DE2754731A1

DE2754731A1 - Vergaser mit variabler mischkammer

Info

Publication number: DE2754731A1
Application number: DE19772754731
Authority: DE
Inventors: Takaaki Itoh; Toshimi Misumi; Norihiko Nakamura
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1977-10-15
Filing date: 1977-12-08
Publication date: 1979-04-19
Also published as: JPS5457031A; US4185054A; DE2754731C2; JPS5759903B2

Description

Vergaser mit variabler Mischkammer Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser mit variabler Mischkammer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Unter Vergaser mit variabler Mischkammer soll hier ein Vergaser verstanden werden, bei dem die Geometrie der Mischkammer bzw. des Venturiabschnitts veränderbar ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Vergaser mit variabler Mischkammer ohne Hydraulikdämpfer für den Saugkolben des Vergasers.

Im Hinblick auf die Verringerung des Gehalts an Schadstoffen, insbesondere Kohlenmonoxid, unvollständig verbrannte Kohlenwasserstoffe und Stickoxide, im Abgas aus Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen und im Hinblick auf die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine kommt den Betriebseigenschaften des Vergasers besondere Bedeutung zu.

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Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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Die bekannten Vergaser werden in zwei Klassen eingeteilt, nämlich Vergaser mit unveränderbarer Geometrie der Mischkammer und Vergaser mit veränderbarer Geometrie der Mischkammer. Vergaser mit variabler Mischkammer werden hauptsächlich in besonders ausgelegte Kraftfahrzeuge, beispielsweise Sportwagen, eingebaut. Vergaser mit variabler Mischkammer haben folgende Vorteile: (a) günstiges Ansprechverhalten bei Änderung der Betriebsbedingungen, beispielsweise wenn die Gemischmenge geändert wird, und (b) günstiges übergangsverhalten beim Obergang vom Leerlauf zum Teil- und Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine und umgekehrt, da Vergaser mit variabler Mischkammer nicht in ein Langsamlaufsystem und ein Hauptsystem unterteilt sind. Daher werden zur Verminderung der Schadstoffanteile im Abgas, zur Verminderung des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine und zur Verbesserung der Fahrzeugverfügbarkeit Vergaser mit variabler Mischkammer auch bei Kraftfahrzeugen in Standardausführung benutzt.

Wie bekannt ist, weist ein Vergaser mit variabler Mischkammer einen Saugkolben auf, der quer zur Richtung eines Luftstromes entsprechend Änderungen des Luftdurchflusses so bewegbar ist, daß die Querschnittsfläche einer Mischkammeröffnung verändert wird, die zwischen dem unteren Ende des Saugkolbens und der dem unteren Ende des Saugkolbens zugewandten Wand des Vergasergehäuses ausgebildet ist, und dadurch die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Mischkammeröffnung strömenden Luftstromes im wesentlichen konstant gehalten wird.

Beim herkömmlichen Vergaser mit variabler Mischkammer kann es jedoch dazu kommen, daß der Saugkolben bei Betrieb der Brennkraftmaschine mit niedriger Drehzahl aufgrund der langsamen Schwingungen bzw. Schwankungen des Ansaugunterdrucks senkrechte Schwingungen bzw. Schwankungen ausführt. Ferner kann es beim plötzlichen öffnen der Drosselklappe des Verga-

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sers, d.h. bei einer Beschleunigung der Brennkraftmaschine, dazu kommen, daß der Saugkolben schlagartig nach oben verschoben wird und nach beiden Seiten der neuen Sollstellung weit überschwingt, was zur Folge hat, daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch abgemagert wird.

Um diesen Schwierigkeiten vorzubeugen, ist beim herkömmlichen Vergaser mit variabler Mischkammer in die den Saugkolben führende Kolbenstange ein Hydraulikdämpfer, in der Regel ein öldämpfer, eingebaut. Im Laufe der Benutzungszeit des Vergasers mit variabler Mischkammer kann jedoch das im öldämpfer des Vergasers eingeschlossene öl verlorengehen. Wenn das Dämpfungsöl nicht in ausreichender Menge nachgefüllt wird, kann es zu weitem Überschwingen des Saugkolbens oder zu langsamen Schwingungen des Saugkolbens wie bei solchen Vergasern mit variabler Mischkammer kommen, die keinen öldämpfer aufweisen. Dies hat zur Folge, daß sich die Betriebseigenschaften des Kraftfahrzeugs, beispielsweise das Beschleunigungsverhalten und die Kraftfahrzeugverfügbarkeit, verschlechtern.

Die Zähigkeit des im Öldämpfer eingeschlossenen Dämpfungsöls muß einen angemessenen Wert haben. Wenn Dämpfungsöl mit hoher Zähigkeit benutzt wird, kann sich der Saugkolben nicht schnell bewegen. Dies hat zur Folge, daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu fett wird, so daß die Schadstoffmengen im Abgas größer werden und der Kraftstoffverbrauch erhöht wird. Wenn jedoch ein Dämpfungsöl mit niedriger Zähigkeit benutzt wird, nimmt die Dämpfungswirkung des öldämpfers ab. Ferner ist zu berücksichtigen, daß die Zähigkeit des Öls sich mit der Umgebungstemperatur ändert. Im Sommer treten daher häufig Schwierigkeiten aufgrund zu niedriger Zähigkeit des Öls auf, wogegen im Winter Schwierigkeiten aufgrund zu hoher Zähigkeit des Öls auftreten können. Wie die vorstehenden Ausführungen

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zeigen, hat ein Hydraulikdämpfer erhebliche Nachteile, da er die Kontrolle der HydraulikfTuidqualität und der Menge des Hydraulikfluids sowie gegebenenfalls Nachfüllen und Austausch des Hydraulikfluids erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser mit variabler Mischkammer zu schaffen, der nicht die Nachteile eines in den Vergaser eingebauten Hydraulikdämpfers aufweist. Der erfindungsgemäße Vergaser mit variabler Mischkammer soll statt einer rechteckigen Mischkammeröffnung, wie sie bei herkömmlichen Vergasern mit variabler Mischkammer vorgesehen ist, eine in der Weise geformte Mischkammeröffnung aufweisen, daß Resonanzschwingungen und weites Oberschwingen des Saugkolbens verhindert werden, ohne daß ein Hydraulikdämpfer erforderlich ist.

Ferner soll der erfindungsgemäße Vergaser mit variabler Mischkammer einfach gewartet werden können.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Vergasers ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Figuren 1 und 2 schematische Darstellungen zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung;

Figur 3 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen

dem Kolbenweg des Saugkolbens und der Mischkammerquerschnittstlache bei einem

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erfindungsgemäßen Vergaser mit variabler Mischkammer zeigt;

Figur 4 eine Schnittdarstellung durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vergasers;

Figur 5 Figur 6 Figur 7 eine Seitenansicht des Vergasers gegemäß Figur 4,

eine Seitenansicht des Saugkolbens des Vergasers gemäß Figur 4;

eine Seitenansicht eines Saugkolbens gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Figur 8 eine Seitenansicht eines Saugkolbens gemäß einer dritten Ausführungsform;

Figur 9 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Luftdurchfluß Ga und der spezifischen Druckänderung Δ P₂/ Δ x für einen herkömmlichen Vergaser und für den Vergaser gemäß den Figuren 4 bis 6 zeigt; und

Figuren 10 und Seitenansicht einer vierten sowie einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vergasers.

Prinzip der Erfindung

Vor der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden im folgenden die theoretischen Grundlagen beschrieben.

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Ein Vergaser rait variabler Mischkammer umfaßt einen Saugkolben 2 (siehe Figur 1), der verschiebbar in einer Saugkammer 1 sitzt. Im Saugkolben ist ein Loch 2a ausgebildet, das für eine Verbindung zwischen dem Inneren der Mischkammer, im folgenden als Mischkammeröffnung bezeichnet, und dem Inneren der Saugkammer sorgt. In der Saugkammer ist eine Feder angeordnet, die auf den Saugkolben drückt. Der Vergaser mit variabier Mischkammer kann daher theoretisch in zwei Systeme zerlegt werden, nämlich ein pneumatisches System, das in Figur 1 dargestellt ist, und ein Federsystem, das in Figur 2 dargestellt ist.

