DE2339039A1

DE2339039A1 - Vorrichtung zur korrektur des von der gemischsteuereinrichtung gelieferten brennstoff-luftgemisches bei brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2339039A1
Application number: DE2339039A
Authority: DE
Inventors: Bernard Laprade
Original assignee: LAPRADE
Current assignee: LAPRADE
Priority date: 1972-08-02
Filing date: 1973-08-01
Publication date: 1974-02-14
Also published as: FR2195262A5; US4007718A; NL7310338A; GB1398252A; JPS4992428A; IT991389B

Description

DB. EEICH XEUGEBAUEIt

PATENTANWALT

8 MÜNCHEN 2β - POSTFACH 31

Z¹WBIBBUCKXiIrSTBASSB: IO

(KJBBXJT OXX DIUISCEIX PATXVTAXX)

2339033

8 MÜNCHEN

TEtKFON (08U) 224337 v. 292581 TEtEGBAHHASBBSSE:

BAVABZAPATENT München

TEtEX 5-24477

1. August 1973 lA-3179

Beschreibung

zu der Patentanmeldung

Bernard LAPRADE

64-ARUDY
Frankreich

Xavier LAPRADE

64-ARUDY Prankreich

Pierre GELE Route de Lourdes 65-ODOS TARBES

Frankreich

betreffend ·

Vorrichtung zur Korrektur des von der Gemischsteuereinrichtung gelieferten Brennstoff-Luftgemisches bei Brenn-

kraftraaschinen

Wenn die Mischung von Luft und Brennstoff bei Brennkraftmaschinen nicht korrekt im stochiometrischen Verhältnis ausgeführt wird und insbesondere wenn die Mischung zu reich an Brennstoff ist, enthält das Auspuffgas erhöhte Anteile von Kohlenmonoxid und unverbrannten Bestandteilen.

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Um die von einem solchen Motor bewirkte Luftverschmutzung auf ein Minimum herabzusetzen ist es u. a. notwendig eine genaue Mischung zu erreichen.

Da jedoch eine Brennkraftmaschine im allgemeinen mit stark wechselnder Drehzahl und stark wechselnder Belastung arbeitet, ist es besonders schwierig ein gleichbleibend korrektes Mischungsverhältnis zu erreichen; und mit den bestgesteuerten Vergasern wird eine um den Optimalwert schwankende Brennstoffzufuhr erreicht und damit im allgemeinen eine Mischung erzielt, die je nach der Drehzahl und der Belastung etwas zu reich oder etwas zu arm ist, wodurch das Auspuffgas einmal einen Kohlenmonoxydüberschuß und einmal einen Säuerstoffüberschuß aufweist.

XM diesen Nachteilen abzuhelfen wurden zahlreiche Lösungen vorgeschlagen, wobei die einen auf die Perfektionierung der Steuerung der Vergaser oder der Einspritzeinrichtungen zielen und die anderen vorsehen Luft in das Auspuffrohr zuzuführen, um eine Nachverbrennung der unverbrannten Bestandteile, mit oder ohne Hilfe eines Katalysators zu erhalten.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen die Einrichtung bzw. die Einrichtungen zur Bereitung des Brennstoff-Luftgemisches in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Auspuffgase zu steuern, wobei diese Zusammensetzung mittels eines geeigneten

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Meßfühlers gemessen wird. Hierdurch erreicht man Gemischsteuereinrichtungen, in die zusätzliche Parameter entweder in die Steuerung der Brennstoffzufuhr oder der Luftzufuhr eingeführt werden. Diese Lösung bringt jedoch keine Abhilfe für die Fehler der bereits im Verkehr befindlichen Motoren. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, die an bereits existierende Motoren anbaubar ist, ohne daß Organe dieser Motoren ausgetauscht oder abgeändert werden müßten.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die min-. destens eine Zusatzluftzuführung aufweist, die in das Ansaugrohr des Motors, stromabwärts der .die Brennstoff-Luftmisehung bestimmenden Einrichtung mündet, sowie mindestens ein Steuerventil in der Zusatzluftzuführung bzw. in den Zusatzluftzuführungen, ein in der Auspuffleitung angeordneter Meßfühler, der einen von der Zusammensetzung des Abgases abhängigen elektrischen Strom liefert, und elektronische Steuereinrichtungen, die elektrische Steuerimpulse zur öffnung des Steuerventils bzw. der Steuerventile synchron mit der Drehung des Motors liefern, um in die Mischung in Jedem Arbeitszyklus eine vorbestimmte Luftmenge in Abhängigkeit von der Information vom Meßfühler zuzuführen, wenn der Sauerstoffanteil in den Abgasen unter einem vorbestimmten Wert liegt, was gleichbedeutend damit ist, daß die Kohlenmonoxydkonzentration in den Abgasen einen vorbestimmten Wert überschreitet.

