DE1919254A1 - Vorrichtung zum Mischen von Kraftstoff und Luft - Google Patents

Description

02-4170 Ge Prankfurt am Hain,

den

HONEYWELL INC,

Vorrichtung zum Mischen von Kraftstoff und Luft

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von (|

Kraftstoff und Luft in einer oder mehreren Mischkammern mit einer Lufteinlaßvorrichtung für die Mischkammer(n). Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise zur Erzeugung eines geeigneten Kraftstoff-Luft-Gemisches für Verbrennungskraftmaschinen benötigt. Bei als Kolbenmotoren ausgestalteten Verbrennungskraftmaschinen wird das Kraftstoff-Luft-Verhältnis meist durch das übliche Vergasersystem, gesteuert, welches über ein oder mehrere Ansaugkanäle das Kraftstoff-Lu'ft-Gemisch an die Zylinder abgibt. Die gewöhnlich verwendeten Vergaser bestehen im v/esentlichen aus einer Mischkammer und Einrichtungen, die den Eintritt des Kraftstoffs und der Luft in die Mischkammer ermöglichen. Zwischen der Mischkammer und dem Ansaugrohr liegt ein Drosselventil, während zur ™

Steuerung des Kraftstoffgemisches beim Starten der Maschine normalerweise an der Lufteintrittsöffnung in ,der Mischkammer ein weiteres Drosselventil (Choke) angebracht ist.

Während des normalen Betriebes werden sowohl der Kraftstoff als auch die Luft durch einen im Ansaugrohr entstehenden Unterdruck in die Mischkammer gesaugt. Mit den gebräuchlichen Vergasern kann für eine bestimmte Zustandskombination unter Berücksichtigung der Luft- und Kraftstoffeigenschaften,der Vergasereinstellung sowie der Arbeitsgeschwindigkeit und Belastung der Maschine ein optimales Kraftstoff/Luftgemisch angenähert werden. Der Vergaser steuert den räumlichen Kraftstoff-

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durchsatz in Abhängigkeit von dein der Mischkammer zugeführten Luftvolumen.

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Da der Eintritt des Kraftstoffes und der Luft auf dem Unterdruck in der Mischkammer beruht, müssen zur Darstellung eines geeigneten Mischverhältnisses in den Zuleitungen bestimmte Strömungswiderstände vorgesehen sein. Der üblicherweise vor dem Luftansaugrohr befindliche Luftfilter nimmt in der Luft schwebende Schmutzteilchen auf, wodurch er allmählich verstopft und dadurch seinen Strömungswiderstand erhöht. Aus diesem Grunde wird bei gleichbleibendem Unterdruck in der Mischkammer weniger Luft angesaugt. In Folge davon wird das Kraftstoff/Luftverhältnis zu groß, wodurch der Wirkungsgrad der Maschine absinkt und die Verschmutzung der von ihr abgegebenen Gase wächst.-Die zunehmende Verschmutzung der Luft, insbesondere durch Verbrennungsmotoren von Kraftwagen, ist aberein immer ernster werdendes Problem.

Die meisten der üblichen Vergaser sind darüberhinaus auch mit Zusatzeinrichtungen ausgerüstet, mit deren Hilfe das Mischungsverhältnis beim Starten,Beschleunigen und bei anderen Übergangszuständen der Maschine gesteuert wird. Diese Zusatzeinrichtungen können aus Drosselklappen- und Nadelventilen,Kraftstoffkammern, Schwimmern, mechanischen Temperaturfühlern und komplizierten Verbindungssystemen bestehen. Da alle diese Teile hergestellt und eingebaut v/erden müssen, werden die Vergaser kompliziert und teuer. Darüberhinaus ist die Zusammenarbeit der mechanischen Teile,von denen viele beweglich angeordnet sind, kritisch, so daß sie sehr sorgfältig zusammengesetzt werden müssen und enge Toleranzen haben. Weiterhin unterliegen die beweglichen Teile ' einer gewissen Abnutzung, so daß die gewöhnlich verwendeten Vergaser regelmäßig nachgestellt werden sollten, damit sich das Mischungsverhältnis nicht verändert.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Mischen von Kraftstoff und Luft darzustellen, bei der der Kraftstoffstrom, insbesondere der Kraftstoffmengenstrom, in .einem vorgegebenen Verhältnis zum L'uftmengenstrom und nicht zum volumetrisehen Luftdurchsatz gehalten wird, da der volumenmäßige Luftdurchsatz eine weniger wichtige Größe ist. Es ist darüberhinaus noch Aufgabe der Erfindung, daß das Kraftstoff/ Luft-Verhältnis unabhängig von der Verstopfung irgendeines Filters sein soll, durch welches die Luftmenge hindurchtritt.

Diese Aufgaben werden durch die mit einer Lufteinlaß-Vorrichtung versehene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gelöst, daß eine Steuereinheit ein vom Luftmengendurchsatz der Einlaßvorrichtung abhängiges Fluidausgangssignal erzeugt und als Steuersignal einem mit einer Kraftstoffdosiereinrichtung versehenen, zur Versorgung der Mischkammer mit Kraftstoff aus einer Kraftstoffquelle dienenden KraftstoffVersorgungssystem zuführt, durch dessen Steuerung der Kraftstoffmengenstrom in einem vorgegebenen Verhältnis zur zugeführten Luftmenge gehalten wird. (Der Ausdruck "Menge" steht hier für den physikalischen Begriff "Masse", wodurch das unanschauliche Wort "Luftmasse" vermieden werden soll).

Auf diese Weise entspricht der Kraftstoffstrom dem Luftmengenstrom anstatt dem volumetrischen Luftdurchsatz. Weiterhin wird bei der Steuerung des Kraftstoffstromes automatisch die Verminderung des Luftmengenstromes durch die Verschmutzung eines Filters berücksichtigt, wodurch das Kraftstoff/Luftverhältnis erhalten bleibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung empfiehlt es sich, daß die Steuereinheit mit einer den Zustand der Luft in einem als Lufteinlaßvorrichtung dienenden Einlaßkanal messenden Luft-

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geschwindigkeitsmeßvorr.ichtung, einer Lufttemperaturmeßvorrichtung und einer Luftdruckmeßvorrichtung versehen ist, von denen jede ein dem gemessenen Luftzustand entsprechendes Fluidsignal erzeugt und zu einem zur Bildung eines von diesen "drei Meßwerten abhängigen Fluidausgangssignales dienenden Steuergerät zuführt, dessen Ausgang an den 3teuereingang der Kraftstoffdosiereinrichtung angeschlossen ist.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann derart ausgestaltet sein, daß die Kraftstoffdosiereinrichtung eine Kraftstoffeinlaßöffnung und eine an eine oder mehrere Kraftstoffdüsen in der Mischkammer oder in den Mischkammern angeschlossene Kraftstoffauslaßöfilnung aufweist. Es ist verständlich, daß bei diesem einfachen Aufbau die Vorrichtung nicht die günstigste Kraftstoff/ Luftmischung erzeugt, bei der der Kraftstoffmengenstrom dem Luftmengenstrom stets genau angepaßt ist.

Es ergibt sich jedoch eine besonders günstige Lösung, wenn die Vorrichtung zur Kompensation von Änderungen des Kraftstoffmengen-.stromes, die durch Änderungen der Druckdifferenz zwischen Einlaß- und Auslaßöffnung der Kraftstoffdosiereinrichtung bedingt sind, eine die Druckdifferenz messende und auf die Kraftstoffdosiereinrichtung einwirkende Korrekturvorrichtung aufweist. Auf diese Weise wird eine der den Kraftstoffmengenstrom beeinflussenden Veränderlichen kompensiert. -

In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung empfiehlt es sich, daß die Kraftstoffdosiereinrichtung mit einem durch die gemeinsame Bewegung zweier Membranen betätigten Ventil versehen ist, wobei die eine Membran mit dem Pluidausgangssignal beaufschlagt wird, während die Räume zu beiden Seiten der anderen Membran mit der Einlaßöffnung bzw. der Auslaßöffnung der Kraftstoffdosiereinrichtung verbunden sind. Durch diese Maßnahme wird die andere Membran durch die Druckdifferenz zwischen den beiden öffnungen im Sinne der Kor-

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rektur der Ventilstellung in Abhängigkeit von der Druckdifferenz verstellt.

