DE1281748B - Vergaser fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

F 02 m

Deutsche Kl.: 46 c2 -15/01

Nummer: 1281748

Aktenzeichen: P 12 81 748.0-13 (S 88713)

Anmeldetag: 13. Dezember 1963

Auslegetag: 31. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einer die Brennstoffzufuhr über Ventile, die einen Regelquerschnitt steuern, beeinflussenden, auf den Unterdruck im Ansaugkanal ansprechenden Vordrosselklappe und einer stromab von dieser angeordneten, willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe, einer Brennstoffkammer konstanten Niveaus, einer zwischen beiden Drosselklappen in den Ansaugkanal einmündenden Verbindungsöffnung aus dem stromab des Regelquerschnittes liegenden Bereich des zur Brennstoffdüse führenden Brennstoffkanalsystems, einer Verbindung zwischen der Brennstoffkammer konstanten Niveaus und der Atmosphäre und dem zwischen beiden Drosselklappen liegenden Bereich des Ansaugkanals.

Es sind Vergaser für Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen im Ansaugkanal stromauf von der vom Fahrer betätigten Hauptdrosselklappe eine unterdruckgesteuerte Vordrosselklappe angeordnet ist, die in Abhängigkeit von ihrem Öffnungswinkel ein Brennstoffdosierglied steuert, wobei der obere Teil des Schwimmerbehälters einerseits mit der Außenluft oder dem Lufteinlaß des Vergasers und andererseits mit dem im Ansaugkanal durch die beiden Drosselklappen begrenzten Bereich in Verbindung steht. Weiterhin sind Vergaser bekannt, bei denen diese Verbindung des Schwimmerbehälters mit dem zwischen den beiden Drosselklappen liegenden Bereiches, in dem im allgemeinen ein praktisch konstanter Unterdruck herrscht, vom Fahrer nach Belieben unterbrochen oder geöffnet werden kann. Wenn der Schwimmerbehälter mit diesem Bereich in Verbindung steht, herrscht in ihm ein kleinerer Unterdruck als in diesem Bereich zwischen den beiden Drosselklappen, während er anderenfalls mit Atmosphärendruck beaufschlagt ist. Damit ist es dem Fahrer möglich, das Luft-Brennstoff-Gemisch beim Anlassen und beim Betrieb des kalten Motors dadurch anzureichern, daß die Verbindung zwischen diesem Bereich und dem Schwimmerbehälter unterbrochen wird, wodurch der im Schwimmerbehälter herrschende Druck und somit die die Brennstoffmenge bestimmende Druckdifferenz vergrößert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Vergaser so auszubilden, daß in jedem Falle der Gehalt des Gemisches selbsttätig bestimmten Betriebsbedingungen des Motors angepaßt wird, die von seiner Temperatur unabhängig sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein von dem stromab der willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe im Ansaugkanal herrschenden Druck gesteuertes Ventil die Verbindung Vergaser für Brennkraftmaschinen

Anmelder:

Societe Industrielle de Brevets et d'Etudes

S. I. B. E., Neuilly-sur-Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dr. F. Zumstein, Dr. E. Assmann

und Dr. R. Koenigsberger, Patentanwälte,

8000 München 2, Bräuhausstr. 4

Als Erfinder benannt:

Andre Louis Mennesson, Neuilly-sur-Seine

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 27. Dezember 1962 (919 893)

zwischen dem zwischen den beiden Drosselklappen liegenden Bereich des Ansaugkanals und der atmosphärischen Verbindung der Brennstoffkammer mit konstantem Niveau steuert.

In einer günstigen Ausführungsform ist dieser Vergaser bei Brennkraftmaschinen mit mindestens drei Zylindern so ausgebildet, daß das vom Druck im Ansaugkanal stromab der willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe gesteuerte Ventil einen bei steigender Belastung die Verbindung zwischen Schwimmerkammer und dem zwischen beiden Drosselklappen liegenden Bereich des Ansaugkanals unterbrechenden Ventilkegel aufweist.

