DE2137234C3 - Vorrichtung zur Verstellung des Zundzeitpunktes von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunktes von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen, mit einer ersten, zwischen Vergaser und Unierdruckdose angeordneten Unterdruckleitung, die stromaufwärts bzw. im Bereich der Drosselklappe entspringt und in die eine Drosseleinrichtung eingeschaltet ist, und mit einer im Ansaugstutzen stromabwärts der Vergaser-Drosselklappe entspringenden zweiten Unterdruckleitung zu überlagernden Beeinflussung des mittels der ersten Unterdruckleitung bewirkten Steuervorganges.

Durch die DE-OS 21 33 313 sind bereits Ziindverstellvorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen mechanische Einrichtungen in die Unterdruckleitung eingeschaltet sind, die die Aufgabe haben, die Unterdruckverstellung zu verlangsamen oder zu beschleunigen. Diese Einrichtungen enthalten ein Rückschlagventil sowie eine Durchtrittsöffnung in parallellaufenden Leitungen. Während einer raschen Beschleunigung des Fahrzeuges öffnet das Rückschlagventil und sorgt somit für einen raschen Druckausgleich innerhalb der Leitung, so daß der Druck vom Vergaser rasch an die Unterdruckdose weitergegeben werden kar.n. Diese Lösungen besitzen jedoch den Nachteil, daß sie bezüglich des Kraftstoffverbrauches nicht zufriedenstellend arbeiten. Durch die bereits vorgeschlagenen Lösungen tritt die Verbrennung des Kraftstoffes relativ spät ein, insbesondere auch zu einem Zeitpunkt, der hinter dem Optimum liegt, so daß die Verbrennung bis in den Expansionsbereich des Verbrennungszyklus hineinreicht.
Auch ist durch die DE-OS 21 34 901 vorgeschlagen worden, in die Unterdruckleitung vom Vergaser zur Unierdruckdose eine Einrichtung einzuschalten, die eine Zwischendose enthält, wobei diese Zwischendose durch eine Trennwand in zwei Kammern aufgeteilt ist, die 5 Verbindung zwischen diesen Kammern durch eine Dro^selstelle durchführbar ist, diese Verbindung jedoch durch ein Sperrventil unterbrochen ist, das nur öffnet, wenn in der zündverstellerseitigen Kammer der Zwischendose ein höherer Druck herrscht als in der vergaserseitigen Kammer, daß weiterhin am zündverstellerseitigen Ausgang der Zwischendose eine Drosseleinrichtung angeordnet ist und daß parallel zur Zwischendose an die Unterdruckleitung eine Hauptleitung angeschlossen ist, die ein Sperrventil enthält, das nur öffnet, wenn auf der Vergaserseite des Sperrventils ein gewisser Überdruck gegenüber der Zündverstellerseite des Sperrventils vorhanden ist.

Durch die vorgeschlagenen Einrichtungen wird der Kraftstoffverbrauch der Einrichtung insoweit verbessert, als sich günstigere Verhältnisse dann ergeben, wenn nach einer Beschleunigung und nachfolgender Verzögerung des Fahrzeuges, die nur kurz andauerte, eine weitere Beschleunigung eintritt. Die vorgeschlagenen Lösungen besitzen jedoch den Nachteil, daß sie relativ kompliziert im Aufbau sind.

Auch ist durch die GB-PS 10 62 098 eine Vorrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunktes von Brennkraftmaschinen, ζ. Β. Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen, bekannt, bei der zwischen Vergaser und Unterdruckdo-JO se eine Unterdruckleitung vorgesehen ist, die stromaufwärts bzw. im Bereich der Drosselklappe entspringt und in die eine Drosseleinrichtung eingeschaltet ist.

In der US-PS 28 27 889 ist eine Vorrichtung der ^ vorgenannten Art gezeigt und beschrieben, mit einer J5 stromabwärts der Vergaserdrosselklappe entspringenden zweiten Unterdruckleitung zur überlagernden Beeinflussung des mittels der ersten Unterdruckleitung bewirkten Steuervorganges.

Die vorgeschlagenen Lösungen besitzen den Nachteil, daß sie relativ kompliziert im Auibau und zu kostspielig sind. Ziel der Erfindung ist es daher, eine einfache, unaufwendige Konstruktion vorzuschlagen, die die Vorteile der bereits vorgeschlagenen Lösungen ^ beinhaltet. Mit den bekannten Lösungen ist keine rasche Zündverstellung nach einer momentanen Verzögerung und daran anschließenden Wiederbeschleunigung möglich und zwar auf den Anfangspunkt der Stellung des Zündverteilers nach vorausgegangener mittlerer Beschleunigung.

Ziel der Erfindung ist daher die Erreichung dieser Charakteristik.