(1) Pneumatisches System (Fig. 1) Der auf den Saugkolben 2 von der Saugkammer 1 aus wirkende Druck wird mit P₁ bezeichnet, und die Querschnittsfläche des Saugkolbens wird mit A₁ bezeichnet. Der auf die der Mischkammeröffnung zugewandten Oberfläche des Saugkolbens 2 wirkende Druck wird mit P„ bezeichnet und die Querschnittsfläche des Saugkolbens wird mit A₂ bezeichnet. Wenn die auf den Saugkolben 2 wirkenden Kräfte im Gleichgewicht stehen, sind die auf den Saugkolben 2 wirkenden Drücke P₁ und P_ einander gleich, so daß gilt P₁ = P_. Wenn der Saugkolben 2 von einer äußeren Kraft um eine kleine Strecke Δχ aus seiner Gleichgewichtslage verschoben wird, ändern sich die Drücke P₁ und P» UmAP₁ bzw.

_. Für das Kräftegleichgewicht gilt dann folgende Gleichung:

ΔΡ₂ =ΔΡ₁ + ΔΡ_Γ + AP_f (D Es gilt: ^P bezeichnet die Druckänderung, die durch die

Zähigkeit der durch das Loch strömenden Luft verursacht ist, und wird angegeben durch

^^Pf bezeichnet die Druckänderung, die durch die

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Trägheit der durch das Loch strömenden Luft hervorgerufen wird, und wird wiedergegeben durch

^Λ ^f " TCd⁴ · dt '

Q bezeichnet den Luftdurchfluß durch das Loch und wird wiedergegeben durch

0-2 ^l-α äs-

^g ~ E ' dt 1 dt '

μ bezeichnet den Zähigkeitskoeffizienten von

Luft;

_P bezeichnet die Luftdichte;

L bezeichnet die Länge des Lochs (siehe Fi

gur 1)
d bezeichnet den Durchmesser des Lochs (siehe

Figur 1);

V bezeichnet das Volumen der Saugkammer; E bezeichnet den Elastizitätsmodul von Luft.

Die auf den Saugkolben 2 v/irkende Kraft f wird durch folgende Gleichung wiedergegeben:

f = A₂P₂ - A₁P₁ (2)

Gemäß der geforderten Betriebscharakteristik eines Vergasers mit variabler Mischkammer wird die Druckänderung Δ P- in der Mischkanuaeröffnung bei Verschiebung des Saugkolbens 2 um eine geringe Strecke Λ x aus der Gleichgewichtslage beschrieben durch folgende Gleichung:

ί- = C (3)

Λχ

Darin ist C eine Konstante.

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(2) Federsystem (Figur 2)

Im folgenden wird die Bewegungsgleichung des in Figur 2 dargestellten Federsystems angegeben, worin m die Masse des Saugkolbens 2 und k die Federkonstante der Feder 3 ist, wobei die Dämpfung vernachlässigt wird:

2
f = m =-~ + kx (4)

dt^
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Zur Untersuchung der Stabilität eines Vergasers mit variabler Mischkammer wird eine charakteristische Gleichung unter Verwendung der Gleichungen (1) bis (4) aufgestellt, die zu einem Stabilitätskriterium für den Vergaser mit variabler Mischkammer führt, das durch folgende Gleichung wiedergegeben wird:

A -1 V

A^p

(wenn die Gleichung A^ P₁=^A ...Ax, die den Druckanstieg aufgrund der Komprimierung von Gas wieder

gibt, in Gleichung (5) eingesetzt wird, ergibt sich folgende Gleichung (6):

Δ χ 6^X

Gleichung (5) zeigt, daß dann, wenn das Verhältnis zwischen der Druckänderung Δ P_? des Drucks P₂ in der Mischkammeröffnung und der Verschiebung Δ χ des Saugkolbens 2 so gewählt wird, daß es kleiner als ein durch Gleichung (5) vorgegebener bestimmter Wert ist, verhindert werden kann, daß der Saugkolben aufgrund von Resonanz Schwankungen ausführt. Wenn zusätzlich die Funktionsweise des Vergasers mit variabler Mischkammer in Betracht gezogen wird, kann geschlossen werden, daß die Änderung Λ S der Querschnittsfläche S der Mischkammeröffnung aufgrund der Verschiebung Ax des Saugkolbens klein sein muß.