Vorteilhafterweise ist ein solcher Vergaser bei Brennkraftmaschinen mit einem oder zwei Zylindern so ausgebildet, daß das vom Unterdruck stromab der willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe gesteuerte Ventil einen bei steigender Belastung die Verbindung zwischen Schwimmerkammer und dem zwischen beiden Drosselklappen liegenden Bereich des Ansaugkanals freigebenden Ventilkegel aufweist.

Beispielsweise Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

809 629/1235

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfin- del 4 in der Drosselstelle 15 bestimmte Durchtritts-

dungsgemäßen Vergasers im Schnitt darstellt; querschnitt für den Brennstoff praktisch proportional

Fig. 2 zeigt ähnlich F i g. 1 eine Abänderung die- sind, und daß die Luft und der Brennstoff, die somit

ses erfindungsgemäßen Vergasers; unter gleicher Druckdifferenz geliefert werden, ein

Fig. 3 gibt die Betriebskemuinie eines erfindungs- 5 Gemisch mit praktisch konstanter Zusammensetzung

gemäßen Vergasers wieder; bilden. Bei zahlreichen, durch einen derartigen Ver-

Fig. 4 zeigt ähnlich Fig. 1 eine zweite Ausfüh- gaser gespeisten Motorarten ändert sich jedoch die

rungsform. optimale Zusammensetzung des Gemisches in Ab-

Im Ansaugkanal 1 des dargestellten Vergasers ist hängigkeit von der Belastung des Motors und/oder auf einer Welle 6 eine vom Fahrer betätigte Haupt- io der vom Motor aufgenommenen Luftmenge,
drosselklappe 2 und stromauf von dieser im Luftein- Zur Berücksichtigung dieser Tatsache wird nun der laßabschnitt 7 auf einer Welle 8 eine unterdruckge- obere Teil des Schwimmerbehälters 11 einerseits mit steuerte, exzentrisch gelagerte Vordrosselklappe 3 dem Lufteinlaßabschnitt 7 über einen Kanal 34 und angeordnet, die ein Brennstoffdosierglied steuert. Die andererseits mit dem Bereich 10 über einen Kanal auf den im Ansaugkanal 1 herrschenden Unterdruck 15 38 verbunden, wobei ein Ventil vorgesehen ist, das ansprechende, exzentrisch gelagerte Vordrossel- den Kanal 38 absperren kann und so ausgebildet ist, klappe 3, an der eine Rückholvorrichtung, beispiels- daß es automatisch in Abhängigkeit von der Motorweise eine Feder 9, angreift, wird durch die Welle 8 belastung in Funktion tritt. Der Kanal 38 mündet in zwei Zonen unterteilt, nämlich eine Zone s'-rnit vorzugsweise, wie dargestellt, nicht unrnittelbar-im verhältnismäßig kleiner und eine Zone S mit verhält- ao Schwimmerbehälter 11, sondern er ist an den Kanal nismäßig großer Oberfläche. In gewissen Sonderfäl- 34 angeschlossen, so daß. diese-beiden Kanäle durch len kann die Vordrosselklappe 3 z.B. durch einen eine gemeinsame Öffnung.39 mit dem Schwimmerverschiebbaren, quer in den Lufteinlaßquerschnitt 7 behälter in Verbindung stehen. Diese beiden Kanäle vorspringenden Kolben ein federbelastetes Ventil weisen ferner kalibrierte Drosselstellen 40 und 41 od. dgl. ersetzt werden. . 35 auf, deren Querschnitt den Wert des gegenüber dem

Der Brennstoff wird durch den Kanal 5 an einer Unterdruck des Bereichs 10 gemilderten Unterdrucks

Stelle in den Ansaugkanal 1 gesaugt, an der prak- bestimmen, der sich im Schwimmerbehälter 11 auf-r

tisch der gleiche Druck wie zwischen den beiden baut, wenn der Kanal 38 offen ist. .

