DE2360157A1 - System zur steuerung der startvorrichtung eines vergasers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur automatischen Steuerung von Start- und Kaltlaufvorrichtungen von Vergasern von Brennkraftmaschinen mit einem Thermostaten, der ein durch ein spiralförmiges Bimetall gebildetes, temperaturempfindliches Element umfaßt, das der Wirkung von zwei Heizelementen ausgesetzt ist, die sich mit der Brennkraftmaschine erwärmen und abkühlen, deren erstes in Berührung mit der Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine und deren zweites mit einem elektrischen Heiz-Widerstand in Berührung steht.

Die Erfindung befaßt sich mit Vergasern und mit einem automatischen Steuersystem für Vergaser, durch das eine Start- und Kaltlaufvorrichtung automatisch ein- und ausgeschaltet werden kann, je nachdem, ob die Temperatur wenigstens eines sich zugleich mit

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der Brennkraftmaschine erwärmenden und abkühlenden Elements unter oder über einem vorgegebenen Wert liegt, wobei diese Temperatur an ein thermostatisches System abgegeben v/ird, das üblicher Art ist und beispielsweise eine Biraetallfeder als temperaturempfindliches Organ aufweist.

Es ist bekannt, daß Start- und Kaltlaufvorrichtungen in Betrieb das durch den Vergaser abgegebene Luft-Brennstoff-Gemisch anreichern, indem sie entweder den auf die Normalzufuhröffnungen des Vergasers einwirkenden Unterdruck vergrößern, indem beispielsweise eine Startklappe geschlossen v/ird, oder indem sie zusätzliche Zufuhröffnungen durch Öffnung eines Start-Hilfsvergasers freigeben.

Es ist ebenfalls bekannt, daß zur Vermeidung eines übermäßigen Brennstoffverbrauches und einer übermäßigen Schmutzgasabgabe das erwähnte thermostatische System sich einerseits schnell erwärmen sollte, so daß die Wirkung der Startvorrichtung sobald wie möglich unterbrochen wird, und andererseits sich langsam abkühlen sollte, so daß verhindert v/ird, daß diese Startvorrichtung vorzeitig wieder eingeschaltet wird.

Im Hinblick auf dieses Ziel sind bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden. Bei der Vorrichtung der FR-PS 1 223 427 der Anmelderin spricht das thermostatische System an auf die Temperatur von zwei Elementen, deren eines eine geringe Wärmeträgheit aufweist (beispielsweise ein elektrischer Widerstand), und deren anderes eine große Wärmeträgheit aufv/eist (beispielsweise das Kühlwasser des Motors). Diese Vorrichtung arbeitet zwar zufriedenstellend, jedoch führt die Notwendigkeit, in der Startvorrichtung einen elektrischen Widerstand und einen Wasserumlauf vorzusehen, zu einem komplizierten Aufbau. Zur Überwindung dieses Nachteils ist in dem deutschen Gebrauchsrauster 72 06 610 der Anmelderin eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, die einen vereinfachten Wasserkreislauf aufweist, der in dem

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Gehäuse des Systems angeordnet ist, wobei die Wärmeübertragung von dem Wasserkreislauf an das temperaturempfindliche Element des .thermostatischen Systems stark beschränkt ist und als Hauptheizung eleketrische Widerstände verwendet werden. Die Erfahrung hat gezeigt, daß wenigstens bei einigen Motoren der Parameter, der den Temperaturzustand des Motors am besten repräsentiert, die Temperatur des' Kühlwassers ist, so daß das temperaturempfindliche Element des thermostatischen Systems vor allem der Einwirkung des Kühlwassers des Motors augesetzt werden sollte. Dies hat eine beträchtliche Wasserzirkulation in der Nähe des temperaturempfindlichen Elements des thermostatischen Systems zur Folge. Daher \i±rd es schwierig und kompliziert, einer diesen Bedingungen entsprechenden Vorrichtung eine elektrische Heizung hinzuzufügen.

Die Erfindung ist auf die Schaffung eines Systems zur automatischen Steuerung von Starteinrichtungen von Vergasern gerichtet, die besser als die bekannten Vorrichtungen den Anforderungen der Praxis entsprechen und bei denen die oben erwähnten Nachteile überwunden werden.