Besonders günstig ist es, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Mischen von Kraftstoff-und Luft eine Vorrichtung zur Kompensation von durch Kraftstofftemperaturänderungen bedingten Änderungen des Kraftstoffdurchsatzes aufweist. Hierdurch wird die andere den Kraftstoffmengenstrom hauptsächlich beeinflussende Veränderliche kompensiert. Bei Verwendung der beiden die Kraftstofftemperaturänderung sowie die Druckdifferenz kompensierenden Kompensationseinrichtungen läßt sich das tatsächliche Kraftstoff/Luftverhältnis sehr gut an das optimale Verhältnis annähern. In Weiterbildung der Vorrichtung ist in dieser eine Meßvorrichtung für die Kraftstofftemperatur in der Kraftstoffdosiereinrichtung an die Steuereingänge des Steuergerätes angeschlossen. Durch diese Maßnahme ändert das Steuergerät sein Pluidausgangssignal in Abhängigkeit vom Temperatursignal, wodurch eine durch eine Kraftstofftemperaturänderung bedingte Variation das Kraftstoffmengenströmes kompensiert wird.

Sehr nützlich ist es, die Vorrichtung derart aufzubauen, daß das Steuergerät mit in Kaskade geschalteten, proportional arbeitenden* jeweils zwei gegenüberliegende Steueröffnungen aufweisenden Pluidverstärkern versehen ist, daß die Luftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung als im Einlaßkanal angeordnetes Venturi-Rohr ausgebildet ist, dessen erste Druckleitung in Strömungsrichtung vor dem Düsenhals und dessen zweite Druckleitung in Höhe der Venturi-Düse in den Einlaßkanal mündet, wobei jede der beiden statischen Druckleitungen an eine der Steueröffnungen eines Fluidverstärkers angeschlossen ist, daß die Lufttemperäturmeßvorrichtung eine erste Blende und ein in den Einlaßkanal eintauchendes KapüLarrohr besitzt, die beide einerseits mit Druckmittel versorgt und andererseits an je eine von zwei anderen sich gegenüberliegenden Steueröffnungen angeschlossen

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sind, daß die Luftdruckmeßvorrichtung eine zweite Blende enthält, die mit Druckmittel versorgt wird und andererseits an eine der Steueröffnungen eines anderen Fluidverstärkers angeschlossen ist sowie eine dritte und eine vierte Blende /zwischen die Druckmittelversorgungsleitung und einen etwa den gleichen Druck wie im Einlaßkanal aufweisenden Punkt eingeschaltet sind. Bei diesem Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Meß- und Steuervorgänge mit Hilfe von Druckmittelvorrichtungen und Druckmittelkreisen durchgeführt und dadurch die Zahl der beweglichen Teile gegenüber der bei gebräuchlichen Vergasern notwendigen vermindert.

In einer bevorzugten der Herstellung eines Kraftstoff/Luftgemisches für Verbrennungskraftmaschinen dienenden Ausführungsform ist die Vorrichtung derart ausgestaltet, daß eine zur Feststellung und/oder Änderung des Leistungsbedarfes der Maschine dienende Gebereinrichtung ein weiteres Eingangssignal für daaföteuergerät liefert, welches das die Kraftstoffdosiereinrichtung betätigende Pluidausgangssignal beeinflußt.

In Verbindung mit einer eine Gemischleitung aufweisenden Verbrennungsmaschine ergibt sich für die erfindungsgemäße Vorrichtung eine besonders günstige Lösung, wenn die Gebereinrichtung einen den Druck in der Gemischleitung messenden Druckmesser und einen nur auf relativ schnelle Änderungen des Gemischdruckes ansprechenden und zur vorübergehenden Änderung des Pluidausgangssignales dienenden Geber aufweist, wobei dieser Geber derart auf das Pluidsignal einwirkt, daß der Kraftstofffluß bei Verminderung des Druckes in der Gemischleitung sinkt und umgekehrt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert."Hierin zeigt

Sigur 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer entsprechend

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der Erfindung arbeitenden Vergasereinrichtung und Figur 2 eine im wesentlichen als Blockschaltbild dargestellte gegenüber Figur abgewandelte Einrichtung in Verbindung mit einem Zwei-Zylinder-Verbrennungsmotor.

Das in Figur 1 gezeigte Rohr 10 stellt in seiner oberen Hälfte eine als Luftansaugkanal ausgestaltete Lufteinlaßvorrichtung 14 dar. Der untere Teil dieses Rohres dient als Mischkammer 15. in der Kraftstoff und Luft miteinander vermischt werden. Das Kraftstoff luftgemisch strömt anschließend in die Gemischleitung 12, die beispielsweise zu einer der üblichen Kolbenverbrennungsmaschinen führen kann. Das Rohr 10 ist mit den Schrauben 13 an der Gemischleitung 12 befestigt.

Am Eingang des Luftansaugkanales 14 ist ein Luftfilter 16 angebracht, der die in den Ansaugkanal gelangende Luft reinigt. Der Luftansaugkanal 14 ist weiterhin noch mit einer Venturidüse 17 versehen.

Am oberen Ende der Mischkammer 15 befindet sich eine Kraftstoffdüse 18 über die der Kraftstoff in die Mischkammer gespritzt wird. Weiterhin ist die Mischkammer 15 noch mit einer Einrichtung 19 Verwirbeln versehen, durch die der Kraftstoff· gründlich mit der durch die Kammer strömenden Luft vermischt wird. Diese Einrichtung .!um Verwirbeln kann beispielsweise aus einer Anordnung von Rippen oder aus beweglichen Elementen bestehen. Am unteren Ende des Rohres 10 sitzt ein Drosselventil 20 mit dem die Menge des in die Gemischleitung strömenden Gemisches gesteuert wird. Das Drosselventil 20 ist durch eine einfache Drosselklappe gebildet, die außerhalb der Symetrieachse der Klappe mittels der Lagerachse 21 drehbar gelagert ist. Der in der Gemischleitung 12 gewöhnlich herrschende Unterdruck versucht die Drosselklappe zu schließen. Eine Kraftstoffdosiereinrichtung 25 ist durch ein Ventil dargestellt, das den Kraftstofffluß zur Düse l8 und damit zur Mischkammer 15 steuert. Die Kraftstoffdosiereinrichtung gehört zu einem Kraftstoff Versorgungssystem, das über eine Kraftstoffleitung 26. eine Kraftstoffpumpe 27_; ein Absperrventil 28 und eine Kraftstoffleitung 29 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kraftstoff quelle verbunden ist. Von der Kraftstoffleitung 29 gelangt

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der Kraftstoff über eine Kraftstoffeinlaßöffnung 30 sowie über einen Druckausgleichskanal 31 in die Kraftstoff dosiereinrichtung 25. Die Kraftstoffdosiereinrichtung 25 ist darüberhinaus noch mit einer Kraftstoffauslaßöffnung 52 versehen, die über die Kraftstoffleitung 33 mit der Düse l8 verbunden ist.

Das Gehäuse 35 der Kraftstoffdosiereinrichtung 25 umschließt eine Druckkammer 36. eine Kraftstoffeinlaßkammer 37. einen den Kraftsto'ff abgebenden Raum J>8 und einen der Kompensation des Kraftstoffdruckes dienenden Raum 39. Die Kraftstoffeinlaßkammer 37 und der Raum 38 sind durch die Wand 4o getrennt, die mit dernVentilsitz ²I-I versehen ist. Der Ventilsitz 4l und ein kegelförmiger Schließkörper 42 bilden ein Ventil, das den Kraftstoffluß zwischen der Einlaßkammer 37 und dem Raum 38 steuert. Schließkörper 42 wird durch das Zusammenwirken zweier Membranen betätigt. An die eine Membran 43 ist er mittels eines ersten Verbindungsstabes 44 angeschlossen, der durch die Viand 45 reicht, welche die Druckkammer 36 von der Einlaßkammer 37 trennt. Die Membran 43 teilt die Druckkammer 36 3n eine erste Druckkammer 48 und eine zweite Druckkammer 49 und wird, wie weiter unten noch beschrieben, durch den Druckunterschied des Druckmittels in den Kammern 48 und 49 bewegt. Der Schließkörper 42 ist weiterhin noch über einen zweiten Verbindungsstab 47 mit einer zur Korrektur dienenden Membran 46 verbunden. Diese Membran trennt den Raum 38 von dem Raum 39, wobei im Raum 39 etwa der gleiche Druck wie in der Kraftstoffeinlaßkammer 37 herrscht. Als Folge davon wird die Membran 46 aufgrund des Druckunterschiedes zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite der Kraftstoffdosiereinrichtung 35 ausgelenkt.

