DE2816341C2

DE2816341C2 - Kraftstoffversorgungseinrichtung für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2816341C2
Application number: DE2816341A
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Hamamatsu Shizuoka Matsumoto
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1977-04-14
Filing date: 1978-04-14
Publication date: 1982-10-14
Also published as: IT7822344A0; FR2387358B1; JPS6041210B2; DE2816341A1; GB1598173A; FR2387358A1; JPS53137320A; IT1094373B

Description

angetriebenen Luftpumpe betätigtes Umschaltventil vorgesehen ist

Aus der DE-OS 26 37 407 ist eine Vorrichtung zur Anreicherung des Luft-Kraftstoff-Gemisches einer Brennkraftmaschine bekannt, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches immer dann verringert, wenn eine Abgasreinigungseinrichtung eine solche Verringerung, d. h. Anreicherung des Luft-Kraftstoff-Gemisches erfordert, um eine optimale Reinigung der Abgase zu bewirken. Die Vorrichtung hat ein Steuerventil zum Öffnen emer Leerluftdüse eines Vergasers beim Normalbetrieb und zum Schließen der Leerluftdüse und damit zur Verringerung der zugeführten Luftmenge sowie zur Erhöhung der in eine Ansaugleitung des Vergasers gelangenden Kraftstoffmenge beim Anreicherungsbetrieb. Dieses Steuerventil wird dabei nach Maßgabe der Ausgangssignale eines Fühlers für die Drehzahl der Brennkraftmaschine, eines Fühlers für den Ansaugdruck in der Ansaugleitung stromab der Drosselklappe sowie eines Fühlers für die Temperatur der Abgase gesteuert

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennstoffversorgungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß auch beim Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine bzw. einer niedrigen Belastung der Brennk aftmaschine eine gleichmäßige und vollständige Verbrennung des den Brennkammern zugeführten Gemisches sichergestellt ist

Bei einer Brennstoffversorgungseinrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Brennstoffversorgungseinrichtung wird durch das Schließen des zwischen der Drosselklappe und der Einlaßöffnung in der Einlaßleitung vorgesehenen Steuerventils bei einer geringen Belastung der Brennkraftmaschine den Brennkammern das gesamte Gemisch über die Hilfsleitung zugeführt, da die Einlaßleitung nahezu vollständig geschlossen ist. Da die Hilfsleitung einen sehr viel kleineren Öffnungsquerschnitt als die Einlaßleitung hat, strömt das auch beim Betrieb mit geringer Belastung zugefülirte Gemisch mit einer sehr viel höheren Geschwindigkeit durch die Hilfsleitung, als es dieses bei geöffneter Einlaßleitung in dieser tun würde. Da die Mündung der Hilfsleitung an der Einlaßöffnung in den Raum zwischen der Einlaßöffnung und dem geöffneten Einlaßventil gerichtet ist, wird das mit hoher Geschwindigkeit aus der Mündung der Hilfsleitung austretende Gemisch annähernd ungestört und unmittelbar in die Brennkammer eingesprüht, wo es zu starken Turbulenzen in der Brennkammer führt. Diese Turbulenzen bewirken aber eine bessere Ausbreitung der Flammenfront nach der Zündung des Gemisches und damit eine sehr viel stabilere Verbrennung des Gemisches in den Brennkammern. Daher können auch beim Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine Fehlzündungen sicher verhindert werden, wodurch wiederum die Abgabe unverbrannter Stoffe in den Abgasen stark vermindert und die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauchs stark erhöht werden.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine Querschnittsansicht einer Brennstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Brennstoffversorgungseinrichtung in F i g. 1,

Fig.3 einen Teilausschnitt des Zylinderkopfes, der für eine Brennkraftmaschine nach den F i g. 1 und 2 bestimmt ist und