Dieses Ziel der Erfindung wird dadurch erreicht, daß die zweite Unterdruckleitung sich mit der ersten Unterdruckleitung an einem Punkt zwischen Drosseleinrichtung (ζ. B. Metallstopfen) und Unterdruckdose vereinigt, und daß zwischen der Ansaugstutzenmeßöffnung der zweiten Unterdruckleitung und dem genannten Vereinigungspunkt der zwei Unterdruckleitungen ein Ventil angeordnet ist, das bei Unterschreiten eines vorbestimmten Unterdruckes in der zweiten Unterdruckleitung diese Leitung sperrt.

In Ausgestaltung der Erfindung besteht das Ventil aus einer federbelasteten Membran, die eine Platte trägt, die auf einen Ventilsitz drückt, wobei sich auf einer Seite der ^M Membran eine Kammer mit Atmosphärendruck befindet, während auf der anderen Seite der Membran eine Kümmer liegt, die über eine Leitung mit dem Ansaugstutzen verbunden ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung und weitere Vorteile gehen aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervor. Ein Ausführungsbeispiel ist in den Figuren darges'ellt Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig.2 ein Diagramm, bei dem die Zündverstellung über der Zeit aufgetragen ist.

In der Fig. 1 sind schematisch nur die Teile der Anlage dargestellt, die für ein Verständnis der Erfindung erforderlich nind.

Ein Vergaser ist mit 10 bezeichnet Eine Unterbrecherplatte trägt die Bezeichnung 12, eine Unterdruckdose die Bezeichnung 14. Eine Leitung 16 verbindet den Vergaser mit der Unterdruckdose und verstelit automatisch entsprechend dem Unterdruck die Zündung.

Der Vergaser 10 enthält im einzelnen einen An»augkanal 18 mit einem Lufteinlaß 20 an einem Ende und einem Ansaugstutzen 22 am anderen Ende. Der Ansaugkanal 18 enthält ein Venturirohr 24 sowie eine Drosselklappe 26. Letzte ist drehbar im Ansaugkanal 18 befestigt. Kraftstoff wird auf üDliche im einzelnen nicht näher dargestellte Weise dem Vergaser zugeführt.

In der Figur ist die Drosselklappe 26 in ihrer Leerlaufposition gezeichnet. Oberhalb der Drosselklappe ist eine Vergasermeßöffnung 28 vorgesehen. Die Anordnung ist dabei so vorgenommen, daß bei öffnung der Drosselklappe die Kante der Drosselklappe diese öffnung in einem gewissen Abstand überstreicht. Dadurch ist sichergestellt, daß der Druck in der Vergasermeßöffnung als eine Funktion der Drosselklappenstellung erscheint. Ist die Drosselklappe geschlossen, so herrscht in der Vergasermeßöffnung im wesentlichen atmosphärischer Druck. Weiterhin ist eine Ansaugstutzenmeßöffnung 30 im Ansaugstutzen 22 vorgesehen; ihr Zweck wird weiter unten beschrieben.

Wie bereits oben festgestellt, enthält der Verteiler eine Unterbrecherplatte 12, die um die Drehachse 31 schwenkbar im Verteilergehäuse gelagert ist. Die Platte 12 kann relativ zur Verteilerwelle 32 verschwenkt werden. Die Verteilerwelle selbst besitzt sechs Erhebungen 34, die beispielsweise sechs Zylindern der Verbrennungskraftmaschine entsprechen, jede der Erhebungen arbeitet mit einem Tastfinger 36 zusammen; der Tastfinger 36 bildet einen Teil der Unterbrechervorrichiung mit den Unterbrecherkontakten 38.

Eine Drehung der Platte 12 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn für spätere Zündung oder im Uhrzeigersinn für frühere Zündung wird durch einen Betätigungshebel 40 bewirkt, der an der Unterdruckdose 14 angeschlossen ist.

Die Unterdruckdose 14 ist von konventioneller Konstruktion. Sie besitzt ein Gehäuse 42, dessen inneres durch eine Membran 48 in eine Kammer 44 für Atmosphärendruck und in eine Kammer 46 unterteilt ist. Die Membran ist mit dem Betätigungshebel 40 verbunden; sie wird durch eine Druckfeder 50 nach rechts gedrückt. Die Kammer 44 hat viin nicht dargestelltes Ventil, das das Innere der Kammer mit der atmosphärischen Luft verbindet, nie Kammer 46 ist mit der Leitung 16 verbunden.

Während eines Stillstandes des Motors oder anderer Betriebszustände, die noch beschrieben werden sollen, herrscht atmosphärischer Druck auf beiden Seiten der Membran 48. Dadurch wird der Feder 50 erlaubt, den Betätigungshebel 40 nach rechts zu verschieben, so daß die Unterbrecherplatte 12 sich in einer Position befindet, die einer Spätzündung entspricht Wirkt nun ein Unterdruck auf die Kammer 46 ein, so bewegt sich die Membran 48 entsprechend und der Betätigungshebel 40 wird nach links verschoben, so daß eine frühere Zündung eingestellt wird.

