DE7816169U1

DE7816169U1 - Vorrichtung zur zufuehrung des kraftstoff-luftgemisches von dem vergaser zu den ansaugleitungen eines mehrzylindermotors mit funkenzuendung

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Publication number: DE7816169U1
Application number: DE19787816169U
Authority: DE
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Priority date: 1977-06-09
Filing date: 1978-05-30
Publication date: 1980-05-29
Also published as: SU969175A3; FR2393944B1; US4194476A; FR2393944A1; JPS545125A; DE2823565A1; GB1588479A

Description

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FIAT Society per Azioni Corso Marconi 10 Turin, Italien

Vorrichtung zur Zuführung des Kraftstoff-Luftgemisches von dem Vergaser zu den Ansaugleitungen eines Mehrzylindermotors Bit Funkenzündung.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zuführung des Kraftstoff-Luftgemisches von dem Vergaser zu don Ansaugleitungen eines Mehrzylindermotors mit Funkenzündung, mit einem im folgenden als Ansaugkrümmer bezeichneten Ansaugsammler, der mit einem Ende an einen Ausgang des Vergasers angeschlossen ist und über Eingabeleitungen mit den Ansaugleitungen in Verbindung steht, sowie mit einem von den Auspuffgasen durchströmten Wärmetauscher, der zwischen dem Ausgang des Vergasers und dem Ansaugkrümmer angeordnet ist.

Kraftstoffzuführeinrichtungen dieser Art ermöglichen auf Grund des Wärmetauschers die Verwendung magerer Gemische, wenn der Motor mit Betriebstemperatur und -drehzahlen läuft. Die Verwendung magerer Kraftstoff-Luftgemische verringert den Grad der von dem Motor verursachten Luftverschmutzung. Diese bekannten Kraftstoffzuführungseinrichtungen lösen jedoch nicht die Aufgabe, auch beim Kaltstart des Motors und während der darauf folgenden Übergangsphase mit kaltlaufendem Motor ein mageres Kraftstoff-Luftgemisch zu verwenden.

Zur lösung dieses Problems schlägt die Erfindung eine Kraftstoff zufülmmgs einrichtung der obengenannten Art vor, die gekennzeichnet ist durch

a) einen Eilfsansaugkrifemer,der zur Einspeisung von

Kraftstoff-Luftgemisch in die genannten Eingabeleitungen in der Nachbarschaft des Ansaugkrümmers angeordnet ist,

b) eine mittels eines elektrischen Heizwiderstandes aufheizbare Hilfsleitung zur Zuführung von Kraftstoff-Luftgemisch von dem Vergaser zu dem Hilfsansaugkrümmer,

c) eine Vorrichtung,mittels derer das von dem Vergaser in seiner dem Leerlauf des Motors entsprechenden Stellung abgegebene Kraftstoff-Luftgemisch ausschließlich in die genannte Hilfsleitung eingespeist wird,sowie

d) Schaltmittel zur zeitgesteuerten Einschaltung des elektrischen Speisestromkreises für den genannten Heizwiderstand.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels de.- Erfindung,

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Transversalschnitt eines thermostatischen Ventils,das Bestandteil der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist,

Fig. 3 zeigt in schematischer Seitenansicht und in vergrößertem Maßstab eine Variante zu der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.

In Fig. 1 ist ein nach Art eines Doppelvergasers ausgebildeter Vergaser mit 10 bezeichneter umfaßt einen Haupttrichterkörper 12 mit einer Drosselklappe 13 und einem Ausgangsstutzen 14, der über eine Leitung 16, einen Wärmetauscher 18

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und eine Leitung 20 mit einem Ansaugkrümmer 22 verbunden ist.

Der Ansaugkrümmer 22 steht in bekannter Art über Eingabeleitungen 24, von denen in der Zeichnung nur eine dargestellt ist, mit den Ansaugleitungen eines (nicht dargestellten) Mehrzylinder-Verbrennungsmotors mit Funkenzündung in Verbindung.

