DE3127261C1

DE3127261C1 - Vergaser

Info

Publication number: DE3127261C1
Application number: DE19813127261
Authority: DE
Inventors: Reinhard 4156 Willich Thienelt
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1981-07-10
Publication date: 1983-02-03
Also published as: FR2509378B1; FR2509378A1; GB2101223A; GB2101223B

Description

a) ein, eine Membran (23) aufweisender Drosselklappenansteller (15) mit ansaugdruckabhängiger, pneumatischer Rückstellung in Schließstellung beeinflußt die Schließstellung der Drosselklappe (4)

b) ein thermisches Stellglied (37) mit Motor- und/oder Heizwärmebeaufschlagung begrenzt die Rückstellbewegung indem

c) ein Ventil (31) mit der Membran (23) ansaugdruckabhängig verschiebbar ist, durch das die Arbeitskammer (25) atmosphärisch belüftbar ist

d) die Verschiebung des Ventilschafts (33) relativ zu einer von dem als Bimetallfeder (37) ausgebildeten thermischen Element erfolgt

e) die Bimetallfeder (37) eine temperaturabhängig verstellbare Steuerkurve (34) zur Betätigung

„des Ventils (31) trägt.

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen mit einem in einen Lufttrichterbereich des Ansaugkanals einmündenden Hauptbrennstoff-Zuführsystem mit einem Leerlaufbrennstoff-Zuführsystem, das stromab von einer willkürlich betätigbaren, stromab des Lufttrichters liegenden Drosselklappe in den Ansaugkanal einmündet, und mit einer im Lufteinlaß des Ansaugkanals angeordneten Starterklappe, die in bekannter Weise temperatur-, ansaugdruck-, luftdurchsatz- und lastabhängig durch entsprechende Einrichtungen betätigt wird.

Derartige Vergaser werden für den Motorbetrieb in Kraftfahrzeugen benötigt, die bestimmte Bedingungen hinsichtlich der vom Gesetzgeber verabschiedeten Abgasreinhaltungsvorschriften erfüllen müssen, weshalb hohe qualitative Anforderungen an diese gestellt werden, um Abgasentgiftung, Brennstoffeinsparung und gute Fahrbarkeit zu erreichen.

Zur Erfüllung dieser Anforderungen sind die Vergaser mit diversen Systemen für bestimmte Last- bzw. Betriebsbereiche ausgestattet worden. Als besonders problematische Betriebsbereiche sind Kaltlauf und Leerlauf anzusehen, weswegen eine Vielzahl von Vorschlägen mit dem Ziel der Problembeseitigung gemacht wurden.

Hierzu ist der Vorschlag der DE-OS 24 46 403 besonders beachtenswert, der eine Einrichtung zur Drehzahlstabilisierung im Leerlauf nach dem Starten bei einem Vergaser mit einer von einem elastischen temperaturempfindlichen Glied und der im Ansaugkanal strömenden Luft betätigten exzentrisch gelagerten Starterklappe, sowie mit einer durch einen auf den Unterdruck im Ansaugkanal ansprechenden Unterdruckregler gesteuerten Drosselklappe und einer Einrichtung für die Zumessung einer größeren Gemischmenge bei kaltem Motor offenbart, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einrichtung für die Zumessung einer größeren Gemischmenge bei kaltem Motor aus einem schwenkbar gelagerten, mit dem temperaturempfindlichen Glied in Verbindung stehenden Anschlag besteht, welcher bei tiefer Umgebungstemperatur die Drosselklappe in einer weiter geöffneten Stellung abstützt, beim Erreichen einer bestimmten Motortemperatur diese jedoch ganz freigibt, und die anschließende Steuerung dann unmittelbar durch den Unterdruckregler erfolgt, wobei das temperaturempfindliche Glied als Bimetallfeder ausgebildet sein soll.

Mit einem Gegenstand, wie er in der DE-OS 24 46 403 vorgeschlagen wird, soll es möglich sein, insbesondere nach dem Anspringen des Motors der Drosselklappe

eine genaue Öffnungsstellung zu geben, welche von der Umgebungstemperatur beim Anlassen und der Motordrehzahl (Ansaugdruck) abhängt. Diese Aufgabe ist mit dem Gegenstand des Vorschlags jedoch nur für eine kurze Zeitspanne nach dem Anspringen des Motors erfüllbar.

