DE4020947A1 - Brennkraftmaschine mit einem vergaser - Google Patents
Brennkraftmaschine mit einem vergaserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem
Vergaser, insbesondere mit einem Membranvergaser mit ei
nem Einlaßteil, einem Vergasungsteil, einem Drosselklap
penteil, einer Teillast- und einer Hauptdüsenkammer und
einer eine Kraftstoffpumpe aufweisenden Kraftstoffzufüh
rungsleitung, die über eine Kraftstoffleitung an einen
Kraftstofftank angeschlossen ist und die mit einer Filter
kammer verbunden ist, einem dem Vergaser vorgeschalteten
Ansaugteil bestehend aus einem Einlaßstutzen, einem Luft
filter und einem Ansaugkrümmer, einem dem Vergaser nach
geschalteten Einlaßabschnitt, bestehend aus einem Zwischen
flansch, einem Ansaugkanal und einem Überströmkanal, wobei
der Vergaser, der Ansaugteil und der Einlaßabschnitt den
Gemischaufbereitungsbereich bilden, der zur Ausbildung
einer Start- und Regeleinrichtung mit einer zusätzlichen
Einspritzbohrung versehen ist, die über eine Versorgungs
leitung mit einer Kraftstoffleitung verbunden ist, wo
bei die Versorgungsleitung über eine Regeleinrichtung
durchflußregelbar ist.
Brennkraftmaschinen sind in allen Einsatzbe
reichen und insbesondere für den Einsatz von Motor
kettensägen seit langem bekannt. Für den Betrieb einer
Brennkraftmaschine ist es nötig, dieser für jeden durch
Drehzahl und Last gegebenen Betriebspunkt jeweils Luft
und Kraftstoff in einem bestimmten Luftverhältnis zuzu
führen. Der Vergaser hat dabei die Aufgabe, der ange
saugten Luft die richtige Menge des Kraftstoffs zuzu
teilen und die für die Einstellung des Betriebspunktes
nötige Bemessung der Menge des Gemisches aus Luft und
Kraftstoff durchzuführen. Diese Aufbereitung und Ver
sorgung der Brennkraftmaschine mit einem entsprechenden
Kraftstoff-Luft-Gemisch ist während des Betriebes der
Brennkraftmaschine zumeist problemlos durchführbar.
Für den Kaltstart oder den Trockenstart, d. h. den Start
nach Austrocknung des Vergasers bei vorher stark aufge
heizter Brennkraftmaschine, benötigt man Starteinrich
tungen. Sie sorgen für ein sehr reiches Gemisch, denn
zum Ausgleich der unter den voranstehend genannten Be
dingungen schlechten Verdunstung führt man der Brenn
kraftmaschine bis zum Anspringen reichlich Kraftstoff
zu. Außerdem reichern die Starteinrichtungen bis zum
Erreichen der normalen Betriebstemperatur der Brenn
kraftmaschine das Gemisch im notwendigen Umfang an.
Starteinrichtungen werden dabei meist in Form von Vor
drosselstartern ausgeführt, bei denen man zum Start die
vor dem Lufttrichter (Venturi) befindliche Starter
klappe schließt und zugleich die Drosselklappe ein we
nig öffnet. Der Saugrohrunterdruck wirkt dann auch auf
das Hauptdüsensystem und es liefert den zusätzlich nö
tigen Kraftstoff.
Die Anwendung eines derartigen Starterklappensystems
(Choke) ist insbesondere dann mit Schwierigkeiten ver
bunden, wenn als Kraftstoffpumpe eine druckimpulsbeauf
schlagte Membranpumpe verwendet wird, die von den
Druckstößen im Kurbelkasten beispielsweise einer Zwei
taktmaschine beaufschlagt ist. Durch das Schließen der
Starterklappe stellt sich jeweils ein Druckgleichge
wicht zwischen der Kraftstoffpumpe, dem Kraftstoffluß
bereich und dem mit dem Zylinder verbundenen Einlaßbe
reich so ein, daß der Kraftstoffluß nicht oder nur sehr
begrenzt einsetzt. Bei über manuell betätigbaren An
werfvorrichtungen zu startenden Brennkraftmaschinen
führt dies zu einem erheblichen Startaufwand, der den
Handhabungskomfort einer solchen Brennkraftmaschine
vermindert.
Darüber hinaus bildet der im Ansaugteil angeordnete
Choke bei Normalbetrieb der Brennkraftmaschine, d. h.
nach der Startphase einen erheblichen Strömungswider
stand. Dieser Strömungswiderstand führt zu wesentlichen
Kompromissen bei der Vergaserauslegung und die sich er
gebenden Nachteile können nicht vollständig eliminiert
werden. So ist z. B. die zusätzliche Verwirbelung der
eintretenden Luft durch die Starterklappe nicht zu be
seitigen.
