DE2333082A1

DE2333082A1 - Verfahren zum entgiften der abgase einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2333082A1
Application number: DE19732333082
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl I Brettschneider; Lorenz Dipl Ing Bundesen; Heinrich Dipl Phys Dr Knapp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-06-29
Filing date: 1973-06-29
Publication date: 1975-03-20
Also published as: DE2333082C2

Description

7.6.1973 Su/Ma

Anlage zur Patent- und
Gebrauchsmuster-HiIfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart

Verfahren zum Entgiften der Abgase einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgiften der Abgase einer Brennkraftmaschine, mit einer Kraftstoffzumessanlage, insbesondere Vergaser, die entsprechend der von einer Luftmengenmessvorrichtung gemessenen Luftmenge für ein leicht fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch ( /l£l) Kraftstoff zumisst,und mit einer Sekundärluftpumpe, über die, bis zur Erreichung eines optimalen //-Wertes, durch einen abgasseitig angeordneten Sauerstoffmessfühler gesteuert, Sekundärluft zugeführt wird.

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Es ist schon vorgeschlagen worden, die Sekundärluft vor einem Katalysator in die Abgase der Brennkraftmaschine zu leiten und die Sekundärluftmenge durch einen Sauerstoffmessfühler zu steuern, der den Abgasen ausgesetzt ist. Diese Lösung hat regeltechnisch den Vorteil, dass die Regelzeit verhältnismässig kurz ist, da Ist- und Sollwert beide abgassei tig gemessen und bestimmt v/erden. Primärseitig des Motors erfolgt lediglich eine leicht fette Einstellung des Kraftstoff-Luft-Gemisches ohne hohe regeltechnische Forderungen. Dieses bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass der Kraftstoffverbrauch unverhältnismässig hoch ist, was in der Zukunft bei den steigenden Kraftstoffpreisen infolge Abnahme dor Rohstoffreserven eine grosse Rolle spielen kann. Die verhältnismässig lange Totzeit jedoch, die bei Verfahren auftritt, bei denen die Ist-Messung sekundärseitig erfolgt und die Soll-Einstellung primärseitig, wirkt sich lediglich im Gebiet kleiner Lasten und Drehzahlen nachteilig aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das genannte Verfahren so zu verbessern, dass die Totzeit, insbesondere bei kleinen Lasten und Drehzahlen nicht nachteilig zur Wirkung kommt, und dass insbesondere der hohe Kraftstoffverbrauch nicht auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Sekundärluft stromab der Luftmessvorrichtung dem Saugrohr der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Hierdurch kommt die volle, eingespritzte Kraftstoffmenge zur Verbrennung, wodurch ein günstiger thermischer V.'irkungsgrad entsteht. Hierbei wird durch die Sonde bewirkt, dass durch die zugeführte Sekundärluftmenge unmittelbar vor der

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Brennkraftmaschine ein stö'chtometrisches Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht (Λ.= I)* was bekanntlich bewirkt, dass die unverbrannten Kohlenwasserstoffe und Kohlenoxide gering sind. Die in diesem Bereich besonders hohen Stickoxide werden erforderlichenfalls in einem nachgeschalteten Katalysator reduziert»

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in der Sekundärluftleitung ein Magnetventil angeordnet, das über einen Verstärker von dem Sauerstoffmessfühler gesteuert, entweder getaktet oder analog arbeitet.

Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist ausserdem in der Sekundärluftleitung ein Differenzdruckregelventil angeordnet, mit dem der Druck der Sekundärluft um einen bestimmten, auch änderbaren Wert, über .den absoluten vor der Sekundärlufteinmündung im Saugrohr herrschenden Druck gehalten wird. Durch entsprechende Vorrichtungen kann dieser Druck der Sekundärluft in einem additiven oder multiplikativen Verhältnis zum Saugrohr-Druck stehen. Zrfahrungsgemäss sollte dieser Einblasedruck etv;a 50, j'Über dem absoluten Saugrohrdruck liegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vereinfacht in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht der Anlage, Fig. 2 einer: Frinzipschnitt durch das Differenzdruckregelventil für multiplikative Anpassung.

V/ie in Fig. 1 dargestellt, wird von einer Brennkraftmaschine 1 über ein Saugrohr 2 die Luft angesogen und über eine Abgasanlage 3 ausgeblasen. In Saugrohr 2 ist ein Vergaser

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angeordnet und eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 5j mit der die vom Motor angesaugte Luftmenge änderbar ist. Je nach dem, welche Luftmenge angesaugt wird, wird durch den Vergaser eine entsprechende Kraftstoffmenge zugemessen, wobei das Mischungsverhältnis zwischen Kraftstoffmenge und Luftmenge leicht"fett" ist, d.h. das bezogen auf das stöchiometrisehe Gemisch mehr Kraftstoff zugemessen wird. Das stochiometrische Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch den Ivert^= 1,0 definiert,

wobei A als die Luftzahl bezeichnet wird. Bei Luftzahlen A , die grosser als 1,0 sind, xvird demnach der Brennkraftmaschine ein mageres Gemisch zugeführt und_;xvie in unserem Pail bei Luftzahlen, die kleiner als 1,0 sind, ein fettes Gemisch.