Das erfindungsgemäße System der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall zwischen den beiden Heizelementen angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen System ist ein Thermostat mit einem teinperatureinpfind-lichen Element vorgesehen, das der Einwirkung der Temperatur von wenigstens zwei Elementen ausgesetzt ist, die auf beiden Seiten des temperaturempfindlichen Elements angeordnet sind. Das erste Heiz-Element wird, wenn der Motor in Betrieb-ist, erwärmt durch Mittel mit hoher thermischer Trägheit, wie das Kühlwasser des Motors, während das zweite Heiz-Element erwärmt wird durch Mittel mit geringer thermischer Trägheit, die durch einen elektrischen Heizwiderstand gebildet werden. Diese beiden Heiz-Elemente sind auf je einer Seite des

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temperaturempfindlichen Elements des thermostatischen Systems angeordnet.

Der erwähnte Heiz-Widerstand wird vorzugsweise gebildet durch ein Plättchen aus Keramik, das beispielsweise Bariuratitanat enthält. Das Plättchen ist mit einer Strahlungsplatte verbunden, die fest in der Nähe des temperaturempfindlichen Elements angeordnet ist und das zweite Heiz-Element bildet. Der Heiz-Widerstand kann durch eine elektrische Schaltung versorgt werden, die eine Spannungsquelle (beispielsweise die Batterie des Fahrzeugs), einen Unterbrecherschalter, der beim Lauf des Motors geschlossen ist, und eventuell einen thermostatischen Unterbrecherschalter umfaßt, der sich bei einer vorgegebenen Temperatur (beispielsweise 20⁰C) schließt und mit dem ersten Unterbrecherschalter in Reihe liegt.

Das erste Heiz-Element wird vorzugsweise gebildet durch eine Trennwand aus gut wärmeleitendem Material, im allgemeinen Metall, die das temperaturempfindliche Element von einer Kammer trennt, in der das Kühlwasser des Motors umläuft. Diese Trennwand kann mit B'lügeln oder Rippen versehen sein, die in das Kühlwasser eintauchen und den Wärmeübergang verbessern. Das temperaturempfindliche Element des thermostatischen Systems ist vorzugsweise ein herkömmliches, spiralförmig aufgewickeltes Bimetall, während die festliegende Strahlungsplatte und die Trennwand auf je einer Seite des Bimetalls angeordnet sind und diese einfassen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.

Fig. 1 zeigt in teilweise geschnittener Seitenansicht einen Vergaser mit einem erfindungsgemäßen Startsystem; Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Liknie II-II in Fig. 1;

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Fig. 3 zeigt, ähnlich wie Fig. 1, eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung,

Der Vergaser ist insgesamt auf beliebige, geeignete Art aufgebaut und umfaßt beispielsweise ein Ansaugrohr 1, in das (Fig. 2) stromaufwärts eines mit einer Achse 3 fest verbundenen Drosselorgans 2 nicht gezeigte Öffnungen für den Normaldurchsatz des Vergasers einmünden.

Die Starteinrichtung des Vergasers wirkt entsprechend einer der üblichen, im zweiten Absatz der vorliegenden Anmeldung erwähnten Einrichtungen und ist mit einer drehbaren Antriebswelle 4 versehen.

Das System für eine automatische Steuerung dieser Startvorrichtung umfaßt im wesentlichen einen Thermostaten, dessen temperaturempfindliches Element in der dargestellten Ausführungsform ein spiralförmig aufgewickeltes Bimetall 5 ist. Das innere Ende dieses Bimetalls ist an einer feststehenden Achse 6 befestigt, und das äußere Ende treibt in geeigneter Art die Antriebswelle 4 über einen Stift 7 und einen Kurbelarm 8 an.