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Auf diese Weise wird die Mischung ärmer gemacht und in ihrer Zusammensetzung auf einen vorbestimmten als Soll-Wert der Regelung gewählten Wert korrigiert. Unter der Einrichtung zur Mischung von Brennstoff und Luft wird eine Vorrichtung wie z.B. ein Vergaser oder ein Einspritzsystem verstanden.

Unter dem Ausdruck "Einrichtung zur Bestimmung der Brennstoff-Luft-Mischung" können Steuerorgane eines Vergasers verstanden werden, die die Fördermengen von Luft und Brennstoff bestimmen, oder es kann darunter eine Vorrichtung zur Bestimmung der Luftzufuhr in einem Einspritzsystem verstanden werden; erfindungsgemäß ist es erforderlich, jedoch hinreichend, wenn die Zusatzluftzufuhrleitung in Strömungsrichtung hinter den Steuerorganen mündet, die die ursprüngliche Mischung beeinflussen.

Der Meßfühler besteht z. B. aus einer Tablette auf der Basis von Zirconiumoxyd (ZrO₀), deren eine Seite den Abgasen ausgesetzt ist und deren andere Seite der Atmosphäre ausgesetzt ist, und die die Eigenschaft besitzt eine variable Spannung in Abhängigkeit vom Unterschied der Partialdrücke des Sauerstoffs an ihren beiden Seiten abzugeben.

Mit einer solchen Meßsonde wird das Verschwinden der Anwesenheit von Sauerstoff in den Abgasen festgestellt, wobei das

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Verschwinden des Sauerstoffes einem mittels des Vergasers hergestelltem stöchiometrischem Mischungsverhältnis, entspricht. Die von dem Meßfühler gelieferte Spannung ändert sich dann plötzlich von einigen Millivolt auf etwa 1000 Millivolt um anschließend etwa gleich zu bleiben, während der Kohlenmonoxydgehalt (CO) der Afegase bzw. Auspuffgase sich erhöht.

Die mit dem Meßfühler verbundenen elektronischen Einrichtungen sind als Schwe11schaltung ausgebildet und vergleichen die von dem Meßfühler gelieferten Spannungswerte mit einer SpannungsschweHe und geben ein Signal ab, wenn die Spannung des Meßfühlers über der Schwellspannung liegt, wobei dieses abgegebene Signal die öffnung des Steuerventils unter möglicher Zwischenschaltung eines Verstärkerschaltkreises steuert.

Vorteilhafterweise kann eine Integrator-Vorrichtung zwischen den Meßfühler und die Schwellschaltung zwischengeschaltet sein, um einen Mittelwert der Spannung des Meßfühlers zu erhalten.

Die Synchronisierung der Betätigung des Ventils mit der Drehung des Motors kann mittels eines Gebers bzw. Abnehmers in Form eines Annäherungsschalters gesteuert werden, der auf den Durch-

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gang eines Metallteiles anspricht, wobei dieses Metallteil von einer Scheibe getragen wird, die vom Motor in Drehung versetzt wird.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin die vom Zündsystem des Motors gelieferten Impulse zu verwenden, um die Synchronisierung der Öffnungsimpulse des Steuerventils mit der Drehung des Motors sicherzustellen.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Korrekturvorrientung einzeln oder in Kombination die folgenden Merkmale aufweisen:

a) pro Arbeitszyklus des Motors wird ein öffnungsimpuls für das Steuerventil abgegeben;

b) eine Synchronisiereinrichtung ist vorgesehen, um den Beginn der öffnung des Steuerventils bei einer bestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle stattfinden zu lassen;

c) diese Synchronisiereinrichtung umfaßt eine Regeleinrichtung zum Verstellen der Winkelstellung der Kurbelwelle* bei der das Steuerventil öffnet;

d) eine Signalunterdrückungseinrichtung ist vorgesehen um zu verhindern, daß ein öffnungsimpuls das Steuerventil erreicht, solang dieses nicht auf seinen Sitz zurückgefallen ist.