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Daraus ergibt sich folgendes. Wenn ein herkömmlicher Vergaser mit variabler Mischkammer, dessen Mischkammeröffnung rechtwinkelig ist, das oben angegebene Stabilitätskriterium erfüllen soll, ergibt sich als Forderung, daß die Mischkammeröffnung ein schlankes Rechteck ist, dessen lange Seiten in Richtung der Verschiebung des Saugkolbens liegen. Dies führt dazu, daß die Änderung der Querschnittsflache der Mischkammer-Öffnung aufgrund der Verschiebung Ax des Saugkolbens klein ist. Ein solcher Vergaser mit variabler Mischkammer, dessen Mischkammeröffnung die Form eines schlanken Rechtecks hat, muß jedoch einen großen Saugkolbenhub haben, damit auch der maximale Luftdurchfluß, der durch die Solleistung des Vergasers vorgegeben ist, durch die Mischkammeröffnung strömen kann. Daraus ergibt sich, daß ein solcher Vergaser mit variabler Mischkammer zum praktischen Einsatz nicht geeignet ist.

Es ist nun versucht worden, eine Form der Mischkammeröffnung zu finden, die einerseits das oben angegebene Stabilitätskriterium erfüllt und andererseits einen ausreichend großen maximalen Luftdurchfluß ermöglicht und ferner für einen praktisch verwendbaren Vergaser mit variabler Mischkammer geeignet ist.

In Figur 3 ist die Verschiebung des Saugkolbens bzw. der Kolbenweg mit χ bezeichnet, und die dem Kolbenweg χ zugeordnete Mischkammerquerschnittsflache als S(x) dargestellt. Nenn bei einer Verschiebung des Saugkolbens um A x die relative Änderung den konstanten Wert oO haben soll, wird diese Bedingung durch folgende Gleichung (7) wiedergegeben:

s~uj - ¹^ ⁽⁷⁾

Die Lösung der Gleichung (7) ist

S=S e ^lX/X (8)

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Darin ist S die Mischkammerquerschnittsflache bei x=0.

Die Breite f (χ) der Mischkammeröffnung ergibt sich durch Differenzieren von Gleichung (8):

f (x) =^X/ S_Qe ^^x (9)

Aus der vorstehenden Erläuterung ergibt sich, daß dann, wenn die End- bzw. Begrenzungsfläche der Mischkammeröffnung dem Verlauf einer Exponentialkurve des Kolbenwegs des Saugkolbens folgt, die Druckänderung /S. P_? in der Mischkammeröffnung unterhalb eines bestimmten Wertes gehalten werden kann. Demzufolge können Schwankungen des Saugkolbens aufgrund von Resonanz verhindert werden, während gleichzeitig eine ausreichend große Mischkammerquerschnittsflache erreicht wird.

Ausführungsbeispiele 20

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 4 bis 6 erläutert.

Der Vergaser umfaßt ein Vergasergehäuse 10, das mit einem Kammergehäuse 12 versehen ist, in dem sich eine Saugkammer 14 befindet. Am Kammergehäuse 12 ist eine Führung 13 einstückig angeformt. In die Führung 13 ist verschiebbar eine Stange 18 eingesetzt, die an einem Saugkolben 16 befestigt ist. Der Saugkolben 16 wird vom Kammergehäuse 12 so gehalten und geführt, daß er sich im Kammergehäuse 12 bewegen kann. Am Saugkolben 16 sind Labyrinthdichtungen 16a ausgebildet. In der Wand bzw. Stirnfläche des Saugkolbens 16, die der Mischkammeröffnung 28 zugewandt ist, ist ein Loch 16b ausgebildet. In der (in Figur 4) oberen Wand des Vergasergehäuses 10 ist ein Loch 10a ausgebildet, das das Innere des Vergasergehäuses 10 mit einer

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unter atmosphärischem Druck stehenden Kammer 2 0 verbindet, die den Zwischenraum zwischen dem Saugkolben 16 und dem Vergasergehäuse 10 ausfüllt. Am (in Figur 4) unteren Ende des Saugkolbens 16 ist eine Dosiernadel 22 so befestigt, daß diese Dosiernadel 22 in eine Kraftstoffkammer 24 ragen kann, die mit der unteren Wand des Vergasergehäuses 10 verbunden ist. Durch eine Zufuhrleitung 27 in die Kraftstoffkammer 24 eingespeister Kraftstoff wird der Mischkammeröffnung 28 dosiert durch einen Zwischenraum zugeführt, der zwischen der Dosiernadel 22 und einer Dosierdüse 26 besteht, die an der Verbindungsstelle zwischen der Kraftstoffkammer 24 und der Mischkammer ausgebildet ist. Stromab der Mischkammeröffnung 28 ist eine Drosselklappe 30 angeordnet, und stromauf der Mischkammer 28 befindet sich ein Luftrohr 32, durch das Luft zugeführt wird. In der Saugkammer 14 befindet sich eine Feder 34, die auf den Saugkolben 16 drückt.

