DE69004779T2

DE69004779T2 - Method and device for measuring fuel.

Info

Publication number: DE69004779T2
Application number: DE90120109T
Authority: DE
Inventors: Mark Steven Swanson; John Clark Woody
Original assignee: Walbro Corp
Current assignee: Walbro Corp
Priority date: 1989-10-26
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2010-10-20
Also published as: JPH03151557A; JP2549199B2; EP0424821B1; CA2028577A1; IE64317B1; EP0424821A1; DE69004779D1; CA2028577C; IE903709A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffzumeßvorrichtung für Motoren, bei denen Vergaser Verwendung finden, genauer gesagt einen Vergaser vom Kleinmembran- oder Schwimmergehäusetyp für kleine Brennkraftmaschinen, wie sie beispielsweise in tragbaren Werkzeugen, wie Kettensägen, in Rasenmähern und anderen motorbetriebenen Rasenmäh- und Gartengeräten sowie in kleinen Off-Road-Sportfahrzeugen etc. Verwendung finden.The present invention relates to a fuel metering device for engines using carburetors, more specifically to a small diaphragm or float bowl type carburetor for small internal combustion engines such as those used in portable tools such as chain saws, lawn mowers and other motor-driven lawn mowers and garden equipment, and small off-road sports vehicles, etc.

Der Kraftstoffdurchsatz in Membranvergasern hängt von der Druckdifferenz ab, die zwischen dem Venturiabschnitt des Vergasers und der Atmosphäre herrscht. Der Venturidruck hängt von den Konstruktionseigenschaften und Betriebsbedingungen des Motors ab. Ein Membranvergaser umfaßt normalerweise eine Gemischleitung, in der Kraftstoff mit Luft zur Zuführung zum Ansaugkrümmer eines Motors gemischt wird, eine Kraftstoffkammer, die durch eine Membran verschlossen ist und über eine Düse mit der Gemischleitung in Verbindung steht, um dieser Kraftstoff zuzuführen, und Ventileinrichtungen, die von der Membran gesteuert werden, um die Kraftstoffzufuhr von einem Kraftstofftank zur Kraftstoffkammer zu steuern. Ein Luftfilter ist vorgesehen, um die in die Gemischleitung eindringende Luft zu reinigen. Die Gemischleitung ist mit einer Drossel, d.h. einem Venturiabschnitt, versehen. Wenn sich der Motor in Betrieb befindet, strömt Luft durch die Gemischleitung, tritt ein Druckabfall über dem Venturiabschnitt auf (d.h. ein partielles Vakuum wird im Venturiabschnitt erzeugt) und bewirkt der auf der Außenseite der Membran herrschende Druck, daß sich die Membran nach innen biegt und eine Kraftstoffzufuhr durch die Düse bewirkt, die normalerweise am Halsabschnitt des Venturiabschnitts angeordnet ist, wo der Druckabfall am größten ist. Durch diese Durchbiegung der Membran werden die Ventileinrichtungen geöffnet, um Kraftstoff der Kraftstoffkammer zuzuführen.The fuel flow rate in diaphragm carburetors depends on the pressure difference existing between the venturi section of the carburettor and the atmosphere. The venturi pressure depends on the design characteristics and operating conditions of the engine. A diaphragm carburettor normally comprises a mixture line in which fuel is mixed with air for delivery to the intake manifold of an engine, a fuel chamber closed by a diaphragm and communicating with the mixture line through a nozzle for supplying fuel thereto, and valve means controlled by the diaphragm for controlling the fuel supply from a fuel tank to the fuel chamber. An air filter is provided to clean the air entering the mixture line. The mixture line is provided with a throttle, ie a venturi section. When the engine is running, air flows through the mixture line, a pressure drop occurs across the venturi section (ie a partial vacuum is created in the venturi section) and the pressure on the outside of the diaphragm causes the diaphragm to bend inwards and provide fuel through the nozzle, which is normally located at the throat section of the venturi section where the pressure drop is greatest. This deflection of the diaphragm opens the valve means to supply fuel to the fuel chamber.

Es ist bekannt, daß das Ansaugverhalten von Motoren oft nachteilige Auswirkungen auf die Kraftstoffzumeßeigenschaften des Vergasers hat, insbesondere in bezug auf Einzylindermotoren, die über einen relativ großen Drehzahlbereich arbeiten. Das Tuning der Motoransaugung kann bewirken, daß der Vergaser Kraftstoff dem Luftstrom in einem inkorrekten Verhältnis beimischt, und zwar aufgrund einer unstetigen Luftströmung durch der Vergaser und aufgrund der Auswirkungen Druckwellen. Diese Wellen werden durch das Öffnen und Schließen des Einlasventils oder der Einlaßventile oder der Öffnung oder Öffnungen erzeugt und bewegen sich mit Schallgeschwindigkeit, wobei ihr Verhalten bekannt ist.It is known that the intake characteristics of engines often have an adverse effect on the fuel metering characteristics of the carburettor, particularly in relation to single cylinder engines operating over a relatively wide speed range. Tuning the engine intake can cause the carburettor to mix fuel with the airflow in an incorrect ratio due to unsteady airflow through the carburettor and the effects of pressure waves. These waves are generated by the opening and closing of the intake valve(s) or orifice(s) and travel at the speed of sound and their behavior is known.

Diese Auswirkungen der sich bewegenden Druckwellen auf den von der Düse des Vergasers zugeführten Kraftstoff sind lange eine Problemquelle für den Vergaserkonstrukteur gewesen. Der entsprechende Welleneffekt überlagert den normalen Unterdruck, der durch den Motoransaugluftstrom verursacht wird, welcher den Venturiabschnitt pasiert. Dies wiederum bewirkt, daß die Düse Kraftstoff in einer Weise abgibt, die nicht vollständig vom durch den Luftstrom erzeugten Unterdruck abhängig ist. Der Vergaser funktioniert richtig, wenn der Druckabfall ΔP über den Hauptstrahl (in einem gewissen Abstand vom Düsenauslaß im Venturiabschnitt) proportional zur Dichte und zum Quadrat der Geschwindigkeit des Luftstromes ist, This effect of the moving pressure waves on the fuel delivered by the carburetor nozzle has long been a source of problems for carburetor designers. The resulting wave effect overwhelms the normal negative pressure caused by the engine intake air flow passing through the venturi section. This in turn causes the nozzle to deliver fuel in a manner that is not fully offset by the negative pressure created by the air flow. The carburetor functions correctly when the pressure drop ΔP across the main jet (at a certain distance from the nozzle outlet in the venturi section) is proportional to the density and the square of the velocity of the air stream,

Die Tuning-Wellen überlagern sich mit dem Druckabfall im Venturiabschnitt und wirken sich in nachteiliger Weise auf die Kraftstoffdosierung aus, die sonst in Abhängigkeit von dieser Beziehung konzipiert ist. Genauer gesagt, diese Tuningwelle beaufschlagt die Kraftstoffzuführseite des Hauptstromes und wirkt sich in nachteiliger Weise auf den gewünschten Konstruktionswert des Druckabfalls ΔP über die Hauptdüsenkraftstoffsteuerdrossel aus.The tuning waves interfere with the pressure drop in the venturi section and adversely affect the fuel metering, which is otherwise designed in dependence on this relationship. More specifically, this tuning wave acts on the fuel supply side of the main stream and adversely affects the desired design value of the pressure drop ΔP across the main nozzle fuel control throttle.

Es wird angenommen, daß solche Tuningwellen, d.h. Luftdruckwellen, die in der Vergasergemischleitung durch das plötzliche Öffnen und Schließen der Motoreinlaßöffnung erzeugt werden, für derart bekannte Probleme, wie "Spucken" unter bestimmten Betriebsbedingungen des Motors, sowie für bestimmte unnormale und weniger gut erkannte Abweichungen in den gewünschten Motor-Vergaser-Betriebskurven des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses in Abhängigkeit von der Motordrehzahl (d.h. unerwünschte "fette oder inagere Stellen" in den Betriebskurven) und entsprechenden Darstellungen von solchen Parametern, wie dem spezifischen Kraftstoffverbrauch, der Motorleistung, den Abgasbestandteilen etc., verantwortlich sind.It is believed that such tuning waves, i.e. air pressure waves generated in the carburetor mixture line by the sudden opening and closing of the engine intake port, are responsible for such well-known problems as "spitting" under certain engine operating conditions, as well as for certain abnormal and less well-recognized deviations in the desired engine-carburetor operating curves of the fuel-air ratio as a function of engine speed (i.e. undesirable "rich or lean spots" in the operating curves) and corresponding representations of such parameters as specific fuel consumption, engine power, exhaust gas constituents, etc.

Ein anderes bekanntes Problem, das die gewünschten oder konzipierten Kraftstoffdosiereigenschaften eines Vergasers, ob vom Membran- oder Schwimmertyp, nachteilig beeinflußt, ist das allmähliche Zusetzen durch Schmutz, Staub und/oder andere in der Luft mitgeführte Feststof fpartikel des Motorlufteinlaßfilters, der üblicherweise vor dem Lufteintritt in die Vergasergemischleitung angeordnet ist.Another known problem that adversely affects the desired or designed fuel metering characteristics of a carburetor, whether diaphragm or float type, is the gradual clogging of the engine air intake filter, which is usually located before the air enters the carburettor mixture line, by dirt, dust and/or other airborne solid particles.

Eine Kraftstoffzumeßvorrichtung und ein Verfahren zum Zumessen von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 8 sind aus der US-A- 3 174 732 bekannt. Bei dieser Vorrichtung des Standes der Technik umfaßt der Entlüftungskanal ein Paar von Kanälen, die in die Gemischleitung münden, um den hierin herrschenden statischen Druck abzufühlen. Einer der Kanäle erstreckt sich von der Gemischleitung benachbart zu ihrem aufstromseitigen Ende und auf stromseitig einem Choke-Ventil bis zur Luftkammer, während sich der andere Kanal vom der Gemischleitung benachbart zur Hauptkraftstoffdüse im Drosselabschnitt (Venturiabschnitt) der Leitung erstreckt. Beide Kanäle sind mit Drosseln versehen, um die Auswirkung von Motorpulsationen in der Gemischleitung zu dämpfen. Obwohl diese Kanäle unabhängig von der Verstopfung des Luftfilters ein vorgegebenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufrechterhalten, sind sie nicht dazu geeignet, die nachteiligen Auswirkungen der vorstehend erwähnten beweglichen Drucktuningwellen zu beseitigen.A fuel metering device and a method for metering fuel to an internal combustion engine according to the preambles of claims 1 and 8 are known from US-A-3 174 732. In this prior art device, the vent channel comprises a pair of channels opening into the mixture line to sense the static pressure prevailing therein. One of the channels extends from the mixture line adjacent to its upstream end and downstream of a choke valve to the air chamber, while the other channel extends from adjacent to the mixture line to the main fuel nozzle in the throttle section (venturi section) of the line. Both channels are provided with throttles to dampen the effect of engine pulsations in the mixture line. Although these passages maintain a predetermined air-fuel ratio regardless of air filter clogging, they are not capable of eliminating the adverse effects of the above-mentioned moving pressure tuning shafts.