Es wäre daher von Vorteil, die Brennkraftmaschine und/
oder den Vergaser so auszubilden, daß ein Kaltstart
oder Trockenstart durchgeführt werden kann, ohne daß
eine Starterklappe vorgesehen sein muß.
Insbesondere bei der Verwendung von Membranvergasern,
wie diese beispielsweise für Motorkettensägen vielfach
angewendet werden, treten oftmals Störungen bei der Re
gelung auf. So treten bei hohen Vergasertemperaturen,
beispielsweise über 50°C, Störungen in der Kraftstoff
versorgung auf. Diese Störungen werden in der Regel
durch verdampfenden Kraftstoff hervorgerufen, da der
dampfförmige Kraftstoff kraftstoffseitig auf die Regel
membran drückt, wodurch das üblicherweise als Nadelven
til ausgebildete Regelventil geschlossen wird. Bei
sommerlichen Temperaturen im Bereich von 25 bis 30°C
wird beispielsweise der Vergaser an einer Kettensäge
nach einer vorangegangenen Bearbeitungszeit in der an
schließenden Sägepause in einem Zeitraum von ca. 10 Mi
nuten auf etwa 65°C erwärmt.
Bei einer derartigen Erwärmung des Vergasers und damit
der gesamten Kraftstofführungswege tritt dann eine der
art starke Kraftstoffverdampfung auf, daß ein Starten
der Maschine nicht mehr möglich ist. Eine erzwungene
Abkühlpause von mindestens 20 Minuten ist die Folge,
wodurch die Nutzungsmöglichkeiten der Kettensägen, ins
besondere bei sommerlichem Einsatz stark eingeschränkt
sind, zumal nicht vorgesehen werden kann, daß eine der
artige Kettensäge ohne Pause im Einsatz bleibt. Die ge
gebene Möglichkeit, die Brennkraftmaschine der Motor
kettensäge in den Pausenzeiten unter Leerlaufdrehzahl
in Betrieb zu halten, kann aus Umweltschutzgründen hin
sichtlich der Abgas- und Lärmbelästigung und der Ener
gievergeudung nicht mehr akzeptiert werden.
Eine stärkere räumliche Trennung des Vergasers vom Zy
linderkopf der Brennkraftmaschine ist aufgrund der ent
sprechend längeren Störmungswege mit entsprechenden
Nachteilen verbunden.
Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, zur Lösung
dieses Problems eine stärkere Wärmedämmung zwischen dem
Vergaser und dem Zylinder der Brennkraftmaschine vorzu
sehen. Diese an sich wirkungsvolle Maßnahme hat jedoch
den Nachteil, daß bei winterlichen Temperaturen, wo
eine Vergaseraufwärmung durch den Zylinder der Brenn
kraftmaschine erwünscht ist, eine Vergaservereisung
auftritt.
Zur Lösung der voranstehend aufgezeigten Probleme und
insbesondere des Problems des Kaltstartes ist bereits
vorgeschlagen worden, eine zusätzliche manuelle Kraft
stoffeinspritzung (Primer) am Vergaser vorzusehen. Ei
nerseits hat sich der hiermit verbundene konstruktive
und bauraummäßige Aufwand als Nachteil erwiesen, ande
rerseits hat auch diese Möglichkeit bisher nicht zu den
gewünschten Ergebnissen geführt, da auch hiermit eine
Dampfblasenbildung nicht verhindert werden konnte. Da
rüber hinaus ist mit dem Primer eine Regelung nach An
springen der Brennkraftmaschine nicht mehr möglich.
Auch eine genaue Zumessung von Kraftstoff ist hierüber
nicht durchführbar, so daß neben den ohnehin bestehen
den Problemen immer das Problem eines Absaufens des Mo
tors besteht.
Es ist daher bereits eine Brennkraftmaschine der ein
gangs genannten Art vorgeschlagen worden (DE-GM 87 10 075).
Auch sind bereits Tankrückführungseinrichtungen be
kannt.
Es ist jedoch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
gattungsgemäße Brennkraftmaschine so weiterzubilden,
daß das Prinzip der zusätzlichen Einspritzung bei allen
Start- und Umweltbedingungen zu einem problemlosen
Start führt.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 ge
kennzeichneten Merkmale gelöst.
Mit dieser Anordnung ist eine Start- und Regeleinrich
tung geschaffen worden, die wirksam, ohne daß Zusatz
einrichtungen betätigt werden, insbesondere bei Zwei
takt-Brennkraftmaschinen bei allen Umwelt- und Betriebs
bedingungen, d. h. unabhängig von den Außentemperaturen
und den Betriebstemperaturen der Brennkraftmaschine,
Kraftstoff zuführt. Die Anordnung der zusätzlichen Boh
rung kann dabei im gesamten Gemischaufbereitungs- und
Gemischzuführungsbereich vorgesehen sein, und muß je
nach dem speziellen Anordnungsprofil der Brennkraftma
schine gewählt werden, denn wesentlich ist dabei ledig
lich, daß unabhängig vom Hauptdüsen- und Teillastdüsen
system zusätzlicher Kraftstoff in den Ausgangsbereich
gebracht wird.
Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Brennkraftma
schine ist beispielsweise ein Kaltstart auch bei trok
kenem Vergaser möglich, ohne daß zusätzliche Startein
richtungen vorgesehen werden müssen. Die notwendige An
reicherung wird direkt über die Versorgungsleitung in
der Teillastdüsenkammer durchgeführt, so daß bei norma
lem Unterdruck das Kraftstoff-Luft-Gemisch so stark an
gereichert wird, daß ein Kaltstart möglich ist. Es er
gibt sich gegenüber den bekannten Starteinrichtungen
insbesondere bei der Anwendung der Brennkraftmaschine
bei Motorkettensägen noch der zusätzliche Vorteil, daß
bei Verwendung der bekannten Membranvergaser die Brenn
kraftmaschine oftmals zwar anspringt, aber anschließend
so schnell überfettet, daß sie "absäuft" und dann an
schließend ohne Choke-Betätigung nochmals gestartet
werden muß. Dieser Nachteil ergibt sich beim vorliegen
den System nicht, da eine geregelte Zuführung von
Kraftstoff möglich ist. Da eine Startereinrichtung weg
fällt, ist eine Kraftstoffversorgung durch die Kraft
stoffpumpe schon bei der ersten Starterbetätigung ge
währleistet, so daß auch sehr schnell ein zündfähiges
Gemisch bei trockenem oder kaltem Vergaser bereitge
stellt wird.
Ein weiterer großer Vorteil ergibt sich dadurch, daß
eine Starkerklappe in Form einer Choke-Klappe nicht
mehr notwendig ist und sich durch den Fortfall der
Starterklappe die Strömungsverhältnisse im Vergaser
wesentlich verbessern. Dadurch kann auch der Durchmes
ser der im Vergasungsteil ausgebildeten Venturi-Düse
verringert werden, was die Leistungscharakteristik des
Motors wesentlich verbessert.
Auch für den Heiß-Start ist mit der erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine eine wirksame Startmöglichkeit ge
schaffen worden, da die bei Vergasertemperaturen über
50°C auftretenden Betriebs- bzw. Startstörungen, die
durch verdampfenden Kraftstoff im Regelbereich des Ver
gasers hervorgerufen werden, durch die als By-Pass wir
kende Versorgungsleitung beseitigt werden, da über den
By-Pass das evtl. durch die druckbeaufschlagte Regel
membran gesperrte Nadelventil umgangen wird. Die Ver
sorgungsleitung verbindet die druckbeaufschlagbare
Kraftstoffzuführungsleitung und damit den Druckbereich
der Kraftstoffpumpe direkt mit der Teillastdüsenkammer.
Mit diesem By-Pass kann der Motor zuverlässig auch bei
einer Vergasertemperatur von 65°C mit zwei bis vier
Startversuchen bei Halbgasstellung der Drosselklappe
problemlos gestartet werden, während bei brennkraftma
schinengetriebenen Motorkettensägen mit bisher bekann
ten Membranvergasern bei diesen Vergasertemperaturen
eine mindestens 20-minütige Kühlpause notwendig wäre
oder mindestens fünfzig Startversuche durchzuführen wä
ren, um über die angesaugte Frischluft eine Vergaser
kühlung zu erreichen, wobei ein sicheres Starten der
Brennkraftmaschine nicht durchführbar ist.
Da bei Heißstarts nach etwa 5 bis 10 Sekunden Betriebs
zeit der Vergaser seine unter 50°C liegende Betriebs
temperatur erreicht hat, was dann mit einer entspre
chenden Anfettung des Gemisches verbunden ist und bei
Kaltstart der Maschine diese ausgehend von der Anfangs
temperatur nach einem entsprechenden Zeitraum die Be
triebstemperatur erreicht hat, muß in diesem Betriebs
zustand der By-Pass geschlossen werden. Daher ist die
Versorgungsleitung über eine Regeleinrichtung durch
flußregelbar und sperrbar ausgebildet. Durch die Sper
rung der Versorgungsleitung wird für den Betriebsnor
malzustand deren Einfluß auf die Vergaserfunktion und
damit auf das Betriebsverhalten ausgeschlossen. Es kann
allerdings ebenso vorgesehen sein, daß für bestimmte
Betriebszustände die Regelung der Hauptkraftstoffge
mischregelung beispielsweise der Membransteuerung bloc
kiert wird, beispielsweise eine Kraftstoffzumessung nur
noch über den By-Pass erfolgt.
Insgesamt ergeben sich folgende Vorteile. Da die Kraft
stoffpumpe nur im geringen Maße geeignet ist, ein kom
pressibles Medium wie Luft gegen kleine Austrittsquer
schnitte (Injection-Düse) zu fördern, wird der Austritt
mit der gedrosselten Kraftstoffrückführung auf 300%
erweitert, was im Normalbetrieb bei dem gegebenen
Kraftstoffangebot kein Problem darstellt. Um eine
Starterleichterung zu erzielen, sind verschiedene Aus
führungsarten dieser Kraftstoffpumpenentlüftung bzw.