Der vorstehend beschriebene Aufbau des Vergasers entspricht dem herkömmlicher Vergaser mit variabler Mischkammer. Die in den Figuren 4 bis 6 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vergasers mit variabler Mischkammer weist ferner einen von der unteren Wand des Vergasergehäuses 10 ausgehenden ebenen Vorsprung 36 sowie zwei Begrenzungselemente 38 und 38' auf, die an der unteren Stirnfläche des Saugkolbens 16 befestigt sind. Die Endfläche jedes der Begrenzungselemente und 38' hat einen exponentiellen Verlauf und folgt der Kurve f(x)= ^S e ^{>jC x}, wobei χ als Abstand von der unteren Stirnfläche gemessen wird. Dies hat zur Folge, daß die Querschnittsfläche der Mischkammeröffnung 28, die von der unteren Stirnfläche des Saugkolbens 16, dem am Vergasergehäuse 10 ausgebildeten Vorsprung 36 und den zwei Begrenzungselementen 38 und 38' begrenzt wird, eine exponentielle Funktion des Abstandes χ ist. Die relative Änderung A S/S ist konstant, wobei die

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relative Änderung definiert als das Verhältnis der Flächenänderung Δ S der Mischkammeröffnung bei einer Verschiebung A zur Mischkammerquerschnittsflache S.

Wenn die Drosselklappe 13 plötzlich geöffnet wird, während der Saugkolben 16 eine bestimmte, dem durch die Mischkammeröffnung 28 strömenden Luftstrom entsprechende Stellung einnimmt, bei der die auf den Saugkolben 16 aufgrund der Drücke und der Feder 34 wirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind, steigt der Unterdruck P_ in der Mischkammeröffnung 28 an. Der erhöhte Unterdruck P₂ wird durch das Loch 16b in die Saugkammer 14 übertragen. Dies hat zur Folge, daß die aus der unter atmosphärischem Druck stehenden Kammer 20 und aus der Saugkammer 14 wirkenden Kräfte nicht mehr im Gleichgewicht sind, so daß der Saugkolben 16 entgegen der Kraft der Feder 34 eine Bewegung nach oben (in Figur 4) beginnt. Wenn der Saugkolben 16 beginnt, sich nach oben zu bewegen, sinkt der Unterdruck in der Mischkammeröffnung, so daß eine auf die untere Stirnfläche des Saugkolbens 16 wirkende Kraft erzeugt wird, die den Saugkolben 16 anzuheben versucht. Andererseits wird die Luft in der Saugkammer 14 beim Anheben des Saugkolbens 16 komprimiert, so daß auf den Saugkolben 16 aufgrund des Luftkisseneffektes eine seiner Bewegung entgegengerichtete Kraft wirkt.

Die Querschnittsfläche der Mischkammeröffnung 28 ist so gewählt, daß der Vergaser mit variabler Mischkammer die Glei-

P P chung (6), d.h. die Bedingung Δ 1_ ^> Δ 2 , erfüllt, wobei

aus Figur 4 erkennbar ist, daß gilt Α.. > A_. Die auf den Saugkolben 14 aufgrund des Druckanstiegs ΔΡ, bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 16 wirkende Kraft ist gleich ^P- χ A-. Die auf den Saugkolben 16 aufgrund des Luftkisseneffektes in der Saugkammer 14, der durch die Verschiebung des

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Saugkolbens 16 hervorgerufen wird, wirkende Kraft ist gleich ^P- χ A-. Demzufolge ist die auf den Saugkolben aufgrund des Luftkisseneffektes wirkende KraftΔρ χ A₁ größer als die aufgrund des Druckanstiegs auf den Saugkolben wirkende Kraft

Λ Pp ^{x A}2" ^^er ^Sau<3kolben 16 führt daher keine Resonanzschwingungen aus und schwingt nicht über.