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Als Signalunterdrückungseinrichtung kann z.B. ein elektronisches Tor in dem die Öffnungsimpulse erzeugenden Schaltkreis vorgesehen sein, das nur offen ist, wenn das Ventil auf seinem Sitz ruht.

e) Der vorbestimmte Wert der Sauerstoffkonzentration unterhalb dessen die öffnungsimpulse dem Steuerventil zugeführt werden liegt nahe bei 0.

Mit anderen Worten gesagt wird die öffnung des Steuerventils bewirkt bzw. gesteuert sobald kein Sauerstoff mehr in den Abgasen enthalten ist und' das Steuerventil wird solang betätigt, solang kein Sauerstoff im Abgas vorhanden ist.

f) Die bei jedem öffnen des Steuerventils gelieferte einheitliche Zusatzluftmenge ist geringer als 15 % des Hubraumes eines einzelnen Zylinders.

Vorzugsweise liegt dieser Prozentsatz zwischen 5 und 10 %.

g) Die zugeführte einheitliche Zusatzluftmenge ist einstellbar.

h) Die Korrekturvorrichtung umfaßt eine Verdichtungsvorrichtung, um der Zusatzluft einen Überdruck gegenüber dem im Ansaugrohr herrschenden Druck zu geben.

Vorzugsweise wird der Zusatzluft ein absoluter Druck in

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der Größenordnung von 1 bis 1,5 bar erteilt.

Diese Verdiehtungsvorrichtung gleicht praktisch die variierenden Fördermengen der Zusatzluft aus, die durch die Druckverluste im Zuführrohr für die Zusatzluft und durch den Unterdruck des Motors bewirkt würden.

Dieser Überdruck kann z.B. mittels einer Pumpe hergestellt werden, die elektrisch oder vom Motor oder mittels des im Ansaugrohr herrschenden Unterdruckes angetrieben wird, wobei diese Pumpe eine eigene Pumpe der Korrekturvorrichtung oder auch die für die Durchführung einer Nachverbrennung der Abgase vorgesehene Pumpe sein kann.

i) Die Zusatzluft weist einen Überdruck gegenüber dem Druck im Ansaugrohr auf und wird von einer für die Nachverbrennung vorgesehenen Pumpe geliefert, die die Luft in das Abgasrohr einbläst, und der Meßfühler ist am Abgasrohr strömungsaufwärts von dem Punkt angeordnet, an dem die Luft für die Nachverbrennung zugeführt wird.

j) Ferner ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die die Funktion der Korrekturvorrichtung bei bestimmten Betriebszuständen des Motors wie z.B.: Leerlauf, Bremsung, Vollast, Beschleunigung usw. ausschaltet oder modifiziert;

k) diese Steuereinrichtung umfaßt Schalter, mit denen das Steuerventil in seiner geschlossenen Stellung blockierbar

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ist und die von einem Steuerorgan in Abhängigkeit von der Leistungssteuerung oder der Drehzahl des Motors betätigt werden;

1) ferner umfaßt diese Steuereinrichtung eine Luftzufuhr, die stromaufwärts von der Analysiervorrichtung für die Verbrennungsgase in das Abgasrohr mündet, wobei diese Luftzufuhr mittels eines Verschlußorganes gesteuert wird, welches in Abhängigkeit von der Leistungssteuerung des Motors derart betätigt wird, daß es sich öffnet, wenn der Motor sich in einem der vorgenannten Betriebszuständen befindet.

m) Eine Kaltstarteinrichtung ist vorgesehen, um die Korrekturvorrichtung abzuschalten, wenn der Motor kalt ist.

Diese Kaltstarteinrichtung kann z.B. als thermostatische Einrichtung ausgebildet sein, die die Temperatur des Motors mißt. Sie erlaubt eine Gemischanreicherung, wenn die Temperatur des Motors bzw. die am Temperaturmeßfühler gemessene Temperatur unter einem vorbestimmten Wert liegt.

Diese Korrekturvorrichtung bewirkt eine Verminderung der Menge der unverbrannten Bestandteile und des Kohlenmonoxyds (CO), die von der Nachverbrennung zu eliminieren sind und führt somit zu einer Verringerung der für die Nachverbrennung zuzuführenden Luftmenge. Darüberhinaus wird, wenn die Nachverbrennung mit Katalysatoren durchgeführt Wird die Lebensdauer des Katalysators beträchtlich verlängert und die Wirksamkeit des Katalysators, der das Stickoxyd reduziert erhöht.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Korrekturvorrichtung in Verbindung mit einem Vergasermotor;

Fig. 2 eine entsprechende Korrekturvorrichtung zur Verwendung bei Motoren mit Brennstoffeinspritzung;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Steuerventils;

Fig. 4 'in einer perspektivischen Darstellung den nachträglichen Einbau bzw. die Anordnung der erfindungsgemäßen Korrekturvorrichtung an einem bereits vorhandenen Kraftfahrzeug;

Fig. 5 in einer schematischen Darstellung entsprechend Fig. 1 eine eine weitere abgewandelte Ausfuhrungsform der Korrekturvorrichtung .

Fig. 1 zeigt schematisch einen Brennkraftmotor mit einem Zylinder 1, der von einem Vergaser 2 über ein Ansaugrohr 3 gespeist wird; di,e Abgase entweichen durch das Auspuffrohr 4; die Welle des Motors ist schematisch als strichpunktierte

Linie 5 dargestellt.

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Die Korrekturvorrichtung umfaßt eine Zuführleitung 6 für Zusatzluft, die in das Ansaugrohr bzw. Einlaßrohr 3 in Strömungsrichtung hinter dem Vergaser 2 mündet, ein Steuerventil 7 oder eine entsprechende Einrichtung, die den Fluß der Zusatzluft steuert, einen Meßfühler 8 auf der Basis von ZrO₂, der im Auspuffrohr angeordnet ist und elektrisch mit einem Impulserzeugerschaltkreis 9 verbunden ist, dem sie einen in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Abgase am Meßfühler 8 veränderlichen Strom bzw. veränderliche Spannung zuführt. ■

Der Impulserzeugerschaltkreis 9 führt dem Steuerventil 7 Steuersignale zu, die über eine Vorrichtung wie z.B. einen Abnehmer mit der Drehung des Motors synchronisiert sind und.die von dem Verstärkerkreis 10 verstärkt werden.

Solange der vom Meßfühler 8 zum Impulserzeugerschaltkreis 9 abgegebene Strom einer Sauerstoffkonzentration entspricht, die über dem vorbestimmten Sollwert der Regelung liegt, werden die Impulse des Impulserzeugerschaltkreises 9 unterdrückt und das Steuerventil 7 ruht infolgedessen auf seinem.Sitz. Wenn die Sauerstoffkonzentration unter einen vorbestimmten Schwellwert fällt, werden die Impulse des Impulserzeugerschaltkreises 9 dem Steuerventil· 7 zugeführt, das daraufhin synchron mit der Drehung des Motors gehoben

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bzw. geöffnet wird und in die Mischung bei jedem Zyklus eine vorbestimmte Menge Zusatzluft zuführt.

Jede zu starke Anreicherung des Brennstoff-Luft-Gemisches das vom Vergaser geliefert wird, wird auf diese Weise automatisch korrigiert.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, daß die Dosiervorrichtung als Einspritzsystem ausgeführt ist, welches eine Einspritzdüse 2a, einen Rechner 2b und eine Luft zündeinrichtung 2c umfaßt. Die Zufuhrleitung für die Zusatzluft 6 mündet ins Ansaugrohr 3 stromabwärts von der Luft zündeinrichtung 2c.

Bei beiden dargestellten Ausführungsbeispielen mündet die Zuführung für die .Zusatzluft demnach stromabwärts von der Luftzumeßeinrichtung im Ansaugweg des Motors. .

Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2 wird der Zusatzluft ein überdruck relativ zu dem in dem Ansaugrohr 3 herrschenden Druck erteilt; dies wird mittels der Pumpe 12 bewirkt, die von der Kurbelwelle 5 des Motors angetrieben wird. Der überdruck beträgt vorzugsweise etwa 0,2 bis 1,5 bar und hängt von dem Betriebszustand und der Belastung des Motors ab.

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Wie in Fig. 1 dargestellt ist, kann die Pumpe 12 Nachverbrennungsluft in das Auspuffrohr über die Leitung 13 zuführen, die bei 14 in das Auspuffrohr mündet. In diesem Pa.ll wird der Meßfühler 8 stromaufwärts vom Punkt 14 angeordnet. Mit 15 ist ein Nachverbrennungskatalysator bezeichnet, der wahlweise vorgesehen sein kann.

Das Steuerventil 7 kann z.B., wie in Pig, 3 gezeigt, als elektromagnetisches Kugel- oder Plattenventil ausgebildet sein.

Je nach Hubraum des Motors und der Menge der jeweils zuzuführenden Zusatzluft, kann man ein Steuerventil oder mehrere Steuerventile verwenden, wobei im Fall der Verwendung mehrerer Steuerventile diese in einer Zusatzluftleitung oder in mehreren Zusatzluftleitungen angeordnet sein können.

Pig. 4 zeigt wie die erfindungsgemäße Korrekturvorrichtung in jedes bereits existierende Fahrzeug eingebaut werden kann. Dieser Einbau macht keinerlei Änderung des Vergasers 2 erforderlich j der Meßfühler 8 ist im Auspuffrohr 4- stromaufwärts von der Zuführstelle 14 der Nachverbrennungsluft und eines whaiweise vorgesehenen Katalysators angeordnet und ist elektrisch mit den elektronischen Schaltkreisen 9 und 10

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verbunden, die ihrerseits elektrisch mit dem Steuerventil 7 verbunden sind, das in eine Zweigleitung zwischengeschaltet ist, die von der Pumpe 12 zu dem Ansaugrohr 3 führt.

In Fig. 4 ist zur Vereinfachung der Zeichnung die Vorrichtung nicht dargestellt, die die Synchronisation der Betätigung des Steuerventils 7 mit dem Motor sicherstellt. Diese Vorrichtung kann zum Beispiel auf der Pumpenwelle angeordnet sein.

Es ist wesentlich, daß kein Öffnungssignal dem Steuerventil 7 zugeführt werden kann, bevor dieses nicht auf seinen Sitz zurückgefallen ist; falls dies nicht gewährleistet ist, könnte das Steuerventil geöffnet bleiben und die Luft nicht mehr in jedem einzelnen Zyklus zugemessenen Mengen liefern. Zu diesem Zweck sieht man in dem Impulserzeugerschaltkreis 9 ein elektronisches Tor vor, welches sich nicht öffnet, solange das Steuerventil nicht auf seinem Sitz ruht.

Diese Vorrichtung und die Einzelheiten eines Impulserzeugerschaltkreises, der in der Lage ist die öffnungsimpulse zu liefern, sobald die Spannung vom Meßfühler 8 den vorbestimmten Wert überschreitet, sind nicht im einzelnen dargestellt, da die Ausbildung solcher Schaltkreise dem Durchschnittsfachmann geläufig ist.

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Es kann vorteilhaft sein, zwischen den Meßfühler und den eine Schwelle aufweisenden Impulserzeugerschaltkreis 9 einen in Pig. I in gestrichelten Linien angedeuteten Integrator 16 zwischenzuschalten, um momentane Änderungen der vom Meßfühler 8 gelieferten Spannung auszugleichen und den Impulserzeugerschaltkreis durch einen Mittelwert zu steuern.

Die bei jeder öffnung des Steuerventils gelieferte einheitliche Zusatzluftmenge wird so gewählt, daß sie bei allen Betriebszuständen, bei denen der Vergaser oder die Einspritzanlage eine zu reiche Mischung liefert, eine Korrektur bewirkt. Insbesondere ist es vorteilhaft eine einheitliche Zusatzluftmenge zu wählen, die für erhöhte Drehzahlen des Motors ungenügend ist, um bei diesen Betriebszuständen ein reiches Gemisch aufrechtzuerhalten.

