DE2539243C3 - Vergaseranordnung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vergaseranordnung für eine Brennkraftmaschine mit einem Hauptvergaser und einem Hilfsvergaser, einer mit einer Beschleunigungspumpe verbundenen Hauptbeschleunigungsdüse in dem Ansaugkanal des Hauptvergasers, einer mit der Beschleunigungspumpe verbundenen Hilfsbeschleunigungsdüse in dem Ansaugkanal des Hilfsvergasers, einem der Beschleunigungspumpe nachgeordnelen so Steuerventil und einer Steuervorrichtung zur öffnung des Steuerventils bei niedriger Maschinenumgebungstemperatur.

Die Erfindung befaßt sich mit der Erleichterung des Kaltstarts von Brennkraftmaschinen mit Haupt- und llilfsbrennkammern. Bei diesen Brennkraftmaschinen empfängt die Hilfsbrennkammer normalerweise ein angereichertes Gemisch, und die Verbrennung wird mit einer Zündvorrichtung eingeleitet, die der Hilfsbrennkammer zugeordnet ist. Bei Zündung des angereicherten Gemisches in der Hilfsbrennkammer wird eine Flamme durch einen Flammkanal von der Hilfsbrennkammer in die Hauptbrennkammer geleitet und ein dort eingespeistes abgemagertes Gemisch gezündet.

Eine Vergaseranordnung eingangs genannter Art, die z. B. aus der US-PS 33 50 071 bekannt ist, erleichtert den Kaltstart bei normalen Doppelvergasermaschinen, da die Beschleunigungspumpe temperaturabhängig arbeitet und eine entsprechend unterschiedlich bemessene Kraftstoffmenge der Brennkraftmaschine zuführt. Diese zusätzliche Kraftstoffmenge wird in beide mit der Doppelvergaseranordnung verbundenen Ansaugkanäle eingespeist, so daß also eine gleichzeitige Regulierung der Kraftstoffströme zu beiden Ansaugkanälen erfolgt. Dabei ist es erforderlich, mit steigender Maschinentemperatur weniger zusätzlichen Kraftstoff einzuspeisen, was bedeutet, daß die Leistung der Beschleunigungspumpe mit steigender Temperatur zu verringern ist.

Würde man dieses Prinzip nun auf eine Brennkraftmaschine mit Haupt- und Hilfsbrennkammern anwenden, so würde sich der gewünschte Erfolg nicht einstellen. Bei einer Brennkraftmaschine dieser Art ist das der Hilfsbrennkammer zugeführte Kraftstoff-Luftgemisch bereits starfc angereichert. Es kann zwar eine gewisse zusätzliche Anreicherung im Hinblick auf das Anlaufverhalten der Maschine bei niedrigen Temperaturen erwünscht sein. Wenn eine Beschleunigungspumpe jedoch zusätzlichen Kraftstoff auch der bereits warmgelaufenen Maschine zuführt, so wird dadurch das den Hilfsbrennkammern zugeführte angereicherte Gemisch übermäßig stark angereichert, wodurch unerwünscht hohe Anteile unverbrannter Kohlenwasserstoffe mit den Abgasen abgegeben werden. Andererseits ist aber das den Hauptbrennkammern über den Hauptansaugkanal zugeführte Gemisch relativ abgemagert. Wird hier zusätzlich Kraftstoff durch eine Beschleunigungspumpe zugeführt, so führt dies lediglich zu einer weniger starken Abmagerung des Gemisches in der Hauptbrennkammer, was sich günstig auf das Maschinenverhalten bei schneller Beschleunigung auswirkt. Dieser Vorteil würde bei einer Verringerung des Zusatzkraftstoffs bei steigender Maschinentemperatur wieder zunichte gemacht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, unter Ausnutzung der vorbekannten Konstruktion eine Lösung anzugeben, die insbesondere die Anlaufeigenschaften einer Brennkraftmaschine der hier in Rede stehenden Art bei niedrigen Temperaturen verbessert, gleichzeitig jedoch die Abgabe zu großer Anteile an Kohlenwasserstoffen mil den Abgasen, insbesondere bei warmgelaufener Maschine, verhindert.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Vergaseranordnung eingangs genannter Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Verwendung der Vergaseranordnung in einer Brennkraftmaschine mit durch den Hauptvergaser mit abgemagertem Gemisch gespeister Hauptbrennkammer und damit über einen Flammkanal verbundener, durch den Hilfsvergaser mit angereichertem Gemisch gespeister Hilfsbrennkammer das Steuerventil nur die Kraftstoffströrnung zur Hilfsbeschleunigungsdüsc steuert.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Beschleunigungspumpe zusätzlichen Kraftstoff an beide Vergaserkanäle liefert und die Anlaufeigenschaften der Brennkraftmaschine bei niedrigen Temperaturen verbessert, wobei jedoch mit dem Steuerventil eine Abgabe