Die Verstellung entspricht dabei dem Grad des Unterdruckes.

Es münden zwei Leitungen 54 und 56 in die Leitung 16 ein. Die Leitung 54 ist so gestaltet, daß sie wahlweise durch ein Ventil 58 abgesperrt werden kaon. Das Ventil ist so aufgebaut, daß es auf der Membran 60 einer Hilfskrafteinrichtung 62 sitzt Diese Hilfskrafteinrichtung hat konventionelle Bauart und enthält ein Gehäuse, das durch eine Membran 60 in eine Kammer 64 und in eine Kammer 66 unterteilt wird. Die Kammer 64 ist durch eine öffnung 68 mit der Atmosphäre verbunden, während die Kammer 66 über eine Leitung 70 mit einer Ansaugstutzenmeßöffnung 30 verbunden ist. Die Ansaugstutzenmeßöffnung 30 sitzt im Ansaugstutzen, also hinter der Drosselklappe in Strömungsrichtung der eintretenden Luft gesehen. Eine Druckfeder 72 preßt normalerweise die Membran 60 und somit das Ventil 58 auf den Ventilsitz 74.

Eine Verbindung zwischen der Vergasermeßöffnung 28 und der Leitung 56 ist durch eine Leitung 76 möglich, die eine Drosseleinrichtung in Form eines Metallstopfens 78 enthält.

Der Metallstopfen 78 besteht aus gesinterten Metallpartikeln und ist so ausgelegt, daß er eine Vielzahl von labyrinthartigen Durchgängen für den Durchtritt von Luft besitzt.

Aus dem Vorhergehenden geht hervor, daß bei

Bestehen eines entsprechenden Druckes in der Leitung 70 (was zur Folge hat, daß die auslösende Kraft größer ist als die Kraft der Feder 72) das Ventil 58 schließt, so daß die Verbindung zur Unterdruckdose 14 nur über den Metallstopfen 78 erfolgen kann. Ist jedoch der Unterdruck an der Ansaugstutzenmeßöffnung geringer, so wird das Ventil 58 abheben und für einen raschen Ausgleich der Drücke zwischen den Meßöffnungen und der Kammer 46 sorgen.

Dadurch wird rasch eine Zündverstellung erreicht mit der Folge, daß ein Klopfen des Motors verhindert wird.

Obwohl im gezeigten Ausführungsbeispiel die Unterdruckdose 14 nur eine Membran besitzt, ist selbstverständlich, daß hier auch Unterdruckdosen entsprechend angewendet werden können, die von anderer Konstruktion sind.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist wie folgt:

Vor dem Anlassen des Motors herrscht gleicher

Druck in den Kammern 44, 46, 64 und 66. Der dort herrschende Druck entspricht dem Atmosphärendruck.

Die Membran 60 und das Ventil 58 werden auf dem Ventilsitz 74 durch die Druckfeder 72 gehalten.

Wenn der Motor angelassen wird, läuft ein Unterdruckstoß zur Kammer 46, bis der Unterdruck im Vergaser stark genug geworden ist, die Membran 60 auf ihren Sitz zu bewegen und somit die Leitung 54 zu schließen. Wenn die Verbrennungskraftmaschine im Leerlauf betrieben wird, wird der Unterdruck in der Leitung 16 und der Kammer 46 schnell durch den Metallstopfen 78 über die Vergasermeßöffnung 28 abgebaut. Dieses Verhalten kann jedoch bei der b5 Betrachtung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung vernachlässig werden.

Wenn das Fahrzeug leicht oder mittel stark beschleunigt wird, hält der relativ hohe Unterdruck in

der Leitung 70 die Membran 60 auf dem Ventilsitz 74 fest. Das hat zur Folge, daß der Betrag des Druckabbaues in der Kammer 46 durch die Drosseleinrichtung (Metallstopfen 78) in der Leitung 76 kontrolliert wird.

Das wiederum hat zur Folge, daß der Betrag der Zündfrühverstellung im Sinne einer Verzögerung beeinflußt wird.

Wenn das Fahrzeug verzögert, herrscht im Ansaugstutzen 22 ein hoher Unterdruck. Dadurch hält die Membran 60 das Ventil 58 auf seinem Sitz. Während die Drosselklappe geschlossen ist, herrscht an der Vergasermeßöffnung 28 im wesentlichen Atmosphärendruck. Die Steuerung erfolgt nun über die Drosseleinrichtung mit dem Metallstopfen 78. Dadurch wird eine Verzögerung in der Übermittlung des Drucksignals erreicht.