Die beiden Membranen 43 und 46 sind beweglich angeordnet, so daß ihre gmeinsame Auslenkung über die Verbindungsstäbe 44 und 47 auf den Schließkörper 42 übertragen wird, wodurch sich dieser Schließkörper gegenüber dem Ventilsitz 4l bewegt. Die Bewegung des Schließkörpers resultiert in einer Veränderung der Querschnittsfläche,durch die der Kraftstoff von der Einlaßkammer 37 zu dem Raum 38 gelangen kann-· von wo aus der Kraftstoff zur Mischkammer 15 strömt. Auf diese Weise wird die Kraftstoffmenge durch die Kraftstoffdosierein-

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richtung 25 gesteuert. Die erste Druckkammer 48 und die zweite Druckkammer 49 sind ,mit jeweils einem der beiden Steuereingänge unti 51 versehen, über die ein Druckmitteldifferenzsignal auf-die. Membran 4;5 gegeben werden kann. Es sind verschiedene Vorrichtungen vorgesehen, durch die die Kraftstoffmenge in einem vorgegebenen Verhältnis zur durch den Luftansaugkanal l4 tretenden Luftmenge gehalten wird. Das Ausgangssignal dieser Vorrichtungen ist ein Druckmittelsignal, welches auf die Steuereingänge 50,51 der Kraftstoffdosiereinrichtung 25 gegeben wird und diese Einrichtung derart aussteuert, daß die aus dem Raum 38 austretende Kraftstoffmenge in einem vorgegebenen Verhältnis zur durch den Kanal 14 strömenden Luftmenge steht. Das durch den Druckunterschied an den Steuereingängen 50,51 auf die Kraftstoffdosiereinrichtung 25 einwirkende * Druckmittelsignal wird durch eine Steuereinheit erzeugt, die mit einem Druckmittelverstärker 60 versehen ist, der aus vier in Kaskade geschalteten, proportional arbeitenden Fluidverstärkern 61,66, 71 und 76 besteht. Jeder dieser Verstärker weist eine Druckmittelversorgungsdüse a, ein erstes Paar einander gegenüberliegender Steueröffnungen b,c, ein zweites Paar einander gegenüberliegender Steueröffnungen d,e sowie einen ersten Auslaßkanal f und einen zweiten Auslaßkanal g auf. In dieser Beschreibung werden die öffnungen der einzelnen Verstärker durch die Bezugsziffer des Verstärkers und den Bezugsbuchstaben der öffnung gekennzeichnet. So wird z.B. die Steueröffnung b des Verstärkers 70 mit Steueröffnung 70b bezeichnet,

Eine Druckmittelquelle 130 speist gefilterte Druckluft über ein Ventil 1J2 in eine Druckmittelversorgungsleitung I31. An diese Versorgungsleitungen sind die Druckmittelversorgungsdüsen 6la, 66a, 71a und 76a über die Leitungen 62,67,72 und 77 angeschlossen. Die Verstärker sind in der üblichen Weise in Kaskade geschaltet. Dabei sind die Ausgangskanale 6lf,6lg über die Leitungen 63 und 64 mit den Steueröffnungen 66b,66c die Ausgangskanäle 66f,66g über die Leitungen 68,69 mit den Steueröffnungen 71b,71c und die' Ausgangskanäle 71f,71g über die Leitungen 73*7^ mit den Steueröffnungen 76b,76c verbunden. '

Die Ausgangskanäle 76f,76g sind über die Leitungen 78,79 zu den

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Steuereingängen 50,51 der Kraftstoffdosiereinrichtung 25 geführt.

Der Druckmittelverstärker 6o erhält von ebenfalls zur Steuereinheit gehörenden geeigneten Vorrichtungen Druckmitteleingangssignale, aus denen die durch den Ansaugkanal 14 strömende Luftmenge bestimmbar ist. Diese drei Vorrichtungen messen den Zustand der'Luft vorzugsweise im Kanal 14 des Rohres 10. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich dabei um eine Luftgeschwindigkeitsmess- V vorrichtung, eine Lufttemperaturraessvorrichtung und eine Luftdruckmessvorrichtung. Diese drei Vorrichtungen sollen nachfolgend beschrieben werden.

Die Luftgeschwindigkeitsmessvorrichtung v/eist ein Venturirohr 17, eine oberhalb der Venturidüse in den Luftansaugkanal 14 mündende erste Druckleitung 8l und eine in Höhe der Düse in den Kanal mündende zweite Druckleitung 82 auf. Die Druckleitung 8l ist über eine Leitung 83, eine Druckkammer 101 und eine Leitung 84 an die Steueröffnung 6lb angeschlossen, während die Druckleitung 82 Über eine Leitung 85 mit der gegenüberliegenden Steueröffnung 6lc verbunden ist.

Die Lufttemperaturmessvorrichtung, ist mit einem im Ansaugkanal 14 befestigten Kapillarrohr 9I versehen. Das eine Ende dieses Kapillarrohrs 91 ist über eine Leitung 92 an die Druckmittelversorgungsleitung 131 geführt, über die das Kipillarrohr mit Druckluft versorgt wird. Das andere Ende des Kapillarrohrs 91 ist über eine Leitung 93 an die Steueröffnung 6ld angeschlossen. Eine ebenfalls zur Lufttemperaturmessvorrichtung gehörende Blende 94 ist mit der gegenüberliegenden Steueröffnung 6le und der Druckmittelversorgungsleitung 131 verbunden.

Die Luftdruckmessvorrichtung besitzt eine zweite Blende 107* die von der Versorgungsleitung I3I mit Druckluft versorgt wird und die an der anderen Seite an die Steueröffnung 66d angeschlossen ist. Die Luf.tdruckmessvorrichtung ist weiterhin mit einer dritten und einer vierten Blende 103 und I06 versehen, die über eine Leitung 104 zwischen der Versorgungsleitung I31 und einem Punkt in der Druckkammer 101 in Reihe geschaltet sind. Am Anschlußpunfct in

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der Druckkammer herrscht etwa der gleiche Druck wie im Luftansaugkanal 14. Die der Steueröffnung 66d gegenüberliegende Steueröffnung 66e ist über eine Leitung 105 an eine Anzapfung der Leitung 104 angeschlossen, die sich zwischen der Blende 105 und der Blende ΙΟβ befindet. . ■

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Gebereinrichtung, die bei Änderung der benötigten Motorleistung wirksam wird und auf das an die Steuereingänge 50,51 gelangende Druckmittelsignal einwirkt. .Auf diese V/eise kann der Kraftstoffluß durch die Kraftstoffdosiereinrichtung 25 und damit in die Mischkammer 15 in geeigneter Weise der benötigten Motorleistung angepaßt werden. Die Gebereinrichtung besitzt einen mit der Genischleitung 12 in Verbindung stehenden Druckkanal 111, der über eine Leitung 112 und eine Blende 115 an die Steueröffnung 71d angeschlossen ist. Der Druckkanal ist darüberhinaus noch über die Leitung 112, eine Blende 114 sowie einen Druckbehälter 115 mit der Steueröffnung 7Ie verbunden. Die Blenden 113 und 114 haben die gleichen Abmessungen. Die Verbindung aus Blende 114 und Druckbehälter 1.15 wirkt als Hochpaßanordnung, die nur auf "relativ schnelle Druckänderungen in der Gemischleitung 12 anspricht.

In Figur 1 ist weiterhin noch eine Vorrichtung gezeigt, die zur Kompensation der durch eine Abweichung der Kraftstofftemperatur bedingten Änderung des Kraftstoffmengenstromes dient. Diese Vorrichtung zur Kompensation der Kraftstofftemperatur weist ein Kapillarrohr 121 auf, das in der Kraftstoffeinlaßkammer 37 befestigt ist und zur Messung der Kraftstofftemperatur dient. Das eine Ende des Kapillarrbhres 121 ist mit der Druckmittelversorgungsleitung 131 verbunden, während das andere Ende über eine Leitung 122 an die Steueröffnung 76d angeschlossen ist. Die gegenüberliegende Steueröffnung J6e ist über eine ebenfalls zur Vorrichtung gehörende Blende 123 zur Leitung I3I geführt.

