DE2632609A1

DE2632609A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung des brennstoff-luft-gemisches bei brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2632609A1
Application number: DE19762632609
Authority: DE
Inventors: Bernard Laprade
Original assignee: LAPRADE
Current assignee: LAPRADE
Priority date: 1975-07-21
Filing date: 1976-07-20
Publication date: 1977-02-10
Also published as: SE7606568L; IT1063264B; FR2319020A2; JPS5214131A; FR2319020B2; NL7607270A; ES222451U; ES222451Y

Description

Bernard LAPRADE, F-64260 Arudy, Xavier LAPRADE, F-64260 Arudy, Pierre GELE, F-65OOO Tarbes

betreffend

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Brennstoff-Luft-Gemisches bei Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung des Mischungsverhältnisses Brennstoff-Luft von Brennkraftmaschinen, insbesondere solchen, die als Doppelbrennstoffmotoren für die gleichzeitige Verwendung von gasförmigen und flüssigen Brennstoffen oder als reine Brenngasmotoren betrieben werden können.

Bei Brennkraftmaschinen bereitete es bisher erhebliche Schwierigkeiten, ohne besonderen apparativen Aufwand bei jeder Betriebsart und Motorbelastung eine möglichst optimale Abgaszusammensetzung zu erhalten und von einer Brennstoffart auf die andere umschalten zu können.

609886/0

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, derartige Brennkraftmaschinen mit einem Brennstoff-Luft-Mischsystem zu versehen, das sich in einfacher Weise entweder auf reinen Brenngasbetrieb oder auf einen Mischbrennstoffbetrieb mit Brenngas und flüssigen Brennstoffen einstellen läßt und das es außerdem ermöglicht, bei jeder Motordrehzahl und -belastung optimale Abgaszusammensetzungen, d.h. Abgase ohne nennenswerten Kohlenoxid- bzw. Sauerstoffüberschuß zu erhalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Regelung des Mischungsverhältnisses Brennstoff-Luft von Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dem in den Verbrennungsraum des Motors einströmendem Brennstoff-Luft-Gemisch zusätzlich Brenngas beizumischen, dessen Menge in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Abgase und synchron mit den Drehzahlen des Motors geregelt wird. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der wenigstens eine Brenngas-Leitung in die mit einer Drosselklappe für die Leistungsregelung des Motors versehene Brennstoff-Luft-Gemisch-Ansaugeleitung und zwar in Strömungsrichtung gesehen hinter der Drosselklappe einmündet, und daß diese Brenngasleitung von einem Elektroventil beherrscht wird, das durch eine an sich bekannte elektrische Steuereinrichtung in Abhängigkeit sowohl von den Informationen eines im Abgasrohr angeordneten, auf die Zusammensetzung der Abgase ansprechenden

Meßfühlers als auch von den Impulsen eines von der Drehzahl der Motorwelle beeinflußten Gebers betätigbar ist.

Für den Fall, daß Brenngas als einziger Brennstoff vorliegt, kann der Vergaser für den flüssigen Brennstoff außer Betrieb genommen werden und die nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtung kann direkt und allein für die Zuführung der gasförmigen Brennstoffe je nach der Zusammensetzung der Abgase und der Motordrehzahl wirken. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in diesem Fall gleich wirksam auch als Zusatzregler gebraucht werden.

Liegt ein Doppelbrennstoffmotor vor, wird die Mischvorrichtung für den flüssigen Brennstoff mit Luft zwar beibehalten, aber so geregelt werden, daß ein armes Gemisch geliefert wird, in das die erfindungsgemäße Vorrichtung dann eine geregelte Zusatzmenge gasförmigen Brennstoffs einbringt. Die Verwendung gasförmiger Brennstoffe erlaubt es, eine zwangsweise Stöchiometrie der Mischung flüssiger Brennstoff und Luft zu umgehen; es wird so möglich, eine Leistungsregelung durch Veränderung des vorbestimmten Regelungspunkts zu erreichen.

Der Meßfühler ist vorzugsweise ein Linearmeßfühler, d.h. ein Erzeuger von Strom, der sich fortschreitend mit der Zusammensetzung der Abgase verändert, wobei die Menge des in jedem Arbeitszyklus' eingeführten, vorbestimmten Gases ent-

809886/0341

sprechend den Informationen der Meßfühler veränderbar ist. Ein solcher veränderliche Dauerimpulse liefernder Meßfühler ist beispielsweise in der FR-PS 7 418 028 beschrieben.

Der für die Anpassung an die Motordrehzahl vorgesehene Impulsgeber kann dabei ein Annäherungsschalter sein, der auf den Durchgang eines Metallteiles anspricht, das von einer von der Motorwelle in Drehung versetzten Scheibe getragen wird. Anstelle des Annäherungsschalters kann auch eine Vorrichtung verwendet werden, die vom Zündsystem des Motors gelieferte Impulse verwendet.

Nach einem weiteren Vorschlag nach der Erfindung ist die vorbestimmte Menge des in jedem Arbeitszyklus des Motors eingeführten Brenngases entsprechend dem Wunsch des Bedienungsmanns mit jedem geeigneten Mittel einstellbar. Diese Anordnung stellt ein Mittel zur Regelung der Motorleistung zur Verfügung, das die Möglichkeit eröffnet, einen Gasmotor mit veränderlichen Gas-Luft-Verhältnissen zu betreiben.