Das Bimetall 5 ist in einer geschlossenen Kammer angeordnet, die durch Gehäuseteile 18 und 9 begrenzt wird, die durch nicht gezeigte Einrichtungen miteinander verbunden sind. In dem Gehäuseteil 9, das ebenfalls aus mehreren, zusammengesetzten Teilen bestehen kann, ist eine Kammer angeordnet, in die das Kühlwasser des Motors durch den Einlaß 10 eintritt und aus der das Kühlwasser durch den Auslaß 11 austritt. Das Teil des Gehäuseteils 9, das die' Trennwand 12 zwischen der durch das Bimetall eingenommenen Kammer und der durch das Kühlwasser des Motors durchströmten Kammer bildet, ist mit Flügeln oder Rippen versehen, die in das Wasser eintauchen und die Wärmeübertragung verbessern. Die andere Seite dieser Trennwand ist eben und liegt dem Bimetall 5 gegenüber. Sie trägt in der Mitte einen

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Ansatz, der die Achse 6 bildet, an der das innere Ende des Bimetalls befestigt ist. Die Achse 6 ist zu diesem Zweck mit einem durchgehenden Querschlitz versehen, in den das Ende des Bimetalls eingreift.

Diese Trennwand wird durch den Kühlwasserstrom des Motors überstrichen, der das erste, oben erwähnte Heiz-Element bildet, dessen Temperatur nach dem Start des Motors langsam ansteigt und umgekehrt nach dem Abschalten des Motors langsam abnimmt. Anstelle des Kühlwasserstroms kann in dem Gehäuseteil 9 ein Schmierölstrom des Motors vorgesehen sein.

Das zweite Heiz-Element des Bimetalls 5 gemäß der.Ausführungsform der Fig. 1 wird gebildet durch eine Strahlungsplatte 13» die in dem Gehäuseteil 18 etwa symmetrisch zu der Trennwand in bezug auf das Bimetall angeordnet ist. Die Strahlungsplatte 13 ist schalenförmig mit flachem Rand ausgebildet, und dieser Rand ist zwischen die Gehäuseteile 18 und 9 geklemmt, die ihn dort festhalten. In die Strahlungsplatte 13 ist eine längsliche, kreisbogenförmige Öffnung 26 geschnitten, .die einen Durchlaß für den Stift 7 bildet.

Die Heizeinrichtungen der Strahlungsplatte 13 werden gebildet durch einen Widerstand 14 mit positivem Temperaturkoeffizient, der in Berührung mit der Strahlungsplatte steht. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 besteht dieser Widerstand 14 aus einem keramischen, Bariumtitanat enthaltenden Material, das auf einer Oberfläche der Strahlungsplatte 13 befestigt ist. Diese Befestigung erfolgt beispielsweise durch Kaltschweißen bzw. -löten. Gegen die freie Oberfläche des Plättchens 14 liegt eine elastische, einen Kontakt bildende Blattfeder 15 an, die zur Versorgung mit Heizstrom dient.

Diese Blattfeder 15 ist mit einer Kabelklemme 16 außerhalb des Gehäuseteils 18 über eine leitende Niete 17 verbunden, die das

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Gehäuseteil durchdringt und gegenüber diesem durch einen Ring 19 und zwei Scheiben 20 und 21 isoliert ist. Die Kabelklemme ist mit einer elektrischen Stromquelle 22 verbunden, die durch die Batterie des mit dem Motor ausgerüsteten Fahrzeugs gebildet wird. Der Stromkreis kann gegenüber der Masse geschlossen sein durch einen Kontaktschalter oder mehrere, in Reihe liegende Kontaktschalter. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Kontaktschalter 23 vorgesehen, der in der Ruhestellung offen ist und beim Starten des Motors eingeschaltet wird. Der Kontaktschalter 24, der mit dem Kontaktschalter 23 in Reihe geschaltet ist, wird durch Temperatur gesteuert und geschlossen, wenn die Umgebungstemperatur einen vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet, der im allgemeinen auf etwa 20°C festgesetzt wird. Der zuletzt beschriebene Schalter verhindert daher ein Aufheizen der Strahlungsplatte 13 solange, bis die Temperatur im Bereich des Kontaktschalters 24 20⁰C unterschreitet.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist folgende. Wenn der kalte Motor bei einer Temperatur unterhalb der vorgegebenen Temperatur von 20⁰C gestartet wird, ist der Kontaktschalter 24 offen, und folglich fließt kein Strom durch den Widerstand 14, obwohl der Kontaktschalter 23 geschlossen ist. Das Kühlwasser des Motors zirkuliert durch das Gehäuseteil 9, erwärmt dieses und überträgt durch die Trennwand 12 seine Wärme auf das Bimetall 5. Nach einer bestimmten Betriebszeit erhöht sich die Umgebungstemperatur des Motors und erreicht die Temperatur von 20⁰C, bei der der Kontaktschalter 24 geschlossen wird. Von diesem Augenblick an fließt Strom durch den Widerstand 14, und aufgrund seines positiven Temperaturkoeffizienten erreicht dieser schnell seine Maximaltemperatur. Die Strahlungsplatte 13 gibt nunmehr zusätzliche Wärme an das Bimetall 5 ab und beschleunigt somit die Ausschaltung der Wirkung des Startsystems. Dadurch wird es ermöglicht, Brennstoff zu sparen und die Abgabe von Schmutzgasen, wie Kohlenmonoxyd, erheblich zu verringern.