Der Wärmetauseber 18 besitzt einen länglichen Mantel 17, in dem eine Vielzahl axialer Rohrleitungen 25 angeordnet sind, die mit einem Ende mit einem Anschlußstutzen 26 verbunden sind, der an ein Rohrstück 28 angeschlossen ist. In dieses xreten die von dem Abgaskrümmer des Motors kommenden Auspuffgase ein. Die anderen Enden der axialen Leitungen 25 stehen mit einer Leitung 30 in Verbindung, über die die Abgase in die Atmosphäre abgegeben werden. Im Innenraum des Wärmetauschers 18 sind ferner eine Vielzahl von transversalen Scheidewänden 32 angeordnet, deren Zweck darin besteht, den Durchlauf des Kraftstoff-Luftgemisches, das den Mantel 17 des Wärmetauschers 18 durchströmt, derart kurvenreich zu machen, daß der Wärmetausch zwischen den heißen Auspuffgasen, die durch die Leitungen 25 fließen,und dem Gemisch vergrößert wird.

Der Vergaser 10 besitzt ferner einen Hilfstrichterkörper 34 mit einer Hilfsdrosselklappe 36, der über eine Leitung 38 mit einem Hilfsansaugkrümmer 40 verbunden ist. Die Hilfsdrosselklappe 36 ist über eine (nicht dargestellte) Transmission, wie sie üblicherweise bei Doppelvergasern verwendet wird, mit der Drosselklappe 13 des Vergasers verbunden. Diese Transmission ist so ausgebildet, daß sich die Hilfsdrosselklappe 36 in der dem Start und dem Leerlauf des Motors entsprechenden Stellung befindet, wenn die Drosselklappe 13 geschlossen ist.

Der Hilfsansaugkrümmer 40 ist in der Nachbarschaft des Ansaugkrümmers 22 angeordnet und über Ausgangsleitungen 42 mit den einzelnen Eingabeleitungen 24 des Ansaugkrümmers 22 verbunden. Die Hilfsleitungen 38 und die Ausgangsleitungen 42 sind von elektrischen Heizwiderständen 44 bzw. 46 umgeben,

die in einen von einer Batterie 49 gespeisten elektrischen Stromkreis 48 eingefügt sind.

Der Stromkreis 48 umfaßt einen Schalter, der von einem in seiner Gesamtheit mit 50 bezeichneten Zeitgeber steuerbar ist. Der Schalter 50 ist normalerweise geöffnet und kann vorübergehend mittels eines manuell betätigbaren Druckknopfes 51 geschlossen werden. Der Zeitgeber 50 dient dazu, den Schalter nach einer vorbestimmten Zeitspanne von beispielsweise 30 odei 40 Sekunden wieder zu öffnen.

Eine im folgenden als by-pass-Leitung bezeichnete Umgehungsleitung 52 ist mit einem Ende an ein zwischen dem Anschlußstutzen 26 und der Auslaßleitung 28 der Abgase angeordnetes Leitungsstück 54 angeschlossen. Das andere Ende der by-pass-Leitung 52 ist über ein T-Kupplungsstück 53, das über eine Auslaßleitung 55 mit dem (nicht dargestellten) Schalldämpfer des Motors in Verbindung steht, mit der Auslaßleitung 30 für das aus dem Wärmetauscher 18 herausströmende Abgas verbunden.

Im Innern des Leitungsstückes 54 befindet sich ein Verteilerventil 56, das mit einem seiner Ränder mit einem Gelenkbolzen 58 verbunden ist, der in einer im Innenraum des Leitungsstückes 54 unmittelbar unterhalb der Leitung 52 angeordneten Buchse 59 drehbar gelagert ist. Das Verteilerventil 56 ist zwischen einer in gestrichelten Linien dargestellten Position A, in der es die Verbindung zwischen der Auslaßleitung 28 der Abgase und dem Anschlußstutzen 26 unterbricht, und einer Position C verschiebbar, in der es auf dem unteren Teil des Leitungsstückes 48 im Bereich der Mündung der by-pass-Leitung 52 aufliegt und damit das Eindringen der aus der Auslaßleitung 28 kommenden Gase in die Leitungen 25 des Wärmetauschers 18 ermöglicht.