Drosselklappen herrscht. Durch die Vordrossel- Im allgemeinen erfordert das richtige Arbeiten

klappe 3 wird in dem Bereich 10 zwischen den bei- 30 eines Motors eine Gemischanreicherung bei starken

den Drosselklappen ein Unterdruck aufrechterhalten, Belastungen. Dazu „wird dieses Ventil so ausgebildet,,

der praktisch konstant ist oder wenigstens gemäß daß es den Kanal 38 bei hoher'Motorbelastung ab-

einer bestimmten Funktion der in den Ansaugkanal 1 sperrt, ihn aber bei geringer und mittlerer Belastung

eintretenden Luftmenge veränderlich ist. Der Brenn- (Fig. 1) freigibt, wobei der Wert der Belastung

stoff wird aus dem Schwimmerbehälter 11, der ein 35 durch den im Ansaugkanal 1 stromab von der Haüpt-

Schwimmerventil 12, 13 und eine Speiseleitung 14 drosselklappe 2 herrschenden Unterdruck oder auch

aufweist, über eine kalibrierte Drosselstelle 15 in eine durch den Öffnungsgrad dieser Klappe ermittelt wer-

Kammerlö gesaugt, die mit dem Schwimmerbehälter den kann. Hierfür ist, wie aus Fig. 1 hervorgeht, im

durch einen unter dem Niveau iV liegenden Kanal 17 Kanal 38 ein Ventilkegel 42 angeordnet, der mit

in Verbindung steht. Der Kanal 5 ist an der Kammer 40 einer Membran 43 in Verbindung steht, die in einem

16 bezüglich des Kanals 17 auf der anderen Seite der Gehäuse 44 eine Kammer 45 abgrenzt. Diese Kam-

Drosselstelle 15 angeschlossen. Das Dosierglied wird mer 45 steht durch den Kanal 46 mit dem stromab

durch eine konische Nadel 4 mit einem Gleitstab 18 von der Hauptdrosselklappe 2 liegenden Bereich des

in einer Führung 19 gebildet, die oben im Luftein- Ansaugkanals 1 in Verbindung, wobei eine Feder 47

laßabschnitt 7 stromauf von der Vordrosselklappe 3 45 entgegen dem über den Kanal 46 auf die Membran

und unten unter dem Niveau N endigt. 43 übertragenen Unterdruck wirkt. Wie aus Fig. 1

Gemäß der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Lö- hervorgeht, kann der Kanal 38 durch eine Öffnung 48 sung kann der Kanal 5 mit dem Bereich 10 durch in den Bereich 10 des Ansaugkanals 1 münden, die eine Öffnung 20 verbunden sein, damit der in der bei einem beliebigen Öffnungsgrad der Vordrossel-Drosselstelle 15 durch die Nadel 4 dosierte Brenn- 50 klappe 3 stromab von dieser liegt, so daß nur die Bestoff durch Saugwirkung in den Bereich 10 des An- lastung den sich im Schwimmerbehälter 11 ausbildensaugkanals 1 gelangt. Gemäß einer anderen Ausfüh- den Druck beeinflußt.