Die US -A-3 065 957 beschreibt eine Kraftstoffdosiervorrichtung mit einem Vergaser vom Membrantyp. Der Vergaser besitzt ein Lufteintritts-Pitotrohr, das in die Gemischleitung vorsteht und eine Einlaßöffnung aufweist, die in bezug auf die Luftströmungsrichtung in der Gemischleitung auf stromseitig weist. Das Lufteintrittsrohr ist benachbart zum aufstromseitigen Ende der Gemischleitung auf stromseitig einem Choke-Ventil angeordnet und über eine Drossel mit einem Paar von Luftkammern verbunden, die zwischen einem Paar von Membranen zur Betätigung eines Einlaßventiles angeordnet sind. Der Sinn eines solchen Lufteintrittsrohres besteht darin, die Drücke in den beiden durch das Membranpaar gebildeten Kammern auszugleichen.US-A-3 065 957 describes a fuel metering device with a diaphragm type carburettor. The carburettor has an air inlet pitot tube which projects into the mixture line and has an inlet opening which faces upstream with respect to the direction of air flow in the mixture line. The air inlet tube is arranged adjacent to the upstream end of the mixture line on the downstream side of a choke valve and is connected via a throttle to a pair of air chambers which are arranged between a pair of diaphragms. to operate an inlet valve. The purpose of such an air inlet pipe is to equalize the pressures in the two chambers formed by the pair of diaphragms.

Es ist daher Hauptziel der Erfindung, ein Kraftstoffzumeßsystem, eine Kraftstoffzumeßvorrichtung und ein Kraftstoffzumeßverfahren, insbesondere für einen Vergaser der beschriebenen Art, zu schaffen, das bzw. die in wirksamer Weise funktioniert, um auf bessere Weise ein vorgegebenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufrechtzuerhalten, indem der nachteilige Ef fekt der vorstehend erwähnten beweglichen Drucktuningwellen, die sich auf den Druckabfall über dem Hauptstrom oder einer anderen Drossel zum Steuern des in den Venturiabschnitt des Vergasers geführten Kraftstoffs auswirken, beseitigt oder moduliert wird.It is therefore a primary object of the invention to provide a fuel metering system, a fuel metering device and a fuel metering method, particularly for a carburettor of the type described, which functions effectively to better maintain a predetermined air-fuel ratio by eliminating or modulating the adverse effect of the above-mentioned movable pressure tuning shafts which affect the pressure drop across the main flow or other throttle for controlling the fuel fed into the venturi section of the carburettor.

Ein weiteres Ziel besteht darin, einen verbesserten Vergaser zu schaffen, der das vorstehend erwähnte System enthält, das ebenfalls als Entlüftungssystem für die "trockene" Seite der Membrankammer geeignet ist, die in wirksamer Weise funktioniert, um nachteilige Auswirkungen einer Luftfilterverstopfung in bezug auf die Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu verhindern oder zu reduzieren.Another object is to provide an improved carburetor incorporating the above-mentioned system which is also suitable as a venting system for the "dry" side of the diaphragm chamber which functions effectively to prevent or reduce adverse effects of air filter clogging on the maintenance of a predetermined air-fuel ratio.

Noch ein weiteres Ziel besteht in der Schaffung eines Kraftstoff zumeßverfahrens und einer Kraftstoffzumeßvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art, die ebenfalls bei Schwimmervergasern in entsprechender Weise wie bei Membranvergasern Verwendung finden können.Yet another aim is to provide a fuel metering method and a fuel metering device of the type described above, which can also be used in float carburetors in a similar way to diaphragm carburetors.

Des weiteren sollen erfindungsgemäß ein Kraftstoffzumeßsystem und ein Kraftstoffzumeßverfahren der vorstehend beschriebenen Art zur Verfügung gestellt werden, bei denen die Auswirkungen der vorstehend erwähnten Tuningwellen ausgenutzt werden, um in vorteilhafter Weise das Kraftstoffzumeßsystem zu modulieren und variierende Effekte zu bewirken, wie beispielsweise ein mageres Gemisch für einen Sparbereich und/oder ein fettes Gemisch für einen Leistungsbereich.Furthermore, according to the invention, a fuel metering system and a fuel metering method of the above described type, in which the effects of the tuning waves mentioned above are exploited to advantageously modulate the fuel metering system and bring about varying effects, such as a lean mixture for an economy range and/or a rich mixture for a power range.

Die vorstehend aufgeführten Ziele werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, wie sie in deri Patentansprüchen 1 und 2 angegeben ist.The above-mentioned objects are solved by the present invention as defined in claims 1 and 2.

Kurz gesagt werden die Ziele der vorliegenden Erfindung erreicht, indem ein Membranvergaser mit einem Entlüftungskanalsystem vorgesehen wird, mit dem dynamische sowie statische Komponenten der Motortuningdruckwelle erfühlt werden können, die sich auf den Luftstrom im Venturiabschnitt des Vergasers auswirkt, wobei diese derart zur Unterseite ("trockenen Seite") der Membran geführt wird, daß sich die Druckwelle besser auf beide Seiten der Membran auswirkt, so daß die nachteiligen Auswirkungen der Druckwelle im wesentlichen beseitigt werden und nur der gewünschte ΔP-Druckabfall belassen wird, der zwischen der Kraftstoffmembrankammer und der Venturihauptdüse herrscht. Dies wird erreicht, indem ein Ende des Entlüftungskanales mit der trockenen Seite der Membrankammer und das andere Ende des Entlüftungskanales über ein spezielles Luftdruckfühlpitotrohr mit dem Venturiabschnitt des Vergasers verbunden wird, wobei das Pitotrohr so in einer vorgegebenen Weise darin relativ zum Ansaugluftstrom und zum Hauptkraftstoffdüsenauslaß orientiert und angeordnet ist, daß das Pitotrohr und die Kraftstof fdüse der gleichen Tuningdruckwelle im gleichen Augenblick ausgesetzt sind. Alternativ dazu sind das Entlüftungskanalpitotrohr und die Hauptkraftstoffdüsenöffnung im Venturikanal um einen vorgegebenen Voreil- oder Verzögerungsbetrag in Richtung der Wellenfortpflanzung der Drosselbohrung des Vergasers geringfügig gegeneinander versetzt angeordnet, um auf diese Weise ein voreilendes oder verzögerndes Auftreffen der Welle zwischen diesen beiden Venturiöffnungen zu bewirken. Hierdurch wird eine vorgegebene Phasenverschiebung in bezug auf die Auswirkung der Druckwelle auf den Dosierungsdruckabfall erreicht, so daß dieser in vorteilhafter Weise modifiziert werden kann, um auf diese Weise ein mageres Gemisch für einen Sparbereich des Motors oder ein fetteres Gemisch für einen Leistungsbereich desselben in Abhängigkeit von der Richtung und der Größe des vorgegebenen Versatzes zwischen dem Pitotrohr und der Hauptstromkraftstoffdüse zu erzeugen.Briefly stated, the objects of the present invention are achieved by providing a diaphragm carburetor with a vent channel system capable of sensing both dynamic and static components of the engine tuning pressure wave affecting airflow in the venturi section of the carburetor and directing it to the underside ("dry side") of the diaphragm such that the pressure wave better affects both sides of the diaphragm, thereby substantially eliminating the adverse effects of the pressure wave and leaving only the desired ΔP pressure drop existing between the fuel diaphragm chamber and the main venturi nozzle. This is achieved by connecting one end of the vent passage to the dry side of the diaphragm chamber and the other end of the vent passage to the venturi section of the carburetor via a special air pressure sensing pitot tube, the pitot tube being oriented and arranged in a predetermined manner therein relative to the intake air flow and the main fuel nozzle outlet such that the pitot tube and the fuel nozzle are exposed to the same tuning pressure wave at the same instant. Alternatively, the vent passage pitot tube and the main fuel nozzle opening in the venturi passage are advanced or retarded by a predetermined amount in the direction of the wave propagation of the throttle bore of the carburettor are arranged slightly offset from one another in order to cause the wave to impinge between these two venturi openings in an advanced or delayed manner. This achieves a predetermined phase shift in relation to the effect of the pressure wave on the metering pressure drop, so that this can be advantageously modified in order to produce a lean mixture for an economy range of the engine or a richer mixture for a power range of the same, depending on the direction and the size of the predetermined offset between the pitot tube and the main flow fuel nozzle.

In entsprechender Weise steht bei einem Vergaser mit Schwimmergehäuse das vorstehend erwähnte eine Ende des Entlüftungskanales mit dem Kopfraum des Kraftstoffsumpfes im Schwimmergehäuse in Verbindung, wobei die Oberfläche des Kraftstoffs und der darin befindliche Schwimmer als äquivalent zu der Membran angesehen werden und der Kopfraum des Schwiminergehäuses als Kammer auf der "trockenen Seite" behandelt wird.Similarly, in a float bowl carburetor, the above-mentioned one end of the vent passage communicates with the head space of the fuel sump in the float bowl, the surface of the fuel and the float therein being considered equivalent to the diaphragm and the head space of the float bowl being treated as a "dry side" chamber.

Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von beispielhaften und bevorzugten Ausführuncjsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen sind maßstäblich, wenn nicht anders angegeben. Es zeigen:Further objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of exemplary and preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. The drawings are to scale unless otherwise stated. They show:

Figur 1 eine Seitenansicht eines kleinen kompakten Membranvergasers für einen Kettensägenmotor, bei dem das verbesserte Kraftstoff zumeßsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verwendung findet, wobei die beabsichtigte Richtung des Motoransaugluftstromes durch den Vergaser durch den Pfeil A/F gekennzeichnet ist;Figure 1 is a side view of a small compact diaphragm carburetor for a chain saw engine in which the improved fuel metering system according to a first embodiment of the present invention is used, the intended Direction of engine intake air flow through the carburettor is indicated by the arrow A/F;

Figur 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 in Figur 1;Figure 2 is a section along line 2-2 in Figure 1;

Figur 3 eine Unteransicht des Vergasers der Figur 1, gegenüber der Orientierung in Figur 1 um 90º gedreht;Figure 3 is a bottom view of the carburetor of Figure 1, rotated by 90º compared to the orientation in Figure 1;

Figur 4 eine Teilschnittansicht entlang Linie 4-4 in Figur 3, wobei es sich hierbei um eine umgekehrte Ansicht im Vergleich zu den Figuren 1, 2 und 5 handelt;Figure 4 is a partial sectional view taken along line 4-4 in Figure 3, this being an inverted view compared to Figures 1, 2 and 5;

Figur 5 eine Ansicht des Vergasers der Figur 1, und zwar auf das Choke-Ventilende des Gemischkanales, wobei ein Teil entfernt worden und im Schnitt dargestellt ist, um dieses Detail besser zu verdeutlichen;Figure 5 is a view of the carburettor of Figure 1, looking at the choke valve end of the mixture channel, with a portion removed and shown in section to better illustrate this detail;

Figur 6 eine Teilschnittansicht entlang den Linien 6-6 in Figur 5;Figure 6 is a partial sectional view taken along lines 6-6 in Figure 5;

Figur 7 eine Ansicht entlang Linie 7-7 in Figur 5, die die Unterseite des Vergasergehäuses mit entfernter Bodenplatte zeigt;Figure 7 is a view taken along line 7-7 in Figure 5 showing the underside of the carburetor body with the bottom plate removed;

Figur 8 eine Teilschnittansicht entlang Linie 8-8 der Figur 7;Figure 8 is a partial sectional view taken along line 8-8 of Figure 7;

Figur 9 eine Teilunteransicht der Bodenabdeckeinheit des Vergasers;Figure 9 is a partial bottom view of the carburettor bottom cover assembly;

Figur 10 eine Teilschnittansicht entlang Linie 10- 10 in Figur 9;Figure 10 is a partial sectional view taken along line 10-10 in Figure 9;

Figur 11 eine Teildraufsicht auf einen Abschnitt eines Dichtungsringes der Bodenabdeckeinheit entlang Linie 11-11 in Figur 10;Figure 11 is a partial plan view of a portion of a sealing ring of the floor covering assembly taken along line 11-11 in Figure 10;

Figur 12 eine Seitenansicht eines kleinen kompakten Schwimmergehäusevergasers für einen 12 PS Rasenmäh- und Gartengerätemotor, der das verbesserte Kraftstoffzumeßsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, wobei die beabsichtigte Richtung des Motoransaugluftstromes durch den Vergaser mit dem Pfeil A/F gekennzeichnet ist;Figure 12 is a side view of a small compact float bowl carburetor for a 12 HP lawn mower and garden equipment engine incorporating the improved fuel metering system according to a second embodiment of the present invention, with the intended direction of engine intake air flow through the carburetor indicated by arrow A/F;