Ein Ende des Üelenkbolzens 58 ragt aus dem Leitungsstück 54 heraus und ist mit dem Ende eines Hebels 60 verbunden. Das entgegengesetzte Ende des Hebel» 60 besitzt einen Längs-

schlitz 62, in dessen Innern das Ende eines Steuerschaftes 64 verschiebbar ist. Das andere Ende des Steuerschaftes 64 ist mit dem Zentrum einer Membran 66 verbunden, die mit ihrem Rand im Innenraum einer Unterdruckkapsel 68 eingespannt ist. Mit 70 ist eine Schraubenfeder bezeichnet, die sich im Innern einer Steuerkammer 72 der Unterdruckkapsel 68 befindet und die als elastische Richtkraft zwischen der Membran 66 und der Außenwandung der Niederdruckkapsel 68 wirkt.

Die Steuerkammer 72 ist über eine Leitung 74 mit einer Leitung 76 verbunden. Ein Ende der Leitung 76 steht mit einem | thermostatischen Entlüfung^sventil 78 in Verbindung, das sich f an dem Hilfsansaugkrümmer 40 befindet. Das thermostatische ; Ventil 78, das in Fig. 2 in Einzelheiten dargestellt ist, umfaßt einen Hohlkörper 80 mit einer Platte 82, die zur Befestigung an der Außenwandung des Hilfsansaugkrümmers 40 dient. In dem Hohlkörper 80 sind seitliche Öffnungen 84 angebracht, über die der Hohlraum 81 des Körpers 80 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Außerdem bildet der Körper 80 in seiner oberen Wandung einen kegelstumpfförmigen Ventilsitz 86. ₍

Mit 88 ist ein in axialer Richtung durch den Körper 80 bewegbares Ventil bezeichnet, das einen kegelstumpfförmigen Verschluß 90 besitzt, der mit dem Ventilsitz 86 zusammenwirkt.

Der Verschluß 90 ist koaxial mit einem Ventilschaft 92 ver- ;;

bunden, der das bewegliche Organ eines thermostatischen Be- |

tätigungsgliedes bildet, das in bekannter Weise einen im In- §

nenraum des Hilfsansaugkrümmers 40 angebrachten Mantel 96 be- J

sitzt, der ein Material 94 mit hohem thermischen Ausdehnungs- |

koeffizienten auf Wachsbasis beinhaltet. |

Mit 98 ist eine Schraubenfeder bezeichnet, die als elastische Richtkraft zwischen dem Verschluß 90 und der Wandung einer Haube 100 wirkt, die an dem Körper 80 befestigt ist und mit der Leitung 76 in Verbindung steht. Das thermostatische Ven- : til 78 steuert die Verbindung zwischen der Leitung 76 und der 'i Atmosphäre derart, daß die Leitung 76 mit der Atmosphäre ver- |

-S-

bunden wird, sobald die Temperatur im Innern des Hilfsansaugkrümmers 40 einen vorbestimmten Wert überschreitet. Das Ende der Leitung 76 steht mit dem Ansaugkrümmer 22 in Verbindung. Diese Verbindung ist durch ein thermostatisches Ventil 104 steuerbar, das sich im Innern des Ansaugkrümmers 22 befindet. Das thermostatische Ventil 104 besteht aus einem Bimetallblatt, das mit einem Ende an der in der Zeichnung mit 106 bezeichneten Stelle befestigt Ist und dessen entgegengesetztes Ende ein im wesentlichen konisches Verschlußstück 108 trägt, welches im Bereich der Mündung der Leitung 76 angebracht ist. Das konische Verschlußstück 108 kann auf Grund der thermisehen Verformung des Bimetallblattes in das Innere der genannten Mündung eindringen und damit die Verbindung zwischen der Leitung 76 und dem Ansaugkrümmer 22 unterbrechen, wenn die Temperatur im Innenraum des Ansaugkrümmers 22 einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Im folgenden sei die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung erläutert:

Vor dem Kaltstart des Motors drückt der Fahrzeuglenker auf den Druckknopf 51, so daß der elektrische Speisestromkreis 48 geschlossen wird. Beim Anlassen des Motors ist die Drosselklappe 13 geschlossen, während die Hilfsdrosselklappe 36 des Hilfstrichterkörpers 34 des Vergasers 10 in der dem Leerlauf des Motors entsprechenden Position befindet. Daher fließt beim Anlassen des Motors das Kraftstoff-Luftgemisch durch die Leitung 38 in den Innenraum des Hilfsansaugkrümmers 40. Von diesem fließt es über die Ausgangsleitungen 42 und die Eingabeleitungen 24 des Ansaugkrümmers 22 in die Ansaugleitungen des Motors. Die elektrischen Heizwiderstände 44 und 46 erwärmen die Leitung 38 und die Ausgangsleitungen 42. Das aus dem Hilfstrichterkörper 34 des Vergasers 10 kommende Gemisch wird somit erwärmt, bevor es in die Eingabeleitungen 24 gelangt, so daß auch bei dieser Phase des Motorlaufes ein mageres Gemisch verwendet werden kann.

Nach 30 oder 40 Sekunden unterbricht der Zeitgeber 50 den Stromdurchgang durch die Heizwiderstände 44 und 46. Durch den Druck auf das Beschleunigungspedal wird die Drosselklappe 13 geöffnet, so daß das aus dem Haupttrichterkörper 12 des Vergasers 10 kommende Gemisch über die Leitung 16, den Wärmetauscher 18, die Leitung 20, den Ansaugkrümmer 22 und die Eingabeleitungen 24 zu dem Motor gelangen kann.

Während dieser Phase hält der Verschluß 90 das thermostatische Entlüftungsventil 78 geschlossen. Der in dem Ansaugkrümmer herrschende Unterdruck überträgt sich deshalb über die Leitungen 76 und 74 zu d^r Steuerkammer 72 der Unterdruokkapsel Infolgedessen wird die Membran 66 derart deformiert, daß der Steuerschaft 64 nach oben gezogen wird und über den Hebel das Verteilerventil 56 in der mit C bezeichneten Position hält. Dies hat die Wirkung, daß die by-pass-Leitung 52 geschlossen ist und die aus der Auslaßleitung 58 kommenden Abgase durch die Leitungen 25 des Wärmetauschers 18 strömen, bevor sie über die Auslaßleitungen 30 und 55 in die Atmosphäre austreten.

Das Kraftstoff-Luftgemisch, das den Körper 17 des Wärmetauschers 18 durchläuft, wird durch den Wärmeaustausch mit den Abgasen des Motors, die durch die axialen Leitungen 25 strömen, vorgewärmt und bewirkt seinerseits eine Erwärmung des im Innenraum des Ansaugkrümmers 22 gelegenen thermostatischen Ventils 104. Infolge dieser Erwärmung wird das Bimetallblatt des thermostatischen Ventils 104 verformt. Diese Verformung, deren Größe der Temperatur des Kraftstoff-Luftmischung proportional ist, hat zur Folge, daß die konische Spitze 108 in das Innere der Mündung der Leitung 76 eindringt, bis diese vollständig geschlossen ist.

Der Unterdruckwert im Innern der St^uerkammer 72 der Kapsel 68 nimmt deshalb in Abhängigkeit von der Temperatur des Kraftstoff-Luftgemisches ab und steuert auf diese Weise den Schließgrad des Verteilerventils 56 und infolgedessen den

Durchfluß der Abgase im Innern des Wärmetauschers 18 in der Weise, daß dieser Gasfluß bei einem Ansteigen der Temperatur des Kraftstoff-Luftgemisches geringer wird.

Die Teile des Kraftstoff-Luftgemisches, die zu dem Hilfsansaugkrümmer 40 gelangen und diejenigen Teile, die nach ihrer Vorwärmung in den Wärmetauscher 18 zu dem AnsaugkrUmmer 22 gelangen, vereinigen sich im Innern der Eingabeleitungen 24 und erreichen die Brennkammern der Zylinder mit einer Temperatur, die einen guten Motorbetrieb erlaubt.

Während des Leerlaufes des Motors nach einem Kaltstart, d.h. dann, wenn die elektrische Speiseschaltung 48 durch das Schließen des Schalters 51 aktiviert ist und die Drosselklappe 13 des Haupttrichterkörpers 14 geschlossen ist, gelangt das ausschließlich von dem Hilfstrichterkörper 34 des Vergasers abgegebene Gemisch über die erwärmte Leitung 38 zu dem Motor. Sobald die Temperatur des Kraftstoff-Luftgemisches, das durch den Hilfsansaugkrümmer 40 fließt, einen vorbestimmten Wert überschreitet, öffnet das thermostatische Ventil und verbindet die Leitung 76 und die Steuerkammer 72 der Kapsel 78 mit der Atmosphäre. Infolgedessen verformt sich die Membran 64 nach unten und bewirkt über den Steuerschaft 64 und den Hebel 60 die Verdrehung des Verteilerventils 56 bis in die mit A bezeichnete Extremstellung, in der das Verteilerventil 56 verhindert, daß die aus der Auslaßleitung 28 kommenden Abgase in das Innere des Wärmetauschers 18 eindringen.

Die in Fig. 3 dargestellte Variante unterscheidet sich von dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß an Stelle eines Doppelvergasers ein Vergaser 109 mit nur einem Trichterkörper 110 verwendet wird, der eine Ausgangsleitung 112 besitzt, die über die Leitung 16 mit dem Eingang des anhand von Fig. 1 beschriebenen Wärmetauschers 18 verbunden ist.

Der Körper 110 besitzt eine Drosselklappe 114, die im Innern der Ausgangsleitung 112 angebracht und auf einer Welle 116 drehbar montiert ist. An der Welle 116 ist außerhalb der Leitung 112 ein Ende eines Hebels 118 befestigt, dessen anderes Ende gelenkig mit dem Ende eines Hebels 122 verbunden ist, der eine geringere Länge besitzt als der Hebel 118 und dessen entgegengesetztes Ende an dem Ende eines aus dem Endteil der Ausgangsleitung 16 ragenden Bolzens 124 befestigt ist. Dieser Bolzen 124 dient zur gelenkigen Lagerung einer Hilfsdrosselklappe 126.

Die Leitung 16 besitzt in dem zwischen der Hilfsdrosselklappe 126 und der Ausgangsleitung 112 des Körpers 110 liegenden Abschnitt einen seitlichen Anschlußstutzen 128, an dem die von dem Heizwiderstand 44 umgebene Leitung 38 angeschlossen ist.

Die übrigen Teile der Kraftstoffzuführungseinrichtung sind nicht dargestellt, da sie mit denen in Fig. 1 dargestellten und im Zusammenhang mit ihr beschriebenen Teilen Übereinstimmen.

Wenn sich die Drosselklappe 114 im Betrieb in der dem Leerlauf des Motors entsprechenden Stellung befindet, ist die Hilfsdrosselkiappe 126 geschlossen. Das Kraftstoff-Luftgemisch, das von dem Körper 110 des Vergasers 109 kommt,fließt deshalb durch den seitlichen Anschlußstutzen 128 über die erwärmte Hilfsleitung 38 zu dem Motor. Sobald dem Motor größere Leistungen abverlangt werden,bewirkt das öffnen der Drosselklappe 114 über die Hebel 118, 112,und 122, daß auch die Hilfsdrosselkiappe 126 öffnet. Auf diese Weise kann das Kraftstoff-Luftgemisch über die Leitung 16 zum Motor gelangen.

Die Betriebsphasen der Vorrichtung gemäß dieser Varianten sind im übrigen den vorangehend beschriebenen Betriebsphasen analog.

