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Vergaseranlage für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen
für Brennkraftmaschinen bestimmten Verbundvergaser mit einer der Hauptmischkammer
(Hauptvergaser) zugeordneten Hauptdrosselklappe und mit der Hilfsmischkammer (Hilfsvergaser)
zugeordneter Hilfsdrosselklappe, welch letztere durch Schließkräfte, z.B. von Federn,
derart vorbelastet ist, daß sie sich nicht selbsttätig zu öffnen vermag, und welche
vermittels einer zwangläuegen Abhängigkeit von der Bewegung der Hauptdrosselklappe
erst dann öffnet, wenn diese eine bestimmte Offenlage, vorzugsweise die 3/4-Offenlage,
erreicht hat.
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Die Erfindung bezieht sich also nicht auf solche Verbundvergaser,
bei welchen die öffnung der zweiten Klappe vollautomatisch, z. B. mittels des Strömungsdruckes
oder durch drehzahlabhängige Einrichtungen, ausgelöst wird. Vergaser dieser Art
haben zwar den Vorteil, daß die Kraft für das Öffnen der Hilfsklappe nicht vom Gaspedal
des Fahrers aufgebracht zu werden braucht. Dafür ist jedoch der Öffnungsz#itpunkt
der zweiten Klappe unbestimmter, und es kann außerdem geschehen, daß die Hilfsklappe
zur Unzeit öffnet (z. B. wenn beim Gangwechsel die Neigung besteht, daß das Ansaugvakuum
steigt).
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Die Erfindung bezweckt, bei einem Verbundvergaser der eingangs erwähnten
Art das Gaspedal weitgehend bzw. gänzlich von Kräften zu entlasten, die bei der
Betätigung der Hilfsdrosselklappe auftreten und welche bekanntlich als sehr störend
empfunden werden, wenn sie zu groß sind. Andererseits ist aber ein hohes Schließmoment
der Hilfsklappe deshalb erforderlich, weil ein vollkommen dichtes Anliegen der Hilfsklappe
an den Ansaugkanalwänden während ihrer Außerbetriebstellung erforderlich ist.
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Die Erfindung überwindet die sich aus den einander widersprechenden
Erfordernissen ergebenden Schwierigkeiten dadurch, daß die Hauptdrosselklappe bei
Erreichen der genannten kritischen Offenlage eine Servoeinrichtung auslöst, welche
als Folge dieser Auslösung die Hilfsdrosselklappe sofort voll öffnet bzw. sie beim
rückwärtigen Erreichen der Auslöselagg sofort voll schließt. An sich ist die Verwendung
von Hilfskräften od. dgl. bei vollautomatisch öffnenden Zweitklappen bekannt. Sie
dienen dabei aber nicht in erster Linie der Entlastung des Gaspedals, da dieses
hier ohnehin keinen direkten Einfluß auf die zweite Klappe (Hilfsklappe) hat.
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Die Erfindung darf nicht verwechselt werden mit einem bekannten Verbundvergaser,
bei welchem die Hauptdrosselklappe erst nach Erreichen ihrer bestimmten (kritischen)
Offenlage die Bewegung der Hilfsdrosselklappe freigibt, und bei welchem das dann
beginnende Öffnen der Hilfsdrosselklappe durch eine Servoeinrichtung (Ansaugeunterdruckverstellung)
geschieht. Bei diesem bekannten Vergaser wird die Servoeinrichtung nicht von der
Hauptdrosselklappe unmittelbar ausgelöst, sondern es gibt hier die Hauptdrosselklappe
bzw. ein mit ihr verbundenes Hebelsystem, die Hilfsdrosselklappe lediglich frei,
so daß es dem tatsächlich im Ansaugesystem auftretenden Unterdruck überlassen bleibt,
wann und bis zu welchem Grade er die Hilfsdrosselklappe öffnen will. Es ist daher
bei dem bekannten Verbundvergaser eine genaue Abstimmung zwischen der Schließfeder
und der Größe der Membran erforderlich, um eine einwandfreie Regelung der Hilfsdrosselklappe
entsprechend dem Ansaugvakuum zu erhalten.
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Beim erfindungsgemäßen Vergaser hingegen hat die Hilfsdrosselklappe
nur zwei Betriebslagen, nämlich völlig geschlossen oder völlig geöffnet. Für die
Bemessung der ab einer vorbestimmten Offenlage der Hauptdrossel wirksam werdenden
Hilfskraft ist daher lediglich die Bedingung erforderlich, daß sie groß ist, um
das Öffnen der Hilfsdrosselklappe zu bewirken. Ein genaues Abstimmen der Größe dieser
Kraft auf das Ansaugvakuum ist also nicht notwendig.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt. In der Zeichnung ist Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vergaseranlage
nach der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1,
Fig.
3 eine Teilansicht in Richtung der Pfeile 3-3
der Fig. 1,
Fig.
4 ein vergrößerter Teil einer Schalteinrichtung und -Fig. 5 ein Schnitt nach
Linie 5-5 der Fig. 4.
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Im Rahmen der Erfindung kann eine beliebige Anzahl von Vergasern vereinigt
werden. In der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform sind zwei Hauptvergaser
10 sowie je zwei Hilfsvergaser 12 und 14 verwendet. In der Zeichnung
ist nur die Hälfte der Gesamtanlage (Sechstrichtervergaser) dargestellt.
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Außer den nachstehend besonders aufgeführten Unterschieden haben die
Vergaser grundsätzlich gleichen Aufbau, wenn auch bei den Hilfsvergasern 12 und
14 entbehrliche Teile fortfallen, wie z. B. willkürlich oder selbsttätig beeinflußte
Vordrosseln.
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Der Hauptvergaser 10 wird vom Fuß des Fahrers aus betätigt
und enthält eine selbsttätige Einrichtung 16, die über einen Thermostaten
eine Vordrossel 18
(Choke) steuert. Diese öffnet sich allmählich mit ansteigender
Maschinentemperatur, bis sie völlig geöffnet den Luftzustrom entsprechend der Anforderung
der Maschine und des Fahrers gestattet. Das Hauptvergasersystem 10 enthält
eine Drosselklappenachse 20, an der zwei drehbare Drosselklappen 22 befestigt sind.
An der Drosselklappenachse 20 ist außerhalb des Vergasergehäuses ein Hebel 24 befestigt,
an den bei 26 das nicht dargestellte Gaspedalgestänge angelenkt ist. Der
Hebel 24 wird in Fig. 2 im Uhrzeigersinn gedreht, um die Drosselklappen 22 zu öffnen.
Die üblichen Leerlaufanschläge 28 und 30 sind vorgesehen und ferner
eine Dämpfungseinrichtung 32,
um ein zu schnelles Schließen der Hauptdrossel
zu verhindern, wenn das Gaspedal plötzlich losgelassen wird. Hierdurch wird die
Möglichkeit eines Stehenbleibens der Maschine beseitigt.
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Die Hilfsvergaser 12 und 14 haben Drosselklappenachsen 34 bzw.
36, die die Drosselklappen 38 bzw. 40 tragen. Wie Fig. 1 zeigt,
erstreckt sich die Drosselklappenachse 34 durch den Vergaser 12 hindurch und endet
außerhalb des Vergasergehäuses, wo ein Hebel 42 für das Drehen der Achse befestigt
ist. An dem Hebel 42 ist das eine Ende einer Steuerstange 44 angelenkt, deren anderes
Ende in ähnlicher Weise mit einem Hebel 46 verbunden ist, der auf der Drosselklappenachse
36 des Vergasers 14 sitzt. Wird die Achse 34 gedreht, um die Hilfsdrosselklappen
38 zu öffnen, so wird über die Steuerstange 44 die gleiche Bewegung auf den
Hebel 46 übertragen, so daß eine gleichzeitige Betätigung der Hilfsdrosselklappe
38
und 40 erfolgt.
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Um bei den Hilfsvergasern 12 und 14 Vordrosseln zu vermeiden, ist
eine therniostatisch gesteuerte Verriegelung vorgesehen, so daß die Hilfsdrosselklappen
38 und 40 erst geöffnet werden können, wenn die Maschine genügend warmgelaufen
ist, um deren Betätigung ohne unzulässige Abmagerung des Gemisches zu erlauben.
Hierzu dient ein Hebel 50 (Fig. 2), der drehfest mit der Achse
52 der Vordrossel 18 des Hauptvergasers 10 verbunden ist-.
Das eine Ende einer Stange 54 ist bei 56 an den Hebel 50 angelenkt, während
ihr anderes Ende an einen Arm 58 eines Hebels 60 angelenkt ist. Der
Hebel 60 ist bei 62 an dem Gehäuse des Vergasers 12 schwenkbar befestigt.
Auf der Drosselklappenachse 34 sitzt ein Hebel 64, der mit einer Verlängerung
66 versehen ist, die mit einem Arm 68 des Hebels 60 derart
zusammenwirkt, daß die Teile bei kalter Maschine die in Fig. 2 dargestellte Lage
einnehmen. In dieser sind der Hebel 64 und damit die Drosselklappen 38 in
der Schließlage verriegelt, so daß die Drosselklappen 38 nicht öffnen können,
gleichgültig, wie weit die Drossel 22 geöffnet ist. Da die Hilfsdrosselklappen
38 und 40, wie beschrieben, miteinander gekuppelt sind, verhindert die Verriegelungseinrichtung
also auch das vorzeitige Öffnen der Drosselklappen 40. Wird die Vordrossel
18 durch ihren Thermostaten geöffnet, wenn die Maschinentemperatur ansteigt..
so wird der Hebel 50 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und veranlaßt ein
Drehen des Hebels 60 im Uhrzeigersinn, so daß den Drosselklappen
38 und 40 das öffnen gestattet wird.
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Die Hilfsvergaser 12 und 14 haben Hauptbrennstoffzufuhreinrichtungen
ähnlich wie der Hauptvergaser 10. Es sind nicht dargestellte Beschleunigerpumpen
vorgesehen, die durch Stangen 70, 72 und 74 betätigt werden, welche an die
Drosselhebel 24 bzw. 64 bzw. 76 angelenkt sind. Die Hilfsvergaser haben keine
Leerlaufbrennstoffzufuhreinrichtung. Die Drosselklappen 38 und 40 sollen
beim Leerlauf vollständig geschlossen sein. Um den vollständigen Abschluß der Hilfsdrosselklappen
zu sichern, also besten Leerlauf zu gewährleisten, sind Hilfsfedern 78 und
80 (Fig. 1 und 3) vorgesehen, die mit einem Ende an den Hebeln
42 bzw. 46 und mit ihrem anderen Ende über Bolzen 82 bzw. 84 an den zugehörigen
Vergasergehäusen befestigt sind. Die Drosselklappen erhalten hierdurch eine verhältnismäßig
große, auf Schließen wirkende Vorspannung. Wenn dies in der Zeichnung auch nicht
dargestellt ist, so haben die Beschleunigerpumpen der Hilfsvergaser 12 und 14 ebenfalls
Rückzugsfedern, die auf die Drosselklappen 38 und 40 einwirken, jedoch auf
der anderen Seite der Vergaser wie der Federn 78 und 80. Die Rückzugsfedern
der Beschleunigerpumpen üben im gleichen Sinne wie die Federn 78 und
80 eine Schließkraft auf die Hilfsdrosselklappen aus. Durch die Anordnung
dieser gleichsinnig wirkenden Federn an beiden Seiten des Vergasers ergibt sich
ein in der Querrichtung ausgeglichenes Schließmoment auf die Hilfsdrosselklappen,
wodurch das vollkommen dichte Anliegen gegen die Ansaugkanalwände gewährleistet
ist.
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Wegen des verhältnismäßiggroßenSchließmoments, das auf die Hilfsdrosselklappen
durch die Federn der Beschleunigerpumpen und die Hilfsfedern 78 und
80
ausgeübt wird, ist es zweckmäßig, Drosseln mit 15'
statt der üblichen
mit 10' Schrägstellung zu verwenden, und die Drosseln verhälinismäßig stark
auszubilden. Hierdurch wird die Möglichkeit, daß sich die Hilfsdrosselklappen in
der Schließlage an den Einlaßkanalwänden festklemmen, verringert. Da das Leerlaufgemisch
allein durch den Hauptvergaser 10 zuströmen soll, sind ungewöhnlich hohe
Schließkräfte für die Hilfsdrosselklappen vorgesehen. Es wird daher das öffnen der
Hilfsdrosselklappen mit einer Hilfskraft vorgenommen, um den Widerstand am Gaspedal
zu verringern.
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Um die Betätigung der Hilfsdrosselklappen vom Gaspedal aus zu vermeiden,
ist die nachstehend beschriebene Steuereinrichtung für die Hilfsdrosselklappen vorgesehen.
Wie bereits - erwähnt, wird das Gemisch bei normalen Betriebsbedingungen
der Maschine durch den Hauptvergaser 10 bereitgestellt. Ferner werden die
Hilfsvergaser 12 und 14 -nur benutzt, wenn der Hauptvergaser 10 im wesentlichen
geöffnet ist. Das Fahrzeug kann daher mit verhältnismäßig hohen Fahrgeschwindigkeiten
gefahren werden, ohne daß es des Hinzuziehens der Hilfsvergaser bedarf. Bei normalen
Betriebsbedingungen können also äußerst wirtschaftliche Bedingungen erreicht
werden,
da bei dem Ausführungsbeispiel nur zwei von sechs Ansaugleitungen in Betrieb sind.
Nur bei besonders hohen Leistungsanforderungen werden auch die restlichen vier Ansaugleitungen
herangezogen. Wenn auch für die Hilfskraft zur Betätigung der Hilfsdrosselklappen
in Abhängigkeit von- der Hauptdrosselklappe zahlreiche Anlagen elektrischer, hydraulischer
oder anderer Art verwendbar sind, ist es doch am vorteilhaftesten, einen Unterdruck
zu verwenden, der in der Maschine sowieso zur Verfügung steht und der eine sehr
billige Anlage zur Erzeugung der Hilfskraft züi bauen ermöglicht. Dies ist insbesondere
gegenüber einer an sich ebenfalls möglichen elektrischen Anlage der Fall, weil letztere
eine umfangreiche und kostspielige Elektromagnetanordnung benötigt. An Stelle einer
auf einen Unterdruck ansprechenden Anlage könnte auch eine auf Flüssigkeitsdruck
ansprechende Anlage benutzt werden, wobei in beiden Fällen ein Steuerglied benutzt
wird, das in Abhängigkeit von einer auf es wirkenden Druckdifferenz bewegt wird.
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Die Hilfskraft zur Betätigung der Hilfsdrosselklappe wird von einer
Vakuumhilfspumpe90 abgeleitet, die ein Vakuum verhältnismäßig konstanter Größe für
verschiedene Zwecke bereithält, wie z.B. für den Scheibenwischerantrieb. An dein
Vergaser 12 ist durch eine Stütze94 ein Vakuumservomotor 92 befestigt. Der
Servomotor enthält eine biegsame Membran96, in deren Mitte starr ein Stellglied98
befestigt ist. Das freie Ende des Stellglieds 98 ist an eine Stange
100 angelenkt, deren anderes Ende an den Drosselhebel 64 derart angelenkt
ist, daß eine Bewegung der Membran 96 nach links eine Öffnungsbewegung der
Hilf sdrosselklappen 38 und damit über die bereits beschriebene Verbindung
auch eine gleichartige Öffnungsbewegung der Drosselklappen 40 bewirkt.
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Das Vakuum wird einer Kammer 102 des Servomotors 92 über einen
Anschluß 104 zugeleitet, der am Servogehäuse sitzt und mit einer Vakuumleitung
106
verbunden ist. Diese führt zu einem Luftschalter oder -ventil
110. Zum Luftschalter 110 führt eine Vakuumleitung 112 von der Vakuumhilfspumpe
90, so daß im Luftschalter 110 ein im wesentlichen konstantes Vakuum
zur Verfügung steht, das der Vakuumleitung 106 jedoch nur in Übereinstimmung
mit der Stellung der fußbetätigten Hauptdrossel 22 zugeleitet wird, wie dies nachstehend
beschrieben wird.
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Eine dritte Leitung 114 verbindet das eine Ende des Luftschalters
110 mit der Ansaugleitung des Vergasers 12 vor der Drosselklappe 22, um der
Servokammer 102 atmosphärische Luft zuzuleiten, wenn der Servomotor unwirksam gemacht
werden soll. Es wird Luft aus der Ansaugleitting des Vergasers 12 benutzt, damit
der Servokammer nur gereinigte Luft, die das Luftfilter bereits durchströmt hat,
zuströmt.
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Wie die Fig. 2, 4 und 5 zeigen, sitzt auf einer Achse
118 im Vergaser 10 ein Hebel 116. An einem Arm 120 dieses Hebels
116 ist das eine Ende der Stange 70
angelenkt, deren anderes Ende in.