Kraftstofftankrückführung möglich.
Sofern der Tankrücklauf an sich vorgesehen wird, ist
eine verbesserte Entlüftung der Kraftstoffpumpe während
des Startvorgangs möglich. Ein begrenzter Druckaufbau
im Tank ist dabei zulässig, da bei Öffnen des Nadelven
tils über die Rücklaufdrossel und die zusätzliche Ein
spritzdüse der Gasdruck abgebaut wird.
Diese Ausführungsform bewirkt ein zuverlässiges Starten
bei Normaltemperatur um 20°C mit 2-3 Startversuchen.
Bei kalter Maschine (-25°C) werden ca. 8 Startversuche
benötigt.
Vorteilhaft ist ein verbessertes Durchlaufverhalten
nach erfolgtem Start mit Choke, so daß sich eine Ab
schaltautomatik für die Chokeeinrichtung erübrigt.
Weiterhin kann vorgesehen werden, in der Kraftstoff
rückführungsleitung einen Saug-Primer vorzusehen. Be
vorzugterweise wird hierbei eine Kraftstoffpumpenent
lüftung über eine Anschlußnippel mit Drosselbohrung aus
dem Kraftstoffdruckbereich des Vergasers über den Pri
mer mit Rückschlagklappe zum Tank vorgenommen. Auch bei
erschwerten Startbedingungen ergibt das nach einmaligem
Betätigen des Primers bei Halbgasstellung und geöffne
tem Chokeventil, Starten des Motors nach einem Start
versuch, da es möglich ist, die Kraftstoffpumpe vor dem
Startversuch durch Betätigung des Saug-Primers zu ent
lüften. Unter Primer ist dabei bevorzugterweise eine
handbetätigbare Pumpe in Kombination mit zwei Ventilen
zu verstehen, mit der eine Förderung in einer Förder
richtung möglich ist.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, einen
Primer in der Kraftstoffleitung zwischen Tank und Ver
gaser vorzusehen. Durch Betätigen dieses Primers wird
die Kraftstoffpumpe entlüftet. Ggf. kann Kraftstoff über
die zusätzliche Einspritzbohrung direkt in den Ge
mischaufbereitungsbereich, insbesondere in den Ansaug
kanal eingespritzt werden, wodurch die Startversuche bei
Tieftemepraturstart (z. B. T -10°C) erheblich reduziert
werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 bis 3 in schematischen Darstellungen drei
Ausführungsbeispiele der speziellen Ausschluß
möglichkeiten des Membranvergasers an einen
Kraftstofftank,
Fig. 4 in einem senkrechten Schnitt einen Membranver
gaser,
Fig. 5 in einem senkrechten Schnitt den Gemischaufbe
reitungsteil einer Brennkraftmaschine mit ei
nem Membranvergaser,
Fig. 6 in einem senkrechten Schnitt eine heitere Aus
führungsform des Membranvergasers,
Fig. 7 in einer vergrößerten, schematischen Darstel
lung die Regelungseinrichtung gemäß Fig. 6,
Fig. 8 in einem senkrechten Schnitt eine weitere Aus
führungsfrom des Gemischaufbereitungsteils der
Brennkraftmaschine mit einem Membranvergaser,
und
Fig. 9 in einer vergrößerten, schematischen Darstel
lung die Regelungseinrichtung gemäß Fig. 8.
Der in Fig. 1 bis 4 im Schnitt dargestellte Membranver
gaser 100 einer in der Zeichnung nicht dargestellten
Brennkraftmaschine besteht aus einem Gehäuse 10, in dem
der Vergasungsteil (Venturi) 11 der vorgeschaltete Ein
laßteil 11a und der nachgeschaltete Drosselklappenteil
12 angeordnet sind. Der Kraftstoffzuflußanschlußstutzen
13 ist über eine Kraftstoffleitung 14 mit einem Tank 15
und im Vergaser mit der Kraftstoffzuführungsleitung 16
verbunden, in der hintereinander ein Membranpumpenkam
mereinlaßventil 17, eine Membranpumpe 18 und ein Mem
branpumpenkammerauslaßventil 19 angeordnet sind. Der
über den Kraftstoffzufluß 13 eintretende Kraftstoff
wird von der Kraftstoffpumpe 18 in die Filterkammer 20
druckbeaufschlagt gepumpt und von dieser über die
Steuerleitung 21 zum Nadelventil 22 geführt, das von
der Regelmembran 23 gesteuert wird. Gleichzeitig wird
der Kraftstoff über entsprechende Zuführungsleitungen
24 der Teillastdüsenkammer 25 zugeleitet.