Eine weitere Steuerung der Drosselklappenanstellung abhängig von der Bimetallfeder ist nicht vorgesehen und durch die Abkopplung der Starterklappe in Öffnungsrichtung auch nicht möglich. Für den alltäglichen Fall einer längeren Leerlaufphase nach dem Starten des Motors, wie er in Staus, vor Ampeln oder Bahnübergängen vorkommen kann, ergeben sich Fehler in der Funktion, die durch das Blockieren der Rückstellung des Anschlags durch Reibung und die Auflagekraft der Schließfeder auf der Betätigungsstange bei ausgesteuertem Unterdruckregler verursacht werden. Das Blockieren des Anschlags hat zur Folge, daß mit zunehmender Motorerwärmung eine Drehzahlerhöhung eintritt, die erst bei einer geforderten Lastabgabe durch Entlastung des Anschlags unterbrochen wird, wobei der Anschlag durch die Schwerkraft der abgekoppelten Starterklappe bzw. Bimetallbewegung folgen kann. Für diesen Betriebsbereich sind keine Mittel für eine Mindestanstellung der Drosselklappe vorgesehen, d. h. sie ist nur von der Charakteristik des Unterdruckreglers abhängig, die jedoch für den Warmbetrieb der Brennkraftmaschine ausgelegt sein muß, der anderen Kriterien, z. B. der Abgasentgiftung, unterliegt als der Kaltleerlauf.

Diese Mängel sollen mit dem Gegenstand der US-PS 41 81 107 gelöst werden, bei dem die Anstellung der Drosselklappe durch ein Dehnstoffelement gesteuert werden soll, das bekanntlich große Verstellkräfte im Gegensatz zum Bimetall aufbringt, jedoch naturgemäß eine große Hysterese aufweist, störanfällig ist und bei Alterung große Abweichungen in Einstellung und Charakteristik haben kann. Eine Unterdruckregelung ist in diesem Vorschlag nicht enthalten.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Vergaser eingangs genannter Art mit einer Vorrichtung auszustatten, mit dem ein vollautomatisch ablaufender Start- und Warmlauf erreichbar ist, d. h. daß außer dem Anlassen keinerlei Hilfsmaßnahmen vom Fahrer des Fahrzeugs erwartet werden, und eine Leerlaufdrehzahlregelung möglich ist, die einsetzen soll, wenn die Brennkraftmaschine eine zusätzliche Belastung übernehmen muß, z.B. bei modernen Fahrzeugen den Antrieb eines Verdichters einer Klimaanlage oder die

Hydraulikpumpe eines Automatikgetriebes.

Diese Aufgabe wird mit einem Vergaser gemäß der Erfindung durch die Kombination folgender zum Teil bekannter Merkmale

a) ein, eine Membran aufweisender Drosselklappenansteller mit ansaugdruckabhängiger, pneumatischer Rückstellung in Schließstellung beeinflußt die Schließstellung der Drosselklappe,

b) ein thermisches Stellglied mit Motor- und/oder to Heizwärmebeaufschlagung begrenzt die Rückstellbewegung indem,

c) ein Ventil mit der Membran ansaugdruckabhängig verschiebbar ist, durch das die Arbeitskammer atmosphärisch belüftbar ist,

d) die Verschiebung des Ventilschafts relativ zu einer von dem als Bimetallfeder ausgebildeten thermischen Element erfolgt,

e) die Bimetallfeder eine temperaturabhängig verstellbare Steuerkurve zur Betätigung des Ventils trägt, gelöst.

Durch die Erfindung ist eine nur auf die Aufgabe der einzelnen Systeme gerichtete Abstimmbarkeit der Merkmale, trotz der Verzahnung ihrer Wirkungen, die als überraschendes Resultat die Kombination erst möglich machte, erreicht worden.