rungsform kann der Kanal 5 in einen Durchlaß mün- Bei gewissen Motorarten muß jedoch die Zusamden, der die Hauptdrosselklappe 2 umgeht. Bei der mensetzung des Gemisches nicht nur dann verändert in Fig. 4 dargestellten Lösung mündet der Kanal 5 55 werden, wenn die Belastung über einen gegebenen in eine Kammer 21, die über die öffnung 22 von dem Grenzwert ansteigt, sondern auch, wenn die LuftimBereich 10 des Ansaugkanals herrschenden Druck menge im Ansaugkanal 1 unabhängig von der Bebeaufschlagt ist und mit der Saugseite einer Pumpe lastung ebenfalls über einen anderen gegebenen 23 in Verbindung steht. Diese Pumpe fördert den Grenzwert ansteigt. In diesem Falle mündet der Kavorher durch die Nadel 4 dosierten Brennstoff zu 60 nal 38 nicht durch eine Öffnung 48 (Fig. 1), die wenigstens einer Einspritzdüse 24 stromab von der ständig stromab von der Vordrosselklappe 3 liegt, Hauptdrosselklappe 2. sondern durch eine Öffnung 48 a (F i g. 2), die so anWenn der Schwimmerbehälter 11 dauernd ent- geordnet ist, daß sie bei der allmählichen Öffnung weder mit dem Lufteinlaßabschnitt 7 oder dem Be- der Vordrosselklappe von der stromaufliegenden auf reich 10 verbunden ist, herrscht in ihm ein konstan- 65 die stromabliegende Seite von dieser zu liegen kommt, ter Druck. Es ist klar, daß dann der durch die Vor- Die Arbeitsweise der in F i g. 1 und 2 dargestellten drosselklappe 3 im Ansaugkanal 1 bestimmte Durch- Vergaser wird anschließend unter Bezugnahme auf trittsquerschnitt für die Luft und der durch die Na- Fig. 3 erläutert, die eine Kurve darstellt, deren Ab-

szisse die Drehzahl V des Motors und deren Ordinate die Zusammensetzung α des dem Motor zu liefernden Gemisches angibt, wobei die Zusammensetzung z. B. durch das Verhältnis zwischen Brennstoff- und Luftgewicht im Gemisch definiert ist.

Bei Motoren, die mehr als zwei Zylinder haben, beispielsweise vier, sechs oder acht, muß die Zusammensetzung des dem Motor bei Vollast zugeführten Gemisches im allgemeinen brennstoffreicher sein als bei Teillast. Diesen Anforderungen kann mit einer Ausführungsform gemäß F i g. 1 entsprochen werden, bei welcher sich die Zusammensetzung der Kurve A-B-C-D (Fig. 3) ändert. Im Abschnitt A-B hat die Belastung des Motors einen kleinen oder mittleren Wert, und der auf die Kammer 45 übertragene Unterdruck ist (dem Absolutwert nach) verhältnismäßig groß. Der Ventilkegel 42 ist außer Tätigkeit und gibt den Kanal 38 (Fig. 1) frei, so daß im Schwimmerbehälter 11 ein gemilderter Unterdruck herrscht, dessen Wert vom Querschnitt der kalibrierten Drosselstellen 40 und 41 abhängt. Die durch die Differenz zwischen diesem gemilderten Unterdruck und dem vollen Unterdruck an der Öffnung 20 bestimmte Brennstoffmenge ist verhältnismäßig gering, und das durch diese Öffnung gelieferte Gemisch ist verhältnismäßig arm.

Im Abschnitt C-D der Kurve in F i g. 3 ist dagegen die Motorbelastung hoch, und der auf die Kammer 45 übertragene Unterdruck ist verhältnismäßig gering. Der Ventilkegel 42 sperrt den Kanal 38 ab, so daß im Schwimmerbehälter 11 der gleiche Druck wie im Lufteinlaßabschnitt 7 herrscht. Die durch die Differenz dieses Drucks und des Unterdrucks an der Öffnung 20 bestimmte Brennstoffmenge ist dann größer als im vorausgehenden Fall, so daß das Gemisch angereichert wird.