zu großer Anteile an Kohlenwasserstoffen, die die Luft verschmutzen, bei warmgelaufener Maschine verhindert wird,denn es wird dann kein zusätzlicher Kraftstoff in das bereits stark angereicherte Gemisch im Hilfsansaugkanal eingeführt.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß beim Einsatz der bekannten Vergaseranordnung für eine Zweikammerbrüinkraftmaschine die von der Beschleunigungspumpe abgegebene Kraftstoffmenge für den Hilfsansaugkanal reguliert werden muß, eine solche Regulierung für den Hauptansaugkanal jedoch nicht erforderlich ist. Somit wird die Erfindung also den besonderen Anforderungen gerecht, die bei einer Brennkraftmaschine mit Haupt- und Hilfsbrennkammern auftreten, wodurch es möglich wird, die vorbekannte Konstruktion nach entsprechender Abänderung auch für Brennkraftmaschinen dieser Art einzusetzen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 5 einen Seitenschnitt eines ersten Ausführungs- M beispiels der Erfindung,

Fig.2 eine teilweise geschnittene schematische Darstellung einer Abänderung der in F i g. 1 gezeigten Anordnung, und

Fig.3 eine teilweise geschnittene schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Vergaseranordnung Kl dargestellt, die einen Hauptvergaser 11 mit einem Ansaugkanal und einem Venturikanal 12 sowie einen Hilfsvergaser 13 mit einem Ansaugkanal und einem Venturikanal 14 umfaßt. Eine Hauptdrosselklappe 15 ist im Ansaugkanal des Hauptvergasers 11, eine Hilfsdrosselklappe 16 im Ansaugkanal des Hilfsvergasers 13 drehbar angeordnet.

Der Ansaugkanal des Hauptvergasers 11 ist über einen Zylinderkopfkanal 18 und ein Haupteinlaßventil 19 mit einer Hauptbrennkammer 20 einer Brennkraftmaschine 21 verbunden. Ähnlich ist der Ansaugkanal des Hilfsvergasers 13 über einen Zylinderkopfkanal 22 und ein Hilfseinlaßventil 23 mit einer Hilfsbrennkammer 24 verbunden. Ein Flammkanal 25 verbindet die Hilfsbrennkammer 24 und die Hauptbrennkammer 20. Eine Zündkerze 26 zündet ein relativ angereichertes Gemisch in der Hilfsbrennkammer 24. so daß eine Flamme durch der. Flammkanal 25 hindurch in die Hauptbrennkammer 20 gerichtet wird und dort ein relativ abgemagertes Gemisch zündet.

Eine Luftklappe 28 üblicher Art ist in dem Ansaugkanal des Hauptwrgasers 11 angeordnet. Eine Hauptbeschleunigungsdüse 29 mündet in dem Hauptansaugkanal 11 unter der Luftklappe 2J1 in deren geschlossener Stellung. Diese Beschleunigungsdüse 29 ist über einen Kanal 30 mit einer Beschleunigungspumpe 31 verbunden. Eine Hilfsbeschleunigungsdüse 32 mündet in dem Ansaugkanal des Hilfsvergasers 13 und ist mit der Beschleunigungspumpe 31 über einen Kanal 33 verbunden. Eine Steuerventilanordnung 34 ist in diesem Kanal 33 vorgesehen.

Die Steuerventilanordnung 34 umfaßt einen Ventilköpf 35, der an einem Ventilstößel 36 befestigt ist und an einem stationären Ventilsitz 37 abdichtet. Eine Schraubenfeder 38 wirkt auf den Ventilstößel 36 ein und bewegt den Ventilkopf 35 von dem Ventilsitz 37 weg. Der Ventilstößel 36 gleitet in der Bohrung 39, die mit einer Kammer 40 in Verbindung steht, in der ein <>5 wärmeempfindliches Miterial wie /.. B. Wachs 41 angeordnet ist. Das Wachs 41 wirkt auf eine Stirnfläche 42 des Stößels 36. Ein Gehäuse bildet die Kammer 40 für das Wachsmaterial 41.