Im Figur 9 sind Versuchsergebnisse dargestellt, die mittels des in den Figuren 4 bis 6 dargestellten Vergasers mit variabler Mischkammer und mittels eines herkömmlichen Vergasers mit variabler Mischkammer ohne Hydraulikdämpfer erzielt wurden. Für den Vergaser gemäß den Figuren 4 bis 6 waren die Konstanten für Gleichung (9) so gewählt, daß gilt Ο,Ι^-.^Ο,Β und

2 2

1,0mm <S ^60 mm . Der herkömmliche Vergaser hat eine schlanke — o—

Mischkammeröffnung, deren Breite nicht weniger als 8 mm betrug. Im Diagramm gemäß Figur 9 ist auf der Ordinate der Luftdurchfluß Ga und auf der Abszisse die spezifische Druckänderung .iP./-ix aufgetragen, die als Verhältnis des Druckanstiegs /\P_ zur Verschiebung .dx des Saugkolbens definiert ist. Die Kurve A gibt die Kennlinie des Vergasers gemäß den Figuren 4 bis 6 wieder. Wie die Kurve A zeigt, ist die spezifische Druckänderung ΔΡ_?//Αχ annähernd konstant für alle Luftdurchflüsse. Schwankungen und Schwingungen des Saugkolbens 16 wurden nicht beobachtet. Die Kurve B gibt die Kennlinie für den herkömmlichen Vergaser wieder. Die Kurve B zeigt, daß die spezifische Druckänderung ΔΡ./Δχ stark ansteigt, wenn der Saugkolben fast geschlossen ist, wobei der Luftdurchfluß niedrig ist. Es wurden Schwingungen des Saugkolbens beobachtet. Diese Schwingungen sind dadurch verursacht, daß die spezifische Druckänderung AP-/Δχ in einem Bereich oberhalb des durch 4 P_/^ χ = A. — gegebenen Grenzwertes liegt.

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Der in den Figuren 4 bis 6 dargestellte Vergaser mit variabler Mischkammer kann somit Schwingungen und überschwingen des Saugkolbens verhindern, ohne daß ein Hydraulikdämpfer benötigt wird, der zahlreiche Schwierigkeiten hervorruft.

Der in Figur 7 dargestellte Saugkolben 16 weist zwei Begrenzungselemente 38a und 38'a auf, die jeweils eine Endfläche haben, die statt des exponentiellen Verlaufs der Endfläche bei den Begrenzungselementen 38 und 38* kreisbogenförmig verläuft. Die Herstellung der Begrenzungselemente 38a und 38'a ist einfacher als die Herstellung der Begrenzungselemente 38 und 38'. Der in Figur 8 dargestellte Saugkolben 16 weist zwei Begrenzungselemente 38b und 38'b auf, die jeweils eine schräg verlaufende Endfläche aufweisen. Die Begrenzungselemente 38b und 38'b können einfacher hergestellt werden als die Begrenzungselemente 38 und 38'. Es ist durch Untersuchungen nachgewiesen worden, daß dann, wenn die in den Figuren 7 und 8 dar-0 stellten Saugkolben so dimensioniert sind, daß die spezifische

Druckänderung _A 2_ kleiner als der Grenzwert 1 ist, Re-

/^ χ V

sonanzschwinqungen und Überschwingen des Saugkolbens verhindert werden können. Die Untersuchungen wurden für den in Figur 7 dargestellten Saugkolben im Bereich von ■=■ ^ R < D

2 2 j — —

und 10 mm ^S < 60 mm durchgeführt. Die Untersuchungen

— O —

wurdan für den in Figur 8 dargestellten Saugkolben im 3ereich

von 80^ο5ζ,'5· 140° und 10mm ^ S_ < 60 mm durchgeführt.

Der in Figur 10 dargestellte Vergaser mit variabler Mischkammer umfaßt einen Saugkolben 16 mit ebener unterer Stirnfläche und zwei Begrenzungselemente 40 und 40', die an der der Stirn fläche des Saugkolbens 16 zugewandten Wand des Vergasergehäuses 10 angeordnet sind. Die Endfläche jedes dieser Begrenzungselemente verläuft exponentiell entsprechend der Kurve f(x) =^<*'S e^{u x} , wobei χ als Abstand von der VJand des Verga-

