DE2256625C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln des Verhältnisses Luft/Kraftstoff bei einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Verhältnisses Luft/Kraftstoff bei einem Verbrennungsmotor mit einer Brennkammer, wobei mittels eines Ventils eine Luftströmungsrate entsprechend der gewünschten Leistung des Motors hergestellt wird, die Luftströmungsrate gemessen wird und ein erstes Signal erzeugt wird, das proportional zur Luftströmungsrate ist, wobei ferner der Kraftstoff der Brennkammer dosiert zugeführt wird unter Zuhilfenahme einer Kraftstoffpumpe und ein zweites Signal erzeugt wird, das proportional zur Strömungsrate des Kraftstoffs ist.

wobei weiterhin tm Steuersignal entsprechend einem gewünschten Verhältnis Luft/Kraftstoff erzeugt wird und das erste Signal, das zweite Signal und das Steuersignal für das gewünschte Verhältnis Luft/Kraftstoff miteinander kombiniert werden und ein Steuersi- ·: gnal für die Dosierung des Kraftstoffs daraus abgeleitet wird, das proportional zum ersten Signal ist und al·,- de; Brennkammer zuzuführende Kraftstoffmenge bei Änderung des ersten Signals solange ändert, bis das gewünschte Verhältnis Luft/Kraftstoff wieder erreicht ist

A-xlixdzsi bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein solches Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beschrieben in der DE-OS 20 14 633.

Diesem V rfahren haftet aber der Nachteil an, daß das Verhältnis Luft/Kraftstoff nicht mit einer solchen Genauigkeit geregelt werden kann, die heutigen Bedürfnissen an Kraftstoff-Ersparnis entspricht Dies beruht insbesondere darauf, daß dort die Förderleistung der Kraftstoffpumpe nur grob dosiert wird mit Hilfe der üblichen Einstellmittel über das Gaspedal.

Die US-PS 36 43 635 beschreibt ein Verehren und eine Vorrichtung, ebenfalls zum Regeln des Verhältnisses Luft/Kraftstoff bei einem Verbrennungsmotor, wobei aber der Luftstrom nicht gemessen wird. Eine Drosselklappe überwacht den Betrag an zugeführter Luft und der Brennstoff wird entsprechend einem Steuersignal einer Kraftstoffpumpe gefördert das aus der Messung der Abgastemperatur abgeleitet wird. Die Förderleistung der Pumpe wird so gesteuert daß eine geeignete Abgastemperatur beibehalten bleibt Auch dieses bekannte Verfahren bzw. die bekannte Vorrichtung hat somit nicht den optimalen Wirkungsgrad bei der Zusammensetzung des Luft- Kraftstoffgemisches.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, daß sich durch eine sehr feinfühlige Regelung des Verhältnisses Luft/Kraftstoff auszeichnet.

Die Lö^r ing dieser Aufgabe erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1. Dadurch wird sichergestellt, daß jede Änderung der zugeführten Kraftstoffmenge unmittelbar in das Regelsystem eingegeben wird, wobei die elektrische Signalverarbeitung sehr störjnanfällig ist. weil fre^uenzproportionale Signale bei der Messung der Luftströmungsrate und der Brennstoffströmungsrate erzeugt und weiterverarbeitet werden.

Dasselbe gilt für die Verrichtung nach der Erfindung, wobei die Lösung der Erfindungsaufgabe bei der neuartige: Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 8 erfolgt.

Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung an.

Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es zeigt

Fig.! eine schematische Darstellung, welche einen Verbrennungsmotor umfaßt, wobei die vorliegende Erfindung im Zusammenhang damit schematisch veranschaulicht ist;

F i g. 2 eine Fließkarte, welche das Wesentliche einer Form der vorliegenden Erfindung schematisch darlegt;

Fig. 3 eine spezifische Ausführungsform der Erfindung, worin eine schematische Darstellung des Schaltkreises zum Ausführr-i der in Fig. 2 offenbarten Erfindung gezeigt ist;

F i g. 4 eine Perspektivansicht eines im Längsschnitt dargestellten Bameiis der Erfindung-

F ί g. 5 eine unvollständige Querschnittssnsjcht eir.er zweiten Ausführungsform des in Fig.4 offenbarxen Gerätes;

Fig.6 eine teilweise geschnittene Ansiciu eines anderen Bauteils dieser Erfindung;

F i g. 7 eine Draufsicht von F i g. 6, wobei einige Teile davon entfernt sind und andere Teile im Querschnitt dargestellt sind; und

Fig.8 eine unvollständige, teilweise geschnittene Ansicht einer Pumpe, weiche im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

