DE1119047B

DE1119047B - Regelorgan fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1119047B
Application number: DEF32580A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Peter Paschakarnis
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1960-11-19
Filing date: 1960-11-19
Publication date: 1961-12-07
Also published as: GB950670A; FR1313129A

Description

Regelorgan für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelorgan in der Ansaugleitung von Brennkraftmaschinen, das aus einem ringförmigen Hohlraum besteht, der allseitig bzw. nur nach innen von einer elastischen Wand begrenzt wird.
Es ist bekannt, Brennkraftmaschinen durch die Verstellung eines Absperrschiebers oder einer Drosselklappe in der Ansaugleitung zu -regeln. Diese Regelorgane haben neben den ihnen eigenen Vorteilen den Nachteil, daß sie im Vergasergehäuse verschiebbar bzw. verdrehbar gelagert werden müssen und für die Betätigung ein Gestänge oder ein Seilzug benötigt wird. Die Lagerung und das Betätigungsgestänge sind kompliziert und unterliegen einem erheblichen Verschleiß.
Es ist auch schon ein Regelorgan aus Kunststoff vorgeschlagen worden, das durch ein Druckmittel beaufschlagt wird. Dadurch verschließt dieses Regelorgan die Ansaugleitung der Brennkraftmaschine in mehr oder weniger starkem Maße. Diese Anordnung hat zwei wesentliche Nachteile. Erstens ist für die Beaufschlagung mit einem Druckmittel ein besonderer Druckspeicher erforderlich. Zweitens: Fällt der Druckspeicher aus oder wird die Druckleitung zum Regelorgan leck, so wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine in unzulässiger Weise ansteigen.
Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung gehen dahin, die beiden aufgeführten Nachteile zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgaben geht die Erfindung von einem bekannten, für Brennkraftmaschinen, insbesondere Vergasermaschinen, bestimmten, zentral von der angesaugten Verbrennungsluft durchflossenen, die Ansaugluftmenge durch Veränderung seines inneren Durchmessers zu messenden, hohlringartigen Drosselregelorgan aus, dessen Ringhohlraum allseitig - gegebenenfalls auch nur im Bereich des veränderbaren Innendurchmessers - von einer elastischen Wand begrenzt ist, wobei durch Vergrößerung oder Verkleinerung des pneumatischen Druckes im Ringhohlraum der Drosseldurchmesser veränderbar ist. Die Erfindung besteht darin, daß zur Beaufschlagung des Ringhohlraumes ein unteratmosphärischer Druck Verwendung findet und daß als Quelle des letzteren der von der Maschine selbst erzeugte Unterdruck der angesaugten Verbrennungsluft dient,- -vornehmlich also der Unterdruck im Ansaugrohr oder die Unterdruckphasen im Verbrennungsluft ansaugenden Kurbelgehäuse.
Die Erfindung ist demnach auf eine Betätigung des Regelorgans durch Unterdruck eingeschränkt. Beim Stande der Technik handelte es sich ausnahmslos um Betätigungen durch überdruck; hierdurch grenzt sich die Erfindung vom Bekannten ab. Darüber hinaus ist die Erfindung nicht etwa mit dem Vorschlag der Verwendung von Unterdruck zur Betätigung des Regelorgans vollendet, sondern es werden vorliegen-:i konkrete Angaben gemacht, wie diese Unterdruckregelung auf einfachste Weise und in besonders vorteilhafter Form geschehen kann.
Demgemäß dient erfindungsgemäß - wie schon gesagt - als Quelle des unteratmosphärischen Druckes der von der Maschine selbst erzeugte Unterdruck der angesaugten Verbrennungsluft. Durch diz3e Anordnung werden die in der Beschreibungseinleitung genannten zwei Aufgaben gelöst. Ein Vorteil der Anordnung ist es gegebenenfalls, daß sich im engsten Querschnitt, an dem sich zweckmäßig der Kraftstoffaustritt befindet, eine annähernd konstante Luftgeschwindigkeit unabhängig von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine ergibt. Hierdurch soll die Konstanthaltung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses gefördert, Leistung und Verbrauch günstig beeinflaßt und die Zerstäubung des Kraftstoffes im unteren Drehzahlbereich verbessert werden.