Diese einheitliche Luftmenge hängt von der in einer Kurve darstellbaren Charakteristik des Vergasers oder Einspritzsystems ab und wird in jedem Fall z.B. durch Regelung der Bewegung oder der Öffnungszeit des Steuerventils 7 eingestellt.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es vorteilhaft sein die Dosierorgane, wie z.B. den Vergaser

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oder das Einspritzsystem so zu regeln, daß die Bereiche der Betriebszustände, in denen ein Überschuß von Brennstoff herrscht, gegenüber den Betriebszuständen, in denen ein armes Gemisch vorherrscht, hervorgehoben werden.

Da die Korrekturvorrichtung nur in dem Sinne arbeitet, daß sie das Gemisch ärmer macht, erhöht man auf diese Weise ihren Wirkungsbereich, indem man die Bereiche mit armem Gemisch vermindert; dies erlaubt einen gleichmäßigeren Mittelwert zu erhalten und trotzdem gewisse Betriebszustände mit reichen Gemischen insbesondere in hohen /Drehzahlbereichen beizubehalten.

Es ist ferner wichtig die öffnung des Steuerventils so mit der Kurbelwelle oder der Nockenwelle des Motors zu synchronisieren, daß die öffnung des Steuerventils an einem bestimmten Punkt des Arbeitszyklusses des Motors stattfindet.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn diese Synchronisation mittels einer Regeleinrichtung frei in der Weise verändert werden kann, daß der Zeitpunkt, zu dem das Ventil sich öffnet, verschoben werden kann, womit auch der Punkt im Arbeitszyklus, an dem das Steuerventil sich öffnet, verschoben wird. Die hierzu notwendigen Mittel sind nicht dargestellt, da sie an sich bekannt sind und z.B. von der Art sein können, wie sie für die Vor- und Nachverstellung der Zündung verwendet werden.

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Darüber hinaus ist. vorgesehen, daß die Korrekturvorrichtung kurzgeschlossen, blockiert oder abgeschaltet wird, wenn bestimmte Umstände des Motorbetriebs auftreten, wie z.B.

starke Belastungen, bei Drehzahlen des Motors bzw. Geschwindigkeiten des Fahrzeugs, die über vorgegebenen Werten liegen;

im Leerlauf, während das Gaspedal angehoben, d.h. zurückgenommen ist, jedoch nicht, wenn das Gaspedal zur Verzögerung zurückgenommen ist;

wenn der Motor kalt ist.

In diesen Fällen ist eine reichliche Brennstoffzufuhr, d.h. ein reiches Gemisch erforderlich.

Die Mittel zur Durchführung dieser Abschaltung oder dieser Unterbrechung der Funktion der Korrekturvorrichtung sind dem Durchschnittsfachmann geläufig. Z.B. kann es sich um einen oder um mehrere Schalter handeln, die in Abhängigkeit von Informationen in Tätigkeit treten, die von Tachometern für die Mqtorendrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit von einer im Ansaugrphr .angeordneten Manometer kapsel, der Stellung des Gaspedals (durchgedrückt oder zurückgenommen) oder der

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Stellung des Drosselorgans des Vergasers (geschlossene Stellung, offene Stellung) kommen.

Diese bekannten Mittel bzw. Einrichtungen sind zur Vereinfachung der Zeichnungen ebenfalls nicht dargestellt, da sie dem Fachmann geläufig sind.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Korrekturvorrichtung, bei der die von dem Meßfühler 8 empfangenen Informationen dadurch gefälscht werden, daß eine Luftzufuhr bei 18 in das Auspuffrohr 4 stromaufwärts von dem Meßfühler 8 einmündet, wobei diese Luftzufuhr mittels mindestens einer Verschlußeinrichtung gesteuert wird, die sich bei Betrieb des Motors in bestimmten Betriebszuständen öffnet.

Gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist für den Leerlauf und für starke Verzögerungen bzw. Bremsungen eine Leitung 17 vorgesehen, die von einem Elektroventil 19 gesteuert wird und für die Vollast und die Beschleunigungen ist eine Leitung 22 vorgesehen, die von einem Elektroventil 23 gesteuert wird.

