DE2219768A1

DE2219768A1 - Einrichtung zur regelung des massenverhaeltnisses des kraftstoff-luft-gemisches einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2219768A1
Application number: DE2219768A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Mayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-04-22
Filing date: 1972-04-22
Publication date: 1973-10-31
Also published as: US3855974A; JPS4947717A; JPS5531305B2; GB1429351A; FR2174501A5; IT984081B

Description

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12.ή.1972 Ka/Dr

Anlage zur

Patent- und

GebrauchsmusterhiIf s anmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Einrichtung zur Regelung des Massenverhältnisses ;deis Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Brennkraftmaschine - -

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung des' Massenverhältnisses des einer Brennkraftmas chine. zurgefiifa-rte.n.j von einem der Brennkraftmaschine zugeordneten Gleichdruckvergaser aufbereiteten Kraftstoff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit von .der mit Hilfe einer Meßsonde, insbesondere einer Säuerst of f-S-onde ermittelten Zusammensetzung des Abgases.

Um eine Brennkraftmaschine hinsichtlich ihres Abgasverbaltens optimal betreiben zu können, muß das der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch genau auf einen Wert einger regelt werden, der etwa der Luftzahl λ = 1 entspricht.Die Luftzahl l· kennzeichnet die Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, wobei bei einem stöchiometrisehen Gemisch die Luftzahl % = 1 ist. Unter den ständig wechselnden Betriebsbedingungen

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in einem Kraftfahrzeug hat sich eine Regelung der Luft zahl λ- als zweckmäßig erwiesen, wenn dabei als Führungsgröße die Zusammensetzung des Abgases berücksichtigt wird. Die Zusammensetzung des Abgas_res kann in an sich bekannter Weise dabei mit Hilfe einer Sauerstoff-Sonde ermittelt werden.

Ausgehend von diesen Erkenntnissen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei Brennkraftmaschinen, deren Gemischaufbereitung mit Hilfe eines Gleichdruckvergasers erfolgt, Eingriffsmöglichkeiten zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, das Kraftstoff-Luft-Gemisch auf einfache V/eise zu regeln. Die Regelung soll dabei insbesondere auch im rauhen Betrieb eines Kraftfahrzeuges zuverlässig arbeiten. Außerdem soll die Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches auf möglichst einfache Weise erfolgen, um dadurch die Kosten für die Einrichtung gering zu halten.

Diese Aufgabe wird zweckmäßiger Weise dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung zur Korrektur des Massenverhältnisses des Kraftstoff-Luft-Gemisches eine in eine Mischkammer des Vergasers hineinragende Kraftstoffdüsenöffnung in Abhängigkeit vom Aus gangs sign al der Meßsonde veränderbar ist.

Eine weitere zweckmäßige Lösung der Aufgabe besteht darin, daß gemäß der Erfindung Mittel zur Veränderung des Druckes in der Mischkammer des Vergasers vorgesehen sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen, aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausftlhrungsbeispielen und aus den zugehörigen Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Regelkreis zur Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches für eine Brennkraftmaschine,

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Fig. 2 einen Gleichdruckvergaser, dessen Kraftstoffdüsenöffnung durch einen zwei Wicklungen aufweisenden Elektromagnet verstellbar ist, wobei die Wicklungen im Vergaserdeckel befestigt sind,

Fig. 3 einen Gleichdruckvergaser, dessen Kraftstoffdüsenöffnung mit Hilfe eines nur eine Wicklung aufweisenden Elektromagnets verstellbar ist, wobei die Wicklung im Vergaserdeckel befestigt ist,

Fig. 4 einen Gleichdruckvergaser, dessen Kraftstoffdüsenöffnung mit Hilfe eines Elektromagnets verstellbar ist, wobei die Wicklung am Luftschieber befestigt ist,

Fig. 5 eine Kraftstoffdüsenanordnung, die einen Bypass zur eigentlichen Kraftstoffdüsenöffnung aufweist,

Fig. 6 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Gleichdruckver-

gasers, dessen Luftschieber mit Hilfe eines Elektromagnets verschiebbar ist, ,

Fig. 7 einen Gleichdruckvergaser, dessen Luftschieber durch Veränderung des Druckes in Druckkammern des Vergasers veränderbar ist und

Fig. 8 ein Regelventil zur Veränderung des Druckes in den Druckkammern bei einem Vergaser nach Fig. 7.

Bei Brennkraftmasqhinen im allgemeinen und insbesondere bei Brennkraftmaschinen, in deren Auspuffsystem ein thermischer und/oder katalytischer Reaktor angeordnet ist, ist eine Regelung des Massenverhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches zur Verminderung der schädlichen Anteile der Abgasemission der Brennkraftmaschine- zweckmäßig. Die Regelung des Massenverhältnisses des Kraftstoff-Luft-Gemisches bzw. der Luftzahl X , im folgenden kurz X -Regelung genannt, kann dabei in zweckmäßiger Weise in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Abgasea der Brennkraftmaschine erfolgen.

