DE1601373A1 - Einrichtung an Verbrennungskraftmaschinen zur Verringerung schaedlicher Abgase - Google Patents

Description

• -Einrichtung an Verbrennungskraftmaschinen zur Verringerung schädlicher Abgase Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verringerung schädlicher Abgase von Verbrennungskraftmaschinen mit äußerer Gemischbildung, insbesondere Vergasermotoren für Kraftfahrzeuge, mit eiriem am brennraumseiti gen Ende des-Ansaugsystenis angeordneten Regelorgan.
• Es ist besonders bei Vergasermotoren bekannt, daß bei der Beschleunigung und der Verzögerung des Fahrzeuges, bedingt durch den stark veränderlichen Saugrohrunterdruck und durch die Zusammensetzung des Benzins aus leichter und schwerer flüchtigen Bestandteilen, stets verschieden große Anteile des Kraftstoffes in Dampfform, in Form von in Schwebe befindlichen Tröpfchen und schließlich in Form ein(#s Flüssigkeitsfilmes an der Rohnm7and in Ansaugsystem vorhanden sind. Das hat zur Folge, daß das für die vollständige Verbrennung erforderliche Gewichtsverhältn4 zwischen Luft und Kraftstoff im Motorzylinder nicht in allen Betriebszuständen gewährleistet ist und zwecks gutem Übergangsverhaltens eine Anreicherung des Gemisches mit Kraftstoff im Vergaser notwendig wird. Der Luftmangel hat aber eine unvollkommene Verbrennung zur Folge, bei welcher bekanntlich schädliche Verbrennungsprodukte, wie das giftige Kohlenmonoxyd entstehen, welche mit den Abgasen in die Atmosphäre gelangen und insbesondere-im Großstadtverkehr zur Luftverunreinigung Leitragen.
• Ls sind Geräte bekannt, welche die unvollständig verbrannten oder gänzlich unverbrannten Kraftstoffbestandteile im Auspuffsystem unter Zugaben von Luft-Sauerstoff nachverbrennenp z.B. Liachverbrennungsgeräte mit offener Flamme oder mit i.,atalysatoren. Aucheine Lufteinblasung hihter dein Auslaßventil bewirkt eine Nachverbrennung. Um eine bei allen Betriebszuständen wirksame Nachverbrennung zu erreichen, muß das Brenngerisch teilweise sogar angereichert werden, was einen erhöhten Kraftstoffverbrauch zur Folge hat. Linrichtungen dieser 7.rt sind sehr aufwendig, haben meistens eine begrenzte Lebensdauer und verursachen zudem einen Leistungsverlust durch den Antrieb der Luftpumpe.
• Weiter ist eine Einrichtung mit einer dichtschließenden,zweiten Drosselklappe im Ansaugrohr bekannt, welche eine Kraftstoffabschaltung im Schubbetrieb bewirkt, wobei diese Klappe nur die Stellungen "auf" und "zu" einnimmt und vom Saugrohrunterdruck gesteuert wird. Außerdem ist noch ein Kanal vorgesehen, durch welchen über ein Ventil Spülluft hinter die Klappe zugeführt wird. Diese Einrichtung dient nicht zur Verringerung schädlicher Abgasbestandteile, sondern nur zur Kraftstoffersparnis.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei Verbrennungskraftmaschinen schädliche Abgase möglichst zu vermeiden, ohne

  aufwendige Zusatzeinrichtungen vorsehen zu müssen. Line lange

  Lebensdauer C#er dgesamten Anlage soll dahei cjeiiällrleistet sein.

  Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur

  Vcr-.jesserun(- der Geriischrccjcluiäig zur Verringerung schädlicher

  Abgase von VcrL-rc--iinungslzrafb-aaschinen mit äußerer Gei.IschLil-

  uuj-i#" ins'Ajesondere von Ver(jasermotcren für Uraftfahrzeuge, bei

  denen ein Gc#;tisc.-ibilüv-er mit der.i Lotor über ein Ansaugsystem

  verbunden ist, in Gei. sicii außer einen Drosselorgan des Gemisch-

  !;il(;ners ein weiteres Drosselorgan befindet, und das *aJeue Le-

  steht darin, uaß dieses zweite Drosselorgan am brennraunkseiti-

  ige#i -#icie cics i-nsau93yst(-#r.,.s angeordnet ist und von der -dichten

  1-ci-iließst(#-,lluii(g i.-: Scliu,;zLetrieb bis zur vollen Öffnunu durcli

  das GasLieCz#l betd2N#--ic.t, die PÜllung des 1.-'otors steuert und die

  I

  Regelung (#es Sau#,!ro.,irunterdruclzes CÄurcl-,. Cie ge-cjenseiti(je Ab-

  stii.a.,.ung der jeweiligen Üffnunc, der beiden Drosselorgane so

  vorgenomitien wird, daß die !Zraftstoffvereiarapfunc# im Saugrohr

  das für die vollständige Verbrennung erforderliche Mischungs-

  verhälLnis in allen betriebszustanden- herstellt.

  Die weiteren d,urch die Lrfindung erreichten Vorteile bestehen

  Clarin, daß 'j#eine Leistungsverluste auftreten und an Kraftstoff

  erheblich gcspart wird, und.zwar durch gesteuerte Vorrats-

  bildung int Saugrohr, Abschaltung der Kraftstoffzufuhr iia Schub

  und Verbesserung der Vergaser-Regelungscharakteristik.

  Ein weiteres Merkmal der Erfinüung besteht darin# daß das

  füllungsregelnde Drosselorgan für die erforderliche Ge-#aisch-

  menge des Loc-rlaufbe-trielies.e.iiistellbar ist.

  Die Lrfindung schafft noch, eine Reihe weiterer wertvoller

  ;,erkmale, die später näher beschrieben sind. U.a. ist es auch

  ii,üglicli, daß Luft und/oder nicht brennfähices Abgas über einen

  mit einem Ventil versehenen Kanal zwischen dei#i füllungsregeln-

  den Drosselorgan und dem Drennraum der. Saugrohr zucr(2fülirt wir

  woLei zur Betätigunc, des Ventils ein ieLelsyste-io., eine elek-

  trische oder eine pneunatische Vorrichtung vorgesehen ist.

  Die Lrfindung sieht weiter vor, daß ein betätigljarer Iaischlag

  im SchubLetrieb bei Drehzahlen Über der Leerlaufürchzahl ein

  vollstc!indiges Schließen des füllungsregelnden Drosselorganes

  riestattet und es izu LeLrlauf in mäßig geöffneter-, liustand fest-

  liC*ilt, wobei die Betätiguncj dieses Anschlages mit hilfe einer

  Ürchzahl- oder unterdruckgesteuerten Servoeinrichtung, bei-

  spielsweise einer '.'eitd)rane, eines KolLens oder eines Llektro-

  nagneten erfolgt.

  i#adurch wird es nöglich, durch geeignete Stellung der Drosselklappen zueinander (verschiedene Öffnungsgesetze von beiden Drosselklappen) den Saugrohrunterdruck so zu steuern, daß die hraftstofflieferung aus derl in der damnffVrrligen und flüssigen .2,1#iase befindlichen Saugrohrvorrat zusa-Lwien i,.iit der Kraftstofflieferung des Vürgasers in allen Detriebszuständen ein DrenngerLusch ergibt, wie es zur vollständigen Verbrennung ohne schädliche Abgasbestandteile erforderlich ist.
• Im Schubbetrieb insbesondere wird durch dichtes Schließen des brennraumseitigen Drosselorgans der Brennraum vom Saugsystem gänzlich getrennt, so daß kein Kraftstoff in den Erennraum gelangen kann, wodurch auch die Verbrennung und Abgasbildung gänzlich unterbunden wird. Gleichzeitig wird das sonst auftretende Abdampfen des Wandfilms durch den höheren Absolutdruck im Saugrohr verhindert.-Der Kraftstoffvorrat im Saugrohr steht dadurch beim öffnen des fÜllungsregelnden Drosselorgans sofort wieder zur Verfügung, wodurch die üblicherweise am Vergaser angebrachte Leschleunigerpumpe zur vorübergehenden Anreicherung des Gemisches überflüssig wird. Weiter wird es durch das gänzliche.Unterbinden der Verbrennung möglich, die breinswirkung des 1"lotors im Schub zu erhöhen. Die eine Verringerung schädlicher Abgase bewirkende Einrichtung besitzt somit gegenüber den bekannten Einrichtungen eine Reihe von Vorteilen, nämlich geringeren Bauaufwand, Entfall einer Deschleunigerpumpe, unbegrenzte Lebensdauer, keine Leistungsverluste, größere Ilotorbremswirkung im Schub und Kraftstoffersparnis durch gesteuerte Vorratsbildung im Saugrohr, durch Abschaltung der Kraftstoffzufuhr im Schub und durch Verbesserungsmöglichkeit der Vergaser-Regelcharakteristik.
• Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen und zwar zeigen: Fig 1 schematische Darstellung einer Einzylinder-Verbrennungskraftmaschine mit Gemischregelvorrichtung im Schubbetrieb, Fig. 2 die gleiche Anlage im Leerlauf,