F i g. 1 stellt schematisch einen Motor dar, der allgemein mit M bezeichnet ist Ein Auspuffkrümmer M1 ist auf die übliche Weise daran geschlossen, wobei ein Teil der Auspuffgase bei M2 wahlweise in die Vergaseranordnung Ci fließt Eine Wandleranordnung zum Messen der Luftfließgeschwindigkeit zu dem Motor ist schematisch mit 10 veranschaulicht wobei Luft bei A durch die Meßanordnung «iießt Ein Regler 11 erhält ein Signal vom Wandler 10 i^nd steuert die Geschwindigkeit des Kraftstoffflusses in den Verbrennungsmotor bei 13. Die Rückführung von 13 'u dem Regler ist in der Zeichnung schematisch durch die Pfeile veranschaulicht

Die in Fig.2 dargestellte Fließkarte offenbart in großen Zügen die vorliegende Erfindung, worin der veranschaulichte Wandler 10 die Luftfließgeschwindigkeit da hindurch zu einer proportionalen elektrischen Frequenz umwandelt. Das Signal von dem Wandler ist in der Form einer Frequenz, weiche dem volumetrischen Luftfluß dahindurch proportional ist und welche in ein Signal umgewandelt werden muß, das geeignet ist durch den elektronischen Regler 11 bearbeitet zu werden. Der Regler 11 ist demgemäß mit einem Wandler 26 von Frequenz zu Strom versehen, welcher das Strom-Summierbauteil 27 mit einem elektrischen Signal versieht, das proportional zu dem volumetrischen Luftfluß bei dem Wandler 10 ist

Oie Stromstoßkompensation 28 kann mehrere verschiedene Formen annehmen, solange sie die Rückführung angemessen stabilisiert Da dieser Teil der Schaltung im Fachgebiet bekannte übliche Technik ist, wird er nicht weiter ausführlich besprochen, als auf eine Form der Schaltung zu verweisen, wie sie in Fig.3 offenbart ist

Ein Funktionsverstärker 29 erhöht die Stärke des von dem Strom-Summierbauteil empfangenen Signals, um dadurch ein geeignetes Eingangssignal für den Leistungsverstärker 2C' vorzusehen. Der Leistungsverstärker steuert den Pegel des Leistungseinganges zu dsm Pumpenantriebsmotor.

Dtr Pumpenantriebsmotor betreibt eine Meßpumpe, welche vorzugsweise eine Verdrängungspumpe ist, wie in F i g. 8 offenbart welche aber mehrere vtrschiedene Formen annehmen kann, solange sie ein Verdrängungs-Meßgerät oder deren Equivalent ist.

Jeder Hub der Verdrängungsmeßpumpe sieht eine proportionale Frequenz am Wandler 15 vor, welche am Wandler 30 in einen Ström ümgeWändlet wird, um dadurch ein Signal vorzusehen, welches zu.· Verarbeitung durch das Strom-Summierbauteil geeignet ist. Der Schaltkreis 30 ist ähnlich dem oben besprochenen Schaltkreis 25.

Der Einlaßkrümmer 14 kann mehrere verschiedene bekannte Formen annehmen und ist in der Form eines

Gehäuses veranschaulicht, das ein darin angeordnetes Drosselventil 23 aufweist, zum Steuern der Luftfließgeschwindigkeit zu dem Motor. Die Zerstäuberdüse 24 erhält Kraftstoff mittelsder Nebelluft-Umschaltventilanordnung 25. Die veranschaulichte Umschaltventil- und s Düsenkombination wird als eine von mehreren verschiedenen möglichen Anordnungen zum Zerstäuben von Kraftstoff unterhalb der Kraftstoffpumpe angesehen.

Fig.3 offenbart ein spezifisches Schaltkreisbeispiel zum Erzielen des Verfahrens, das allgemein durch das in Fig. 1 und 2 veranschaulichte Gerät dargelegt ist. Der Wandler von Luftfluß in Frequenz umfaßt einen rotierenden Permanentmagneten 31, welcher den veranschaulichten magnetisch betätigten Schalter betätigt. Der Schalter ist von herkömmlicher Konstruktion. Demgemäß schließt und unterbricht der Schalter bei einer Geschwindigkeit, welche dem volumetrischen Luftfluß proportional ist. Der Wandler ist durch /1 an den Regier mittels /2 angeschlossen.

Die Meßpumpe 13 (deren Einzelheiten später ausführlich besprochen werden) wird durch einen Pumpenmotor 12 angetrieben, wobei ein drehbarer Permanentmagnet 15' zur Drehung mit der Pumpenwelle auf eine Weise verbunden ist, um den Magnetschalter 43 in direkter Proportion zu der Geschwindigkeit der Pumpe oder des Motors zu betätigen. Der durch den Schalter gebildete Brennstofffließ-Wandler ist an /6 angeschlossen, welches seinerseits an /5 angeschlossen ist, wobei die Anschlüsse 1 und 2 von /5 an den Wandler 30 von Frequenz zu Strom angeschlossen sind.