In der Teillastdüsenkammer 25 ist eine Düsenbohrung
26 als Düse ausgebildet, die gehäuseaußenseitig an
eine Versorgungsleitung 27 angeschlossen ist. Die
Versorgungsleitung 27 ist an ihrem anderen Ende mit
dem Versorgungsleitungsanschlußstutzen 28 verbunden,
der in dieser Filterkammer 20 nachgeschalteten Steuer
kammerversorgungsleitung 21 hineinkragend angeordnet
ist. Im Verlauf der Versorgungsleitung 27 ist an der
Außenseite 29 des Gehäuses 10 eine Regeleinrichtung 30
angeordnet, die als ein über einen Steuerschalter 31
geregeltes Sperrventil 32 ausgebildet ist. Ein Fühler
33 des Steuerschalters 31 ist dabei im Inneren der Fil
terkammer 20 angeordnet, während ein zweiter Fühler 34
an der Drosselklappe 35, an der Drosselklappenwelle 36
oder an einer in der Zeichnung nicht dargestellten
Drosselklappenmechanik angeordnet ist. Der Steuerschal
ter 31 weist dabei eine entsprechende Steuermechanik
und eine elektronische Regelung auf.
Die Düsenbohrung 26 ist, um eine zusätzliche Dosierung
des über die Versorgungsleitung 27 zugeführten Kraft
stoffes zu ermöglichen und um ggf. eine Überflutung der
Teillastdüsenkammer 25 zu vermeiden, in ihrem Durch
flußdurchmesser gegenüber der oder den Düsen 37 der
Teillastdüsenkammer 25 klein ausgebildet.
Die Regeleinrichtung 30 und damit verbunden die Versor
gungsleitung 27 muß nicht notwendigerweise in der in
der Zeichnung angedeuteten Art angeordnet sein, es kann
vielmehr auch vorteilhaft sein, wenn die Regeleinrich
tung 30, insbesondere wenn sie als manuell betätigbares
Sperrventil ausgebildet ist, an einer in der Zeichnung
nicht dargestellten Gehäuseoberfläche eines in der
Zeichnung nicht dargestellten Gehäuses einer Motorket
tensäge angeordnet ist. Für die Funktion der Kalt- und
Warmstarteinrichtung ist lediglich wesentlich, daß dann
ein Anschluß der Versorgungsleitung 27 an den druckbe
aufschlagten Teil der Kraftstoffversorgung des Membran
vergasers einerseits gegeben ist und andererseits eine
zusätzliche Kraftstoffeinspritzung über die Versor
gungsleitung 27 beispielsweise in den Teillastdüsenbe
reich im Drosselklappenteil 12 des Membranvergasers er
folgt.
Die Bohrung 26, die wie im voranstehend beschriebenen
Fall als Düsenbohrung ausgebildet sein kann, kann an
jeder beliebigen Stelle des Vergasers 100, so z.B. in
der Hauptdüsenkammer 38 oder auch vor dem Vergaser im
Ansaugteil 40 oder hinter dem Vergaser im Einlaßteil 41
angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, die Boh
rung 26 direkt im Einlaßteil 11a, im Vergasungsteil 11
oder im nachgeschalteten Drosselklappenteil 12 anzu
ordnen. Die Steuerung gem. Fig. 7 bewirkt, daß das
By-Pass-System als Hauptversorgungssystem arbeitet
und das Regelsystem mit der Vergasermembrane nur noch
als Nebensystem für die Leerlauffunktion zuständig ist.
Zusätzlicher Kraftstoff für die Beschleunigung, der
bisher in der Teillastdüsenkammer 25 zur Verfügung ge
stellt wurde, wird in dieser Ausführung nicht mehr be
nötigt.
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß eine Kraft
stoffrückführungsleitung 60 mit ihrem einen Ende 61 an
die Kraftstoffzuführungsleitung 16 bzw. an die Filter
kammer 25 im Vergaser 100 angeschlossen ist, während
das andere Ende 62 mit dem Saugkopf 15a im Kraftstofftank 15
angeordnet ist. In der Kraftstoffrückführungsleitung 60 ist
dabei eine Rücklaufdrossel 59 als Strömungswiderstand
59 eingebaut (Fig. 1).
Bei der Ausführungsform gem. Fig. 2 ist vorgesehen, daß
zusätzlich zwischen dem Ende 61 und der Rücklaufdrossel
59 ein Primer angeordnet ist, der als Saug-Primer aus
gebildet ist, während bei der Ausführungsform gem. Fig. 3
in der Kraftstoffleitung 14 ein Primer 163 angeordnet,
wobei zwischen dem Kraftstofftank 15 und dem Primer 163
ein Rückschlagventil 64 angeordnet ist. Wenn der Primer
zur Kraftstoffleitung (14) in Reihe geschaltet ist,
wird das Rückschlagventil im Primer angeordnet.