Diese zwei Leitungen werden von der Luftpumpe 12 gespeist und münden bei 18 stromaufwärts von dem Meßfühler 8. Die

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Elektroventile 19 und 23 werden von Schaltern 21 und 24 gesteuert, die jeweils in den Betriebszuständen*des Leerlaufs und der Vollast betätigt sind. Z.B. schließt sich der Schalter 21, wenn das Gaspedal.angehoben bzw. zurückgenommen wird, während der Schalter 24 sich schließt, wenn das Gaspedal entweder ganz durchgedrückt ist oder wenn das Gaspedal über eine vorbestimmte Stellung hinaus durchgedrückt ist. Diese Vorrichtung funktioniert wie folgt:

Im Leerlauf oder bei einer starken-Verzögerung wird der Schalter 21 geschlossen und das Elektroventil 19 ist offen. Die Pumpe 12 schickt dann Luft zum Punkt 18, der stromaufwärts des Meßfühlers 8 liegt. Hiermit wird bewirkt, daß der Meßfühler die Anwesenheit von Sauerstoff feststellt und der Korrekturvorrichtung eine Information liefert, die einem mageren Gemisch entspricht, wodurch schließlich eine Anreicherung des Gemisches bewirkt wird. Bei Vollast und bei Beschleunigungen, bei denen das Gaspedal über eine bestimmte Stellung hinaus durchgedrückt ist, schließt sich der Schalter 24 und bewirkt die öffnung des Elektroventils 23, wodurch dieselben Polgen herbeigeführt werden, wie im vorhergehend beschriebenen Fall.

Man kann auch nur ein einziges Elektroventil 19 vorsehen, welches von einem zwei Stellungen aufweisenden Schalter betätigt wird, wobei die eine Stellung dieses Schalters dem

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Leerlauf und die andere Stellung der Vollast entspricht. Die erforderlichen Pördermengen für den Leerlauf und für die Vollast sind jedoch deutlibh verschieden und es ist vorzuziehen zwei Luft Zuführungen vorzusehen, dere.n jede für ihre besondere Punktion proportioniert und von einem gesonderten Steuerventil gesteuert ist.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 5 erlaubt eine Regelung der Gemischanreicherung bei bestimmten Betriebsbedingungen, die wesentlich feinfühliger ist, als die Ausführungsform, bei der das Elektroventil 7 bei diesen Betriebszuständen in seiner geschlossenen Stellung blockiert wird. Auf diese Weise kann man nicht nur die Zufuhr von Zusatzluft völlig unterbinden, sondern sie in regelbaren Proportionen vermindern und diese Verminderung den verschiedenen Betriebszuständen unter Verwendung des Druckes der Pumpe anpassen, der eine Punktion der Drehzahl des Motors ist.

Fig. 5 zeigt ferner, daß die Synchronisierung der dem Elektroventi}. 7 zugeführten Impulse mit dem Motor auch dadurch erhalten werden kann₃ daß man diese Impulse mit der Zündanlage 26 des Motors steuert. Weiter ist in Fig. 5 gezeigt, daß die Zuführung der Zusatzluft vorzugsweise im Bereich der Mittellinie des Ansaugrohres mündet. Hierdurch wird wesentlich die Wirksamkeit der Korrekturvorrichtung erhöht, die nicht nur von

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der Dosierung, sondern auch von der Homogenität der Mischung abhängt.

Im Falle der Anwendung der vorliegenden Erfindung bei Motoren mit Schichtladung, d.h. bei Motoren, bei denen jeder Zylinder mit zwei verschiedeneneGemischen, nämlich einem reichen Gemisch und einem armen Gemisch gespeist wird, die dem Zylinder über zwei-Ansaugrohre zugeführt werden, mündet die Zuführung der Zusatzluft vorzugsweise in das Einlaßrohr für das arme Gemisch.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

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Claims

Ansprüche

1./Vorrichtung zur Korrektur der Bemessung der Brennstoff-Luft-Mischungj die von einer die Brennstoff-Luft-Mischung bestimmenden Einrichtung einer Brennkraftmaschine geliefert wird, gekennzeichnet durch mindestens eine Zusatzluftzuführung (6), die in das Ansaugrohr (3) des Motors, stromabwärts der die Brennstoff-Luft-Mischung bestimmenden Einrichtung (2) mündet, sowie mindestens ein Steuerventil in der Zusatz-Luftzuführung (6) bzw. in den Zusatz-LuftZuführungen, ein in der Auspuffleitung angeordneter Meßfühler (8), der einen von der Zusammensetzung des Abgases abhängigen elektrischen Strom liefert, und elektronische Steuereinrichtungen (9, 10) die elektrische Steuerimpulse zum öffnen des Steuerventils (7) bzw. der Steuerventile synchron mit der Drehung des Motors liefern, um in die Mischung in jedem Arbeitszyklus eine vorbestinunte Zusatz lüftmenge in Abhängigkeit von der vom Meßfühler (8) gelieferten Information zuzuführen, wenn der Sauerstoffanteil in den Abgasen unter einem vorbestimmten Wert liegt, was gleichbedeutend damit ist, daß die Kohlenmonoxydkonzentration in den Abgasen einen vorbestimmten Wert überschreitet.