  Fig. 3 üie gleiche Anlage im

  Fig. 4 Oheransicht einer :.elirzylilideri-tiaschiiie

  in schematischer Darstellung unt-!

  Fig. 5 Oberansicht einer ileiirzyliiiderr.iaschine

  iait gegendLer Fic,. 4 geänC..erter Aus-

  führungsform.

  ,jach den Ficj. 1, 2' und 3 ist in einewi Saugrohr 1, einen

  Vergajer -1 über ein Linlaßventil 3 mit einerti .7ylinCf-,r 4 ver-

  1)inüet, unmittelbar vor dem Linlaßventil 3 eine Drol-;selklal)1.e 5

  angeordnet, welche über das Gestdncre 6 riit eine.-Lit rahrpedal 7 in

  VerLindung steht. Zwischen der Drosselklappe 5 un--' (ler." Linlaß-

  ventil 3 i.lündet ein Kanal 8, der durch ein Ventil 9 verschließ-

  bar ist. j#`ine Drosselklappe 10 des Vergasers 2 wir(-t über ein

  Gestänge 11 von einer Hertibranclose 12 und Rückholfecer 13 be-

  't--ätigt. Die 1.l:erib-raneiose 12 ist r.iit derit Saugrohr 1 durch eine

  Leitung 14 verbunden. Im Schub nach Fig. 1 ist die Klappe 5

  dicht geschlossen, wobei der Leerlaufanschlag 15 zurückgezogen

  und das Luftventil 9 geöffnet ist. Im Saugrohr 1 sowie in der

  ileinbrandose 12 -lierrscht Atliiosphärenclruc'X-, dadurch wird die

  Drosselklaipe 10 von der Feder 13 geschlossen. Durch das ge-

  öffnete-Luftventil 9 strömt Zusatzluft hinter die -Uappe 5

  und verringert uen dort herrschenden Unterdruck, wodurch die

  Klappe 5 entlastet wird.

  Im Leerlauf nach Fig. 2 wird die Klappe 5 vom vorgeschobenen

  ,i.-.-#5 entsprechend der im Leerlauf erforder-

  Leerlaufansch#et

  lichen Gemischmenge geöffnet, wobei das Ventil 9 geschlossen

  ist. Die Drosselklappe 10 des Vergasers Z- üffnet sicii soweit,

  daii eiitsl,#reci#e-nc& den iit SaugroLir herrschenCen Unterdruck, der

  von. t-o.r Lyzxtir.##:iri#-unc . ; c#es 7,y.Iiii(lei-2 herrührt, Gleich#;ewicht

  (ier i\raft der 17- unü der PcCier 13 bc-

  stelit. Der i.auptvergaser 2 beulinnt mit Üer Gemischauf1.Jereitung.

  ijcii.i Vollasv-#',-c-,trieb nacil Fig. 3 ist die Drosselklappe 5 voll

  geüifiiet, das Ventil 9 geschlossen, der Unterdruck ir- Saug-

  rohr 1 ist sü groß, daß die Kraft der '..ierbrandose 14- #Äie Ler

  Fc(,er 13 ÜI)(-r:iteic-t und ein vollständiges Ü!ffnen (ter Drossel-

  1.lai,I,(- 10 Durc.1-, (#je geringe Drosselung erreicl#t Cler

  Lieiergrad ui#C. die Lcistuncj des 111.otors einen llöclst-

  i-ici einem.i .(-I.rzylinCic-rr,#otor nach l'i(j. 4, bei jeC#c.r"Üylin-

  der 4' cas i,r(-i-in(.ei#.isc.*#i aus c#eL Vergaser Z Uber einen eigenen

  Saugroarast 1 crAält, ist vor jcCera Linlaßventil 3 je eine

  Drossellzlap",e 5 vorzusellen, durch ein (je#,-.einsa".cs Ge-

  stänge 6 betätigt wirc!.

  Fig. , 5 zeigest eine andere i-',aufori.-L einer -Ichrzylindermaschine, wobei je zi-.,ei üylin(#er 4 von eineiii Saugrohrast 1 aus einer, Vergaser 2 mit Lrenngemisch versorgt werden. In diesert Fall kann eine Kla2pe 5 für je zwei Zylinder 4 Verwendung finden, da diese Klappe 5 in deiii gemeinsamen Saugkanal 1. eingebaut ist.

Claims (1)

1. Patentanspräche 1. Vorrichtung zur Verbesserung der Gemiscliregelun#" zur Verringe- runc, sch-Mlicher Abcase von VerLrennungskraftmaschinen mit äußerer Geiaischbildung, insbesondere von Vergasermotoren für x#,raftfalirzeuge, bei denen ein Gemischbildner mit-dem Motor über ein Ansaugsysteit verbunden ist, in Cem sich außer einei##t Drosselorcan des Ger.iiscliLilCtiiers ein weiteres Drosselorgan Lefindet, üadurcii gekennzeichnet, daß dieses zweite Drossel- organ (5) ai,i hrcrinraur#iseitigen LI1(;Q, des Ansaligsysteras ange- ordnet ist uncL von uer üichten Schlierstellung in Schubbetrieb Lis zur vollen Üffnung durch Gas Gaspedal betrittigt, die Püllung (if3s *.ictc-rs steuert und die F#,eU.clun(r de-#, Saugrohrunterdruckes ALstimmung der jeweiligen Üffnung c'Ä'er i-eiden Drosselorgane (3, 10) so vorg(-,no-#iir"en wird, daß die -%raftstoffverdai,#lDfuncg im Saugrohr das für die vollständige Ver- Lrennung erforderliche MischungE#verhältnis in allen Letrieljs- zuständen herstellt. 2. Vorriciitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das füllurigsregelnC#e Drosselorgan (5) für die erforderliche Gentisch- Lienge des Leerlaufhetriebes einstellbar ist. 3. Vorrichtung naca Anspruch 1, dadurc-.ki gehennzeichnet, daß zur betätigung des gemischregelnden Drosselorgans (10) des Ge-I niischbildners eine voi#.i Saugrohrunterdruck beaufschlagte -',ier?Lrane oder ein vom Saugroilrunterdruck beauf schlagter Steuerkolben und eine hückzugfeder vorgesehen ist. 4. Vorrichtunc# nach Ansprucii 1, dadurch gekennzeichnet, Caß zur .Betätigung des gemischregelnden Drosselorgans (10) das Gemischbildners ein an sich bekanntes Schleppgestänge mit Rückzugfeder vorgesehen ist. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Luft und/oder nicht brennfähiges Abgas über einen mit einem Ventil (9) versehenen Kanal (8) zwischen dem fül- lungsregelnden Drosselorgan (5) und dem Brennraum (4) dein Saugrohr (1) zugeführt wird, wobei zur Betätigung des Ventils ein iiebelsysterii, eine elektrische, oder eine pneumatische Vorrichtung vorgesehen ist. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (5) und das Ventil (9) im Zylinder-kopf (110torblock) eingebaut sind. 7. Vorrichtung nacIi den iinsprüchen 1 bis 6" dadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrzylindermaschinen je nac,-i Anordnung der Einlaßkanäle ein oder mehrere Drosselorgane (5) angeordnet sind. 8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein betätigbarer Anschlag (15) vorgesehen ist, der im Schubbetrieb bei Drehzahlen Über der Leerlaufdrehzahl ein vollständiges Schließen des füllungsregelnclen Drosselorgans (5) gestattct und es iii Leerlauf in mUßig geöffnetem Zustand festhält, wobei cie Letätigung dieses Anschlags r,.,#it Hilfe einer drehza:11-oder uiiterdruclzgcsteuerteii Servoeinrichtung, beispielsweise einer lier.Lran(;ose, eines holbens oder eines #,lektropiagneten erfolgt.