Es wird bemerkt, daß der Schaltkreis 26 identisch mit dem Schaltkreis 30 ist, mit der Ausnahme der Koppelkondensatoren, die von dem Wandler in das Summierbauteil führen.

Gleichermaßen ist der Schaltkreis 26' identisch dem Schaltkreis 30', ausgenommen, daß die Stromrichtung entgegengesetzt ist. Der Zweck jedes dieser individuellen Netzwerke besteht darin, einen pulsierenden Strom oder eine Frequenz zu empfangen und sie in einen Gleichstrom umzuwandeln, welcher dem anderen zugezählt oder davon abgezogen werden kann.

Der Schaltkreis bei 18 unterscheidet sich etwas von dem Schaltkreis 26' und 30' aus dem Grund, daß das von dem Beschleunigungsanreicherungs-Demodulationsgerät 17 empfangene Signal ständig ein Gleichstrom ist und folglich nicht gleichgerichtet zu werden braucht.

In großen Zügen enthält der Schaltkreis 26 eine Anordnung durch welche eine besondere Wellenform erzeugt werden kann, als ein Ergebnis der Anschlüsse 33,34, die durch den Wandler 10 periodisch überbrückt werden, wobei dies einen Wechselstrom bei 35 zuführt. Der Wechselstrom durch den Schaltkreis 26' gleichgerichtet wird und der sich daraus ergebende Gleichstrom an dem Widerstand S1 empfangen wird, der zwischen den Verbindungsstellen 37 und 38 angeordnet ist Der Widerstand ist einer von vier Summierwiderständen und ist mit einer Verbindungsstelle mit der gemeinsamen Verbindungsstelle 38 verbunden, die im folgenden »der Summierpunkt« genannt wird.

Der Stromfluß von dem Summierpunkt zu dem Widerstand 52 des Betriebsverstärkers muß deshalb eine Signalstärke von einer Größe aufweisen, welche genau aber indirekt den Leistungsverstärkerausgang steuert, um dadurch den Pumpenantriebsmotor mit ausreichendem Strom zu versehen, die Meßpumpe bei einer Geschwindigkeit zu betreiben, die erforderlich ist, um einen begrenzten Kraftstofffluß für eine begrenzte Massenluftfließgeschwindigkeit zu liefern.

Auf die Einzelheiten des Frequenz-zu-Strom-Wandlers 26 und 26' sehend werden im Fachgebiet Bewanderte klar erkennen, daß der Schiltkreis 26 angeordnet ist, wobei er in der Form einer gedruckten Schaltung angeordnet auf einer Karte sein kann oder ein integrierter Schaltkreis in der Form eines »Plättchen« sein kann.

Der Wandler 10 überbrückt wirksam den Anschluß 33 zum Anschluß 34 oder schließt diese kurz bei jeder Umdrehung des Magneten 31, um dadurch bei 35 ein Signal vorzusehen, welches aus einem Rechteckwellenimpuls einer gesteuerten Größe besteht, wegen des folgenden Stromgliedpfades:

Die Tätigkeit des Wandlers 10 erregt bei 33 den durch Elektromagnet betätigten Schalter, wobei der Letztere ansprechend auf den Ersteren schließt und öffnet. Dieser Behelf vermeidet den kritischen Zustand über den eigentlichen Wandler 26 hinaus, welcher sonst als ein Prophnic von I ριίπησςνρrlnU Induktivität und dertrl ermöglicht wird. Daher sieht die Verwendung von Doppelschaltern eine Anordnung vor, durch welche das einkommende Signal von dem Wandler absolut erledigt werden kann.

Das Signal bei 35 besteht aus einem Rechteckwellenimpuls, dessen Größe durch den veranschaulichten Potentiometer gesteuert wird, um für die Einstellung der Verhähiiissteuerung zu sorgen. Dieses Signal bei 35 wird dur- > den Kondensator mit der Gleichrichterbrükke von 26' gekoppelt.

In der Gleichrichterbrücke wird ein positiver und ein negativer Übergang bei 35' erhaltpn, welcher angemessen gekennzeichnet werden kann als eine Differenzialwellenform, wobei der negative Übergang durch die parallel angeordneten Dioden zwischen 35', 37 geht und der positive Übergang durch den Kondensator nahe der Verbindungsstelle 36 zur Erdt geht. Die zwei Dioden sind bei 35', 37 parallel angebracht, wobei der eine der Dioden in Reihe mit dem veranschaulichten Widerstand angebracht ist, um eine innere Temperaturkordensation zu erreichen, oder den Schaltkreis für Temperatur zu stabilisieren.

