DE3233227C2

DE3233227C2 - Vorrichtung zum Steuern des Luft-Brennstoff-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3233227C2
Application number: DE3233227A
Authority: DE
Inventors: Takaaki Itoh; Takashi Mishima Shizuoka Katou; Shunsuke Aichi Mizutani; Norihiko Nakamura; Yozo Kariya Aichi Sakakibara; Masatami Toyota Aichi Takimoto; Mitsuyoshi Teramura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1981-12-22
Filing date: 1982-09-07
Publication date: 1986-08-07
Also published as: JPH0238787B2; JPS58107843A; DE3233227A1; GB2112074A; US4460518A

Abstract

Es wird eine Steuervorrichtung beschrieben, die eine Schubstange und ein Wachsventil umfaßt, das die Schubstange in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers eines Motors betätigt. Die Schubstange steht mit der Drosselklappe eines Vergasers in Verbindung, so daß der Öffnungsgrad der Drosselklappe gering wird, wenn die Temperatur des Kühlwassers des Motors ansteigt. Die Menge der von einem Belüftungskanal in einen Kraftstoffkanal eingeführten Luft wird durch die Schubstange gesteuert, so daß die Menge dieser Luft erhöht wird, wenn die Temperatur des Kühlwassers des Motors ansteigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs!.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 02 127 bekannt. Die aus dieser Veröffentlichung bekannte Vorrichtung steuert ausschließlich die Leerlaufstellung der Drosselklappe in einem Vergaser in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine. Hierzu findet ein temperaturempfindliches Organ Verwendung, das über eine Schubstange den Steuervorgang durchführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine besonders gute Laufeigenschaften erreichbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden gleichzeitig zwei Parameter in Abhängigkeit von der Maschinentemperatur gesteuert, nämlich die Leerlaufstellung der Drosselklappe und die Emulgierluftzufuhr in den Brennstoffkanal des Vergasers. Hierdurch lassen sich ausgezeichnete Laufeigenschaften der Brennkraftmaschine in der Warmlaufphase erzielen.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen seitlichen Schnitt durch einen Vergaser und eine erfindungsgemäß ausgebildete Steuervorrich

tung; und

F i g. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der mit der Drosselklappe verbundenen Steuervorrichtung.

In F i g. 1 ist mit 1 ein Vergasergehäuse, mit 2 ein Einlaßkanal, mit 3 ein Saugkolben, der im Einlaßkanal in Querrichtung bewegbar ist, und mit 4 eine an der Spitze des Saugkolbens 3 befestigte Nadel bezeichnet Eine Drosselklappe 6 befindet sich im Einlaßkanal 2 abstromseitig vom Saugkolben 3. Mit 7 ist eine Schwimmerkammer des Vergasers bezeichnet Das Innere des Gehäuses 9 wird durch den Saugkolben 3 in eine Vakuumkammer 15 und eine unter atmosphärischem Druck stehende Kammer 16 aufgeteilt Eine Druckfeder 17 zum Vorspannen des Saugkolbens 3 in Schließrichtung des Venturi-Abschnitts ist in die Vakuumkammer 15 eingesetzt Die Vakuumkammer 15 steht über ein im Saugkolben 3 ausgebildetes Saugloch 18 mit dem Venturi-Abschnitt in Verbindung, während die unter atmosphärischem Druck stehende Kammer 16 über ein Luftloch 19, das im Vergasergehäuse 1 ausgebildet ist, mit dem aufstromseitig des Saugkolbens 3 angeordneten Einlaßkanal 2 in Verbindung steht

Ein Brennstoffkanal 20 ist im Vergasergehäuse 1 ausgebildet und erstreckt sich in Axialrichtung der Nadel 4, so daß die Nadel 4 in den Brennstoffkanal 20 eindringen kann. Eine Dosierdüse 21 ist im Brennstoffkanal 20 angeordnet. Der aufstromseitig der Dosierdüse 21 angeordnete Teil des Brennstoffkanales 20 steht über ein Brennstoffrohr 22 mit der Schwimmerkammer 7 in Verbindung. Der in der Schwimmerkammer 7 befindliche Brennstoff wird über das Brennstoffrohr 22 in den Brennstoffkanal 20 und eine Düse 23, die koaxial zum Brennstoffkanal 20 angeordnet ist, in den Einlaßkanal 2 gesaugt, nachdem er über einen zwischen der Nadel 4 und der Dosierdüse 21 ausgebildetes Ringspalt dosiert worden ist.