ähnlicher Weise an den Drosselhebel 24 angelenkt ist. Der Hebel 116
trägt
zwei weitere Arme 122 und 124, die in Umfangsrichtung Abstand voneinander haben
und den Luftschalter 110 steuern. Beim Öffnen der Drosselklappen 22 wird
der Hebel 116 entgegen dem Uhrzeiger gedreht, bis der Arm 122 gegen einen
Vorsprung 126
eines Gleitstücks 128 des Luftschalters 110 anfährt.
Der Arm 122 liegt so, daß er den Vorsprung 126 erst trifft, wenn die Drosselklappen
22 so weit geöffnet sind, daß für eine größere Zunahme der Leistung zusätzliche
Ansaugkanäle erforderlich sind. Im Ausführungsbeispiel sind die Drosselklappen 22
im wesentlichen drei Viertel geöffnet, bevor die Hilfsdrosselklappen 38 und
40 geöffnet werden.
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Ein weiteres öffnen der Drosselklappen 22 bewirkt ein Umschalten des
Gleitstücks 128 durch den Arm 122 in eine Stellung, in der die Vakuumleitung
112 mit der Vakuumleitung 106 verbunden ist, so daß das Vakuum dem Servomotor
92 zugeleitet wird. Die Membran bewegt sich, um die Hilfsdrosselklappen
38,
40 in der beschriebenen Weise zu öffnen. Beim Schließen der Drosselklappe
22 wird der Arm 122 von dem Vorsprung 126 abgehoben, und ein federbelasteter
Kolben 130 bringt das Gleitstück 128 in die obere Stellung zurück,
in der die Vakuumleitung 106 mit der Leitung 114 verbunden ist, so daß in
die Servokammer 102 atmosphärische Luft strömt. Die Hilfsfedern 78 und
80 können dann zusammen mit den Federn der Beschleunigerpumpen die Hilfsdrosselklappen
in die Schließlage bringen.
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Der Luftschalter 110 hat ein Gehäuse 132 mit einer Kammer
134, in der das Gleitstück 128 gleitet, und einen Durchbruch 136,
durch den die Verlängerung 126 des Gleitstü#cks 128 nach außen ragt.
Im Gehäuse 132 sind mehrere öffnungen. 138, 140 und 142 vorgesehen,
die mit der Leitung 114 bzw. der Vakuumleitung 106 bzw. der Vakuumleitung
112 in Verbindung stehen. Die Innenfläche des Gleitstücks 128 ist ausgenommen,
so daß sich eine Aussparung 144 ergibt, die so lang ist, daß sie zwei benachbarte
Öffnungen freilegt und deren Verbindung gestattet. In der in Fig. 4 und
5 gezeichneten oberen Stellung sind die öffnungen 138 und 140 miteinander
verbunden, so daß atmosphärische Luft in die Servokammer 102 gelangt und die Hilfsdrosselklappen
geschlossen werden. Wird das Gleitstück 128 durch den Arm 122 des Hebels
116 in die untere Stellung gebracht, so sind die Öffnungen 140 und 142 miteinander
verbunden, so daß das Vakuum in der Servokammer 102 herrscht und die Hilfsdrosselklappen
geöffnet werden.
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Eine flache Feder 150 ist mit ihren Enden im Gehäuse
132 abgestützt und drückt auf eine Nase 152
am Gleitstück
128, um dieses in gleitender Berührung mit dem Gehäuse zu halten.
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Wenn der Kolben 130 das Gleitstück 128 nicht aus der
unteren Stellung für Öffnen der Hilfsdrosselklappen nach oben umzuschalten imstande
ist, wird der Arm 124 des Hebels 116 den Vorsprung 126 von unten treffen
und das Gleitstück 128 nach oben mitnehmen, so daß die Servokammer belüftet
wird.
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-Zu den nachfolgenden Patentansprüchen wird bemerkt, daß für den Gegenstand
des Anspruchs 4 ein vom Hauptgedanken der Erfindung (Patentanspruchl) losgelöster
Schutz nicht begehrt ist. Bei den übrigen Unteransprüchen handelt es sich um beispielsweise
Verwirklichungsformen des Hauptgedankens der Erfindung.