DE3903192A1 - Membranvergaser fuer einen verbrennungsmotor eines handgefuehrten arbeitsgeraetes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Membranvergaser für den Ver­ brennungsmotor, insbesondere Zweitaktmotor in einem handge­ führten Arbeitsgerät wie Motorkettensäge, Trennschleifer, Freischneidegerät oder dgl. nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Membranvergaser sind ansich bekannt. Ihre Regelmembran bildet die Zwischenwand zwischen einem kraftstoffgefüllten Kraftstoffraum und einem Kompensationsraum, der in der Re­ gel zur Atmosphäre entlüftet ist. Die durch den Ansaugkanal in den Brennraum des Verbrennungsmotors einströmende Ver­ brennungsluft erzeugt im Ansaugkanal einen Unterdruck, durch den Kraftstoff aus dem Kraftstoffraum in den Ansaug­ kanal eintritt. Die Abgabe von Kraftstoff in den Ansaug­ kanal führt zu einem Unterdruck im Kraftstoffraum, wodurch die Regelmembran bewegt wird und ein Regelventil öffnet, über das Kraftstoff in den Kraftstoffraum nachfließt.

Die angesaugte Verbrennungsluft wird zur Säuberung über einen Luftfilter angesaugt, dessen Filtermaterial mit zunehmender Betriebsdauer verschmutzt, wodurch sich auf der Reinluftseite des Schmutzfilters ein Unterdruck aufbaut, der mit weiterer Verschmutzung stetig zunimmt. Die durch den Luftfilter über den Ansaugkanal in den Brennraum strö­ mende Verbrennungsluft nimmt daher mengenmäßig ab und der Unterdruck im Ansaugkanal steigt, wodurch das Kraftstoff/ Luftgemisch fetter wird. Ein fetteres Kraftstoff/Luftge­ misch führt zu unvollständiger Verbrennung und damit ver­ minderter Abgasqualität bei erhöhtem Kraftstoffverbrauch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Bildung des Kraftstoff/Luftgemisches den Verschmutzungsgrad des Luftfilters zu berücksichtigen.

Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Tritt mit zunehmender Verschmutzung des Filtermaterials auf der Reinluftseite des Luftfilters Un­ terdruck auf, so wirkt dieser kompensierend auf die Regel­ membran des Membranvergasers. Der im Ansaugkanal sich ein­ stellende erhöhte Unterdruck führt nicht mehr zu einem ver­ mehrten Kraftstoffzutritt; vielmehr wird die Kraftstoffzu­ fuhr entsprechend der verminderten Menge durchströmender Verbrennungsluft reduziert. Dies führt dazu, daß das Kraft­ stoff/Luftgemisch auch bei sich zusetzendem Filtermaterial seiner Qualität weitgehend gleich bleibt. Die Abgasqualität entspricht daher weiterhin den Einstellgrößen.

In bevorzugter Ausführungsform ist das Verhältnis der Mem­ branfläche zum Kanalquerschnitt kleiner als 50 zu 1, vor­ zugsweise kleiner als 25 zu 1. Sehr gute Ergebnisse lassen sich mit einer Dimensionierung von 10 zu 1 erzielen.

In Weiterbildung der Erfindung ist im Kompensationsraum eine Zwischenwand vorgesehen, die eine vorzugsweise zent­ rale Öffnung aufweist. Dabei wird das Verhältnis der Mem­ branfläche zum Querschnitt der Öffnung als kleiner 200 zu 1 eingestellt, wobei der Öffnungsquerschnitt eine Mindest­ fläche von etwa 3 mm² aufweisen sollte.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Ver­ bindungskanal als Steckkanal zur Verbindung mit dem Gehäuse des Luftfilters ausgebildet.

Hervorzuheben ist, daß durch die erfindungsgemäße Ver­ bindung des Kompensationsraumes mit der Reinluftseite des Luftfilters derselbe Membranvergaser ohne weitere Anderung seiner Einstellung auch mit anderen Luftfiltern betrieben werden kann, die z. B. einen geringeren Luftdurchsatz auf­ weisen. Bei geringerem Luftdurchsatz wirkt der sich auf­ bauende Unterdruck auf der Reinluftseite unmittelbar kom­ pensierend auf die Regelmembran, so daß unabhänig von der verwendeten Art des Luftfilters eine optimale Zusammen­ setzung des Kraftstoff/Luftgemisches erzielt ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachstehend im einzelnen erläuterte Ausführungs­ beispiele dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Membranvergaser mit aufgestecktem Luftfilter,

Fig. 2 eine Frontansicht des Membranvergasers bei abgenommenem Luftfilter im Teilschnitt,

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 1 mit im Kompen­ sationsraum angeordneter Zwischenwand und einem Entlüftungskanal,

Fig. 4 eine Darstellung gemäß Fig. 1 mit innerhalb des Membranvergasers angeordnetem Verbin­ dungskanal,

Fig. 5 eine Frontansicht eines weiteren Ausführungs­ beispieles eines Membranvergasers bei abgenom­ menem Luftfilter im Teilschnitt.

