EP0859144B1 - Membranvergaseranlage - Google Patents

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EP0859144B1
EP0859144B1 EP97120260A EP97120260A EP0859144B1 EP 0859144 B1 EP0859144 B1 EP 0859144B1 EP 97120260 A EP97120260 A EP 97120260A EP 97120260 A EP97120260 A EP 97120260A EP 0859144 B1 EP0859144 B1 EP 0859144B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
duct
fuel
load
diaphragm carburettor
diaphragm
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97120260A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0859144A2 (de
EP0859144A3 (de
Inventor
Martin Fischer
Manfred Heybeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fritz Hintermayr Bing-Vergaser-Fabrik GmbH
Original Assignee
Fritz Hintermayr Bing-Vergaser-Fabrik GmbH
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Publication date
Application filed by Fritz Hintermayr Bing-Vergaser-Fabrik GmbH filed Critical Fritz Hintermayr Bing-Vergaser-Fabrik GmbH
Priority to US09/023,957 priority Critical patent/US6131890A/en
Publication of EP0859144A2 publication Critical patent/EP0859144A2/de
Publication of EP0859144A3 publication Critical patent/EP0859144A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0859144B1 publication Critical patent/EP0859144B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M3/00—Idling devices for carburettors
    • F02M3/08—Other details of idling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M17/00—Carburettors having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of preceding main groups F02M1/00 - F02M15/00
    • F02M17/02—Floatless carburettors
    • F02M17/04—Floatless carburettors having fuel inlet valve controlled by diaphragm
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M7/00—Carburettors with means for influencing, e.g. enriching or keeping constant, fuel/air ratio of charge under varying conditions
    • F02M7/06—Means for enriching charge on sudden air throttle opening, i.e. at acceleration, e.g. storage means in passage way system

Definitions

  • the invention relates to a membrane gasifier, the membrane-controlled control chamber for fuel through a number of fuel channels with an intake channel is connected for air, in particular for use in a two-stroke engine.
  • a diaphragm carburetor is used to set a combustion mixture of air and fuel, which is finely divided therein, required in the respective operating state of an internal combustion engine, particularly in idle, part-load and full-load operation, in a mixture ratio optimized for combustion.
  • Membrane carburetors are usually used on the one hand in small tools, such as. B. used in a chain saw.
  • motors e.g. B. engines with a cubic capacity of more than 300cm 3
  • designed membrane carburetors are often used in motor boats and especially in so-called "jet skis".
  • a membrane carburetor known from DE 44 09 887 A1 is to the outlet of fuel in one intake duct in addition to a main duct another Channel system available.
  • This channel system includes one with a control chamber emulsion chamber connected to the fuel supply, of which a bypass channel and branch off an idle channel.
  • the idle channel opens out through its outlet opening in a subspace of the intake duct facing the engine, while the bypass channel opens into a subspace facing away from the engine.
  • the two Partial spaces are separated in idle mode by one in the intake duct and rotatable throttle valve that idles the intake duct almost closed.
  • the engine When the engine is running, it forms in the motor facing Subspace is a negative pressure, while in the subspace facing away from the engine Atmospheric pressure prevails.
  • This pressure difference between the Air is drawn in through the bypass duct in both subspaces Emulsion chamber mixed with fuel.
  • the fuel-air mixture is through vacuumed the idle channel and fed to the engine.
  • the bypass duct thus serves to supply fuel and fulfills it in part-load operation thus the function of a partial load channel.
  • Fuel that can be dispensed into the intake duct must first the air in the emulsion chamber and in the bypass channel is displaced become. This leads to a sudden opening of the throttle valve a delayed acceleration behavior of the engine. For tools like e.g. B. a chainsaw, this effect is of little importance. On the other hand is poor suitability for motor boats and especially for "jet skis" of the engine extremely undesirable.
  • the invention is therefore based on the object of having a membrane gasifier simple mechanical structure to indicate a good acceleration behavior with low pollutant emissions and low fuel consumption guaranteed.
  • each partial load channel runs without one The entire length of the emulsion chamber is separated from the idle channel.
  • the invention is based on the consideration that an acceleration pump can be omitted if in a diaphragm carburetor without an acceleration pump occurring acceleration deceleration can be remedied in an alternative way is.
