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Vergaser
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Die Erfindung betrifft einen Vergaser mit einer im Ansaugkanal angeordneten
Starterklappe, mit einer stromab davon angeordneten Drosselklappe, die über ein
Gestänge mittels einer Förderfeder den Kolben einer Beschleunigungspumpe gegen eine
in der Arbeitskammer befindliche Gegenfeder betätigt, wobei die Arbeitskammer über
ein Einlaßventil mit der Schwimmerkammer und über ein Auslaßventil mit dem Ansaugkanal
stromauf der Drosselklappe verbunden ist.
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Bei handelsüblichen Ottobrenstoffen kann bei tiefen Umgebungstemperaturen
unter den im Saugrohr eines Ottomotors herrschenden Bedingungen nur ein Teil des
zugeführten Brennstoffes verdunsten. Bei stationärer Betriebsweise stellt sich ein
Gleichgewicht ein zwischen dem ins Saugrohr eingegebenen Brennstoff und dem in die
Zylinder gelangenden Brennstoff, so daß ein Betrieb des kalten Motors ohne wesentliche
Anreicherung gegenüber dem betriebswarmen Zustand möglich ist. Im Augenblick des
Öffnens der Drosselklappe verschlechtern sich die Bedingungen für das Verdunsten
des Brennstoffs.
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Es kommt zu einem vorübergehenden Ausmagern des den Zylindern zugeführten
Gemisches. Dadurch wird der Drehmomentaufbau des Motors beeinträchtigt. Üblicherweise
werden derartige Beeinträchtigungen vermieden, indem das zugeführte Gemisch während
der Anwärmperiode des Motors reicher eingestellt wird, als es eigentlich für den
stationären Betrieb notwendig wäre. Hierfür sind Starterklappen bekannt, die mittels
einer Bimetallspirale entsprechend der Temperatur für den Startvorgang auf einen
bestimmten Öffnungswinkel eingestellt und entsprechend der zunehmenden Betriebstemperatur
geöffnet werden. Durch die dadurch hervorgerufene Änderung des Unterdrucks im Ansaugkanal
stromab
der Starterklappe wird in Abhängigkeit von der sich ändernden
Temperatur die Brennstoffmehrmenge bestimmt.
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Für den instationären Betrieb sind in Vergaser zum Beispiel aus der
US-PS 24 93 8o4 Beschleunigungspumpen bekannt, Es wird in Abhängigkeit von der Bewegung
der Drosselklappe über ein Gestänge mittels einer Feder der Kolben der Beschleunigungspumpe
gegen die Kraft einer in einer Arbeitskammer angeordneten Gegenfeder betätigt. Die
Arbeitskammer ist mit dein üblichen Ein laß- und einem Auslaßventil versehen. Bei
dieser Pumpe läßt sich die für die Beschleunigung vorgesehene Brennstoffmenge nicht
in Abhängigkeit von der Temperatur ändern. Aus der DE-AS 12 61i 861 ist eine Beschleunigungspumpe
bekannt, bei der mittels eines Bimetall temperaturabhängig ein Gestängeanschlag
betätigt wird.
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Dadurch erfolgt eine ilubverkürzung gegen den Anschlag.
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Hierbei geht die Förderkurve im Volumen nicht gegen Null und die Einspritzmenge
pro Zeit zu Beginn der Beschleunigung bleibt unbeeinflußt Es wird über die Zeit
zuviel Brennstoff zugegeben, da am Anfang einer Bcschleunigung mehr Brennstoff benötigt
wird als zum Ende, wird mehr Brennstoff verbraucht und mehr CO im Abgas sein als
an sich unvermeidbar ist.
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Aufgabe der Brfndung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ferner
einen Vergaser eingangs genannter Art zu schaffen, der den Motor in instationären
Beschleunigungsphasen lediglich mit der Zusatzbrennstoffmenge versorgt, um unter
Berücksichtigung des jeweiligen Erwärmungszustandes des Motors einen dem Öffnen
der Drosselklappe folgenden steilen Drehmomentanstieg zu erzielen und das erhöhte
Drehmoment aufrechtzuerhalten.
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Diese Aufgabe nuirdl erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Förderfeder
vorgespannt in einem Federtopf angeordnet ist und die Gegenfeder mittels eines Temperatur-
Weg-Stellgliedes
vorspannbar ist. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt und wird im foigetden näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 einen Vergaser
Figur 2 ein Pumpendiagramm Der Vergaser soll alle zur vollständigen Funktion üblichen
und bekannten Systeme besitzen, auch wenn sie nicht dargestellt oder beschrieben
sind, da sie zum Verständnis der Fuiiktion der Erfindung nicht erforderlich sind.
Der Vergaser weist eine Starterklappe 1 in einem Ansaugkanal 2 auf. Die Drossellclappe
3 steht über ein zeichnerisch zum Teil nur angedeutetes Gestänge 4 mittels eines
hebels 5 mit einer Förderfeder 6 einer Beschleunigungspumpe 7 in Wirkverbindung.
Die Pumpe 7 weist eine Arbeitskammer 8 auf, die durch die Leitung 9 und ein Einlaßventil
10 mit der Schwimmerkammer 11 und durch eine Leitung 12 und ein Auslaßventil 13
über ein Einspritzrohr 14 m51: dem Ansaugkanal 2 stromauf der Drosselklappe 3 in
Verbindung steht. Dic Förderfeder 6 steht mittels eines Federtellers 15 und einer
diesen tragenden, an dem Kolben 16 befestigten Stange 17 mit dem Kolben 16 in Wirkverbindung.
In der Arbeitskammer 8 ist eine auf den Kolben 16 wirkende Gegenfeder 18 angeordnet.