F i g. 4 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Brennstoffversorgungseinrichtung nach der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist insbesondere in den F i g. 1 bis 3 eine Brennkraftmaschine gezeigt, die einen Zylinderblock 2 mit vier Zylinderbohrungen la aufweist Ein Kolben 3 ist in jeder Zylinderbohrung la hin- und hergehend beweglich angeordnet Auf dem Zylinderblock 2 ist ein Zylinderkopf 4 angebracht in dem Brennkammern 9 ausgebildet sind, die entsprechend den Zylinderbohrungen 2a zugeordnet sind. Der Zylinderkopf 4 ist für jede Brennkammer mit einer Einlaßöffnung 7 und einer Auslaßöffnung 8 versehen, die entsprechend mit einem Einlaßkanal 5 und einem Auslaßkanal 6 verbunden sind. Auf dem Zylinderkopf 4 sind ebenfalls ein Einlaßventil 10 und ein Auslaßventil f f vorgesehen, die entsprechend mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen 7 und 8 zusammenarbeiten. Ferner ist für jede Brennkammer 9 eine Zündkerze 12 vorgesehen.

Jeder Auslaßkanal 6 ist mit einer Auslaßleitung 13 verbunden und die Einlaßkanäle 5 sind mit einer Einlaßhauptleitung 14 verbunden, die abzweigende Einlaßleitungen 15 aufweist die entsprechend eine Verbindung mit den Einlaßkanälen 5 herstellen.

An der Einlaßhauptleitung 14 ist ein Vergaser 1 angeschlossen, der von einem Körper la mit einem Primär- und Sekundärkanal gebildet wird, die eine Verbindung mit den Einlaßleitungen 15 herstellen (der Vergaser 1 ist somit als ein sogenannter Registervergaser ausgebildet). In dem Primärkanal sind eine sogenannte Vordrosselklappe 16 und die Drosselklappe Ic vorgesehen. Eine weitere Drosselklappe Xd für die zweite Stufe ist in dem Sekundärkanal vorgesehen. An der Bodenseite der Einlaßhauptleitung 14 ist ein Mantel 14a für das Kühlmittel der Brennkraftmaschine vorgesehen, der die Funktion der Vorwärmung des angesaugten Gemisches in der Einlaßleitung hat.

In jedem Einlaßkanal 15 ist ein Steuerventil 16 vorgesehen, das derart ausgelegt ist, daß es mit Hilfe einer in Abhängigkeit von dem Ansaugdruck arbeitenden Einrichtung 17 nach Maßgabe des Druckes in der Einlaßleitung 15 gesteuert werden kann. Die Einrichtung 17 umfaßt eine Membrane 176, die eine Ansaugdruckkammer 17a begrenzt. Die Membrane Mb

so ist über ein Schubelement Md verbunden, das seinerseits über ein stabförmiges Element 20 mit einem Hebel 19 verbunden ist der an dem Steuerventil 16 befestigt ist. In der Kammer 17a ist eine Feder 17c angeordnet, die die Membrane Mb in F i g. 1 nach unten derart vorbelastet, daß das Steuerventil 16 offen ist. Die Kammer 17a ist über eine Leitung 18 mit der Einlaßleitung 15 in der Einlaßhauptleitung 14 derart verbunden, daß der Ansaugdruck in der Einlaßleitung 15 in die Kammer 17a übertragen wird, und die Membrane entgegen der Wirkung der Feder 17c nach oben bewegt werden kann.

Jeder Einlaßkanal 5 ist an einem Abschnitt in der Nä^e der Einlaßöffnung 7 mit einer Düsenöffnung 21 versehen, die auf die Einlaßöffnung 7 gerichtet ist. Die Düsenöffnungen 21 sind entsprechend mit Hilfsleitungen 22 verbunden, die ihrerseits mit einer Hauptleitung 23 verbunden sind. Eine Hilfsleitung 24 ist an einem Ende mit der Hauptleitung 23 und am anderen Ende mit

' der Einlaßhauptleitung 14 an der stromabwärtigen Seite des Steuerventiles verbunden. Vorzugsweise mündet die Hilfsleitung 24 in die Einlaßhauptleitung an einer anderen Stelle in der Wandung als der Bodenwandung, um zu vermeiden, daß flüssiger Brennstoff längs der Wandung in die Leitung 24 eintreten kann.

