DE19941697A1 - Membranvergaser - Google Patents

Abstract

Bei einem Membranvergaser (1) für eine Brennkraftmaschine ist eine Regelkammer (2) von einer Membran begrenzt und über eine Zuführleitung (8) mit einem Kraftstofftank (9) verbunden. Bei Auslenkung der Membran (3) aufgrund von Unterdruck in der Regelkammer (2) ist die Zuführleitung (8) freigebbar. Die Regelkammer (2) ist über mindestens eine Ansaugöffnung (16, 17) mit einer Luftleitung (14) zur Brennkraftmaschine verbunden. Als Starthilfeeinrichtungen für die Brennkraftmaschine ist eine Spülpumpe (10) in einer Rücklaufleitung (13) zwischen der Regelkammer (2) und dem Kraftstofftank (3) und eine Einspritzpumpe (20) vorgesehen, wobei mittels eines Verdrängerkolbens (21) der Einspritzpumpe (20) Kraftstoff in die Luftleitung (14) förderbar ist. DOLLAR A Um bei leichter Bedienbarkeit der Starthilfeeinrichtungen einen sicheren Start der Brennkraftmaschine zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Verdrängerkolben (21) in einem Zylinder (22) längsgeführt einen Pumpraum (24) begrenzt, welcher über eine Einspritzleitung (30) mit einem Zulauf (18) der Ansaugöffnungen (16, 17) verbunden ist und daß der Kolbenhub des Verdrängerkolbens (21) durch einen Anschlag (26) begrenzt ist, welcher von einem Stellelement (23) temperaturabhängig in Hubrichtung (31) eingestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Membranvergaser für eine Brennkraftmaschine mit einer Starthilfevorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

In einem Membranvergaser für eine Brennkraftmaschine, die vorzugsweise als Antriebsaggregat für handgeführte Arbeits­ geräte für Motorkettensägen und dgl. eingesetzt wird, ist eine Regelkammer von einer Membran begrenzt und über eine Zuführleitung mit einem Kraftstofftank des Arbeitsgerätes verbunden. Die Regelkammer ist im Betrieb der Brennkraft­ maschine mit Kraftstoff gefüllt und über mindestens eine Ansaugöffnung mit einer Luftleitung des Vergasers zur Brennkraftmaschine verbunden. Aufgrund der Kraftstoffent­ nahme aus der Regelkammer entsteht dort ein Unterdruck, welcher die Membran auslenkt, wodurch die Zuführleitung freigebbar ist. In einem Zulauf der Ansaugöffnungen ist da­ bei üblicherweise ein Rückschlagventil angeordnet, welches ein Eindringen von Kraftstoff bzw. Kraftstoff/Luft-Gemisch aus der Luftleitung in die Regelkammer verhindert.

Die EP 0 786 591 A2 schlägt für einen solchen Membranver­ gaser eine Starthilfevorrichtung vor, welche eine Spülpumpe in einer Rücklaufleitung zwischen der Regelkammer und dem Kraftstofftank und eine Einspritzpumpe umfaßt. Durch Be­ tätigung der Spülpumpe läßt sich vor der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine die Regelkammer mit Kraftstoff fluten. Die Spülpumpe ist bei der bekannten Einrichtung in der Zu­ führleitung zur Regelkammer angeordnet. Die Einspritzpumpe umfaßt einen Verdrängerkolben, welcher in die Regelkammer eindrückbar ist, wobei Kraftstoff aus der befüllten Regel­ kammer durch die Ansaugöffnungen in die Luftleitung gepreßt wird. Der Verdrängerkolben ist mit einer zusätzlichen Membran gekoppelt, welche die Regelkammer begrenzt und beim Eindrücken des Stößels deren Volumen verringert, wobei eine der Volumenverringerung entsprechende Kraftstoffmenge in die Luftleitung eingespritzt wird. Auf diese Weise kann vor der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine, d. h. bevor die Brennkraftmaschine Saugwirkung entfalten kann, Kraftstoff in der Luftleitung bereitgestellt werden, um die ersten Zündungen der Brennkraftmaschine sicherzustellen.