Wenn jedoch ein Motor bei Teillast im nahezu gesamten normalen Benutzungsbereich ein verhältnismäßig armes Gemisch erhalten muß, braucht er bei hoher Belastung und Drehzahl ein verhältnismäßig reiches Gemisch. Wenn, wie in F i g. 1 dargestellt, einfach der im Ansaugkanal 1 hinter der Hauptdrosselklappe 2 herrschende Unterdruck zur Verringerung des Drucks im Schwimmerbehälter 11 verwendet wird, entsteht ein plötzlicher Übergang von einem Gehalt zum anderen entsprechend der gestrichelten Kurve B-C (F i g. 3), wodurch sich ein stoßweises Arbeiten ergeben kann. Dagegen ermöglicht die Anordnung der Öffnung 48a (Fig. 2) einen stetigeren Übergang längs der strichpunktierten Linie B'-C. Beim Übergang vom Bereich A-B' zum Bereich C-D kommt die Öffnung 48 a von der stromabauf die stromauf liegende Seite der Vordrosselklappe 3 zu liegen. Über den Kanal 38 wird dann nicht mehr der im Bereich 10 des Ansaugkanals herrschende Unterdruck übertragen, sondern ein Druck, der bis zu dem im Lufteinlaßabschnitt 7 herrschenden zunimmt. Diese Verhältnisse liegen dann so, als ob der Ventilkegel 42 allmählich in Tätigkeit treten würde, und das Gemisch wird zwischen Teillast (A-B') und Vollast (C-D) kontinuierlich zwischen den beiden Betriebszuständen stetig angereichert. Damit wird die Zusammensetzung des dem Motor zugeführten Gemisches in jedem Falle den Betriebsbedingungen genau angepaßt.

Bei den üblichen Motoren mit nur einem oder zwei Zylindern hat sich ergeben, daß der Brennstoffgehalt des dem Motor bei Vollast zugeführten Gemisches im allgemeinen geringer als der bei Teillast sein muß, wobei dieser Fall im übrigen häufiger ist, wenn der Vergaser die in F i g. 4 dargestellte Bauart aufweist, bei der der vorher dosierte Brennstoff durch eine Pumpe 23 gefördert wird. In diesem Falle wird ein Ventilkegel 42α (Fig. 4) verwendet, der umgekehrt wie der Ventilkegel 42 der ersten Ausführungsform (Fig. 1 und 2) arbeitet, d. h. daß der Kanal 38 bei geringer Belastung abgesperrt und bei hoher Belastung (F i g. 4) freigegeben wird. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 ist angenommen, daß, wie oben, die Belastung durch den stromab der Hauptdrosselklappe 2 herrschenden Druck ermittelt wird, so daß das System zur Betätigung des Ventilkegels 42a mit dem des Ventilkegels 42 der Fig. 1 und 2 identisch ist, abgesehen davon, daß die Feder 47 den Ventilkegel 42 α in Öffnungsrichtung drückt.

Wie bereits oben angegeben, kann die Belastung durch die Winkelstellung der Hauptdrosselklappe 2

so ermittelt werden. Dabei kann ein auf der Welle 6 befestigter HebeFmit seinem anderen Ende direkt auf die Membran und damit auf den Ventilkegel 42 α drücken.
Wie strichpunktiert in F i g. 4 angegeben ist, kann der Kanal 38 in den Bereich 10 durch eine Öffnung 48 münden, die bei einem beliebigen Öffnungwinkel der Vordrosselklappe 3 stromab von dieser liegt, so daß nur die Belastung den sich im Schwimmerbehälter 11 ausbildenden Druck beeinflußt. Zur Vermeidung eines stoßweisen Arbeitens beim Übergang von einer Gemischart zur anderen ist es zweckmäßig, die Luftmenge im Ansaugkanal auszunutzen, um eine stetige Änderung in der Zusammensetzung des Gemisches zu erzielen. Hierfür mündet der Kanal 38, wie in F i g. 4 voll ausgezogen und gestrichelt dargestellt, durch eine Öffnung 48b, die so angeordnet ist, daß sie bei allmählicher Öffnung der Vordrosselklappe 3 von der stromauf- auf die stromabliegende Seite von dieser zu liegen kommt.

Der in F i g. 4 dargestellte Vergaser arbeitet wie folgt:

Bei geringer und mittlerer Motorbelastung (geringe oder mittlere Öffnung der Hauptdrosselklappe 2) wird der Ventilkegel 42 α durch den auf die Kammer 45 übertragenen Unterdruck (F i g. 4) in Tätigkeit gesetzt, so daß auf den Schwimmerbehälter 11 der Druck vom Lufteinlaßabschnitt 7 über den Kanal 34 übertragen wird. Dabei wird dem Motor das normale Gemisch zugeführt. Bei starker Belastung wird

So dagegen der Ventilkegel 42 α durch die Feder 47 außer Betrieb gesetzt, so daß im Schwimmerbehälter 11 ein in bezug auf den im Bereich 10 herrschenden Unterdruck abgeschwächter Unterdruck herrscht. Das dem Motor zugeführte Gemisch wird dann verarmt.

Wenn der Kanal 38 bei 48 (Fig. 4) mündet, erfolgt diese Verarmung bei einem gegebenen Grenzwert der Belastung. Wenn dagegen der Kanal 38 bei 48 b mündet, erfolgt die Verarmung allmählich, ähnlieh den Vorgängen im Bereich stetiger Anreicherung B'-C in Fig. 3.

Mit der vorliegenden Erfindung kann die Zusammensetzung des dem Motor zugeführten Gemisches unter allen Umständen dem Betriebszustand des betreffenden Motors angepaßt werden. Bei einem gegebenen Motor- und Vergasertyp ist es durch sehr einfache Versuche möglich, die Veränderung zu bestimmen, die in der Zusammensetzung des Gemisches

in Abhängigkeit von der Belastung vorgenommen werden muß, und ob gegebenenfalls die Luftmenge zur Bestimmung dieser Veränderung herangezogen werden muß.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einer die Brennstoffzufuhr über Ventile, die einen Regelquerschnitt steuern, beeinflussenden, auf den Unterdruck im Ansaugkanal ansprechenden Vordrosselklappe und einer stromab von dieser angeordneten, willkürlich betätigbarerL Hauptdrosselklappe, einer Brennstoffkammer konstanten Niveaus, einer zwischen beiden Drosselklappen in den Ansaugkanal einmündenden Verbindungs-Öffnung aus dem stromab des .Regelquerschnitts liegenden Bereich des zur Brennstoffdüse führenden Brennstoffkanalsystems, einer Verbindung zwischen der Brennstoffkammer konstanten Niveaus und der Atmosphäre und dem zwischen ad beiden Drosselklappen liegenden Bereich des Ansaugkanals, dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem stromab der willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe im Ansaugkanal herrschenden Druck gesteuertes Ventil die Verbindung zwischen dem zwischen den beiden Drosselklappen liegenden Bereich des Ansaugkänals und der atmosphärischen Verbindung der Brennstoffkämmer mit konstantem Niveau steuert.

2: Vergaser für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Brennkraftmaschinen mit mindestens drei Zylindern das vom Druck im Ansaugkanal stromab der willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe gesteuerte Ventil einen bei steigender Belastung die Verbindung zwischen Schwimmerkammer und dem zwischen beiden Drosselklappen hegenden Bereich des Ansaugkanals unterbrechenden Ventilkegel aufweist.

3. Vergaser für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß bei Brennkraftmaschinen mit einem oder zwei Zylindern das vom Unterdrück stromab der willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe gesteuerte Ventil einen bei steigender Belastung die Verbindung zwischen Schwimmerkammer und dem zwischen beiden, Drosselklappen liegenden Bereich des Ansäugkanals freigegebenen Ventilkegel aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr₁ 582722, 668515;
französische Patentschrift Nr. 1302 537;
französische Zusatzpatentschrift Nr. 46 567 (Zusatz zur französischen Patentschrift Nr. 790759),

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 629/1235 10.68 © Bundesdruckerei Berlin