DE2405710C3 - Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Ansaugsystem für eine BrennkraftmaschineInfo
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- F02M11/00—Multi-stage carburettors, Register-type carburettors, i.e. with slidable or rotatable throttling valves in which a plurality of fuel nozzles, other than only an idling nozzle and a main one, are sequentially exposed to air stream by throttling valve
- F02M11/02—Multi-stage carburettors, Register-type carburettors, i.e. with slidable or rotatable throttling valves in which a plurality of fuel nozzles, other than only an idling nozzle and a main one, are sequentially exposed to air stream by throttling valve with throttling valve, e.g. of flap or butterfly type, in a later stage opening automatically
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer ersten und zweiten
Ansaugleitung, die eine Verbindung zwischen der umgebenden Atmosphäre und der Brennkraftmaschine
herstellen, einer ersten Drosselklappe, die bewegbar in der ersten Ansaugleitung angeordnet ist, einem
Rückschlagventil, das in der ersten Ansaugleitung stromab von der ersten Drosselklappe und nahe dem
stromabwärtigen Ende der ersten Ansaugleitung nur dann öffnet, wenn der Druck auf der stromauf liegenden
Seite des Rückschlagventils über dem auf der stromab liegenden Seite liegt, einer zweiten Drosselklappe, die in
der zweiten Ansaugleitung nahe ihrem stromabwärtigen Ende angeordnet ist und funktional über ein
Gestänge mit der ersten Drosselklappe verbunden ist und im Sinne einer öffnung der zweiten Ansaugleitung
betätigbar ist, wenn die erste Drosselklappe über ein bestimmtes Maß hinaus geöffnet wird.
Bei einem aus der US-PS 24 52 698 und der DE-OS 2016591 bekannten Ansaugsystem mit einer ersten
Ansaugleitung und einer zweiten Ansaugleitung sind in den beiden Ansaugleitungen jeweils Drosselklappen
vorgesehen, die nacheinander mit Hilfe eines die beiden Drosselklappen verbindenden Gestänges öffnen. Um
ein Zurückströmen von verbrannten oder brennbaren Gasgemischen aus der Brennkraftmaschine durch die
Ansaugleitungen hindurch in den Vergaser zu verhindern, wurde bereits vorgeschlagen, diese bekannten
Ansaugsysteme in der ersten Ansaugleitung, deren Drosselklappe zuerst geöffnet wird, mit einem Rückschlagventil
nahe ihrem Ausströmende zu versehen, das erst dann öffnet, wenn der Druck stromauf von dem
Rückschlagventil ausreichend größer als der stromab herrschende Druck ist
Diese herkömmlichen Ansaugsysteme haben den Nachteil, daß nach einem öffnen der ersten Ansaugleitung
und einem nachfolgenden Öffnen der zweiten Ansaugleitung diese bei bestimmten Betriebsbedingungen
der Brennkraftmaschine nicht mit einem ausreichend großen Strömungsquerschnitt geöffnet werden
kann, um einen zum Ansaugen von Kraftstoff auch in der zweiten Ansaugleitung ausreichend starken Unterdruck
zu erzeugen. Als Folge davon wird durch die nur teilweise geöffnete zweite Ansaugleitung entweder nur
reine Luft oder aber ein extrem mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch angesaugt, das zu einer weiteren Verdünnung
des durch die erste Ansaugleitung hindurch angesaugten Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Verbrennungsraum
der Brennkraftmaschine führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches herkömmliches Ansaugsystem so zu verbessern, daß bei allen
möglichen Betriebsbedingungen einer Brennkraftmaschine nach einem durch das öffnen der ersten
Ansaugleitung veranlaßten nachfolgenden öffnen auch der zweiten Ansaugleitung diese mit Sicherheit immer
so weit geöffnet wird, daß ein zum Ansaugen von Kraftstoff auch in der zweiten Ansaugleitung ausreichender
Unterdruck entsteht.