Beim Erfindungsgegenstand ist es ohne besonderen Aufwand möglich, die Regelung der Brennkraftmaschine auch von einem weiter entfernt liegenden Ort vorzunehmen, wenn man den Hohlraum des Regelorgans über eine abschließbare Leitung mit der Außenluft verbindet. Es entfallen damit komplizierte Gestänge zum Bedienungsort der Brennkraftmaschin°. An deren Stelle tritt eine Luftleitung. Die Regelung erfolgt durch mehr oder weniger starkes Verschließen der Luftleitung.
Als Druckquellen für die Betätigung des Regelorgans werden, wie gesagt, der Ansaugrohrunterdruck oder der Unterdruck im Kurbelgehäuse verwendet. Hierdurch erzielt man den Vorteil, daß bei Schäden an den Luftzuleitungen der Motor automatisch auf die Leerlaufdrehzahl zurückfällt und nicht überdreht werden kann. Es ist auch möglich, in die Verbindungsleitung zwischen Hohlraum und Ansaugrohr bzw. zwischen Hohlraum und Kurbelgehäuse eine Kraftstoffleitung einmünden zu lassen. Dadurch kann das dem Motor zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch für besondere Betriebszustände, z. B. zum Starten, angereichert werden, wenn diese Kraftstoffleitung absperrbar bzw. ihr Durchtrittsvolumen regelbar ist.
Die Regelung der Verbindungsleitung zwischen dem Hohlraum des Regelorgans und der Außenluft kann auch durch eine Membran bzw. ein Ventil in Abhängigkeit von einer von der Drehzahl der Brennkraftmaschine gesteuerten Größe erfolgen. In diesem Fall ist auf einfachste Weise eine drehzahlgeregelte Brennkraftmaschine zu erzielen. Zweckmäßig verwendet man einen drehzahlabhängigen Über- bzw. Unterdruck, z. B. den vom Kühlluftgebläse oder der Kühlwasserpumpe, zur Steuerung der Membran bzw. des Ventils. Der Drehzahlregler, der durch diese Anordnung gebildet wird, zeichnet sich durch besonders einfachen Aufbau und das Fehlen jeglicher mechanisch betätigten Teile aus. Er ist deswegen sehr billig und im Betrieb unempfindlich.
Weitere vorteilhafte Gesichtspunkte ergeben sich aus der Beschreibung der Figuren. Diese stellen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dar.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Regelorgan; Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein gegenüber der Fig. 1 etwas abgeändertes Regelorgan; Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein Regelorgan, das eine automatische Drehzahlregelung der Brennkraftmascbine gestattet.
In Fig.1 ist das Vergasergehäuse 1 über ein Ansaugrohrzwischenstück 12 mit dem Zylinder 16 verbunden. 14 ist das Kurbelgehäuse und 15 die Pleuelstange der Brennkraftmaschine. Innerhalb des Ansaugrohres 10 des Vergasergehäuses 1 ist das Regelorgan angeordnet, das aus einem ringförmigen Hohlraum 3 besteht, der von einer elastischen Wand 2 umschlossen wird. Die elastische Wand 2 weist öffnungen auf, durch die der Brennstoffzulauf 7 geführt ist und eine weitere Öffnung, durch die der Hohlraum 3 mit der Leitung 4 verbunden ist. Der Brennstoffzulauf 7 mündet in die Durchtrittsöffnung 11 des Regelorgans. Bei 6 befindet sich der Lufteintritt. 8 ist die Schwimmerkammer, in der der Schwimmer 9 ein konstantes Brennstoffniveau aufrechterhält. Die Leitung 4 setzt sich in der Leitung 13 fort, die in das Ansaugrohrzwischenstück 12 einmündet. Die Leitung 13 steht über eine Leitung 5 mit der Außenluft in Verbindung. Die Ausmündungsöffnung der Leitung 5 in die Außenluft kann durch eine Abschließvorrich tung 17, die hier als Absperrklappe ausgeführt ist, mehr oder weniger geöffnet und auch ganz geschlossen werden.