Das auf den summierenden Widerstand 51 aufgedrängte Signal wird als ein Strom betrachtet, welcher der Frequenz proportional ist und welcher an dem Summierangspunkt zu dem Betriebsverstärker geht.

im Fachgebiet Bewanderte werden nun leicht erkennen, daß der Betrieb des Schaltkreises bei 30, 30' im wesentlichen identisch dem Betrieb des Schaltkreises bei 26,26' ist, ausgenommen daß die Dioden umgekehrt sind, wobei der positive Übergang des Schaltkreises 30' an 53 angeschlossen ist und der negative Übergang durch den oben erwähnten Kondensator nahe der Verbindungsstelle 36 an Erde angeschlossen ist

Folglich wird an dem Summierungspunkt ein positiver Übergang von dem Wandler 10 erhalten, ein negativer Übergang von dem Wandler 13 und ein positiver Übergang von dem Schaltkreis 18. Wenn die Summe der Signale gleich und entgegengesetzt ist, ist der Nullpunkt des Betriebes erreicht worden und die Anordnung hat ihre Betriebsfrequenz für eine besondere Fließgeschwindigkeit erreicht

Der Schaltkreis 18 ist ähnlich dem Schaltkreis 30' und sieht einen positiven Übergang an dem summierenden Widerstand 54 vor, ansprechend auf das Vorschieben des Drosselventils. Die Zunahme der Stromgröße wird durch Beschleunigungsbedarf zustande gebracht um das Verhältnis Luft/Kraftstoff anzureichern. Dieses

Signal klingt schnell ab als eine Exponentialfunktion, um einen Verbrennungsmotor mit einem augenblicklich reicheren Verbrennungsgemisch zu versehen, welches schnell zu dem neuen Nullpunkt oder eingestellten Punkt zurückkehrt, entsprechend den erhöhten Fließgeschwindigkeiten.

Der Betriebsverstärker 29' besteht aus einem komplizierten Schaltkreis, welcher im Fachgebiet Bewanderten vertraut ist. Dieser Verstärker erhält bei 38 title vorbestimmte StromgröBe, welche der Luftfließgeschwindigkeit durch den Wandler 10 proportional ist. Dieses Signal wird auf den Widerstand 52 aufgedrängt, welcher zwischen der Verbindungsstelle 38 und dem Anschluß 4 des Betriebsverstärkers angeschlossen ist. Wenn demgemäß der Strom zwischen der Verbindungsstelle 38 un 36' variiert, wird dieses Signal verstärkt, so daß der sich daraus ergebende Strom bei 41 von der genauen erforderlichen Größe ist, um entweder die Kraftstoffpumpe um einen Betrag zu beschleunigen oder zu verzögern, der notwendig ist, um ein vorbestimmtes Verhältnis des Luft/Kraftstoff aufrecht zu erhalten.

Der Leistungsverstärker 20 als auch der Spannungsregler 21 sind von herkömmlicher Konstruktion und stellen lediglich einen von mehreren Schaltkreisen dar, welche für diese Funktion verwendet werden könnten und werden demgemäß nicht ausführlicher besprochen, da deren Schaltkreis ausführlich in F i g. 3 offenbart ist.

Die Zerstäubungsdüse 124 von Fig.4 ist eine konvergierende divergierende Ultraschalldüse, die im folgenden ein »Zerstäuber« genannt wird. Der Hauptkörper 48 des Zerstäubers wird vorzugsweise in einer Lenung aufgenommen, welche einen Teil der Einlaßkrümmeranordnung des Motors bildet. Das Gehäuse umfaßt einen becherähnlichen Hohlraum 49, der stromab desselben angeordnet ist, wobei der sich nach außen öffnende Hohlraum axial mit der zentralen Längsachse des Gehäuses ausgerichtet ist. Ein Stützteil 50 hält den Becher starr bezüglich des Gehäuses zentral angeordnet.

Ein kleiner Teil der Auspuffgase von dem Auspuffkrümmer wird abgelenkt, um bei 51 in den konvergierenden Abschnitt 5 Γ zu fließen. Kraftstoff fließt durch den Kreisring 52 und durch den radial im Abstand dazu angeordneten Durchgang 53 in den divergierenden Teil 54 der Verengung. Zerstäubter Kraftstoff folgt der gestrichelten Linie 55 und trifft auf den vibrierenden Becher auf eine Weise auf, die bei 56 dargestellt ist.