Bei einem Ansaugsystem der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch ein
Hilfsdrosselventil, das in der zweiten Ansaugleitung stromab der äußeren Mischkammer und stromauf der
zweiten Drosselklappe angeordnet ist und im Sinne einer Öffnung der zweiten Ansaugleitung in Abhängigkeit
von der Strömung zum stromabwärtigen Ende der zweiten Ansaugleitung betätigbar ist, und durch eine
Kraftstoff-Austrittsdüse, die in die zweite Ansaugleitung an einer Stelle unmittelbar stromauf von dem sich in
ihrer im wesentlichen geschlossenen Stellung befindlichen Hilfsdrosselventil mündet.
Durch das unmittelbar von der in der zweiten Ansaugleitung herrschenden Strömung geöffnete Hilfsdrosselventil
wird unabhängig von einem an irgendeiner bestimmten Stelle der ersten Ansaugleitung herrschenden
Unterdruck der Strömungsquerschnitt auch der zweiten Ansaugleitung mit Sicherheit so weit geöffnet,
daß eine ausreichende Menge von Kraftstoff auch in die zweite Ansaugleitung angesaugt werden kann, um auch
durch diese hindurch dem Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine eine zusätzliche Menge an Kraftstoff-Luft-Gemisch
zuzuführen. Um diese Wirkung auch bei einer anfänglich nur sehr kleinen öffnung der in der
zweiten Ansaugleitung vorgesehenen zweiten Drosselklappe
sicherzustellen, die nach dem öffnen der in der ersten Ansaugleitung vorgesehenen ersten Drosselklappe
um ein bestimmtes Maß von dieser bewirkt wird, ist
in unmittelbarer Nähe des Hilfsdrosselventils eine zusätzliche Kraftstoff-Austrittsdüse vorgesehen, die
bereits auch bei einem anfänglichen nur sehr kleinen Ansaugunterdruck in der zweiten Ansaugleitung bereits
eine ausreichende Kraftstoffmenge zur Verfügung stellt, damit selbst bei dieser sehr geraigen Strömung
innerhalb der zweiten Ansaugleitung ein ausreichend fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch durch die nur geringfügig
geöffnete zweite Drosselklappe an den Verbiennungsraum der Brennkraftmaschine gegeben wird.
Eine die besondere Ausbildung des Hilfsdrosselventils betreffende Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch
2 angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ansaugsystems ist in der Zeichnung dargestellt und wird
im folgenden näher erläutert Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine bevorzugte Ausfübrungsform eines erfindungsgemäßen
Ansaugsystems,
F i g. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des
Ansaugsystems ittch F i g. 1 und
Fig.3 eine vergrößerte Seitenansicht teilweise im
Schnitt nach V-V in Fig.2, eines Teils des Ansaugsystems
nach Fig.1 und 2.
In den F i g. 1 i'nd 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform
des Ansaugsyistems 55 für eine nicht dargestellte
Brennkraftmaschine gezeigt Das Ansaugsystem 55 umfaßt einen Stuienvergaser 56 mit einem ersten
Abschnitt 57 und einem zweiten Abschnitt 58 sowie ■einer ersten Ansaugleitung 60 und einer zweiten
Ansaugleitung 62, die durch den ersten Abschnitt 57 bzw. den zweiten Abschnitt 58 hindurchgehen und über
ein nicht dargestelltes Luftfilter mit der Atmosphäre in Verbindung stehen sowie über Auslaßöffnungen 64 bzw.
66 mit nicht dargestellten Einlaßöffnungen der Brennkraftmaschine verbunden sind. Der Stufenvergaser 56
umfaßt eine Luftklappe 68, die bewegbar in der ersten Ansaugleitung 60 angebracht ist, eine erste innere
Mischkammer 70 und eine zweite innere Mischkammer 72, die in der ersten Ansaugleitung 60 bzw. der zweiten
Ansaugleitung 62 ausgebildet sind und in die eine erste Kraftstoff-Hauptaustrittsdüse 74 bzw. eine zweite
Kraftstoff-Hauptaustrittsdüse 76 münden. Ferner umfaßt der Stufenvergiiser 56 eine erste äußere Mischkammer
78 und eine zweite äußere Mischkammer 80, die stromab der ersten bzw. der zweiten inneren Mischkammer
70 bzw. 72 ausgebildet sind, und eine erste
Drosselklappe 82, d'e stromab der ersten äußeren Mischkammer 78 angeordnet und an einer drehbaren
Welle 83 befestigt ist. Die Luftklappe 68 wird automatisch in der Wteise betätigt, daß sie normalerweise
die ers'e Ansaugleitung 60 öffnet, diese jedoch schließt, Wenn die Brennkraftmaschine im kalten
Zustand bzw. wahrer'^ des Warmlaufens betrieben wird.