Während des normalen Betriebes der Maschine entsteht durch die Bewegung der Kolben ein Unterdruck in der Gemischleitung 12. Wegen dieses Unterdruckes strömt die Luft durch den Ansaugkanal 14 in die Mischkammer 15, wo sie sich mit dem Kraftstoff vermischt. Das

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Kraftstoff-Luftgemisch wird durch die Gemischleitung 12 angesaugt, wobei sich die Menge des angesaugten Gemisches nach der Stellung des Drosselventiles 20 und dem Druckunterschied zu beiden Seiten dieses Ventils richtet. Nachfolgend soll beschrieben werden, wie der Kraftstoffmengenstrom in einem vorgegebenen Verhältnis zur zugeführten Luftmenge gehalten wird.

Die Druckluft der Druckmittelquelle 130 dient zur Energieversorgung der Pluidverstärker und verschiedener Messvorrichtungen, Der unter Druck stehende Kraftstoff wird über das Kraftstoffversorgungssystem zur Kraftstoffdosiereinrichtung 25 gegeben. Die Druckmittelquelle 130 und auch die Kraftstoffpumpe 27 können mit einem von der Ma- W schine angetriebenen Kompressor versehen sein.

Beim Starten gibt die Maschine noch keine Leistung ab und kann
die Kompressoren nicht betätigen. Daher ist es notwendig, zum Anlassen die Maschine anzuwerfen, wodurch die Kraftstoffpumpe eine zum Starten der Maschine genügende Kraftstoffmenge fördert. Die Kraftstoffdosiereinrichtung 25 kann darüberhinaus noch derart ausgestaltet sein, daß sie bei Abwesenheit eines auf sie einwirkenden" Steuersignales eine zum Start der Maschine genügende Kraftstoffmenge abgibt. Darüberhinaus kann noch eine von Hand oder von der Temperatur gesteuerte Starterklappe (choke) vorgesehen sein, die zum Begrenzen der in den Luftansaugkanal 14 strömenden Luftmenge ^ üblich ist. Durch die Begrenzung dieser Luftmenge wird das Ge-

misch stark mit Kraftstoff angereichert und damit das Starten der Maschine erleichert.

Andererseits ist es auch möglich, beim Start der Maschine die Versorgung mit Luft und Kraftstoff unabhängig von der Masehinenkraft zu machen. Hierzu kann die Druckmittelquelle 130 beispielsweise
einen Druckluftbehälter oder einen elektrisch angetriebenen Kom_r pressor besitzen. Gleichzeitig kann auch die Kraftstoffpumpe 27 elektrisch angetrieben werden. Das Ventil I32 an der Auslaßseite der Druckmittelquelle I30 trägt eine Einrichtung zum Sperren des aus dem Druckluftbehälter kommenden Luft stromes,, Auf diese V/eise wird der Luftdruck im Behälter auch dann aufrechterhalten, wenn
die Maschine abgeschaltet ist. Das Ventil 28 an der Auslaßseite

der Pumpe kann, soweit dieses erwünscht ist, zum Absperren des , zur Kraftstoffdosiereinrichtung 25 fließenden Kraftstoffstromes verwendet werden.

Sobald die von der Druckmittelquelle 1J50 ausgehende Druckmittel-.Versorgung eingesetzt hat und das Ventil 1^2 geöffnet ist. gelangt die Druckluft zu den Druckmittelversorgungsdüsen 6la,66a.71a, und 76a der zum Druckmittelverstärker 60 gehörenden Pluidverstärker. Da die Arbeitsweise der einzelnen Pluidverstärker 6l.66.Jl und gleich,ist_; soll stellvertretend für alle Verstärker nur der Verstärker 6l genauer beschrieben werden. Bei Abwesenheit eines Druckunterschiedes an den Steueröffnungen des Pluidverstärkers 6l wird der von der Druckmittelversorgungsdüse 6la ausgehende Luftstrom gleichmäßig auf die beiden Ausgangskanäle 6lf,6lg verteilt, so daß an diesen Kanälen kein Differenzdrucksignal entsteht. Gelangt aber nun ein Differenzdrucksignal auf das eine Paar oder die beiden Paare einander gegenüberliegenderSteueroffnungen, so ergibt sich an den Ausgangskanälen 6lf.6lg ein Differenzdrucksignal. Ist beispielsweise der Druck an der Steueröffnung 6lb größer als der an der Steueröffnung öle, so wird der Druck an dem Ausgangskanal 6lg größer sein, als der am Ausgangskanal 6lf. Das gleiche geschieht, wenn der Druck an der Steueröffnung 6ld größer ist als der an der Steueröffnung 6le. Gibt man gleichzeitig Differenzdrucksignale auf die beiden Steueröffnungspaare, so.werden an den Ausgangskanälen die Wirkungen an den zwei Paar Steueröffnungen addiert. Wie oben schon gesagt, gilt dies auch für die Pluidverstärker 66.71 und 76.

Die Venturidüse 17 im Luftansaugkanal und die beiden Druckleitungen 8l,82 messen die Luftgeschwindigkeit mit Hilfe des Druckunterschiedes zwischen den Druckleitungen, Dieses Messverfahren ist bekannt. Da die gesamte in die Mischkammer 15 strömende Luft das Venturirohr 17 passiert entspricht der Druckunterschied in den Druckleitungen auch dem volumetrischen Luftdurchsatz in der Mischkammer Der Differenzdruck zwischen den beiden Druckleitungen 8l und 82 gelangt über Leitung 85,, Druckkammer 101, Leitung 84 einerseits und über Leitung 85 andererseits, zu den beiden Steueröffnungen 6lb und 6le. Wie weiter unten noch beschrieben wird, ist die Form

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der Blende 10j5 und der Drück in der Leitung 104 derart gewählt, . daß der Druckabfall in der Druckkammer 101 vernachläßigbar ist. Daraus ergibt sich, daß das Differenzdrucksignal an den Steuer-Öffnungen 6lb und 6lc dem volumetrischen Luftdurchsatz der Mischkammer 15 entspricht. Bei einer Vergrößerung des Luftstromes im Ansaugkanal 14 fällt der Druck an der Steueröffnung öle gegenüber dem Druck an der Steueröffnung 6lb und umgekehrt.

Selbstverständlich können auch andere Vorrichtungen zum Messen der Luftgeschwindigkeit verwendet v/erden. So kann beispielsweise eine Abzweigleitung vorgesehen sein, die in den Luftansaugkanal 14 oder in das Venturirohr 17 ragt und der Luftströmung ausgesetzt ist. Der auf diese Weise ermittelte Druck kann zur Erzeugung eines Differenzsdruckes zu einem gleichbleibenden Bezugsdruck ins Verhältnis gesetzt werden, wobei dann das auf diese V/eise erhaltene-Differenzdrucksignal der Luftgeschwindigkeit im Luftansaugkanal I²I oder im Venturirohr 17 wieder entspricht.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Lufttemperaturmessvorrichtung und der die Änderung der Kraftstofftemperatur berücksichtigenden Vorrichtung ist es notwendig, die Wirkung der Temperatur auf durch eine Blende und durch ein Kapillarrohr strömende Luft zu kennen. Der Luftstrom durch eine einfache Blende ist In. dem in der Mischkammer in Frage kommenden Temperaturbereich weitgehend unabhängig von der Temperatur. Dagegen hängt in diesem Temperaturbereich die Größe eines durch ein Kapilarrohr fließenden Luftstromes von der Viskosität der Luft ab, die wiederum von der Lufttemperatur abhängig ist. Dabei nimmt die Größe eines durch ein Kapillarrohr fließenden Luftstromes bei steigender Lufttemperatur ab, während der Druckabfall über dem Xapillarrohr wächst. Das unterschiedliche Verhalten eines durch eine Blende oder ein Kapillarrohr fließenden Luftstromes wird in der Lufttemperaturmessvorrichtung in folgender Weise ausgenutzt.

