DE2245492A1

DE2245492A1 - Kraftstoffzumessanlage

Info

Publication number: DE2245492A1
Application number: DE19722245492
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl I Brettschneider; Peter Juergen Dipl Ing Schmidt; Josef Dipl Ing Wahl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1972-09-15
Publication date: 1974-04-04
Also published as: DE2245492C2; JPS5838623B2; GB1445637A; JPS4965418A

Description

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Anlage zur

Patent- und

Gebr auchsrnust erhil f_ö>

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart

Kraf 151 ο 1 f zuae s s anl a

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzuniessanlage für gerüischverdichtende, freradgezündete Brermkraftmaschinen, in deren Saugrohr ein Luftmessorgan und eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und der durchströmenden Luftmenge eine im wesentlichen proportionalen Kraftstoffmenge zugemessen wird und diese- Proportionalität durch

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Steuerung eines das Luftmessorgan umgehenden Bypass in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen'einer im Auspuffrohr angeordneten, den Sauerstoffgehalt ermittelnden Abgasmeßsonde.

Bei einer bekannten Kraftstoffzumessanlage dieser Art wird der Sauerstoffgehalt der Abgase mit einem Sauerstoffmessfühler gemessen, der aus einem Sauerstoffionen leitenden Pestelektrolyten - vorzugsweise Zirkondioxyd - besteht. Das Ausgangssignal des Sauerstoffmessfühlers beeinflusst über einen Regelverstärker die Stellung des Bypassventils. Bei Sauerstoffmangel in den Abgasen, der auf ein zu fettes Gemisch hinweist, v/ird -das Bypassventil veiter geöffnet und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird abgemagert. Bei diesem bekannten Verfahren ist allerdings die relative Änderung der Proportionalität des Luft-Kraftstoff ·- Gemisches bei grossem Luftdurchsatz im Ansaugrohr, d.h. bei weit geöffneter Drosselklappe, wesentlich kleiner als bei niedrigem Luftdurchsatz. Obwohl die Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches auf den gleichen Wert eingeregelt werden kann, ergeben sich bei grossem Luftdurchsatz, bis die richtige Zusammensetzung des Gemisches eingestellt ist, erhebliche Verzögerungezeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte KraftstoffzumessRnlage so zu verbessern, dass die Verzögerungszeit des geschlossenen Regelkreises unabhängig vom Luftdurchsatz im Saugrohr einen möglichst niederen· V/ert annimmt und dass die Regelabv;eichung möglichst in allen Betriebspunkten konstant ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss-dadurch gelöst, dass eine Grundsteuerung des Bypass abhängig von der Drosselklappenstellung und einer Zusatzsteuerung durch die Abgasmeßsonde erfolgt und dass die Steuerung mittells einer vorzugsweise einseitig gelagerten Klappe mit rechteckiger

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Fläche erfolgt, die in einem Bypassabschnitt rechteckigen Querschnitts angeordnet, mindestens _veinen rechteckigen Durchgangsquerschnitt zwischen der sich auf einer Kreisbahn bewegenden Stirnkante der Klappe und der gegenüberliegenden, eine Kontur aufweisenden Fläche des Bypass bestimmt. Bei fester Zuordnung A⁷On Verstellung der Drosselklappe zur Bypassklappe kann bei entsprechender Wahl der Kontur die angestrebte, multiplikative Regelabweichung erreicht werden, d.h. es wird für eine konstante Änderung der Stellgrösse eine hierzu proportionale Änderung der Gesamtluftmenge bewirkt. Durch die Zuordnung von Drosselklappe und Bypassklappe wird ausserdem bei einer plötzlichen Tergrösserung des Luftdurchsatzes im Saugrohr auch ein grösserer Durchsatz im Bypass bewirkt. Der Regelverstärker kann dann die erforderliche Korrektur in einer'wesentlich kürzeren.Zeit vornehmen als sie ohne die Grundverstellung möglich wäre.

Die Kontur kann gem äs s einer Differentialgleichung bestimmt wer-

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den, welche aus der Forderung ·γ—-~ - konstant entsteht.

Hierbei kennzeichnet λ die Zusammensetzung des Kraftstoffluftgemisches, wobei nach einem stöchiometrischen Gemisch die Luftzahl ?-.. = 1 ist. Die Abgasmeßsonde wiederum greift jeweils dann in die Regelung ein, wenn eine Änderung der Luftzahl K. erfolgt. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung "der Erfindung ist die eine Kontur aufweisende Fläche an einem Teil des Bypsssrohres angeordnet, der auswechselbar ist. Auf diese Weise ist es verhältnismässig einfach, Λ. überhaupt eine derartige Kontur anzubringen und 2. ein für einen Grossteil der Motoren gleiches Bypassrohr zu haben, bei dem lediglich zur Anpassung an die Forderungen das die Kontur aufweisende Teil entsprechend ausgewählt wird. In jedem Fall kann hierdurch auf verhältnismässig einfache'Weise bei Änderung der Proportionalität zwischen Kraftstoff und Luft diese Proportionalität als solche über den ganzen Last- und Drehzahlbereich erhalten bleiben.

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Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist das Koppelungsverhältnis Drosselklappendrehwinkel ·.'/! zu Bypassklappcndrehwinkel "'2 grosser als 1 (—7-5— *- 1). Erfindungsgemäss kann hierdurch die Klappe den Bypassquerschnitt noch vergrö'ssern, wenn die Drosselklappe über 90 verdreht bereits den Saug-. rohrquerschnitt verkleinert. Hierdurch ist eine Regelung nicht nur zu kleineren, sondern insbesondere bei Vollast 'erforderlichen grösseren Luftverhältnissen "Λ möglich.

Ein /äusführungsb ei.spiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Pig. 1 eine stark vereinfachte Darstellung der Brennkraftmaschine mit einem Hegelkreis, Fig. 2 den? gesteuerte Bypass ab schnitt im Querschnitt.

Eine Brennkraftmaschine 11 wird durch einen Filter 12 und ein Saugrohr 13? in dem eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 14 und eine Vergaserdüse 15 mit Kraftstoffleitung 16 hintereinander angeordnet sind, mit Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt. Vergaserdüse 15 und Drosselklappe 14 werden durch einen Bypass 17 des Saugrohres 13 umgangen. Im Bypass 17 ist eine Bypassklappe 18 angeordnet, die einen elektrischen Eingang aufweist, der mit dem Ausgang eines Regelverstärkers 25 verbunden ist. Ausserdera kann die Bypassklappe. 18 mechanisch vorn Gaspedal 30 aus verstellt werden, über das auch die Drosselklappe 14 verstellt wird.

Die Abgase der Brennkraftmaschine 11 werden in einer Abgassammelleitung 19 gesammelt, deren Wand 20 thermisch gegenüber

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der Umgebungsluft isoliert ist. .Die Abgassanmelleitung 19 (Auspuffrohr¹) mündet in einen katalytischer! Reaktor 21 mit Ausgangsleitung 22. Yor dem katalytischer! Reaktor 21 iat in der Wand 20 der Abgassamaielleitung 19" eine SauerstoffmeSsonde 23 angeordnet. Der elektrische Ausgang der Sauerstoffmefisonde ist über einen Vorverstärker. 24 an einen Eingang des RegelveT-stärkers 25 angeschlossen. Die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 11 treibt einen Drehzahlgeber an, der aus der Reihenschaltung ' eines Impuls geber s 32 und eines Prequenagleichspp.nnungsvjandlers 33 besteht. Der Ausgang des 5'"requeri2gleichspannurigs\.^randlers 33 ist mit einen zweiten.Eingang des Regelverstärkers 25 verbun-· den.

Hit dem Gaspedal 30 wird weiterhin ein Weggeber 31 betätigb, der¹ als Potentiometer ausgebildet ist. Die Aus gangs spannung des Weggebers 31 ist proportional zun Auslenkungsv.'inkel des Gaspedals 30 und ist mit seinem Ausgang mit einem dritten Eingang. des Regelverstärkers" 25 verbunden.

Sobald die Bypassklappe soweit verstellt ist und der-Zusatzluft-, strom so abgenommen hat, dass die Luft zahl ?.. unter-den Wert 0,98 absinkt, steigt die Aus gangs spannung der Sa\ierstoffmeßsonde

23 und entsprechend die Ausgangsspannung des Vorverstärkers

24 stark an. Im Regelverstärker 25 wird damit eine Nachstellung der Bypassklappe bewirkt, immer abhängig von der Hotordrehzahl bzw. der Dross elklapperis teilung (Last des Motors)/

In Fig. 2 ist der Abschnitt des- Bypassrohres 17 vergrössert dargestellt, in dem die Bypaasklappe 18 angeordnet ist. Das Bypassrohr 17 hat in diesem Abschnitt einen nicht näher dargestellten rechteckigen Querschnitt. Die Bypassklappe 18 ist auf einer -Welle 19 einseitig gelagert und steueret bei der Drehbewegung einen ebenfalls rechteckigen lichten Querschnitt 20.

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Die Änderung des Querschnitts 20 mit dem Drehvinkel der Klappe 18 hängt von der der Klappe gegenüber angeordneten Kontur 21 der Vand des Bypasses ab, die an einesa auswechselbaren Einsatzteil 22 angeordnet ist. Die Bypassklappe 18 wird durch einen Stellmotor 25 betätigt, der seine Stellgrösse von den¹ iiegelvcrstärker 25 erhält. Je nach Voraussetzungen der Kraftstoff ;iu:;:essanlagc kann ein Einsatzteil 22 mit entsprechender Kontur 21 eingesetzt v/erden.

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Claims

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Ansprüche

fi.yKraftstoffzumessanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, in deren Saugrohr ein Luftmessorgan und eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und der durchströmenden Luftmenge eine im we sent liehen proportionale Kraftstoffmeiige zugemessen wird und diese Proportionalität durch Steuerung eines das Luftmessorgan umgehenden Bypass in Abhängigkeit von den Ausgangasignalen einer im Auspuffrohr angeordneten, den Sauerstoffgehalt ermittelnden Abgasmeßsonde, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundsteuerung des Bypass (17) abhängig von der Drosselklappenstellung (14) und eine Zusatzsteuerung durch die Abgasmeßsonde (23) erfolgt und dass die Steuerung mittels einer vorzugsweise einseitig gelagerten Klappe (18) mit rechteckiger Fläche erfolgt, die in einem Bypassabschnitt rechteckigen Querschnitts angeordnet, mindestens einen rechteckigen Durchgangsquerschnitt (20) zwischen der sich auf einer Kreisbahn bewegenden Stirnkante der Klappe (18) und der gegenüberliegenden, eine Kontur (21) aufweisenden Fläche des Bypasses (17) bestimmt.
2. Kraftstoffzumessanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kontur aufweisende Fläche (21) an einem Teil (22) des Bypassrohres (17) angeordnet ist, der auswechselbar ist. 40981 4/007.1

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3. Kraftstoffzunessanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelungsverhältnis Drosselklappendrehv.-inkel >·Λ zu Bypassklappendrehwinkel .-,',2 grosser als 1 ist. (-44- M).
4. Kraftstoffzumessanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (18) den Bypassquerschnitt (20) noch vergrössert, v;enn die Drosselklappe (14) über 90° verdreht bereits den Seugrohrquerschnitt verkleinert.
5. KraftstoffzuT.iessanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (17) Heßsorgan (15) und Drosselklappe (14) umgeht und dass als Messorgan sowie Kraftstoffzumessorgan ein Vergaser (15) dient, der insbesondere mit konstanten Druckgefälle arbeitet.

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