DE2359808A1

DE2359808A1 - Vorrichtung zur rezirkulationsregelung der auspuffgase einer verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE2359808A1
Application number: DE2359808A
Authority: DE
Inventors: Gilbert J Sutherland
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1972-12-06
Filing date: 1973-11-30
Publication date: 1974-06-12
Also published as: GB1419160A; JPS5641824B2; AU458411B2; CA985105A; US3800758A; DE2359808C2; AU5937473A; JPS49101742A

Description

MEIN ZEICHEN: GFK-2649
MY REF.:

Anwaltsakte; GFK-2649

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FORD-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 5 KÖLN-DEUTZ, OTTOPLATZ 2

Vorrichtung zur Rezirkulationsregelung der Auspuffgase einer Verbrennungskraftmaschine.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rezirkulationsregelung der Auspuffgase einer Verbrennungskraftmaschine, an deren eine Zuleitung für die Auspuffgase aufweisenden Ansaugkrümmer das Ansaugrohr eines Vergasers angeschlossen ist, welcher eine zwischen einer im wesentlichen für den Leerlauf der Maschine bestimmenden Schließlage und einer voll geöffneten Drehlage bewegliche Drosselklappe aufweist.

Die Rezirkulation der Auspuffgase einer Verbrennungskraftmaschine wird vorrangig unter dem Gesichtspunkt durchgeführt, damit eine Verringerung der NO -Emissionsanteile zu erreichen. Die bisherigen Systeme, die eine solche Rezirkulation verwirklichen, sind hauptsächlich darin nachteilig, daß sie eine ver-

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ringerte Fahrqualität ergeben. Als Ursache dafür ist einmal der Umstand anzuführen, daß bei einer anteiligen Zurüokleitung der Auspuffgase in zu großen Mengen in den Ansaugkrümmer der Maschine der in diesem vorherrschende Saugdruck: zu stark abgebaut wird, so daß eine entsprechend verringerte Kraftstoff-Luft-Gemischmenge zur Ansaugung kommt. Dadurch wird der Kraftstoffhaushalt verschlechtert und weiterhin die nachteilige Wirkung erhalten, daß der Kraftstoff an die einzelnen Zylinder der Maschine ungleichförmig zur Verteilung kommt, so daß die vorderen und hinteren Zylinder unterschiedlich starke Gemischströmungen erhalten und sich daraus ungleichförmige Durckbeaufschlagungen der betreffenden Kolben ergeben, die folglich zu einem unrunden Lauf der Maschine und zu vorzeitigen Verschleißerscheinungen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die insbesondere hinsichtlich der Kaltstartbedingungen eine verbesserte Fahrqualität erreichen läßt ohne daß dafür eine Änderung der Emissionen in Kauf genommen werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Zuleitung für die Auspuffgase ein Regelventil angeordnet ist, welches durch eine Servovorrichtung betätigt wird, die an einen in dem Ansaugrohr des Vergasers oberhalb der Schließlage der Drosselklappe ausgebildeten und durch diese aufsteuerbaren Ansaugschlitz angeschlossen ist, axial unterhalb von welchem in der mit der Schließlage der Drosselklappe gleichen Höhenlage oder unmittelbar darüberliegend ein weiterer Ansaugschlitz vorgesehen ist, der an eine weitere, mit der für die Einstellung einer Vorzündung und einer Zündverzögerung beweglichen Unter brecherplatte des Zündverteilers der Maschine verbundene Servovorrichtung angeschlossen ist, die durch ein Schaltventil wahlweise auf eine Verbindung mit dem einen Ansaugschlitz umschaltbar ist. Im Hinblick auf die im Rahmen der vorerwähnten Aufgabenstellung insbesondere

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angestrebte Verbesserung der Kaltstartbedingungen ist in der bevorzugten Weiterbildung der Erfindung das Schaltventil durch einen beim Überschreiten einer bestimmten Temperaturgröße ansprechenden Temperaturfühler vorzugsweise so gesteuert, daß die Verbindung der zu der weiteren Servovorrichtung führenden Saugdruckleitung mit dem einen Ansaugschlitz hergestellt wird, sobald der für. das Ansprechen des Temperaturfühlers maßgebende Temperaturgrenzwert nach oben überschritten wird. Der Temperaturfühler sollte dabei auf die Umgebungstemperatur ansprechen, wenngleich auch daran gedacht werden kann, durch diesen Temperaturfühler die Temperatur des Kühlwassers abfühlen zu lassen. Sofern die Fahrqualität des betreffenden Fahrzeuges an anderen Kriterien gemessen wird, muß für die Steuerung des besagten Schaltventils lediglich ein anderes Schaltorgan eingesetzt werden, das auf eine geeignete Bezugsgröße anspr icht·

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den darauf bezogenen Ansprüchen erfaßt. Ein augenblicklich bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigts

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Fallstromvergasers mit zugeordneter Regelvorrichtung gemäß Erfindung, und

Figo 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1.