Um die Dosierdüse 21 herum ist eine ringförmiger Luftkanal 24 ausgebildet. Eine Vielzahl von Emulgierluftbohrungen 25, die den ringförmigen Luftkanal 24 mit dem Inneren der Dosierdüse 21 verbinden, ist in der inneren Umfangswand der Dosierdüse 21 ausgebildet Der ringförmige Luftkanal 24 steht mit dem Emulgierluftzufuhrkanal 26 in Verbindung, der im Vergasergehäuse 1 ausgebildet ist Ein Emulgierluft-Bypass 27 steht mit dem Luftzufuhrkanal 26 in Verbindung. Die Nadel 4 weist an ihrem mittleren Abschnitt einen Abschnitt 28 mit reduziertem Durchmesser auf. Dieser Abschnitt 38 mit reduziertem Durchmesser ist innerhalb der Dosierdüse 21 angeordnet, wenn der Saugkolben 3 den Einlaßkanal 2 in maximaler Weise verschließt.

Der Luftzufuhrkanal 26 ist mit einem Drosselsteuerventil 30 verbunden. Das Drosselsteuerventil 30 umfaßt im wesentlichen eine kreisförmige Bohrung 33 und ein Wachsventil 34. Eine Schubstange 35 wird vom Wachsventil 34 angetrieben und ist gleitend in der Bohrung 33 verschiebbar. Die Schubstange 35 weist zwei voneinander beabstandete Abschnitte 36 und 37 auf. Der Abschnitt 37 besitzt ein kegelstumpfförmiges inneres Ende, das eine Steuerkante 38 bildet Das vorstehende äußere Ende des Abschnittes 37 wird von einem Dichtungselement 40 umgeben. Im Gehäuse 32 ist eine Bohrung 41 mit erhöhtem Durchmesser ausgebildet. In diese Bohrung 41 ist ein Wachsventilhalter 42 eingepaßt.
Eine Kühlwasserkammer 46 ist zwischen dem Wachsventilhalter 42 und dem Stopfen 44 ausgebildet, und ein Kühlwasserzuführrohr 47 steht mit der Kühlwasserkammer 46 in Verbindung. Das in die Kühlwasserkammer 46 über das Kühlwasserzuführrohr 47 eingeführte

Kühlwasser des Motors wird über eine Kühlwasserablaßöffnung 48 abgeführt, nachdem das Kühlwasser das Wachsventil 34 erhitzt hat

Wie man aus F i g. 2 entnehmen kann, ist das Gehäuse 32 des Drosselsteuerventils 30 am Vergasergehäuse 1 mit Hilfe von drei Bolzen 49 befestigt Ein Nocken 51 und ein Hebel 52 sind drehbar am Bolzen 50 montiert. Eine Zugfeder 56 ist zwischen einer Spitze 52c/ des Hebels 52 und einem am Gehäuse 32 befestigten Stift 55 angeordnet, so daß eine Rolle aufgrund der Kraft der Zugfeder 56 kontinuierlich in Kontakt mit dem scheibenförmigen Kopf 39 der Schubstange 35 gepreßt wird. Eine Stellschraube 57 ist in eine Bohrung (nicht gezeigt) eingesetzt die in einem Arm des Nockens 51 ausgebildet ist und die Spitze der Stellschraube 57 ist in einen Arm des Hebels 52 eingeschraubt Folglich ist es möglich, durch Drehen der Stellschraube 57 die Relativlage zwischen dem Hebel 52 und dem Nocken 51 zu verstellen. Die Drehkraft des Hebels 52 wird übjr die Stellschraube 57 auf den Nocken 51 übertragen. Wenn der Hebel 52 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird der Nokken 51 im Uhrzeigersinn gedreht Ferner ist ein Arm 61 an einem Ventilschaft 50 der Drosselklappe 6 befestigt, und ein Stift 63, der mit einer Nockenfläche 62 des Nokkens 51 in Eingriff bringbar ist ist an der Spitze des Armes 61 befestigt Wie aus F i g. 2 hervorgeht, nimmt der Radius r der Nockenfläche 62, der vom Bolzen 50 aus gemessen wird, im Uhrzeigersinn allmählich ab.

F i g. 2 verdeutlicht denjenigen Fall, bei dem die Motortemperatur niedrig ist. Zu dieser Zeit wird die Drosselklappe 6 mit Hilfe des Nockens 51 offen gehalten. Wenn der Motor angelassen wird und die Temperatur des Motorkühlwassers ansteigt, bewegt sich die Schubstange 35 aufgrund des Wachsventiles 34 nach links. Hieraus folgt, daß infolge der Drehung des Hebels 52 gegen den Uhrzeigersinn der Nocken 51 ebenfalls gegen den Uhrzeigersinn gedreht und somit die Drosselklappe 6 allmählich geschlossen wird. Da eine Rolle zwischen dem Hebel 52 und dem scheibenförmigen Kopf 39 der Schubstange 35 vorgesehen ist, wird der Hebel 52 in glatter Weise gedreht, wenn sich die Schubstange 35 nach links bewegt.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist zwischen den Abschnitten 35 und 36 innerhalb der kreisförmigen Bohrung 33 des Drosselsteuerventils 30 eine unter Atmosphärendruck stehende Kammer 70 ausgebildet. Diese Kammer 70 ist über ein Luftloch 71 immer zur Atmosphäre hin offen. Des weiteren sind eine erste öffnung 72, die kontinuierlich zu der Kammer 70 hin offen ist, eine zweite öffnung 73 und eine dritte öffnung 74 im Gehäuse 32 ausgebildet. Eine Düse 75 ist in die dritte öffnung 74 eingesetzt. Die Strömungsmittelverbindung zwischen der zweiten öffnung 73 und der unter Atmosphärendruck stehenden Kammer 70 wird durch den Abschnitt 36 gesteuert Die Strömungsmittelverbindung zwischen der dritten öffnung 74 und der Kammer 70 wird durch den Abschnitt 35 (Steuerkante 38) gesteuert. In F i g. 1 ist der Fall dargestellt, bei dem eine niedrige Motortemperatur vorherrscht. Zu dieser Zeit befindet sich der Saugkolben 3 in einer Stellung, in der er den Einlaßkanal 2 in maximaler Weise verschließt. Wenn der Anlasser (nicht gezeigt) zum Starten des Motors gedreht wird, ist der im Einlaßkanal 2 stromab von der Drosselklappe 6 erzeugte Unterdruck gering. Folglich entspricht zu dieser Zeit der in der Vakuumkammer 15 vorherrschende Druck dem Atmosphärendruck, da die Vakuumkammer 15 über das Drosselsteuerventil 30 zur Atmosphäre hin offen ist. Der Saugkolben 3 verbleibt daher in der in F i g. 1 gezeigten Stellung. Folglich ist zu diesem Zeitpunkt der Querschnittsbereich des zwischen der Nadel 4 und der Dosierdüse 21 ausgebildeten Ringspaltes groß, da der Abschnitt 28 mit reduziertem Durchmesser der Nadel 4 innerhalb der Dosierdüse 21 angeordnet ist so daß eine große Brennstoffmenge in den Einlaßkanal 2 von der Düse 23 eingeführt wird. Da andererseits zu diesem Zeitpunkt die dritte öffnung 74 des Drosselsteuerventils 30 geringfügig geöffnet ist, wird eine extrem geringe Luftmenge von den Emulgierluftzufuhrbohrungen 25, 27 in den Brennstoffkanal 20 eingeführt Folglich wird beim Anlassen des Motors ein extrem fettes Luft-Brennstoff-Gemisch in die Zylinder des Motors eingeführt