In Fig. 1 ist ein Regelkreis dargestellt, der als Regelstrecke

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eine Brennkraftmaschine 10 aufweist. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch dieser Brennkraftmaschine 10 wird mit Hilfe eines Gleichdruckvergasers 11 aufbereitet. In diesem Gleichdruckvergaser 11, auf dessen näheren Aufbau später noch eingegangen wird, erfolgt die Dosierung der Luftmenge und der Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Last, wobei die Last im wesentlichen aus der Stellung einer Drosselklappe 12 im'Ansaugrohr 13 der Brennkraftmaschine 10 abgeleitet werden kann. Die Zumessung der Luftmenge erfolgt dabei innerhalb des Gleichdruckvergasers 11 über ein schematisch angedeutetes Zumeßglied 1*1 und die Zumessung der Kraftstoffmenge erfolgt über ein ebenfalls innerhalb des Gleichdruckvergasers angeordnetes Zumeßglied 15. Im Auspuffsystem der Brennkraftmaschine 10 ist eine Sauerstoffsonde 16 angeordnet, mit deren Hilfe die Zusammensetzung des Abgases der Brennkraftmaschine ermittelt werden kann. Das Ausgangssignal der Sauerstoff-Sonde 16 wird bei 17 mit dem eingestellten Sollwert, der üblicherweise £ = ist, verglichen und die aus diesem Vergleich resultierende Regelabweichung auf einen Regler 18 gegeben, der insbesondere Integralverhalten aufweist. Zur schnelleren Nachregelung der Luftzahl auf den gewünschten Wert kann dabei der Integralverhalten aufweisende Regler mit einer Schalteinrichtung versehen sein, die es erlaubt, die Zeitkonstante des Reglers zu verändern, wobei dies so erfolgen soll, daß nach einer bestimmten Zeitdauer, während der d^e Säuerstoff-Sonde 16 ein Signal liefert, das eine Luftzahl X ungleich 1 signalisiert, die Zeitkonstante des ·- Reglers 18 so geändert wird, daß eine schnellere Nachregelung der Luftzahl X auf den Sollwert erfolgt. Der Regler 18 ist mit einem Regelverstärker 19 verbunden und von diesem Regelverstärker 19 führt wiederum eine Verbindungsleitung zu einem Stellglied 20, das den Düsennadelhub des Gleichdruckverstärkers 11 verändern kann. Bei dem in Pig. I dargestellten Regelkreis erfolgt die Veränderung der Luftzahl X über eine Veränderung der Kraftstoffdüsenöffnung des Gleichdruckverstärkers 11. Es ist aber genauso gut möglich, den Druck in einer Mischkammer des Gleichdruckver-

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gasers 11 in Abhängigkeit yom Ausgangssignal der Sauerstoff-Sonde l6 zu verändern.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des GleichdruckVergasers 11 nach Fig. 1 dargestellt. Dieser Vergaser weist eine ,Querbohruhg 21 auf, die auch als Mischkammer bezeichnet werden kann und in der einerseits ein Luftschieber 22 verschiebbar befestigt ist und in die andererseits eine Kraftstoffdüsenanordnung 23 hineinragt. Außerdem ist in dieser Querbohrung die Drosselklappe 12 angeordnet. Der Luftschieber 22 ist topfförmig ausgebildet und weist an seiner in die Querbohrung

21 hineinragenden Stirnfläche eine Boh-rung 24 auf,

die zum Inneren des topfförmigen LuftSchiebers 22 führt und von dort Verbindung zu einer Druckkammer 25 hat, so daß der in der als Mischkammer dienenden Querbohrungherrschende Unterdruck sich in die Druckkammer 25 fortpflanzen kann. Die Druckkammer 25 ist einerseits durch einen Vergaserdeckel 26 und andererseits durch eine mit dem Luftschieber 22 -

sowie mit dem Vergaserdeckel 26 verbundene Membran 27 ' begrenzt. Die Membran 27 begrenzt gleichzeitig eine zweite Druckkammer 28, in der ein Referenzdruck herrscht. Der Luftschieber, der in einer Bohrung eines Zentralstückes 29 geführt ist, stützt sich über eine schraubenförmige Druckfeder 30 am Vergaserdeckel ab und kann gegen die Kraft dieser Feder verschoben, werden. Innerhalb des Luftschiebers

22 ist eine Buchse 31 befestigt, die einen Anker 32 eines Elektromagnets aufnimmt. An dem Anker 32 ist eine Düsennadel 33 befestigt, die in einer Kraftstoffdüsenöffnung 34 geführt ist. Der Anker 32 ist über zwei Druckfedern 35 und 36 abgestützt, die ebenfalls in der Buchse 31 aufgenommen sind und von denen sich die schraubenförmige Druckfeder 35 einerseits an der Stirnfläche des Ankers 32 und andererseits an einer inneren Stirnfläche 37 der Buchse 31 abstützt und von denen die andere Druckfeder einerseits an einer Stirn-

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fläche des Ankers 32 und an einem Verschlußstück 38 für die Buchse 31 anliegt. Das Verschlußstück 38 der Buchse 31 ist über eine Stange 39 mit einem Kolben 40 verbunden, der in einem mit einer Dämpfungsflüssigkeit 4l gefüllten Gefäß 42 verschiebbar ist Mit Hilfe dieses aus dem Kolben 40 der Dämpfungsflüssigkeit 4l und dem Behälter 42 bestehenden Dämpfungsglied lassen sich Bewegungen des LuftSchiebers 22 dämpfen. Um den in die Druckkammer 25 ragenden Vergaserdeckel ist eine dem Anker 32 zugeordnete Erregerwicklung 43 angeordnet, die zwei Einzelwicklungen aufweist.

Dem Luftschieber 22 gegenüber ist, wie SGhon angedeutet, die Kraftstoffdüsenöffnung 34 angeordnet, in der die Düsennadel 33 verschiebbar ist. Die Kraf'tstoffdüsenöffnung 34 wird durch eine Ausnehmung in der Stirnfläche einer Hülse 44 gebildet, die in einem Führungsrohr 45 gehalten ist. Das Führungsrohr 45 ist in dem Zentralstück 29 des Vergasers befestigt und die Hülse 44 ■ ist mit Hilfe einer Regulierschraube 46, mit der das Leerlauf-Kraftstoff-Gemisch einstellbar ist, verschiebbar. Die Regulierschraube 46 ist dabei in einer Halteschraube 47 geführt, die in das Zentralstück 29 des Vergasers eingeschraubt ist.

In dem Zentralstück 29 und innerhalb eines auf das Zentralstück aufgeschraubten Deckels 48 ist eine Schwimmerkammer 49 angeordnet, in der ein Schwimmer 50 ein Schwimmerventil 51 betätigt und damit den Kraftstoffzufluß zu der Schwimmerkammer 49 reguliert.

Zur Wirkungsweise der an sich bekannten Gleichdruckvergaser ist folgendes zu bemerken. Wird die Drosselklappe 12 aus der in Fig. 2 dargestellten Lage verdreht, und zwar so, daß der Luftdurchsatz erhöht wird, dann wird infolge des größeren Luftbedarfes der weiter nicht dargestellten Brennkraftmaschine die Strömungsgeschwindigkeit zwischen dem Luftschieber 22 und dem Führungsrohr

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45 vergrößert. Infolge erhöhter Strömungsgeschwindigkeit wird der ■ Unterdruck in der Mischkammer des Vergasers erhöht und'pflanzt sich über die Bohrung 2*1 und den Inneriraum des topfförmigen Luftsehiebers 22 in die erste Druckkammer 25 fort. Infolge des steigenden Unterdruckes in dieser ersten Druckkammer wird der Luftschieber 22 über die Membran 27 entgegen der Kraft der schraubenförmigen Druckfeder 30 und des Luftschiebergewichtes nach oben ■

verschoben. Dadurch wird die öffnung zwischen dem Luftschieber 22 und dem Führungsrohr 45 vergrößert. Die Aufwärtsbewegung des Luftschiebers 22 hält solange an, bis sich Gleichgewicht zwischen der durch den Unterdruck hervorgerufenen Kraft und der Federkraft der Druckfeder 30 sowie dem Gewicht des Luftschiebers 22 einstellt. In dieser neuen Gleichgewichtslage ist für den gerade vorliegenden Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Kraftstoff-Luft-Gemisch gegeben, dessen Massenverhältnis etwa der Luftzahl λ = 1 entspricht. Zur genauen Einregelung der Luftzahl X auf den Wert 1 kann nun der Elektromagnet aus der Erregerwicklung 43 und dem Anker 32 betätigt werden. Die beiden Spulen der Erregerwicklung 43 sind dabei so gewickelt, daß die bei Erregung auftretende Kräfte einander entgegengesetzt gerichtet sind. Bei Regelabweichung 0, d.h. bei Luftzahl

% s 1 sind beide Wicklungen so durchflutet, daß die Summe der beiden Felder zu 0 wird» Durch Vergrößern oder Verkleinern der Durchflutung einer Wicklung ergibt sich eine nach oben oder unten gerichtete Kraft auf den als Dauermagnet ausgebildeten Anker

32. Infolgedessen wird die init dem Anker 32 verbundene Düsennadel 33 in der Kraftstoffdüsenöffnung 34 verschieben, so daß.die Kraftstoffzufuhr geändert wird. Besonders vorteilhaft ist bei . der beschriebenen Ausführungsform, daß lastbedingte Luftschieberänderungen nicht; auf den Anket 31 des Elektromagnets zurück- . wirken können.

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Gleichäruck-

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Vergasers. Der grundsätzliche Aufbau und die Wirkungsweise entspricht dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, so daß hier nur noch die wesentlichen Teile kurz erläutert werden sollen, die bei gleichartiger Wirkungsweise und bei gleicher Ausbildung wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 gleiche Bezugszeichen wie die dortigen Einzelteile tragen. In dem Zentralstück 29 ist der Luftschieber 22 verschiebbar angeordnet und über die Druckfeder 30 am Vergasergehäuse abgestützt. Die in der Kraftstoffdüsenöffnung 34 verschiebbare Düsennadel ist wiederum an dem Anker 32 eines Elektromagnets befestigt, wobei der Anker in einer Hülse 52 geführt ist. Der Anker 32 "ist dabei über zwei schraubenförmige Druckfedern 53 und 54 abgestützt, wobei die eine Druckfeder einerseits an der Stirnfläche des Ankers 32 und andererseits an einer inneren Stirnfläche 55 der Hülse 52 abgestützt ist. Die zweite schraubenförmige Druckfeder 54 liegt einerseits an einer Stirnfläche des Ankers 32 an und ist andererseits an einem Verschlußstück 56 des Vergasers abgestützt. Die lastabhängige Verschiebung des Luftschiebers 22 erfolgt wieder mit Hilfe der Druckkammern 25 und 28, wobei sich der in der Mischkammer herrschende Unterdruck über die Bohrung 24 und das Innere des Luftschiebers 22 zu der ersten Druckkammer 25 fortpflanzt. In der zweiten Druckkammer 28 herrscht dabei ein Differenzdruck, so daß die Verschiebung des Luftschiebers im wesentlichen nur von dem Unterdruck in der Mischkammer des Vergasers abhängt. Im unteren Teil des Vergasers ist eine ansich bekannte Schwimmeranordnung eingebaut, die für eine Regulierung der Kraftstoffzufuhr zum Vergaser sorgt. Die Verschiebung des Ankers 32 erfolgt über eine die Hülse 52 umgebende Erregerwicklung 57.

Die Beeinflussung der Kraftstoffdüsenöffnung 34 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal einer Sauerstoff-Sonde im Abgassystem der Brennkraftmaschine erfolgt in der Weise, daß die Erregerwicklung bei einer Regelabweichung von Null mit einem mittleren Steuerstrom

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beaufschlagt ist. Als Anker 32 kann in diesem Pall ein Weicheisenkern verwendet werden. Die notwendige Verstellung der Düsennadel 33 bei Auftreten einer Regelabweichung geschieht durch Verstärken oder Abschwächen des Steuerstromes durch die Erregerwicklung 57 des Elektromagnets. Dadurch wird die Kraft auf den Anker 32 vergrößert oder verkleinert, als Folge verschiebt sich der Anker 32 mit Düsennadel 33 innerhalb der Führung 52 solange nach oben oder unten, bis erneut Gleichgewicht zwischen den beiden Druckfederkräften und der Ankerkraft herrscht. Durch Angleichen der Weg-Kraft-Kennlinie der Druckfeder 54 an die Ankereinzugskennlinie können Rückwirkungen auf den Anker bei lastgesteuerten Luftschieberbewegungen .im Falle der Regelabweichung Null kompensiert werden.

Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 dargestellt. Auch hier ist der Aufbau des Gleichdruckvergasers ähnlich wie bei den Ausführungsbeispielen nach Fig» 2 und 3* wobei für gleiche Bauteile des Vergasers gleiche Bezugszeichen verwendet werden. In dem Vergaser ist ein Luftschieber 22 höhenverschiebbar angeordnet. Die Verschiebung des Luftschiebers 22 in dem Zentralstück 29 erfolgt in Abhängigkeit vom Unterdruck in der Mischkammer des Vergasers. Dieser Unterdruck pflanzt sich über die Bohrung 24 und dem Innenraum des Luftschiebers 22 in die erste Druckkammer 25 des Vergasers fort. Diese Druckkammer 25 _s die von einer Membran begrenzt wird, beeinflußt die Lage des Luftschiebers 22, indem in Abhängigkeit von der Differenz des Druckes in der ersten Druckkammer 25 und der zweiten Druckkammer 28 die Membran 27 · ausgelenkt wird und dabei den Luftschieber 22 verstellt. Der Luftschieber 22 ist über eine Druckfeder·30 am Gehäuse des Vergasers abgestützt. Dem Luftschieber gegenüber ist eine Kraftstoffdüsenanordnung, die das Führungsrohr 45 und die in dem Führungsrohr 45 angeordnete Hülse 44 aufweist» In der Stirnfläche der Hülse 44 ist die Kraftstoffdüsenöffnung 34 angeordnet_s deren effektiver Querschnitt durch die Eintauchtiefe der Düsennadel 33 bestimmt t

wird. ' ■

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Die Eintauchtiefe der Düsennadel 33wird einerseits durch die Stellung

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des Luftschiebers bestimmt, andererseits kann die Düsennadel in Abhängigkeit von einem durch eine Erregerwicklung fließenden Strom verschoben werden. Der Luftschieber weist eine Zentralbohrung 58 auf, in der ein gegen die Kraft einer schraubenförmigen Druckfeder 59 abgestützter Schaft 60 der Düsennadel 33 geführt ist. Die Zentralbohrung 58 in dem Luftschieber 22 ist von der Erregerwicklung 61 umgeben, die zusammen mit dem als Anker wirkenden Schaft 60 der Düsennadel einen Elektromagnet bildet. Durch Erregung der Erregerwicklung 6l des Elektromagnets mit verschieden großen Strömen kann der Schaft 60 mit der dazugehörigen Düsennadel 33 mehr oder weniger weit in die Zentralbohrung 58 hineingezogen werden, so daß dadurch unabhängig von der Stellung des Luftschiebers 22 eine zusätzliche Verstellmöglichkei' für die Düsennadel 33 und damit für die Größe der Kraftstoffdüsenöffnung gegeben ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 gezeigt. In Fig. ist lediglich die Kraftstoffdüsenanordnung des Vergasers gezeigt, wobei der übrige Aufbau des Vergasers im wesentlichen den Anordnungen nach Fig. 2 bis ¹I gleicht. Die Düsennadel 33 ist in einer Hülse 62 geführt, in deren oberer Stirnfläche 63 eine Kraftstoffdüsenöffnung 64 angeordnet ist, deren effektiver Querschnitt in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe der Düsennadel 33 in die Hülse 62 veränderbar ist. Die Hülse 62 ist in einem Führungsrohr 65 gehalten. In dem Führungsrohr 65 läuft in axialer zur Längsachse der Düsennadel 33 parallel verlaufender Richtung ein Kraftstoffkanal 66., der einerseits in die Mischkammer des Vergasers mündet und der andererseits auf Höhe einer Querbohrung 67 in der Wand der Hülse 62 endet. Dieser Zuführungskanal 66 bildet zusammen mit der Querbohrung 67 einen Bypass zu der Kraftstoffdüsenöffnung 6*1 in der Hülse 62. Die Steuerung der Querschnittsöffnung des Bypasses erfolgt dabei durch Verdrehen der Hülse 62 gegenüber dem Führungsrohr 65, so daß das Ende des Zuführungskanales 66

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und die Querbohrung 67 mehr oder weniger aufeinander treffen, so daß die Durchflußöffnung für den Querschnitt geändert wird. Die Verdrehung des Führungsrohrs kann dabei zweckmäßigerweise von einem Elektromagnet aus erfolgen, der in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Sauerstoff-Sonde im Auspuffsystem der Brennkraftmaschine mit einem Steuerstrom beaufschlagt wird. ·

Eine weitere Möglichkeit zur Veränderung des effektiven Querschnitts der Kraftstoffdüsenöffnung 34 eines Vergasers ist gegeben, wenn der Ringspalt zwischen der Hülse 44 und der Düsennadel 33 des Vergasers mit Hilfe einer Schieber- oder Lamellen-Steuerung verwendet wird. Die Schieber- oder Lamellensteuerung kann dabei ähnlich wie bei den anderen Ausführungsbeispielen mit Hilfe eines Elektromagnetes betätigt werden, der von einem Steuerstrom beaufschlagt wird, dessen Größe vom Ausgangssignal der im Abgassystem der Brennkraftmaschine angebrachten dauerstoff-Sonde abhängt. Je nach Größe die "s Steuerstroms wird ein Schieber mehr oder weniger weit quer zur Längsrichtung der Hülse 62 in diese eingeführt und dabei die Kraftstoffdüsenöffnung verkleinert. Die Lamellensteuerung erfolgt durch Veränderung der öffnung eines Lamellenverschlusses, der beispielsweise ähnlich wie der Lamellenverschluß eines Fotoapparates aufgebaut sein'kann.

Eine zweite Möglichkeit zur Beeinflussung bzw. zur Korrektur des Massenverhältnisses des Kraftstoff-Luft-Gemisches besteht darin, den Druck in der Mischkammer des Vergasers zu verändern. Eine durch äußere Krafteinwirkung erzwungene Verstellung des Luftschiebers 22 verändert den konstanten Druck in der Mischkammer durch Änderung der Strömungsgeschwindigkeit vor der Kraftstoffdüsenöffnung 34 und schafft dadurch andere Bedingungen beim Ansaugen des Kraftstoffes aus der Kraftstoffdüsenöffnung. Obwohl z.B. eine erzwungene Verkleinerung des Luftquerschnittes zwischen dem Luftschieber 22 und der Kraftstoffdüsenöffnung 34 gleichzeitig eine Verkleinerung des Ringspaltes der Kraftstoffdüsenöffnung 34

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bewirkt, weil die konische Düsennadel 33 weiter in die Kraftstoffdüsenöffnung 34 eintaucht, wird trotzdem aufgrund der höheren Luftgeschwindigkeit und des damit erhöhten Unterdruckes eine Gemischanreicherung stattfinden.

Ein Ausführungsbeispiel zur Veränderung des Unterdruckes in der Mischkammer eines Vergasers in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal einer Sauerstoff-Sonde im Auspuffsystem einer Brennkraftmaschine ist in Fig. 6 dargestellt. Gleiche oder gleichwirkende Teile, die in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 bis 5 beschrieben wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen. In der Querbohrung 21 im Zentralstück 29 des Vergasers aber ist der. Luftschieber 22 befestigt. Die Aufhängung des Luftschiebers 22 erfolgt dabei über die Membran 27, die einerseits die erste Druckkammer 25 und andererseits die zweite Druckkammer 2 8 begrenzt. In der Querbohrung 21, die in der näheren Umgebung des Luftschiebers 22 auch als Mischkammer bezeichnet wird, hat sich entsprechend der Stellung der Drosselklappe und damit über den Unterdruck, der sich über die Bohrung 24 und den Innenraum des Luftschiebers 22 zu der ersten Druckkammer 25 fortpflanzt, eine Gleichgewichtslage des Luftschiebers 22 ergeben. Im Inneren des Luftschiebers 22 ist eine Hülse 68 vorgesehen, die an ihrem unteren Ende eine Ausnehmung 69 aufweist, in die ein Schaft 70 einer Düsennadel eingesteckt ist und mit Hilfe einer Schraube 72 fixiert ist. Die Düsennadel 71 ist in einer Kraftstoffdüsenöffnung 73 verschiebbar, die in einer Hülse 74 angebracht ist. Diese Hülse 74 ist in einem. Führungsrohr 75 gehalten, welches in einer Halteschraube 76 angebracht ist. Je nach Eintauchtiefe der Düsennadel 71 in die Kraftstoffdüsenöffnung 73 wird ein mehr oder weniger großer Querschnitt der Kraftstoffdüsenöffnung freigegeben, so daß der Kraftstoffdurchsatz geändert wird. Weiterhin ist in dem Vergaser eine an sich bekannte Schwimmeranordnung 77 eingebaut, mit deren Hilfe der Kraftstoffzufluß zum Vergaser reguliert wird. In der Hülse

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68, die mit dem Luftschieber 22 fest verbunden ist, ist ein ι als Anker eines Elektromagnets dienender Weicheisenkern 97 angeordnet. Die Hülse 68 ragt dabei teilweise in den Innenraum einer Erregerwicklung 78 hinein, mit deren Hilfe der Anker 97 angezogen frzw. abgestoßen werden kann. Die Erregerwicklung' 78 ist am Gehäuse des Vergasers befestigt und kann bei Erregung mit Hilfe eines Steuerstromes den an der Membran 27 aufgehängten Luftschieber 22 verstellen. Die Ansteuerung der Erregerwicklung 78 des Elektromagnets und damit die Auslenkung des Luftschiebers 22 aus der Gleichgewichtslage erfolgt durch Ansteuerung mit Hilfe eines Steuerstromes, der wiederum abhängig vom'Ausgangssignal einer Sauerstoff-Sonde im-Auspuffsystem der Brennkraftmaschine ist. Dabei ist es möglich, wie bei dem Aus^ührungsbeispiel nach Pig. die Erregerwicklung so zu gestalten_s daß zxfei Spulen vorhanden sind, deren Kräfte sich bei einer Regelabweichung gleich Null ■ aufheben. Es ist aber auch möglich, die Ansteuerung
des Elektromagnets entsprechend dem Ausführungsbeispiel
nach.Fig. 3 vorzunehmen, wobei bei einer Regelabweichung
= Null ein mittlerer Steuerstrom fließt₉ der bei positiver
bzw. negativer Regelabweichung vergrößert bzw, verkleinert
wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Pig« 7 dargestellt.
Der Aufbau des Vergasers gleicht im wesentlichen dem Aufbau der Vergaser nach den Fig. 2 bis 4 und 6. Die Verschiebung des .. Luftschiebers und damit die Veränderung der Druckverhältnisse in der Mischkammer wird jedoch über die beiden Druckkammern 25 und 28 gesteuert. In der ersten Druckkammer 25 herrscht im wesentlichen der Druck, der auch in der Mischkammer des Vergasers herrscht, da von der Mischkammer des Vergasers über die Bohrung 24 und dem Innenraum des Luftschiebers 22 eine direkte Verbindung zu"der Druckkammer 25 des Vergasers besteht« In der Druckkammer 28 herrscht als Referenzdruck in der Regel der Außenluftdruck, wobei sich die Stellung des Luftschiebers durch die Druckdifferenz in der