Diese verzögerte Zündfrühverstellung, die bei Verzögerung eintritt, besitzt jedoch noch einen anderen Vorteil. Wenn das Fahrzeug bei einer unveränderlichen Geschwindigkeit betrieben wird und dann einer plötzlichen Verzögerung ausgesetzt wird, verändert sich das Drucksignal nur teilweise. Der hohe Unterdruck im Ansaugstutzen sorgt dafür, daß das Ventil 58 geschlossen ist, so daß ein Druckverfall des Unterdrucks in der Kammer 46 nur langsam durch den Metallstopfen 78 erfolgen kann. Wenn nun das Fahrzeug leicht wieder beschleunigt wird, befindet sich der dann herrschende Druck bezüglich seiner Größe in der Nähe des vorher herrschenden Druckes. Diese Eigenschaft hat die Einsparung von Kraftstoff zur Folge.

Wenn das Kraftfahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegt wird und nun eine plötzliche Beschleunigung auftreten soll, so sinkt der Unterdruck im Ansaugstutzen ab, was zur Folge hai, daß die Feder 72 die Membran 60 und das Ventil 58 entsprechend verschiebt und die Leitung 54 geöffnet wird. Dadurch wird eine nicht gedrosselte Verbindung geschaffen, so daß atmosphärischer Druck in die Kammer 46 gelangt und die Zündverteilung entsprechend vorgenommen werden kann, so daß ein Klopfen des Motors verhindert wird.

In der F i g. 2 sind die verschiedenen Belriebszustände der Einrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Die Linie A-B zeigt den langsamen Druckaufbau in der Unterdruckdose durch den Melallstopfen 78 und geschlossenem Ventil 58. Die Linie B-D zeigt den raschen Verfall des Unterdruckes in der Kammer 46 bis auf Atmosphärendruck, wenn das Ventil 58 während einer raschen Beschleunigung des Fahrzeugs öffnet. Die Linie G-H zeigt die rasche Rückkehr zur Frühzündung nach Zurücknehmen des Gaspedals und vorausgegangener starker Beschleunigung. Der Verlauf dieser Kurve ist jedoch eine Funktion der öffnung der Drosselklappe. Die Linie B-C repräsentiert den Zusammenbruch des Unterdrucks in der Kammer 46 während einer Verzögerung des Fahrzeuges. Der hohe Unterdruck im Ansaugstutzen schließt das Ventil 58 und erlaubt den Druckabfall lediglich durch den Metallstopfen 78. Wenn nun eine Beschleunigung eintritt, bevor der Unierdruck in voller Weise zusammengefallen ist, so etwa im Punkt E setzt die Frühzündung schneller ein, d. h., der Ausgangspunkt wird rascher erreicht, etwa dargestellt durch die Linie E-F.

Aus dem Vorhergehenden wird deutlich, daß durch die Anordnung einer Drosseleinrichtung in Form eines Metallstopfens 78 eine Verzögerung der Weitergabe des Drucksignals eintritt mit der Folge, daß die Emission von schädlichen Kohlenwasserstoffen vermieden wird. Es geht jedoch auch aus der erfindungsgemäßen Anordnung hervor, daß durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ein Klopfen des Motors verhindert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunktes von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen, mit einer ersten, zwischen Vergaser und Unterdruckdose angeordneten Unterdruckleitung, die stromaufwärts bzw. im Bereich der Drosselklappe entspringt und in die eine Drosseleinrichtung eingeschaltet ist, und mit einer im Ansaugstutzen stromabwärts der Vergaser-Drosselklappe entspringenden zweiten Unterdruckleitung zur überlagernden Beeinflussung des mittels der ersten Unterdruckleitung bewirkten Steu«;rvorganges, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Unterdruckleitung (70,54) sich mit der ersten Unterdruckleitung (76,56) an einem Punkt zwischen Drosseleinrichtung (ζ. B. Metallstopfen 78) und Unterdruckdose (14) vereinigt, und daß zwischen der Ansaugstutzenmeßöffnung (30) der zweiten Unterdruckleitung und dem genannten Vereinigungspunkt der zwei Unterdruckleitungen ein Ventil (58) angeordnet ist, das bei Unterschreiten eines vorbestimmten Unterdruckes in der zweiten Unterdruckleitung diese Leitung (70,54) sperrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (58) aus einer federbelastelen Membran (60) besteht, die eine Platte trägt, die auf einen Ventilsitz (74) drückt, wobei sich auf einer Seite der Membran (60) eine Kammer (64) mit Atmosphärendruck befindet, während auf der anderen Seite der Membran (60) eine Kammer (66) liegt, die über eine Leitung (70) mit dem Ansaugstutzen (22) verbunden ist.