GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Zuführen von Start-Kraftstoff für einen Vergaser, bei der
der Start-Kraftstoff automatisch in Verbindung mit den
Startbedingungen der Brennkraftmaschine zugeführt wird.
HINTERGRUND UND MERKMALE DER ERFINDUNG
-
Ein elektrischer Startermotor wird selbst an einer kleinen
Brennkraftmaschine wie z.B. einer tragbaren Arbeitsmaschine
angebracht, um den Startvorgang zu erleichtern. Die
Anmelderin hat eine japanische Patentanmeldung Nr. 16 6473/ 1988
eingereicht, die eine Vorrichtung offenbart, bei der die
Umgebungstemperatur durch einen Temperaturfühler erfaßt
wird, um beim Kaltstart der Brennkraftmaschine ein reiches
Gemisch zuzuführen, und wenn die Umgebungstemperatur
niedrig ist, wird eine elektrische Kraftstoffpumpe angetrieben,
um Startkraftstoff einem Einlaßkanal eines Vergasers
zuzuführen. Vorzugsweise wird jedoch auf die elektrische
Kraftstoffpumpe und den Temperaturschalter verzichtet, da diese
die Kosten in die Höhe treiben und die Vorrichtung größer
und schwerer wird.
-
Im Hinblick auf die genannten Probleme besteht ein Ziel der
vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zum Zuführen
von Startkraftstoff für einen Vergaser zu schaffen, die
kostengünstig, klein und leichtgewichtig ist, wobei
Startkraftstoff automatisch einem Vergaser in Übereinstimmung
mit den Startbedingungen der Brennkraftmaschine ohne die
Verwendung eines Temperaturschalters zugeführt wird.
-
Zum Erreichen dieses Ziels schafft die vorliegende
Erfindung eine Anordnung in einer Brennkraftmaschine, die mit
einem Schwungradmagneten zum Zuführen von Startkraftstoff
aus einer Kraftstoffkammer eines Vergasers zu einem
Einlaßkanal über ein elektromagnetisches Ventil versehen ist.
Das elektromagnetische Ventil wird durch ein
Ausgangssignal einer Primärspule des Schwungradmagneten betätigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Fig. 1 ist eine geschnittene Ansicht, die den
schematischen Aufbau einer Vorrichtung zum Zuführen von
Startkraftstoff für einen Vergaser gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
Fig. 2 ist eine elektrische Schaltung der Vorrichtung zum
Zuführen von Startkraftstoff;
-
Fig. 3 ist ein charakteristisches Diagramm zwischen der
Drehfrequenz einer Primärspule eines
Schwungradmagneten und der Spannung;
-
Fig. 4 sind Startverlauf-Diagramme der Brennkraftmaschine.
und 5
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
A. Kurze Beschreibung der Betriebsweise
-
Falls die Brennkraftmaschine 31 wieder angelassen wird,
wenn die Umgebungstemperatur hoch ist oder unmittelbar
nachdem die Brennkraftmaschine 31 angehalten wurde, wird
die Brennkraftinaschine 31 gleichzeitig mit dem Drehen der
Brennkraftmaschine 31 durch einen elektrischen Startermotor
29 (oder gleichzeitig mit dem Wiederanziehvorgang)
angelassen und die Drehfrequenz der Brennkraftmaschine wird
deutlich größer als die Drehfrequenz des elektrischen
Startermotors 29 (oder die Drehfrequenz der
Brennkraftmaschine durch den Wiederanziehvorgang). Unmittelbar
nachdem der Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine 31 durch
Strom, Spannung oder Impulszahl einer Primärspule eines
Schwungradmagneten 30 erfaßt wird, wird ein
elektromagnetisches Ventil C geschlossen, so daß die Zufuhr von
Startkraftstoff von einer Kraftstoffpumpe A zu einem
Kraftstoffspeicher 10 über eine Kraftstoffkammer 26 und das
elektromagnetische Ventil C unterbrochen wird. Die weiche
Leerlaufdrehung der Brennkraftmaschine 31 wird daher erhalten.
-
Wenn die Umgebungstemperatur so niedrig ist, daß die
Brennkraftmaschine 31 noch nicht aufgewärmt ist, ist die
Drehfrequenz der Brennkraftmaschine gleich der des elektrischen
Startermotors 29 unmittelbar nach Anlassen der
Brennkraftmaschine, und der Startkraftstoff wird von der
Kraftstoffpumpe A dem Kraftstoffspeicher 10 des Vergasers 1 über die
Kraftstoffkammer 26 und das elektromagnetische Ventil C
zugeführt und schließlich aus dem Kraftstoffspeicher 10 in
einen Lufteinlaßkanal 9 gezogen. Wenn der
Brennkraftmaschine 31 ein angereichertes Gemisch zugeführt wird,
startet die Brennkraftmaschine 31. Wenn die Drehfrequenz der
Brennkraftmaschine größer als die des elektrischen
Startermotors 29 ist, wird das elektromagnetische Ventil C
geschlossen, um die Zufuhr des Startkraftstoffes von der
Kraftstof pumpe A zum Kraftstoffspeicher 10 zu
unterbrechen.
-
Einiger Startkraftstoff verbleibt jedoch im
Kraftstoffspeicher 10, und daher wird das angereicherte Gemisch der
Brennkraftmaschine 31 für eine Weile kontinuierlich
zugeführt und der Aufwärmbetrieb der Brennkraftmaschine 31
läuft weich ab.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung und ihrer
verschiedenen Elemente
-
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum
Zuführen von Startkraftstof gemäß der vorliegenden
Erfindung
für den Fall eines Membranvergasers. Die Vorrichtung
zum Zuführen von Startkraftstoff besitzt ein Gehäuse 4 mit
einer Kraftstoffmembranpumpe A, einem
Kraftstoffzufuhrmechanismus B, einem elektromagnetischen Ventil C zum
Öffnen und Schließen eines Kanals zwischen dem
Kraftstoffzufuhrmechanismus B und einem Kraftstoffspeicher 10 sowie
einer Steuerschaltung 37 zum Steuern des Betriebs des
elektromagnetischen Ventils C in Abhängigkeit von einem Signal
für eine Primärspule 30h (Fig. 2) eines Schwungradmagneten
30 der Brennkraftmaschine 31.
-
In dem Vergaser 1 ist ein Drosselklappenventil 8 drehbar
und axial bewegbar auf einem zylindrischen Abschnitt 7
gelagert, der einen Lufteinlaßkanal 9 des Gehäuses 4
durchquert. Ein Drosselventil 8 mit einer Drosselbohrung 8a
besitzt einen Hebel 2, der mit einem Wellenabschnitt kleinen
Durchmessers am oberen Ende verbunden ist, und ein am Hebel
2 aufgehängtes Folgeglied wird mittels einer Feder (nicht
gezeigt) gegen einen Nocken 3a an einem Deckel 3, der den
zylindrischen Abschnitt 7 verschließt, vorgespannt und
angedrückt. Wenn das Drosselventil 8 zum Vergrößern seines
Öffnungsgrades von dem Hebel 2 gedreht wird, bewegt sich
ein mit dem Drosselventil 8 verbundenes Nadelventil 5 nach
oben, um den Öffnungsgrad einer Kraftstoffdüse 6, die
Kraftstoffmenge und die Ausgangsleistung der
Brennkraftmaschine 31 zu erhöhen.
-
Ein Kraftstoffspeicher 10 für den Startkraftstoff ist am
Boden des zylindrischen Abschnitts 7, und zwar an der
unteren Seite des Drosselventils 8, gebildet, so daß beim
Starten der Brennkraftmaschine 31 Kraftstoff im
Kraftstoffspeicher 10 in den Lufteinlaßkanal 9 gesaugt wird und zwar
aus einem Freiraum zwischen dem zylindrischen Abschnitt 7
und dem Drosselventil 8. Der Kraftstoffspeicher 10 enthält
ein poröses Bauteil, vorzugsweise aus Keramik.
-
Die Kraftstoffpumpe A besitzt eine Impuls-Einlaßkammer
und eine Pumpkammer, die von einer Membran 28 innerhalb des
Vergasergehäuses 4 gebildet werden, wobei die Impulsdruck-
Einlaßkammer mit einer Kurbelkammer der Brennkraftmaschine
31 in Strömungsverbindung steht. Die Pumpkammer ist über
eine Rückschlagventil 27 und ein Rohr 55 mit einem
Kraftstofftank 18 verbunden und außerdem über ein
Rückschlagventil 24, eine Rohr 15 und ein Einlaßventil 23 mit einer
Kraftstoffkammer in Form einer Dosierkammer 26 des
Kraftstoffzufuhrmechanismus B. Ein vom Rohr 15 abgezweigtes Rohr
15a ist mit dem Kraftstofftank 18 über eine Öffnung
verbunden.
-
Der Kraftstoffzufuhrmechanismus B besitzt eine Dosierkammer
26 und eine atmosphärische Kammer 20, die von einer Membran
19 innerhalb des Vergasergehäuses 4 gebildet werden. Ein
Hebel 21 ist auf einer Welle 22 in der Dosierkammer 26
gelagert. Der Hebel 21 wird mit einem Ende von einer Feder
gegen die Membran 19 angedrückt, während das andere Ende so
vorgespannt ist, daß es an einem Einlaßventil 23 anliegt
und dieses verschließt. Die Dosierkammer 26 ist mit der
Kraftstoffdüse 6 eines Kraftstoffzufuhrrohres über einen
Kraftstoffstrahl 25 verbunden. Die Dosierkammer 26 ist
außerdem mit dem erwähnten Kraftstoffspeicher 10 über einen
Kanal 14, eine Öffnung 17, eine Ventilkammer des
elektromagnetischen Ventils C und einen Kanal 11 verbunden.
-
Fig. 2 zeigt eine Steuerschaltung zum Steuern des Betriebs
des elektromagnetischen Ventils C. Wie in der linken Hälfte
der Fig. 2 gezeigt ist, ist eine Zündschaltungseinheit 32,
in der eine Zündkerze 40 von einem Schwunggradmagneten 30
angetrieben wird, mit einer Leistungsquelle in Form einer
Batterie 36 durch eine Diode 34 verbunden. Eine
Reihenschaltung, die eine Startschalter 35 und einen
elektrischen Startermotor 29 enthält, ist mit der Batterie 36
verbunden. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet einen Stopschalter
zum Kurzschließen beider Klemmen der Zündkerze 40 zum
Anhalten der Brennkraftmaschine 31.
-
Wie in der rechten Hälfte der Fig. 2 gezeigt ist, ist eine
Steuerschaltung 37 vorgesehen. Das Bezugszeichen 33a
bezeichnet einen Schalter, der mit dem Stopschalter 33,
Widerständen 43-47 und 49-51, einer Zenerdiode 42,
Kondensatoren 41 und 54, Transistoren 48 und 52 und Dioden 53 und
56 verbunden ist.
BETRIEBSWEISE DER VORRICHTUNG
-
Im folgenden wird die Betriebsweise der Vorrichtung zum
Zuführen von Startkraftstoff beschrieben. Wenn der
Startschalter 35 geschlossen wird, wird der elektrische
Startermotor 29 gedreht, und das Schwungrad wird gemeinsam mit der
Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 31 gedreht, wodurch ein
Induktionsstrom in die Primärspule 30a strömt und eine hohe
Spannung zwischen beide Klemmen der Zündkerze 40 synchron
zur Drehbewegung der Brennkraftmaschine 31 gelegt wird. Die
Induktionsspannung der Primärspule 30a erhöht sich
proportional zur Drehfrequenz der Brennkraftmaschine.
-
Die Induktionsspannung der Primärspule 30a ist, wie durch
die gestrichelte Linie in Fig. 3 angedeutet wird, sehr
niedrig, wenn die Brennkraftmaschine 31 von dem
elektrischen Startermotor 29 angetrieben wird, und die
Induktionsspannung ist, wie durch die vollausgezogene Linie
angedeutet wird, hoch, wenn die Brennkraftmaschine 31 in die
Leerlaufdrehung angelassen wird.
-
Falls in Fig. 2 die Spannung der Primärspule 30a niedrig
ist, ist der Strom von der Batterie 36 zur Basis des
Transistors 48 über die Widerstände 44, 45 und 47 sehr niedrig,
und der Transistor 48 befindet sich im erregungsfreien
Zustand. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein starker Strom von der
Batterie 36 zur Basis des Transistors 52 über den Schalter
33a, die Widerstände 43, 49 und 50; der Transistor 42 wird
erregt und eine elektromagnetische Spule des
elektromagnetischen Ventils C wird erregt, um das letztere zu öffnen.
Der in den Widerstand 51 fließende Strom wird fein
eingestellt.