Die Steueröffnung 6ld wird von der Druckmittelversorgungsleitung 131 über Leitung 92, Kapillarrohr 91 und Leitung 9J> mit Druckluft versorgt, wobei das Kapillarrohr 91 dem in die Mischkammer 15 eintretenden Luftstrom ausges&tzt ist. Zwischen dem Luftstrom und

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der Luft in dem Kapillarrohr 91 findet ein 'Wärmeaustausch statt, wodurch die Lufttemperatur im Kapillarrohr 91 den gleichen Wert wie die Temperatur des Luftstromes annimmt. Damit steigt, wie schon erklärt, bei einem Anwachsen der Temperatur des Luftstromes der·Druckabfall über dem Kapillarrohr 91* wodurch wiederum der Druck an der Steueröffnung old fällt. Auf die gegenüberliegende Steueröffnung öle wird ausgehend von der Druckmittelversorgungsleitung 131 über die Blende 94 ein Luftdrucksignal gegeben. Der Strömungswiderstand dieser Blende ist weitgehend unabhängig von der Temperatur und.ändert sich nur bei Druckabweichungen in der · Leitung 1J51*-wobei diese Druckabweichungen gleichzeitig aber auch auf das Kapillarrohr 9I übertragen werden. Daraus folgt, daß die Größe des auf die Steueröffnungen 6ld und 6le gelangenden Differenzdrucksignales ein Maß für die Temperatur des in die Mischkammer 15 eintretenden Luftstromes ist und daß das Differenzdurcksignal durch Schwankungen des Versorgungsdruckes nicht beeinflußt wird. Bei einem Anstieg der Temperatur des in die Mischkammer fließenden Luftstromes sinkt der auf die Steueröffnung 6ld einwirkende Druck und umgekehrt. Die Abmessungen des Kapillarrohres 91 und der Blende 94 sind derart gewählt, daß bei- einer vorgegebenen Normaltemperatur der Luft die Drucke an den beiden Steueröffnungen 6ld und 6le etwa gleich sind.

Zur Messung der Lufttemperatur können auch andere Vorrichtungen benutzt werden. So läßt sich beispielsweise ein Balg verwenden, der * mit einer Flüssigkeit mit großem Temperaturkoeffizienten gefüllt ist. Diesen Balg kann man in dem Luftansaugkanal 14 oder in der Mischkammer 15 befestigen. Die Ausdehnung der Flüssigkeit im Balg läßt sich über eine Leitung auf eine einen Luftstrom steuernde Einrichtung übertragen, wobei der gesteuerte Luftdruck zur Erzeugung eines temperaturabhängigen Druckes verwendet werden kann. Dieser Druqk läßt- sich zu einem gleichbleibenden Bezugsdruck ins Verhältnis setzen,wordureh man ein Differenzdrucksignal erhält, dessen ·, Größe der Temperatur des über den Luftansaugkanal .14 in die Mischkammer fließenden Luftstromes entspricht.

Der .Verstärker 6l. summiert die Wirkungen, der auf die-Steueröff-. nungen-_-6lb_>6l.o,6ld und 6le gegebenen .Druckmittelsignale.und gibt

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an seinen Ausgangskanälen 6lf und 6lg ein der Summe entsprechendes* Druekdifferenzsignal ab. Aus dem oben gesagten läßt sichueätnebmen/ daß bei einem Anwachsen des volumenmäßigen Luftdurchsatzes;des :rn : die kammer 15 fließenden Luftstromes der Druck am Ausgangssignal: 6lg gegenüber dem am Ausgangskanal 6lf steigt. In gleicher Weise './ sinkt der Druck am Ausgangskanal 6lg gegenüber dem Druck am-tos-·- gangskanal 6lf beim Anstieg der Temperatur des Luftstromes. - ::

Das an den Ausgangskanälen 6lf und 6lg abgreifbare Differenzdruck-.' signal .wird über die Leitungen 63 und 64 zu den Steueröffnungen 66b und 66c des Verstärkers 66 übertragen. Die Steueröffnungen 66d und 66e gehören zum zweiten Paar Steueröffnungen dieses Verstärkers. Die Steueröffnung 66e wird über Leitung 67 und Blende 10? von der Druckmittelversorgungsleitung IJl mit Druckluft versorgt., während die Steueröffnung 66e über eine Blende I06 an die Versorgungsleitung 131 angeschlossen ist. Das an die Steueröffnung 66e gelangende Drucksignal wird durch die mittels der Leitung 104 und der Blende I03 gebildeten Verbindung zur Druckkammer 101 beeinflußt. Der durch die Blende 103 strömende Luftdurchsatz variiert mit der Änderung des Druckunterschiedes zu beiden Seiten dieser Blende. Der Druck in der Leitung 104 ist größer als der in der Druckkammer 101, wobei der Druck in der Druckkammer im wesentlichen dem Druck im Luftansaugkanal l4 entspricht. Auch der Druck in der Mischkammer 15 ist etwa so groß wie der im Luftansaugkanal 14, wobei sich die beiden Größen, durch einen zum Venturirohr 17 gehörigen Druckrückbildungsfaktor unterscheiden. Dieser Faktor ist im Rahmen der im Venturirohr 17 vorkommenden Strömungsgeschwindigkeiten annähernd konstant. Daraus folgt, daß der Druck in der Kammer 110 ein Maß für den Druck im Luftstrom ist, der in die Mischkammer 15 fließt. . -

Unter der Annahme, daß der Druck in der Druckmittelsversorgungsleitung I31 konstant bleibt, wächst der durch die Blende 103 tretende Luftstrom, wenn der Ansaugdruck abfällt und umgekehrt. Auf diese Weise steigt und fällt der Druck an der Steueröffnung' 66e in Übereinstimmung mit dem Ansaugdruck. V/egen der Möglichkeit, daß der Druck in der Versorgungsleitung 131 nicht konstant bleibt, : wird zur Kompensation der möglichen Abweichungen, die Steueröffnung

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66d über die Blende 107 an die Versorgungsleitung I3I angeschlossen. Als Folge davon ,gelangen die möglichen Druckschwankungen auf die' beiden Steueröffnungen 66d und 66e, wodurch sie keinen Einfluß auf das Ausgangssignal des Verstärkers 66 haben. Daraus ergibt sich, daß das auf die Steueröffnungen 66ä> und 66e gelangende Differenzdrucksignal ein Maß für den Druck des in die Mischkammer fließenden Luftstromes ist, wobei beim Anwachsen dieses Druckes der Druck an der Steueröffnung65e gegenüber dem an der Steueröffnung 66d steigt und umgekehrt. Der Verstärker 66 summiert die Wirkungen der auf seine beiden Steueröffnungspaare 66b,66c, bzw. 66d,66e gegebenen Differenzdrucksignale und gibt an seinen Ausgangskanälen 66f und 66g ein Differenzdrucksignal ab, welches der Summe der Differenzdrucksignale an seinen Steueröffnungen |

entspricht. ■

Der Druck am Ausgangskanal 66f steigt gegenüber dem am Ausgangskanal 66g,sobald der in die Mischkammer 15 fließende volumenmäßige Luftdurchsatz steigt, die Lufttemperatur Tällt und/oder der Luftdruck wächst. Umgekehrt fällt der Druck am Ausgangskanal 66f gegenüber dem am Ausgangskanal 66g,sobald der volumenmäßige Luftdurchsatz fällt, die Lufttemperatur steigt und/oder der Luftdruck sinkt. Es wurde bereits erwähnt, daß der die Mischkammer 15 passierende Luftmengenstrom sich mit dem volumentrischen Luftdurchsatz ändert. V/eiterhin ist der Luftmengenstrom proportional zum Druck und umgekehrt proportional zur Temperatur, der in die Mischkammer eintretenden Luft. ' "

Daraus ergibt sieh, daß durch genaue Messung der verschiedenen Größen mit Hilfe der Luftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung, der Lufttemperaturmeßvorrichtung und der Luftdruckmeßvorrichtung an den Ausgangskanälen 66f und 66g ein Differenzdrucksignal erzeugt werden kann, welches in guter Annäherung dem Luftmengenstrom entspricht. Dies gilt zumindest für den beim Betrieb einer Kolbenverbrennungsmaschine möglichen Zustandsbereich der Luft.

Aua der Beschreibung ergibt sich, daß von der Luftdruckmeßvorrichtung die Veränderung des Luftdruckes aufgrund eines/ erhöhten Druckabfalles am Filter l6 automatisch berücksichtigt wird.