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ersten Druckkammer 25 und der zweiten Druckkammer 28 bestimmt. Eine Verschiebung des Luftschiebers 22 ist deshalb durch Veränderung des Druckes in einer der Druckkammern 25 oder 28 möglich. Am zweckmäßigsten geschieht dies dadurch, daß für einen mehr oder weniger großen Druckausgleich zwischen der ersten Druckkammer 25 und der zweiten Druckkammer 28 gesorgt wird. Dadurch kann der Luftschieber 22, der an der Membran 27 aufgehängt wird, verschoben werden_s so daß eine Steuerung des Gemischverhältnisses in dem bereits beschriebenen Sinne über Veränderung des Mischkammerdruckes möglich ist. Im übrigen entspricht der Aufbau des Vergasers dem Aufbau der Vergaser nach den Fig. 2 bis 4 und 6, so daß hier nicht noch einmal darauf eingegangen.werden braucht. Zur Veränderung der Lage des Luftschiebers 22 kann wie bereits angedeutet entweder der Druck in der ersten Druckkammer 25 oder in der zweiten Druckkammer 28 verändert werden. Am zweckmäßigsten erfolgt jedoch eine Druckänderung in der zweiten Druckkammer 28, wobei für einen Druckausgleich zwischen der ersten Druckkammer 25 und der zweiten Druckkammer 28 gesorgt wird. Zu-diesem Zweck sind beide Druckkammern mit Anschlußstücken 78 und 79 versehen, von denen das erste Anschlußstück 78 über eine Bohrung 80 mit der ersten Druckkammer 25 Verbindung hat und von denen das zweite Anschlußstück über eine Bohrung 8l mit der zweiten Druckkammer 28 Verbindung hat. Beide Anschlußstücke 78 und 79 führen zu einem Steuerventil, das in Fig. 8 dargestellt ist. Von dem Anschlußstück 78 führt eine Verbindungs leitung zu einem Anschlußstück' und von dem Anschlußstück 79 führt eine Leitung zu einem Anschlußstück 83 des Steuerventils. Dieses Steuerventil weist einen Ventilkörper 84 mit einem darin verschiebbaren Kolben 85 auf, der einen Anker 86 aufweist, der in den Innenraum einer schraubenförmigen Druckfeder 87 hineinragt, die sich einerseits an einer Stirnfläche 88 des Kolbens 85 und andererseits an dem Ventilgehäuse 89 abstützt» Der obere Teil des Ventilkörpers 84 trägt eine Erregerwicklung 90» die bei Erregung den Anker 86

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anzieht oder abstößt und damit den Steuerkolben 85 verschiebt. Der Steuerkolben hat die Form zweier Kegelstümpfe, die mit ihren kleineren Querschnittsflächen gegeneinander gerichtet sind. An der schmälsten Stelle des Steuerkolbens 85 ist eine Querbohrung 91 angeordnet, in die eine Längsbohrung 92 mündet, die mit dem Innenraum 93 des Ventilkörpers 84 Verbindung hat, von dem aus . über das Ansehlußstück 83 die Verbindungsleitung zu dem Anschlußstück 79 der zweiten Druckkammer 28 führt. Des weiteren führt au dem Innenraum, der durch die Verjüngung der beiden konischen Kolbenhälften gebildet wird, eine Qüerbohrung 9^, an die der Außenluftdruck angelegt ist. Ebenfalls in den durch die Verjüngung der konischen Kolbenhälften gebildeten Raum führt eine Querbohrung 95 an die das Ansehlußstück 82 und damit die Verbindungsleitung zu der ersten Druckkammer 25 angelegt ist.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Steuerventils sei angenommen, daß über den gesamten Betriebsbereich des Vergasers dieser zu mager eingestellt sein soll. Ohne einen durch die Erregerwicklung 90 fließenden Reglerstrom schlägt der Steuerkolben 85 an der unteren Stirnfläche des Ventilgehäuses an_s da er durch die Druckfeder 87 in diese Lage drückt wird.· über die Querbohrung 9*1, die Querbohrung 91 und die Längsbohrung 92 herrscht in der zweiten Druckkammer 28 Außenluftdruck, während die erste Druckkammer 25 abgeschlossen ist. Wegen X >1 wird nun die Spule 90 erregt und je nach Größe des Steuerstroms wird "der Anker 86 und damit der Steuerkolben 85 mehr oder weniger stark gegen die Kraft der Druckfeder 87 nach oben gezogen. Bei einer Aufwärtsbewegung des Steuerkolbens 85. wird über die Längsbohrung 92,die Querbohrung 91 und die Querbohrung 95 nunmehr die zweite Druckkammer 28 mit der ersten Druckkammer 25 verbunden, wobei gleichzeitig die Querbohrung 9^₅ die mit dem Äußenluftdruck in Verbindung steht, immer mehr geschlossen wird. Mit wachsender Erregung der Erregerwicklung 90 wird infolgedessen die Druckdifferenz zwischen der ersten Druckkammer 25 und der zweiten

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Druckkammer 28 kleiner und zwar solange, bis Druckgleichheit in den beiden Druckkammern 25 und 28 herrscht. Mit kleiner werdender Druckdifferenz zwischen den beiden Drücken in den Druckkammern 25 und 28 bewegt sich der Luftschieber 22 solange nach unten, wobei eine Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches eintritt, bis die Umkehrung der Regeleinrichtung eine Kolbenbewegung in anderer Richtung hervorruft. Bei einer Regelabweisung = 0 fließt ein mittlerer Erregerstrom durch die Erregerwicklung 90 und der Steuerkolben 85 sowie der Luftschieber 22 pendeln um einen Mittelwert (λ ^I).

Als besonderer Vorteil dieses Ausführungsbeispiels hat es sich herausgestellt, daß ohne Änderungen am Aufbau des Vergasers eine Beeinflussung des Luftschiebers und damit eine Beeinflussung des Massenverhältnisses des Kraftstoff-Luft-Gemisches möglich ist.