Figur 13 eine Schnittansicht entlang Linie 13-13 in Figur 12, jedoch mit verdoppelter Größe;Figure 13 is a sectional view taken along line 13-13 in Figure 12, but doubled in size;

Figur 14 eine Schnittansicht entlang Linie 14-14 in Figur 12, jedoch mit verdoppelter Größe;Figure 14 is a sectional view taken along line 14-14 in Figure 12, but doubled in size;

Figur 15 eine Endansicht des Vergasers der Figur 12 in Richtung auf das Choke-Ventilende des Mischkanales;Figure 15 is an end view of the carburetor of Figure 12 looking towards the choke valve end of the mixing channel;

Figur 16 eine Schnittansicht entlang Linie 16-16 in Figur 15 mit verdoppelter Größe;Figure 16 is a sectional view taken along line 16-16 in Figure 15 at doubled size;

Figur 17 eine Seitenansicht des Vergasers der Figur 12, wobei die Figur 12 gegenüberliegende Seite gezeigt ist;Figure 17 is a side view of the carburetor of Figure 12, showing the side opposite to Figure 12;

Figur 18 eine Endansicht des Vergasers der Figur 12 in Richtung auf das Drosselende des Gemischkanales;Figure 18 is an end view of the carburetor of Figure 12 looking towards the throttle end of the mixture channel;

die Figurenthe figures

19, 20 und 21 Teilschnittansichten entlang Linie 19-19 in Figur 17, jedoch vierfach vergrößert, die die Orientierung der Choke-Ventilplatte, der Choke-Ventilwelle und eines modifizierten Nebenstrom- oder Bypass-Kanales relativ zueinander zeigen, und zwar mit vollständig geschlossenem Choke-Ventil (Figur 19), mit dem Choke-Ventil in einer Position 15º vor dem vollständigen Schließen (Figur 20) und mit dem Choke- Ventil im vollständig geöffneten Zustand (Figur 21);19, 20 and 21 are partial sectional views taken along line 19-19 in Figure 17, but enlarged four times, showing the orientation of the choke valve plate, the choke valve shaft and a modified bypass passage relative to each other, with the choke valve fully closed (Figure 19), with the choke valve in a position 15º from full closure (Figure 20) and with the choke valve in the fully open state (Figure 21);

Figur 22 eine Draufsicht aut den Vergaser der Figur 12 um 90º um die Vergaserachse gegenüber der Darstellung in Figur 17 gedreht;Figure 22 is a plan view of the carburetor of Figure 12 rotated by 90º about the carburetor axis compared to the illustration in Figure 17;

Figur 23 eine Schnittansicht entlang Linie 23-23 in Figur 22, jedoch zweimal so groß; undFigure 23 is a sectional view taken along line 23-23 in Figure 22, but twice the size; and

Figur 24 eine Schnittansicht entlang Linie 24-24 in Figur 22, ebenfalls in doppelter Größe.Figure 24 is a sectional view taken along line 24-24 in Figure 22, also at double size.

Von den Zeichnungen zeigt Figur 1 in beispielhafter Weise einen Membranvergaser 20, der für den Motor einer Kettensäge konzipiert ist und die momentan beste Art und Weise zur Ausführung des Kraftstoffzumeßsystems der Erfindung darstellt. Wenn nicht hiernach extra darauf hingewiesen wird, besitzt der Vergaser 20 eine bekannte Konstruktion, bei der herkömmliche Merkmale des Standes der Technik Verwendung finden. Er umfaßt ein Hauptgehäuse 22 mit einer oberen Abdeckung oder Deckplatte 24, die an der Oberseite des Gehäuses befestigt ist, sowie eine Bodenabdeckeinheit 26, die an seiner Unterseite fixiert ist. Aus der Seitenansicht der Figur 1 können die oberen Enden der Choke-Ventilwelle 28 und der Drosselklappenwelle 30 sowie der Drosselklappenanschlagarm 32, die Drosselklappenanschlageinstellschraube 34, das Nadelventil 36 für hohe Drehzahlen und das Nadelventil 38 für niedrige Drehzahlen entnommen werden.Of the drawings, Figure 1 shows, by way of example, a diaphragm carburetor 20 designed for a chain saw engine and representing the best mode currently known for carrying out the fuel metering system of the invention. Unless specifically indicated hereinafter, the carburetor 20 is of a known construction utilizing conventional features of the prior art. It comprises a main housing 22 having a top cover or cover plate 24 secured to the top of the housing and a bottom cover assembly 26 secured to the bottom thereof. From the side view of Figure 1, the upper ends of the choke valve shaft 28 and the throttle valve shaft 30 can be seen, as well as the throttle valve stop arm 32, the throttle valve stop adjusting screw 34, the high speed needle valve 36 and the low speed needle valve 38.

Wie die Figuren 2 und 5 am besten zeigen, besitzt der Vergaser 20 eine Gemischleitung oder Bohrung 40 sowie eine Venturidrossel 42, die innerhalb der Bohrung 40 angeordnet ist. Ein Choke-Ventil 44 ist an der Choke-Ventilwelle 28 montiert und im Eintrittsbereich (innerhalb der Choke-Ventilbohrung) zur Bohrung 40 aufstromseitig des Venturiabschnitts 42 angeordnet, während eine Drosselklappe < nicht gezeigt) an der Drosselklappenwelle 30 montiert und in der Bohrung 40 (in der Drosselklappenbohrung) abstromseitig des Venturiabschnitts 42 angeordnet ist.As best shown in Figures 2 and 5, the carburettor 20 has a mixture line or bore 40 and a venturi throttle 42 disposed within the bore 40. A choke valve 44 is mounted on the choke valve shaft 28 and disposed in the inlet region (within the choke valve bore) to the bore 40 upstream of the venturi section 42, while a throttle valve (not shown) is mounted on the throttle valve shaft 30 and disposed in the bore 40 (in the throttle valve bore) downstream of the venturi section 42.

Kraftstoff kann über eine Pumpe (nicht gezeigt) dem Vergaser zugeführt werden. Die Pumpe kann aus Bauteilen bestehen, die in der Abdeckung 24 und im Gehäuse 22 sowie dazwischen angeordnet sind, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Der Kraftstoffpumpenauslaß ist über einen Kanal 50 und ein Filtersieb 52 mit einem Kanal 54 verbunden, der zur Dosierkammer 56 des Vergasers führt. Ein Nadelventil 58 im Kanal 54 wird durch eine Membran 60 gesteuert, die zwischen der Dosierkammer oder "nassen" Kammer 56 und einer Entlüftungskammer oder "trockenen" Kammer 62 angeordnet ist. Die Membran 60 ist über einen Hebel 64, der durch eine Feder 66 in einer Richtung zur Bewegung des Ventils 58 in die geschlossene Position vorgespannt ist, mit dem Ventil 58 verbunden.Fuel may be supplied to the carburetor via a pump (not shown). The pump may consist of components arranged in the cover 24 and the housing 22 and therebetween, as is known to those skilled in the art. The fuel pump outlet is connected via a channel 50 and a filter screen 52 to a channel 54 which leads to the metering chamber 56 of the carburetor. A needle valve 58 in passage 54 is controlled by a diaphragm 60 disposed between the metering chamber or "wet" chamber 56 and a vent chamber or "dry" chamber 62. The diaphragm 60 is connected to the valve 58 by a lever 64 which is biased by a spring 66 in a direction to move the valve 58 to the closed position.

Der Hauptkraftstoffdüsenauslaß 70 mündet in den Venturiabschnitt 42 des Vergasers und weist gemäß üblicher Praxis eine Achse auf, die senkrecht zur Achse des Venturiabschnitts 42 und zur Richtung des Motoransaugluftstromes in der Bohrung 40 orientiert ist. Daher wird von der Düse 70 in erster Linie oder nur statischer Druck des Luftstromes erfühlt. Die Düse 70 ist über das Hauptkraftstoffdosiersystem durch ein Kraftstoffkanalnetz an die Dosierkammer 56 angeschlossen. Das Kraftstoffkanalnetz umfaßt das einstellbare Nadelventil 36 für hohe Drehzahlen, das den Durchsatz durch einen Kanal 72 steuert, welcher über ein solches Netz zum Kraftstoffsumpf 74 führt, der über ein Kapillarsieb 75 zum Düsenauslaß 70 führt. Das Nadelvertil 36 für hohe Drehzahlen ist vorzugsweise ein temperaturkompensierendes Nadelventil, das als Hauptkraftstoffdosierdtrossel dient. Es ist nach den Prinzipien der US-PS 4 759 883 ausgebildet, die hiermit durch Bezugnahme eingearbeitet wird.The main fuel nozzle outlet 70 opens into the venturi section 42 of the carburetor and, in accordance with common practice, has an axis oriented perpendicular to the axis of the venturi section 42 and to the direction of the engine intake air flow in the bore 40. Therefore, primarily or only static pressure of the air flow is sensed by the nozzle 70. The nozzle 70 is connected to the metering chamber 56 via the main fuel metering system through a fuel passage network. The fuel passage network includes the adjustable high speed needle valve 36 which controls the flow through a passage 72 which leads through such a network to the fuel sump 74 which leads through a capillary screen 75 to the nozzle outlet 70. The high speed needle valve 36 is preferably a temperature compensating needle valve which serves as a main fuel metering restrictor. It is designed according to the principles of US-PS 4,759,883, which is hereby incorporated by reference.

Gemäß einem Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung ist der Vergaser 20 mit einem Entlüftungskanalsystem versehen, mit dem die Auswirkungen der den Venturiabschnitt 42 passierenden Tuningdruckwellen modifiziert und/oder beseitigt werden können, die sonst die Dosierfunktion des Nadelventils 36 und des zugehörigen Kanales 72 nachteilig beeinflussen würden.In accordance with a key feature of the present invention, the carburetor 20 is provided with a vent passage system that can modify and/or eliminate the effects of tuning pressure waves passing through the venturi section 42 that would otherwise adversely affect the metering function of the needle valve 36 and associated passage 72.