Um nun das für eine abgasarme Verbrennung gewünschte stochiometrische Gemisch zu erreichen, wird über eine von der Brennkraftmaschine 1 angetriebene Luftpumpe 6 in das Saugrohr Sekundärluft eingeblasen, und zwar so lange, bis der Wert /^=I erreicht v/orden ist. Zur Messung des Ist-Wertes des Kraftstoff-Luft-Gemisches dient ein in der Abgasanlage 5 angeordneter Messfühler 7> der bekanntlich bei Erreichen des sto'chiometrischen Gemisches einen Spannungssprung aufweist. Die Ausgangsspannung des Sauerstoffmessfühlers 7 wird über einen Verstärker 8 zum Steuern eines in der Sekundärluftieitung 9 angeordneten Magnetventils 10 verwendet. Dieses Magnetventil 10 kann entweder getaktet arbeiten oder analog. Bei getckteter Betätigung wird in bekannter Weise im Verstärker 8 der Steuerstrom zerhackt, im analogen Fall integriert oder lediglich verstärkt. Um den Druck der Sekundärluft dem Druck im Saugrohr anzupassen, ist in der Sekundärluftleitung 9 ausser dem Magnetventil 10 ein Differenzdruck-

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ventil 11 angeordnet. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung wird durch eine Membran 12, die durch eine Feder 13 belastet ist, eine Entlastungsleitung 14 gesteuert. Der die Feder aufnehmende von der Membran 12 begrenzte Raum ist durch eine Leitung 15 mit dem Saugrohr 2 stromauf der Mündung der Sekundärluftleitung 9 ' verbunden. Die andere, davon getrennte Kammer l6 des Differenzdruekventils wird von der Sekundärluft lediglich durchströmt. Mit diesem Ventil wird erreicht, dass der Sekundärluftdruck immer um einen bestimmten Wert höher ist als der absolute Saugrohrdruck. Man hat also einen konstanten Überdruck und somit einen additiven Eingriff des Sondensignals.

In Fig. 2 ist ein Differenzdruckventil dargestellt, mit dem ein multiplikativer Eingriff des Sondensignals erreichbar ist, und zwar ninmt bei steigender Last auch

zwischen
die Druckdifferenz/Saugrohrdruck und Sekundärluftdruck ^zu· Diese Änderung der Druckdifferenz wird am Ventil dadurch erreicht, dass zu dem vorher beschriebenen Differenzdrucksteuerventil eine Stellfeder 17 zugeschaltet wird, deren Vorspannung sich mit dem Weg ändert. Die Feder ist hierbei ebenfalls in einer Druckdose l8 angeordnet, die über eine Leitung 19 mit der Steuerleitung 15 verbunden ist. Die andere Seite der Membran 20 dieser Druckdose steht unter Atmosphärendruck,, der durch eine Entlastungsbohrung 21 in der Druckdose hergestellt wird. Zwischen der Membran 20 und einer Membran 22, die von der Feder 13 belastet ist, ist eine Stelze 23 angeordnet, die eine

en kraftschlüssige Verbindung zwischen den Membran/ 22 und und somit zwischen den Federn 13 und 17 herstellt.

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Claims

Ansprüche

Verfahren zum Entgiften der Abgase einer Brennkraftmaschine, mit einer Kraftstoffzumessanlage - insbesondere Vergaser - die entsprechend der von einer Luftmengenraessvorrichtung gegossenen Luftmenge für ein leicht fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch (/} <C l) Kraftstoff zumisstjUnd mit einer Sekundärluftpumpe, über die., bis zur Erreichung eines optimalen ^ -V.'ertes, durch einen abgasseitig angeordneten Sauerstoffmessfühler gesteuert, Sekundärluft zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärluft stromab der •Luftrnessvorrichtung (4) dem Saugrohr (2) der Brennkraftmaschine (1) zugeführt v/lrd.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sekundärluftleitung (9) ein Magnetventil (1O) angeordnet ist, das über einen Verstärker (B) von dem Sauerstoffmessfühler (7) gesteuert, entweder getaktet oder analog arbeitet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sekundärluftleitung (9) ein Differenzdruckregelventil (11) angeordnet ist, mit dem der Druck der Sekundärluft um einen bestimmten auch änderbaren Wert über den absoluten, vor der Sekundärlufteinmündung im Saugrohr (2) herrschenden Druck gehalten wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzdruckregelventil (11) mit einer Steuermembran (12) arbeitet, deren eine Seite vom zugeführten Sekundärluftdruck und dessen andere Seite vom Saugrohrdruck beaufschlagt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Differenzdruckventil (11) eine multiplikative Zunahme der Sekundärluft mit der Last der Brennkraftmaschine (l) bewirkt wird, in^dem im Ventil (11) mindestens eine Feder (17) angeordnet ist, deren Vorspannung sich mit dem Weg entsprechend ändert (Fig. 2).

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