DE3123983C2 - Zumeßeinrichtung für flüssige oder gasförmige Medien - Google Patents

Description

Luftventil eine genaue, bedarfsgerechte Zuordnung des Kraftstoffdurchsatzes zu dem jeweiligen Luftdurchsatz, indem der freie Strömungsquerschnitt entsprechend der Stellung des Luftventils variiert wird. Demnach haben die einzelnen Flächenabschnitte der Konturenscheibe in zumindest einem ringförmigen Bereich einen solchen Abstand von dem Drehschieber, daß sich bei feststehendem Drehschieber und einer Verschwenkung der Konturenscheibe die erwünschte luftdurchsatzabhängige Kraftstoffzuordnung ergibt. Eine verschwenkende Verstellung des Drehschiebers ermöglicht eine noch zu erläuternde Korrektur dieser Kraftstoffzuordnung von zu berücksichtigenden Betriebsparametern, indem der Strömuhgsaustritt mit anderen Ringbereichen der Konturenscheibe ausgerichtet wird. Die Zumeßeinrichtung eignet sich vor allem dann für einen Gleichdruckvergaser, wenn die Konturenscheibe eine zentrische, vorstehende, zweite ebene Stirnfläche hat, so daß die Konturenscheibe durch das Luftventil leicht verschwenkt werden kann, ohne daß zusätzliche Bewegungsübertragungsmittel erforderlich sind. Demgegenüber spielen die für die Verstellung des Drehschiebers erforderlichen Verstellkräfte keine besondere Rolle, da hierfür ein ausreichend starkes elektromotorisches Stellglied benutzt werden kann.

Vorzugsweise ist ein federelastisch vorgespannter Anlageeingriff zwischen den ersten und zweiten ebenen Stirnflächen vorgesehen. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß die Stirnflächen stets aneinander anliegen und somit gleichbleibende Abstandsverhältnisse vorliegen, was für eine genaue Kraftstoffzumessung wichtig ist. Außerdem kann hierdurch sichergestellt werden, daß der Strömungsaustritt des Drehschiebers bei Ausrichtung mit der ebenen Stirnfläche der Konturenscheibe einwandfrei abgedichtet wird. Schließlich läßt sich durch entsprechendes Einstellen der federelastischen Vorspannung ein solcher noch ausreichender Anpreßeingriff zwischen den ebenen Stirnflächen erzielen, der bei einwandfreier Funktion eine gegenseitige Verschwenkbarkeit der Scheiben gewährleistet

Bei einer praktischen Aüsführungsform der Zumeßeinrichtung besitzt diese zwei koaxial verschiebbar ineinandergreifende Anschlußteile am Stellglied und am Drehschieber, ferner einen an einem Anschlußteil befestigten radialen Mitnehmerbolzen, der in eine Mitnehmernut am anderen Anschlußteil mit Spiel eingreift, außerdem eine die Anschlußteile in Umfangsrichtung bis zur Anlage des Mitnehmerbolzens an der Begrenzung der Mitnehmernut verspannende Drehfeder und eine die Anschlußteile in deren axialen Richtung auseinander drückende Vors_iannfeder. Ein solcher Aufbau stellt einen einwandfreien Antrieb des Stellgliedes auch dann sicher, wenn die ineinandergreifenden Anschiußteile nicht exakt zueinander ausgerichtet sind. Während in einer Drehrichtung über den Mitnehmerboizen Formschluß besteht, ergibt sich in der anderen Drehrichtung über die Drehfeder ein Federkraftschluß. Die Druckfeder hält die ebenen Stirnflächen spielfrei in Anlage und gewährleistet eine ausreichende Anpreßkraft, ohne daß sich Fertigungstoleranzen. Temperaturausdehnungen usw. nachteilig auf die Funktion auswirken können.

Grundsätzlich können die einzelnen Flächenabschnitte der Konturenscheibe einen beliebigen Abstand vom Drehschieber haben. Im Zusammenhang mit einer Anwendung der Zurneßeinrichtung bei einem Vergaser wird es jedoch bevorzugt, eine Mittelstellung des Strömungsaustritts, in der auf einer mittleren Umfangslinie der Konturenscheibe zwischen dem Vergaser-Luftdurchsatz und dem Vergaser-Kraftstoffdurchsatz der gewünschte Verlauf des Mischungsverhältnisses für den betriebswarmen Motor vorgegeben ist, und an die Mittelstellung angrenzende Schwenkbereiche des Strömungsaustritts vorzusehen, in denen in an die mittlere Umfangslinie angrenzenden äußeren sowie inneren Ringbereichen der Konturenscheibe bei jeder Stellung ίο derselben kleine, feinkorrigierende, positive sowie negative Änderungen des Mischungsverhältnisses vorgegeben sind. Demnach kann die luftdurchsatzabhängige Grundeinstellung des Kraftstoffdurchsatzes durch entsprechendes Verschwenken des Drehschiebers vergrößert und verkleinert werden. Derartige korrigierende Veränderungen der Grundeinstellung des Kraftstoffdurchsatzes sind beispielsweise für die Warmlaufkorrektur, die Höhenkorrektur, die Lambda-Regelung, die Übergangsanreicherung und dergleichen erforderlich. Außerdem kann hierdurch eine Anpassung des Kraftstoff du rchsatzes an unterschiedliche Mischkraftstoffe erfolgen, wie beispielsweise solche mit einem bestimmten Prozentgehalt an Methanol. Je nach Anwendungsfall kann der Drehschieber für Korrekturzwecke ständig oder zeitabhängig vorübergehend aus seiner Grundeinstellung gegenüber der Konturenscheibe verschwenkt werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich durch luftdurchsatzabhängig unterschiedliche, jedoch prozentual gleiche Änderungen des Mischungsverhältnisses bei gleichem Verschwenkungsgrad des Strömungsaustritts in den an die mittlere Umfangslinie angrenzenden Ringbereichen aus. Dies bedeutet, daß unabhängig von der jeweiligen Stellung der Konturenscheibe ein bestimmtes Verschwenken des Drehschiebers stets zu einer prozentual gleichen Änderung des Mischungsverhältnisses führt. Hierdurch lassen sich besonders einfache Steuerungs- bzw. Regelungsvorgänge erzielen, da unabhängig von der Schwenkstellung des Drehschiebers die vorgegebene Luftdurchsatzabhängigkeit der Kraftstoffzumessung beibehalten wird. Demnach hat die reliefartige Konturenfläche der Konturenscheibe in aneinander angrenzenden Ringbereichen in Umfangsrichtung unterschiedliche Steigungen. Auf diese Weise können gleichbleibende Anreicherungs- bzw. Abmagerungsvorgänge für verschiedene Zwecke in einfacher Weise erzielt werden.