Dieser Entlüftungskanal verbindet eine speziell konstruierte Druckabtastöffnung im Venturiabschnitt 42 mit der Trockenseitenkammer 62. Wie die Figuren 5 und 6 zeigen, ist ein Pitotrohrvorsprung 80 einstückig mit dem Gehäuse 22 gegossen, so daß er vom Venturiabschnitt 42 in den Luftstrom vorsteht, der durch den Ansaugtakt des Motors durch die Bohrung 40 gezogen wird. Der Vorsprung 80 besitzt eine konisch erweiterte Mündung 82, die durch eine integrale Haube 84 gebildet wird, welche zu einem kurzen Eintrittskanal 86 führt. Die Achse des Kanales 86 verläuft parallel zur Achse der Bohrung 40, so daß auf diese Weise die Mündung 82 in bezug auf den Luftstrom durch die Bohrung 40 direkt aufstromseitig weist. Die Mündung 82 bildet das Ende des Entlüftungskanalsystems, das mit dem Halsabschnitt des Vergasers in Verbindung steht. Der Kanal 86 stellt eine Blindbohrung dar, die in der Nähe ihres blinden Endes mit einem Kanal 88 verbunden ist, dessen Achse senkrecht zur Achse der Bohrung 86 verläuft. Der Kanal 88 geht in eine koaxiale Gegenbohrung 90 über, die an ihrem äußeren Ende durch eine mittels Preßpassung angeordnete Kugel 91 verschlossen ist. Der Kanal 90 wird von einem kurzen Kanal 92 (schematisch durch gestrichelte Linien in Figur 5 gezeigt) geschnitten, der sich wiederum zur Bodenf läche 94 des Gehäuses 22 hin öffnet, wie am besten in Figur 7 gezeigt. Der Kanal 92 steht mit einem Kanal 96 in Verbindung, der in der Bodenabdeckung 26 (Figuren 9, 10 und 11) ausgebildet ist. Der Kanal 96 ist über einen Kanal 98 und 100 mit der Trockenseitenkammer 62 verbunden. Der Kanal 100 bildet das gegenüberliegende Ende des Entlüftungskanalsystems, das mit der trockenen Seite der Membrandosierkammer 62 in Verbindung steht.This vent passage connects a specially designed pressure sensing port in the venturi section 42 to the dry side chamber 62. As shown in Figures 5 and 6, a pitot tube boss 80 is molded integrally with the housing 22 so that it projects from the venturi section 42 into the air stream drawn through the bore 40 by the intake stroke of the engine. The boss 80 has a flared orifice 82 formed by an integral hood 84 which leads to a short inlet passage 86. The axis of the passage 86 is parallel to the axis of the bore 40 so that the orifice 82 faces directly upstream with respect to the air stream through the bore 40. The orifice 82 forms the end of the vent passage system which communicates with the throat section of the carburetor. The channel 86 is a blind bore which communicates near its blind end with a channel 88 which has an axis perpendicular to the axis of the bore 86. The channel 88 merges into a coaxial counterbore 90 which is closed at its outer end by an interference-fit ball 91. The channel 90 is intersected by a short channel 92 (shown schematically in dashed lines in Figure 5) which in turn opens to the bottom surface 94 of the housing 22 as best shown in Figure 7. The channel 92 communicates with a channel 96 formed in the bottom cover 26 (Figures 9, 10 and 11). The channel 96 communicates with the dry side chamber 62 via a channel 98 and 100. The channel 100 forms the opposite end of the vent channel system, which is in communication with the dry side of the diaphragm metering chamber 62.

Erfindungsgemäß wude festgestellt, daß der Eintrittsbereich 82 des mit der Bohrung 40 in Verbindung stehenden Entlüftungskanales in der Ebene des vom Venturiabschnitt 42 gebildeten Kreises angeordnet sein sollte. Diese Ebene umfaßt ebenfalls den Auslaß der Düse 70. Es wurde ferner festgestellt, daß dieser Eintrittsbereich zum Entlüftungskanal vorzugsweise als Pitotrohr ausgebildet sein sollte, wie in Figuren 5 und 6 gezeigt, und die konisch erweiterte Mündung 82 sowie die Haube 84 aufweisen sollte. Darüber hinaus sollte die Achse des Eintrittskanales 86 vorzugsweise innerhalb einer Zone in der vorstehend erwähnten Venturiebene angeordnet sein, in der die Geschwindigkeit des Luftstromes in der Bohrung 40, der den Venturiabschnitt 42 passiert, unter Motorbetriebsbedingungen bei vollständig geöf fnetem Choke- Ventil 44 maximal ist.According to the invention, it was determined that the inlet region 82 of the vent channel connected to the bore 40 is in the plane of the Venturi section 42 formed circle. This plane also includes the outlet of the nozzle 70. It has also been determined that this inlet region to the vent channel should preferably be designed as a pitot tube, as shown in Figures 5 and 6, and should include the flared mouth 82 and the hood 84. In addition, the axis of the inlet channel 86 should preferably be located within a zone in the aforementioned venturi plane in which the velocity of the air flow in the bore 40 passing the venturi section 42 is maximum under engine operating conditions with the choke valve 44 fully open.

Wenn somit der Vergaser 20 mit der Choke-Ventilwelle 28 und der zugehörigen Choke-Ventilplatte 44 versehen ist, ist die Öffnung 86, wie am besten in Figur 5 gezeigt, normalerweise im Mittelpunkt des Sehnensegmentes angeordnet, das durch den unteren Rand der Welle 28 und den zwischen der Welle 28 und der Düse 70 angeordneten Venturiabschnitt 42 gebildet wird. Das diametral gegenüberliegende Sehnensegment in dieser Ebene, das an der anderen Seite der Welle 28 angeordnet ist, könnte ebenfalls ausgewählt werden, um den Pitotrohrvorsprung 80 anzuordnen. Der Kopf des Montagezapfens 102 für die Choke-Ventilplatte 44 stellt jedoch ein geringfügiges Hindernis in bezug auf diese Seite der Choke-Ventilwelle 28 dar, so daß der vorstehend erwähnte Sehnenbereich, der näher zur Düse 70 liegt, bei dieser speziellen Anordnung bevorzugt wird. Wenn der Vergaser 20 nicht mit einer Choke-Ventilwelle 28 und einem zugehörigen Choke-Ventil 44 versehen wäre, würde die Achse des Eintrittsbereiches 86 des Pitotrohres 80 vorzugsweise mit der Achse des Venturiabschnitts 42 (und der Bohrung 40) zusammenfallend angeordnet sein, da die Geschwindigkeit des Luftstromes in der Mitte eines unbehinderten Venturiabschnitts am größten ist. Vorzugsweise beträgt bei der dargestellten praktischen Ausführungsform die gesamte Axiallänge der miteinander verbundenen Kanäle 86, 88, 90, 92, 96, 98 und 100 8,53 mm (0,336"), und der Durchmesser dieser Kanäle reicht von etwa 1,24 mm bis etwa 1,57 mm (etwa 0,049 bis etwa 0,062"). Der Durchmesser des Venturiabschnitts 42 liegt bei 13,87 mm (0,546"), der Durchmesser der Welle 28 beträgt 0,89 mm (0,0186") und die Achse des Kanales 86 ist in einem Abstand von 2,41 mm (0,095") vom nächsten Punkt auf der Oberfläche dse Venturiabschnitts 42 angeordnet.Thus, when the carburetor 20 is provided with the choke valve shaft 28 and associated choke valve plate 44, the orifice 86 is normally located at the midpoint of the chord segment formed by the lower edge of the shaft 28 and the venturi section 42 disposed between the shaft 28 and the nozzle 70, as best shown in Figure 5. The diametrically opposite chord segment in this plane, disposed on the other side of the shaft 28, could also be selected to locate the pitot tube projection 80. However, the head of the mounting pin 102 for the choke valve plate 44 presents a slight obstruction with respect to that side of the choke valve shaft 28, so the aforementioned chord region nearer the nozzle 70 is preferred in this particular arrangement. If the carburetor 20 were not provided with a choke valve shaft 28 and associated choke valve 44, the axis of the inlet region 86 of the pitot tube 80 would preferably be arranged coincident with the axis of the venturi section 42 (and the bore 40) since the velocity of the air flow is greatest in the center of an unobstructed venturi section. Preferably In the practical embodiment shown, the total axial length of the interconnected channels 86, 88, 90, 92, 96, 98 and 100 is 8.53 mm (0.336"), and the diameter of these channels ranges from about 1.24 mm to about 1.57 mm (about 0.049 to about 0.062"). The diameter of the venturi section 42 is 13.87 mm (0.546"), the diameter of the shaft 28 is 0.89 mm (0.0186"), and the axis of the channel 86 is located at a distance of 2.41 mm (0.095") from the nearest point on the surface of the venturi section 42.

Wenn der Vergaser 20 mit einem Choke-Ventil 44 versehen ist und das Pitotrohr 80 direkt abstromseitig des Ventils 44 angeordnet ist, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Nebenschlußkanalsystem vorgesehen, um eine Bypass-Absperrung des Entlüftungskanales 82-100 durchzuführen, wenn mit dem Schließen des Choke-Ventils begonnen wird, d.h. nach den ersten 50 der Drehung der Choke-Ventilwelle 28 aus ihrer vollständig geöffneten Position der Figur 5 in Richtung auf ihre geschlossene Position. Dieser Abflachung 104 in der Welle 28 (Figur 4), der bzw. die an einem Ende zur Vergaserbohrung 40 kontinuierlich offen ist und sich in Axialrichtung der Welle 28 erstreckt, um von der Bohrung 40 eine ausreichende Strecke in das Gehäuse 22 zu ragen und. wahlweise in Abhängigkeit von der Drehung der Welle 28 mit einem im Gehäuse 22 ausgebildeten Kanal 106 in Ausrichtung zu treten. Der Schnittpunkt zwischen dem Kanal 106 und der die Choke-Ventilwelle 28 aufnehmenden Bohrung 108 ist so angeordnet, daß er sich nicht in Übereinstimmung mit dem Schlitz 104 befindet, wenn das Choke-Ventil 44 seine vollständig geöffnete Position einnimmt, sondern nach den ersten 5º der Drehung der Welle 28 von der vollständig geöffneten in die geschlossene Position beginnt, mit dem Schlitz 104 in Deckung zu treten. Der Kanal 106 und der Schlitz 104 befinden sich in der vollständig geschlossenen Position des Choke-Ventils 44 in voller Deckung.According to a further feature of the invention, when the carburetor 20 is provided with a choke valve 44 and the pitot tube 80 is located immediately downstream of the valve 44, a bypass passage system is provided to bypass the vent passage 82-100 when the choke valve begins to close, that is, after the first 50 degrees of rotation of the choke valve shaft 28 from its fully open position of Figure 5 toward its closed position. This flat 104 in the shaft 28 (Figure 4) which is continuously open at one end to the carburetor bore 40 and extends axially of the shaft 28 to project from the bore 40 a sufficient distance into the housing 22 and to selectively align with a passage 106 formed in the housing 22 in response to the rotation of the shaft 28. The intersection point between the channel 106 and the bore 108 receiving the choke valve shaft 28 is arranged such that it is not in line with the slot 104 when the choke valve 44 assumes its fully open position, but begins to register with the slot 104 after the first 5º of rotation of the shaft 28 from the fully open to the closed position. The channel 106 and the slot 104 are in full coverage in the fully closed position of the choke valve 44.

Der Kanal 106 mündet an der Bodenseite 94 des Gehäuses 22 (Figuren 4 und 7 und 8) und ist über einen Querkanal 110, der in der Bodenabdeckung 26 sowie in einem Dichtungsring 112 (Figuren 4 und 11) ausgebildet ist, welcher einstückig mit der Membran 60 ausgebildet sein kann, an einen Kanal 96 angeschlossen. Die Abdeckung 26 kann mit einer erhabenen Rippe 114 (Figur 10) versehen sein, um zur Abdichtung dieses Querkanales 110 beizutragen, wenn der Dichtungsring 112 gegen die Oberseite 116 der Abdeckeinheit 26 gepreßt wird. Ferner kann eine vertiefte oder ausgenommene Leiste 118 im Dichtungsring 112 ausgebildet sein, um mit der Rippe 115 zusammenzuwirken und des weiteren eine Dichtungsverbindung für den Querkanal 110 auszubilden. Der Schlitz 104 in der Choke-Ventilwelle 28 weist im geschlossenen Zustand der Choke-Ventilwelle 28 relativ zum Luftstrom in der Bohrung 40 in auf stromseitige Richtung.The channel 106 opens into the bottom side 94 of the housing 22 (Figures 4 and 7 and 8) and is connected to a channel 96 via a transverse channel 110 formed in the bottom cover 26 and in a sealing ring 112 (Figures 4 and 11) which may be integrally formed with the membrane 60. The cover 26 may be provided with a raised rib 114 (Figure 10) to help seal this transverse channel 110 when the sealing ring 112 is pressed against the top 116 of the cover unit 26. Furthermore, a recessed or recessed ledge 118 may be formed in the sealing ring 112 to cooperate with the rib 115 and further form a sealing connection for the transverse channel 110. The slot 104 in the choke valve shaft 28 points in the closed state of the choke valve shaft 28 in the upstream direction relative to the air flow in the bore 40.