Ein weiterer Vorteil ist der vollautomatisch ablaufende Start-Warmlauf der Brennkraftmaschine, der unabhängig vom Betriebsbereich, also auch im Leerlauf, ablaufen kann, wodurch eine wesentliche Absenkung des Schadstoffausstoßes erreicht wird. Für den Betrieb des Fahrzeuges in den Kältezonen unserer Erde ist es nötig, eine Mindestbetriebstemperatur des Motors für das Funktionieren der Nebenaggregate zu erreichen, bevor das Fahrzeug in Gang gesetzt wird, was durch die Erfindung möglich geworden ist und sonst nur bei Fahrzeugen der gehobenen Preisklasse, die mit einer Einspritzung oder mit einem Vergaser, die mit einem thermischen Nebenschlußstarter ausgerüstet sind, möglieh war. Ein Nebenschlußstarter ist nur mit einem großen fertigungstechnischen Aufwand herzustellen, so daß mit dem Gegenstand der Erfindung eine echte Alternative dazu vorliegt, der wesentlich einfacher in der Funktion, billiger in der Herstellung und Wartung im Betrieb ist. Durch die Verwendung bewährter Vergaserbauteile ist ein fehlerfreier Betrieb der Brennkraftmaschine über einen langen Zeitraum sichergestellt. ·

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Ein in der Zeichnung dargestellter Vergaser ist mit einem in einem Lufttrichter 1 eines Ansaugkanals 2 einmündenden Hauptbrennstoff-Zuführsystem 3, mit einem stromab einer willkürlich betätigbaren, stromab des Lufttrichters 1 liegenden Drosselklappe 4 in den Ansaugkanal 2 einmündenden Leerlaufbrennstoff-Zuführsystem 5 und mit einer im Lufteinlaß des Ansaugkanals 2 angeordneten Starterklappe 6, die in bekannter Weise temperatur-, ansaugdruck-, luftdurchsatz- und lastabhängig durch entsprechende Einrichtungen betätigt wird, ausgestattet. Er weist alle notwendigen Einrichtungen für einen einwandfreien Betrieb auf, auch wenn sie nicht dargestellt sind.

Die Drosselklappe 4 ist auf einer Welle 7 befestigt, an deren freien Ende ein Betätigungshebel 8 mit Einhängelöchern 9,10 für eine Feder 11 und eine Betätigungseinrichtung 12 angeordnet ist, der Anschläge 13,14 für eine Mindestspalteinstellung und einen Drosselklappenansteller 15 hat

Der Drosselklappenansteller 15 ist mittels eines Halters 16 an den Vergaser geschraubt und weist eine Achse 17 mit einer Einstellschraube 18 und einer Feststellmutter 19 auf, die axial verschiebbar in einem Gehäuse 20 gelagert ist. Die Achse 17 ist über zwei Membranteller 21, 22 mit einer Membrane 23 verbunden, die mit ihrem Rand zwischen dem Gehäuse 20 und einem Deckel 24 eingespannt ist und die Arbeitskammer 25, die über eine Unterdruckleitung 26 mit dem Ansaugkanal 2 stromab der Drosselklappe 4 verbunden ist, gegen eine atmosphärisch belüftete Gehäusekammer 27 abdichtet. Auf der Achse ist auf einem Gewinde eine Einstellmutter 28 für die Wirklänge einer Feder 29 angeordnet, die zwischen dem Gehäuse 20 und der Achse 17 eingespannt ist und die Achse 17 und Einstellschraube 18 gegen den Anschlaglappen 14 drückt, wenn der Membranteller 21 am Gehäuse 20 anliegt, so daß mit der Einstellschraube 18 ein Größtspalt an der Drosselklappe 4 einstellbar ist

Koaxial zur Achse 17 ist zwischen den Membrantellern 21, 22 ein Überströmkanal 32 angeordnet, dessen Querschnitt von einem federbelasteten Ventil 31 kontrolliert wird, wobei eine Feder 30 den Ventilstößel 33 in die Arbeitskammer 25 hineindrückt, so daß der Ventilstößel 33 bei einer Verstellung der Achse 17 gegen die Kraft der Feder 29 gegen eine Steuerkurve 34 gedrückt wird, die auf einer drehbar im Deckel 24 gelagerten Welle 35 befestigt ist Eine Bimetallfeder 37 greift mit ihren Schenkeln 36, 38 in das freie Ende der Welle 35 und in eine verdrehbare Abdeckplatte 39 ein, wobei der Teil der Deckelkammer 25 in dem die Bimetallfeder 37 angeordnet ist, eine motorkühlwasserbeaufschlagte Wärmetauschzone 40 und/oder eine elektrische Heizung 41 aufweist und ggfs. abgeschottet ist