Des weiteren ist ein Membranvergaser bekannt (Walbro WYK Carburetor, Service Manual 1994), bei dem die Spülpumpe in der Rücklaufleitung zwischen der Regelkammer und dem Kraft­ stofftank angeordnet ist. Mit der Spülpumpe läßt sich ein Unterdruck in der Regelkammer erzeugen, wobei zur Startvor­ bereitung der Brennkraftmaschine die Luft aus der Regel­ kammer abgepumpt wird und die Regelmembran die Kraftstoff­ zuführleitung aufgrund ihrer Auslenkung bei Unterdruck öffnet, so daß Kraftstoff in die Regelkammer einströmt. Dieser Flutungsvorgang der Regelkammer zur Startvor­ bereitung wird auch Purgen genannt. Die Spülpumpe umfaßt dabei einen elastisch eindrückbaren Purge-Balg. Die Ein­ spritzpumpe des bekannten WYK-Membranvergasers besteht aus einem stiftartigen Verdrängerkolben, welcher in die kraft­ stoffgefüllte Regelkammer eindrückbar ist, um Kraftstoff in die Luftleitung einzuspritzen. Der Einspritzvorgang durch Eindrücken des Verdrängerkolbens erfolgt nach dem Fluten der Regelkammer durch Purgen und wird auch Primen genannt.

Um die Brennkraftmaschine ohne Schwierigkeiten in Betrieb zu nehmen und einen Hochlauf zu gewährleisten, bis die Saugwirkung der Brennkraftmaschine den Kraftstoff aus der Regelkammer selbsttätig in die Luftleitung zieht, ist eine Dosierung der einzuspritzenden Primer-Kraftstoffmenge er­ forderlich. Bei den bekannten Vergasern ist zur Inbetrieb­ nahme der Brennkraftmaschine viel Erfahrung der Bedienungs­ person erforderlich, um die einzuspritzende Kraftstoffmenge mit der Einspritzpumpe zu dosieren. Häufig wird zu wenig Kraftstoff eingespritzt, so daß das Hochlaufen der Brenn­ kraftmaschine nicht gewährleistet ist und die Brennkraft­ maschine nach wenigen Arbeitsspielen zum Stehen kommt. Des weiteren wird häufig zu viel Kraftstoff zugemessen, so daß überfettetes Gemisch in der Brennkraftmaschine vorliegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Membranvergaser derart weiterzubilden, daß bei leichter Bedienbarkeit ein sicherer Start der Brenn­ kraftmaschine gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Verdrängerkolben der Einspritzpumpe in einem Zylinder längs geführt ist und darin einen Pumpraum begrenzt, welcher über eine Einspritz­ leitung mit dem Zulauf der Ansaugöffnungen verbunden ist. Der Kolbenhub des Verdrängungskolbens ist dabei durch einen Anschlag begrenzt und wird in seiner Länge von der temperaturabhängigen Gestalt eines Stellelementes bestimmt. Abhängig von der jeweiligen Temperatur wird dabei der maxi­ male Kolbenhub und damit das Pumpraumvolumen definiert. Beim Primen ist vorgesehen, das gesamte Pumpraumvolumen mit dem Verdrängungskolben auszudrücken und in die Vergaser- Luftleitung zur Startvorbereitung der Brennkraftmaschine einzuspritzen. Bei der Bedienung der Einspritzpumpe ist der Verdrängungskolben jeweils bis zum Anschlag zu verschieben, wodurch einfachste Bedienbarkeit bei genauer, temperatur­ abhängiger Dosierung der Primer-Kraftstoffmenge gewähr­ leistet ist.

Bimetall-Elemente werden als temperaturabhängiges Stell­ element für den Anschlag bevorzugt vorgesehen, welche ent­ sprechend ihrer Temperatur voraussehbar unterschiedliche Ausdehnungen und Ausrichtungen einnehmen. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Verdrängerkolben am freien Ende eines in den Zylinder der Einspritzpumpe ein­ drückbaren Stößels angeordnet, wobei eine den Zylinder ab­ deckende und vom Stößel durchsetzte Zylinderkopfplatte den Anschlag bildet und zwischen dem Verdrängerkolben und dem Zylinderkopf das Bimetall-Element angeordnet ist. Das Bimetall-Element ist dabei in Hubrichtung ausdehnbar. Vor­ teilhaft ist das Bimetall-Element dabei durch ein Teller­ federpaket aus aneinandergereihten bimetallischen Teller­ federn gebildet.

Zweckmäßig mündet die Einspritzleitung der Einspritzpumpe benachbart und stromab des Rückschlagventils in den Zulauf der Ansaugöffnungen der Vergaser-Luftleitung. Auf diese Weise wird vor der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine das bewegliche Ventilglied des Rückschlagventils mit Kraft­ stoff benetzt. Dabei werden Verklebungen des Ventilgliedes an seinem Ventilsitz, welche insbesondere nach längeren Stillstandzeiten der Brennkraftmaschine auftreten können, gelöst und so die ordnungsgemäße Öffnung des Rückschlag­ ventils bei Vorliegen von Saugdruck in der Luftleitung freigegeben.

Die einzige Zeichnungsfigur zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Membranvergasers 1. Der Membranvergaser 1 dient der Ge­ mischbereitung für eine hier nicht dargestellte Brennkraft­ maschine zum Werkzeugantrieb in einem handgeführten Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge, einem Trennschlei­ fer oder dgl. Der Membranvergaser umfaßt in üblicher Weise eine Luftleitung 14 zur Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffzumessung in den Ansaugluftstrom im Bereich eines Venturi-Abschnitts 36 erfolgt. Im Betrieb der Brennkraft­ maschine wird durch Ansaugöffnungen in der Kanalwand der Luftleitung Kraftstoff in den Luftstrom abgegeben. Für den Leerlaufbetrieb sind dabei Ansaugöffnungen 16, 17 im Be­ reich einer Drosselklappe 15 in der Luftleitung 14 angeord­ net, wobei in der strichliert dargestellten Schließstellung der Drosselklappe 15 Ansaugöffnungen 16 stromab der Drosselklappe 15 und Ansaugöffnungen 17 stromauf der Drosselklappe 15 liegen. Die Ansaugöffnung 16 stromab der Drosselklappe 15 ist dabei mittels einer Stellschraube 39 verschließbar. Im Zulauf 18 der Ansaugöffnungen 16, 17 ist ein Rückschlagventil 19 angeordnet. Im Bereich des Venturi- Abschnittes 36 ist eine Hauptdüse 37 zur zusätzlichen Kraftstoffabgabe während des Normalbetriebs der Brennkraft­ maschine angeordnet, deren Zulauf ebenfalls mit einem Rückschlagventil 38 versehen ist.

Der Zulauf 18 der Ansaugöffnungen 16, 17 und auch die Hauptdüse 37 werden aus einer Regelkammer 2 gespeist, welche von einer Membran 3 begrenzt ist. Die Membran 3 ist von einem Membranteller 4 gestützt, welcher über einen He­ bel mit einem Ventilstößel 7 zusammenwirkt, welcher eine Zuführleitung 8 vom Kraftstofftank 9 beherrscht. Auf der der Regelkammer 2 abgewandten Seite der Membran liegt ein Bezugsdruck an, beispielsweise atmosphärischer Druck. Bei Unterdruck in der Regelkammer 2 wird die Membran gegen die Rückstellkraft einer auf den Hebel 5 wirkenden Feder 6 aus­ gelenkt und der Ventilstößel 7 betätigt. Die Rückstellkraft der Feder 6 bestimmt dabei den Öffnungsdruck des Membran­ ventils.

Um eine sichere Inbetriebnahme und einen sicheren Hochlauf der Brennkraftmaschine zu gewährleisten, umfaßt der Membranvergaser 1 eine Spülpumpe 10, mittels der die Regel­ kammer 2 vor dem Start der Brennkraftmaschine zunächst mit Kraftstoff zu fluten ist, und eine Einspritzpumpe 20 zur Abgabe einer vorbestimmten Kraftstoff-Startmenge. Die Spül­ pumpe 10 ist in einer Rücklaufleitung 13 von der Regel­ kammer 2 zum Kraftstofftank 9 angeordnet und umfaßt als Be­ tätigungselement einen etwa halbkugelförmigen, elastisch eindrückbaren Balg 11. Zum Fluten der Regelkammer 2 (Purgen) wird der Balg 11 von einer Bedienungsperson einge­ drückt und beim elastischen Rückstellen des Balges 11 ein Unterdruck in der Regelkammer 2 herbeigeführt, welcher durch Auslenken der Membran 3 die Zuführleitung 8 in die Regelkammer 2 freigibt. Die Pumpwirkung des Balges 11 wird durch eine Anordnung von Rückschlagventilen 12, 12' sicher­ gestellt, welche ausschließlich eine Durchströmung in Richtung auf den Kraftstofftank 12 gestatten.

Die Einspritzpumpe 20 umfaßt einen Verdrängerkolben 21, welcher in einem Zylinder 22 der Pumpe 20 längsbeweglich geführt ist und einen Pumpraum 24 begrenzt. Der Zylinder 22 ist auf der dem Pumpraum 24 abgewandten Seite von einem Zy­ linderkopf 28 abgedeckt. Der Zylinderkopf 28 ist von einem Betätigungsstößel 29 durchsetzt, welcher an seinem freien Ende innerhalb des Zylinders 22 den Verdrängerkolben 21 trägt. Der Einlaß 32 der Einspritzpumpe 20 zum Pumpraum 24 liegt in der Regelkammer 2 und wird von einem Rückschlag­ ventil 35 beim Ansaughub des Verdrängerkolbens 21 zur Be­ füllung des Pumpraumes 24 freigegeben.

Der Stößel 29 mit dem Verdrängerkolben 21 ist in Zylinäer­ achsrichtung hin und her bewegbar, wobei der Kolbenhub 31 das Volumen des Pumpraumes 24 bestimmt. Der Kolbenhub 31 ist durch einen Anschlag 26 begrenzt. Der Anschlag 26 ist durch ein Federpaket 23 aus Bimetall-Tellerfedern gebildet, welche mit ringförmiger Gestalt den Stößel 29 umgeben und zwischen dem Zylinderkopf 28 und der Rückseite des Ver­ drängerkolbens 21 angeordnet sind. Abhängig von ihrer Temperatur und der damit eingenommenen axialen Ausdehnung innerhalb des Zylinders 22 begrenzt das Bimetall-Teller­ federpaket 23 den Ansaughub des Verdrängerkolbens 21, wobei das dem Zylinderkopf 28 zugewandt liegende Tellerfeder-Ele­ ment den Anschlag 26 bildet und am Ende des Kolbenhubes an dem Zylinderkopf 28 zur Anlage kommt. Bei der Betätigung der Einspritzpumpe 20 durch Herausziehen des Stößels 29 ist ein Ansaughub bis zum Anschlag der Tellerfedern an dem Zy­ linderkopf 28 vorgesehen, wobei das Tellerfederpaket 23 das Pumpraumvolumen und so die zur Einspritzung in den Vergaser vorgesehene Primer-Kraftstoffmenge bestimmt.

Auf den Verdrängerkolben 21 wirkt eine Rückstellfeder 27, welche nach dem Loslassen des Ventilstößels 29 durch die Bedienungsperson den Pumphub herbeiführt. Dabei werden der Pumpraum 24 und die darin befindliche Primer-Kraftstoff­ menge von dem Verdrängerkolben durch einen Auslaß 33 in eine Einspritzleitung 30 ausgedrückt. In dem Auslaß 33 ist ein Rückschlagventil 34 angeordnet. Die Primer-Kraftstoff­ menge wird mit der erfindungsgemäß gestalteten Einspritz­ pumpe 20 bei einfachster Bedienbarkeit (Ausziehen des Stößels bis zum Anschlag) genau und den Umgebungs­ temperaturen entsprechend zugemessen.

Die Einspritzleitung 30 mündet stromab des Rückschlag­ ventils 19 in den Zulauf der Leerlauf-Ansaugöffnungen 16, 17. Beim Primen benetzt der zu den Ansaugöffnungen 16, 17 gedrückte Kraftstoff das Ventilglied des Rückschlagventils 19, so daß ein Anhaften des Ventilgliedes an seinem Ventil­ sitz beim anschließenden Start der Brennkraftmaschine aus­ geschlossen ist. Insbesondere bei einer scheibenförmigen Gestaltung der Verschlußglieder der Rückschlagventile, welche aufgrund geringen Öffnungsdruckes vorteilhaft sind, kann durch die beidseitige Benetzung, mit Kraftstoff der schädlichen Wirkung von Verklebungen entgegengewirkt wer­ den, welche während der Stillstandphasen der Brennkraft­ maschine entstehen und oft nicht zu vermeiden sind.

Claims (11)

1. Membranvergaser für eine Brennkraftmaschine in einem handgeführten Arbeitsgerät, mit einer von einer Membran (3) begrenzten Regelkammer (2), die über eine Zuführ­ leitung (8) mit einem Kraftstofftank (9) verbunden ist, welche bei Auslenkung der Membran (3) aufgrund von Unterdruck in der Regelkammer (2) freigebbar ist, wobei die Regelkammer (2) über mindestens eine Ansaugöffnung (16, 17) mit einer Luftleitung (14) zur Brennkraft­ maschine verbunden ist und in einem Zulauf (18) der An­ saugöffnungen (16, 17) ein Rückschlagventil (19) ange­ ordnet ist, und mit einer Spülpumpe (10) in einer Rück­ laufleitung (13) zwischen der Regelkammer (2) und dem Kraftstofftank (9) und einer Einspritzpumpe (20) als Starthilfeeinrichtungen, wobei mittels eines Ver­ drängerkolbens (21) der Einspritzpumpe (20) Kraftstoff durch die Ansaugöffnungen (16, 17) in die Luftleitung (14) förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben (21) in einem Zylinder (22) längsgeführt einen Pumpraum (24) begrenzt, welcher über eine Einspritzleitung (30) mit dem Zulauf (18) der Ansaugöffnungen (16, 17) verbunden ist, und daß der Kolbenhub des Verdrängerkolbens (21) durch einen Anschlag (26') begrenzt ist und in seiner Länge von der temperaturabhängigen Gestalt eines Stell­ elementes (23) bestimmt ist.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als temperaturabhängiges Stellelement (23) für den Anschlag (26) ein Bimetall- Element vorgesehen ist.

3. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben (21) am freien Ende eines in den Zylinder (22) der Ein­ spritzpumpe (20) eindrückbaren Stößels (29) angeordnet ist, wobei ein den Zylinder (22) abdeckender Zylinder­ kopf (28) den Anschlag (26) bildet und zwischen dem Zy­ linderkopf (28) und dem Verdrängerkolben (21) das in Hubrichtung (31) ausdehnbare Bimetall-Element (23) an­ geordnet ist.

4. Vergaser nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall-Element (23) durch ein Tellerfederpaket aus aneinandergereihten bi­ metallischen Tellerfedern gebildet ist.

5. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpraum (24) der Ein­ spritzpumpe (20) mit Kraftstoff aus der Regelkammer (2) befüllbar ist.

6. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Einlaß (32) und einem Auslaß (33) des Pumpraumes (24) der Einspritz­ pumpe (20) jeweils ein Rückschlagventil (34, 35) ange­ ordnet ist.

7. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzleitung (30) benachbart und stromab des Rückschlagventils (19) in den Zulauf (18) der Ansaugöffnungen (16, 17) einmündet.

8. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Einspritzpumpe (20) speisbaren Ansaugöffnungen (16, 17) im Bereich einer in der Luftleitung (14) angeordneten Drossel­ klappe (15) liegen.

9. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verdrängerkolben (21) eine Rückstellfeder (27) zugeordnet ist.

10. Vergaser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (26) zur Be­ grenzung des Ansaughubes vorgesehen ist.

11. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülpumpe (10) einen elastisch eindrückbaren Pumpbalg (11) umfaßt.