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Der durch die Verstopfung des Filters 16 bedingte Druckabfall " im Ansaugkanal 14 wird durch eine Veränderung des Luftmengenstromes und durch einen entsprechenden Kraftmengenstrom be- : rücksichtigt..

Das Drucksignal an den Ausgangskanälen 66f und 66g wird über die Leitungen 68 und 69 an die Steueröffnungen 71b und 71c des Verstärkers 71 weitergeleitet. Die Steueröffnung 71d wird mit dem Drucksignal einer Gebereinrichtung beaufschlagt, die zur Messung des Druckes in der Gemischleitung 12 mit einem Druckkanal 111 versehen ist. Der gemessene Druck wird über die Leitung und die Blendell3 auf die Steueröffnung 71d übertragen. Die gegenüberliegende Steueröffnung 71e erhält das vom Druckkanal gemessene Drucksignal über die Leitung 112, die Blende 114 und den Druckbehälter II5. Nachfolgend viird die Arbeitsweise der auf den Verstärker 71 einwirkenden Gebereinrichtung beschrieben, die zur Verbesserung der Wirkungsweise der Maschine bei Übergangssituationen dient.

Wie bereits schon beschrieben, entsteht beim Betrieb der Maschine ein Unterdruck in der Gemischleitung 12, der einen konstanten Wert beibehält, solange sich der Betriebszustand nicht ändert. Schließt man an die Maschine nun aber eine größere Last an, so wird sich ihre Arbeitsgeschviindigkeit vermindern, wodurch der Druck in der Gemischleitung 12 anwächst, der Unterdruck also kleiner xvird. Das gleiche geschieht, wenn man zur Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine das Drosselventil 20 öffnet, wodurch wiederum der Druck in der Gemischleitung 12 anwächst. Auf der anderen Seite ergibt sowohl" eine Verminderung der an die Maschine angeschlossenen Last, als auch ein Schließen des Drosselventiles 20 ein Abfallen des Druckes in der Gemischleitung 12, d.h. ein Anwachsen des dort herrschenden Unterdruckes. Ganz allgemein kann man bei einer Änderung der an die Maschine angeschlossenen Last oder des Zustandes des Drosselventiles 20 von einer "Forderung an die Maschine" sprechen, wobei sich diese "Forderung" bei wachsender Last oder beim öffnen des Drosselventiles 20 erhöht und. umgekehrt. Die Änderung der "Forderung" an die Maschine" macht sich, durch eine Druckänderung in der

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Gemischleitung 12 und damit am Druckkanal 111 bemerkbar.

Es hat sich bei Änderungen der "Forderung an die Maschine" als vorteilhaft erwiesen, bei einer Erhöhung dieser "Forderung"auch das Kraftstoff-Luftverhältnis zu vergrößern und bei einer Verminderung dieser"Forderung"auch das Kraftstoff-Luftverhältnis zu verkleinern, vfodurch auch gleichzeitig noch die Menge der bei der Verbrennung entstehenden Abfallprodukte herabgesetzt wird. Ira einzelnen geschieht dies folgendermaßen.

Während des gleichbleibenden Betriebes der Maschine bleibt der Druck in der Gemischleitung 12 konstant. Infolgedessen ist der Druck im Druckbehälter 115 gleich dem Wert des Druckes in der Ge- i mischleitung 12 vermindert um den Druckabfall an der Blende 114, der durch den kleinen in die Steueröffnung 71 e fließenden Druckmittelstrom bedingt ist. Da die Blenden 113 und 114 die gleichen Abmessungen haben, ist auch der an ihnen entstehende Druckabfall gleich, so daß¹ an den Steueröffnungen 71d, 71e die gleiche Drücke liegen und das Ausgangssignal des Fluidverstärkers 71 nicht beeinflußt wird. Steigt oder fallt nun aber der Druck in der Gemischleitung 12 entsprechend einer steigenden oder fallenden "Forderung an die Maschine", so wird diese Druckänderung sofort auf die Steueröffnung 71d übertragen. Wegen der kapazitiven Wirkung des Druckbehälters 115 verzögert sich aber die Übertragung der Druckänderung an die Steueröffnung 71e. Infolgedessen tritt bei Änderungen der "Forderung an die Maschine"zeitweise ein Differenz- i drucksignal an den Steueröffnungen 71d, 71e auf. Dabei wird bei einem Anstieg der "Forderung" der Druck an der Steueröffnung 71d gegenüber dem Druck an der Steueröffung 71e ansteigen, während bei einer Verminderung der "Forderung" sich die Verhältnisse umkehren. Aufgrund dieses vorübergehenden Differenzdrucksignales an den Steueröffnungen 71d, 71e ändert sich das Signal an den Steuereingängen 50,51 derart, daß bei einer erhöhten "Forderung" das Kraftstoff-Luftverhältnis zeitweise verringert wird.

Da, wie schon beschrieben, das Di ff erenz drucksignal an den Steuereingängen 71b, 71c dem Luftmengenstrom entspricht, so ist auch das Differenz druoks ignäl an den Ausgangskanälen 71f, 71g

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des Fluidverstärkers 71 kennzeichnend für den in die Mischkammer 15 fließenden Luftmengenström. Das Differenzdrueksignal an den Ausgangskanälen des Fluidverstärkers 71 berücksichtigt allerdings. noch die "Forderung an die Maschine". Dabei wächst der Druck an dem Ausgangskanal 7If gegenüber dem am Ausgangskanal 71g an, wenn der Luftmengenstrom sich verstärkt und die "Forderung" größer wird und umgekehrt.

Das Ausgangssignal des Fluidverstärkers 71 wird von den Ausgangskanälen 71f,71g über die Leitungen 73 und 7^ zu den Steueröffnungen 76b, 76c des Fluidverstärkers 7'6 geführt. Die Steueröffnung 76d ist über das Kapillarrohr 121 und die Leitung 122 an die Druckmittelversorgungsleitung I3I angeschlossen. Die gegenüber_T liegende Steueröffnung 76e wird über die Blende 123 von der Leitung 131 mit Druckluft versorgt. Das Kapillarrohr 121 befindet sich in der Kraftstoffeinlaßkammer 37 der Kraftstoffdosiereinrichtung 25 und dient zur Temperaturmessung des in der Kammer befindlichen Kraftstoffes. Dabei arbeitet das Kapillarrohr 121 in der gleichen Weise wie' das der Temperaturmessung dienende Kapillarrohr 91· Es können aber auch verschiedene andere Vorrichtungen zur Temperaturmessung verwendet werden, beispielsweise ein Temperaturmesser, wie er schon im Zusammenhang mit der Lufttemperaturmessung durch das Kapillarrohr 91 besehrieben wurde. ·

Der Fluidverstärker j€ summiert die auf seine beiden Paare Steueröffnungen 76b, 76c, 7öd und 7öe gegebenen Druckmittelsignaleund gibt an seinen Äusgangskanälen 76f und 76g ein dieser Summe entsprechendes Differenzdrucksignal ab. Ein Anwachsen des in die Mischkammer 15" fließenden Luftmengenströmes, eine Vergrößerung der "Forderung an die Maschine" und/oder eine Erhöhung der Kraftstoff tempera tür ergeben jeweils" ein Ansteigen des Druckes am Ausgangskanal 7öf gegenüber dem Druck am Ausgangskanal 76g. Umgekehrt resultiert eine Verkleinerung einer dieser Größen in einem" Ansteigen des- Druckes im Ausgangskanal 76g gegenüber dem des Ausgangskanales J&f. Das Differenzdrueksignal am Ausgangskanal des Fluidverstärkers 76 bildet die Ausgangsgröße des Verstärkers 60. Diese Ausgangsgröße wird über die Leitungen 78,79 sowie die Steuereingänge 50,51 zu der ersten Druckkammer 48, bzw. der

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zweiten Druckkammer 49 der Kraftstoffdosiereinrichtung 25 geführt. · Der auf diese V/eise erzeugte Differenzdruck zwischen den beiden Druckkammern 48,49 dient zur Bewegung der Membran 43, wobei der Schließkörper 42 gegenüber dem Ventilsitz 4l verschoben wird. Entsprechend der Verschiebung des Schließkörpers 42 gegenüber dem Ventilsitz 4l ändert sich die Durchtrittsfläche über die der Kraftstoff von der Kraftstoffeinlaßkammer 37 in den Raum 38 flies sen kann. Auf diese V7eise läßt sich der Kraftstoffluß zur Kraftstoffdüse 18 steuern.