Die Beschleunigungspumpe 31 ist in üblicher Weise konstruiert und unter einer Schwimmerkammer 45 befestigt. Eine ausdehnungsfähige Kammer 46 über einer flexiblen Membran 47 der Beschleunigungspumpe ist mit der Schwimmerkammer über eine verengte öffnung 48 und ein Einwegventil 49 verbunden. Das Einwegventil 49 ermöglicht eine Strömung des flüssigen Kraftstoffs von der Schwimmerkammer 45 in die ausdehr.ungsfähige Kammer 46, verhindert die Strömung jedoch in der entgegengesetzten Richtung. Ein weiteres Einwegventil 52 ermöglicht die Strömung des Kraftstoffs von der ausdehnungsfähigen Kammer 46 in beide Kanäle 30 und 33, verhindert jedoch die Strömung in der entgegengesetzten Richtung. Eine Feder 50 wirkt auf die flexible Membran 47 so ein, d.iß die Größe der ausdehnungsfähigen Kammer 46 vergrößert und die flexible Membran 47 sowie ein an dieser befestigter Schieber 51 nach unten bewegt wird wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Die Hauptdrosselklappe 15 im Ansaugkanal des Hauptvergasers 11 und die Hilfsdrosselklappe 16 im Ansaugkanat des Hilfsvergasers 13 sind, wie gestnchelt dargestellt, mechanisch miteinander und mit dem Schieber 51 der Beschleunigungspumpe 31 verbunden.

Wenn die Umgebungstemperatur der Brennkraftmaschine im niedrigen Temperaturbereich liegt, in dem die Maschine normalerweise schwer anläuft so bewegt die Feder 38 der Steuerventilanordnung 34 den Ventilstößel 36 in einer solchen R'chtung, daß der Ventilkopf 35 von dem Ventilsitz 37 getrennt wird, wodurch eine Verbindung zwischen der Beschleunigungspumpe 31 und der Hilfsbeschleunigungsdüse 32 über den Kanal 33 erfolgt. Die Vorrichtung zur Betätigung beider Drosselklappen 15 und 16 kann dann mehrmals betätigt werden, um die Beschleunigungspumpe 31 in Betrieb zu setzen und dadurch eine geeignete Menge zusätzlichen Kraftstoffs durch die Kanäle 30 und 33 zu den Beschleunigungsdüsen 29 und 32 zu befördern. Die Luftklappe 28 wird dann je nach Erfordernis geschlossen, und die Brennkraftmaschine 21 wird angelassen. Während des Anlassens wird Kraftstuff in den Ansaugkanal des Hauptvergasers 11 und in den Ansaugkanal des Hilfsvergasers 13 über Düsen 55 und 56 für hohe Drehzahl sowie über Düsen für niedrige Drehzahl (nicht dargestellt) eingegeben. Der gesamte Kraftstoff vermischt sich mit Luft, wodurch Gemische erzeugt werden, deren Kraftstoff-Luftverhältnis stärker angereichert ist als dies normalerweise in jedem Ansaugkanal der F&il ist. Auf diese Weise kann die Brennkraftmaschine 21 leicht anlaufen.

Werden nach dem Anlassen der Brennkraftmaschinen btide Drosselklappen 15 und 16 plötzlich geöffnet, um die Drehzahl der Maschine zu erhöhen, wenn diese noch nicht warmgelaufen ist, so spritzt die Beschleunigungspumpe 31 nochmals Kraftstoff durch beide Beschleunigungsdüsen 29 und 32 ein, so daß gegenüber dem normalen Zustand stärker angereicherte Gemische der Hauptbrennkammer 20 und der Hilfsbrennkammer 24 verzögerungsfrei zugeführt werden. Dadurch wird die Leistungsabgabe der Maschine sofort erhöht. Nachdem die Maschine warmgelaufen ist. dehnt sich das wärmeempfindliche Material 41 durch die Maschinenwärme aus, und die r'adurch auf die Stirnfläche 42 des Stößels 36 einwirkende Kraft bewirkt eine Schließung des Ventilkopfes 35 an dem stationären Sitz 37 gegen die Wirkung der Feder 38. Nachfolgende Beschleunigungsvorgänge bewirken ein Einspritzen von Kraftstoff

über die Beschleunigungsdüsc 29, jedoch bleibt die Hilfsbcschleunigungsdiisc 32 außer Funktion.

Die Hilfsbrennkammer 24 hai ein relativ kleines Volumen und hei/t sich schnell auf, so daß der Kraftstoff verdampft wird und bei elektrischer Zündung des Kraftstoff-Luftgemischs eine gute Ramme ohne Fehl zündung erzeugt wird, durch die das abgemagerte Gemisch in der Hauptbrennkammer 20 verbrannt wird. Andererseits ist das in dem Ansaugkanal des Hauptvergasers 11 erzeugte Gemisch normalerweise so mager, daß es der Zündfähigkeitsgrenzc nahe kommt, so daß es wahrend der Maschinenbeschleunigung zu mager werden könnte. Diese Tendenz wird jedoch durch den über die I lauptbeschleunigungsdüse 29 eingespni/ien Kraftstoff verhindert bzw. korrigiert, so daß in der Hauptbrennkammer 20 durch die Flamme der llilfs brennkammer 24 eine optimale Zündung und Verbrennung gewährleistet ist. Die Leistungsabgabe der Maschine steigt augenblicklich.