In der Fig. 2 ist eine Anordnung dargestellt, bei der das Regelorgan anders ausgebildet ist. Der Hohlraum 3 wird nur nach innen durch eine elastische Wand 18 abgeschlossen und grenzt nach außen unmittelbar an die Bohrung 10 im Vergasergehäuse.
In der Fig. 3 ist 1 das hier mehrteilig ausgebildete Vergasergehäuse, das ebenfalls wie in Fig. 1 über ein Ansaugrohrstück 12 mit dem Zylinder 16 verbunden ist. Der Hohlraum 3 des Regelorgans ist über die Leitung 4 und die Leitung 20 über ein Rückschlagventil 21 mit dem Inneren des Kurbelgehäuses 14 verbunden. In. die Leitung 4 mündet eine Kraftstoffleitung 19, deren. Durchflußquerschnitt durch eine Absperrvorrichtung 22 regelbar ist. Von der Leitung 4 zweigt eine weitere Leitung 27 ab, die durch eine Membran 26 verschlossen wird. Eine Nut 25, die mit der Außenluft in Verbindung steht, erstreckt sich bis in die Nähe der Leitung 27 und wird nach innen ebenfalls durch die Membran 26 verschlossen. Eine Seite der Membran 26 grenzt an den Hohlraum 24, der über eine Leitung 23 mit der Leitspirale 37 des Kühlluftgebläses 38 verbunden ist. 39 ist die KühlluftfÖrderÖffnung zum Zylinder der Brennkraftmaschine.
Die Wirkungsweise der Anordnungen ist wie folgt: Fig. 1: Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens im Zylinder 16 wird im Kurbelgehäuse 14 ein Unterdruck erzeugt. Dadurch wird über die Lufteinlaßöffnung 6 Luft angesaugt. Die Höhe des Unterdrucks im Kurbelgehäuse 14 richtet sich nach der Stellung des Regelorgans. Durch den Unterdruck im Kurbelgehäuse 14 entsteht ebenso ein Unterdruck im Ansaugrohrzwischenstück 12. Ist die Absperrklappe 17 geschlossen, so bewirkt der Unterdruck im Ansaugrohrzwischenstück 12 über die Leitungen 13 und 4 eine Verkleinerung des Hohlraumes 3. Die elastische Wand 2 vergrößert daher den Querschnitt 11, durch den die Verbrennungsluft durchtreten muß. Je nachdem, ob die Leitung 5 durch die Absperrklappe 37 mehr oder weniger geschlossen wird, wird im Hohlraum 3 eine mehr oder weniger große Volumenverkleinerung eintreten. Dadurch ergibt sich eine verschieden große Durchtrittsöffnung 11 und verschieden große Motorleistungen, Motordrehzahlen und Motormomente entsprechend der durch die Größe der öffnung 11 bedingten verschiedenen Füllung des Zylinders der Brennkraftmaschine.
Fig. 2: Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist die gleiche wie die nach Fig. 1.
Fig. 3: Auch hier entsteht durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens im Zylinder 16 ein Unterdruck im Kurbelgehäuse 14. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens entsteht im Kurbelgehäuse ein Überdruck. Will man den Unterdruck zur Beaufschlagung des Hohlraumes 3 des elastischen Regelorgans verwenden, so muß also zwischen den Hohlraum 3 und das Kurbelgehäuse ein Rückschlagventil 21 angeordnet werden. Ist die Absperrklappe 17 geschlossen, so wird durch den Unterdruck im Kurbelgehäuse 14 über die Leitung 20 und die Leitung 4 der Hohlraum 3 verkleinert, da die ihn abgrenzende Wand 2 aus elastischem Material besteht. Durch die Leitung 23 wird der Hohlraum 24 von dem in der Leitspirale 27 des Kühlluftgebläses 30 entstehenden Unterdruck beaufschlagt. Dieser Unterdruck bewirkt ein mehr oder weniger starkes Anheben der Membran 26. Dadurch wird die Leitung 27 mit dem Spalt 25 und damit mit der Außenluft verbunden. Diese Einrichtung verhindert also, daß die Motordrehzahl über eine bestimmte Größe, die durch die Spannung der Membran festgelegt werden kann, ansteigt. Soll die Brennkraftmaschine gedrosselt werden, so muß nur die Absperrklappe 17 entsprechend weit geöffnet werden. Die in die Leitung 4 einmündende Brennstoffleitung 19 kann durch das Ventil 22 geöffnet werden und reichert dann das angesaugte Brennstoff- Luft-Gemisch an. Dies kann z. B. für einen Kaltstart erforderlich sein.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen. Insbesondere kann statt der Regelung des Brennstoffzulaufs durch einen Schwimmer auch eine schwimmerlose Brennstoffzuflußregelung angewendet und in ähnlicher Weise auch andere Einzelheiten verändert werden.