In der Ausführungsform von F i g. 5 fließen Auspuffgase bei 51', während Kraftstoff in das hohle Rohr 52' so eintritt und bei 55' austritt, wo die Auspuffgase den zerstäubten Kraftstoff in den Becher 57 befördern. Der konvergierende Abschnitt 58 richtet den Strom von Auspuffgasen in den Becher. Die Tiefe »I« des Bechers, die Länge »X « der Stange und der Abstand »L« zwischen den Flächen bestimmen die Frequenz der Schwingung der Füße.

Nun auf die Einzelheiten des Wandlers 10 sehend, der insbesondere in F i g. 6 und 7 dargestellt ist, ist dort ein zylindrisches Gehäuse 60 veranschaulicht, das einen auswärts angeordneten Flansch um einen Umfangskantenteil desselben aufweist, um das Anbringen des Wandlers an dem Krümmer an einer Stelle stromauf des Steuerventils 23 zu erleichtern. Axial ausgerichtet in dem Gehäuse ist ein Hauptkörper 61, der einen aufrecht stehenden Rand 62 aufweist, welchen einen Hohlraum 63 bildet, uns wenigstens einen magnetisch betätigten Schalter 59 aufzunehmen. Die Schalter sind an dem Boden des Hohlraumes durch irgendeine geeignete Anbringanordnung befestigt, wobei elektrische Leiter auf die in Fig. 7 veranschaulichte Weise davon wegführen. Ein ortsfester Schaft 64 weist einen Halter 64' auf, der abnehmbar an einem am Rand befindlichen freien Endteil desselben befestigt ist, wobei das feste Ende des Schaftes starr in der Struktur des Körpers befestigt ist. Radial im Abstand zueinander angeordnete stromlinienförmige Flügel 65 bringen den Körper der Seitenwand des Gehäuses mittels einer abnehmbaren Befestigung 66 stützend an. Die Flügel bieten eine geringe Vorderfläche und sehen eine Anordnung zum Ausrichten des Luftflusses dahindurch vor. Ein angearbeiteter Kunststoffrotor 67 aus geschäumten Polyurethan weist im radialen Abstand dazu angebrachte Blätter 68 auf, wobei die Blätter bezüglich des axialen Luftflusses angeordnet sind, um einen Winkel bei 68' von 43⁰C dazwischen vorzusehen. Das untere Ende 69 jeden Rotorblattes ist im leichten Abstand von dem oberen Ende 65' eines Statorflügels angebracht Das Biatt ist mit einem inneren Kanienieii 70 versehen, welcher in enger Toleranz zur Außenwand 61 des Gehäuses angeordnet ist.

Der Rotor weist eine sich am Umfang erstreckende, das Gewicht vermindernde Vertiefung 71 auf, die von einem zentralen inneren Aufbauteil desselben nach außen angeordnet ist, um den veranschaulichten axialen Durchgang zu bilden, innerhalb welchem der Permanentmagnet 31 aufgenommen ist

Der aufrecht stehende ortsfeste Schaft 64 weist eine nichtmagnetische Buchse 72 von geringer Reibung auf, welche gleitend den gebohrten Durchgang des Magneten in Reibungsarmen Eingriff darin auf die übliche Art einer rohrförmigen Lagerfläche aufnimmt.

Der elektrische Anschluß 73 ist equivalent zu /1 der Fig.3. Die ringförmige Fläche 74 bildet einen ringförmiger Luftdurchgang zwischen dem Gehäuse 60 und der Statorwand 61.

Nur für Zwecke der Veranschaulichung offenbart F i g. 8 eine Verdrängungskolbenpumpenanordnung 80, die ein glockenförmiges drehbares Gehäuse 81 aufweist. An dem Grundteil 82 ist ein Zylinder 83 befestigt, desser Inneres eine Pumpkammer 84 vorsieht Ein Kolben 85 bewegt sich in dem Zylinder hin und her, während ein Kanal 87 mit einem Auslaß 88 und einem Inlaß 89 auf eine Weise zusammenarbeitet, welche dem Zweck eines Ventil dient Ein Schaft 90 erteilt dem Kolben sowohl Hin- und Herbewegung als auch Drehbewegung. Ein Arm 92 greift an das Gehäuse an, um den Kolben bei jeder Umdrehung des Schaftes einen Hub zu erteilen. Der zwischen dem Schaft und dem Kolben gebildete Winkel bestimmt die Länge des Hubes des Kolbens und demgemäß das Volumen des durch die Pumpe gelieferten flüssigen oder gasförmigen Mediums.

Das Pumpengehäuse weist einen magnetisch betätigten Schalter 94 auf, der daran und in dichter Nähe eines Magneten 95 befestigt ist, welcher an dem Kolben 85 angebracht ist und damit rotiert. Die relative Stellung des Magneten und des Schalters muß bezüglich zueinander angebracht sein, wodurch der Magnetfluß des rotierenden Magneten den Schalter bei jeder Umdrehung des Schaftes betätigen wird, für alle Längsstellungen des Kolbens relativ zu dem Zylinder. Wo es als erwünscht angesehen ist, kann der Magnet an dem Schaft befestigt und der Schalter daneben angeordnet sein.

Wenn es erwünscht ist, den Betrieb des Motors zu beginnen, mag es in einigen Fällen notwendig sein, den

Einlaßkrümmer mit einem reichen Gemisch von Kohlenwasserstoffen zu »füllen« und danach ein abnehmend reiches Gemisch in der Verbrennungskammer beizubehalten bis der Motor eine geeignete Betriebstemperatur erreicht. Dies kann ausgeführt werden durch vorübergehendes Anschließen des Kraftstoffpumpenmotors an die Batterie. Dieser Vorgang schaltet den Pumpenantriebsmotor eine ausreichende Anzahl von Hut^n ein, um ein reiches Gemisch von Kohlenwasserstoffen in den EinlaQkrümmer zu füllen. Nachdem der Motor angelaufen ist, hält das Aufwärm-Anreicherungsgerät während des Aufwärm-Zeitraumes des Motors ein vorbestimmtes reiches Verbrennungsgemisch aufrecht

Angenommen der Motor hat ein Gleichgewicht erreicht und wird bei einem konstanten Leistungsausgang betrieben, so sollte die Drosselklappeneinstellung geändert werden und dies wird unverzüglich die Fließgeschwindigkeit durch den Luftflußwandler ändern. Der Wandler ist vorzugsweise von der offenbarten Konstruktion, welche augenblicklich auf den Luftfluß anspricht, um unverzüglich eine entsprechende Änderung in dem Signal an der Verbindungsstelle 38 zu bewirken, so daß die an dem Leiter 45 bewirkte Leistung die Kraftstofffließgeschwindigkeit der Kraftstoffpumpe unverzüglich ändert. Diese Änderung der Drehgeschwindigkeit des Magneten 15' wird elektrisch durch die geschlossene Schleife des Frequenz-Strom-Wandlers 30 zurückgeführt, wo das Signal an dem an die Verbindungsstelle 27' angeschlossenen summierenden Widerstand zu den an der Verbindungsstelle 38 bewirkten anderen Spannungen zugezählt oder davon abgezogen wird. Dieses Rückführungssignal sieht den oben erwähnten Schaltkreis der geschlossenen Schleife vor, welche sicherstellt, daß das Verhältnis Luft/Kraftstoff auf dem optimalen oder gewünschten Verhältnis verbleibt.

Wenn der Druck in dem Krümmer plötzlich erhöht wird, kondensiert der darin verdampfte Kraftstoff zu größerer Tröpfchen- oder Partikelgröße, um dadurch das offenbare Verhältnis Luft/Kraftstoff oder den Verbrennungswirkungsgrad in einer sich ergebenden Weise effektiv zu vermindern, welches dem Verdünnen des Gemisches ähnlich ist Folglich gleicht das Beschleunigungs-Anreicherungsgerät diese offensichtliche Änderung in dem Verhältnis Luft/Kraftstoff aus. Das Anreicherungsgerät versieht das Strom-Sumrnierbauteil mit einem Signal, welches exponentiell abklingt um einen anfänglichen großen Kraftstofffluß vorzusehen, welcher auf einen geeigneten eingestellten Punkt abklingt, genau ähnlich der Tätigkeit einer Bescileunigerpumpe auf einem herkömmlichen Vergaser.

Der hierin verwendete Luftflußwandler wird vorzugsweise gemäß der Offenbarung hergestellt, die im Zusammenhang mit F i g. 6 und 7 dargelegt ist weil der mit Flügel ausgerüstete Wandler einen beinahe gewichtslosen Rotor darauf aufweist der sofort auf Änderungen der volumetrischen Luftfließgeschwindigkeit zu dem Motor anspricht Der Rotor ist aus geschäumten Polyurethan aus einem Stück hergestellt. Der Magnet 31 ist in dem ausgebildeten zentralen Durchgang des Rotors angeklebt und jeder der Flügel ist in einem Winkel von 43° angeordnet Der Winkel und die Größe des Blattes ist ausgewählt um das maximale Drehmoment für die Masse des Blattes zu ergeben, als auch den optimalen erhaltenen mechanischen Nutzen infolge des Winkels der aerodynamischen Reaktion auf dem flachen Teil des Blattes.