Operation

Das System und Verfahren der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der Funktionsweise des Vergasers 20 hervor. Beim Starten des Motors, wenn die Choke-Ventilplatte 40 durch die Welle 28 in die vollständig geschlossene Position gedreht worden ist, um einen hohen Unterdruck in der Bohrung 40 abstromseitig der Choke-Ventilplatte zu induzieren und auf diese Weise den geeigneten Kraftstoffdurchsatz zum Starten über die Düse 70 herbeizuführen, ist der Nebenschlußkanal 104-110 vollständig offen und verbindet auf diese Weise den Entlüftungskanal 82-100 mit atmosphärischem Druck auf stromseitig des geschlossenen Choke-Ventils (normalerweise unmittelbar hinter dem nicht gezeigten Vergaserluftfilter). Somit ist das Druckwellenübertragungsvermögen des Entlüftungskanales 82-100 ausgeschaltet, und der hohe Unterdruck unmittelbar hinter dem Choke-Ventil in der Nachbarschaft des Pitotrohres 80 kann aufgrund des Nebenschlußeffektes des Nebenschlußkanales 104- 110 nicht mit der Trockenseitenkammer 62 in Verbindung gebracht werden.The system and method of the present invention will become apparent from the following description of the operation of the carburetor 20. During engine start-up, when the choke valve plate 40 has been rotated to the fully closed position by the shaft 28 to induce a high vacuum in the bore 40 downstream of the choke valve plate and thus provide the appropriate fuel flow for starting via the nozzle 70, the bypass passage 104-110 is fully open and thus connects the vent passage 82-100 to atmospheric pressure upstream of the closed choke valve (normally immediately behind the carburetor air filter, not shown). Thus, the pressure wave transmission capability of the vent passage 82-100 is eliminated, and the high negative pressure immediately behind the choke valve in the vicinity of the pitot tube 80 cannot be brought into communication with the dry side chamber 62 due to the shunt effect of the shunt passage 104-110.

Nachdem der Motor begonnen hat, mit eigener Kraft zu laufen, und das Choke-Ventil 44 in Richtung auf seine offene Position gedreht worden ist, wird der Nebenschlußkanal 104-110 durch die Verschiebung zwischen dem Schlitz 104 und dem Kanal 106 aufgrund der entsprechenden Drehung der Welle 28 in der Bohrung 108 allmählich geschlossen. Wenn das Choke-Ventil 44 vollständig offen ist und der Motor ohne Choke-Ventilunterstützung läuft, ist der Nebenschlußkanal 104-110 vollständig geschlossen, so daß somit der Entlüftungskanal 82-100 vollständig wirksam wird, um Druckwellenef fekte auf die Trockenseitenkammer 62 zu übertragen.After the engine has begun to run under its own power and the choke valve 44 has been rotated toward its open position, the shunt passage 104-110 is gradually closed by the displacement between the slot 104 and the passage 106 due to the corresponding rotation of the shaft 28 in the bore 108. When the choke valve 44 is fully open and the engine is running without choke valve assistance, the shunt passage 104-110 is fully closed, thus making the vent passage 82-100 fully effective to transmit pressure wave effects to the dry side chamber 62.

Wenn der Motor mit offenem Choke-Ventil 44 läuft, ist der Luftdurchsatz durch den Vergaser nicht stetig, da im Krümmer sich bewegende Druckwellen erzeugt und über den Ansaugluftstrom in der Vergaserbohrung 40 übertragen werden. Diese Wellen werden durch das Öffnen und Schließen des Einlaßventiles oder der Einlaßöffnung bzw. der Einlaßventile oder der Einlaßöf fnungen des Motors erzeugt und bewegen sich mit Schallgeschwindigkeit. Ihr Verhalten ist bekannt. Die Auswirkungen dieser Wellen auf den vom Auslaß der Düse 70 des Vergasers abgegebenen Kraftstoff sind lange Zeit Problemquellen gewesen. Der entsprechende Welleneffekt überlagert den durch die Geschwindigkeit des Luftstromes durch den Venturiabschnitt 42 erzeugten normalen Unterdruck und führt eine unerwünschte Druckänderungsmodulation in den Venturiabschnitt 42 ein. Das wiederum hat dazu geführt, daß die Düse 70 Kraftstoff in einer Weise abgibt, die in bezug auf den vom Luftstrom erzeugten Unterdruck kein richtiges Ansprechverhalten mehr garantiert.When the engine is running with the choke valve 44 open, the air flow through the carburetor is not steady because pressure waves moving in the manifold are generated and transmitted via the intake air flow in the carburetor bore 40. These waves are generated by the opening and closing of the engine's intake valve or port(s) and move at the speed of sound. Their behavior is well known. The effects of these waves on the fuel discharged from the outlet of the carburetor nozzle 70 have long been a source of problems. The corresponding wave effect overrides the normal negative pressure generated by the speed of the air flow through the venturi section 42 and leads to an undesirable pressure change modulation in the venturi section 42. This in turn has resulted in the nozzle 70 dispensing fuel in a manner which no longer guarantees correct response with respect to the negative pressure generated by the air flow.

Es versteht sich, daß bei Fehlen von solchen beweglichen Druckwellen der Vergaser richtig funktioniert, wenn der statische Druckabfall ΔP über die im Kanal 72 vom Ventil 36 (Figur 5), das in einem gewissen Abstand vom Auslaß der Düse 70 im Venturiabschnitt 42 angeordnet ist, ausgebildete Hauptsteuerdrossel proportional zur Dichte und zum Quadrat der Geschwindigkeit des Luftstromes gemäß der Formel It is understood that in the absence of such moving pressure waves, the carburetor will function properly if the static pressure drop ΔP across the main control throttle formed in the channel 72 of the valve 36 (Figure 5) which is arranged at a certain distance from the outlet of the nozzle 70 in the venturi section 42 is proportional to the density and the square of the velocity of the air flow according to the formula

ist. Wenn jedoch Ansaugdruckwellen im Vergaser 20 vorhanden sind, überlagern sich diese mit dem Druckabfall ΔP und machen sich nachteilig auf die Kraftstoffdosierung bemerkbar, was durch das Entlüftungskanalsystem 82-100 der vorliegenden Erfindung korrigiert, beseitigt oder moduliert wird. Es wurde festgestellt, daß der Entlüftungskanal 82-100 in der Lage ist, die Druckwelle derart zur Trockenseitenkammer 62 des Vergasers zu führen, daß sie beide Seiten der Membran 60 beaufschlagt, so daß auf diese Weise der nachteilige Effekt der über die Düse 70 zur naßseitigen Kammer 56 des Vergasers übertragenen Druckwelle beseitigt oder diesem Effekt gegengesteuert werden kann, wodurch nur der gewünschte statische Druckabfall ΔP verbleibt, wie er durch die vorgegebenen Konstruktionsparameter für den speziellen Vergaser und den speziellen Motoranwendungsfall konzipiert wurde.However, if intake pressure waves are present in the carburetor 20, they will interfere with the pressure drop ΔP and have an adverse effect on fuel metering, which is corrected, eliminated or modulated by the vent passage system 82-100 of the present invention. It has been found that the vent passage 82-100 is capable of directing the pressure wave to the dry side chamber 62 of the carburetor such that it impacts both sides of the diaphragm 60, thereby eliminating or counteracting the adverse effect of the pressure wave transmitted via the nozzle 70 to the wet side chamber 56 of the carburetor, leaving only the desired static pressure drop ΔP as designed by the specified design parameters for the particular carburetor and engine application.

Um dies zu erreichen, wurde es als kritisch angesehen, die Venturiverbindungsöffnung 82 des Entlüftungskanales 82-100 in der Ebene des Venturiabschnittes 42 koplanar zur Düse 70 und vorzugsweise in der Zone der maximalen Luftstromgeschwindigkeit bei offener Starterklappe 44 anzuordnen. Obwohl die Theorie dieser Funktionsweise noch nicht vollständig erklärt werden kann, wird davon ausgegangen, daß durch diese Beziehung sichergestellt wird, daß die Öffnung 82 und die Düse 70 im gleichen Moment der gleichen Druckwelle ausgesetzt sind. In jedem Fall wurde diese Orientierung und Lagebeziehung sowie die Pitotrohrform des Vorsprungs 80 in bezug auf die Fähigkeit des Entlüftungskanales 82-100 als kritisch angesehen, den entsprechenden Druckwellen entgegenzusteuern oder diese zu beseitigen oder zumindest den nachteiligen Effekt von solchen Druckwellen auf die vorgegebenen Kraftstoffdosierparameter, die für den Vergaser gewünscht werden, zu beseitigen oder beträchtlich herabzusetzen.To achieve this, it was considered critical to position the venturi connection opening 82 of the vent channel 82-100 in the plane of the venturi section 42 coplanar with the nozzle 70 and preferably in the zone of maximum airflow velocity when choke valve 44 is open. Although the theory of this operation cannot yet be fully explained, it is believed that this relationship ensures that orifice 82 and nozzle 70 are subjected to the same pressure wave at the same instant. In any event, this orientation and positional relationship, as well as the pitot tube shape of projection 80, were considered critical to the ability of vent passage 82-100 to counteract or eliminate the corresponding pressure waves, or at least to eliminate or significantly reduce the adverse effect of such pressure waves on the predetermined fuel metering parameters desired for the carburetor.

Zufälligerweise wurde festgestellt, daß der Entlüftungskanal 82-100 auch eine zweite Funktion ausführt, nämlich verhindert, daß das Kraftstoff/Luft-Gemisch überfettet wird, wenn das auf stromseitig der Mündung der Vergaserbohrung angeordnete Luftfilter mit Schmutzpartikeln verstopft wird. Der Entlüftungskanal 82-100 der vorliegenden Erfindung bietet somit weitere Vorteile gegenüber der vollständigen Innenentlüftung, wie sie in der US-PS 3 174 732 beschrieben ist, und funktioniert demgegenüber in verbesserter Weise, so daß ein vorgegebenes Luft/Kraftstoff-Verhältnis unabhängig von der Luftfilterverstopfung auf bessere Weise aufrechterhalten werden kann.Incidentally, it has been discovered that the vent passage 82-100 also performs a second function, namely, preventing the fuel/air mixture from becoming over-rich when the air filter located downstream of the carburetor bore mouth becomes clogged with dirt particles. The vent passage 82-100 of the present invention thus offers further advantages over the complete internal venting described in U.S. Patent No. 3,174,732 and functions in an improved manner so that a predetermined air/fuel ratio can be better maintained regardless of air filter clogging.

Mit dem erfindungsgemäßen System werden des weiteren unerwünschte Vergaserbetriebseigenschaften, die aus Phasenverschiebungen zwischen den Motoransaugimpulsen und Druckwellenimpulsen resultieren und bei Änderungen der Motordrehzahl auftreten, reduziert oder eliminiert.The system according to the invention further reduces or eliminates undesirable carburetor operating characteristics that result from phase shifts between the engine intake pulses and pressure wave pulses and that occur when the engine speed changes.

Die vorliegende Erfindung kann auch bei einem mit einem Schwimmergehäuse versehenen Vergaser Anwendung finden. Bei einem solchen Vergaser wird die Kraftstoffoberfläche im Schwimmergehäuse als äquivalent zur Membran 60 angesehen, und das erfindungsgemäß ausgebildete Entlüftungskanalsystem kann in entsprechender Weise funktionieren wie das vorstehend in Verbindung mit dem Membranvergaser 20 beschriebene.The present invention can also be applied to a carburetor provided with a float bowl. In such a carburetor, the fuel surface in the float bowl is considered to be equivalent to the diaphragm 60, and the vent channel system designed according to the invention can function in a similar manner to that described above in connection with the diaphragm carburetor 20.