Die erste und die zweite Kraftstoff-Hauptaustrittsdüse
74 bzw. 76 stehefl mit einer nicht dargestellten Schwimmerkammer in Verbindung. Die erste Drosselklappe
82 ist über ein nicht dargestelltes Gestänge mit einem nicht dargestellten Gaspedal verbunden und
manuell bzw. mechanisch betätigbar, um die Strömung brennbaren Gemisches durch die erste Ansaugleitung
60 entsprechend den Drehmoment- bzw. Lastanforderungen zu steuern. Eine zweite Drosselklappe 84 ist auf
einer drehbaren Welle 85 befestigt und in der zweiten Ansaugleitung 62 nahe der Auslaßöffnung 66 bewegbar
angeordent. Die zweite Drosselklappe 84 ist mit der ersten Drosselklappe 82 über ein Gestänge 86
mechanisch verbunden, das außerhalb der ersten und der zweiten Ansaugleitung 60 bzw. 62 angeordnet ist
Das Gestänge 86 umfaßt einen ersten Hebel 88, der an seinem einen Ende fest mit der Welle 83 der ersten
Drosselklappe 82 verbunden ist und einen Ansatz 92 aufweist, der senkrecht zur Oberfläche des ersten
Hebels 88 in der in F i g. 3 gezeigten Weise steht, eine an
ihrem einen Ende schwenkbar mit der Welle 83 der ersten Drosselklappe 82 verbundenen Platte 94, eine an
einem Ende schwenkbar mit dem anderen Ende der Platte 94 verbundenen Stange 96 und einen zweiten
Hebel 98, der ar, seinem einen Ende schwenkbar mit
dem anderen Ende der Stange 96 verbunden ist und mit seinem anderen Ende auf der Welle 85 der zweiten
Drosselklappe 84 befestigt ist In der Platte 94 ist ein Schlitz 102 ausgebildet, in den der Ansatz 92 des ersten
Hebels 88 bewegbar eingesteckt ist und der in Richtung der Drehbewegung des Ansatzes 92 länglich ausgebildet
ist Die zweite Drosselklappe 84 wird in ihrer geschlossenen Stellung gehalten, in der sie die zweite
Ansaugleitung 62 vollständig schließt um zu verhindern, daß verbrannte Gase oder brennbares Gemisch aus der
Brennkraftmaschine in den Vergaser 56 gedrückt werden, wenn die erste Drosselklappe 82 geschlossen
und weniger als um einen bestimmten Betrag geöffnet ist Die Platte 94 wird auf der Welle 83 durch den ersten
Hebel 88 in dem Sinne gedreht daß die zweite Drosselklappe 84 aus ihrer geschlossenen Stellung in
Öffnungsrichtung gedreht wird, so daß die zweite Ansaugleitung 62 geöffnet wird, wenn die erste
Drosselklappe 82 weiter als um den bestimmten Betrag geöffnet wird. Die zweite Drosselklappe 84 ist so
ausgebildet daß sie die zweite Ansaugleitung 62 vollständig öffnet, wenn die erste Drosselklappe 82 die
erste Ansaugleitung 60 vollständig öffnet Die zweite Drosselklappe 84 steht unter Vorspannung in Richtung
auf ihre geschlossene Stellung, in der die zweite Ansaugleitung 62 vollständig geschlossen ist, durch eine
Spanneinrichtung, wie beispielsweise eine Zugfeder 104, die mit ihrem einen Ende an einer Außenwand 105 der
ersten und zweiten Ansaugleitung 60 und 62 und mit ihrem anderen Ende am zweiten Hebel 98 befestigt ist
In der ersten Ansaugleitung 60 ist nahe der Auslaßöffnung 64 ein Rückschlagventil bzw. Blattfederventil 106
angeordnet. Das Rückschlagventil 106 umfaßt ein Ventilwiderlager 108, das an seinem einen Ende in einer
in einem Gehäuseteil 110 ausgebildeten Ausnehmung 109 mittels eines geeigneten Befestigungsmittels, wie
beispielsweise einer Schraube 112, befestigt ist, in die erste Ansaugleitung 60 hineinragt und zur Auslaßöffnung