Der Profilhinterkantenteil jedes Flügelo ist bei einem großen Radius eingestellt und enthält einen Randteil des Gehäuses, s"n der durch den Kreisring 74 fließenden Luft einen maximalen Oberflächenbereich zu bieten und dadurch den marimalen mechanischen Einfluß zu gewinnen. Die Breite der Flügel des Rotors wird auf dem optimalen Verhältnis bezüglich des Radius 74' gehalten. Sonst wird der innerste Teil des Rotors bei hohen Luftflußgeschwindigkeiten übermäßigen Wider stand bieten. Das Rototuiatt ist bei 68' aufgebaut, um Belastungen von dem Profilhinterkantenteil zurück auf den Hauptteil 67 des Rotors zu übertragen. Die Verwendung von geschäumten Kunststoff sieht einen äußerst leichten Rotor von mehr als angemessener Festigkeit vor und bringt eine unerwartete Ansprechgeschwindigkeit bezüglich der durch den Wandler fließenden Luft zustande.

Es ist wesentlich, daß der Rotor durch eine reibungsarme Lageranordnung aufgenommen wird, so daß das sich aus der Luftbewegung darüber ergebende Anfangsdrehmoment, verglichen mit dem entgegenwirkenden Reibungsdrehmoment von einem großen Betrag ist Bei einer spezifischen Luftfließgeschwindigkeit durch das Gehäuse gibt es eine Variation der Geschwindigkeit von Stelle zu Stelle an einem Abschnitt derselben. Durch das Leiten der Luft durch den veranschaulichten Kreisring wird ein glatterer Fluß über die empfindlichen Blätter bewirkt. Die Anordnung der wirksamen Blattfläche in diesem Kreisring verhindert eine Pumptätigkeit bei extremen Geschwindigkeiten.

Die glättenden Flügel sind stromauf der Blätter angeordnet, um irgendeinen Spiraleffekt auf ein Minimum zu beschränken, welcher sonst wegen der innewohnenden Fließeigenschaften eines Kanals erzeugt wird.

Der zusätzliche magnetisch betätigte Schalter ist vorgesehen, um das Zerlegen des Bauteils in dem Fall zu vermeiden, daß der erste Schalter versagen sollte. Der Rotor, die magnetischen Schalter des Gerätes, der Motor, die Pumpe und der Hohlkörper sind die einzigen bewegten Teile der Anordnung.

Es ist möglich, eine kleine Induktivität für den Magnetschalter zu ersetzen, wenn dies als erwünscht angesehen wird, da jedoch die Wahrscheinlichkeit des Versagens einer der Schalter gering ist. gleichen die Leistungen des Magnetschalters dieses Behelfsmerkmal aus.

Im Betrieb der Düse von F i g. 5 wird ein kleiner Teil

der Auspuffgase bei 51' im Kreislauf zurückgeführt, um einen flüssigen oder gasförmigen Antrieb für die Düse vorzusehen und gleichzeitig träge Abgase in die Einlaßanlage des Fahrzeuges aufzunehmen, welches ferner wegen des verdünnenden Effektes die Bildung von Stickoxyden vermindert Die Auspuffgase konvergieren bei 58 und treten aus der Düse als ein Düsenstrahl aus, welcher auf den Becher 57 auftrifft Der Becher vibriert bei einer Frequenz, welche mit dem Stab übereinstimmt Um dies Ergebnis zu erreichen muß der

to fiese Endteil des Stabes eine ebene Fläcl,<. darauf aufweisen, ντ-^ci scharfe Kanten dem Düsen^i-ahl gegenüberstehen. Folglich heben der resora'-te iitvn-raum zusammen mit dem resonanten Stab einander hervor, um dadurch größere Schubgeschwindigkeiten herzustellen, welche die auf den Stab und den Becher auftreffenden Kohlenwasserstoffe buchstäblich zerlegen, so daß eine vollständige Verdampfung des Kraftstoffes auf eine Weise erreicht wird, welche bisher

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nicht erzielt worden ist.