Falls gewünscht, bewirkt ein geringfügiges Verschieben der Lage des Pitotrohres 80, so daß der Eintrittsbereich 82 entweder geringfügig nach vorne oder geringfügig nach hinten (aufstromseitig oder abstromseitig relativ zum Luftstrom) in bezug auf die Ebene des Venturiabschnitts 42 angeordnet ist, daß eine vorgegebene Druckwelle, die auf die Düse 70 trifft, mit Voreilung oder Verzögerung auf den Eintrittsbereich 82 trifft. Die resultierende Phasenverschiebung kann somit in Abhängigkeit von einer empirisch vorgegebenen Dimensionsbeziehung relativ zum Kraftstoffdosiereffekt der Membran 60 festgelegt werden, um auf diese Weise ein mageres Gemisch für einen Sparbereich oder ein fettes Gemisch für einen Leistungsbereich zur Verfügung zu stellen, wie dies der Fachmann der vorhergehenden Beschreibung entnehmen kann.If desired, slightly shifting the position of the pitot tube 80 so that the inlet region 82 is positioned either slightly forward or slightly rearward (upstream or downstream relative to the air flow) with respect to the plane of the venturi section 42 causes a given pressure wave impinging on the nozzle 70 to impinge on the inlet region 82 with advance or retardation. The resulting phase shift can thus be set in dependence on an empirically determined dimensional relationship relative to the fuel metering effect of the diaphragm 60 so as to provide a lean mixture for an economy range or a rich mixture for a power range, as will be apparent to those skilled in the art from the foregoing description.

Aus der vorhergehenden Beschreibung wird somit deutlich, daß die bevorzugten Ausführungsformen des Kraftstoffzumeßsystems, Kraftstoffzumeßverfahrens und der Kraftstoffzumeßvorrichtung für Verbrennungsmotoren, wie sie hier beschrieben und/oder dargestellt sind, in hervorragender Weise die vorstehend genannten Ziele der Erfindung verwirklichen. Es versteht sich jedoch, daß weitere Abweichungen von den erfindungsgemäßen Konzepten aus der nachfolgenden Beschreibung für den Fachmann deutlich werden.It will thus be apparent from the foregoing description that the preferred embodiments of the fuel metering system, fuel metering method and fuel metering device for internal combustion engines as described and/or illustrated herein are excellent at achieving the above-mentioned objectives of the invention. It is to be understood, however, that further deviations from the inventive concepts will become apparent to those skilled in the art from the following description.

Beispielsweise kann der Effekt des Entlüftungskanales 82-100 der vorliegenden Erfindung modifiziert oder moduliert werden, indem die Trockenseitenkammer 62 in gesteuerter Weise zur Atmosphäre entlüftet wird. Wie in den Figuren 2, 3 und 10 gezeigt, kann die Bodenabdeckeinheit 26 mit einem Sumpf 130 versehen sein, der Filtermedium 132 enthält, und es kann eine ringförmige Reihe von Schlitzen 134 im Boden des Sumpfes 130 angeordnet sein, um das Filtermedium 132 mit der Atmosphäre zu verbinden. Eine Abdeckung 136 sitzt über dem Sumpf 130 und ist mit beabstandeten Rippen 137 versehen, die das Filtermedium 132 niederdrücken, so daß dieses im Abstand von der Unterseite der Abdeckung 136 gehalten wird. Eine gedrosselte Öffnung 138 ist in der Abdeckung 136 vorgesehen, die mit dem Kopfraum über dem Filtermedium 132 in Verbindung steht. Die Öffnung 138 ist vergrößert dargestellt (nicht maßstabsgerecht). Sie hat vorzugsweise einen Durchmesser von 0,635 mm (0,025") bei einer praktischen Ausführungsform des Vergasers 20, wie sie durch empirische Versuche ermittelt wurde. Die Entlüftungsöffnung 138 zur Atmosphäre an der Trockenseitenkammer 62 kann somit verwendet werden, um den durch den Entlüftungskanal 82-100 erreichten Effekt der Druckwellenbeseitigung zu modulieren, was wünschenswert sein kann für bestiirmte Motoranwendungsfälle oder für spezielle Betriebsbedingungen, die für bestimmte Anwendungsfälle als wünschenswert angesehen werden.For example, the effect of the vent passage 82-100 of the present invention can be modified or modulated by venting the dry side chamber 62 to the atmosphere in a controlled manner. As shown in Figures 2, 3 and 10, the bottom cover assembly 26 can be provided with a sump 130 containing filter media 132 and an annular series of slots 134 can be arranged in the bottom of the sump 130 to communicate the filter media 132 with the atmosphere. A cover 136 sits over the sump 130 and is provided with spaced ribs 137 which depress the filter media 132 so that it is kept spaced from the bottom of the cover 136. A throttled opening 138 is provided in the cover 136 which communicates with the headspace above the filter media 132. The orifice 138 is shown enlarged (not to scale). It preferably has a diameter of 0.635 mm (0.025") in a practical embodiment of the carburetor 20 as determined by empirical testing. The vent opening 138 to the atmosphere at the dry side chamber 62 can thus be used to modulate the pressure wave elimination effect achieved by the vent passage 82-100, which may be desirable for certain engine applications or for special operating conditions considered desirable for certain applications.

Es versteht sich ferner, daß das Entlüftungskanalsystem 82- 100 der vorliegenden Erfindung wegen der Pitotrohranordnung des Venturiendes des Entlüftungskanalsystems sowohl die dynamischen als auch die statischen Druckbedingungen im Venturiabschnitt 42 der Bohrung 40 besser mißt oder abfühlt als dies Entlüftungskanalsysteme des Standes der Technik tun, die in erster Linie die statischen Druckbedingungen messen und beispielsweise in dem vorstehend erwähnten '732- Patent sowie den US-PS'en 3 065 957, 3 181 843 und 4 494 504 (Figuren 19 und 20) beschrieben sind.It will be further understood that the vent passage system 82-100 of the present invention, because of the pitot tube arrangement of the venturi end of the vent passage system, measures or senses both the dynamic and static pressure conditions in the venturi section 42 of the bore 40 better than do prior art vent passage systems which primarily measure the static pressure conditions and, for example, in the above-mentioned '732 Patent and US Pat. Nos. 3,065,957, 3,181,843 and 4,494,504 (Figures 19 and 20).

Obwohl die Übergangszeit einer Druckwelle in Luft und in einer Flüssigkeit verschieden ist, wurde ebenfalls festgestellt, daß innerhalb vernünftiger Grenzen das Verhältnis zwischen der Weglänge in der Flüssigkeit von der naßseitigen Kammer 56 zur Düse 70 und der Weglänge in Luft von der Trockenseitenkammer 62 zum Venturiabschnitt 42 über den Entlüftungskanal 82-100 verändert werden kann, ohne die Funktionsweise des Entlüftungskanales zur Beseitigung des nachteiligen Effektes der sich in der Vergaserbohrung bewegenden Druckwellen wesentlich zu beeinflussen.Although the transition time of a pressure wave in air and in a liquid is different, it has also been found that, within reasonable limits, the relationship between the path length in the liquid from the wet side chamber 56 to the nozzle 70 and the path length in air from the dry side chamber 62 to the venturi section 42 via the vent passage 82-100 can be varied without significantly affecting the operation of the vent passage to eliminate the adverse effect of the pressure waves traveling in the carburetor bore.

Ferner wurde festgestellt, daß die abgefühlte Druckwelle über das Entlüftungskanalsystem zur Trockenseitenkammer 62 wirksam über die Membran 60 auf die naßseitige Kammer 56 übertragen wird, ohne dadurch die Membran bei der Ausführung ihrer Hauptfunktion zum Steuern des Kraftstoffeinlaßventils 58 über das zugeordnete Hebegestänge 64 nachteilig zu beeinflussen.It has also been found that the sensed pressure wave is effectively transmitted via the vent passage system to the dry side chamber 62 via the diaphragm 60 to the wet side chamber 56 without adversely affecting the diaphragm in performing its primary function of controlling the fuel inlet valve 58 via the associated lift linkage 64.

Wie vorstehend ausgeführt und in den Figuren 12 bis 24 gezeigt, kann die Erfindung ferner bei einem mit einem Schwimmergehäuse versehenen Vergaser Verwendung finden. Rein beispielhaft und ohne jegliche Beschränkung ist ein im Handel erhältlicher Vergaser 20' mit Schwimmergehäuse, der von der Firma Walbro Corporation in Cass City, Michigan, USA unter der Bezeichnung Part No. LMK 1 hergestellt wird und für einen Kohler C.V. 12 Motor geeignet ist, in den Figuren 12 bis 24 dargestellt. Dieser Vergaser wurde modifiziert, um das erfindungsgemäße Entlüftungskanalsystem einzubauen, so daß dieses in entsprechender Weise furiktionieren kann, wie in Verbindung mit dem vorstehend beschriebenen Membranvergaser 20 erläutert. Um die Sache zu verkürzen und die Korrelation der entsprechenden Konstruktionen und Funktionen zu erleichtern, wurden bei dem in den Ficjuren 12 bis 24 gezeigten Vergaser 20' mit Schwimmergehäuse mit einem Apostroph versehene Bezugszeichen verwendet, um in der Konstruktion und Funktion entsprechende Teile wie bei dem Vergaser 20 zu bezeichnen. Die Beschreibung dieser Teile wird nicht wiederholt, da die Konstruktion des Vergasers 20' mit Schwimmergehäuse vom Fachmann ohne weiteres verstanden wird, wenn er die Darstellungen der Figuren 12 bis 24 betrachtet.As stated above and shown in Figures 12 to 24, the invention can also be used with a carburetor provided with a float bowl. Purely by way of example and without any limitation, a commercially available carburetor 20' with a float bowl, which is manufactured by the Walbro Corporation of Cass City, Michigan, USA under the designation Part No. LMK 1 and is suitable for a Kohler CV 12 engine, is shown in Figures 12 to 24. This carburetor has been modified to incorporate the vent channel system according to the invention so that it can function in a similar manner as in connection with the diaphragm carburetor described above. 20. In order to brevity and to facilitate the correlation of the corresponding constructions and functions, reference numerals preceded by an apostrophe have been used in the float bowl carburetor 20' shown in Figures 12 to 24 to designate parts corresponding in construction and function to those of the carburetor 20. The description of these parts will not be repeated since the construction of the float bowl carburetor 20' will be readily understood by those skilled in the art when they look at the illustrations in Figures 12 to 24.

Wie man am besten den Figuren 13, 15 und 16 entnehmen kann, ist der Schwimmervergaser 20' mit einem Entlüftungskanalsystem der vorliegenden Erfindung versehen, mit dem die Auswirkungen von den Venturiabschnitt 42' passierenden Druckwellen modifiziert und/oder beseitigt werden können, die sonst nachteilig die Dosierfunktion des fixierten Hochgeschwindigkeitsstromes 36', Sumpfes 74' und der Hauptdüse 70' beeinflussen würden. Dieser Entlüftungskanal verbindet eine speziell ausgebildete Druckabfühlöffnung im Venturiabschnitt 42' mit dem Kopfraum 62' des Schwimmergehäuses 63. Wie dem Fachmann klar ist, enthält das Schwimmergehäuse 63 flüssigen Kraftstoff in seinem Sumpf, in den ein ringförmiger hohler Schwimmer 60' teilweise eingetaucht ist. Der Schwimmerauftrieb wird über den Hebel 64' zum Steuern des Einlaßventiles 58' in Abhängigkeit von Niveauänderungen der Kraftstoffoberfläche im Sumpf ausgenutzt.As best seen in Figures 13, 15 and 16, the float carburetor 20' is provided with a vent passage system of the present invention which can modify and/or eliminate the effects of pressure waves passing through the venturi section 42' which would otherwise adversely affect the metering function of the fixed high velocity stream 36', sump 74' and main jet 70'. This vent passage connects a specially formed pressure sensing orifice in the venturi section 42' to the head space 62' of the float bowl 63. As will be appreciated by those skilled in the art, the float bowl 63 contains liquid fuel in its sump in which an annular hollow float 60' is partially submerged. The float buoyancy is used via the lever 64' to control the inlet valve 58' depending on level changes of the fuel surface in the sump.

Somit ist wie bei dem Membranvergaser 20 ein Pitotrohr 80' vorgesehen, das vom Venturiabschnitt 42' in den Luftstrom vorsteht, der durch die Ansaugwirkung des Motors durch die Bohrung 40' gezogen wird. Bei der Ausführungsform der Figuren 12 bis 24 kann das Pitotrohr 80' einstückig mit dem Vergasergehäuse gegossen sein, wie dies ebenfalls beim Vergaser 20 der Fall ist. Bei der in den Figuren 12-24 gezeigten Ausführungsform wird jedoch das Pitotrohr 80' aus getrennten Teilen einschließlich eines zylindrischen Messingstopfens 140 hergestellt, der eine eingebohrte Sackbohrung 142 aufweist, so daß das offene Ende der Bohrung 142 eine Mündung 82' des Pitotrohres 80' bildet. Ein Rohr 144 ist an einem Ende in eine in den Stopfen 140 gebohrte Seitenöffnung eingesetzt und mittels Preßpassung in einem gebohrten Kanal 146 befestigt, der sich senkrecht zur Vergaserachse erstreckt und über eine mittels Preßpassung befestigte Kugel 140 an seinem äußeren Ende abgedichtet ist. Der Kanal 146 schneidet einen gebohrten Kanal 150 mit größerem Durchmesser, der bereits im Vergaser 20' vorgesehen ist und sich nach unten in eine Gegenbohrung 152 mit größerem Durchmesser (Figur 13) erstreckt, die, falls gewünscht, an ihrem unteren Ende durch einen Blindstopfen verschlossen sein kann, der in üblicher Weise bei 154 festsitzt. Wenn ein Blindstopfen verwendet wird, verbindet eine Einkerbung 156 in der Seitenwand, die zur Aufnahme des Blindstopfens dient, den Kanal 150 mit dem Kopfraum 62' des Schwimmergehäuses 63. Wie in Figur 16 gezeigt, erstreckt sich ein Kanal 158 mit großem Durchmesser parallel zur Vergaserachse und besitzt eine Mündung 160, die benachbart zum Choke-Ventilende des Vergasers angeordnet ist, und zwar unmittelbar abstromseitig vom Luftfilter (nicht gezeigt), das ncrmalerweise aufstromseitig des Eintrittsbereiches zum Vergasermischkanal 40' vorgesehen ist. Das abstromseitige Ende des Kanales 158 schneidet den Kanal 150 in senkrechter Richtung und bildet mit diesem zusammen das Hauptluftdruckentlüftungssystem für den Kopfraum 62' des Schwimmergehäuses gemäß herkömmlicher Praxis.Thus, as in the diaphragm carburetor 20, a pitot tube 80' is provided which projects from the venturi section 42' into the air stream which is drawn through the bore 40' by the intake effect of the engine. In the embodiment of Figures 12 to 24, the pitot tube 80' can be cast in one piece with the carburetor housing, as is also the case with the carburetor 20 is the case. However, in the embodiment shown in Figures 12-24, the pitot tube 80' is made from separate parts including a cylindrical brass plug 140 having a blind bore 142 drilled therein so that the open end of the bore 142 forms a mouth 82' of the pitot tube 80'. A tube 144 is inserted at one end into a side opening drilled in the plug 140 and is press-fitted into a drilled channel 146 which extends perpendicular to the carburetor axis and is sealed by a press-fitted ball 140 at its outer end. The passage 146 intersects a larger diameter bored passage 150 already provided in the carburetor 20' and extends downwardly into a larger diameter counterbore 152 (Figure 13) which, if desired, may be closed at its lower end by a blanking plug which is conventionally seated at 154. If a blanking plug is used, a notch 156 in the side wall which serves to receive the blanking plug connects the passage 150 to the head space 62' of the float bowl 63. As shown in Figure 16, a large diameter passage 158 extends parallel to the carburetor axis and has an orifice 160 which is located adjacent the choke valve end of the carburetor immediately downstream of the air cleaner (not shown) which is normally provided upstream of the inlet region to the carburetor mixing passage 40'. The downstream end of channel 158 intersects channel 150 in a vertical direction and together forms the main air pressure vent system for float bowl headspace 62' in accordance with conventional practice.

Bei der Anpassung des herkömmlich ausgebildeten Schwimmervergasers 20' an die Prinzipien der Erfindung wird der Kanal 158 durch einen Stopfen 162 abgedichtet und nicht verwendet. Bei einem Schwimmervergaser, der von Hause aus erfindungsgemäß ausgestaltet ist, entfallen jedoch diese Kanäle 158 und 150 und werden durch einen einfacheren Kanal vom Rohr 144 zum Kopfraum 62' ersetzt. In entsprechender Weise wird die Mündung 82' des Pitotrohres 80' so ausgebildet, daß sie mit der Mittelebene des Venturiabschnitts 42' und der Mittellinie der Düse 70' bündig ist, es sei denn, es würde eine Phasenverschiebung gewünscht, wie vorstehend beschrieben.When adapting the conventionally designed float carburettor 20' to the principles of the invention, the passage 158 is sealed by a plug 162 and is not used. However, in a float carburetor inherently designed in accordance with the invention, these passages 158 and 150 are eliminated and replaced by a simpler passage from the tube 144 to the head space 62'. Similarly, the mouth 82' of the pitot tube 80' is formed to be flush with the center plane of the venturi section 42' and the center line of the nozzle 70' unless a phase shift is desired as described above.

Aus dem vorhergehenden und den Darstellungen der Figuren 13, 15 und 16 wird deutlich, daß das Pitotrohr 80' in einer dem Pitotrohr 80 des Vergasers 20 im wesentlichen entsprechenden Art und Weise orientiert und angeordnet ist. Die Mündung 82' der Eintrittsbohrung 142 des Pitotrohres 80' ist eine sehr kurze Strecke auf stromseitig der Ebene des kleineren Durchmessers des Venturiabschnitts 42' angeordnet und geringfügig auf stromseitig in bezug auf eine koplanare Anordnung mit der Hauptdüse 70', um eine Anpassung an die physikalischen Beschränkungen zu ermöglichen, die bei dieser bekannten Vergaserkonstruktion vorhanden sind. Der Kanal 142 erstreckt sich wie der Kanal 86 parallel zur Hauptachse A der Bohrung 40' und des Venturiabschnitts 42'. Da der Vergaser 20' wie der Membranvergaser 20 mit einer Choke-Platte 44' versehen ist, die an einer Choke-Welle 28 montiert ist, ist das Pitotrohr 80' gegenüber der Achse A in Richtung auf die Seitenwand des Venturiabschnitts 42 versetzt, so daß es sich etwa in der Hälfte des Weges zwischen der Achse A und der zugehörigen Seitenwand des Venturiabschnitts 42' befindet. In Vertikalrichtung des Vergasers jedoch, wie in den Figuren 13 und 15 dargestellt, ist das Pitotrohr 80' in horizontaler Ausrichtung mit der Achse A zentriert. In jedem Fall ist die Eintrittsmündung 82' des Pitotrohres 80' in dem Sehnenraum unmittelbar abstromseitig der Choke-Platte 44' angeordnet, wo die Geschwindigkeit des vom Motor induzierten Luftstromes ein Maximum hat, wenn man das Vorhandensein der Choke-Platte 44' und der Choke-Welle 28' sowie ihren Blockierungseffekt in bezug auf den Luftstrom durch die Vergaserbohrung 40' und den Venturiabschnitt 42' berücksichtigt.From the foregoing and the illustrations of Figures 13, 15 and 16, it will be apparent that the pitot tube 80' is oriented and arranged in a manner substantially similar to the pitot tube 80 of the carburetor 20. The mouth 82' of the inlet bore 142 of the pitot tube 80' is arranged a very short distance upstream of the plane of the minor diameter of the venturi section 42' and slightly upstream of a coplanar arrangement with the main jet 70' to accommodate the physical limitations inherent in this known carburetor design. The passage 142, like the passage 86, extends parallel to the major axis A of the bore 40' and the venturi section 42'. Since the carburetor 20', like the diaphragm carburetor 20, is provided with a choke plate 44' mounted on a choke shaft 28, the pitot tube 80' is offset from the axis A toward the side wall of the venturi section 42 so that it is located approximately halfway between the axis A and the associated side wall of the venturi section 42'. In the vertical direction of the carburetor, however, as shown in Figures 13 and 15, the pitot tube 80' is centered in horizontal alignment with the axis A. In any case, the inlet opening 82' of the pitot tube 80' is in the chord space immediately downstream of the choke plate 44', where the velocity of the air flow induced by the engine is at a maximum, taking into account the presence of the choke plate 44' and the choke shaft 28' and their blocking effect with respect to the air flow through the carburetor bore 40' and the venturi section 42'.

Wenn der Schwimmervergaser 20' wie der Membranvergaser 20 mit einem Choke-Ventil 44' versehen ist und das Pitotrohr 80' unmittelbar abstromseitig des Choke-Ventiles 44' angeordnet ist, ist der Vergaser 20' ferner mit einem Nebenschlußkanalsystem versehen, um die Wirkung des Entlüftungskanales 142, 144, 150, 156 bypassartig zu blockieren, wenn mit dem Schließen des Choke-Ventiles begonnen wird. Dieser zum Blockieren dienende Nebenschlußkaiial umfaßt, wie in den Figuren 19-21 und 24 am besten zu erkennen ist, einen gebohrten Kanal 170, der sich von der Vcrderseite des Vergasers 20' parallel zur Achse A erstreckt und die Bohrung 29 < Figur 24), die die Choke-Welle 28' über der Choke-Platte 44' aufnimmt, diametral schneidet. Das innere Ende des Kanales 170 endet an einem Schnittpunkt mit einem winklig dazu angeordneten gebohrten Kanal 172, der wiederum das obere Ende des Kanales 150 schneidet. Das äußere Ende des Kanales 170 ist durch eine mittels Preßpassung angeordnete Kugel 174 abgedichtet und wie das äußere Ende des Kanales 172 durch eine mittels Preßpassung montierte Kugel 176 abgedichtet. Ein weiterer winklig angeordneter gebohrter Kanal 178 ist aufstromseitig der Choke-Platte 44' in der Nähe ihres oberen Randes angeordnet und mündet in die Vergaserbohrung 40'. Der Kanal 178 schneidet den Kanal 170, wo beide Kanäle auf die Choke-Wellenbohrung 29 treffen. Die Choke-Welle 28' ist mit einem gebohrten Querkanal 180 versehen, der sich diametral zur Welle 28' erstreckt, so daß er in Abhängigkeit von der Drehung der Choke-Welle an seinen gegenüberliegenden Enden mit den Kanälen 170 und 178 in Deckung oder außer Deckung gedreht werden kann.If the float carburetor 20' is provided with a choke valve 44' like the diaphragm carburetor 20 and the pitot tube 80' is located immediately downstream of the choke valve 44', the carburetor 20' is further provided with a bypass channel system to bypass the action of the vent channel 142, 144, 150, 156 when the choke valve begins to close. This bypass channel for blocking comprises, as best seen in Figures 19-21 and 24, a drilled channel 170 which extends from the front of the carburetor 20' parallel to the axis A and diametrically intersects the bore 29 (Figure 24) which receives the choke shaft 28' above the choke plate 44'. The inner end of the channel 170 terminates at an intersection with an angled drilled channel 172 which in turn intersects the upper end of the channel 150. The outer end of the channel 170 is sealed by a press-fit ball 174 and, like the outer end of the channel 172, is sealed by a press-fit ball 176. Another angled drilled channel 178 is disposed upstream of the choke plate 44' near its upper edge and opens into the carburetor bore 40'. The channel 178 intersects the channel 170 where both channels meet the choke shaft bore 29. The choke shaft 28' is provided with a drilled transverse channel 180 which extends diametrically to the shaft 28' so that, depending on the rotation of the choke shaft, it can be rotated into or out of cover using channels 170 and 178.

Wie somit aus einem Vergleich der Figuren 19 und 20 hervorgeht, befindet sich der obere Endraum des Kanales 150 über die Kanäle 172, 170 und 178 mit der Bohrung 40' aufstromseitig der geschlossenen Choke-Platte in Verbindung, wenn sich die Choke-Platte 44' in ihrer vollständig geschlossenen Position (Figur 19) befindet. Wenn die Choke-Platte 44' durch die Welle 28' aus ihrer vollständig geschlossenen Position über einen Winkel von 15º gedreht wird, wird die Verbindung über den Kanal 180 allmählich abgesperrt. Wenn sich die Choke-Wellendrehung aus der geschlossenen Position über 15º hinaus (im Uhrzeigersinn in den Figuren 19-21) in die vollständig geöf fnete Position der Choke-Platte 44' fortsetzt, wie in Figur 21 gezeigt, wird dadurch, daß die Kanäle 180 und 170 außer Deckung gebracht werden, die Verbindung zwischen den Kanälen 178 und 150 abgesperrt.Thus, as can be seen from a comparison of Figures 19 and 20, the upper end space of channel 150 is in communication with bore 40' upstream of the closed choke plate via channels 172, 170 and 178 when choke plate 44' is in its fully closed position (Figure 19). When choke plate 44' is rotated by shaft 28' from its fully closed position through an angle of 15°, communication via channel 180 is gradually blocked. As the choke shaft rotation continues from the closed position beyond 15º (clockwise in Figures 19-21) to the fully open position of the choke plate 44', as shown in Figure 21, the communication between the channels 178 and 150 is blocked by bringing the channels 180 and 170 out of alignment.

Aus der vorhergehenden Beschreibung des Membranvergasers 20 und des darin vorhandenen Choke-Nebenschlußkanales 104-110 geht hervor, daß das Druckwellenübertragungsvermögen des Entlüftungskanales 142, 144, 146 unmöglich gemacht wird, wenn das Choke-Ventil geschlossen ist, wie in Figur 19 gezeigt. Daher kann der unmittelbar hinter der Choke-Platte 44' in der Nachbarschaft des Pitotrohres 80' vorhandene hohe Unterdruck nicht mit der Luftkammer 62' des Schwimmergehäuses 63' in Verbindung gebracht werden, weil der Nebenschlußkanal 178, 180, 170 vorhanden ist. Nachdem der Motor selbständig zu laufen begonnen hat und das Choke-Ventil 44' in seine offene Position gedreht worden ist, wird der Nebenschlußkanal 180 durch die fehlende Deckung des Kanales 180 mit den Kanälen 178 und 170 infolge der entsprechenden Drehung der Welle 28' allmählich verschlossen. Wenn das Choke-From the previous description of the diaphragm carburetor 20 and the choke bypass channel 104-110 present therein, it is clear that the pressure wave transmission capacity of the vent channel 142, 144, 146 is made impossible when the choke valve is closed, as shown in Figure 19. Therefore, the high negative pressure present immediately behind the choke plate 44' in the vicinity of the pitot tube 80' cannot be brought into communication with the air chamber 62' of the float chamber 63' because of the presence of the bypass channel 178, 180, 170. After the engine has started to run on its own and the choke valve 44' has been rotated to its open position, the shunt channel 180 is gradually closed by the lack of coverage of the channel 180 with the channels 178 and 170 as a result of the corresponding rotation of the shaft 28'. When the choke

Ventil 44' offen ist und der Motor ohne Choke läuft, ist der Nebenschlußkanal 178, 180, 170 vollständig geschlossen, so daß der Entlüftungskanal 142, 144, 146 voll wirksam wird, um die Druckwelleneffekte auf die Luftkammer 62' des Schwimmergehäuses 63 zu übertragen.When valve 44' is open and the engine is running without choke, the bypass channel 178, 180, 170 is completely closed so that the vent channel 142, 144, 146 becomes fully effective to transfer the pressure wave effects to the air chamber 62' of the float housing 63.

Wie bei dem Vergaser 20 kann der Effekt des Entlüftungskanales 142, 144, 150 im Vergaser 20' modifiziert oder moduliert werden, indem der Kopfraum 62' des Schwimmergehäuses in gesteuerter Weise zur Atmosphäre entlüftet wird. Zu diesem Zweck ist eine Drosselöffnung 138' im Gehäuse des Vergasers 20' vorgesehen, die den Kanal 150 mit der Atmosphäre verbindet, wie dies die Öffnung 138 bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des Vergasers 20 tut.As with the carburetor 20, the effect of the vent passage 142, 144, 150 in the carburetor 20' can be modified or modulated by venting the float bowl headspace 62' to the atmosphere in a controlled manner. For this purpose, a throttle opening 138' is provided in the housing of the carburetor 20' which connects the passage 150 to the atmosphere, as does the opening 138 in the previously described embodiment of the carburetor 20.

Aus dem vorhergehenden wird somit deutlich, daß die Prinzipien der Erfindung, wie sie im einzelnen in Verbindung mit dem Membranvergaser 20 beschrieben wurden, ohne weiteres auch bei einem schwimmergesteuerten Vergaser 20' Anwendung finden können, indem dieser im wesentlichen in der gleichen Weise und mit der gleichen Zielsetzung, wie in Verbindung mit dem Membranvergaser 20 beschrieben wurde, modifiziert wird.From the foregoing it is therefore clear that the principles of the invention, as described in detail in connection with the diaphragm carburetor 20, can also be readily applied to a float-controlled carburetor 20' by modifying it in essentially the same way and with the same objective as described in connection with the diaphragm carburetor 20.

Claims

1. Fuel metering device with, in combination, a housing (22), a fuel-air mixture channel (40; 40') through the housing, the housing (22) being provided with a fuel chamber (56; 56'), the mixture channel (40; 40') having an inlet and an outlet and a venturi throttle section (42; 42') between the inlet and outlet, a fuel inlet and a fuel channel (50, 54; 50', 54') which runs from the fuel inlet to the fuel chamber (56, 56'), an inlet valve (58; 58') in the fuel channel between the fuel inlet and the fuel chamber (56, 56'), a main fuel nozzle (70; 70') with an outlet opening within the throttle section (42; 42'), the main fuel nozzle outlet opening is directed relative to the mixture channel (40; 40') so; that it only detects the static pressure prevailing therein, the housing (22; 22') having a fuel connection (72, 74; 72', 74') from the fuel chamber (56; 56') to the main fuel nozzle (70; 70') and containing main fuel control means (36; 36'), diaphragm means (60) or float means (60') for actuating the inlet valve (58; 58'), a single air chamber (62; 62') which cooperates with the diaphragm means (60) or float means (60') to regulate their actuation relative to the inlet valve (58; 58'), the housing having a vent channel (86-100; 142-156) which connects the mixture channel (40; 40') to the air chamber (62; 62') connects to detect a pressure state in the throttle section (42; 42') of the mixture channel and to transmit a corresponding pressure signal to the air chamber (62; 62'), characterized in that the housing (22; 22') has a Pitot tube (80; 80') with an inlet opening (82; 82'),

which is directed upstream relative to the air flow direction in the mixture channel (40; 40') and arranged in the throttle section (42; 42') in a region of maximum air velocity in order to transmit engine inlet-induced total pressure waves to the drying chamber, so that the total pressure waves are impressed on the diaphragm means (60) or float means (60').

2. Fuel metering device according to claim 1, in which the main nozzle (70, 70') opening into the venturi section (42; 42') and the pitot tube inlet (82; 82') are both arranged substantially in a common plane which is perpendicular to the axis of the venturi section.

3. Fuel metering device according to claim 1, in which the main nozzle (70, 70') which opens into the venturi section (42; 42') and the pitot tube inlet (82; 82') are offset from one another relative to the direction of the engine intake induced air flow through the venturi section (42; 42') and are spaced such that the distance produces a predetermined phase shift in the effect of an intake resonance pressure wave which alternately impinges on the pitot tube inlet (82; 82') and the main nozzle opening (70; 70').

4. Fuel flow metering device according to one of claims 1 to 3, wherein the outlet opening of the main fuel nozzle (70; 70') is arranged so that its axis is substantially perpendicular to the direction of the engine-induced air flow through the venturi throttle section (42; 42') and the plane of the outlet opening of the nozzle (70; 70') is substantially parallel to this air flow direction, and the pitot tube inlet opening (82; 82') is arranged so that its axis is parallel to said air flow direction and the plane of the pitot tube inlet opening (82; 82') is substantially perpendicular to said air flow direction.

5. Fuel metering device according to one of claims 1 to 4, with a choke valve (44; 44') arranged in the mixture channel (40; 40') which is movable from an open choke position to a closed choke position, valve means (104-110; 78-180) which respond to the movement of the choke valve (44; 44') to put the vent channel (86-100; 142-156) into operation and thus to transmit the wave effects to the air chamber (62; 62') when the choke valve (44; 44') is moved to an open position, and to put the vent channel (86-100; 142-156) out of operation and thus to transmit the wave effects to the air chamber (62; 62') when the choke valve (44; 44') is closed.

6. Fuel metering device according to one of claims 1 to 5 in connection with a two-stroke internal combustion engine with a cylinder, a piston which is movable back and forth in the cylinder and a crankcase, the fuel metering device being of the diaphragm type and comprising a metering diaphragm (60) which divides a space in the housing (22) into a metering chamber (56) forming the fuel chamber and a dry chamber (62) forming the air chamber, the inlet valve having metering valve means (58) actuatable by the diaphragm (60) and the main fuel control means comprising a high-speed needle valve (36).

7. A fuel metering device according to claim 6, comprising an air vent passage (104, 106) connecting atmospheric air from a point spaced from the venturi throttle section (42) of the mixture passage (40) to the dry chamber (62) to modulate the effect of the vent passage (86-100) on the dry chamber (62).

8. A method for metering fuel to an internal combustion engine having a cylinder, a piston which is movable back and forth in the cylinder and a crankcase, a carburettor having a housing (22) which has a venturi Section (42; 42'), fuel supply means for supplying fuel to the venturi section (42; 42') including metering inlet valve means (58; 58') operable by associated diaphragm means (60) or float means (60'), a space in the housing (22), a single air chamber (62; 62') provided in the space which cooperates with the diaphragm means (60) or float means (60') to regulate their operation relative to the inlet valve means (58; 58'), main fuel control means (36; 36') and a main fuel nozzle (70; 70') arranged in the venturi section (42; 42') such that its outlet opening is with its axis substantially perpendicular to the direction of the engine inlet induced air flow through the venturi section, the nozzle (70; 70') is connected to the fuel supply means through a fuel-controlling throttle point (36; 36'), the method comprising the steps of

(1) that the engine intake induced pressure waves passing through the venturi section (42; 42') are sensed to generate a pressure wave signal,

(2) that the sensed pressure wave signal is transmitted to the air chamber (62; 62'), and

(3) developing a predetermined phase relationship between the impact of the waves on the outlet orifice of the main fuel nozzle (70; 70') and the sensed pressure wave signal, thereby modulating the effect of the wave impact on the drop in static pressure at the main fuel throttle means (36; 36') in dependence on the engine intake air flow through the venturi section (42, 42'),

characterized in that the sensing is carried out with a Pitot tube (80; 80') whose inlet opening faces upstream to sense the total pressure and is arranged in a common plane which is perpendicular to said air flow direction and intersects the outlet opening of the main nozzle (70; 70').