Der in Fig. 5 dargestellte Membranvergaser entspricht
der anhand von Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungs
form im wesentlichen, so daß gleiche Teile gleich be
zeichnet sind. Hierbei sind jedoch ein Ansaugteil 40
und ein Einlaßteil 41 mit den entsprechenden Teilen ei
ner Brennkraftmaschine dargestellt.
Der Membranvergaser 100 ist dabei zwischen einem aus
einem Einlaßstutzen 42, einem Luftfilter 43 und einem
Ansaugkrümmer 44 bestehenden Ansaugteil 40 und einem
aus einem Zwischenflansch 45, einem Ansaugkanal 46, ei
nem Überströmkanal 47, einer Kurbelkammer 48 bestehenden
Einlaßabschnitt 41 für den im Zylinder 49 und durch den
Kolben 50 umschlossenen Brennraum 51 angeordnet.
Die Funktionsweise der beiden in Fig. 1 bis 5 darge
stellten Ausführungsformen ist dabei folgendermaßen:
Im Membranvergaser 100 wird der über die Kraftstofflei
tung 14 eintretende Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe
18 druckbeaufschlagt über die Kraftstoffzuführungslei
tung 16 in die Filterkammer 20 gepumpt und von dieser
über die Steuerkammerversorgungsleitung 21 zum Nadel
ventil 22 geführt, das von der Regelmembran 23 ge
steuert wird.
Die Kraftstoffpumpe 18 ist dabei als Membranpumpe aus
gebildet, die über die Impulsleitung 52, die (in der
Zeichnung nicht dargestellt) mit der Kurbelkammer 48
der Brennkraftmaschine verbunden ist, betätigt wird,
wobei die Durchflußrichtung über das als Flatterventil
ausgebildete Membranpumpenkammereinlaßventil 17 und das
Membranpumpenkammerauslaßventil 19 vorgegeben ist. So
bald also Druckimpulse in der Kurbelkammer 48 erzeugt
werden, beginnt die Kraftstoffpumpe 18 zu fördern. Die
Zuführung zur Steuerkammer 53 wird dabei über das Na
delventil 22 geregelt, das über eine Feder 57 beaufschlagte
Wippe 54 mit der Regelmembran 23 verbunden ist. Diese
bildet die Trennung zwischen der Steuerkammer 53 und
der Atmosphärenkammer 55, die über den Atmosphärenein
tritt 56 mit der Atmosphäre verbunden ist. Sobald also
in der Steuerkammer 53 ein geringerer Druck als in der
Atmosphärenkammer 55 auftritt, wird über die Regelmem
bran 23 und das Nadelventil 22 der Zufluß der Steuer
kammer 53 gewährleistet, die den Kraftstoff der Haupt
düsenkammer 38 und der Teillastdüsenkammer 25 zuführt.
Es ist ersichtlich, daß dieses System nur dann funk
tionsfähig ist, wenn in der Steuerkammer 53 ein Unter
druck gegenüber der Atmosphärenkammer 55 auftritt. Wenn
beispielsweise ein Überdruck aufgrund von Dampfblasen
bildung im überhitzten Vergaser eintritt oder in der
Kaltstartphase die Drosselklappe weitgehend geschlossen
ist, kann eine Situation eintreten, in der in der
Steuerkammer 53 gegenüber der Atmosphärenkammer 55 ein
Überdruck auftritt, so daß als Nadelventil 22 den
Durchfluß blockiert.
Gerade in diesem Betriebszustand kommt das neuartige
System zum Tragen. Im Zwischenflansch 45 ist die
düsenartig ausgebildete (zusätzliche) Einspritzboh
rung 26 angeordnet, die gehäuseaußenseitig an die
Versorgungsleitung 27 angeschlossen ist. Die Versor
gungsleitung 27 ist an ihrem anderen Ende mit dem Ver
sorgungsleitungsanschlußstutzen 28 verbunden, der an
die Kraftstoffleitung 14 angeschlossen ist. Im Verlauf
der Versorgungsleitung 27 ist an der Außenseite 29 des
Gehäuses 10 die Regeleinrichtung 30 angeordnet, die als
ein über einen Steuerschalter 31 geregeltes Sperrventil
32 ausgebildet ist. Der Fühler 33 des Steuerschalters
31 ist dabei im Inneren der Filterkammer 20 angeordnet,
während der Fühler 34 des Steuerschalters 31 an der
Drosselklappe 12 zur Erfassung der Drosselklappenstel
lung angeordnet ist. Im Verlauf der Versorgungsleitung
27 ist dabei eine Zusatzkraftstoffpumpe 58 angeordnet,
die mechanisch, elektrisch oder pneumatisch angetrieben
sein kann.
Wenn bei der Ausführungsform gem. Fig. 1 bis 4 der
Steuerschalter 31 betätigt wird und die Fühler 33, 34
die entsprechenden Regelgrößen vorgeben, wird aus der
Filterkammer 20 über den Versorgungsleitungsanschluß
stutzen 28 Kraftstoff entnommen und über die Düsenboh
rung 26 der Teillastdüsenkammer 25 zugeführt, sobald
die Kraftstoffpumpe 18 den entsprechenden Druck auf
baut.