Der Kraftstoffmengenstrom von der Kraftstoffeinlaßkammer 37 zum Raum 38 hängt nicht nur von der Stellung des Ventiles sondern auch vom Kraftstoffdruck zwischen den beiden Kammern 37*38 und von der f gerade herrschenden Kraftstofftemperatur ab. Bei einem durch die Stellung des Ventiles, 4l,42 und dem Druckunterschied zu dessen beiden Seiten gegebenen volumetrischen Durchsatz ist der Kraftstoffmengenstrom umgekehrt proportional zur Temperatur. Die Vorrichtung · zum Bestimmen der Kraftstofftemperatur in Verbindung mit dem Fluidverstärker 76 kompensiert den Temperatureffekt, indem das Ausgangssignal des Verstärkers 60 in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur derart abgeändert wird, daß das Ventil sich bei wärmer v/erdendem Kraftstoff etwas öffnet und bei kälter werdendem Kraftstoff etwas schließt. Die richtige Kompensation ergibt sich durch den Aufbau des Kapillarrohres 121 und der Blende 123.

Bei einer gegebenen Ventilstellung sind der volumetrische Kraft- " Stoffdurchsatz und der Kraftstoffmengenstrom dem Druckunterschied zu beiden Seiten des Ventiles 41,42 proportional. Sowohl der Raum 39 als auch die Membran 46 dienen zur Druckkompensation und arbeiten in· folgender V/eise zusammen. Die Kraftstoffeinlaßkammer 37 und der Kompensationsraum 39 sind über die Kraftstoffleitung 29 und den Druckausgleichskanal 3I miteinander verbunden, wodurch im Raum 39 und in der Kammer 37 etwa der gleiche Druck herrscht. Dieser . Druck ist der Druck auf der Einlaßseite des Ventiles. Die beiden Seiten der Membran 46 stehen in Verbindung mit der Einlaß- und Auslaßseite der Kraftstoffdosiereinrichtung 25. Beim Anwachsen des Druckunterschiedes zu beiden Seiten der Membran 46 wird diese Membran und damit der an ihr befestigte-Schließkörper 42

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verschoben, wodurch sieh die Durchtrittsfläche zwischen der'Kraftstoffeinlaßkammer 37 und dem Kraftstoffauslaßraum 38 vermindert. Umgekehrt wird bei einer Verkleinerung des Druckunterschiedes zwischen der Kammer 37 und dem Raum 38 die Membran 46 derart ausgelenkt, daß sich die Kraftstoffdurchtrittsfläche zwischen der Kammer und dem Raum vergrößert. Die Lage des Schließkörpers 42 ergibt sich daher aus der gemeinsamen Bewegung der beiden Membranen 43,46, wobei die Gemeinsamkeit dieser Bewegung durch den sie verbindenden Schließkörper erzwungen wird. Die Membran 46 dient, wie schon beschrieben, zur Kompensation von Druckäriderungen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Mischen von Kraftstoff und Luft stellt sicher, daß innerhalb eines weiten Betriebsbereiches der Kraftstoffmengenstrom in einem passenden Verhältnis zur zügeführten Luftrnenge gehalten wird, wobei die Vorrichtung auch die sich ändernde "Forderung an die Maschine" berücksichtigt, Alle wichtigen Größen, die das passende Verhältnis von Kraftstoffmengenstrom zu Luftmengenstrom stören können, sind kompensiert. Abgesehen von dem mit Hilfe der Vorrichtung erzielten hohen Wirkungsgrad wird durch das angepaßte Mischungsverhältnis auch die Menge der giftigen Abgase und der die Atmosphäre verschmutzenden unverbrannten öl- und Kraftstoffreste stark herabgesetzt. Auch bei Verstopfung eines gegebenen -falls verwendeten - Filters wird das günstige Mischungsverhältnis der beiden Mengenströme nicht gestört, da bei einer Verminderung des Luftmengenstromes automatisch auch der Kraftstoffmengenstrom in Richtung des angepaßten Mischungsverhältnisses verkleinert wird. . .

Gibt das Kraftstoffversorgungssystem den Kraftstoff unter etwa gleichbleibendem Druck ab und kann die Verstopfung oder Abnutzung der Kraftstoffdüse vernachlässigt werden, so kann man auf die Korrekturvorrichtung zur Kompensation der Kraftstoff druckänderung _.. in der Kraftstoffdosiereinrichtung 25 verziehten. .-.

Auch die Vorrichtung zur Kompensation der Kraftstofftemperatur und die der Berücksichtigung einer veränderten "Forderung an die

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Maschine" dienende Gebereinriohtung sind wünschenswertes aber nicht absolut notwendiges Zubehör, das weggelassen werden kann. Insbesondere kann man bei gleichbleibendem Betrieb der Maschine auf die Gebereinrichtung verzichten. Läßt man die Korrekturvorriotitung für den Kraftstoffdruck oder die Vorrichtung zur Korrektur der Kraftstofftemperatur fort, so bleibt der Kraftstoffmensenstrom zwar immer noch in einem vorgegebenen Verhältnis zum Luftmengenstrom, dieses Verhältnis vrird aber nicht mehr optimal sein. Unabhängig davon wird von der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht der volumetrische Luftdurchsatz sondern der Luftmengenstrom berücksichtigt und dem Ansaugkanal 14 ein dem Luftmengenstrom angepaßter Kraftstoffraengenstrom zugeführt. In Figur 2 ist eine entsprechend der Vorrichtung in Figur 1 arbeitende Vorrichtung zum ™ Mischen von Kraftstoff und Luft dargestellt, die an eine mit zwei Zylindern versehene Kolbenmaschine angeschlossen ist. In diesem Beispiel werden Kraftstoff und Luft für jeden Zylinder getrennt in besonderen Mischräumen gemischt, ansonsten gleicht der Aufbau aber der schon beschriebenen Vorrichtung. In Figur 1 und Figur 2 einander entsprechende und gleichartige Baugruppen haben die gleichen Bezugsziffern und werden nachfolgend nicht nochmals im einzelnen erläutert.

Die Maschine besitzt zwei Zylinder 151, von denen jeder mit einem Kolben 152 versehen ist, der Über eine Kolbenstange 154 mit der Kurbelwelle 153 in Verbindung steht. Die Kurbelwelle läßt sich d durch geeignete Lagerung um ihre Längsachse 155 drehen. Jeder Zylinder 151 ist durch einen Zylinderkopf 157 abgeschlossen, der das Ventil 157 aufnimmt. Dieses Ventil ist in bekannter Weise mittels der Ventilstange I58 in seiner Längsrichtung verschiebbar gelagert. Bei praktischen Ausführungsformen werden die Ventile 157 beispielsweise von der Kurbelwelle 155 über ein geeignetes Getriebe, Nocken, Federn und andere nicht gezeigte Verbindungen angetrieben.

Der Raum über dem Kolben 152 bildet die Verbrennungskammer 160, wobei jede dieser Verbrennungskammern über das Ventil 157 mit der entsprechenden Mischkammer I6I verbunden ist.. Den einzelnen Mischkammern 161 wird über jeweils eine Kraftstoffdüse 1β2 der Kraftstoff zugeführt, wobei die beiden Düsen die gleichen Abmessungen

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haben und dazu dienen, den durch sie strömenden Kraftstoff zu zerstäuben. Die Misehkammern l6l werden über den Filter l6 mit aus .dem Außenraum stammender,gereinigter Luft versorgt. Die Luft strömt'vom Filter über einen Luftansaugkanal Ik, ein Drosselventil 20 in eine Gemischleitung 12, die mit den Misehkammern l6l versehen ist.

Die Kraftstoffdosiereinrichtung 25 ist über die Kraftstoffleitung 170, die sich in die beiden Leitungen 171 verzweigt, an die Kraft-, stoffdüsen Iö2 angeschlossen, wobei jede der abgezxveigten Leitungen 171 zu einer Düse I62 geführt ist. Die zur Kompensation des Kraftstoffdruckes dienende Korrekturvorrichtung 52 ist in die Kraftstoffdosiereinrichtung 25 eingefügt.

