DE2806087C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Luft-Brennstoff-Verhältnisregelsystem gemäß dem Gattungsbegriff. Ein solches System ist aus DE-OS 25 50 089 bekannt geworden.

Bei der DE-OS erfolgt die Regelung der Gemisch-Zusammensetzung im Leer­ lauf-Gemisch und im Hauptbrennstoffkreis durch Nebenluftöffnungen, welche von Schaltventilen in Abhängigkeit von Steuersignalen einer elektronischen Steuerschaltung gesteuert werden. Dabei ist jeder Neben­ luftöffnung ein eigenes Schaltventil zugeordnet. Ferner ist dieses bekannte Gemischregelungssystem mit einem Umschaltventil im Haupt­ brennstoffkanal versehen, durch das die Brennstofförderung auf unter­ schiedlich große Brennstoffdüsen verlegt werden kann.

Die luftseitige Regelung im Hauptbrennstoffkreis hat den Nachteil, daß insbesondere bei einer plötzlichen Änderung der Steuerluft, wie dies an einer Brennkraftmaschine bei einem plötzlichen Lastwechsel von Vollast auf Teillast vorkommt, die zum Mischrohr strömende Brenn­ stoffmenge wegen ihrer Massenträgheit nur mit einer zeitlichen Ver­ zögerung an die geänderte Steuerluft angepaßt werden kann. In dieser "Angleichphase" ist daher eine optimale Gemisch-Zusammensetzung nicht gegeben.

Hinzu kommt der Nachteil, daß zur Regelung der Gemischzusammensetzung mehrere Schaltventile notwendig sind, was mit einem erheblichen schaltungstechnischen Aufwand an der Steuerschaltung verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das System gemäß dem Gattungs­ begriff derart zu gestalten, daß die zum Mischrohr strömende Brennstoff­ menge ohne nennenswerte zeitliche Verzögerung an die geänderte Steue­ luft angepaßt werden kann, und daß somit eine optimale Gemischzusammen­ setzung erreicht wird; gleichzeitig soll das System derart gestaltet werden, daß der schaltungstechnische Aufwand gering ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht einen Fahrzeugverbrennungsmotor mit einem Vergaser und einem elektrischen Regelsystem.

Fig. 2 stellt in einer Vergrößerung und im Querschnitt den Vergaser von Fig. 1 dar.

Die in Fig. 1 wiedergegebene Brennkraftmaschine 10 dient beispielsweise dazu, ein zugehörendes Fahrzeug anzutreiben, beispielsweise mittels einer Kraftübertragungsanlage 12, die nur fragmentarisch wiedergegeben ist. Der Motor 10 kann eine Brennkraftmaschine sein, die, wie allgemein bekannt, eine Mehrzahl von Kolben beinhaltet. Der Motor 10 umfaßt neben einer Reihe von anderen Gegenständen einen Motorblock 14 sowie eine Vielzahl von Zylindern, die jeweils Kolben umfassen. Zündkerzen 16 sind elektrisch an einen Zündverteiler 18 angeschlossen, der ent­ sprechend den Arbeitshüben des Motors gesteuert wird. Eine Abgasleitung 22 ist an das Auslaßende 24 einer Abgasleitung 20 angeschlossen.

Jeder einzelne mit einem Kolben ausgerüstete Zylinder hat eine Einlaß­ öffnung, die mit einer gestrichelt dargestellten, mehrrohrigen Einlaß­ leitung 26 verbunden ist.

Der Kraftstoffdosierapparat 28 vom Vergasertyp ist der Einlaßleitung 26 zugeordnet. Auch dem Vergaser 28 kann ein geeignetes Luftfilter 30 zugeordnet sein.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, umfaßt der Vergaser 28 einen Hauptvergaser­ körper 32. Durch diesen hindurch erstreckt sich ein eingeformter Ein­ laßkanal 34 mit einem oberen Einlaßende 36. Hier ist ein Starterven­ til 38 vorgesehen. Dieses ist von einem Schwenkzapfen 40 getragen. Das Auslaßende 42 steht mit dem Einlaßende des Zufuhrkanals 26 in Verbindung. Ein Venturiteil 46 mit einer Venturikehle 48 ist innerhalb des Einlaßkanals 34 angeordnet, und zwar zwischen dem Einlaßende 36 und dem Auslaßende 42. Eine Haupt-Kraftstoff-Dosierdüse 50 ist etwa im Bereich der Kehle 48 des Venturiteiles 46 angeordnet. Diese dient dazu, den durch das Haupt-Dosiersystem dosierten Kraftstoff in den Einlaßkanal 34 abzugeben.