Claims

Aktenzeichen: G 78 16 169.0 8 München se, den - 4,, Feb. 1980

I Neue Schutzansprüche (Hauptantrag)

I 1. Vorrichtung zur Zuführung des Kraftstoff-Luftgemisches % von dem Vergaser zu den Ansaugleitungen eines Mehrzylin-

r dermotors mit Funkenzündung, mit einem Ansaugkrümmer,der

^ mit einem Ende an einen Ausgang des Vergasers angeschlos-

r sen ist und über Eingabeleitungen mit den Ansaugleitungen

h in Verbindung steht, sowie mit einem von den Auspuffgasen

'- durchströmten Wärmetauscher, der zwischen dem Ausgang des

% Vergasers und dem Ansaugkrünimer angeordnet ist, g e -

I kennzeichnet durch

i a) einen Hilfsansaugkrümmer (40), der zur Einspeisung von

% Kraftstoff-Luftgemisch in die genannten Eingabeleitun-

' gen (24) in der Nachbarschaft des Ansaugkrümmers (22)

angeordnet ist,

b) eine mittels eines elektrischen Heizwiderstandes (44) aufheizbare Hilfsleitung (38) zur Zuführung von Kraftstoff-Luftgemisch von dem Vergaser (10) zu dem Hilfsansaugkrümmer (40),

c) eine Vorrichtung, mittels derer das von dem Vergaser in seinerdem Leerlauf des Motors entsprechenden Stellung abgegebene Kraftstoff-Luftgemisch ausschließlich in die genannte Hilfsleitung (38) eingespeist wird, sowie

d) Schaltmittel zur zeitgesteuerten Einschaltung des elektrischen Speisestromkreises (48) für den genannten Heizwiderstand (44).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dad urch gekennzeichnet, daß der Vergaser (10) nach Art eines Doppelvergasers ausgebildet ist mit. einem Haupttrichterkörper (12) zur Einspeisung von Luft-Kraftstoffgemisch in den genannten ■Wärmetauscher (18) sowie einem Hilfstri cht erkörp er (34·) zur Einspeisung von Luft-Kraftstoffgemisch in den genannten Hilfsansaugkrümmer (40), und daß die Drosselklappe (13) des Haupttrichterkörpers (12) sich in ihrer Schließstellung befindet, -wenn die Drosselklappe (36) des Hilfstrichterkörpers (34) sich in der dem Leerlauf des Motors entsprechenden Position befindet.,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser (109) als Einzelvergaser ausgebildet ist und einen ausgangsseitigen Anschluß (112) zur mechanischen Verbindung mit einem Rohrstück (16) besitzt, daß dieses Rohrstück einen seitlichen Anschlußstatzen (128) für den Anschluß der genannten Hilfsleitung (38) aufweist, daß das Rohrstück (16) unterhalb des genannten Anschlußstutzens (128) mit einer Hilfsdrosselklappe (126) versehen ist, die mit der Drosselklappe (114) des Vergasers (109) über ein Hebelsystem (118, 120, 122) in Verbindung steht, mittels dessen die Hilfsdrosselklappe (126) in ihrer Schließstellung genalten ist, wenn die Drosselklappe (114) des Vergasers (109) sich in der dam Leerlauf des Motors entsprechenden Position befindet und mittels dessen das öffnen der Kilfsdrosselklappe (126) synchron mit dem Öffnen der Drosselklappe (114) des Vergasers (109) steuerbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Aussprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitungen, die den Hilfskrümmer (40) mit den einzelnen Eingabeleitungen (26) des Ansaugkrümmers (22) verbinden, von elektrischen Heizwiderständen (46) umgeben sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventileinrichtung (56) zur wahlweisen Verbindung der Auslaßleitung (28) der Abgase des Motors mit dem genannten Wärmetauscher oder einer diesen umgehenden Zweigleitung (52) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Ven'.ileinrichtung (56) eine durch den Unterdruck in dem genannten Hilfsansaugkrümmer (40) und/oder dem Ansaugkrümmer (22) gesteuerte pneumatische Unterdruckbetätigungseinrichtung (68) vorgesehen ist.