-
Wenn die Brennkraftmaschine 31 in den Leerlaufzustand
angelassen wird, erhöht sich die Spannung der Primärspule
30a, und der in die Basis der Transistors 48 fließende
Strom erhöht sich, so daß der Transistor 48 durchgeschaltet
wird. Der Strom fließt dann von der Batterie 36 zum
negativen Pol der Batterie 36 über den Schalter 33a, die
Widerstände 43 und 49 sowie den Transistor 48. Der Strom, der
über den Widerstand 50 in die Basis des Transistors 52
fließt, nimmt stark ab, und der Transistor 52 wird entregt.
Die elektromagnetische Spule des elektromagnetischen
Ventils C wird entregt, um das letztere zu schließen.
-
Wie oben beschreiben, wird das elektromagnetische Ventil C
geschlossen, wenn die Brennkraftmaschine 31 die
Leerlaufdrehung erreicht. Daher wird nun der Startkraftstoff zum
Erzeugen eines angereicherten Gemisches entsprechend den
Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine wie z.B der
Umgebungstemperatur zugeführt, um die Brennkraftmaschine 31
weich zu starten.
-
Wie durch die festausgezogene Linie in Fig. 4 angedeutet
ist, wird, wenn bei niedriger Umgebungstemperatur der
elektrische Startermotor 29 gedreht wird (Drehfrequenz -n1),
die Membran 28 der Kraftstoffpumpe A (Fig. 1) durch den
Impulsdruck der Kurbelkammer der Brennkraftmaschine 31 auf-
und abwärts hin und her bewegt und der Kraftstoff im
Kraftstoffspeicher 18 wird in die Pumpkammer der Kraftstoffpumpe
A über das Rohr 55 und das Rückschlagventil 27 gesaugt und
dann über das Rückschlagventil 24, das Rohr 15 und das
Einlaßventil
23 an die Dosierkammer 26 abgegeben. Der
Kraftstoff in der Dosierkammer 26 wird von der Kraftstoffdüse 6
zur Drosselbohrung 8a durch den Kraftstoffstrahl 25
zugeführt. Zur gleichen Zeit wird der Kraftstoff in der
Dosierkammer 26 zum Kraftstoffspeicher über den Kanal 40, das
elektromagnetische Ventil C und den Kanal 11 zugeführt.
Wenn der Kraftstoff im Kraftstoffspeicher 10 in den
Lufteinlaßkanal 9 gesaugt wird, um das angereicherte Gemisch
der Brennkraftmaschine 31 zuzuführen, wird die
Brennkraftmaschine 31 gestartet. Wenn die Brennkraftmaschine 31 die
Leerlaufdrehzahl erreicht (Drehfrequenz -n2), wird das
elektromagnetische Ventil C geschlossen, und der Kraftstoff
in der Dosierkammer 26 wird nicht in den Kraftstoffspeicher
10 gefördert. Da jedoch der im porösen Teil des
Kraftstoffspeichers 10 verbleibende Startkraftstoff für eine
Weile kontinuierlich dem Lufteinlaßkanal 9 zugeführt wird,
ist ein weicher Aufwärmbetrieb aufrechterhalten.
-
Wenn das elektromagnetische Ventil C selbst dann, wenn die
Brennkraftmaschine 31 die Leerlaufdrehzahl erreicht, nicht
geschlossen ist, wird der Kraftstoff in der Dosierkammer 36
kontinuierlich dem Kraftstoffspeicher 10 zugeführt, und
daher wird das angereicherte Gemisch immer noch der
Brennkraftmaschine 31 zugeführt. In diesem Fall läuft die
Brennkraftmaschine 31 unrund, und sie hält über kurz oder lang
an, wie durch die gestrichelte Linie (Fig. 4) angedeutet
ist.
-
In Fig. 4 dauert es eine kurze Zeit, bis die
Brennkraftmaschine 31 die Leerlaufdrehzahl erreicht, da der Kraftstoff
aufgrund der niedrigen Temperatur der Brennkraftmaschine
und der offenen Luft nicht gut verdampft ist.