In der in F i g. 2 gezeigten abgeänderten Form ist eine Steucivcntilanordnung 58 im Kanal 33 zur Hilfsbcschleunigungsdiisc 32 mit der Luftklappe 28 im Ansaugkiinal des Hauptvergasers Il gekoppelt. Kin Arm 60 ist an der Luftklappenachse 59 befestigt, und ein l.iifiklappenhebel 61 ist so vorgesehen, daß er sich auf der Achse 59 frei drehen kann. Der Arm 60 hat einen abgebogenen Vorsprung 62. der auf den Luftklappenhebel 61 einwirkt, und eine Feder 63 verbindet den l.uftklappenhebel 61 mit dem Arm 60. so daß der Vorsprung 62 an einer Seitenkante des Luftklappcnhe bels 61 anliegt. Wenn ein Betätigiingsknopf 64 gezogen wird, so wird durch einen Seilzug 65. der mit dem I lebel 61 verbunden ist. dieser Hebel 61 und der Arm 60 gemeinsam gedreht und die Luftklappe 28 geschlossen. Wenn die Luftklappe 28 die volle Schließstellung erreicht, so kann der Luftklappenhebel 61 seine Drehbewegung zur Erhöhung der Torsionskraft der Feder 63 fortsetzen. Auf diese Weise wird das Schließmoment der Luftklappe 28 verstärkt. Der F.ffekt besteht darin, daß der Ansaugkanal des Hauptvergasers Il ein gegenüber dem normalen Gemisch stärker

Temperaturen oder extrem kalten Bedingungen erzeugt.

Der Luftklappenhebel 61 ist mit einer Nockenfläche 66 versehen, die auf ein äußeres Ende 67 eines Stößels 68 für ein Ventilelement 69 des Ventils 58 einwirkt. Eine Feder 70 öffnet das Ventil 58. Ein Teil der Nockenfläche 66 ist konzentrisch mit der Luftklappenachse 59 angeordnet, so daß das Steuerventil 69 geschlossen bleibt, wenn die Lüftklappe nicht benutzt wird und wenn der Arm 60 und der Luftklappenhebel 61 sich gemeinsam drehen. Der Rest der Nockenfläche 66 hat einen sich ändernden Krümmungsradius, so daß das Steuerventil 69 sich unter der Kraft der Feder 70 öffnen kann, wenn der Luftklappenhebel 61 über die der vollständigen Schließung der Luftklappe 28 entsprechende Stellung hinausbewegt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt der Kaltanlatif der Maschine durch manuelles Ziehen de Belätigungsknopfes <S4 so weit, daß der Luftklappcnhe bei 61 überdreh! wird, und das Steuerventil 69 win durch die Krall tier Feder 70 geöffnet. Danach bewirk ί ein schnelles wiederholtes Öffnen und Schließen de Drosselklappen ein Finspnizen von Kraftstoff mittel der liesi.lileumgiiiigsjMimpe durch das Steuerventil 6' und die llilfsbcschlcunigungsdtise J2 in den Ansaugka nal des Hilfsvergasers I 3. Nachdem die Maschine unte eigener Kraft Niiift. wird der Betätigiingsknopf fr gedruckt, um die Luftklappe 28 zu öffnen. Dadurd schließt die Nockcnfliiche 66 wieder das Steuerventil 69 Die zweite Abänderung gemäß der Erfindung nacl

Fig. 3 hat gleichfalls die Eigenschaft, daß das Steuer

η ventil durch einen Mechanismus geschlossen wird, de um der Betätigung der Luftklappe 28 im Ansaugkana des Hatipivcrgascrs Il gekoppelt ist. Der Kopplungs mcchiinismus zwischen dem Betätigungsknopf 64 um der l.uftklappenachse 59 ist ähnlich dem in Fig.; gezeigten, mit dem Unterschied, daß die Nockenflächi 66.) von einem /um anderen Ende einen allmählicl zunehmenden Krümmungsradius hat. Ein Fühlerstab 7 wird durch die Nockenflächc 66a betätigt und beweg wiederum einen (irenzsehaltcr 72. der ein Arbeitskon

:s takt ist. Ein Elektromagnet 73 hält bei Einschaltung eil Steuerventil 74 gegen die Wirkung einer Feder 7:

geöffnet. Ein H.iupischalter 76 ist mit dem Zündungs schalte, {nicht dargestellt) der Maschine gekoppelt.