Wenn der Motor zu arbeiten beginnt, nimmt der im Einlaßkana! 2 stromab der Drosselklappe 6 erzeugte Unterdruck einen großen Wert an. Da der Unterdruck im Venturi-Abschnitt über das Saugloch 18 auf die Vakuumkammer 15 einwirkt bewegt sich der Saugkolben 3 in F i g. 1 nach links. Hieraus folgt, daß der Querschnittsbereich des zwischen der Nadel 4 und der Dosierdüse 21 ausgegildeten Ringspaltes reduziert wird, da der Abschnitt 28 mit reduziertem Durchmesser der Nadel 4 aus der Dosierdüse 21 heraustritt. Somit wird die von der Düse 23 zugeführte Brennstoffmenge reduziert

Hiernach erweitert sich der Öffnungsbereich der dritten öffnung 74 allmählich, da sich die Schubstange 35 in F i g. 1 nach links bewegt, wenn die Temperatur des Kühlwassers des Motors ansteigt. Hieraus folgt, daß das in die Zylinder des Motors eingeführte Brennstoff-Luft-Gemisch allmählich mager wird, da die Menge der in den Brennstoffkanal 20 von den Emulgierluftzufuhrbohrungen 25, 27 eingeführten Luft allmählich ansteigt. Hiernach wird nach Beendigung der Warmlaufphase des Motors ein Brennstoff-Luft-Gemisch mit einem vorgegebenen Brennstoff-Luft-Verhältnis in die Zylinder des Motors eingeführt, da sich die dritte Öffnung 74 vollständig öffnet.

Wenn die Warmlaufphase des Motors beendet ist, wird die zweite Öffnung 73 durch den Abschnitt 36 der Schubstange 35 geschlossen. Folglich tritt auch dann, wenn der Motor bei hoher Motortemperatur angelassen wird, der Abschnitt 28 mit reduziertem Durchmesser der Nadel 4 sofort aus der Dosierdüse 21 heraus, da der Unterdruck im Venturi-Abschnitt 8 auf die Vakuumkammer 15 einwirkt. Das zu diesem Zeitpunkt eine große Luftmenge in den Brennstoffkanal 20 durch die Bohrungen 25, 27 gesaugt wird, besteht keine Gefahr, daß das Brennstoff-Luft-Gemisch überfettet ist.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann somit während der Warmlaufphase des Motors ein beständiger bzw. stetiger Motorbetrieb erreicht werden, da der Öffnungsgrad der Drosselklappe und die Menge der von den Emulgierluftzufuhrbohrungen eingeführten Luft gleichzeitig von dem Wachsventil gesteuert werden, so daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis des in die Zylinder des Motors eingeführten Gemisches in Abhängigkeit von dem Öffnungsgrad der Drosselklappe gesteuert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern des Luft-Brennstoff-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Maschinentemperatur, bei der ein temperaturempfindliches Organ über eine Schubstange die Leerlaufstellung der Drosselklappe in einem Vergaser steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (35) eine Kante (38) aufweist, die gleichzeitig einen Querschnitt für die Zufuhr von Emulgierluft in den Brennstoffkanal (20) des Vergasers steuert

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schubstange mit der Drosselklappe über einen Gestängemechanismus verbunden ist, der ein Gelenk und einen drehbar an dem Gelenk montierten Hebel aufweist, der mit der Schubstange verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gestängemechanismus ferner einen drehbar an dem Gelenk montierten Nocken (51), der eine sich entlang einer Drehrichtung des Nockens stetig ändernde Krümmung aufweisende Nockenfläche (62) besitzt und mit dem Hebel (52) verbunden ist, sowie einen Arm (61) umfaßt, der an der Drosselklappe (6) befestigt und mit dem Nocken (51) in Eingriff bringbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (35) zwei erweiterte Abschnitte (36,37) umfaßt, die eine zur Atmosphäre hin offene Kammer (70) zwischen sich bilden, wobei einer der erweiterten Abschnitte ein kegelstumpfförmiges Ende aufweist, das die Kante (38) bildet.