  • an acceleration pump can be omitted if in a diaphragm carburetor without an acceleration pump occurring acceleration deceleration can be remedied in an alternative way is.
  • the acceleration deceleration should be guaranteed to be independent from the operating state, all fuel channels are always completely filled with fuel are. This can be achieved if there is a direct connection between one Bypass or partial load channel and the idle channel, in particular via an emulsion chamber, is avoided.
  • all fuel channels are for an air duct blocked. Since also the fuel channels through their outlet openings in the Wall of the intake duct in direct connection with the fuel-filled control chamber of the membrane carburettor, communication between the Idle channel and each of the partial load channels prevented.
  • another part-load channel (or transition channel) can be provided.
  • there each part-load duct runs from every further part-load duct as well as from Idle channel separated over its entire length.
  • a penetration of air the intake duct can be one of the part-load ducts during idle operation prevented by at least one check valve arranged in the partial load channel become.
  • Each part-load duct is connected to the intake duct via at least one outlet opening connected.
  • two outlet openings are preferably provided, wherein the outlet openings of each part-load channel in the direction of flow of the sucked Air are arranged one behind the other.
  • these exhaust ports can be successively for fuel flow to be activated. As a result, fuel emissions can be increased, particularly in part-load operation particularly precisely adapted to the current load condition become.
  • the fuel flow is expediently interposed in each channel Nozzles throttled separately. This is the one for each of the operating states the amount of fuel required for the diaphragm carburettor can be set independently.
  • the nozzle element arranged in the idle channel can be adjustable Needle valve be designed. In this configuration is also after completion the carburetor a regulation of the idle fuel flow and thus the Engine idling speed possible.
  • controllable needle valve rigid idling nozzle fixed throttle
  • the idle speed is set at the factory and is after completion of the membrane gasifier cannot be changed. This will make one improper Adjustment of the carburetor prevented.
  • each part-load channel Separation of each part-load channel from the idle channel, all fuel supply channels, in particular, however, each part-load channel, completely during the entire operating period are filled with fuel. If the throttle valve suddenly opens fuel can therefore escape through this as soon as the corresponding outlet opening gets into the vacuum area.
  • the Intake channel 1 has an intake duct 1, which (not shown) runs through the entire length of the carburettor.
  • the Intake channel 1 has in the inner region between an opening 2 on the inlet side and an outlet or motor-side opening 3 an annular constriction to form a venturi section 4.
  • Air L is sucked in during operation of the membrane gasifier, which is inside the intake duct 1 mixed with finely divided fuel K and as a combustion mixture G through the engine-side opening 3 to the engine (not shown) becomes.
  • the air flow direction is indicated in the figures by the arrows 5.
  • a movably mounted in the area of the opening 2 on the input side Starter flap 6 (choke) is only required for the starting process.
  • the flow rate of the emulsion, i.e. H. of the mixture G from air L and finely divided fuel K, which determines the instantaneous power of the engine regulated by a throttle valve 7, which is adjustable in angle about a central axis 8 is mounted in the intake duct 1 near the engine-side opening 3.
  • the outlet openings of which are drawn in in the direction of flow Air L are in a row in the wall 9 of the intake duct 1.
  • this includes the membrane carburetor a main channel 10, the outlet opening 11 in a Venturi section 4 positioned pre-atomizer or pre-venturi 12 opens.
  • This Pre-atomizer 12 can also be omitted.
  • the main channel 10 opens via its outlet opening 11 directly into the intake duct 1.
  • the main duct 10 connects the outlet opening 11 via a check valve 13 and this one Main nozzle 14 upstream on the fuel side with a fuel K filled Control chamber 15.
  • the fuel flow through the upper part-load channel 16 is adjusted by means of a nozzle element 22; likewise the fuel flow through the lower part-load channel 18 is adjusted by means of a nozzle element 23. Regardless of this, the fuel flow through the idle channel 21 is regulated by means of a separate nozzle element 24.
  • the pressure in the control chamber 15 is set by means of a membrane 25, to which a reference pressure, for example the atmospheric pressure p 0 , is applied through an opening 26. If the pressure in the control chamber 15 drops below a predetermined value, the membrane 25 opens a needle valve 27 connected to it, so that fuel K can flow into the control chamber 15.
  • FIGS 1 and 2 show the diaphragm carburetor in idle mode.