Ein Drosselventil 52, das von einer drehbaren Drosselwelle 54 getragen ist, dient dazu, den Durchsatz des Gemisches in das Einlaßende 44 des Einlaßkanals 26 zu regeln. An der Drosselwelle 54 ist ein Verbindungs­ glied 56 zu einer Regelung vorgesehen.

Das Vergasergehäuse 32 kann auch gleichzeitig derart gestaltet werden, daß es eine Kraftstoff-Vorratskammer 58 bildet. Diese kann Kraftstoff aufnehmen, dessen Spiegel 60 beispielsweise durch einen aus dem Stand der Technik bestens bekanntes Schwimmer-Einlaßventil geregelt werden kann.

Das Haupt-Kraftstoffdosiersystem umfaßt einen Durchlaß 62. Dieser stellt eine Verbindung her zwischen der Kraftstoffkammer 58 und einer vertikalen Hauptkraftstoffquelle 64. Diese kann ein Haupt­ quellrohr 66 beinhalten, das mit Öffnungen 68 ausgestattet ist. Eine Leitung 70 stellt eine Verbindung zwischen dem oberen Bereich der Quelle 64 und dem Inneren der Auslaßdüse 50 her. Eine Entlüftungsleitung 72 mit einem Leitungsteil 74 und einer Dosier-Einschnürung 76 steht mit der Quelle gefilterter Luft und mit dem oberen Teil des Inneren des Quellrohres 66 in Verbindung. Eine Haupt-Dosierdrossel 78 sitzt oberhalb der Quelle 64, beispielsweise in Leitung 62, um die Menge des Kraftstoffes aus Kammer 58 zur Hauptquelle 64 zu dosieren. Wie allgemein bekannt, ist die Hauptspeicherkammer 58 vorzugsweise druck­ belüftet durch Umgebungsluft, beispielsweise durch einen Entlüftungs­ kanal 80, der von der Kammer 58 zum Einlaßende 36 des Einlaßkanales 34 führt.

Das Kraftstoff-Leerlaufsystem, wie im vorliegenden Ausführungs­ beispiel dargestellt, umfaßt eine geeichte Dosierdrossel 82. Diese stellt eine leitende Verbindung her zwischen dem Kraft­ stoff 60 in der Vorratskammer 58 und einem im wesentlichen aussteigenden Kanal 84. Kanal 84 steht an seinem oberen Ende in Verbindung mit einem zweiten, ebenfalls im wesentlichen senkrechten Kanal 86. Das untere Ende dieses Kanals 86 wiederum mündet in einen im Ausführungsbeispiel horizontalen Kanal 88 ein, der sich dort nach beiden Seiten erstreckt. An diesem Kanal 88 ist ein Kanal 90 angeschlossen, der sich nach unten erstreckt und der an seinem unteren Ende mit dem Einlaßkanal 34 über eine Öffnung 92 in Verbindung steht. Der wirksame Durchmesser dieser Öffnung 92 läßt sich einstellen; dies ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels eines Nadelventils 94 vorzunehmen; die Nadel ist hierbei in das Gehäuse 32 des Vergasers eingeschraubt. Wie im Ausführungsbeispiel dargestellt und wie auch allgemein bekannt, endet Kanal 88 in einer Auslaß­ öffnung 96, die in vertikaler Richtung langgestreckt ist. Diese Öffnung 96 ist im wesentlichen einer Kante der Drossel­ klappe 52 gegenüberliegend angeordnet, und zwar dann, wenn diese Drosselklappe in unterdrückter Leerlauf- oder Geschlossen- Stellung ist. Öffnung 96 wird in der Fachsprache oft als Über­ gangsschlitz bezeichnet, mit welchem beim Übergang der Drossel­ klappe in eine Stellung größerer Öffnung die Durchsatzfläche zum Durchströmen des Kraftstoffes zur Unterseite der Drossel­ klappe 52 gesteigert werden kann.

Kanal 98, der mit einer geeichten Dosierdrossel 100 versehen ist, stellt eine Verbindung zwischen einem oberen Teil von Kanal 86 sowie einer Quelle atmosphärischer Luft her, die letztere bestehend aus dem Einlaßende des Einlaßkanals 54.

Der stark verringerte Druckbereich unterhalb der Drosselklappe verursacht bei Leerlaufbetrieb des Motors einen Kraftstofffluß aus der Kraftstoff-Vorratskammer 58 durch die Drossel 82 und in Richtung nach oben durch den Kanal 84. An dessen oberem Ende mischt sich der Kraftstoff mit der aus Kanal 98 und durch Drossel 100 hindurchgetretenden Luft. Sodann wird das Kraftstoff- Luftgemisch durch Kanal 86 nach unten gesaugt und schließlich durch die Kanäle 88 und 90 abgegeben, hinter der Drosselklappe 52, durch die wirksame Öffnung des Auslasses 92.

Während des Aus-Leerlauf-Betriebes wird die Drosselklappe 52 in Öffnungsrichtung bewegt. Hierdurch wird die besagte Kante der Drosselklappe im Sinne eines Öffnens verschoben, so daß ein größerer Teil des Auslaßschlitzes 96 dem hinter der Drosselklappe herrschenden Vakuum freigegeben wird. Dies hat wiederum zur Folge, daß eine höhere Menge dosierten Leerlauf-Kraftstoffes durch die Öffnung 96 strömt. Bei noch weiterem Öffnen der Drosselklappe 52 und weiterem Ansteigen der Motordrehzahl steigt auch die Geschwindigkeit des durch den Einlaßkanal 34 hindurch­ gesetzten Luftstromes, bis schließlich ein Punkt erreicht ist, bei welchem das demgemäß entstehende Venturi-Vakuum genügend groß ist, um das zuvor beschriebene Haupt-Dosiersystem in Betrieb zu setzen.

Die hier offenbarte und beschriebene Erfindung gibt zusätzlich zu den zuvor angegebenen Mitteln Maßnahmen zum Regeln und/oder Verändern jener Dosiereigenschaften an, die weiterhin noch von den zuvor beschriebenen Flüssigkeitskreislauf-Konstanten be­ stimmt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind außer anderen miteinander zusammenarbeitenden Elementen Ventile 102 und 104 vorgesehen, mit denen derartige Kontroll- und/oder Änderungsaufgaben durchgeführt werden können.

Ventil 102 umfaßt in seinem Volumen einstellbare, aber genau definierte Kammern 106 und 108. Diese sind durch eine druck­ empfindliche Wand oder Membran 110 wirksam voneinander getrennt. Membran 110 ist ihrerseits mit einem Ventil 112 ausgestattet. Dabei ist der Ventilkörper derart mit der Membran verbunden, daß er sich bei Bewegung der Membran mit dieser mitbewegt. Der Ventilfläche 114 des Ventilkörpers 112 ist ein Ventilsitz 116 eines Einsatzes 118 zugeordnet. Hierdurch läßt sich der wirksame Querschnitt durch dieses Ventil 112/118 klar definieren, zugleich hiermit das Maß, in welchem der obere Teil von Kanal 86 mit der Kammer 108 in Verbindung steht. In Kammer 106 ist ein nachgiebiges Element vorgesehen, hier in Gestalt einer Druck­ feder 120. Dieses dient dazu, auf Membran 110 ständig einen Druck auszuüben und damit den Ventilkörper 112 mit seiner Ventilfläche 114 ständig gegen den Ventilsitz 116 anzudrücken, so daß also dieses Ventil völlig geschlossen ist. Wie man sieht, steht Kammer 108 mit der umgebenden Atmosphäre in Ver­ bindung, und zwar im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine geeichte Drossel 122 sowie über Kanal 98. Sieht man einmal von den gesamten Arbeitsbedingungen ab, so ergibt sich folgendes:

Ungeachtet des ausgewählten Differentials zwischen dem Vakuum P _m und dem Druck P _a in Vorratskammer 58 kann der Grad der Anreicherung von Kraftstoff, der vom Leerlauf-Kraftstoff- Dosiersystem geliefert wird, lediglich durch Bewegen des Ventil­ körpers 112 in Richtung auf den Ventilsitz 116 zu oder von diesem Ventilsitz hinweg verändert werden. Dies bedeutet für jegliches gegebenes Druckdifferential, daß umso mehr Luft dem Leerlaufkraftstoff aus Kanal 84 in Kanal 86 zugeführt wird, je größer die wirksame Öffnung des aus Ventilkörper 112 und Ventil­ sitz 116 bestehenden Ventils ist. Wegen der proportional größeren Menge des durchgesetzten Kraftstoffs wird der Fettheitsgrad des Kraftstoff-Luftgemisches, welches durch den Einlaßkanal 34 und in die Einlaßleitung 26 geführt wird, verringert. Umgekehrt gilt auch folgende: In dem Maße, in dem das Ventil 112/116 ge­ schlossen wird, bis zum völligen Schließen, hängt die Gesamt­ durchsatzmenge von Leerlaufluft mehr ab von der vergleichs­ weise verringerten wirksamen Durchlaßfläche von Drossel 100. Hierbei wird der Durchsatz an Leerlaufluft proportional ver­ mindert und der Durchsatz an dosiertem Leerlaufkraftstoff proportional erhöht. Demgemäß ist hiermit ein Anstieg des Fett­ heitsgrades des durch Einlaßkanal 34 in die Einlaßleitung 26 strömenden Kraftstoff-Luft-Gemisches verbunden.

Ventil 104 weist je eine untere und eine obere regelbare Kammer 124 und 126 auf. Beide Kammern sind wiederum durch eine druckabhängige Wand oder Membran 128 voneinander getrennt. Diese Membran 128 trägt einen Ventilkörper 130, der zusammen mit der Membran 128 deren Bewegungen mitmacht. Der untere Teil von Kammer 126 wird aus einer Glocke 129 gebildet. Diese dient als Führung für die vertikale Bewegung des Ventilkörpers 130. Kammer 126 ist durch eine Entlüftungsöffnung 132 an atmosphärischen Druck P _a angeschlossen.

Eine erste Druckfeder 134 ist innerhalb der Kammer 124 ange­ ordnet. Diese wirkt auf Membran 128 und damit auf den Ventil­ körper 130 in Richtung nach unten. Eine zweite Feder 136 ist auf den Ventilkörper 130 aufgeschoben; diese stützt sich mit ihrem einen Ende gegen die Glocke 129, mit ihrem anderen Ende gegen einen Bund 138.

Ventilkörper 130 trägt an seinem unteren Ende einen Ventil­ stöpsel 140 mit einer Ventilfläche 142, die mit einem Ventilsitz 144 zusammenarbeitet. Über dieses Ventil läßt sich eine Ver­ bindung zwischen der Kammer 58 und einem kammerartigen Raum 146 herstellen. Dieser wiederum steht über eine geeichte Drossel 148 mit einem Kanal 150 in Verbindung mit einem Teil des Haupt­ dosiersystems unterhalb der Hauptdosierdrossel 78. Wie darge­ stellt, kann eine solche Verbindung an geeigneter Stelle inner­ halb des Hauptstandrohres 64 vorgenommen sein. Eine weitere Feder 147 in dem kammerartigen Raum 146 drückt gegen Ventil­ stöpsel 142 und Ventilkörper 130 in Richtung nach oben.

Claims (2)

1. Luft-Brennstoff-Verhältnisregelsystem für das Leerlauf- und das Hauptbrennstoffsystem eines Vergasers einer Brennkraftmaschine mit Meßfühlern zur Erfassung von Betriebsparametern und mit einer elektronischen Steuerschaltung, die aus den zugeführten Signalen der Meßfühler ein Ausgangssignal bildet, mit dem im Leerlauf­ system ein erstes Schaltventil zur Steuerung von Emulgierluft und im Hauptsystem ein zweites Schaltventil zur Steuerung von Zusatzbrennstoff ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Schaltventil (102, 104) vom Unterdruck im Saugrohr beaufschlagt werden, wobei der Unterdruck durch ein Steuerventil (172) entsprechend des Ausgangssignales der elektronischen Schaltung (160) moduliert wird.

2. Luft-Brennstoff-Verhältnisregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Saugrohr (26) entnommene Unterdruck über eine Unterdruckversorgungsleitung (192) mit einer in dieser eingesetzten Druckspeicherkammer (188) dem Druckumsetzventil zugeführt wird.