Zu den nachfolgenden Patentansprüchen wird bemerkt, daß für die Gegenstände der Unteransprüche ein vom Hauptgedanken der Erfindung (Patentanspruch 1) losgelöster Schutz nicht begehrt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Für Brennkraftmaschinen, insbesondere Vergasermaschinen, bestimmtes, zentral von der angesaugten Verbrennungsluft durchflossenes, die Ansaugluftmenge durch Veränderung seines inneren Durchmessers zu messendes, hohlringartiges Drosselregelorgan, dessen Ringhohlraum allseitig - gegebenenfalls auch nur im Bereich des veränderbaren Innendurchmessers - von einer elastischen Wand begrenzt ist, wobei durch Vergrößerung oder Verkleinerung des pneumatischen Druckes im Ringhohlraum der Drosseldurchmesser veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beaufschlagung des Ringhohlraumes (3) ein unteratmosphärischer Druck Verwendung findet und däß als Quelle des letzteren der von der Maschine selbst erzeugte Unterdruck der angesaugten Verbrennungsluft dient, vornehmlich also der Unterdruck im Ansaugrohr (12) oder die Unterdruckphasen im Verbrennungsluft ansaugenden Kurbelgehäuse (14).
2. Regelorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (3) über eine abschließbare Leitung (4, 5) mit der Außenluft in Verbindung steht.
3. Regelorgan nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere elastische Wand (2, 18) des Regelorgans in ihrer Ruhelage einen Querschnitt (Il) im Ansaugrohr (10) des Vergasers frei läßt, der den Durchtritt eines Teils der Leerlaufluftmenge erlaubt.
4. Regelorgan nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die absperrbare Leitung (5, 17, 13) zwischen Außenluft und Hohlraum (3) die restliche Leerlaufluft angesaugt wird.
5. Regelorgan nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die absperrbare Leitung (5, 17) zwischen Außenluft und Hohlraum (3) oder in die Verbindungsleitung (13) zwischen Hohlraum (3) und Ansaugrohr (12) oder in die Verbindungsleitung (20) zwischen Hohlraum (3) und Kurbelgehäuse (14) eine Kraftstoffleitung (19) mündet, durch die das dem Motor zugeführte Kraftstoff - Luft - Gemisch angereichert werden kann.
6. Regelorgan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffleitung (19), die in die Verbindungsleitung Hohlraum-Ansaugrohr bzw. Hohlraum Außenluft mündet, abschaltbar und/oder ihr Ausflußvolumen von außen durch eine Absperrvorrichtung (22) regelbar ist.
7. Regelorgan nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kraftstoffaustrittsöffnung (7) ins Ansaugrohr (10) des Vergasers innerhalb der elastischen Wand (2, 18) des Regelorgans befindet. B. Regelorgan nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (3) eine durch eine Membran (26) bzw. durch ein Ventil gesteuerte Verbindung (25, 27) zur Außenluft aufweist und die Membran (26) bzw. das Ventil durch einen drehzahlabhängigen über- bzw. Unterdruck gesteuert wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1072 005 deutsche Patentschrift Nr. 493 148; französische Patentschrift Nr. 928 232.