Wenn der Hauptschalter 76 geschlossen und de

tu Betätigungsknopf 64 gezogen wird, um die l.uftklappi 28 /i! schließen und eine zusätzliche Drehbewegung de l.ultklappenhcbcls 61 uber die der vollen Schließunj entsprechende Stellung der Luftklappe hinaus zi bewirken, wird der Fühlerst.ib 71 durch die Nockenflä

J5 ehe 66a so betätigt, daß der Grenzschalter 7: geschlossen wird. Dadurch wird ein elektrische Stromkreis über den Elektromagneten 73 geschlosser wodurch das Steuerventil 74 geöffnet wird. Dii Beschleunigungspumpe 31 kann dann in oben beschrie bener Weise zur Erhöhung der Kraftstoffmenge in de Hilfsbrennkammer 24 genutzt werden. Wenn de

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28 gedrückt wird, so wird der Grenzschalter 72 geöffne und der Elektromagnet 73 ausgeschaltet. Dadurch kant

4' die Feder 75 das Steuerventil 74 schließen.

Die vorstehend beschriebenen drei Ausführungsbei spiele der Erfindung haben gemeinsam, daß eine in Ansaugkanal des Hilfsvergasers 13 angeordnete Hilfs beschleunigungsdüse 32 mit der Beschleunigungspump« 31 verbunden ist. die normalerweise zur Lieferung voi Kraftstoff an die Hauptbeschieunigungsdüse 29 vorge sehen ist. Die Hilfsbeschleunigungsdüse 32 empfang Kraftstoff von der Beschleunigungspumpe 31 nur dann wenn ein Steuerventil geöffnet ist. wodurch da:

Anlaufverhalten bei kalten oder sehr kalten Bedingun gen verbessert wird. Ferner wird dadurch, daß keine besondere zusätzliche Pumpe erforderlich ist, dif Konstruktion der Brennkraftmaschine vereinfacht unc verbilligt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnuneen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vergaseranordnung für eine Brennkraftmaschine mit einem Hauptvergaser und einem Hilfsverga^ ser, einer mit einer Beschleunigungspumpe verbundenen Hauptbeschleunigungsdüse in dem Ansaugkanal des Hauptvergasers, einer mit der Beschleunigungspumpe verbundenen Hilfsbeschleunigungsdüse in dem Ansaugkanal des Hilfsvergasers, einem der Beschleunigungspumpe nachgeordneten Steuerventil und einer Steuervorrichtung zur öffnung des Steuerventils bei niedriger Maschinenumgebungstemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung der Vergaseranordnung (10) in einer Brennkraftmaschine mit durch den Hauptver- '5 gaser (11) mit abgemagertem Gemisch gespeister Hauptbrennkammer (20) und damit über einen Flammkanal (25) verbundener, durch den Hilfsvergaser (13) nit angereichertem Gemisch gespeister Hilfsbrennxammer (24) das Steuerventil (34. 58. 74) nur die Kraftstoffströmung zur Hilfsbeschleunigungsdüse (32) steuert

2. Vergaseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ansaugkanal des Hauptvergasers (11) eine Luftklappe (28) angeordnet ist und daß die Betätigungsvorrichtung (68) für das Steuerventil (58) mit der Luftklappenbetätigungsvorrichtung (60,6!) gekoppelt ist.

3. Vergaseranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur öffnung des Steuerventils (58) eine Feaer (70) vorgesehen ist und daß ein mit der LuftklappenbetäXigungsvorrichtung (60, 61) bewegbarer Nocken (66> d?.s Steuerventil (58) gegen die Kraft der Feder (70) m ; Ausnahme einer Bewegung der Luftklappenbeiätigungsvorrichtung (60, 61) über eine der vollständigen Schließung entsprechende Stellung hinaus schließt.

4. Vergaseranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (74) durch eine Feder (75) geschlossen wird und daß der Luftklap- *o penbetätigungsvorrichtung (60,61) ein Nocken (66a^ zugeordnet ist, der eine Öffnung des Steuerventils (74) gegen die Kraft der Feder (75) bewirkt.

5. Vergaseranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Öffnung des Steuerventils (74) ein Elektromagnet (73) vorgesehen ist, der durch einen mittels des Nockens (66a) betätigbaren Schalter (72) ein- bzw. ausschaltbar ist.