Das Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung ausgebildeten Regelungsvorrichtung für das Mischungsverhältnis Brennstoff-Luft von Brennkraftmaschinen der vorliegenden Art ist im folgenden anhand der schematischen Zeichnung erläutert.

Der Verbrennungsmotor 1 wird über eine Ansaugesammelleitung

&09886/0346

mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch versorgt, die mit einer Drosselklappe 3 für die Leistungsregelung des Motors ausgestattet ist, und der die Abgase in das Rohr 4 strömen läßt. Weiterhin ist eine Brenngasleitung 6 vorgesehen, die in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe 3 in die Sammelleitung 2 einmündet. Die Leitung 6 wird überwacht durch das Magnetventil 7, das seinerseits durch die elektrische Einrichtung 9 in Abhängigkeit von den Informationen des im Auspuffrohr angeordneten Meßfühlers 8 betätigt wird. Die Vorrichtung 9 ist so eingerichtet, daß sie im Gleichlauf mit dem Motor unter Zuhilfenahme jeder geeigneten, von der Motorwelle 5 angetriebenen Vorrichtung 11 Impulse liefert. Die Vorrichtung 11 ist im vorliegenden Beispiel ein Geber bzw. Abnehmer in Form eines Annäherungsschalters, der auf den Durchgang eines Metallteils anspricht, das von einer Scheibe getragen ist, die ihrerseits vom Motor in Drehung versetzt wird.

Mit dem Gleichklang zu jedem Arbeitszyklus des Motors fördert die nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtung in Abhängigkeit von den Informationen des als Linearfühler ausgebildeten Meßfühlers eine vorbestimmte Menge Brenngas durch den Kanal 6. Wenn die Mischung zu arm ist, steigt die geförderte Menge, und wenn sie zu fett ist, sinkt sie entsprechend der vorbestimmten Regelung.

Außerdem ist diese Regelung vorzugsweise einstellbar und durch

609886/034$

jede geeigneten Mittel von den Wünschen des Bedienungspersonals abhängig. Auf diese Weise vollzieht sich die Regelung automatisch um den vom Bedienungspersonal gewählten optimalen Regelungspunkt herum.

Wenn der Kraftstoff allein ein gasförmiger ist, kann die Leitung 6 die einzige Brenngasleitung sein. Normalerweise ist jedoch die Leitung 6 für sich allein eine Zusatzleitung für Brenngas. Dann ist in die Ansaugeleitung, wie beispielsweise bei 17 dargestellt, ein Brenngas-Luft-Mischer jeder geeigneten Bauart eingebaut.

Falls der Motor ein Doppelbrennstoff-Typ ist, ist die Brenngasleitung 6 in jedem Fall eine Zusatzbrennstoffleitung zu einer Ansauge-Sammelleitung für ein in einem Vergaser 17 hergestelltes Gemisch aus verdampftem flüssigen Brennstoff und Luft.

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

&09886/0Π6

Claims

ANSPRÜCHE

Verfahren zur Regelung des Mischungsverhältnisses Brennstoff-Luft von Brennkraftmaschinen,insbes. solchen, die weder als reine Brenngasmotoren oder als Doppelbrennstoffmotoren für die gleichzeitige Verwendung von gasförmigen und flüssigen Brennstoffen betrieben werden können, dadurch gekennzeichnet , daß dem in den Verbrennungsraum des Motors einströmendem Brennstoff-Luft-Gemisch zusätzlich Brenngas beigemischt wird, deren Menge in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Abgase und synchron mit den Drehzahlen des Motors geregelt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Brenngas-Leitung (6) in die mit einer Drosselklappe (3) für die Leistungsregelung des Motors (1) versehene Brennstoff-Luft-Gemisch-Ansaugeleitung (2) und zwar in Strömungsrichtung gesehen hinter der Drosselklappe einmündet und daß diese Brenngasleitung von einem Steuerventil (7) beherrscht wird, das durch eine an sich bekannte Steuereinrichtung (9) in Abhängigkeit von den Informationen eines im Abgasrohr (4) angeordneten, auf die Zusammensetzung der Ab-

§09886/0

263260S

gase ansprechenden Meßfühlers (8) und von den Impulsen eines von der Drehzahl der Motorwelle (5) beeinflußten Gebers (11) betätigbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Impulsgeber (11) ein an sich bekannter Annäherungsschalter ist, der auf den Durchgang eines Metallteils anspricht, das von einer von der Motorwelle (5) in Drehung versetzten Scheibe getragen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Impulsgeber (11) eine Vorrichtung ist, die vom Zündsystem des Motors gelieferte Impulse verwendet.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Meßfühler (8) ein an sich bekannter elektrischer Linearfühler ist, dessen Strom sich fortschreitend mit der Zusammensetzung der Abgase ändert.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die über die elektrische Steuereinrichtung (9) geregelte Brenngasmenge auch von Hand entsprechend dem Wunsch des Bedienungspersonals einstellbar ist.

£09886/034$