-
Wenn andererseits die Umgebungstemperatur der
Brennkraftmaschine 31 hoch ist, oder wenn die Brennkraftmaschine bei
niedriger Umgebungstemperatur nach dem Anhalten wieder
angelassen wird, springt die Brennkraftmaschine 31 durch
Drehen des elektrischen Statormotors 29 augenblicklich an,
um die Leerlaufdrehung zu erreichen. In der Zwischenzeit
wird der Kraftstoff in der Dosierkammer 26 dem
Kraftstoffspeicher 10 über das elektromagnetische Ventil C zugeführt;
das elektromagnetische Ventil C wird jedoch unmittelbar
nachdem die Brennkraftmaschine 31 die Leerlaufdrehzahl
erreicht, geschlossen. Ein weicher Leerlauf der
Brennkraftmaschine 31 wird daher aufrechterhalten, wie durch die
festausgezogene Linie in Fig. 5 angedeutet wird.
-
Wenn das elektromagnetische Ventil C offenbleibt, selbst
wenn die Brennkraftmaschine 31 die Leerlaufdrehzahl
erreicht, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 5
angedeutet ist, wird das angereicherte Gemisch kontinuierlich
der Brennkraftmaschine 31 zugeführt, und daher läuft die
Brennkraftmaschine 31 unrund, und sie hält über kurz oder
lang an.
-
Während bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel das
elektromagnetische Ventil in Abhängigkeit von der
Spannungsänderung in der Primärspule des Schwungradmagneten
gesteuert wird, versteht es sich, daß das
elektromagnetische Ventil auch durch den in der Primärspule fließenden
Strom oder die Impulszahl - statt durch die Spannung -
gesteuert werden kann.
-
Wie oben beschreiben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
bei einer Brennkraftmaschine, die mit einem
Schwungradmagneten zum Zuführen von Startkraftstoff aus einer
Kraftstoffkammer zu einem Vergaser in einem Luftansaugkanal über
ein elektromagnetisches Ventil versehen ist, das
elektromagnetische Ventil durch ein Ausgangssignal einer
Primärspule des Schwungradmagneten betätigt. Wenn daher die
Brennkraftmaschine durch den elektrischen Startermotor oder
einen Wiederanziehvorgang gedreht wird, wird der Kraftstoff
in der Kraftstoffkammer dem Kraftstoffspeicher über das
elektromagnetische Ventil zugeführt; der Startkraftstoff
wird dann aus der Kraftstoffkammer dem Lufteinlaßkanal
zugeführt, und das angereicherte Gemisch wird der
Brennkraftmaschine zugeführt. Da jedoch das elektromagnetische Ventil
unmittelbar nach dem Anspringen der Brennkraftmaschine
geschlossen wird, wird die Zufuhr des Startkraftstoffes aus
der Kraftstoffkammer zum Kraftstoffspeicher unterbrochen,
wodurch die weiche Drehung der Brennkraftmaschine erhalten
bleibt. Insbesondere beim Einlassen bei hoher Temperatur
springt die Brennkraftmaschine unmittelbar nach dem Drehen
durch den elektrischen Startermotor an, und daher wird der
Startkraftstoff, durch den der weiche Leerlauf der
Brennkraftmaschine beeinträchtigt wird, sparsam zugeführt.
-
Im Vergleich zu dem herkömmlichen System, bei dem die
Umgebungstemperatur durch den Temperaturschalter erfaßt und
bei niedriger Umgebungstemperatur die elektrische
Kraftstoffpumpe angetrieben wird, erfordert die Vorrichtung der
vorliegenden Erfindung weder einen Temperaturschalter noch
eine Kraftstoffpumpe. Das elektromagnetische Ventil wird in
Abhängigkeit von einer Änderung der Spannung, des Stroms
oder der Pulszahl der Primärspule des Schwungradmagneten
geschlossen. Daher sind die Herstellungskosten verringert;
der Startkraftstoff wird in Übereinstimmung mit den für den
Startkraftstoff erforderlichen Bedingungen zugeführt, und
ein weicher Start der Brennkraftmaschine wird erreicht.
-
Da der Temperaturschalter nicht vorgesehen ist, wird die
mühsame Arbeit des Heraussuchens und Anbringens einer
Anzahl von Temperaturschaltern entsprechend den
Besonderheiten der Brennkraftmaschine, wie dies im Stand der
Technik anzutreffen ist, vermieden.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden bei der Vorrichtung
zum Zuführen von Startkraftstoff für einen Vergaser
sämtliche
Einzelteile auf den Umfangsabschnitte des Vergasers
konzentriert, wodurch ein größerer Typ der Vorrichtung
vermieden wird.