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Diese ist an dem dem Kolben abgewandten Ende in einem Federteller
19 gehalten. Dieser ist mit dem Stößel 20 eines Temperatur-Weg-Stellgliedes 21 verbunden.
Der Stößel 20 kann über den Federteller 19 hinaus in den Arbeitsraum 8 reichen,
so daß sein freies Ende - wie weiter unten beschrieben - zur Anlage an den Kolben
16 gelangen kann. Die Vorspannkraft der Gegenfeder 13 wird in Abhängigkeit vom Erwärmungszustand
des Motors vertindert. Dazu ist das Stellglied, das ein bekanntes Dehnstoffelement
sein kann, zum
Beispiel mit dem Sangrohr verbunden. Im Diagramm
der Figur 2 sind die Förderkennlinien der Pumpe fiir drei unterschiedliche Temperaturen
aufgezeichnet.
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Die Feder 6 ist unter Vorspannung in einem Federtopf 22 angeordnet
und auf einer Seite durch den Federteller 15 gehalten. Ein zweiter Federteller 22
überträgt mittels eines Stößels über den Hebel 5 und das Gestänge 4 die Bewegung
der Drosselklappe 3 auf die Förderfeder 6.
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Diese wird entsprechend der Öffnungsbewegung weiter vorgespannt und
betätigt den Kolben 16, indem sie die aus Federtopf 22, Stange 17 und Kolben 16
bestehende Einheit gegen die Kraft der Gegeiifeder 18 verschiebt.
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Bei langsamen Öffnen der Drosselklappe 3 bleibt die Kraft der Gegenfeder
18 zusammen mit der infolge des Einspritzens ausgeübten Druckkraft des Brennstoffs
am Kolben 16 kleiner als die Kraft, mit der dLe Forderfeder 6 vorgespannt ist. Der
Brennstoff wird so entsprechend der Öffnungsgeschwindigkeit der Drosselklappe 3
eingespritzt.
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Bei schlagartigem Öffnen der Drossclklappe 3 wirkt auf den Kolben
16 zusätzlich zur Kraft der Gegenfeder 18 von unten eine erhebliche Kraft, die sich
aus dem Druck in der Arbeitskammer ergibt.
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Sind diese beiden Kräfte zusammen größer als die Vorspannung der Förderfeder
6, so nimmt diese die Bewegung des Gestänges 4, 5 auf und wird dabei weiter gespannt.
Der Kolben 16 wird entsprechend der Spannung der Förderfeder 6 bewegt und die Kolbenbewegung
setzt sici auch nach Abschluß des Öffnens der Drosselklappe 3 fort. Das Einspritzen
ist beendet, wenn sich die am Kolben entgegengesetzt wirkenden Kräfte auflle'UenO
Durch das Spannen mit dem Stellglied 21 erreicht man
eine Temperaturabhängigkeit
der Pumpenkennlinien.
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Die Einrichtung ist zum Beispiel. so ausgelegt1 daß bei Temperaturen
unter- -15°C und bei geschlossener Drosselklappe die Gcgenfeder 18 entspannt ist.
Damit kann das maximale Fördervolumen genutzt werden. Für drei Temperaturen ist
das Fördervolumen über der Spritzzeit in Figur 2 aufgetragen. Der Beginn der Förderung
erfolgt nach dem schlagartigen Öffnen der Drosselklappe. Die Pumpe ist so abgestimmt,
daß die Spritzrate (Menge/Zeit) zu Beginn des Beschleunigens groß ist. Dies fiihrt
zu einem steilen Drebmomentaufbau. Im weiteren Verlauf des Einspritzens nimmt die
Spritzrate ab, um das Drehmoment ohne Einpendeln oder einen Einbruch auf einem konstanten
Niveau zu halten. Der Vorteil der Erfindung ist untcr anderem darin zu sehen, daß
durch die Änderung der Spritzrete in Abhängigkeit von der Temperatur eine Anreichung
nur dann und nur in dem Maß erfolgt, wie es der Motorbedarf verlangt, wodurch es
möglich ist, die Startklappe lediglich für den Anlaßvorgang zu benutzen und uiunittelbar
danach voll zu öffnen. Somit kann die temperaturabhängige langsame Öffnung entfallen,
die in der Erwärmungsphase zu einer gleich mäßigen Überfettung des Gemiches bei
den bekannten Vergasern geführt hat.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stößel 20 bei
Erwärmung gegen den Kolben 1G anliegt, wodurch die Funktion der Pumpc beendet ist.
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Hierbei weist der Vergaser zusätzlich noch die übliche Einspritzpumpe
auf. Es ist jedoch möglich, den Stößel 20 nicht über den Federteller 19 hinauszuführen
und die Pumpe 7 als einzige im Vergaser zu verwenden. Dann muß dafür gesorgt werden,
daß bei einer vorgewählten Temperatur keine weitere Vorspannung der Gegenfeder 18
erfolgt, das heißt bei der vorgewählten Teinperatur muß der maximale Hub des Dehnstoffelcmcntes
erreicht sein.
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B e z u g s z e i c h e n 1 Starterklappe 2 Ansaugkanal 3 Drosselklappe
4 Gestänge 5 Hebel 6 Förderfeder 7 Beschleunigungspumpe 8 Arbeitskammer 9 Leitung
10 Einlaßventil 11 Schwimmerkammer 12 Leitung 13 Auslaßventil 14 Einspritzrohr 15
Federteller 16 Kolben 17 Stange 18 Gegenfeder 19 Federteller 20 Stößel 21 Stellglied
22 Federtopf 23 Federteller
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