Funktionsbeschreibung

Wenn der Motor nach Abkühlung gestartet werden soll, dann sind folgende Zustände eingetreten: Die Starterklappe 6 ist von einer nicht dargestellten Bimetallfeder in ihre Schließstellung gedrückt worden und der Drosselklappenansteller 15 hat die Drosselklappen 4 auf einen Größtspalt angestellt, wobei die Bimetallfeder 37 im Drosselklappenansteller 15 entsprechend der Abkühltemperatur des Motors nahezu kraftfrei die Steuerkurve 34 in eine entsprechende Stellung bewegt hat

Der Fahrer startet ohne zusätzliche Maßnahmen sofort den Motor, wobei über den Größtspalt an der Drosselklappe der Ansaugdruck unmittelbar auf die Brennstoffzuführsysteme 3,5 wirkt, da die Starterklappe 6 geschlossen ist. Wenn der Motor anspringt, dann schnüffelt die Starterklappe 6 und wird vom fallenden Ansaugdruck über die Pulldowneinrichtung auf einen Mindestspalt gezogen und der Drosselklappenansteller 15, ebenfalls vom Ansaugdruck beaufschlagt, bewegt die Achse 17 zur Anstellung der Drosselklappe 4 zurück, so daß die Drosselklappe 4 durch die Schließfeder 11 in Richtung ihrer Mindestspaltstellung bewegt wird. Die von der Bimetallfeder 37 kontrollierte Steuerkurve 34 hat eine Form, die einen kleinen Rückstellweg der Achse 17 bei Kälte und einen großen bei Wärme bis zum Anschlag des Ventilstößels 33 an die Steuerkurve 34 ergibt. Beim Anschlag des Ventilstößels 33 an die Steuerkurve 34 wird die Kraft der Feder 30 überdrückt,

so daß das Ventil 31 öffnet und den Überströmkanal 32 freigibt, wodurch eine atmosphärische Belüftung der Arbeitskammer 25 und durch den Wirkdruckabfall an der Membrane 23 ein Rückstellstopp eintritt. Mit zunehmender Erwärmung des Motors, parallel dazu die Erwärmung der Bimetallfeder 37, findet die Verstellung der Starterklappe 6 und der Steuerkurve 34 statt, wobei die Steuerkurve 34 nur von der Auflagekraft des Ventilstößels 33 bzw. der Feder 30 belastet wird, die mühelos von der Bimetallfeder 37 überwunden wird. Unabhängig voneinander kann die Öffnung der Starterklappe 6 der Schließung der Drosselklappe 4 bis auf Mindestspalt voreilen, was besonders bei modernen Motoren notwendig ist, da deren Reibleistungsbedarf durch längere Öffnung der Drosselklappen 4 (Quantität) gedeckt werden muß, wohingegen die Gemischanfettung durch Öffnung der Starterklappe 6 (Qualität) wesentlich früher zurückgenommen werden kann. Durch die großen möglichen Verstellwege der Bimetallfeder bei einer bestimmten Temperaturänderung ist eine genau dem Motorbedarf anpaßbare Steuerkurve 34 zu erstellen und die geringe Verstellarbeit ermöglicht eine kontinuierliche Verstellung der Bimetallfeder, d. h. es können keine unzulässigen Materialspannungen durch Unterdrückung der Ausbiegung bei Temperaturänderungen auftreten. Im Bereich der Annäherung des Drosselklappenspalts an den Mindestspalt kann schon die Regelung durch den Drosselklappenansteller 15 bei entsprechendem Bedarf (zusätzliche Last durch Nebenaggregate) einsetzen, wobei durch geschaltete Belüftung zusätzliche Aufgaben (Schubabschaltung etc.) erfüllt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims

Patentanspruch:

Vergaser für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen mit einem in einen Lufttrichterbereich des Ansaugkanals einmündenden Hauptbrennstoff-Zuführsystem mit einem Leerlaufbrennstoff-Zuführsystem, das stromab von einer willkürlich betätigbaren, stromab des Lufttrichters liegenden Drosselklappe in den Ansaugkanal einmündet, und mit einer im Lufteinlaß des Ansaugkanals angeordneten Starterklappe, die in bekannter Weise temperatur-, ansaugdruck-, luftdurchsatz- und lastabhängig durch entsprechende Einrichtungen betätigt wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender zum Teil bekannter Merkmale: