DE2245492C2

DE2245492C2 - Kraftstoffzumeßanlage

Info

Publication number: DE2245492C2
Application number: DE19722245492
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl.-Ing. 7140 Ludwigsburg Brettschneider; Peter Jürgen Dipl.-Ing. 7141 Schwieberdingen Schmidt; Josef Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Wahl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1972-09-15
Publication date: 1984-06-07
Also published as: DE2245492A1; JPS4965418A; GB1445637A; JPS5838623B2

Description

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4. Kraftstoffzumeßanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (18) den Bypassquerschnitt (20) noch vergrößert, wenn die Drosselklappe (14) über 90° verdreht bereits den Saugrohrquerschnitt verkleinert.

5. Kraftstoffzumeßanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (17) Meßorgan (15) und Drosselklappe (14) umgeht und daß als Meßorgan sowie Kraftstoffzumeßorgan ein Vergaser (15) dient, der insbesondere mit konstantem Druckgefälle arbeitet.

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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzumeßanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit einem Saugrohr, in dem eine den Durchsatz steuernde Hauptdrosselklappe angeordnet ist, mit einem dem Abgas der Brennkraftmaschine ausgesetzten Meßfühler zur Bildung eines den Sauerstoffgehalt kennzeichnenden Ausgangssignals, entsprechend dem ein in einer Luftbypassleitung, die ein im Saugrohr angeordnetes die Kraftstoffzumeßmenge steuerndes Luft messendes Organ der Kraftstoff-Luft-Gemisch-Erzeugungseinrichtung der Brennkraftmaschine umgeht, angeordnetes Drosselorgan zur Steuerung der Zufuhr von Zusatzluft zum Saugrohr der Brennkraftmaschine betätigbar ist, wobei dem Drosselorgan wenigstens eine Verstelleinrichtung zugeordnet ist, durch die eine Grundeinstellung des Drosselorgans in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung und eine der Grundeinstellung überlagerte Zusatzverstellung des Drosselorgans in Abhängigkeit vom Steuersignal des Meßfühlers durchführbar ist nach dem deutschen Patent 22 04 192.

Bei dieser Kraftstoffzumeßanlage ist als Drosselorgan in der Luftbypassleitung ebenfalls eine Drosselklappe vorgesehen derselben Bauart wie die der Hauptdrosselklappe im Saugrohr mit einem kreisrunden, dem Innendurchmesser der rohrförmigen Bypassleitung angeⁿsßten Scheibe die auf einer die L"ftb"^r*°ss!eitun2 durchdringenden Welle befestigt ist. Diese Ausgestaltung hat den Nachteil, daß die Bypassdrosselklappe an feste geometrische Abmessungen gebunden ist entsprechend dem kreisrunden Innendurchmesser der Bypassleitung und keine Anpassung an die Erfordernisse für die Gemischzusammensetzung bei der jeweiligen Brennkraftmaschine bereits mit der Grundverstellung der Bypassdrosselklappe berücksichtigt werden kann. Weiterhin ist bei der obigen Lösung von Nachteil, daß eine Verstellung der Bypassdrosselklappe durch die Regelung gegenüber der winkelgenauen Nachführung der Bypassdrosselklappe zur Verstellung der Hauptdrosselklappe sich bei kleinen Gasdurchsätzen bzw. bei kleinem Drosselklappenöffnungswinkel wesentlich stärker bemerkbar macht als bei großen Durchsätzen bzw. bei weit geöffneter Drosselklappe. Das bedeutet, daß die Regelung bei niedriger Last wesentlich kleiner Stellwege bewirken muß als bei großer Last <ind daß ein multiplikativer Einfluß einer vorgenommenen Bypassdrosselklappenstellungskorrektur über den gesamten Arbeitsbereich der Bypassdrosselklappe nicht möglich ist Es ist hier also nicht gegeben, daß eine in einem Betriebspunkt vorgenommene Änderung der Gemischzusammensetzung durch die Regelung sich anteilmäßig in gleicher Art auf die Gemischzusammensetzung in den anderen Betriebspunkten auswirkt, so daß dort ein zusätzlicher Regeleingriff bei gleich bleibenden Bedingungen nicht notwendig wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kraftstoffzumeßanlage nach dem Hauptpatent 22 04 192 so zu verbessern, daß es möglich ist, den Luftdurchlaßquerschnitt am Bypassdrosselorgan in der Luftbypassleitung der Brennkraftmaschine dem Luftbedarf der Brennkraftmaschine bei verschiedenen Drosselklappenstellungen anzupassen und einen multiplikativen Regeleingriff der obengenannten Art zu verwirklichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Drosselorgan eine einseitig gelagerte Klappe mit rechteckiger Fläche vorgesehen ist, die in einem Luftbypassleitungsteil mit entsprechendem rechteckigen Querschnitt angeordnet ist und daß die der Stirnkante der Klappe gegenüberliegende Wand der Luftbypassleitung eine von der Kreisbahn der Klappenstirnkante abweichende Kontur aufweist, so daß je nach Stellung der Klappe ein unterschiedlicher Durchgangsquerschnitt in rechteckiger Form einsteilbar ist. Bei fester Zuordnung von 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 Zu-Ordnung von Drosselklappe und Bypassklappe wird außerdem bei einer plötzlichen Vergrößerung 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 gemäß einer Differentialgleichung bestimmt werden, welche aus der Forderung

= konstant

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entsteht Hierbei kennzeichnet λ die Zusammensetzung des Kraftstoffluftgemisches, wobei nach einem stöchiometrischen Gemisch die Luftzahl λ = 1 ist Die Ahgasmeßsonde wiederum greift jeweils dann in die Regelung ein, wenn eine Änderung der Luftzahl A erfolgt. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die eine Kontur aufweisende Fläche an einem Teil des Bypassrohres angeordnet, der auswechselbar ist. Auf diese Weise ist es verhältnismäßig einfach,

1. 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.

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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.

Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist das Koppelungsverhältnis Drosselklappendrehwinkel Oc_x zu Bypassklappendrehwinkel a₂ größer als

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Erfindungsgemäß kann hierdurch die Klappe den Bypassquerschnitt noch vergrößern, wenn die Drosselklappe über 90° verdreht bereits den Saugrohrquerschnitt verkleinert. Hierdurch ist eine Regelung nicht nur zu kleineren, sondern insbesondere bei Vollast erforderlichen größeren Luftverhältnissen λ möglich.

Ein Ausführunesbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine stark vereinfachte Darstellung der Brennkraftmaschine mit einem Regelkreis,

F i g. 2 der gesteuerte Bypassabschnitt 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-Ge-nisch 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 Außerdem kann die Bypassklappe 18 mechanisch vom Gaspedal 30 aus versteilt 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 der Umgebungsluft isoliert ist Die Abgassammelleitung 19 (Auspuffrohr) mündet in einen katalytischen Reaktor 21 mit Ausgangsleitung 22. Vor dem katalytischen Reaktor 21 ist in der Wand 20 der Abgassammelleitung 19 eine Sauerstoffmeßsonde 23 angeordnet Der elektrische Ausgang der Sauerstoffmeßsonde 23 ist über einen Vorverstärker 24 an einen Eingang des Regelverstärkers 25 angeschlossen. Die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 11 treibt einen Drehzahlgeber an, der aus der Reihenschaltung eines Impulsgebers '32 und eines Frequenzgleichspannungswandlers 33 besteht Der Ausgang des Frequenzgleichspannung-swandlers 33 ist mit einem zweiten Eingang des Regelverstärkers 25 verbunder.

Mit dem Gaspedal 30 wird weiterhin ein Weggeber 31 betätigt, der als Potentiometer ausgebildet ist Die Ausgangsspannung des Weggebers 31 ist proportional zum Auslenkungswinkel des Gaspedals 30 und ist mit seiners Ausgang mit einem dritten Eingang des Regelverstärkers 25 verbunden.

Sobald die Bypassklappe soweit verstellt ist und der Zusatzluftstrom so abgenommen hat, daß die Luftzahi λ unter den Wert 038 absinkt, steigt die Ausgangsspannung der Sauerstoffmeßsonde 23 und entsprechend die Alisgangsspannung des Vorverstärkers 24 stark an. Im Regelverstärker 25 wird damit eine Nachstellung der Bypassklappe bewirkt, immer abhängig von der Mptordrehzahl bzw. der Drosselklappenstellung (Last des Motors).

In Fig.2 ist der Abschnitt des Bypassrohres 17 vergrößert dargestellt, in dem die Bypassklappe 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 steuert bei der Drehbewegung einen ebenfalls rechteckigen lichten Querschnitt 20.

Die Änderung des Querschnitts 2C mit dsm Drehwinkel der Klappe 18 hängt von der der Klappe gegenüber angeordneten Kontur 21 der Wand des Bypasses ab, die an einem auswechselbaren Einsatzteil 22 angeordnet ist Die Bypassklappe 18 wird durch einen Stellmotor 23 betätigt, der seine Stellgröße von dem Regelverstärker 25 erhält. Je nach Voraussetzungen der Kraftstoffzumeßanlage kann ein Einsatzteil 22 mit entsprechender Kontur 21 eingesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kraftstoffzumeßanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit einem Saugrohr, in dem eine den Durchsatz steuernde Hauptdrosselklappe angeordnet ist, mit einem dem Abgas der Brennkraftmaschine ausgesetzten Meßfühler zur Bildung eines den Sauerstoffgehalt kennzeichnenden Ausgangssignals, entsprechend dem ein in einer Luftbypassleitung, die ein im Saugrohr angeordnetes die Kraftstoffzumeßmenge steuerndes Luft messendes Organ der Kraftstoff-Luft-Gemisch-Erzeugungseinrichtung der Brennkraftmaschine umgeht, angeordnetes Drosselorgan zur Steuerung der Zufuhr von Zusatzluft zum Saugrohr der Brennkraftmaschine betätigbar ist wobei dem Drosselorgan wenigstens eine Verstelleinrichtung zugeordnet ist, durch die eine Grundeinstellung des Drosselorgans in Ah&Sngigkeit von der Drosselklappenstel-{iinff und eiRi?der Grundcinsteüunc überlagerte Zusatzverstellung des Drosselorgans in Abhängigkeit vom Steuersignal des Meßfühlers durchführbar ist nach dem deutschen Patent 22 04 192, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan eine einseitig gelagerte Klappe (18) mit rechteckiger Fläche vorgesehen ist, die in einem Luftbypassleitungstei! mit entsprechendem rechteckigen Querschnitt angeordnet ist und daß die der Stirnkante der Klappe gegenüberliegende Wand (22) der Luftbypassleitung (17) eine von der Kreisbahn der Klappenstirnkante abweichende Kontur (21) aufweist, so daß je nach Stellung der Klappe tin unterschiedlicher Durchgangsquerschnitt (20>. in rechteckiger Form einstellbar ist.

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.

3. Kraftstoffzumeßanlage nach Anspruch ί oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelungsverhältnis Drosselklappendrehwinkel λ, zu Bypassklappendrehwinkel «₂ größer als 1 ist.