64 hin gekrümmt ist, so daß es sich in Längsrichtung der ersten Ansaugleitung 60 erstreckt,
ein Ventilblatt 114, das ein freies Ende hat und das mit seinem anderen Ende am Ventilwiderlager 108 befestigt
ist und auf dem Ventilwiderlager aufliegen kann, wenn das Ventilblatt die erste Ansaugleitung 60 öffnet, sowie
einen Ventilsitz 116, der an einer Innenwand der ersten
Ansaugleitung 60 ausgebildet ist und auf dem das Ventilblatt 114 mit seinem freien Ende aufsitzen kann,
wenn das Ventilblatt die erste Ansaugleitung 60 schließt. Das Ventilwiderlager 108 dient dazu, eine zu starke
Verformung des Ventilblattes 114 in Richtung auf die Auslaßöffnung 64 zu verhindern. Das Ventilblatt 114 ist
aus biegsamem Material, beispielsweise Metall, hergestellt und durch die Differenz zwischen den Drücken in
der ersten Ansaugleitung 60 verformbar, die auf die beiden Seiten des Ventilblattes 114 aufgrund der
Bewegung eines nicht dargestellten Arbeitsteils der Brennkraftmaschine wirken. Wenn der auf der dem
Vergaser zugewandten Seite des Ventilblattes 114 wirkende Druck unter dem Druck liegt, der auf der der
Brennkraftmaschine zugewandten Seite des Ventilblattes wirkt, wird das Ventilblatt 114 gegen den Ventilsitz
116 gedrückt, so daß die erste Ansaugleitung 60 geschlossen wird, damit verhindert wird, daß brennbares
Gemisch oder verbrannte Gase von der Brennkraftmaschine zurück zum Vergaser 56 strömen. Wenn der
auf die dem Vergaser zugewandte Seite des Ventilblattes 114 wirkende Druck höher als der Druck ist, der auf
die der Brennkraftmaschine zugewandte Seite des Ventilblattes wirkt, wird das Ventilblatt 114 gegen das
Ventilwiderlager 108 gezogen und vom Ventilsitz 116 weggebogen, so daß die erste Ansaugleitung 60 geöffnet
wird und brennbares Gemisch vom Vergaser 56 zur Brennkraftmaschine strömen kann. In der zweiten
Ansaugleitung 62 ist stromab der zweiten äußeren Mischkammer 80 ein Hilfsdrosselventil 118 angeordnet.
Das Hilfsdrosselventil 118 umfaßt ein Ventilelement 119, das fest an einer drehbaren Welle 120 angeordnet
ist, die außermittig in der zweiten Ansaugleitung 62 angeordnet ist, sowie einen im wesentlichen U-förmigen
Arm 122, der mit seinem einen Ende fest an der Welle 120 angebracht ist und sich außerhalb der zweiten
Ansaugleitung 62 befindet. Das Ventilelement 119 wird durch ein Gewicht 124 in seine geschlossene Stellung
gedrückt, in der es die zweite Ansaugleitung 62 schließt, wie dieses in F i g. 1 gezeigt ist. Das Gewicht 124 ist am
anderen Ende des Armes 122 angebracht. Das Ventilelement wird in seiner geschlossenen Stellung
durch eine geeignete Einrichtung, wie beispielsweise einen nicht dargestellten Anschlag, gehalten, an dem das
Gewicht 124 anliegt Das Ventilelement 119 wird durch den Druck brennbaren Gemisches geöffnet, das in der
zweiten Ansaugleitung 62 zur Brennkraftmaschine strömt und auf die Differenz zwischen einem kleineren
Oberflächenbereich 126 und einem größeren Oberflächenbereich 128 des Ventilelementes 119 wirkt. Die
resultierende Kraft aufgrund dieses Druckes wirkt der Beaufschlagung durch das Gewicht 124 entgegen. Das
Ausmaß der Öffnung des Ventilelementes 119 hängt ab von dem Gewicht 124, dem Ausmaß der Öffnung.der
zweiten Drosselklappe 84 bzw. der Menge des durch die