I⁷S ki auch möglich, Zylinderkopfdrücke zu verwenden anstatt des Auspuffkrümmerdruckes als eine Quelle von Gasdruck für den Schaltzerstäuber von entweder f i a. 4 odei 5.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regeln des Verhältnisses Luft/Kraftstoff bei einem Verbrennungsmotor mit einer Brennkammer, wobei mittels eines Ventils eine Luftströmungsrate entsprechend der gewünschten Leistung des Motors hergestellt wird, die Luftströmungsrate gemessen wird und ein erstes Signal erzeugt wird, das proportional zur Luftströmungsrate ist, wobei ferner der Kraftstoff der Brennkammer dosiert zugeführt wird unter Zuhilfenahme einer Kraftstoffpumpe und ein zweites Signal erzeugt wird, das proportional zur Strömungsrate des Kraftstoffs ist, wobei weiterhin ein Steuersignal entsprechend einem gewünschten Verhältnis Luft/ is Kraftstoff erzeugt wird und das erste Signal, das zweite Signal und das Steuersignal für das gewünschte Verhältnis Luft/Kraftstoff miteinander kombiniert werden und ein Steuersignal für die Dosierung des Kraftstoffs daraus abgeleitet wird, das proportL nal zum ersten Signal ist und die der Brennkammer zuzuführende Kraftstoffmenge bei Änderung des ersten Signals solange ändert, bis das gewünschte Verhältnis Luft/Kraftstoff wieder erreicht ist. dadurch gekennzeichnet, daß die der Brennkammer zuzufahrende Kraftstoffmenge von der Kraftstoffpumpe dosiert wird, daß die Änderung der Kraftstoffmenge durch Änderung der Drehzahl der Kraftstoffpumpe erfolgt, daß die Drehzahl der Pumpe gemessen wird und das Meßergebnis in Form eines aus Impulsen mit drehzahlproprrtionaler Frequenz bestehenden Signals das zweite Signal darstellt, und daß das die gemessene Luftströmuiigsrate darstellende erste Signal als Impulsfolge eivrugt wird, dessen Frequenz proportional zur Luftstrom .ngsrate isL

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströmungsrate dadurch gemessen wird, daß ein Frequenzgenerator abhängig von der volumetrischen Luftströmungsrate betätigt wird und daß die erzeugte Frequenz in ein analoges elektrisches Signal umgewandelt wird, das proportional zur erzeugten Frequenz ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströmungsrate dadurch gemes- 4s sen wird, daß ein von einem Rotor angetriebener Frequenzgenerator abhängig von der Strömungsrate betätigt wird und daß die erzeugte Frequenz in ein analoges elektrisches Signal umgewandelt wird, das proportional zu der erzeugten Frequenz ist. so

4. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrate des Brennstoffes dadurch gemessen wird, daß ein Frequenzgenerator mit einer Rate betrieben wird, die proportional zur Strömungsrate des Brennstoffs ist. wobei die 5; erzeugte Frequenz in ein zweites analoges elektrisches Signal umgewandelt wird, das proportional zu der erzeugten Frequenz ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet. daO das erste oder das go zweite Signal mit dem Steuersignal für das Verhältnis kombiniert wird, so daß ein Produktsignäl hergestellt wird, das proportional zum Produkt des einen Signals mit dem Steuer-Verhältnissignal ist und daß das Produktsignal und das andere, nämlich das erste oder das zweite Signal, in einer Differenz miteinander kombiniert werden zwecks Erstellung des Steuersignals für die Dosierung des Kraftstoffes.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal für das Verhältnis mit dem ersten Signal kombiniert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal für das Verhältnis durch die Einstellung eines Potentiometers gewonnen wird, dem das erste Signal zugeführt wird.

8 Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (to) Rr die Luftströmungsrate, eine Meßeinrichtung (15) für die Kraftstoffströmungsrate, eine elektronische Schaltung zur Verarbeitung der Meßsignale und zur Erzeugung eines Steuersignals für die Kraftstoffdosierung und eine Kraftstoffpumpe (13), die eine von einem Elektromotor (12) angetriebene Verdrängerkolbenpumpe mit sowohl sich hin- und herbewegendem als auch sich drehendem Pumpenkolben (85) ist, wobei das von der elektronischen Schaltung abgegebene Steuersignal für die Kraftstoffdosierung ein Analogsignal ist und den Elektromotor zur Bestimmung der Pumpendrehzahl ansteuert und wobei die Meßeinrichtung für die Kraftstoffströmungsrate ein in der Kraftstoffpumpe angeordneter und von dem rotierenden Pumpenkolben betätigter Magnetschalter (94) ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das --»η der elektronischen Schaltung (11) abgegebene Steuersignal für die Kraftstoffdosierung dem Elektromotor (12) über einen Verstärker (20) und eine Stromstoß-Kompensationsschaltung (28) zugeführt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung (11) Mittel zum Kombinieren des ersten oder des zweiten Signals mit dem Steuersignal für das Verhältnis einschließen, und zwar um ein Produktsignal herzustellen, das proportional zum Produktsignal des einen Signals und des Steuersignals für das Verhältnis ist. und daß Mittel vorgesehen sind, über die das Produktsignal und das andere des ersten oder zweiten Signals voneinander abgezogen werden, so daß das Steuersignal für die Kraftstoffdosierung erzeugt wird.

U. Vorrichtung nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal für das Verhältnis mit dem ersten Signal kombiniert ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11. dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung eines Steuersignals für das Verhältnis ein Potentiometer umfassen, dem das erste Signal zugeführt wird.