Die in Figur 1 gezeigten Meß- und Steuervorrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in Figur 2 nur in Form von Blökken dargestellt, die die folgenden Bezugsziffern haben: Luftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung 80, Lufttemperaturmeßvorrichtung 90, Luftdruckmeßvorrichtung 100, Verstärker 60, zur Kompensation der Kraftstofftemperatur dienende Vorrichtung 120. Diese Vorrichtungen können in der gleichen Weise arbeiten und denselben Aufbau haben, wie die in Figur 1 gezeigten.

Die Arbeitsweise der Kolbenmaschine soll als bekannt vorausgesetzt werden. Da Zündung und Auslaßventile für die Erfindung nicht wesentlich sind, wurden sie in Figur 2 nicht dargestellt. Die Gemischleitung 12 ist derart ausgestaltet, daß sich die vom Luftansaugkanal 14 kommende Luft gleichmäßig in den beiden Misehkammern I61 verteilt. Die beiden Ventile 157 öffnen sich mit gleicher Frequenz. Aus diesem Grund ist die Größe des den Luftansaugkanal 14 passierenden Luftstromes ein Maß für die in die Misehkammern ΙΟΙ eintretende Luftmenge.

Die Kraftstoffdüsen 162 und die beiden von der Kraftstoffleitung abzweigenden Leitungen 171 sind derart ausgelegt, daß sie den Kraftstoff gleichmäßg auf die Misehkammern I61 verteilen. Auf diese V/eise läßt sich der in die Misehkammern Ιβΐ fließende Kraftstoffmengenstrom an den durchschnittlich in die Kammer einströmenden

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Luftmengenstrom anpassen.

Aus Pigur- 2" ergibt sich," daß die erfindungsgemäße Vorrichtung sich auch bei Maschinen mit mehr als zwei Zylindern anwenden läßt.

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Claims (1)

1. 02-4170 Ge " :■ : · - - · - - —--.--: &

   Patentansprüche

   (Vorrichtung zum Mischen von Kraftstoff und. Luft in einer oder mehreren Mischkammern mit einer LufteinlaJ3vorrichtung_: fUr-dle --. Mischkammer(n), da durch gekenn z.e i.c h n.e.t,..,· daß eine Steuereinheit (6o bis 107) ein vom. Luftmengendurchsatz der Einlaßvorrichtung (l4) abhängiges Fluid-Ausgangssignal erzeugt und als Steuersignal einem mit einer Kraftstoffdosiereinrichtung (25). versehenen, zur Versorgung der Mischkammer(n) (15) mit Kraftstoff aus einer Kraftstoffquelle (26) dienenden Kraftstoffversorgungssystem (25-29) zuführt,.durch dessen ...-- _; Steuerung der Kraftstoffmengenstrom in einem vorgegebenen Verhältnis zur zugeführten Luftmenge gehalten wird. .

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinheit (60-107) mit einer den Zustand der Luft im Einlaßkanal (14) messenden Luftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung (82-85), einer Lufttemperaturmeßvorrichtung (91-93) und einer Luftdruckmeßvorrichtung (102-107) versehen ist, von denen jede ein dem gemssenen Luftzustand entsprechendes Fluidsignal erzeugt und einem zur Bildung eines von diesen drei Meßwerten abhängigen Fluid-Ausgangssignales dienenden Steuergerät. (.60) zuführt, dessen . Ausgang an den Steuereingang (50,51) der. Kraftstoff dosier- --.; einrichtung (25) angeschlossen ist. . - , ..-·,>.

   5· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da du f. c h . g -,eJc e. η, η ζ ei c hn e t, daß die Kraftstoffdosiervorrichtung (25) eine Kraftstoffeinlaßöffnung (30) und eine an eine oder mehrere Kraftstoffdüsen (l8) in der Mischkammer (15) oder in den Mischkammern angeschlossene Kraftstoffauslaßöffnung (32) aufweist.

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   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kenn ζ ei chne t, daß zur Kompensation von Änderungen des Kraftstoffmengenstromes, die durch Änderungen der Druckdifferenz zwischen Einlaß- und Auslaßöffnung (30,32) der Kraftstoffdosiereinrichtung (25) bedingt sind, eine die Druckdifferenz messende und auf die Kraftstoffdosiereinrichtung einwirkende Korrekturvorrichtung (31,38,39,46) vorgesehen ist.

   5. -Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn -

   ze i c h η e t, daß die Kraftstoffdosiereinrichtung (25) mit einem durch die gemeinsame Bewegung zweier Membranen (43,46) betätigten Ventil (41,42) versehen ist, wobei eine Membran (43) | mit dem Fluid-Ausgangssignal (50,51) beaufschlagt wird, während die Räume (38,39) zu beiden Seiten der anderen Membran (46) jeweils mit der entsprechenden Einlaßöffnung (30)' bzw. der Auslaßöffnung (32) der Kraftstoffdosiereinrichtung verbunden sind.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung (121-123) zur Kompensation von durch Kraftstoffteme'peraturänderungen bedingten Änderungen des Kraftstoffdurchsatzes aufweist.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßvorrichtung (121) für die Kraftstoff temperatur in der Kraftstoffdosiereinrichtung (25) an i Steuereingänge (122,123) des Steuergerätes (60) angeschlossen ist. .

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (60) mit in Kaskade geschalteten, proportional arbeitenden, jeweils zwei gegenüberliegende Steueröffnungen (b,c;d,e) aufweisenden Pluidverstärkern (61,66,71,76) versehen ist, daß die Luftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung (82-85) als im Einlaßkanal (14)

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   angeordnetesVenturi-Rohr (17) ausgebildet ist, dessen erste Druckleitung (81) in Strömungsrichtung vor dem Düsenhals und dessen zweite Druckleitung (82) in Hö,he der Venturi-Düse(17) in ■ den. Einlaßkanal (I¹O mündet, wobei jede der beiden statischen Druckleitungen an eine*der Steueröffnungen (6lb, 6lc) eines Pluidverstärkers (6l) angeschlossen ist, daß die Lufttemperaturmeßvorrichtung (91-9*0 eine erste Blende (94) und ein in den Einlaßkanal (l4) eintauchendes Kapllarrohr (91) besitzt, die beide einerseits mit Druckmittel versorgt und andererseits an je eine von zwei anderen, sich gegenüberliegenden Steueröffnungen (6ld, öle) angeschlossen sind,

   daß die Luftdruckmeßvorrichtung (102-107) eine zweite Blende (10?) enthält, die mit Druckmittel versorgt wird und andererseits an eine der Steueröffnungen (66a) eines anderen Pluidverstärkers (66) angeschlossen ist, sowie eine dritte und eine vierte Blende (103 bzw.106), die in Reihe zwischen eine Druckmittelversorgungsleitung (1J51) und einen etwa den gleichen Druck wie im Einlaßkanal (14) aufweisenden Punkt eingeschaltet sind, wobei die andere der Steueröffnungen (68e) mit einer zwischen der'dritten und der vierten Blende (10^106) liegenden Abzweigung (105) verbunden ist,

   9. Vorrichtung nach einem.der Ansprüche 1 bis 8" für die Herstellung eines Kraftstoff-Luftgemisches für Verbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Peststellung und/oder Änderung des Leistimgsbedarfs der Maschine dienende Gebereinrichtung (12,111-115) ein weiteres Eingangssignal für das Steuergerät (6ö) liefert, welches das die Kraftstoffdosiereinrichtung (25) betätigende Fluid-Ausgangssignal (50,51) beeinflußt.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9 In Verbindung mit einer eine Gemisch-Leitung aufweisenden Verbrennungmaschine„ dadurch gekennzeichnet, daß die Gebereinrichtung (12, 111-115) einen den Druck in der Gemischleitung (12) messenden

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   Druckmesser (111,112,113} und einen nur auf relativ schnelle Änderungen des Gemischdruckes ansprechenden und zur vorübergehenden Änderung des Fluid-Ausgangssignales .(50,51) dienenden Geber (114,115) aufweist, wobei dieser Geber derart auf
   das Fluidsignal einwirkt, daß der Kraftstoffluß bei einer Verminderung des Druckes in der Gemischleitung sinkt.und umgekehrt.

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