to zweite Ansaugleitung 62 zur Brennkraftmaschine strömenden brennbaren Gemisches und der Differenz
zwischen dem kleineren Oberflächenbereich 126 und dem größeren Oberflächenbereich 128 des Ventilelernentes
119. Somit kann das Hilfsurosseiventii IiS zum
öffnen der zweiten Ansaugleitung 62 zu beliebiger Zeit sicher betätigt werden, wenn die zweite Drosselklappe
84 durch die erste Drosselklappe 82, die um ein bestimmtes Maß geöffnet ist, geöffnet wird, indem für
das Gewicht 124 und den Unterschied der Oberflächenbereiche 126 und 128 geeignete Werte ausgewählt
werden. Eine Kraftstoff-Hilfsaustrittsdüse 130 mündet in die zweite Ansaugleitung 62 an einer Stelle, an der das
Ventilelement 119 des Hilfsdrosselventils 118 die Ansaugleitung 62 schließt bzw. schließen kann. Die
Kraftstoff-Hilfsaustrittsdüse 130 steht mit einer nicht dargestellten Quelle für Kraftstoff oder brennbares
Gemisch in Verbindung und Kraftstoff oder brennbares Gemisch wird in die zweite Ansaugleitung 62 eingespeist,
wenn die Menge der durch die zweite innere Mischkammer 72 strömenden Luft nicht ausreicht, bei
geringer öffnung des Hilfsdrosselventils 118 Kraftstoff aus der zweiten Kraftstoff-Hauptausiriitsdüse 76 in die
Mischkammer 72 zu saugen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer ersten und zweiten Ansaugleitung, die eine
Verbindung zwischen der umgebenden Atmosphäre und der Brennkraftmaschine herstellen, einer ersten
Drosselklappe, die bewegbar in der ersten Ansaugleitung angeordnet ist, einem Rückschlagventil, das
in der ersten Ansaugleitung stromab von der ersten Drosselklappe und nahe dem stromabwärtigen Ende
der ersten Ansaugleitung angeordnet ist und die erste Ansaugleitung nur dann öffnet, wenn der
Druck auf der stromauf liegenden Seite des Rückschlagventils über dem auf der stromab
liegenden Seite liegt, einer zweiten Drosselklappe, die in der zweiten Ansaugleitung nahe ihrem
stromabwärtigen Ende angeordnet ist und funktional über ein Gestänge mit der ersten Drosselklappe
verbunden ist und im Sinne einer öffnung der zweiten Ansaugleitung betätigbar ist, wenn die erste
Drosselklappe über ein bestimmtes Maß hinaus geöffnet wird, gekennzeichnet durch ein
Hilfsdrosselventil (118), das in der zweiten Ansaugleitung (62) stromab der äußeren Mischkammer (80)
und stromauf der zweiten Drosselklappe (84) angeordnet ist und im Sinne einer öffnung der
zweiten Ansaugleitung (62) in Abhängigkeit von der Strömung zum stromabwärtigen Ende der zweiten
Ansaugleitung (62) betätigbar ist, und durch eine Kraftstoff-Austrittsdüse (130), die in die zweite
Ansaugleitung (62) an einer Stelle unmittelbar stromauf von dem sich in ihrer im wesentlichen
geschlossenen Stellung befindlichen Hilfsdrosselventil (118) mündet.
2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsdrosselventil (118) eine
drehbare Welle (120), die in der zweiten Ansaugleitung (62) außermittig angeordnet ist, ein in der
zweiten Ansaugleitung (62) angeordnetes, auf der Welle (120) befestigtes Ventilelement (119), einen
Arm (122), der mit seinem einen Ende an der Welle (120) befestigt ist, und ein Gewicht (124) umfaßt, das
am anderen Ende des Armes (122) befestigt ist und das Ventilelement (119) im Ruhezustand in einer die
zweite Ansaugleitung (62) schließenden Stellung hält.
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