Bei der Ausführungsform gem. Fig. 5 wird, wenn der
Steuerschalter 31 betätigt wird und die Fühler 33, 34
die entsprechenden Regelgrößen vorgeben, über die Zu
satzkraftstoffpumpe 58 und das geöffnete Sperrventil 32
über den Versorgungsleitungsanschlußstutzen 28 Kraft
stoff aus der Kraftstoffleitung 14 entnommen und über
die Einspritzbohrung 26 dem Zwischenflansch 45 zuge
führt. Die Anordnung der Einspritzbohrung 26 ist hier
bei nur als Beispiel gewählt, da eine Anordnung ebenso
gut im Ansaugkanal 46, im Überströmkanal 47, in der
Kurbelkammer 48 oder sogar im Brennraum 51 möglich ist.
Es ist ebenfalls möglich, die zusätzliche Einspritz
bohrung 26 im Ansaugteil 40, nämlich im Einlaßstutzen
42, im Luftfilter 43 oder in dem Luftfilter 43 mit dem
Vergaser 100 verbundenen Ansaugkrümmer 44 anzuordnen.
Hierbei ist lediglich vorzusehen, daß bei der Start
phase und bei der notwendigen zusätzlichen Gemischan
reicherung über die Einspritzbohrung 26 die Drossel
klappe 35 entsprechend geöffnet wird.
Die Düsenbohrung 26 ist, um eine zusätzliche Dosierung
des über die Versorgungsleitung 27 zugeführten Kraft
stoffes zu ermöglichen und um ggf. eine Überflutung des
jeweiligen Teils der Brennkraftmaschine zu vermeiden,
in ihrem Durchflußdurchmesser bevorzugterweise gegen
über der oder den ersten bzw. zweiten Teillastdüse 8a
klein ausgebildet.
Die Regeleinrichtung 30 und die damit verbundene Ver
sorgungsleitung 27 muß nicht notwendigerweise in der
in der Zeichnung angedeuteten Art angeordnet sein.
Es kann vielemehr auch vorteilhaft sein, wenn die Re
geleinrichtung 30, insbesondere wenn sie als manuell
betätigbares Sperrventil ausgebildet ist, am Vergaser
direkt angeordnet ist. Für die Funktion der Kalt- und
Warmstarteinrichtung ist es lediglich wesentlich, daß
ein Anschluß der Versorgungsleitung 27 an einen Teil
der Kraftstoffversorgung gegeben ist und andererseits
eine zusätzliche Kraftstoffeinspritzung erfolgt.
Die Einspritzbohrung 26, die wie voranstehend be
schrieben bevorzugt als Düsenbohrung ausgebildet ist,
kann auch an jeder beliebigen Stelle des Vergasers,
so z. B. im Einlaßteil 41, im Vergasungsteil 11 (Venturi)
oder im Bereich der Drosselklappe 35 angeordnet sein.
Es kann auch vorgesehen sein, die Einspritzbohrung 26
direkt im Vergasungsteil 11 so anzuordnen, daß ein
Betrieb der Einspritzbohrung 26 als Hauptdüse möglich
wird. Über die Steuerung kann dann vorgesehen werden,
daß das By-Pass-System als Hauptversorgungssystem arbeitet
und daß das Regelsystem mit der Vergasermembrane nur
noch als Nebensystem wirkt, wie dies in Fig. 6 dargestellt
ist. Der Aufbau des Vergasers ist dabei prinzipiell der
gleiche wie in Fig. 1, so daß auf die dort verwendeten
Bezugszeichen Bezug genommen wird, jedoch ist die Ver
sorgungsleitung 27 direkt mit der Hauptdüse 26 verbunden
und wird über den in Fig. 7 dargestellten Steuerschalter
131 durchflußgeregelt. Der Steuerschalter 131, der als
Sperrventil ausgebildet ist, ist über ein angedeutetes
Gestänge mit der Drosselklappe 35 verbunden und wird in
Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe 35 ver
stellt. Hier kann dann auch ein weiterer Steuerschalter
231 vorgesehen werden, mit dem der Kraftstoffluß nach
"Absaugen" der Maschine unterbrochen werden kann.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform ist der
Grundaufbau des Vergasers ebenfalls prinzipiell der
gleiche wie in Fig. 1, so daß auf die dort verwendeten
Bezugszeichen Bezug genommen wird, jedoch ist hierbei
die Versorgungsleitung 27 direkt mit der Kurbelkammer
48 verbunden und wird über den in Fig. 6 dargestellten
Steuerschalter 231 durchflußgeregelt. Die Anordnung
der Einspritzbohrung 26 ist hierbei nur als Beispiel
gewählt, da eine Anordnung ebenso gut im Ansaugkanal
46, im Überströmkanal 47, in der Kurbelkammer 48 oder
sogar im Brennraum 51 möglich ist. Der Steuerschalter
231 ist dabei durch die in Fig. 9 symbolhaft darge
stellten, an sich bekannten Steuerelemente verwirklicht
und ist über ein angedeutetes Gestänge mit der Drossel
klappe 35 verbunden und wird in Anhängigkeit von der
Stellung der Drosselklappe 35 verstellt.