In weiterer Ausgestaltung hat die K.onturenscheibe wenigstens einen weiteren, wie einen äußeren, Ringbereich zum ausreichenden Vergrößern des Kraftstoffdurchsatzes für den Tieftemperaturstart und die Warmlaufphase und/oder zum Verändern des Mischungsverhältnisses in Abhängigkeit von anderen Betriebsparametern. Demnach kann der Drehschieber beispielsweise beim Vorliegen tiefer Temperaturen so verschwenkt werden, daß sich ausreichende, temperaturabhängige Anreicherungsvorgänge ergeben. Mit zunehmender Betriebstemperatur kann der Drehschieber mit dem Strömungsausiritt in bezug auf die Konturenscheibe beispielsweise einwärts bis zu dem Ringbereich für den Normaibetrieb verschwenkt werden. Aus dieser Normalbetriebssieiiung kann der Drehschieber anschließend für Beschleunigungs- und andere Korrekturzwecke mehr oder weniger -weit im Sinne einer Anreicherung oder einer Abmagerung vorübergehend oder auch stationär verstellt werden. In allen Betriebsfällen kann dabei die Luftdurchsatzabhängigkeit der Kraftstoffzumessung beibehalten werden.

Je nach Anwendungsfall und Art sowie Ausbildung der Stellglieder fur den Drehschieber und die Konturenscheibe kann letztere eine umfangsmäßige und/oder radiale Unterteilung in einzelne ansteuerbare Abschnitte mit unterschiedlichen Abhängigkeiten des freien Strömungsquerschnitts von den durch die jeweiligen Schwenkgrade des Drehschiebers sowie der Konturen scheibe berücksichtigten Betriebsparametern haben. Demnach kann die Flächenaufteilung der Konturenscheibe den jeweiligen Betriebserfordernissen in praktisch beliebiger Weise angepaßt werden. In den verschiedenen Bereichen der Konturenscheibe kann die reliefartige Konturenfläche völlig unterschiedlich gestaltet werden, so daß sich durch Zuordnung des Strömungsaustritts des Drehschiebers zu den verschiedenen Bereichen der Konturenscheibe völlig unterschiedliche Betriebsabhängigkeiten erzielen iassen.

In weiterer Ausgestaltung besitzt die Zumeßeinrichtung vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten der zweiten ebenen Stirnfläche befindliche Abschnitte der Konturenscheibe für alternative Kraftstoffe und eine umschaltende Verschwenkbarkeit des Strömungsaustritts zu diesen Abschnitten. Damit kann der Drehschieber im Bedarfsfall einfach umgeschaltet werden, um eine Betriebsabhängigkeit der Zumessung für alternativen Kraftstoff, wie Methanol, zu erhalten, ohne die Konturenscheibe auswechseln zu müssen.

Vorzugsweise besitzt die Zündeinrichtung wenigstens ein elektromotorisches Stellglied für den Drehschieber oder die Konturenscheibe, ferner ein elektronisches Steuergerät zum Ansteuern des Stellgliedes in Abhängigkeit von Betriebsparametern und einen mit dem Steuergerät verbundenen Stellungsmelder für die jeweilige Schvenkposition des Drehschiebers oder der Konturenscheibe. Auf diese Weise lassen sich die einzelnen Betriebszustände in Abhängigkeit von gemessenen und/oder eingegebenen Betriebsparametern sehr genau erreichen und einhalten.

Die Konturenscheibe hat zweckmäßigerweise eine geprägte Konturenfläche. Diese läßt sich mit relativ geringem Aufwand sehr genau und in praktisch beliebiger Ausbildung herstellen. Außerdem ist die Konturenfläche der Konturenscheibe vorzugsweise korrosionsfest ausgebildet. Hierdurch werden eine lange Lebensdauer und eine gleichbleibende Zumeßgenauigkeit der Konturenscheibe auch im Falle einer Zumessung von agressiven Medien sichergestellt.

In weiterer Ausgestaltung werden korrosions- und verschleißfeste plangeschliffene Stirnflächen des Drehschiebers und der Konturenscheibe vorgesehen. Die Stirnflächen sollten korrosions- und verschleißfest sein, damit sie nicht durch aggressive Medien und durch den standigen Reibungseingriff übermäßig abgenutzt werden. Zum Erzielen einer ausreichenden Maßhaltigkeit und Dichtigkeit müssen die Stirnflächen exakt eben sein. Ein Planschleifen ist zweckmäßig und kann beispielsweise durch ein Einschleifen unter gegenseitiger Anlage der Stirnflächen erfolgen. Der Einschleifvorgang kann kontinuierlich oder intermittierend so lange fortgesetzt werden, bis die Scheiben den erwünschten gegenseitigen Abstand bzw. Strömungswiderstand haben.

