadel 26 und die Leerlaufmischungs-Schraube und -Nadel 13, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, eingestellt. Das gewünschte Luft/Treib­ stoffverhältnis ist dann eingestellt.

Ein Nachteil der zuvor genannten Arten an Vergasern ist, daß bei einer Kettensäge, während des normalen Betriebes, Holzspäne und Holzmehl in den Luftfilter 46 gelangen. Nimmt die Menge an Spänen und Mehl auf dem Luftfilter 46 zu, so wird eine Behinderung für die in den Motor über die Ansaugleitung 45, das Venturi-Rohr 2 und die Einlaßleitung 43 eintretende Luft geschaffen. Dies wiederum verringert das Lufteinlaßvolumen und erhöht auch den Unterdruck, der auf die primäre Leerlauf- Ausgangsöffnung 11A, die sekundäre Leerlauf-Ausgangsöffnung 11B und die Hauptdüsen-Ausgangsöffnung 29 wirkt. Dies resultiert in einem überfetten Gemisch, da mehr Treibstoff aus den Aus­ laßöffnungen 11A, 11B und 29 gesaugt und weniger Luft durch den teilweise verstopften bzw. blockierten Luftfilter 46 gesaugt wird. Um diesen überfetteten Gemischzustand zu korrigieren, muß ein Betreiber die Leerlauf- und Hauptjustiernadeln 13, 26 nachjustieren, so daß das Volumen des zugeführten Treibstoffes reduziert wird, wodurch zum gewünschten Luft/Treibstoff-Ver­ hältnis zurückgekehrt wird. Ein unerwünscht überfettetes Gemisch ergibt einen überhöhten Treibstoffverbrauch, resultiert in einer Verschmutzung der Zündkerze und erhöht das Volumen der Schadstoffe, die über das Abgasrohr ausgestoßen werden.

Beim Betrieb eines Motors mit dem Vergaser 80 (unter bestimmten vorgegebenen Bedingungen) existiert beispielsweise bei weit geöffneter Drossel ein Unterdruck von 48 mPa im Venturi-Rohr 2 relativ zur Atmosphäre. Der Druck in der Kammer 18 ist atmosphärisch. Nimmt der Unterdruck im Venturi-Rohr 2 aufgrund eines verstopften Luftfilters 46 zu, so ändert sich der Druck in der Kammer 18 nicht. Demzufolge wird vom Vergaser mehr Treibstoff in den Motor gesaugt, der demzufolge fett läuft.

Eine vergleichbare Situation, wie die zuvor genannte, ist dann vorhanden, falls ein Vergaser, der für einen Betrieb in Meereshöhe oder bei geringen Höhen eingestellt ist, in großen Höhen betrieben wird. Aufgrund des reduzierten atmosphärischen Druckes ist das Volumen der in den Motor eintretenden Luft dementsprechend verringert. Dies resultiert wiederum in einen überfetteten Gemisch. Um diesen Zustand auszugleichen, muß die Bedienungsperson den Vergaser nachjustieren, so daß weniger Treibstoff zugeführt wird und dadurch das gewünschte Luft/Kraft­ stoffverhältnis erreicht wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Vergaser zu schaffen, der ein automatisches Regelungssystem enthält, das auf Änderung des Einlaßunterdruckes reagiert, die sich aus einem verstopften Luftfilter oder aus einer Änderung im atmos­ phärischen Druck auf Grund verschiedener Höhen ergibt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lüftungsmittel eine Öffnung aufweisen, die eine Strömungsver­ bindung zwischen der zweiten Kammer und den Luft-Einlaßmitteln herstellt, so daß, im Betrieb, ein Lüften der zweiten Kammer ausschließlich durch diese Öffnung erreicht wird und die Membran auf Seiten der zweiten Kammer auf Druckänderungen in den Luft-Einlaß­ mitteln anspricht.

Vorzugsweise weisen die Luft-Einlaßmittel eine Starterklappen­ bohrungskammer auf.

Vorzugsweise weisen die Luft-Einlaßmittel ein Luft-Einlaßsystem auf.

Vorzugsweise weist das Luft-Einlaßsystem Leitungsmittel auf, die eine Lufteinlaßöffnung und eine Luftauslaßöffnung aufweisen, wobei die Lufteinlaßöffnung mit Luftfiltermittel versehen ist, so daß gefilterte Luft in die Leitung eintreten kann, wobei die Luftauslaßöffnung in Strömungsverbindung mit der Starterklappenbohrungskammer 30 steht, und wobei die Öffnung eine Strömungsverbindung zwischen der zweiten Kammer und den Leitungsmitteln und zwar stromabwärts der Luftfiltermittel schafft.

Die Erfindung wird näher durch die folgende Beschreibung von beispielhaft beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen besser ver­ standen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schnittbild eines HS-Membran-Vergasers nach dem Stande der Technik;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt der Bauteile eines Motores;

Fig. 3 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Vergasers, und

Fig. 4 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbei­ spiels eines erfindungsgemäßen Vergasers.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugs­ ziffern in den Zeichnungen gleiche Teile bezeichnen, so ist der wesentliche Unterschied zwischen dem in Fig. 1 dargestellten Vergaser 80 und dem in Fig. 3 dargestellten Vergaser 80a der, daß in Fig. 3 das atmosphärische Ventil 19 in der Membran- Abdeckung 20 nicht vorhanden ist, so daß die atmosphärische Kammer 18 gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen ist, woraus eine zweite Kammer 18a resultiert. Eine Lüftungsleitung oder ein Rohr 51 schafft zusätzlich eine Strömungsverbindung zwischen der Kammer 18a und der Starterklappenkammer 30 oder anderen geeigneten Stellen auf der Luftansaugseite des Vergasers 80a. Der Grad oder die Größe der Be- und Entlüftung der zweiten Kammer 18a hängt von der Bohrung der Lüftungsleitung 51 und/oder dem Anordnungswinkel der Lüftungsleitung 51 relativ zum Luft­ strom in der Starterklappenbohrung 30 ab.

In Fig. 4 ist ein Vergaser 80b dargestellt, der im wesentlichen gleich dem Vergaser 80a ist, mit der Ausnahme, daß die Lüf­ tungsleitung 51 die zweite Kammer 18a direkt mit dem Luftein­ laßsystem 45 verbindet, und zwar stromabwärts des Luftfilters 46.

Im Normalbetrieb des Motors werden Änderungen des Luftein­ laßunterdruckes der der Zumeßkammer 15 zugewandten Seite der Zumeßmembran 17 über die Hauptdüsen-Ausgangsöffnung 29, die primären und sekundären Ausgangsöffnungen 11A und 11B und der zweiten Kammer 18a über die Leitung 51 übertragen. Es besteht ein Zusammenhang zwischen dem Unterdruck, der der Zumeßmembran 17 auf der Seite der Zumeßkammer 15 übertragen wird, und dem Unterdruck, der auf die zweite Kammer 18a übertragen wird. Dieser Zusammenhang steuert die Größe, bei der die Einlaßnadel 25 schließt oder öffnet, um die dem Motor zugeführte Menge an Treibstoff zu verringern oder zu vergrößern. Je größer der Unterdruck in der zweiten Kammer 18a ist, desto größer ist die Verringerung der Treibstoffzufuhr. Nimmt der Unterdruck in der Starterklappenbohrungskammer oder im Luftansaugsystem 45 aufgrund eines beschränkten Luftfilters 46 zu, wobei dies durch Verstopfen mit Holzspänen oder Holzmehl verursacht wird, so spricht die Zumeßmembran 17 dementsprechend an, und verur­ sacht eine Verringerung der benötigten Treibstoffzufuhr, damit die gewünschten Luft/Treibstoffverhältnisse erreicht werden. Demzufolge fällt die Notwendigkeit, die Treibstoffzuführung zum Vergaser aus Gründen von teilweise blockierten Luftfiltern und/oder aufgrund von Höhenwechseln immer wieder nachzuju­ stieren weg.

Es ist daher einleuchtend, daß, im Gegensatz zu einem konven­ tionellen Vergaser 80, bei dem die Kammer 18 über das atmos­ phärische Ventil 19 mit der Atmosphäre ventiliert, was in einer übermäßigen Bewegung der Membran 17 nach oben (wie dies in den Zeichnungen dargestellt ist) resultiert, falls der Unterdruck in der Zumeßkammer 15 ansteigt, das Vorsehen der Lüftungsleitung 51 ein Ausgleich von Unterdruckschwankungen aufgrund eines blockierten Luftfilters 46 möglich sind. Dem­ zufolge ist die Bewegung der Membran 17 unabhängig vom redu­ zierten Luftdruck aufgrund eines blockierten Filters oder aufgrund von Höhenwechseln.

Im Betrieb eines Vergasers 80a oder des Vergasers 80b unter bestimmten vorgegebenen Bedingungen herrscht bei geöffneter Drossel in dem Venturi-Rohr 2 ein Unterdruck von 48 mPa. In der Kammer 18a herrscht ein Unterdruck von 14 mPa. Nimmt der Druck im Venturi-Rohr 2 aufgrund einer Beschränkung am Luft­ filter 46 auf 64 mPa ab (das Vakuum nimmt zu), so nimmt der Unterdruck in Kammer 18a auf 24 mPa zu. In anderen Worten ausgedrückt, gleicht der Vergaser 80a die Zunahme des Unter­ druckes im Venturi-Rohr aufgrund einer Beschränkung im Luft­ filter 46 aus. Die Treibstoff/Luftmischung bleibt im wesent­ lichen die selbe.

Es existiert ein Verhältnis zwischen dem Druck in dem Venturi- Rohr 2 und dem Druck in der Kammer 18a.

Im beiliegenden Diagramm 1 ist für den Vergaser 80 der Luft­ zustrom gegen das Treibstoff/Luftverhältnis aufgetragen. Es zeigt eine Anreicherung des Treibstoff/Luftgemisches als Ergebnis einer 20%igen Beschränkung des Lufteinlasses, die die Wirkung eines teilweise blockierten Luftfilters 46 simu­ liert.

Im beiliegenden Diagramm 2 ist der Luftzustrom gegen das Treibstoff/Luftverhältnis für einen Vergaser 80a oder 80b aufgetragen. Der Lufteinlaß wurde um 22% beschränkt. Es sei festzuhalten, daß die Treibstoff/Luftverhältnisse jeweils ziemlich ähnlich sind, sowohl mit als auch ohne Beschränkung.

Claims (4)

1. Vergaser, mit einem Gehäuse (14), das Vergaserluft-Ein­ laßmittel umfaßt, mit einer in einer Drosselklappenbohrungs­ kammer (31) aufgenommenen Drosselklappe (10), mit einer Starterklappenbohrungskammer (30), mit einem Gehäuseteil, das eine erste oder Zumeßkammer (15) und eine zweite Kammer (18a) umfaßt, mit einer zwischen der Zumeßkammer (15) und der zweiten Kammer (18a) angeordneten Zumeßmembran (17), mit Lüftungsmittel für die zweite Kammer (18a), mit einem Treibstoff-Einlaßventil zum Einlassen von Treibstoff in die Zumeßkammer (15), mit Steuermitteln für das Einlaß­ ventil, mit Treibstoffauslaßmittel, die in Strömungsver­ bindung mit der Zumeßkammer (15) stehen, wobei die Steuer­ mittel die Zumeßmembran (17) einschließen, so daß, im Betrieb, eine Bewegung der Membran (17) im Gehäuseteil in Abhängigkeit der in der ersten Kammer (15) und/oder in der zweiten Kammer (18a) stattfindenden Druckänderungen die Durchflußgeschwindigkeit des Treibstoffes in die Zumeßkammer (15) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsmittel eine Öffnung (51) aufweisen, die eine Strömungsverbindung zwischen der zweiten Kammer (18a) und den Luft-Einlaßmitteln herstellt, so daß, im Betrieb, ein Lüften der zweiten Kammer (18a) ausschließlich durch diese Öffnung (51) erreicht wird, und die Membran (17) auf Seiten der Kammer (18a) auf Druckänderungen in den Luft-Einlaßmitteln anspricht.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft-Einlaßmittel die Starterklappenbohrungskammer (30) aufweisen.

3. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft-Einlaßmittel ein Luft-Einlaßsystem enthalten.

4. Vergaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Luft-Einlaßsystem Leitungsmittel (45) aufweist, die eine Lufteinlaßöffnung und eine Luftauslaßöffnung aufweisen, wobei die Lufteinlaßöffnung mit Luftfilter­ mittel (46) versehen ist, so daß gefilterte Luft in die Leitung (45) eintreten kann, wobei die Luftauslaßöffnung in Strömungsverbindung mit der Starterklappenbohrungs­ kammer (30) steht, und wobei die Öffnung (51) eine Strömungsverbindung zwischen der zweiten Kammer (18a) und den Leitungsmitteln (45), und zwar stromabwärts der Luftfiltermittel (46) schafft.