Beim Arbeiten der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und großer Belastung, wobei bei diesen Betriebsbedingungen die Drosselklappe Ic weit offen ist, ist der Druck in der Einlaßleitung 15 vergleichsweise hoch, so daß die Membrane 17b in der Einrichtung 17 in ihrer unteren Stellung gehalten ist, und das Steuerventil 16 offen ist Demzufolge gelangt der Hauptteil des einzuleitenden Gemisches über die Einlaßleitung 15 und jeden der EinlaBkanäle 5 in die Brennkammer 9.

Beim Anlassen der Brennkraftmaschine oder beim Arbeiten derselben bei geringer Belastung, wobei bei dieser Betriebsweise der Brennkraftmaschine die Drosselklappe Ic vergleichsweise nur geringfügig offen ist, herrscht ein verminderter Ansaugdruck in der Einlaßhauptleitung 14 und der Ansaugdruck wird in die Kammer 17a übertragen, um die Membrane 17b zu heben. Somit wird das Steuerventil 16 in seine geschlossene oder nur geringfügig offene Stellung bewegt In dieser Stellung des Steuerventiles 16 geht das einzuleitende Gemisch über die Hilfsleitung 24 und die Hauptleitung 23 in die Hilfskanäle 22. Das Ansauggemisch in den Hilfskanälen 22 wird dann über die Düsenöffnungen 21 und die Einlaßöffnungen 7 in den Brennkammern 9 eingespritzt

Da die Hilfskanäle 22 und die Düsenöffnungen 21 in ihren lichten Querschnittsflächen im Vergleich zu den Einlaßkanälen 5 klein sind, tritt das Ansauggemisch über die Düsenöffnungen 21 mit einer hohen Geschwindigkeit aus. Da ferner die Düsenöffnung 21 auf die Brennkammern 9 gerichtet ist, wird der Ansauggemischstrom in die Brennkammern 9 ohne eine Geschwindigkeitsverminderung eingeleitet Somit erhält man eine intensive Durchwirbelung des Gemisches in jeder Brennkammer 9. Vorzugsweise ist die Düsenöffnung 21 zu dem Raum gerichtet, der sich zwischen der Einlaßöffnung 7 und dem Einlaßventil 10 bildet wenn das Einlaßventil 10 offen ist so daß der Ansauggemischstrom in die Brennkammer 9 gelangen kann, ohne daß eine störende Beeinflussung durch das Einlaßventil 10 auftritt

Es hat sich herausgestellt, daß die so erzeugte Durchwirbelung in der Brennkammer äußerst wirksam ist, um eine stabile Verbrennung des Gemisches selbst im Leerlauf oder bei geringer Belastung zu ermöglichen. Infolge der Durchwirbelung des Gemisches werden die Brennstoffpartikel in dem Gemisch intensiv mit der Luft vermischt und die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Verbrennungsflamme wird hierdurch erhöht.

In Fig.4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die dort dargestellte Brennkraftmaschine ist im wesentlichen identisch jener in den Fig. 1 bis 3 dargestellten. Gleiche oder ähnliche Teile sind mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform versehen. Bei dieser Ausführungsform ist ein für alle Zylinder gemeinsames Steuerventil 16 vorgesehen, das in der Hauptleitung 15' in dem Vergaser 1 angeordnet ist Die Hilfsleitung 24 mündet am stromaufwärtigen Ende des Primärkanals oder der ersten Stufe des Vergasers zwischen der Drosselklappe lcunddem Steuerventil 16.

Ein Schwenkhebel 31 ist mit der Drosselklappe Ic mechanisch verbunden und der Hebel 31 ist über einen manuell betätigbaren Zug 32 verstellbar. Der Schwenkhebel 31 besitzt einen Schlitz 33, der einen Stift 34a eines Endes eines Verbindungselementes 34 aufnimmt, dessen anderes Ende mit dem Steuerventil 16 verbunden ist. Somit ist die Drosselklappe Ic über den Zug 32 manuell betätigbar und bei der ersten Bewegungsstufe der Drosselklappe Ic wird das Steuerventil 16 nicht betätigt bzw. nicht bewegt Wenn jedoch der Hebel 31 durch den Zug 32 derart bewegt wird, daß die Drosselklappe Ic über einen vorbestimmten Öffnungsgrad hinaus geöffnet wird, wird die Bewegung des Hebels 31 über den Stift 34a und das Verbindungselement 34 auf das Steuerventil 16 übertragen, so daß dasselbe sich zu öffnen beginnt

Bei den vorstehenden Ausführungsformen sind die Hilfskanäle 22 und die Hilfsleitung 24 als Rohrelemente ausgebildet, die außerhalb der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Kanäle oder Leitungen in der Einlaßhauptleitung 14 und dem Zylinderkopf ausgebildet sein können, oder alternativ können die Rohrelemente für die Kanäle und Leitungen in unmittelbarer Nähe längs der Innenwandungen der Haupteinlaßkanäle angeordnet sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennstoffversorgungseinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Einlaßleitung, die über eine Einlaßöffnung eine Verbindung mit einer Brennkammer herstellt, einer Drosselklappe, die in der Einlaßleitung angeordnet ist, und einer Hilfsleitung, deren eines Ende mit seiner Mündung auf den zwischen Einlaßöffnung und geöffnetem Einlaßventil gebildeten Raum gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerventil (16) in der Einlaßleitung (5,15) zwischen der Drosselklappe (lcjund der Einlaßöffnung (7) angeordnet ist, daß die Hilfsleitung (24) von der vorderen Einlaßleitung (15) zwischen der Drosselklappe (ic) und dem Steuerventil (16) abzweigt, und daß *üne Einrichtung (17; 31—33) vorgesehen ist, die das Steuerventil (16) bei geringer Belastung der Brennkraftmaschine schließt

2. Brennstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (17; 31—33), die das Steuerventil (16) schließt, eine Einrichtung (17) umfaßt, die in Abhängigkeit von dem Druck in der Einlaßleitung (15) an der stromabwärtigen Seite der Drosselklappe (ic) arbeitet, und in Abhängigkeit von dem Ansaugdruck das Steuerventil (16) schließt, wenn dieser Druck unter den vorbestimmten Druckwert abfällt

3. Brennstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich- tung (17; 31—33), die das Steuerventil (16) schließt, eine mechanische Totgangverbindung (31 —33) umfaßt die als Zwischenverbindung zwischen der Drosselklappe (ic) und dem Steuerventil (16) dient (F ig. 4).

4. Brennstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Totgangverbindung (31—33) einen manuell betätigbaren Hebel (31), der mit der Drosselklappe (ic) zur Betätigung derselben verbunden ist, und ein Verbindungselement (34) umfaßt, das den Hebel (31) mit dem Steuerventil (16) mit Totgang derart verbindet daß das Steuerventil (16) geöffnet wird, wenn die Drosselklappe (lc^über einen vorbestimmten Öffnungsgrad hinaus geöffnet ist

5. Brennstoffversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß eine Einlaßhauptleitung (14) mit mehreren abzweigenden Einlaßkanälen (15) zur Versorgung mehrerer Brennkammern (9) mit Gemisch vorgesehen ist, und daß das Steuerventil (16) in jeder abzweigenden Einlaßleitung (15) vorgesehen ist.

6. Brennstoffversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einlaßhauptleitung (14) mit einem gemeinsamen Kanal (15') und mehreren abzweigenden Einlaßkanälen (15) zur Gemischversorgung mehrerer Brennkammern (9) vorgesehen ist und daß das Steuerventil (16) in dem gemeinsamen Kanal (15') angeordnet ist (F i g. 4).

7. Brennstoffversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Einlaßhauptleitung (14) ein Mantel (i4a) vorgesehen ist, der von Kühlmittel durchströmt wird, um das angesaugte Gemisch vorzuwärmen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffversorgungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art

Bei einer solchen, aus der FR-PS 21 00 026 bekannten Brennstoffversorgungseinricbtung mündet die Hilfsleitung in einen zentrischen Einsatz innerhalb der Einlaßöffnung, während die Einlaßleitung an der Einlaßöffnung in einen diesen zentrischen Einsatz umgebenden Ringkanal mündet der zur Einlaßöffnung offen ist Wenn das Einlaßventil die Einlaßöffnung schließt setzt es auch auf dem der Einlaßöffnung zugewandten Rand des zentrischen Einsatzes dichtend auf, so daß damit die Hilfsleitung und die Einlaßleitung bei geschlossenem Einlaßventil vollständig voneinander abgetrennt sind. Bei geöffnetem Einlaßventil gelangt das über die Hilfsleitung zugeführte Luft-Brennstoff-Gemisch oder aber zugeführte reine Luft als ein zentrischer Gasstrum in die Brennkammer, wobei dieser zentrische Gasstrom von einem kreisringförmig und im wesentlichen in ümfangsrichtung gerichteten Gasstrom umgeben ist der durch das über die Einlaßleitung und den Ringkanal zugeführte Luft-Brennstoff-Gemisch gebildet wird. Durch die vollständige Trennung der Hilfsleitung von der Einlaßleitung bei geschlossenem Einlaßventil soll verhindert werden, daß ein über die Einlaßleitung zugeführter Gasstrom teilweise über die Hilfsleitung zu den Brennkammern anderer Zylinder zurückfließen kann, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit in der Einlaßleitung vermindert würde.

Bei einer aus der DE-AS 10 40 838 oder der DE-OS 22 04 192 bekannten Brennstoffversorgungseinrichtung umgeht die Hilfsleitung die Drosselklappe in der Einlaßleitung, um auch bei geschlossener Drosselklappe beim Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine deren Brennkammern eine ausreichende Leerlaufluftmenge über die Hilfsleitung zuführen zu können, um die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine auch dann noch ausreichend durchdrehen zu können, wenn bei kalter Brennkraftmaschine das Öl dickflüssig ist In der Hilfsleitung ist ein Steuerventil vorgesehen, das den Durchlaßquerschnitt der Hilfsleitung zum Beispiel nach Maßgabe der Temperatur der Brennkraftmaschine steuert je niedriger die Temperatur der Brennkraftmaschine ist, um so größer ist der Durchlaßquerschnitt der Hilfsleitung. Mit der Betätigungseinrichtung für dieses Steuerventil kann gleichzeitig eine die einzuspritzende Kraftstoffmenge steuernde Einrichtung gekoppelt sein, um bei großem Durchlaßquerschnitt der Hilfsleitung auch die beim Leerlaufbetrieb in die Brennkammern eingespritzte Kraftstoffmenge entsprechend zu erhöhen.

Aus der DE-OS 25 57 925 ist eine Drosselklappenstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, mit der ein vollständiges Schließen der Drosselklappe bei Freigabe des Gaspedals bei einer noch relativ großen Drehzahl der Brennkraftmaschine verhindert werden soll, um die infolge einer zu starken Drosselung der Brennkraftmaschine mit den Abgasen abgegebenen unverbrannten Stoffe zu vermindern. Zu diesem Zweck ist eine von einem pneumatischen Servomotor gesteuerte Anschlagvorrichtung für die Drosselklappe vorgesehen, die ein vollständiges Schließen der Drosselklappe immer dann verhindert, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine noch relativ hoch ist. Der pneumatische Servomotor wird dabei wahlweise von dem stromab der Drosselklappe herrschenden Ansaugunterdruck oder aber dem atmosphärischen Druck beaufschlagt, wozu ein von einer von der Brennkraftmaschine