  • the throttle valve 7 is set such that it covers a maximum of the cross-sectional area of the intake duct 1.
  • the interior of the intake duct 1 is subdivided into a vacuum area (p ⁇ p 0 ) facing the engine and a normal pressure area (p ⁇ p 0 ) facing the opening 2 on the inlet side.
  • the outlet opening 20 of the idle channel 21 is located in the negative pressure region, i.e. in the air flow direction 5 behind the throttle valve 7.
  • fuel K is drawn from the idle channel 21 into the intake channel 1 and fed to the engine.
  • the flow rate in the idling channel 21 is preferably set in the factory by a rigid nozzle element 24 (fixed throttle).
  • the outlet openings 17 and 19 of both part-load ducts 16 and 18 and the outlet opening 11 of the main duct 10 are in the normal pressure range. An escape of fuel K through these outlet openings 11, 17 and 19 therefore does not take place.
  • the check valve 13 serves to prevent the penetration of air L into the main duct 10.
  • one check valve 28 prevents the inflow of air L into any part-load duct 16 or 18.
  • Fig. 3 shows the diaphragm carburettor with fixed throttle in the lower part-load operation, i.e. in part-load operation via the lower part-load duct.
  • the throttle valve 7 from the air flow direction 5 approximately tilted vertical position and is in a partially open Position.
  • the negative pressure area propagates with increasing opening of the throttle valve 7 in the direction of the opening 2 of the intake duct 1 and successively reaches the two outlet openings 19 of the lower part-load duct 18.
  • the partial load fuel escaping due to the suction effect covers the increased fuel consumption of the engine compared to idling from.
  • the upper part-load operation in which as a result of further opening, is not shown the throttle valve 7 also the outlet openings 17 of the upper part load or Transition channel 16 get into the negative pressure area.
  • the throttle valve 7 is at least approximately complete opened so that a negative pressure also in the area of the outlet opening 11 prevails.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Membranvergaser, dessen membrangesteuerte Regelkammer für Kraftstoff über eine Anzahl von Kraftstoffkanälen mit einem Ansaugkanal für Luft verbunden ist, insbesondere zum Einsatz in einem Zweitaktmotor.
Ein Membranvergaser dient zur Einstellung eines im jeweiligen Betriebszustand eines Verbrennungsmotors, insbesondere im Leerlauf-, Teillast- und Volllastbetrieb, benötigten Verbrennungsgemisches aus Luft und darin feinverteiltem Kraftstoff in einem für die Verbrennung optimierten Mischungsverhältnis. Membranvergaser werden üblicherweise einerseits in Kleinwerkzeugen, wie z. B. in einer Motorkettensäge, eingesetzt. Andererseits werden für vergleichsweise große Motoren, z. B. Motoren mit einem Hubraum von mehr als 300cm3, ausgelegte Membranvergaser häufig in Motorbooten und insbesondere in sogenannten "Jet-Skis" eingesetzt.
Bei einem aus der DE 44 09 887 A1 bekannten Membranvergaser ist zum Auslaß von Kraftstoff in einen Ansaugkanal zusätzlich zu einem Hauptkanal ein weiteres Kanalsystem vorhanden. Dieses Kanalsystem umfasst eine mit einer Regelkammer zur Kraftstoffzufuhr verbundene Emulsionskammer, von der ein Bypaßkanal und ein Leerlaufkanal abzweigen. Der Leerlaufkanal mündet über dessen Auslaßöffnung in einen dem Motor zugewandten Teilraum des Ansaugkanals, während der Bypaßkanal in einen dem Motor abgewandten Teilraum mündet. Die beiden Teilräume sind im Leerlaufbetrieb getrennt durch eine im Ansaugkanal angeordnete und drehbewegliche Drosselklappe, die im Leerlaufbetrieb den Ansaugkanal nahezu verschließt. Bei laufendem Motor bildet sich im dem Motor zugewandten Teilraum ein Unterdruck, während im dem Motor abgewandte Teilraum Athmosphärendruck herrscht. Infolge dieses Druckunterschiedes zwischen den beiden Teilräumen wird durch den Bypaßkanal Luft angesaugt, die sich in der Emulsionskammer mit Kraftstoff vermischt. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird durch den Leerlaufkanal abgesaugt und dem Motor zugeführt.