Wenn umgekehrt der warme Motor angehalten wird, wird die Hei-

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zung durch die Strahlungsplatte 13 sofort unterbrochen, jedoch dauert die Abkühlung des Kühlwassers erheblich langer, so daß im Falle eines neuen Starts vor der vollständigen Abkühlung des Motors die Kaltlaufvorrichtung außer Betrieb bleibt.

Es ist erkennbar, daß wegen der Vorrichtung aus Elementen mit geringer und hoher Wärmeträgheit die Wirksamkeit der Heizung durch das Kühlwasser wegen der Anwesenheit eines Widerstandes mit positivem Temperaturkoeffizienten oder eines Thermistors kein Kompromiß ist. Daher wird die Erwärmung des Bimetalls 5 durch das Kühlwasser nicht durch die Anwesenheit des Thermistors beeinflußt und schaltet die Kaitlaufvorrichtung auch dann aus, wenn die eleketrische Hiezung nicht arbeitet, beispielsweise infolge eines fehlenden Kontaktes.

Die Ausführungsform der Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 im wesentlichen durch den Aufbau der Elemente geringer Wärmeträgheit. In diesem Falle ist die Strahlungsplatte nicht über ihrem Rand 25 an dem Gehäuse befestigt, sondern wird durch, eine Platte gebildet deren Durchmesser etwas geringer als derjenige des Bimetalls 5 ist. Diese Strahlungsplatte 13a umfaßt einen zentralen Stift 25a, der in die Achse 6 eingreift. Es ist wiederum ein Widerstand oder ein Thermistor 14 vorgesehen, der durch eine Schaltung ähnlich wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform über eine Kontakt-Blattfeder 15 versorgt wird. Zur Vereinfachung sind in Fig. 3 diejenigen Teile, die den bereits in Fig. 1 gezeigten Teilen entsprechen, mit derselben Bezugsziffer bezeichnet und mit dem Zusatz a versehen, wenn sie abgewandelt sind.

Jede Ausführungsform der Erfindung stellt ein einfaches, raumsparendes, sehr zuverlässiges System dar, da es wenig empfindlich gegenüber einer Unterbrechung der Stromversorgung ist, bei dem die Start- und Kaitlaufvorrichtung einerseits durch die Temperatur der Kühlflüssigkeit des Motors und andererseits

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durch die Temperatur einer elektrisch geheizten Platte gesteuert wird, die die Wirkung der Startvorrichtung unter normalen Betriebsbedingungen schneller beendet.

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Claims (2)

Patentansprüche

1.) System zur automatischen Steuerung von Start- und Kaltlaufvorrichtungen von Vergasern von Brennkraftmaschinen mit einem Thermostaten, der ein durch ein spiralförmiges Bimetall gebildetes, temperaturempfindliches Element umfaßt, das der Wirkung von zwei Heizelementen ausgesetzt ist, mit der Brennkraftmaschine erwärmen und abkühlen, deren erstes in Berührung mit der Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine und deren zweites mit einem elektrischen Heiz-Widerstand in Berührung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall (5) zwischen den beiden Heizelementen (12,13) angeordnet ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heiz-Widerstand (14) durch ein Plättchen aus keramischem, Bariumtitanat enthaltenden Material gebildet wird, das mit einer Strahlungsplatte (1-3) verbunden ist, die sich in der Nähe des temperaturempfindlichen Elements (5) befindet.

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