Die Zumeßeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist vielseitig und beispielsweise im Zusammenhang mit Gleichdruckvergasern einsetzbar. Sie ermöglicht eine praktisch beliebig anpaßbare Zumessung von flüssigen oder gasförmigen Medien in Abhängigkeit von mehreren Betriebsparametern in einer sehr einfachen, betriebssicheren und exakten Weise.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels und lediglich beispielhaft im Zusammenhang mit einem Gleichdruckvergaser näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 in einer schematischen seitlichen Teilansicht eine Konturenscheibe und einen Drehschieber einer Zumeßeinrichtung,

F i g. 2 die Anordnung aus F i g. 1, in einer schematischen Draufsicht,

ίο F i g. 3 die Zumeßeinrichtung in beispielhafter Verbindung mit einem Fallstrom-Gleichdurckvergaser in einem schematischen Längsschnitt, und

Fig.4 die Anordnung aus Fig.3, in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht.

Gemäß den F i g. 1 und 2 besitzt ein scheibenförmiger Drehschieber 1 eine erste ebene Stirnfläche 2, die ringförmig ausgebildet ist und sich um den äußeren Rand der freien Stirnseite des Drehschiebers 1 erstreckt. Die ebene Stirnfläche 2 steht gegenüber dem übrigen Teil der genannten Stirnseite des Drehschiebers 1 in axialer Richtung vor. Der Drehschieber ist an seiner der Stirnfläche 2 entgegengesetzten Seite mit einer Welle 3 verbunden, die von einem axialen, im vorliegenden Fall im Querschnitt kreisrunden Strömungskanal 4 durchsetzt ist. Dieser führt zu einem entsprechenden Strömungsaustritt 5 im Bereich der ersten ebenen Stirnfläche 2.

Eine Konturenscheibe 6 besitzt im vorliegenden Fall eine in Richtung zum Drehschieber 1 axial vorstehende, zentrisch angeordnete, zweite ebene Stirnfläche 7, die von einer nur schematisch angedeuteten reliefartigen Konturenfläche 8 umgeben ist Die einzelnen Flächenabschnitte der Konturenfläche 8 haben von der ebenen Stirnfläche 2 des Drehschiebers 1 unterschiedliche Abstände, so daß in Abhängigkeit von der Zuordnung des Strömungsaustritts 5 zu den verschiedenen Flächenabschnitten hiervon begrenzte, unterschiedliche freie Strömungsquerschnitte außerhalb des Strömungsaustritts 5 zu erzielen sind. Dadurch läßt sich der relativ überdimensionierte Strömungsquerschnitt des Strömungskanals 4 im Bereich des Strömungsaustritts 5 in der gewünschten Weise mehr oder weniger weit drosseln.

Die Wellen 3„ 9 des Drehschiebers 1 und der Konturenscheibe 6 sind so zueinander parallel versetzt, daß sich bei allen Schwenlcstellungen des Drehschiebers 1 und der Konturenscheibe 6 die ebenen Stirnflächen 2 und 7 in gegenseitiger Anlage befinden. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, führt ein Verschwenken der Konturenscheibe 6 dazu, daß der Strömungsaustritt 5 den einzelnen Flächenabschnitten einer bestimmten Umfangslinie der reliefartigen Konturenfläche 8 zugeordnet wird. In der Stellung I des Drehschiebers 1 betrifft diese Zuordnung die Flächenabschnitte auf einer mittleren Umfangslinie 10 der Konturenscheibe 6. Bei einem Verschwenken des Drehschiebers 1 beispielsweise in die Positionen II, III und IV werden andere Umfangslinien der Konturenscheibe 6 abgetastet. Dadurch Iassen sich im Bereich des Strömungsaustritts 5 praktisch beliebige freie Strömungsquerschnitte erzielen. Bei einem Verschwenken des Drehschiebers 1 in die Stellung V gelangt der Strömungsaustritt 5 in den Bereich der ebenen Stirnfääche 7 der Konturenscheibe 6, so daß der Strömungsdurchgang infolge der gegenseitigen Anlage der ebenen Stirnflächen 2, 7 vollständig unterbrochen wird.

Infolge der zentrischen Anordnung der ebenen Stirnfläche 7 der Konturenscheibe 6 kann diese mit nur

kleinen Verstellmomenten bzw. -kräften verschwenkt werden. Dieses ist beispielsweise wichtig, wenn die Konturenscheibe 6 durch ein Vergaser-Luftventil oder dergleichen verstellt wird. Infolge der außerzentrischen Anordnung der ebenen Stirnfläche 2 des Drehschiebers 1 sind für dessen Verschwenkvorgänge notwendigerweise etwas größere Drehmomente erforderlich, die jedoch durch ein elektromotorisches Stellglied oder dergleichen aufgebracht werden können. In der Stellung I des Strömungsaustritts 5 des Drehschiebers 1 kann die reliefartige Konturenfläche 8 der Konturenscheibe 6 auf der mittleren Umfangslinie 10 so abgesetzt werden, daß für eine Anwendung bei einem Gleichdruckvergaser zwischen dem Luftdurchsatz und dem Kraftstoffdurchsatz der gewünschte Verlauf des Mischungsverhältnisses für den betriebswarmen Motor vorgegeben ist Im Bereich eines Verschwenken des Drehschiebers 1 von der Stellung I in die Stellungen II und III des Strömungsaustritts 5 kann die Änderung des Mischungsverhältnisses klein gehalten werden, um Feinkorrekturen ausführen zu können. In diesem Bereich werden luftdurchsatzabhängig unterschiedliche, jedoch bei jeder Stellung der Konturenscheibe und bei gleichen Drehschieberschwenkgraden vorzugsweise prozentual gleiche Änderungen des Mischungsverhältnisses erzielt. Hierdurch ist es möglich, beispielsweise temperatur- oder beschleunigungsabhängig bei allen Luftdurchsätzen bzw. Drehstellungen der Konturenscheibe 6 prozentual gleich große Kraftstoffanreicherur.gen zu erzielen. Im Bereich zwischen den Stellungen II und IV ist es beispielsweise möglich, den Kraftstoffdurchsatz so stark zu vergrößern, daß die für einen Tieftemperaturstart und die Warmlaufphase des Motors erforderliche Kraftstoffmenge zugemessen wird. Bei einem Verschwenken des Drehschiebers 1 bis zur Stellung V des Strömungsaustritts 5 wird dieser unabhängig von dem jeweiligen Luftdurchsatz vollständig verschlossen.

In den F i g. 3 und 4 wird eine lediglich beispielhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung bei einem speziellen Fallstrom-Gleichdruckvergaser dargestellt, wobei jedoch darauf hinzuweisen ist, daß es sich hier nur um ein Ausführungsbeispiel handelt und daß zahllose weitere Anwendungsfälie für eine Zumessung von flüssigen oder gasförmigen Medien möglich ist.

Gemäß der F i g. 3 und 4 besitzt ein Fallstrom-Gleichdruckvergaser eine Mischkammer 11, die stromauf von einem klappenförmigen, verschwenkbaren Luftventil 12 und stromab von einer klappenförmigen, verschwenkbaren Hauptdrossel 13 begrenzt wird, welche über ein so nicht näher bezeichnetes mechanisches Verbindungsmittel willkürlich verstellbar ist. Das Luftventil 12 wird dagegen in Abhängigkeit von dem jeweiligen Unterdruck in der Mischkammer 11 in bekannter Weise selbsttätig jeweils so verstellt daß sich ein im wesentlichen gleichbleibender Unterdruck einstellt

Die Mischkammer 11 wird von einer Heizwand 14 umgeben, die im vorliegenden Fall doppelwandig ausgebildet ist und beispielsweise mit Kühlwasser oder Abgas beheizt werden kann, um eine günstigere verdampfende Gemischaufbereitung an der innenseitigen Wandungsoberfläche zu erzielen.

In einem Vergasereinlaß 15 befindet sich ein Einsatzrohr 16, in dessen Innerem das schwenkbare Luftventil 12 angeordnet ist Die von dem Luftventil 12 herrührenden Luftwirbel können sich dadurch im Inneren des Einsatzrohres 16 abbauen, ehe der angesaugte Luftstrom in die eigentliche Mischkammer

11 gelangt. Zwischen der Vergaser-Rohrwandung und dem Einsatzrohr 16 befindet sich ein in Axialrichtung des Vergasers verlaufender ringförmiger Strömungsdurchgang, der den Vergasereinlaß 15 mit der Mischkammer 11 verbindet. Eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung mit einer sich um den Strömungsdurchgang erstreckenden Ringkammer 17 mündet über Einlaßkanäle 18 in den Strömungsdurchgang außerhalb des Einsatzrohres 16. Die Anordnung ist derart, daß im Bereich der Einlaßkanäle 18 annähernd die in der Mischkammer 11 vorhandenen Unterdruckverhältnisse vorherrschen. Die Kraftstoffzuteilung erfolgt im Strömungsdurchgang derart, daß sich ein möglichst guter Kraftstoff-Wandfilm ergibt, der zumindest im Bereich der Heizwand 14 verdampft.

Wie aus Fig.3 ersichtlich ist, befinden sich der Drehschieber 1 und die Konturenscheibe 6 in einem Raum 19, wobei die Konturenscheibe 6 bzw. deren Welle 9 mit dem Luftventil 12 drehfest verbunden ist. Demgegenüber ist die Welle 3 des Drehschiebers 1 in noch näher zu beschreibender Weise mit einem elektromotorischen Stellglied 23 verbunden. Der mit dem Strömungsaustritt 5 verbundene Strömungskanal 4 führt zu einem Ringkanal 20 in einem die Welle 3 umgebenden, nicht näher bezeichneten Gehäuse. Dieser Ringkanal 20 ist mit einem Tauchrohr 21 verbunden, das in den Kraftstoff innerhalb einer Schwimmerkammer 22 eintaucht.

Da der Raum 19 über einen Strömungskanal 36 mit der Ringkammer 17 verbunden ist, kann sich der Unterdruck in der Mischkammer 11 über den mehr oder weniger stark gedrosselten Strömungsaustritt 5 bis in die Schwimmerkammer 22 ausbreiten. Demnach erfolgt ein Ansaugen von Kraftstoff in den das Einsatzrohr 16 umgebenden Strömungsdurchgang in einem solchen Ausmaß, wie es durch die gegenseitige Stellung der Konturenscheibe 6 und des Drehschiebers 1 vorgegeben ist. Mit zunehmendem Öffnungsgrad des Luftventils

12 wird die Strömungsdrosselung im Bereich des Strömungsaustritts 5 reduziert so daß mehr Kraftstoff angesaugt werden kann. Im Falle einer anreichernden oder abmagernden Korrektur der Kraftstoffzumessung wird der Drehschieber 1 über die Welle 3 so verdreht, daß die Strömungsdrosselung im Bereich des Strömungsaustritts 5 entsprechend verringert oder vergrößert wird. Wenn es erwünscht ist, kann die Ringkammer 17 mit einem mit dem Vergasereinlaß 15 verbundenen, nicht näher bezeichneten Luft-Strömungskanal verbunden werden, damit sich bessere Gemischverteilungssowie -transportverhältnisse einstellen.

Gemäß F i g. 3 wird die Welle 3 des Drehschiebers 1 mittels des elektromotorischen Stellgliedes 23 angetrieben, das über ein elektronisches Steuergerät 24 angesteuert wird. Dem Steuergerät 24 können über Eingänge 25 mehrere gemessene und/oder eingegebene Betriebsparameter zugeführt werden, die das Steuergerät zu einer entsprechenden Verstellung des Drehschiebers 1 und damit zum Erzielen eines geeigneten Kraftstoffdurchsatzes verarbeitet Den Eingängen 25 kann ferner ein Signal von einem nicht dargestellten Stellungsmelder zugeleitet werden, der beispielsweise die jeweilige BetriebssteHung des Drehschiebers 1 erfaßt Die Rückmeldung des Istwertes wird in einem Lageregler dazu benutzt um das elektromotorische Stellglied so lange anzusteuern, bis der Istwert mit dem Sollwert übereinstimmt Auf diese Weise lassen sich die erwünschten Betriebszustände sehr genau erreichen und einhalten, und zwar unabhängig von den jeweiligen

Reibungsverhältnissen im Bereich der aneinander anliegenden ebenen Stirnflächen 2 und 7.

Im vorliegenden Fall besitzt das elektromotorische Stellglied 23 einen drehbaren Wellenstumpf 26, auf dem ein Federteller 27 mit einem axialen Vorsprung drehfest angeordnet wird. Dieser Vorsprung greift in eine zentrische, stirnseitige Vertiefung der Welle 3 ein. Ein mit dem Wellenstumpf 26 bzw. dem Federteller 27 verbundener Mitnehmerbolzen 28 greift in eine Mitnehmernut 29 der Welle 3 mit axialem und umfangsmäßigem Spiel ein. Eine zwischen dem F;derteller 27 und der Welle 3 eingespannte, äußere Drehfeder 30 verdreht die Welle 3 gegenüber dem Federteller 27 in der Weise, daß der Mitnehmerbolzen 28 an einer umfangsmäßigen Stirnseite der Mitnehmernut 29 zur Anlage kommt. Dadurch ergibt sich in einer Drehrichtung eine Formschiüssigkeit, während in der anderen Drehrichtung ein Federkraftschluß vorliegt. Eine zentrisch angeordnete Vorspannfeder 31 drückt die Welle 3 und den Wellenstumpf 26 in Axialrichtung auseinander, so daß der Drehschieber 1 mit seiner ebenen Stirnfläche 2 in einen federelastischen Anpreßeingriff mit der ebenen Stirnfläche 7 der Konturenscheibe 6 gelangt. Diese Anordnung gewährleistet einen einwandfreien Drehantriebseingriff zwischen dem elektromotorischen Stellglied 23 und dem Drehschieber 1 auch dann, wenn keine exakte axiale und/oder winkelmäßige Ausrichtung vorliegt. Überdies können hierdurch Fertigungstoleranzen, temperaturbedingte Veränderungen und dergleichen kompensiert werden.

Die Verstellung des Luftventils 12 erfolgt in bekannter Weise mittels einer Unterdruckdose 32. Der an einer Membranseite befindliche Steuerdruckraum der Unterdruckdose 32 wird über eine Leitung 33 mit der Mischkammer 11 verbunden. Der auf die Membran entgegen der Wirkung der Vorspannfeder einwirkende Unterdruck sorgt über die Membranbewegung dafür, daß das Luftventil 12 über eine Stange 34 und einen hieran angelenkten Hebel 35 im Sinne einer Konstanthaltung des Unterdrucks in der Mischkammer 11 verstellt wird, wie es auf dem Gebiet der Gleichdruckvergaser bekannt ist

Die erfindungsgemäße Zumeßeinrichtung ist überall dort einzusetzen, wo in Abhängigkeit von mehreren Betriebsparametern eine variable Zumessung von flüssigen oder gasförmigen Medien erwünscht ist. Der Antrieb der beiden Scheiben kann durch beliebige Stellglieder erfolgen, und es lassen sich hierdurch zumindest zwei Betriebsparameter berücksichtigen. Das Strömungsmittel kann durch den mehr oder weniger weit gedrosselten Strömungsaustritt gedrückt oder gesaugt werden. Normalerweise wird der für den Strömungstransport sorgende Preß- oder Differenzdruck konstant gehalten. Es ist jedoch grundsätzlich möglich, auch diesen Druck in Abhängigkeit von irgendeinem Betriebsparameter zu verändern, so daß eine weitere Variable für die Zumessung des Strömungsmittels vorliegt

Die Ausbildung sowie Unterteilung der reliefartigen Konturenfläche der Konturenscheibe 6 kann beliebig gestaltet und den jeweiligen Betriebserfordernissen angepaßt werden. Auch bezüglich der Form sowie Anordnung der ebenen Stirnflächen 2, 7 ist die Erfindung nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt Beispielsweise wäre es möglich, die gesamte Stirnseite des Drehschiebers 1 als ebene Stirnfläche 2 auszubilden. Wichtig ist dabei, daß sich die ebene Stirnfläche 2 in allen Betiiebsstellungen in einem definierten Anlageeingriff an der ebenen Stirnfläche 7 befindet; die Stirnfläche 7 muß nicht unbedingt im Zentrum der Konturenscheibe 6 angeordnet werden; vielmehr könnte sie beispielsweise auch ringförmig ausgebildet sein und sich konzentrisch um das Zentrum erstrecken.

Im Falle einer Anwendung beispielsweise bei einem Vergaser kann die Konturenscheibe 6 auch durch ein andersartiges, wie ein elektromotorisches, Stellglied in

ίο Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter, wie luftdurchsatzabhängig, verstellt werden, beispielsweise durch eine als Luftmengenmesser arbeitende Einrichtung mit einem im Luftstrom befindlichen Hitzdraht oder durch eine Drucksensoreinrichtung für den Differenzdruck am Luftventil 12 mit einem Regelkreis für konstanten Differenzdruck. Statt dessen kann die Konturenscheibe 6 auch über eine manuelle Einrichtung (mechanisch, pneumatisch, elektromechanisch) betätigt werden. Schließlich ist eine Einrichtung mit einem Dehnstoffelement, z. B. im Motorkühlwasser, gegebenenfalls in Verbindung mit einem pneumatischen, den Saugrohrunterdruck erfassenden Stellglied denkbar und sinnvoll. Auch kann die Konturenscheibe 6 mit einer Stufenscheibe (K-Jetronic) oder anderen luftdurchsatzabhängigen Organen gekoppelt werden. Diese sowie weitere Änderungen der baulichen Detailgestaltung werden von der vorliegenden Erfindung umfaßt.

Damit ein definierter Strömungsmitteldurchsatz gewährleistet ist, muß die reliefartige Konturenoberfläche der Konturenscheibe sehr maßgenau sein. Aus diesem Grunde und aus Gründen einer einfachen sowie preiswerten Herstellbarkeit dürfte es zweckmäßig sein, die Konturenfläche zu prägen. Sie sollte möglichst korrosionsfest sein, um auch ein Zumessen von aggressiven Medien zu ermöglichen. Eine mechanische Verschleißfestigkeit ist im allgemeinen nicht unbedingt erforderlich; diese muß jedoch im Bereich der aneinander anliegenden ebenen Stirnfläche im Interesse einer langen Betriebslebensdauer gewährleistet sein. Um eine exakte Grundeinstellung bzw. Eichung der Zumeßeinrichtung zu gewährleisten, kann es zweckmäßig sein, die vorstehenden ebenen Stirnflächen zunächst mit einem axialen Obermaß zu versehen und dann, gegebenenfalls unter gegenseitiger Anlage, intermittierend oder kontinuierlich bis zum Endmaß einzuschleifen.

Die erfindungsgemäße Zumeßeinrichtung ermöglicht in einer sehr einfachen sowie preiswerten Weise ein äußerst vielseitig anpaßbares Zumessen von flüssigen oder gasförmigen Medien. Da die zu verschwenkenden Scheiben sehr trägheitsarm ausgebildet werden können, lassen sich die erwünschten Betriebszustände schnell und ohne nennenswerten Leistungsaufwand erzielen.

Da zumindest eine der Scheiben, im vorliegenden Fall die Konturenscheibe, nur sehr kleine Versteilkräfte bzw. -momente benötigt, kann die Zumeßeinrichtung auch dort eingesetzt werden, wo nur relativ schwache Stellglieder vorhanden sein und dennoch eine große Verstellgenauigkeit erwünscht ist

In Verbindung mit einer lediglich beispielhaften Anwendung bei einem Vergaser ermöglicht die erfindungsgemäße Zumeßeinrichtung somit eine genaue Zumessung des Kraftstoffes in frei wählbarer Abhängigkeit vom Luftdurchsatz, wobei das Mischungsverhältnis in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern vielseitig veränder; werden kann, z, B. von der Motortemperatur, der Luft- und Kraftstu.'i-Ten.peraiur,

dem Luftdruck, dem Mischkammerdruck, einem Lambda-1-Signal, einem Laufunruhesignal, dem Instationärbetrieb wie dem Beschleunigungsbetrieb, der Motordrehzahl und dergleichen wie auch in Abhängigkeit von einer frei wählbaren Verknüpfung mehrerer Parameter. Die Abhängigkeiten von den Parametern können so

gewählt werden, daß einerseits ein g· oßer Bereich für die Änderung des Mischungsverhältnisses erreicht wird und andererseits eine große Auflösung bzw. Genauigkeit der Kxaftstcffzumessung im Bereich des Mischungsverhältnisses für den betriebswarmen Motor vorliegt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Zündeinrichtung für flüssige oder gasförmige Medien, insbesondere für Vergaser und Einspritzsysterne, mit einem in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter in seinem freien Strömungsquerschnitt beeinflußten Strömungsdurchgang, gekennzeichnet durch einen um eine erste Drehachse (3) schwenkbar gelagerten scbeibenförmigen Drehschieber (1) mit einer zu dieser Drehachse querlaufenden, ersten ebenen Stirnfläche (2) und zumindest einem aus dieser mündenden Strömungsaustritt (5), durch eine um eine zur ersten Drehachse (3) parallele zweite Drehachse (9) schwenkbar gelagerte Konturenscheibe (6) mit einer zu dieser Drehachse querverlaufenden, zweiten ebenen Stirnfläche (7) in ständigem direk:em oder indirektem Anlageeingriff an der ersten ebenen Stirnfläche (2) und mit einer die zweite ebene Stirnfläche (7) umgebenden reliefartigen Konturenfläche (8), deren durch Verschwenken des Drehschiebers (1) und/oder der Konturenscheibe (6) axial mit dem Strömungsaustritt (5) auszurichtenden einzelnen Flächenabschnitte von dem Strömungsaustritt (5) einen vorgegebenen veränderlichen Abstand haben und mit dem Strömungsaustritt (5) einen strömungsbestimmenden, stellungsabhängig veränderlichen freien Strömungsquerschnitt bilden, sowie durch Stellglieder (23, 32) zum bedarfsabhängigen Verschwenken des Drehschiebers (1) und der Konturenscheibe (6).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Drehschieber (1) mit einer äußeren, ringförmigen, vorstehenden, ersten ebenen Stirnfläehe (2), durch eine Konturenscheibe (6) mit einer zentrischen, vorstehenden, zweiten ebenen Stirnfläche (7) und durch einen gegenseitigen Drehachsen-Abstand, der etwa dem Radi'is der Konturenscheibe (6) und etwa dem Radialabstand des Strömungsaustritts (5) bzw. der ersten ebenen Stirnfläche (2) von der Drehachse (3) des Drehschiebers (1) entspricht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen bei Ausrichtung der zweiten ebenen Stirnfläche (7) mit dem Strömungsaustritt (5) diesen abdichtenden direkten oder indirekten Anlageeingriff zwischen den Stirnflächen (2,7).

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine mit einem schwenkbaren, klappenförmigen Luftventil (12) bzw. einem dieses verstellenden Glied (32) eines Gleichdruckvergasers drehfest verbundene oder in anderer Weise entsprechend dem Vergaser-Luftdurchsatz verschwenkte Konturenscheibe (6) in einem mit einer Vergaser-Gleichdruckstrecke (11) strömungsmäßig direkt oder indirekt verbundenen Raum (19), durch einen Drehschieber (1) mit einem den Strömungsaustritt (5) mit einer Schwimmerkammer (22) verbindenden Strömungskanal (4, 20, 21) und durch ein an ein elektronisches Steuergerät (24) angeschlossenes elektromotorisches Stellglied (23) für den Drehschieber (1).

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen federelastisch vorgespannten Anlageeingriff zwi- es sehen den ersten und zweiten ebenen Stirnflächen (2, 7).

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch zwei koaxial verschiebbar ineinandergreifende Anschlußteile am Stellglied (23) und am Drehschieber (1), durch einen an einem Anschlußteil befestigten radialen Mitnehmerbolzen (28), der in eine Mitnehmernut (29) am anderen Anschlußteil mit Spiel eingreift, durch eine die Anschlußteile in Umfangsrichtung bis zur Anlage des Mitnehmerbolzens (28) an der Begrenzung der Mitnehmernut (29) verspannende Drehfeder (30) und durch eine die Anschlußteile in deren axialen Richtung auseinanderdrückende Vorspannfeder (31).

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Mittelstellung (I) des Strömungsaustritts (5), in der auf einer mittleren Umfangslinie (10) der Konturenscheibe (6) zwischen dem Vergaser-Luftdurchsatz und dem Vergaser-Kraftstoffdurchsatz der gewünschte Verlauf des Mischungsverhältnisses für den betriebswarmen Motor vorgegeben ist, und durch an die Mittelstellung (I) angrenzende Schwenkbereiche (I-II, I-III) des Strömungsaustritts (5), in denen in an die mittlere Umfangslinie (10) angrenzenden äußeren sowie inneren Ringbereichen der Konturenscheibe (6) bei jeder Stellung derselben kleine, feinkorrigierende, positive sowie negative Änderungen des Mischungsverhältnisses vorgegeben sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch luftdurchsatzabhängig unterschiedliche, jedoch prozentual gleiche Änderungen des Mischungsverhältnisses bei gleichem Verschwenkungsgrad des Strömungsaustrittes (5) in den an die mittlere Umfangslinie (10) angrenzenden Ringbereichen.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch wenigstens einen weiteren wie einen äußeren Ringbereich der Konturenscheibe (6) zum ausreichenden Vergrößern des Kraftstoffdurchsatzes für den Tieftemperaturstart und die Warmlaufphase und/oder zum Verändern des Mischungsverhältnisses in Abhängigkeit von anderen Betriebsparanvjtern.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine umfangsmäßige und/oder radiale Unterteilung der Konturenscheibe (6) in einzelne ansteuerbare Abschnitte mit unterschiedlichen Abhängigkeiten des freien Strömungsquerschnittes von den durch die Schwenkgrade des Drehschiebers (1) sowie der Konturenscheibe (6) berücksichtigten Betriebsparametern.

11. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch an gegenüberliegenden Seiten der zweiten ebenen Stirnfläche (7) befindliche Abschnitte der Konturenscheibe (6) für alternative Kraftstoffe und durch eine umschaltende Verschwenkbarkeit des Strömungsaustritts (5) zu diesen Abschnitten.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch wenigstens ein elektromotorisches Stellglied (23) für den Drehschieber (1) o<kr die Konturenscheibe (6), durch ein elektronisches Steuergerät (24) zum Ansteuern des Stellgliedes (23) in Abhängigkeit von Betriebsparametern und durch einen mit dem Steuergerät (24) verbundenen Stellungsmelder für die jeweilige Schwenkposition des Drehschiebers (1) oder der Konturenscheibe (6).

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13. Einrichtung nach einem oder mehreren der schnitte von dem Strömungsaustritt einen vorgegebe-Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine nen veränderlichen Abstand haben und mit dem Konturenscheibe (6) mit einer geprägten Konturen- Strömungsaustritt einen strömungsbestimmenden, stelfläche (8). " lungsabhängig veränderlichen freien Strömungsquer-

14. Einrichtung nach einem oder mehreren der 5 schnitt bilden, sowie durch Stellglieder zum bedarfsab-Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine hängigen Verschwenken des Drehschiebers und der Konturenscheibe (6) mit einer korrosionsfesten Kontu.'enscheibe. Der scheibenförmige Drehschieber Konturenfläche (8). und die Konturenscheibe können völlig unabhängig

15. Einrichtung nach einem oder mehreren der voneinander in Abhängigkeit von zwei Be^riebsparame-Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch korro- io tern verschwenkt werden, so daß sich mit Hilfe der sions- und verschleißfeste, plangeschliffene Stirnflä- reliefartigen Konturenfläche in Abhängigkeit von der chen (2, 7) des Drehschiebers (1) und der gegenseitigen Stellungsbeziehung der beiden Scheiben Konturenscheibe (6). vorgegebene Strömungsverhältnisse erzielen lassen.

Der gegenseitige Anlageeingriff im Bereich der ebenen 15 Stirnfläche der beiden Scheiben sorgt dafür, daß stets

definierte Ausgangsverhältnisse vorliegen. Die genannten Scheiben können relativ dünn und somit trägheitsarm ausgebildet werden, so daß sie durch die

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für Stellglieder schnell versteilbar sind,

flüssige oder gasförmige Medien, insbesondere für 20 Die genannte Zündeinrichtung ist vielseitig einsetz-

Vergaser und Einspritzsysteme, mit einem in Abhängig- bar und ermöglicht bei einfachem Aufbau eine sehr

keit von wenigstens einem Betriebsparameter in seinem genaue Beeinflussung des freien Strömungsquerschnitts,

freien Strömungsquerschnitt beeinflußten Strömungs- In weiterer Ausgestaltung besitzt die Zumeßeinrich-

durchgang. tung vorzugsweise einen Drehschieber mit einer

Bei einer Zündeinrichtung der genannten Art ist es 25 äußeren, ringförmigen, vorstehenden, ersten ebenen bekannt, zum Beeinflussen des freien Strömungsquer- Stirnfiäche, eine Konturenscheibe mit einer zentrischen, Schnitts ein parameterabhängig gesteuertes Ventil vorstehenden, zweiten ebenen Stirnfläche und einen einzusetzen. In diesem Zusammenhang kann ein linear gegenseitigen Drehachsen-Abstand, der etwa dem bewegbarer, ventilkolbenartiger Schieber stellungsab- Radius der Konturenscheibe und etwa dem Radialabhängig unterschiedliche Strömungsquerschnitte freige- 30 stand des Strömungsaustritts bzw. der ersten ebenen ben. Eine solche Zündeinrichtung hat den wesentli- Stirnfläche von der Drehachse des Drehschiebers chen Nachteil, daß eine Beeinflussung des freien entspricht In diesem Fall erstreckt sich die äußere Strömungsquerschnitts nur in Abhängigkeit von jeweils Stirnfläche des Drehschiebers durch das Zentrum der einem Betriebsparameter möglich ist, der für die dort gelagerten Konturenscheibe, die somit im VerVerstellung des Ventils bzw. des Schiebers sorgt. Sofern 35 gleich zu dem Drehschieber besonders leicht verdie Zumessung in Abhängigkeit von mehreren Betriebs- schwenkbar ist und durch ein recht leistungsarmes Parametern durchgeführt werden soll, ist es entweder Stellglied betätigt werden kann. Wenn der Drehschieerforderlich, die verschiedenen Betriebsparameter zu ber mit dem Strömungsaustritt so verschwenkt wird, einer übergeordneten Steuergröße zusammenzufassen daß dieser in den Bereich der zentrischen Stirnfläche oder aber mehrere der genannten Zumeßeinrichtungen 40 der Konturenscheibe gelangt, wird der Strömungszu verwenden und einzeln anzusteuern. Für viele durchgang unterbrochen. In allen anderen Schwenkstel-Anwendungsfälle, z.B. auf dem Gebiet der Vergaser- lungen der beiden Scheiben können dagegen vorbetechnik, sind jedoch diese Maßnahmen zu aufwendig stimmte Strömungsquerschnitte erzielt werden,
und teilweise völlig ungeeignet, da gleichzeitig mehrere Unabhängig ven der genauen An und Lage der Betriebsparameter zu berücksichtigen sind. «5 beiden ebenen Stirnflächen wird es bevorzugt, einen bei

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausrichtung der zweiten ebenen Stirnfläche mit dem

Zumeßeinrichtung der genannten Art so auszubilden, Strömungsaustritt diesen abdichtenden direkten oder

daß sie bei einfachem, kompaktem Aufbau und indirekten Anlageeingriff zwischen den Stirnflächen

zweckmäßiger, betriebssicherer Handnabung eine un- vorzusehen. Die Abdichtung erfolgt dadurch, daß der

abhängige, vielseitige Beeinflussung des Strömungs- 50 Strömungsaustritt von den anliegenden Bereichen der

querschnitts in Abhängigkeit von mehreren Betriebspa- ebenen Stirnfläche der Konturenscheibe vollständig

rametern ermöglicht. abgedeckt wird und somit auch bei Anliegen eines

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Druckgefälles keine Durchgangsströmung möglich ist. solche Zumeßeinrichtung erfindungsgemäß aus durch Eine besonders bevorzugte, beispielhafte Ausfüheinen um eine erste Drehachse schwenkbar gelagerten 55 rungsform zeichnet sich durch eine mit einem scheibenförmigen Drehschieber mit einer zu dieser schwenkbaren, klappenförmigen Luftventil bzw. einem Drehachse querverlaufenden, ersten ebenen Stirnfläche dieses verstellenden Glied eines Gleichdruckvergasers und zumindest einem aus dieser mündenden Strömungs- drehfest verbundene oder in anderer Weise entspreaustritt, durch eine um eine zur ersten Drehachse chend dem Vergaser-Luftdurchsatz verschwenkte Konparallele zweite Drehachse schwenkbar gelagerte 60 turenscheibe in einem mit einer Vergaser-Gleichdruck-Konturenscheibe mit einer zu dieser Drehachse strecke strömungsmäßig direkt oder indirekt verbundequerverlaufenden, zweiten ebenen Stirnfläche in ständi- nen Raum, ferner durch einen Drehschieber mit einem gem direktem oder indirektem Anlageeingriff an der den Strömungsaustritt mit einer Schwimmerkammer ersten ebenen Stirnfläche und mit einer die zweite verbindenden Strömungskanal und durch ein an ein ebene Stirnfläche umgebenden reliefartigen Konturen- 65 elektronisches Steuergerät angeschlossenes elektromofläche, deren durch Verschwenken des Drehschiebers torisches Stellglied für den Drehschieber aus. Der an der und/oder der Konturenscheibe axial mit dem Strö- Zumeßeinrichtung anstehende Vergasergleichdruck ermunesaustritt auszurichtenden einzelnen Flächenab- möglicht in Verbindung mit dem schwenkbaren