Der in Fig. 1 nur zur Hälfte gezeigte Fallstromvergaser 10 hat die bekannte Ausbildung eines Vierfaohvergasers. Das Gehäuse 14 desselben begrenzt in einem oberen Abschnitt 12 den Lufttrichter 20, der nach oben durch einen aufgesetzten Luftfilter abgeschlossen ist. Der untere Gehäuseteil 16 begrenzt die beiden Ansaugrohre 18, die oben die übliche Verengung 22 haben, welche zur Ansaugung des Kraftstoffes eingerichtet sind. Die Wirkung der Verengungen 22 wird durch ein jeweils

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zugeordnetes Hilfsventuri 24 verstärkt. In den Ansaugrohren 18 ist unten eine jeweilige Drosselklappe 26 angeordnet, die über eine jeweilige Drehwelle 28 in dem Vergasergehäuse 14 drehbar gelagert sind. Die Drosselklappen 2.6 können zwischen der gezeigten Schließlage und einer voll geöffneten Drehlage gedreht werden.

Der Vergaser 10 ist mittels eines an seinem unteren Ende ausgebildeten Ringflansches an einen entsprechenden Anschlußflansch des Ansaugkrümmers 30 einer Verbrennungskraftmaschine angeschraubt, wobei zwischen diesen beiden Flanschen das in Pig. 2 in Draufsicht gezeigte Zwischenstück 32 angeordnet ist. Die beiden Ansaugrohre 18 des Vergasers setzen sich nach unten in einer jeweiligen Vertikalbohrung 34 fort, die an ihren unteren Enden J>6 rechtwinklig abgebogen sind und zu den Einlaßventilen der Maschine führen. Die Strömungskanäle 34, 36 werden von außen durch die Auspuffgase aufgeheizt, wofür im Zylinderkopf der Maschine der in bekannter Weise von dem Auspuffkrümmer 38 abgezweigte Überführungskanal 40 ausgebildet ist. Die Aufheizung der Strömungskanäle 34, 36 mit den Auspuffgasen soll die Verdampfung des angesaugten Kraftstoff-Luft-Gemisches verbessern.

In dem Zwischenstück. 32 ist eine nach oben abgedichtete Aussparung 42 ausgebildet, die über eine Vertikalbohrung 44 an den Überführungskanal 40 angeschlossen ist. Die in die Aussparung 42 einströmenden Auspuffgase können über Verbindungskanäle 46 und 48, 50 in die beiden Vertikalbohrungen 34 einströmen, sofern ein Regelventil 56 geöffnet ist. Das Regelventil 56 ist dem an die Aussparung 42 angeschlossenen Ausströmkanal 46 zugeordnet und wird mittels einer Servovorrichtung 58 betätigt, die nachfolgend näher beschrieben wird. In der Verbindung zwischen den beiden Kanälen 46 und 48 liegt im übrigen eine Kammer 54, die in einem an das Zwischenstück 32 angeflanschten Teil 52 ausgebildet und durch einen Deckel 78 abgedeckt ist.

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Die Servovorrichtung 58 hat ein hohles Gehäuse 64, welches durch eine flexible Membrane 66 in zwei Kammern 68 und 70 unterteilt ist. Die Kammer 68 hat über eine Belüftungsöffnung 72 mit der Umgebungsatmosphäre Verbindung, während die Kammer fO über eine Leitung 74 an das eine Ansaugrohr 18 des Vergasers 10 angeschlossen,ist. An der Membrane 66 ist der Betatigungsstossel 75 für das Regelventil 56 mittels Befestigungsplatten 76 befestigt, an denen eine sich an dem Gehäuse 64 abstützende Regelfeder 77 angreift. Die Regelfeder 77 spannt das Regelventil 56 in seine Schließlage vor; die es einnimmt, solange der Saugdruck im Saugrohr 18 des Vergasers einen bestimmten Wert nicht überschritten hat. Das Regelventil 56 wird also durch den der Regelfeder 77 entgegenwirkenden Saugdruck geöffnet, sobald dieser bei der Drehung der Drosselklappe 26 in Richtung der voll geöffneten Drehlage einen bestimmten Wert überschreitet.

Die Servovorrichtung 58 ist mit ihrer Saugdruckleitung 74 an einen Ansaugschlitz 82 angeschlossen, axial unterhalb von welchem in der mit der Schließlage der Drosselklappe 26 gleichen Höhenlage oder unmittelbar darüberliegend ein weiterer Ansaugschlitz 80 vorgesehen ist. Dieser Ansaugschlitz 80 ist damit in der Schließlage der Drosselklappe 26 dem Atmosphärendruck ausgesetzt und wird durch den Rand derselben früher aufgesteuert als der höher liegende Ansaugschlitz 82, der an die Servovorrichtung 58 für das Regelventil 56* 75 ständig angeschlossen ist. Der Ansaugschlitz 82 ist also für eine längere Zeit dem Atmosphärendruck ausgesetzt, und wird dieser Ansaugschlitz durch die Drosselklappe 26 aufgesteuert, dann hat der Saugdruck im Ansaugrohr 18 des Vergasers bereits einen Wert erreicht, der höher als der Druckwert ist, bei dem der untere Ansaugschlitz 80 aufgesteuert wurde.

In Fig. 1 ist weiterhin ein Zündverteiler 84 schematisch gezeigt, der eine bei 88 schwenkbar gelagerte Unterbrecherplatte 86 hat. Die Unterbrecherplatte 86 ist beweglich bezug-

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lieh eines Nockens 9Oj der eine der Zylinderzahl entsprechende Zahl von Erhebungen hat, die jeweils mit dem Stössel 92 eines zugeordneten Unterbrecherkontaktsatzes 9^ zusammenwirken. Sofern der Nocken 90 insgesamt sechs Erhebungen aufweist, wird folglich bei jeder Sechsteldrehung des Nockens eine Zündverbindung hergestellt und wieder unterbrochen, wie dies für solche Zündverteiler allgemein bekannt ist. Sofern die Unterbrecherplatte 86 im Uhrzeigergegensinn um ihr Schwenklager 88 geschwenkt wird, wird dadurch eine Zündverzögerung eingestellt, während eine Verschwenkung im Uhrzeigersinn eine Vorzündung ergibt. Das Verschwenken der Unterbrecherplatte 86 wird mittels einer weiteren Servovorrichtung 98 gesteuert, die mittels eines Betätigungsstössels 96 mit der Unterbrecherplatte verbunden ist.

Auch die Servovorrichtung 98 hat ein hohles Gehäuse 100, das durch eine flexible Membrane I06 in die unter Atmosphärendruok stehende Kammer 102 und in eine Kammer 104 unterteilt ist, welcher unter Vermittlung des einen oder des anderen der beiden Ansaugschlitze 80, 82 entweder Atmosphärendruck oder Saugdruck zugeleitet wird. Der Betätigungsstössel 96 für die Unterbrecherplatte 86 ist an der Membrane I06 befestigt, die durch eine Druckfeder I08 nach rechts vorgespannt ist, also in der Sohwenkrichtung der Unterbrecherplatte 86, in welcher die Einstellung einer Zündverzögerung vorgenommen wird. Der Druckfeder I08 wirkt der über eine Leitung 110 zugeführte Saugdruck entgegen, d.h. der Saugdruck wirkt in der Schwenkrichtung der Unterbrecherplatte 86, in welcher die Einstellung einer Vorzündung vorgenommen wird. Sofern in die Kammer 104 der Atmosphärendruck zugeleitet wird, die beiden Kammern 102 und 10*l· also im Druckausgleich stehen, spannt die Feder I08 die Unterbrecherplatte 86 in eine Relativlage vor, in welcher die geringste Vorzündung bzw. die geringste Zündverzögerung vorliegt. Sobald in die Kammer 104 ein Saugdruck zugeleitet wird, wird dadurch die Unterbrecherplatte 86 in Abhängigkeit von dessen Größe mehr oder weniger stark

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nach links verschwenkt, -wodurch sich eine mehr oder weniger starke Vorzündung ergibt.

Die zu der Servovorriehtung 98 führende Saugdrückleitung 110 hat über die Ausgangsleitung 128 eines Schaltventils I3Ö mit der Ausgangsleitung 124 des unteren Ansaugschlitzes 80 Verbindung, sofern der Steuerschieber dieses Schaltventils die dargestellte, durch eine Vorspannfeder I32 bestimmte Schältlage einnimmt. Die am Ende der Ausgangsleitung 124 liegende Einlaßöffnung 118 des Schaltventils IJO hat dann über einen in dessen Steuerschieber ausgebildeten Verbindungskanal 134 mit einer Auslaßöffnung 122 Verbindung, an welche die Ausgangsleitung 128 angeschlossen ist. Sofern der Steuerschieber 130 eine gegen die Kraft der Vorspannfeder I32 verschobene Hochlage einnimmt, ist die Einlaßöffnung II8 blockiert, und die Auslaßöffnung 122 hat dann über einen Verbindungskanal I38 mit einer dann freigelegten Einlaßöffnung 120 Verbindung, die an einen Zweig 126 der von dem oberen Ansaugschlitz 82 ausgehenden Saugdruckleitung 74 angeschlossen ist. Die Schaltung des Schaltventils I30 zwischen diesen beiden Schaltlagen ist von dem Erregungszustand eines Solenoids I36 abhängig, das über ein Kabel l4o an Masse liegt und über ein weiteres Kabel 142 an die Fahrzeugbatterie 144 bzw. an eine äquivalente Stromquelle angeschlossen ist. In diesen Stromkreis des Solenoids I36 ist auch ein Temperaturschalter 146 geschaltet, der bei Überschreitung einer bestimmten Umgebungs· temperatur, beispielsweise 15°C, den Stromkreis zu dem Solenoid 136 schließt, so daß dann der Schieber des Schaltventils 130 gegen die Kraft der Feder I32 in seine Hochlage verschoben wird. Solange die Temperaturen tiefer als dieser Grenzwert liegen, ääb der Stromkreis zu dem Solenoid I36 unterbrochen, so daß dann der Steuerschieber des Schaltventils die dargestellte Tief lage einnimmt.

Die vorbeschriebene Regelvorrichtung ist einmal darin vorteilhaft, daß abhängig von der Verstellung der Drosselklappe 26

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der Zündverteiler 84 für eine schwächere bis stärkere Vorzündung verstellt wird. Dadurch ergibt sich unter Einhaltung einer gleichen Emissionsrate eine verbesserte Fahrqualität in allen Fahrbereichen. Wegen des eingebauten Temperaturschalters ist die beschriebene Regelvorrichtung weiterhin darin vorteilhaft, daß durch den Anschluß der Servovorrichtung 98 an den unteren Ansaugschlitz 80 bei niedrigen Umgebungstemperaturen bessere Kaltstartbedingungen als dann vorliegen, wenn diese Servovorrichtung ständig an den oberen Ansaugsohlitz 82 angeschlossen wäre, der vorrangig für die Regelung des Regelventils 56, 75 maßgebend ist. Wegen dieser dann vorliegenden Verbindung mit dem unteren Ansaugschlitz 80 wird der Zündverteiler 84 früher für eine veränderte Vorzündung eingestellt im Vergleich zu dem Fall, wo bei höheren Temperaturen dessen Servovorrichtung 98 ständig an den oberen Ansaugschlitz 82 angeschlossen ist.

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Claims

/l.i Vorrichtung zur Rezirkulationsregelung der Auspuffgase ^-^ einer Verbrennungskraftmaschine, an deren eine Zuleitung für die Auspuffgase aufweisenden Ansaugkrümmer das Ansaugrohr eines Vergasers angeschlossen ist, welcher eine zwischen einer- im wesentlichen für den Leerlauf der Maschine bestimmenden Schließlage und einer voll geöffneten Drehlage bewegliche Drosselklappe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (38, 40, 44, 46, 48) für die Auspuffgase ein Regelventil (56, 75) angeordnet ist, welches durch eine Servovorrichtung (58) betätigt wird, die an einen in dem Ansaugrohr (18) des Vergasers (10) oberhalb der Schließlage der Drosselklappe (26) ausgebildeten und durch diese aufsteuerbaren Ansaugschlitz (82) angeschlossen ist, axial unterhalb von welchem in der mit der Schließlage der Drosselklappe gleichen Höhenlage oder unmittelbar darüberliegend ein weiterer Ahsaugschlitz (80) vorgesehen ist, der an eine weitere, mit der für die Einstellung einer Vorzündung und einer Zündverzögerung beweglichen Unterbrecherplatte (86) des Zündverteilers (84) der Maschine verbundene Servovorrichtung (98) angeschlossen ist, die durch ein Schaltventil (I50) wahlweise auf eine Verbindung mit dem einen Ansaugschlitz (82) umschaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Schaltventil (1^0) durch einen beim Überschreiten einer bestimmten Temperaturgröße ansprechenden Temperaturfühler (146) gesteuert ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der zu der weiteren Servovorrichtung (98) führenden Saugdruckleitung (110) mit dem einen Ansaugschlitz (82) angesteuert ist, sobald der für das Ansprechen des Temperaturfühlers (146) maßgebende Temperaturgrenzwert nach oben überschritten wird.

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to

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, _{daß dle eine} servovorrichtung

(58) eine das zugeordnete Regelventil (56 75) in seine Schließlage vorspannende Feder (77) und die weitere Servovorrichtung (98) eine die Unterbrecherplatte (86) in die für eine Zündverzögerung maßgebende Lage vorspannende Feder (I08) umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Schaltventil (lj5O) durch ein Solenoid (I36) betätigbar ist, in dessen Stromkreis ein Unterbrecherschalter (146) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (146) und das durch ihn steuerbare Betatigungssolenoid (I56) für das Schaltventil (!JO) in einem gemeinsamen Stromkreis liegen, wobei das Schaltventil einen gegen die Kraft einer Feder (Ij5²) in die Schaltlage verschobenen Steuerschieber umfaßt, in welcher die weitere Servovorrichtung (98) an den einen Ansaugschlitz (82) angeschlossen ist.

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