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Claims

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Ansprüche '

Θ Einrichtung zur Regelung des Massenverhältnisses des einer Brennkraftmaschine zugeführten_s von einem der Brennkraftmaschine zugeordneten Gleichdruckvergaser aufbereiteten Kraftstoff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit von der mit Hilfe einer Meßsonde, insbesondere einer Sauerstoff-Sonde ermittelten Zusammensetzung des Abgases, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur des Massenverhältnisses des Kraftstoff-Luft-Gemisches eine in eine Mischkammer (.21) des^Vergasers hineinragende Kraftstoff düsenöffnung (34 bzw. 73) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde (16) veränderbar ist»

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Kraftstoffdüsenöffnung (34 bzw. 73) verschiebbare Düsennadel (33 bzw.71 )vorgesehen ist, die in einem Luftschieber (22) beweglich gelagert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (33) mit einem als Permanentmagnet ausgebildeten Anker (32) eines Elektromagnets verbunden ist.

i\. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis.. 3's dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (43) des Elektromagnets zwei getrennte einander entgegengesetzt wirkende Kräfte hervorrufende Einzelwicklungen aufweist»

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5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen des Ankers (32) über je eine schraubenförmige Druckfeder (35,36) abgestützt sind, wobei die eine Druckfeder (35) am Luftschieber (22) anliegt und die zweite Druckfeder (3β) über eine Dämpfungseinrichtung (40,41,42) mit dem Gehäuse des Vergasers Verbindung hat.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (33) mit dem als Weicheisenkern ausgebildeten Anker (32) eines Elektromagnets verbunden ist, der eine Erregerwicklung (57) aufweist, die bei einem mittleren Erregerstrom den Weicheisenkern (32) in seiner Ruhelage hält.

7. Einrichtung nach Anspruch 6_S dadurch gekennzeichnet, daß der als Anker'(32) des Elektromagnets dienende Weicheisenkern über je eine schraubenförmige Druckfeder (53*5*0 einerseits am Luftschieber (22) und andererseits am Vergasergehäuse abgestützt ist,

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (57) des Elektromagnets am Vergasergehäuse befestigt ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (33) mit einem Anker eines Elektromagnets

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verbunden ist, dessen Erregerwicklung (61) am Luftschieber (22) angebracht ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt zwischen dem Rand der Kraftstoffdüsenöffnung (3¹O und der in dieser öffnung geführten Düsennadel (33) durch einen Schieber veränderbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt zwischen dem Rand der Kraftstoffdüsenöffnung (3*0 und einer in dieser öffnung geführten Düsennadel (33)

durch einen Larnellenverschluß veränderbar ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffdüsenöffnung (3¹I) in einer Hülse (62) angeordnet ist, die eine Querbohrung (67) aufweist und daß die Hülse (62) von einem Führungsrohr (65) umgeben ist, welches einen axial verlaufenden in die Mischkammer (21) des Vergasers mündenden inneren Zuführuhgskanal (66) aufweist, wobei bei einer bestimmten Stellung der Hülse (62) zum Führungs- - rohr (65) die Querbohrung (67) zu dem inneren Zuführungskanal (66) führt und wobei bei Verdrehung des Führungsrohres (65) relativ zur Hülse (62) der innere Zuführungskanal (66) absperrbar ist.

13. Einrichtung zur Regelung des Massenverhältnisses des einer

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Brennkraftmaschine zugeführten, von einem der Brennkraftmaschine zugeordneten Gleichdruckvergaser aufbereiteten Kraftstoff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit von der mit Hilfe einer Meßsonde, insbesondere einer Sauerstoff-Sonde ermittelten Zusammensetzung des Abgases, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Veränderung des Druckes in der Mischkammer (21) des Vergasers vorgesehen sind.

1*1. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des Luftschiebers (22) im Vergaser in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde (16) veränderbar ist.

15· Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein fest mit dem Luftschieber (22) verbundener Anker (97) eines Elektromagnet vorgesehen ist, der mit Hilfe einer am Vergasergehäuse befestigten Erregerwicklung verschiebbar ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Luftschiebers (22) in an sich bekannter Weise zwei Druckkammern (25,28) vorgesehen sind, wobei in wenigstens einer Druckkammer in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde (16) der Druck änderbar ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß

bei einem dem Mischkammerdruck entsprechenden Druck in

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der ersten Druckkammer (25) und bei einem dem Außenluftdruck entsprechenden Druck in der zweiten Druckkammer (28) die Drücke in der ersten und zweiten Druckkammer (25,28) über ein vom Ausgangssignal der Meßsonde (16) beeinflußtes Ventil einander angleichbar sind. '

18. Einrichtung nach Anspruch' 17, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Verbiridungsleitung von der ersten Druckkammer (25) zur zweiten Druckkammer (28) das Ventil angeordnet ist, das mit Hilfe eines Steuerkolbens (85) die Druckverhältnisse in der zweiten Druckkammer (28) in einem Bereich zwischen Außenluftdruck und Mischkammerdruck kontinuierlich verstellt.

19· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Kraftstoffdüsenöffnung (73) bzw. des Mischkammerdruckes die Meßsonde (16) mit einem, insbesondere Integralverhalten zeigenden Regler (18) verbunden ist, der über einen Regelverstärker (19) das Stellglied (20) beeinflußt.

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