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2. Vorrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß in ihr pro Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine ein Öffnungsimpuls für das Steuerventil (7) geliefert wird,

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, · dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn der Öffnung des Steuerventils (7) aufgrund geeigneter Steuereinrichtungen bei einer bestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle (5) der Brennkraftmaschine stattfindet.

¹J. Vorrichtung nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung, mittels der die Winkelstellung der Kurbelwelle (5) der Brennkraftmaschine, bei der das Steuerventil (7) sich öffnet, einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Signalunterdrückungseinriehtung, die verhindert, daß dem Steuerventil (7) ein Öffnungsinpuls zugeführt wird, solange es nicht auf seinen Sitz zurückgefallen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß der vor-

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bestimmte Wert der Sauerstoffkonzentration unterhalb dessen öffnungsimpulse dem Steuerventil (7) zugeführt werden, nahe 0 liegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einheitliche Zusatzluftmenge, die bei jedem Abheben des Steuerventils (7) geliefert wird, unterhalb 15 % des Hubvolumens einer einzelnen Zylindereinheit der Brennkraftmaschine liegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e kennz eichnet, daß die einheitliche Zusatzluftmenge, die bei jedem öffnen des Steuerventils geliefert wird, zwischen 5 und 10 % des Hubvolumens einer einzelnen Zylindereinheit der Brennkraftmaschine liegt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einheitliche Zusatzluftmenge einstellbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Verdichtungsvorrichtung (12) umfaßt, um der Zusatzluft einen überdruck gegenüber dem im Ansaugrohr (3) herrschenden Druck zu geben.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch "gekennzeichnet, daß die Zusatzluft einen absoluten Druck in der Größenordnung von 1 bis 1,5 bar besitzt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die unter einem Oberdruck gegenüber dem im Ansaugrohr (3) herrschenden Druck stehende Zusatzluft von einer für die Nachverbrennung vorgesehenen Pumpe (12) geliefert wird, die Luft in das Auspuffrohr (h) einbläst, und daß der Meßfühler (8) im Auspuffrohr (h) stromaufwärts von dem Punkt (14) der Zufuhr der Nachverbrennungsluft angeordnet ist.

13» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die bei bestimmten Betriebszuständen des Motors wie z.Bi: Leerlauf, Verzögerung, Vollast, Beschleunigung, oder Kaltstart, die Punktion der Korrekturvorrichtung modifiziert, um eine vorübergehende Anreicherung der Mischung zu erhalten.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung

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mindestens einen Schalter aufweist, der das Steuerventil (7) in seiner geschlossenen Stellung blockiert.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung von einer Einrichtung betätigt wird, die mit dem Leistungssteuerorgan des Motors verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13,' dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung mindestens eine oberhalb des die Verbrennungsgase analysierenden Meßfühlers (8) in das Auspuffrohr (4) einmündende Luftzufuhr umfaßt, wobei diese Luftzufuhr (18) mittels mindestens eines Verschlußorgans (19, 23) gesteuert wird, das so betätigt wird, daß es sich öffnet, wenn die Brennkraftmaschine sich in einem der eine Anreicherung des Gemisches erfordernden Betriebszustände befindet.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der in das Auspuffrohr (4) mündenden LuftZuführungen eine Drosselöffnung (20) umfaßt, um die Menge der zugeführten Luft einzustellen.

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l8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Auspuffrohr (H) zugeführte Luft von einer Luftpumpe (12) geliefert wird, die von der Brennkraftmaschine angetrieben wird.

19· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr (6) von Zusatzluft in das Ansaugrohr (3) im Bereich der Mittelachse des Ansaugrohrs (3) mündet.

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