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sergehäuses 10 gemessen wird. Die Endflächen sind so angeordnet, daß jede Endfläche der jeweils anderen Endfläche zugewandt ist. Der in Figur 10 dargestellte Vergaser mit variabler Mischkammer verursacht keine Schwingungen des Saugkolbens. Die in Figur 10 dargestellten Endflächen 40 und 40' können ebenfalls durch kreisbogenförmige Endflächen entsprechend den in Figur 7 dargestellten Endflächen ersetzt sein und außerdem wie die Endflächen in Figur 3 schräg verlaufen, wie dies in Figur 11 gezeigt ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist dafür gesorgt, daß der Saugkolben keine Resonanzschwingungen ausführt und nicht überschwingt, ohne daß der Vergaser dazu einen Hydraulikdämpfer erfordert. Der erfindungsgemäße Vergaser mit variabler Mischkammer ist darüberhinaus einfach aufgebaut und kann auf einfache Weise gewartet und eingestellt werden.

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Claims

Patentansprüche

Vergaser mit variabler Mischkammer, mit einem Saugkolben, der quer zur Richtung eines Luftstromes entsprechend Änderungen des Luftdurchflusses so bewegbar ist, daß die Querschnittsfläche einer Mischkammeröffnung verändert wird, die zwischen dem unteren Ende des Saugkolbens und der dem unteren Ende des Saugkolbens zugewandten Wand des Vergasergehäuses ausgebildet ist, und dadurch die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Mischkammer strömenden Luftstromes im wesentlichen konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammeröffnung (28) eine solche Form hat, daß die Zunahme der Mischkammerquerschnittsflache (S) bei der Verschiebung des Saugkolbens (16) zunehmend größer wird, so daß Resonanzschwingungen des Saugkolbens verhindert werden.
2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß im Saugkolben (16) ein Loch (16b) ausgebildet ist, das die Mischkammeröffnung (28) mit einer Saugkammer (14) verbindet, in der der Saugkolben bewegbar ist, und daß innerhalb der Saugkammer eine Belastungseinrichtung (34), jedoch keine hydraulische Dämpfungseinrichtung, vor gesehen ist, die auf den Saugkolben drückt.

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3. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungseinrichtung eine in der Saug-

kammer (14) angeordnete Feder (34) ist, die am Saugkolben (16) angreift.
4. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Mischkammeröffnung (28) eine solche Form hat, daß die Druckzunahme ΔP₇ in der Mischkammeröffnung (28) bei der Verschiebung des Saugkolbens
(16) um die Strecke/^x die Bedingung

Λ χ

erfüllt, wobei A. die der Sauglcammer zugewandte Querschnittsfläche des Saugkolbens ist, Ξ der Elastizitätsmodul von Luft ist und V das Volumen der Saugkammer ist.
5. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich-2C net, daß am unteren Ende des Saugkolbens (16) zwei Begrenzungselemente (38, 38') vorgesehen sind, die einander zugewandte Endflächen aufweisen, die jeweils entsprechend einer Exponentialfunktion gekrümmt sind, deren Variable
der Abstand vom unteren Ende ist.
6. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Saugkolbens (16) zwei Begrenzungselemente (38a, 38'a) vorgesehen sind, die einander zugewandte Endflächen aufweisen, die jeweils bogenförmig ausgebildet sind.
7. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Saugkolbens (16) zwei Begrenzungselemente (38b, 38*b) vorgesehen sind, die einander zugewandte Endflächen aufweisen, die jeweils schräg

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geneigt verlaufen.
8. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Saugkolbens (16) flach ist und daß an der dem unteren Ende zugewandten Wand des Vergasergehäuses (10) zwei Begrenzungselemente (40, 40*) vorgesehen sind, die einander zugewandte Endflächen aufweisen, die jeweils entsprechend einer Exponentialfunktion gekrümmt sind,deren Variable der Abstand vom unteren Ende ist.
9. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Saugkolbens (16) flach ist und daQ an der dem unteren Ende zugewandten Wand des Vergasergehäuses (10) zwei Begrenzungselemente vorgesehen sind, die einander zugewandte Endflächen aufweisen, die jeweils bogenförmig verlaufen.
10. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Saugkolbens (16) flach ist und daß an der dem unteren Ende zugewandten Wand des Vergasergehäuses (10) zwei Begrenzungselemente (40a, 40*a) vorgesehen sind, die einander zugewandte Endflächen aufweisen, die jeweils schräg geneigt verlaufen.

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