Bei einem Beschleunigungsvorgang und der damit verbundenen Verkippung der Drosselklappe geraten die Auslaßöffnungen des Bypasskanals in den Unterdruckbereich. Dadurch wird eine Umkehr der Strömungsrichtung im Bypasskanal und der Austritt von Kraftstoff durch die Bypassöffnungen in den Ansaugkanal bewirkt. Der Bypasskanal dient also im Teillastbetrieb der Kraftstoffzufuhr und erfüllt damit die Funktion eines Teillastkanals. Bis jedoch reiner, d.h. mit Luft unvermischter Kraftstoff in den Ansaugkanal abgegeben werden kann, muß zunächst die sich in der Emulsionskammer und im Bypaßkanal befindende Luft verdrängt werden. Dies führt bei einer schlagartigen Öffnung der Drosselklappe zu einem verzögerten Beschleunigungsverhalten des Motors. Bei Werkzeugen, wie z. B. einer Motorkettensäge, ist dieser Effekt nur von geringer Bedeutung. Dagegen ist bei Motorbooten und insbesondere bei "Jet-Skis" ein schlechtes Anzugverhalten des Motors äußerst unerwünscht.
Nach dem z. B. in der DE 196 04 553 A1 offenbarten Stand der Technik wird zur Behebung dieses Problems eine Beschleunigungspumpe in Form einer zusätzlichen Membranpumpe eingesetzt, die über einen an die Drehachse der Drosselklappe gekoppelten Nocken betätigt wird. Beim vollständigen, schlagartigen Öffnen der Drosselklappe gibt diese Beschleunigungspumpe einen Kraftstoffstoß in den Vergaser ab. Der Kraftstoffstoß reicht aus, um die vorerwähnten Beschleunigungsverzögerungen auszugleichen. Anschließend erfolgt die Kraftstoffversorgung im wesentlichen über den Hauptkanal. Die Beschleunigungspumpe bewirkt jedoch infolge des schlagartigen Kraftstoffausstoßes während des Beschleunigungsvorganges eine starke Abweichung des Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses aus dem für die Verbrennung optimalen Bereich. Diese Abweichung äußert sich in einer Verminderung des Wirkungsgrades des Motors. Dies ist einerseits verbunden mit einem hohen Kraftstoffverbrauch sowie andererseits mit hoher Schadstoffemission. Die Integration einer zusätzlichen Beschleunigungspumpe in die Vergaseranlage erfordert weiterhin einen komplizierten und kostenintensiven Aufbau der Konstruktion.
Insbesondere bei einem "Jet-Ski" ergibt sich bei Einsatz einer Beschleunigungspumpe ein weiteres Problem. So müssen in Hafenbereichen die "Jet-Skis" mit Leerlaufdrehzahl und somit in Schrittgeschwindigkeit fahren. Derartige Fahrten können etwa bis zu 15 Minuten andauern. In dieser Zeit sammelt sich im Kurbelgehäuse das Verbrennungsgemisch an. Infolge plötzlicher Drehzahleröhung des Motors wird dieses Gemisch aktiviert und zusätzlich mit dem von der Beschleunigungspumpe eingespritzen Kraftstoff in den Brennraum eingesaugt. Dies kann ein instabiles Laufverhalten und im Extremfall sogar ein Ausfallen des Motors zur Folge haben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Membranvergaser mit einfachem mechanischen Aufbau anzugeben, der ein gutes Beschleunigungsverhalten bei gleichzeitig niedriger Schadstoffemission und niedrigem Kraftstoffverbrauch gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu verläuft der oder jeder Teillastkanal unter Verzicht auf eine Emulsionskammer auf dessen gesamter Länge getrennt vom Leerlaufkanal.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß eine Beschleunigungspumpe entfallen kann, wenn die in einem Membranvergaser ohne Beschleunigungspumpe auftretende Beschleunigungsverzögerung auf alternative Weise behebbar ist. Da erkanntermaßen durch Eindringen von Luft in einen Teillastkanal dieser für eine spontane Reaktion auf plötzliche Druckänderungen blockiert wird, und darüberhinaus der Ausfall der Zufuhr des Teillastkraftstoffs die Ursache für die Beschleunigungsverzögerung ist, sollte gewährleistet sein, daß unabhängig vom Betriebszustand alle Kraftstoffkanäle stets vollständig mit Kraftstoff gefüllt sind. Dies kann erreicht werden, wenn eine direkte Verbindung zwischen einem Bypass- oder Teillastkanal und dem Leerlaufkanal, insbesondere über eine Emulsionskammer, vermieden wird.
In zweckmäßiger Ausgestaltung sind alle Kraftstoffkanäle für eine Luftdurchführung gesperrt. Da zudem die Kraftstoffkanäle über deren Auslaßöffnungen in der Wand des Ansaugkanals in direkter Verbindung mit der kraftstoffgefüllten Regelkammer des Membranvergasers stehen, wird eine Kommunikation zwischen dem Leerlaufkanal und jedem der Teillastkanäle unterbunden. Je nach Funktion des Motors kann wahlweise zusätzlich zu einem einzelnen Teillastkanal mindestens ein weiterer Teillastkanal (oder auch Übergangskanal) vorgesehen werden. Dabei verläuft jeder Teillastkanal sowohl von jedem weiteren Teillastkanal als auch vom Leerlaufkanal über dessen gesamte Länge getrennt. Ein Eindringen von Luft aus dem Ansaugkanal einen der Teillastkanäle während des Leerlaufbetriebs kann durch mindestens ein im Teillastkanal angeordnetes Rückschlagventil verhindert werden.
Jeder Teillastkanal ist über mindestens eine Auslaßöffnung mit dem Ansaugkanal verbunden. Vorzugsweise sind jedoch jeweils zwei Auslaßöffnungen vorgesehen, wobei die Auslaßöffnungen jedes Teillastkanals in Strömungsrichtung der angesaugten Luft hintereinander angeordnet sind. In Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe können diese Auslaßöffnungen nacheinander für Kraftstoffdurchfluß aktiviert werden. Dadurch kann insbesondere im Teillastbetrieb der Kraftstoffausstoß besonders exakt an den aktuellen Belastungszustand angepasst werden.
Der Kraftstofffluß wird zweckmäßigerweise in jedem Kanal mittels zwischengeschalteter Düsen separat gedrosselt. Dadurch ist die für jeden der Betriebszustände des Membranvergasers erforderliche Kraftstoffmenge unabhängig einstellbar. Das im Leerlaufkanal angeordnete Düsenelement kann dabei als verstellbares Nadelventil ausgestaltet sein. In dieser Ausgestaltung ist auch nach Fertigstellung des Vergasers eine Regelung des Leerlaufkraftstoffflusses und damit der Leerlaufdrehzahl des Motors möglich.
In bevorzugter Ausführung wird jedoch anstelle des regelbaren Nadelventils eine starre Leerlaufdüse (Festdrossel) als Düsenelement im Leerlaufkanal verwendet. Die Leerlaufdrehzahl wird dabei werkseitig festgelegt und ist nach Fertigstellung des Membranvergasers unveränderbar. Dadurch wird einer unsachgemäßen Verstellung des Vergasers vorgebeugt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch Separierung jedes Teillastkanals vom Leerlaufkanal alle Kraftstoffzufuhrkanäle, insbesondere aber jeder Teillastkanal, während der gesamten Betriebsdauer vollständig mit Kraftstoff gefüllt sind. Bei einem plötzlichen Öffnen der Drosselklappe kann durch diesen daher Kraftstoff austreten, sobald die entsprechende Auslaßöffnung in den Unterdruckbereich gerät.
Dazu haben Versuche gezeigt, daß durch die direkte Verfügbarkeit des Teillastkraftstoffs und des reinen Kraftstoffs im Leerlaufkanal die Beschleunigungspumpe eingespart werden kann, wodurch eine kostengünstige Herstellung des Membranvergasers ermöglicht wird. Die Kraftstoffmenge reicht mit der bereits im Kurbelgehäuse des Zweitaktmotors angesammelten Kraftstoffmenge aus, um das nach dem alten System auftretende Beschleunigungsloch zu kompensieren. Da nicht die in der Pumpe angesammelte Kraftstoffmenge zusätzlich in den Motor eingebracht wird, werden ein geringer Kraftstoffverbrauch und eine geringe Schadstoffemission erwirkt. Außerdem wird verhindert, daß der Motor aufgrund einer Überfettung des Verbrennungsgemisches beim plötzlichen Beschleunigen ein ungleichmäßiges Laufverhalten zeigt. Durch Verwendung einer Festdrossel zur Einstellung der Leerlaufdrehzahl des Motors wird der Membranvergaser zudem gegen eine unsachgemäßen Verstellung gesichert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer nachstehenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1
schematisch einen Membranvergaser mit voneinander getrennten Kraftstoffkanälen im Leerlaufbetrieb,
Fig. 2
einen Membranvergaser gemäß Fig. 1 mit einem verstellbaren Nadelventil im Leerlaufkanal, und
Fig. 3
einen Membranvergaser gemäß Fig. 1 im Teillastbetrieb.
Der Membranvergaser gemäß Fig. 1 weist einen Ansaugkanal 1 auf, der das (nicht dargestellte) Vergasergehäuse auf dessen gesamter Länge durchzieht. Der Ansaugkanal 1 weist im Innenbereich zwischen einer eingangsseitigen Öffnung 2 und einer ausgangs- oder motorseitigen Öffnung 3 eine ringförmige Verengung zur Bildung eines Venturiabschnitts 4 auf. Durch die eingangsseitige Öffnung 2 wird im Betrieb des Membranvergasers Luft L angesaugt, die im Inneren des Ansaugkanals 1 mit feinverteiltem Kraftstoff K vermischt und als Verbrennungsgemisch G durch die motorseitige Öffnung 3 dem (nicht dargestellten) Motor zugeführt wird. Die Luftstromrichtung ist in den Figuren durch die Pfeile 5 gekennzeichnet.
Eine im Bereich der eingangsseitigen Öffnung 2 angeordnete, beweglich gelagerte Starterklappe 6 (Choke) wird nur für den Startvorgang benötigt. Im Betrieb des Membranvergasers befindet sich diese in der dargestellten, vollständig geöffneten Stellung. Die Durchflußrate der Emulsion, d. h. des Gemisches G aus Luft L und feinverteiltem Kraftstoff K, die die momentane Leistung des Motors bestimmt, wird reguliert durch eine Drosselklappe 7, die um eine Mittelachse 8 winkelverstellbar gelagert im Ansaugkanal 1 nahe der motorseitigen Öffnung 3 angeordnet ist.
Zur Kraftstoffzufuhr in den Ansaugkanal 1 sind eine Anzahl von Kraftstoffkanälen vorgesehen, deren Auslaßöffnungen sich in Strömungsrichtung der angesaugten Luft L hintereinander in der Wand 9 des Ansaugkanals 1 befinden. Dazu umfaßt der Membranvergaser einen Hauptkanal 10, dessen Auslaßöffnung 11 in einen im Venturiabschnitt 4 positionierten Vorzerstäuber oder Vorventuri 12 mündet. Dieser Vorzerstäuber 12 kann auch entfallen. In diesem Fall mündet der Hauptkanal 10 über dessen Auslaßöffnung 11 direkt in den Ansaugkanal 1. Der Hauptkanal 10 verbindet die Auslaßöffnung 11 über ein Rückschlagventil 13 und eine diesem kraftstoffseitig vorgeschaltete Hauptdüse 14 mit einer mit Kraftstoff K gefüllten Regelkammer 15.
Stromabwärts der Auslaßöffnung 11 befindet sich ein erster, nachfolgend oberer Teillastkanal oder Übergangskanal 16 mit zwei Auslaßöffnungen 17. Dieser obere Teillastkanal 16 kann je nach Funktion des Motors vorgesehen werden oder entfallen. Stromabwärts dieser Auslaßöffnungen 17 befinden sich wiederum zwei einem zweiten, nachfolgend unteren Teillastkanal 18 zugehörige Auslaßöffnungen 19. Stromabwärts dieser Auslaßöffnungen 19 ist eine Auslaßöffnung 20 eines Leerlaufkanals 21 positioniert. Der obere Teillastkanal 16 und der untere Teillastkanal 18 verlaufen sowohl untereinander als auch vom Leerlaufkanal 21 über deren gesamte Länge getrennt. Jeder der Kanäle 16,18 und 21 ist somit separat mit der Regelkammer 15 verbunden, aus der diese mit Kraftstoff K beliefert werden. Die Anzahl der Auslaßöffnungen 17,19 ist im wesentlichen von der Anpassung an den jeweiligen Motor abhängig, so daß auch eine einzelne Ausläßöffnung 17,19 je Teillastkanal 16 bzw. 18 vorgesehen sein kann.
Der Kraftstofffluß durch den oberen Teillastkanal 16 wird mittels eines Düsenelements 22 eingestellt; ebenso wird der Kraftstofffluß durch den unteren Teillastkanal 18 mittels eines Düsenelements 23 eingestellt. Davon unabhängig wird der Kraftstofffluß durch den Leerlaufkanal 21 mittels eines separaten Düsenelements 24 reguliert. Der Druck in der Regelkammer 15 wird über eine Membran 25 eingestellt, die durch eine Öffnung 26 mit einem Referenzdruck, z.B. dem Athmosphärendruck p0, beaufschlagt wird. Sinkt der Druck in der Regelkammer 15 unter einen vorgegebenen Wert, so öffnet die Membran 25 ein mit dieser verbundenes Nadelventil 27, so daß Kraftstoff K in die Regelkammer 15 nachströmen kann.
Die Figuren 1 und 2 zeigen den Membranvergaser im Leerlaufbetrieb. Die Drosselklappe 7 ist dabei derart eingestellt, daß diese ein Maximum der Querschnittsfläche des Ansaugkanals 1 verdeckt. Dadurch wird der Innenraum des Ansaugkanals 1 in einen dem Motor zugewandten Unterdruckbereich (p<p0) und einen der eingangsseitigen Öffnung 2 zugewandten Normaldruckbereich (p≈p0) unterteilt. Mit der Drosselklappe 7 in Leerlaufstellung befindet sich die Auslaßöffnung 20 des Leerlaufkanals 21 im Unterdruckbereich, also in Luftströmungsrichtung 5 hinter der Drosselklappe 7. Infolge des vom Motor erzeugten Unterdrucks wird aus dem Leerlaufkanal 21 Kraftstoff K in den Ansaugkanal 1 eingesaugt und dem Motor zugeführt. Zur Einstellung einer gewünschten Leerlaufdrehzahl wird bevorzugt die Durchflußrate im Leerlaufkanal 21 durch ein starres Düsenelement 24 (Festdrossel) werkseitig eingestellt. Die Auslaßöffnungen 17 und 19 beider Teillastkanäle 16 bzw. 18 sowie die Auslaßöffnung 11 des Hauptkanals 10 befinden sich im Normaldruckbereich. Ein Austritt von Kraftstoff K durch diese Auslaßöffnungen 11, 17 und 19 findet daher nicht statt. Dabei dient das Rückschlagventil 13 zur Vermeidung des Eindringens von Luft L in den Hauptkanal 10. Analog verhindert je ein Rückschlagventil 28 das Einströmen von Luft L in einen beliebigen Teillastkanal 16 oder 18.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Membranvergasers wird die Durchflußrate des Leerlaufkraftstoffes anstelle einer Festdrossel mittels eines einstellbaren Nadelventils 29 reguliert. In dieser Ausführung ist eine Einstellung der Leerlaufdrehzahl auch nach Fertigstellung des Membranvergasers möglich.
Fig. 3 zeigt den Membranvergaser mit Festdrossel im unteren Teillastbetrieb, d.h. im Teillastbetrieb über den unteren Teillastkanal. Gegenüber der Stellung gemäß Fig. 1 ist hier die Drosselklappe 7 aus deren zur Luftströmungsrichtung 5 annähernd senkrechten Lage verkippt und befindet sich in einer teilweise geöffneten Stellung. Der Unterdruckbereich propagiert mit zunehmender Öffnung der Drosselklappe 7 in Richtung der eingangsseitigen Öffnung 2 des Ansaugkanals 1 und erreicht dabei nacheinander die beiden Auslaßöffnungen 19 des unteren Teillastkanals 18. Der aufgrund der Sogwirkung durch diese austretende Teillastkraftstoff deckt den gegenüber dem Leerlaufbetrieb erhöhten Kraftstoffbedarf des Motors ab.
Nicht näher dargestellt ist der obere Teillastbetrieb, bei dem infolge weiterer Öffnung der Drosselklappe 7 auch die Auslaßöffnungen 17 des oberen Teillast- oder Übergangskanals 16 in den Unterdruckbereich geraten. Durch den Hauptkanal 10 findet erst im ebenfalls nicht dargestellten Volllastbetrieb ein nennenswerter Kraftstoffausstoß statt. Dabei ist die Drosselklappe 7 zumindest annähernd vollständig geöffnet, so daß auch im Bereich der Auslaßöffnung 11 ein Unterdruck herrscht.
Bezugszeichenliste
1
Ansaugkanal
2
eingangsseitige Öffnung
3
motorseitige Öffnung
4
Venturiabschnitt
5
Luftstromrichtung
6
Starterklappe
7
Drosselklappe
8
Mittelachse
9
Wand
10
Hauptkanal
11
Auslaßöffnung
12
Vorzerstäuber
13
Rückschlagventil
14
Hauptdüsenelement
15
Regelkammer
16
oberer Teillastkanal
17
Auslaßöffnungen
18
unterer Teillastkanal
19,20
Auslaßöffnung
21
Leerlaufkanal
22,23
Düsenelement
24
Festdrossel
25
Membran
26
Öffnung
27
Nadelventil
28
Rückschlagventil
29
Nadelventil
G
Verbrennungsgemisch/Emulsion
K
Kraftstoff
L
Luft
p
Druck

Claims (12)

  1. Membranvergaser, dessen membrangesteuerte Regelkammer (15) für Kraftstoff (K) über eine Anzahl von Kraftstoffkanälen (10,16,18,21) verbunden ist mit einem Ansaugkanal (1) für Luft (L),
       gekennzeichnet durch
    mindestens einen Teillastkanal (16,18) und einen Leerlaufkanal (21), wobei der oder jeder Teillastkanal (16,18) auf seiner gesamten Länge von der Regelkammer (15) bis zum Ansaugkanal (1) getrennt vom Leerlaufkanal (21) verläuft.
  2. Membranvergaser nach Anspruch 1,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß jeder Kraftstoffkanal (10,16,18,21) unabhängig vom Betriebszustand für Luftdurchführung gesperrt ist.
  3. Membranvergaser nach Anspruch 1,
       gekennzeichnet durch,
    zwei Teillastkanäle (16,18), die über ihre gesamte Länge voneinander getrennt verlaufen.
  4. Membranvergaser, nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß der oder jeder Teillastkanal (16,18) mindestens eine Auslaßöffnung (17,19), vorzugsweise zwei in Strömungsrichtung der angesaugten Luft (L) hintereinander angeordnete Auslaßöffnungen (17,19), für Kraftstoff (K) zum Innenraum des Ansaugkanals (1) aufweist.
  5. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
       gekennzeichnet durch
    eine im Ansaugkanal (1) angordnete Drosselklappe (7).
  6. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
       gekennzeichnet durch einen Hauptkanal (10), der über eine Auslaßöffnung (11) in einen als Venturiabschnitt (4) geformten Bereich des Ansaugkanals (1) mündet.
  7. Membranvergaser nach Anspruch 6,
       gekennzeichnet durch,
    einen im Venturiabschnitt (4) angeordneten Vorzerstäuber (12), in den der Hauptkanal (10) mündet.
  8. Membranvergaser nach Anspruch 6 oder 7,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß die Auslaßöffnungen (11,17,19) des oder jedes Teillastkanals (16,18) und des Hauptkanals (10) durch die Stellung der Drosselklappe (7) nacheinander derart aktivierbar sind, daß durch diese Auslaßöffnungen (11,17,19) Kraftstoff (K) in mit Luft (L) unvermischter Form in den Ansaugkanal (1) austritt.
  9. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß sowohl in dem oder jedem Teillastkanal (16,18) als auch im Leerlaufkanal (21) mindestens ein Düsenelement (22,23,24,29) vorgesehen ist zur unabhängigen Regulierung der Durchflußraten des Teillast- bzw. des Leerlaufkraftstoffs.
  10. Membranvergaser nach Anspruch 9,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß das im Leerlaufkanal (21) angeordnete Düsenelement als Festdrossel (24) ausgebildet ist.
  11. Membranvergaser nach Anspruch 9,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß das im Leerlaufkanal (21) angeordnete Düsenelement als verstellbares Nadelventil (29) ausgebildet ist.
  12. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 2 bis 11,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß in dem oder jedem Teillastkanal (16,18) mindestens ein Rückschlagventil (28) angeordnet ist.
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