Der in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Membranvergaser 1 weist einen Ansaugkanal 2 mit darin angeordneter Dros­ selklappe 9 auf. Der Membranvergaser 1 hat eine in seinem Gehäuse integrierte Membrankraftstoffpumpe 10, deren An­ triebsraum über einen Anschlußkanal 11 in nicht näher dar­ gestellter Weise mit dem im Kurbelgehäuse herrschenden Druck eines Zweitaktmotors beaufschlagt ist, an dem der Membranvergaser 1 angeordnet ist. Die Kraftstoffpumpe 10 saugt über ein Rückschlagventil 12 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (nicht dargestellt) und fördert ihn über ein zweites Rückschlagventil 13 in einen Kraftstoffraum 4 im Gehäuse des Membranvergasers 1. Der Eintrittskanal 14 in den Kraftstofftraum 4 ist von einem Regelventil 15 ge­ steuert, das - in bekannter Weise - von der den Kraftstoff­ raum 4 begrenzenden Regelmembran 5 gesteuert ist.

Vom Kraftstoffraum 4 gelangt der Kraftstoff über Ventil­ strecken mit einstellbaren Drosseln und Eintrittsöff­ nungen 16 bzw. 17 in den Ansaugkanal 2.

Am Eingang 18 des Ansaugkanales 2 ist ein Luftfilter 3 angeordnet, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Ringfilter aufgebaut ist. Das im Gehäuse des Luftfilters 3 angeordnete Filtermaterial 19 trennt die Reinluftseite 3 a von der Schmutzseite 3 b.

Bei laufendem Zweitaktmotor strömt die Verbrennungsluft 20 von der Reinluftseite 3 a des Luftfilters 3 über die Dros­ selklappe 9 zum Brennraum des Zweitaktmotors. Aufgrund der Ausbildung des Ansaugkanales 2 wird dabei durch Unterdruck über die Entrittsöffnungen 16 und 17 Kraftstoff angesaugt, wodurch in dem Brennraum ein zündfähiges Kraftstoff/Luftge­ misch eintritt. Durch den in den Ansaugkanal 2 eintretenden Kraftstoff entsteht im Kraftstoffraum 4 ein Unterdruck, wodurch die Regelmembran 5 in den Kraftstoffraum bewegt wird und über einen im Zentrum der Regelmembran angrei­ fenden Winkelhebel das Regelventil 15 öffnet, so daß Kraft­ stoff zum Ausgleich des Unterdrucks in den Kraftstoffraum 4 nachströmen kann.

Auf der dem Kraftstoffraum 4 abgewandten Seite der Regel­ membran 5 ist ein zur Atmosphäre geschlossener Kompensa­ tionsraum 6 vorgesehen, der gemäß der Erfindung mit der Reinluftseite 3 a des Luftfilters 3 verbunden ist. Damit wird erreicht, daß bei erhöhtem Verschmutzungsgrad des Filtermaterials 19 der sich auf der Reinluftseite 3 a auf­ bauende Unterdruck im Kompensationsraum 6 wirkt, wodurch ein zu starker Kraftstoffaustritt aus den Eintrittsöff­ nungen 16 und 17 vermieden ist. Diese Art der Kompensation stellt sicher, daß das dem Verbrennungsraum zugeführte Kraftstoff/Luftgemisch bei zunehmendem Verschmutzungsgrad des Filtermateriales 19 nicht überfettet.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Kanalquerschnitt des Verbindungskanales 7 derart gewählt, daß das Verhältnis der Membranfläche der Regelmembran 5 zum Kanalquerschnitt des Verbindungskanales 7 kleiner als 50 zu 1 ist. Dabei ist ein minimaler Kanalquerschnitt von etwa 25 mm² vorteilhaft.

In Fig. 2 ist eine für bestimmte Einbauvarianten vorteil­ hafte Kanalform gezeigt. Die Breite des vorzugsweise recht­ eckförmigen Verbindungskanales 7 entspricht in etwa dem Durchmesser des kreisförmig ausgeführten Kompensations­ raumes 6. In bevorzugter Ausführungsform ist dabei die Höhe des Verbindungskanales 7 etwa gleich der Höhe des Kompen­ sationsraumes 6.

Es ist vorteilhaft, den Verbindungskanal 7 als Steckkanal zur Verbindung mit der Reinluftseite 3 a des Luftfilterge­ häuses vorzusehen. Hierzu kann ein am Luftfiltergehäuse vorgesehenes muffenartiges Anschlußstück 21 zweckmäßig sein, in das das freie Ende des Verbindungskanales 7 etwa luftdicht eingesteckt wird.

Eine sehr gute Kompensationswirkung wird erzielt, wenn das Verhältnis der Membranfläche zum Kanalquerschnitt kleiner als 25 zu 1 ist, vorzugsweise kleiner als 10 zu 1 ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht im we­ sentlichen dem nach Fig. 1, weshalb für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Im Kompensationsraum 6 ist jedoch eine Zwischenwand 30 angeordnet, die eine im Ausführungsbeispiel zentrale Öffnung 31 aufweist. Die Öff­ nung 31 kann beliebige Form haben; vorzugsweise ist sie jedoch kreisförmig vorgesehen. Bei einer derartigen Ausfüh­ rungsform hat sich erwiesen, daß bei einem Verhältnis der Membranfläche zum Öffnungsquerschnitt der Öffnung 31 von weniger als 200 zu 1, vorzugsweise weniger als 65 zu 1, eine sehr gute Kompensationswirkung zu erzielen ist. Da­ bei muß der Öffnungsquerschnitt der Öffnung 31 eine Min­ destfläche von etwa 3 mm² aufweisen; bei einer Mindest­ fläche von vorzugsweise 12 mm² wurde ein gutes Kompen­ sationsverhalten festgestellt.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist im Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 3 vorgesehen, den Kompen­ sationsraum 6 über einen Entlüftungskanal 32 mit einem Unterdruckabschnitt im Ansaugkanal 2 zu verbinden. Hier­ durch wird gegebenenfalls sich im Kompensationsraum 6 nie­ derschlagender Kraftstoff permanent in den Ansaugkanal 2 abgesaugt, so daß der Kompensationraum nicht mit Kraftstoff volläuft und die vorgesehene Kompensation funktionsfähig bleibt.

Vorteilhaft mündet der Entlüftungskanal in Strömungs­ richtung der Ansaugluft gesehen vor der Drosselklappe 9 in den Ansaugkanal 2.

In Weiterbildung der Erfindung ist gemäß dem Ausführungs­ beispiel nach Fig. 4 vorgesehen, den Verbindungskanal 7 a im Gehäuse des Membranvergasers 1 vorzusehen, so daß Ände­ rungen am Luftfiltergehäuse nicht notwendig sind. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn derselbe Membranver­ gaser 1 mit unterschiedlichen Typen von Luftfiltern betrie­ ben werden soll. Falls erforderlich, kann auch anstelle eines steckbaren Kanales 7 (Fig. 1) auch eine Schlauch­ verbindung zwischen Kompensationsraum 6 und Reinluftseite 3 a des Luftfilters 3 vorgesehen sein.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist in einer bau­ lich einfachen Ausführungsform der Verbindungskanal 7′ aus einem Rohrstück gebildet, das am Boden des Kompensations­ raumes 6 befestigt, bevorzugt angelötet ist. Das Rohrstück hat im Bereich des Kompensationsraumes 6 eine Öffnung 22, der eine entsprechende Öffnung im Boden gegenüberliegt. Das Rohrstück ist an einem Ende geschlossen, am anderen Ende mündet es in den Reinraum des Luftfilters.

Claims (10)

1. Membranvergaser für den Verbrennungsmotor, insbesondere Zweitaktmotor, in einem handgeführten Arbeitsgerät wie Motorkettensäge, Trennschleifer, Freischneidegerät oder dgl., mit einem Ansaugkanal (2), der einerseits von der Reinluftseite (3 a) eines Luftfilters (3) Verbrennungs­ luft, und andererseits aus einem Kraftstoffraum (4) Kraftstoff ansaugt, wobei die Regelmembran (5) den Kraftstoffraum (4) von einem Kompensationsraum (6) trennt, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Kompen­ sationsraum (6) über einen Verbindungskanal (7) mit der Reinluftseite (3 a) des Luftfilters (3) verbunden ist.

2. Membranvergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Membran­ fläche zum Kanalquerschnitt kleiner als 50 zu 1 ist.

3. Membranvergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kompensations­ raum (6) und der Regelmembran (5) eine Zwischenwand (30) mit einer Öffnung (31) angeordnet ist, wobei das Verhältnis von Membranfläche zum Querschnitt der Öff­ nung (31) kleiner als 200 zu 1 ist, und der Querschnitt der Öffnung eine Mindestfläche von etwa 3 mm² aufweist.

4. Membranvergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Mem­ branfläche zum Querschnitt des Verbindungskanales (7) kleiner als 25 zu 1, vorzugsweise kleiner als 10 zu 1 ist.

5. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Verbin­ dungskanales (7) dem Durchmesser des insbesondere kreisförmigen Kompensationsraumes (6) in etwa ent­ spricht und vorzugsweise die Höhe des Verbindungs­ kanales etwa der Höhe des Kompensationsraumes (6) entspricht (Fig. 2).

6. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (7′) aus einem Rohr besteht, das über eine im Rohrmantel vorgesehene Öffnung mit dem Kompensationsraum verbunden ist.

7. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (7) als Steckkanal zur Verbindung mit dem Luftfiltergehäuse ausgebildet ist (Fig. 1, 3).

8. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (7) im Gehäuse des Membranvergasers (1) angeordnet ist (Fig. 4).

9. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationsraum (6) über einen Entlüftungskanal (32) mit einem Unter­ druckabschnitt des Ansaugkanales (2) verbunden ist (Fig. 3).

10. Membranvergaser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungskanal (32) in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor der Drosselklappe (9) im Ansaugkanal (2) mündet.