Claims (14)
1. Brennkraftmaschine mit einem Vergaser, insbesondere
mit einem Membranvergaser (100) mit einem Einlaßteil
(11a), einem Vergasungsteil (11), einem Drosselklap
penteil (12), einer Teillast- und einer Hauptdüsen
kammer (25, 38) und einer eine Kraftstoffpumpe (18)
aufweisenden Kraftstoffzuführungsleitung (16), die
über eine Kraftstoffleitung (14) an einen Kraft
stofftank (15) angeschlossen ist und die mit einer
Filterkammer (25) verbunden ist, einem dem Vergaser
(100) vorgeschalteten Ansaugteil (40) bestehend aus
einem Einlaßstutzen (42), einem Luftfilter (43) und
einem Ansaugkrümmer (44), einem dem Vergaser (100)
nachgeschalteten Einlaßabschnitt (41), bestehend aus
einem Zwischenflansch (45) , einem Ansaugkanal (46)
und einem Überströmkanal (47), wobei der Vergaser
(100), der Ansaugteil (40) und der Einlaßabschnitt
(41) den Gemischaufbereitungsbereich bilden, der zur
Ausbildung einer Start- und Regeleinrichtung mit ei
ner zusätzlichen Einspritzbohrung (26) versehen ist,
die über eine Versorgungsleitung (27) mit der Kraft
stoffleitung (40) verbunden ist, wobei die Versor
gungsleitung (27) über eine Regeleinrichtung (30)
durchflußregelbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Kraftstoffrückführungsleitung (60) vorgese
hen ist, die mit ihrem einen Ende (61) an die Kraft
stoffzuführungsleitung (16) angeschlossen ist und
mit ihrem anderen Ende (62) an den Kraftstofftank
(15) angeschlossen ist und in deren Verlauf ein
Strömungswiderstand (Drossel) (59) angeordnet ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kraftstoffrückführungsleitung (60) ein
Primer (63) angeordnet ist.
3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kraftstoffleitung (14) ein Primer (163)
angeordnet ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kraftstoffleitung (14) ein Rückschlagven
til (64) angeordnet ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspritzbohrung (26) im Einlaßstutzen (42),
im Luftfilter (43) oder im Ansaugkrümmer (44), im
Einlaßteil (11a), im Vergasungsteil (Venturi) (11),
vor, im oder hinter dem Drosselklappenteil (12), in
der Teillast- (25) oder Hauptdüsenkammer (38), in
der Steuerkammer (53), im Zwischenflansch (45), im
Ansaugkanal (46), im Überströmkanal (47), in der
Kurbelkammer (48) oder im Brennraum (53) angeordnet
ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Versorgungsleitungsanschlußstutzen (28) der
Versorgungsleitung (27) mit der Kraftstoffleitung
(14) über die Kraftstoffzuführungsleitung (16) im
Vergaser, über der Filterkammer (20) oder mit der
der Filterkammer (20) nachgeschalteten Steuerkammer
versorgungsleitung (21) verbunden ist.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Versorgungsleitungsanschlußstutzen (28) der
Versorgungsleitung (27) über einen Druckspeicher
oder eine Kondensatorkammer mit der Kraftstoffleitung
(14) mit der Kraftstoffzuführungsleitung (16) im
Vergaser, mit der Filterkammer (20) oder mit der der
Filterkammer (20) nachgeschalteten Steuerkammerver
sorgungsleitung (21) verbunden ist.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Versorgungsleitung (27) eine mechanische
oder elektrische Zusatzkraftstoffpumpe (58) angeord
net ist.
9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchflußdurchmesser der Bohrung (26) gegen
über dem Durchflußdurchmesser einer Teillastdüse
(37) der Teillastdüsenkammer (25) klein gewählt ist.
10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinrichtung (30) als manuell betätig
bares Sperrventil ausgebildet ist.
11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinrichtung (30) als elektronisch ge
steuertes Sperrventil (32) ausgebildet ist.
12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Fühler (33) des Steuerschalters (31; 131;
231) in der Teillastdüsenkammer (25) oder im Bereich
stromauf/stromab der Drosselklappe (35) im Luft
strom angeordnet ist.
13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Fühler (34) des Steuerschalters
(31; 131; 231) an der Drosselklappe (35) oder der
Drosselklappenbetätigungsmechanik zur Erfassung der
Drosselklappenstellung angeordnet ist.
14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kraftstoffleitung (14) ein Rückstel
lungsventil (64) angeordnet ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DOLMAR GMBH, 2000 HAMBURG, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |