<Desc/Clms Page number 1>
Zweitaktvergaserbrennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge, insbesondere mit Gemischschmierung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweitaktvergaserbrennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge, insbe- sondere mit Gemischschmierung.
Die Abgase von Brennkraftmaschinen können infolge unvollständiger Verbrennung sowohl wegen Bil- dung vonCO giftig, als auch wegenBildung von Aldehyden und Stickoxyden geruchbelästigend und augenrei- zend sein. Beim Viertaktmotor werden diese schädlichenstoffe am zweckmässigsten durch Nachverbrennung sowohl in reinen Brennkammer- als auch katalytisch wirkenden Geräten beseitigt. wobei der für die Verbren- nung notwendige Sauerstoff, gegebenenfalls durch eine Pumpe, zugesetzt werden muss. Eine Vernichtung derschädlichenAuspuffgase wieKohlenmonoxyd usw. kanndurch Verwendung einer Nachverbrennungsanlage erreicht werden.
Um für die Nachverbrennung genügend Sauerstoff zu haben, ist ein sich erweiternder Teil desindieNachverbrennungsanlageführendenRohresmiteinem Lufteinlassrohr versehen, auf dem ein Luft- filter sitzt.
Für Zweitaktbrennkraftmaschinen mit geringer Zylinderzahl, wie sie in Kraftfahrzeugen üblich ist, ist eine solche Anlage unbrauchbar. Die Schwingungen in der Abgasanlage stören die Wirkung der Injektor- anlage.
Es sind auch zwei verschiedene Vorrichtungen bekannt, die die Schädlichkeit der Abgase von in Kraft- fahrzeugen verwendetenBrennkraftmaschinen dadurch verringern, dass während des Verzögerungsvorganges mit geschlossener Drosselklappe auch die Leerlaufdüse durch ein elektrisch betriebenes Ventil geschlos- sen wird. Eine Zufuhr von Brennstoff in die Brennkraftmaschine und eine Ansammlung von Kraftstoff in der
Auspuffanlage ist damit verhindert. Auch ist bekannt, an Zweitaktbrennkraftmaschinen einen Katalysator an- zuschliessen, Ferner ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Brennstoffzufuhr überhaupt abgeschaltet wird, also nicht nur die zum Leerlaufdüsensystem.
Hiebei dient die elektromagnetische Steuerung nur zur Unterstützung einer Unterdrucksteuerung, die beide im gleichen Sinne wirken.
Es ist schliesslich bekannt, Vergaserbrennkraftmaschinen je nach ihrem Verwendungszweck auch mit Luftüberschuss X > 1 zu betreiben und das Mischungsverhältnis innerhalb des Bereiches der Zündkerzen während des Betriebes zu verändern.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei Zweitaktbrennkraftmaschinen mit Vergaser die Nachverbrennung der Abgase mit einfachen Mitteln zu ermöglichen.
Das Neue besteht darin, dass in der Auspuffanlage ein vom Abgas durchströmter Katalysator oder ein Nachverbrennungsgerät unter Vermeidung einer zusätzlichen Luftzufuhr von aussen angeordnet ist und dass zum Abschalten der Leerlaufkraftstoffdüse im Schubbetrieb bei Luftüberschuss mit einem Luftfaktor X grösser als 1, in dieser Leerlaufkraftstoffdüse ein von einem Elektromagneten betätigbares Ventil vorgesehen ist. Der Fanggrad für Kohlenwasserstoffe der Kurbelkammer, des Zylinders und der Auspuffanlage ist herabgesetzt. In der Kurbelkammer, im Zylinder und in der Auspuffanlage einer Zweitaktbrenn- kraftmaschine reicher sich nämlich Kraftstoff- und Ölmengen an, die mit dem zugeführten Luftanteil in einer Katalysatoranlage ohne zusätzliche Luftzufuhr von aussen nicht nachverbrannt werden können.
Erfindungsgemäss wird zusätzlicher Sauerstoff aus der Luft dadurch zugeführt, dass statt des Luftbrenn- stoffgemisches nur die Brennstoffzufuhr allein bei der Leerlaúfstellung der Drosselklappe im Schubbetrieb
<Desc/Clms Page number 2>
abgeschaltet wird, die Luftzufuhr jedoch erhalten bleibt. Im Schubbetrieb wird also in bekannter Weise keinBrennstoff, jedoch in neuartiger Weise Luft zugeführt. Bei der folgenden Nachverbrennung, wenn die
Maschine wieder unter Last arbeitet, ist zusätzlich. ein Sauerstoffvorrat vorhanden. Dieser verhindert die
Bildung von giftigen oder schädlichen Bestandteilen im Abgas.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Feder des in der Leerlaufkraftstoffdüse angeord- neten Ventils am Ende der Nadel vorgesehen. Die Vorrichtung ist damit leicht instandzuhalten und be- triebssicher.
Die Haltbarkeit des Ventils wird dadurch gesteigert, dass nach einem Merkmal der Erfindung eine den
Elektromagneten durchstossende unmagnetische Nadel mit einem Ventil aus Stahl angeordnet ist.
NebeneinergutenAbdichtunggegen die Aussenluft dient nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Schutzkappe für die Feder zugleich zur Befestigung für die Leitung, die einen Teil des Stromkreises bildet.
Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, dass im Kupplungsgestänge ein Schalter angeordnet ist, dessen Einschaltung durch eine Feder erfolgt und der den Stromkreis zur Betätigung des in der Leer- laufkraftstoffdüse angeordneten Ventils beim Ausrücken der Kupplung unterbricht. Beim Treten der Kupp- lung ist also die Brennstoffzufuhr zum Vergaser bereits wieder freigegeben, so dass für den meist daran anschliessenden Schaltvorgang im Vergaser genügend Brennstoff ist, um eine schnelle Beschleunigung der Brennkraftmaschine zu ermöglichen. Anderseits wird durch die Feder automatisch der Stromkreis un- terbrochen, wenn die Betätigung der Kupplung aufhört. Es sind die Vorteile der Brennstoffanreicherung vor dem Schaltvorgang mit der Überreicherung an Luft der Auspuffanlage imSchubbetrieb verbunden.
Schliesslich kann es vorteilhaft sein, die Hauptdüse durch einen an sich bekannten barometrischen Höhenkorrektor zu regeln. Auch diese Massnahme verhindert eine Überreicherung von unverbrannten Bestandteilen in der Auspuffanlage.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Fig. l gibt schematisch einen Überblick über den Sauerstoffgehalt des Abgases an einer Viertaktbrennkraftmaschine, Fig. 2 über den Sauerstoffgehalt einer Zweitaktbrennkraftmaschine. Fig. Szeigtschematisch eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit geregelter Mischungsschmierung und Katalysator in der Auspuffanlage, Fig. 4 zeigt ein Leerlaufabsperrventil und die Schaltanordnung dazu.
In den Zylinder 1 der Viertaktbrennkraftmaschine wird Frischgas 2 mit zirka 20% Sauerstoff geführt.
Dieser Sauerstoff wird im Zylinder 1 fast restlos verbrannt, so dass sich im Abgas 3 nur noch 0, 4 - 0, 60/0 Sauerstoff befinden.
Bei einer Zweitaktbrennkraftmaschine wird dem Zylinder 4 ebenfalls im Frischgas 5 zirka 20% Sauerstoff zugeführt. Infolge der Spülverluste durchlaufen aber zirka 3, 5%-6* Sauerstoff den Arbeitsprozess und verbleiben infolgedessen im Abgas 6.
Nach einem Ausführungsbeispiel treibt die Zweitaktbrennkraftmaschine 7 ein last-bzw. drehzahlgeregeltes Pumpenaggregat 8 an, das in den nicht dargestellten Vergaser Öl inder jeweils notwendigenMenge fördert. Die Abgase treten durch das Auspuffrohr 9 in eine als Katalysator bzw. Nachverbrennungsgerät ausgebildete Auspuffanlage 10. Durch die gleichzeitige Anwendung von mindestens einer Massnahme zur Erhöhung des Luftkraftstoffverhältnisses z. B. einer geregelten Mischungsschmierung und eines Katalysators bzw. Nachverbrennungsgerätes in der Auspuffanlage wird in Verbindung mit der durch den hohen Sauerstoffgehalt des Abgases erzielten hohen Abgastemperatur eine wirksame Nachverbrennung eingeleitet und so die Bildung von CO, Aldehyden oder Stickoxyden herabgesetzt.
Die Leerlaufdüse 11 wird im Schub mit einem Ventil 12 abgeschaltet, das. durch einen Elektromagneten 13 schliessbar ist. Das Ventil 12 ist durch eine Feder 14 im Sinne des Ausheben belastet. Der Elektromagnet 13 ist in einem Stromkreis 15 mit der Batterie 16 verbunden. Ferner sind ein Schalter 17 und ein Schalter 18 im Stromkreis 15 angeordnet. Der Schalter 18 wird durch eine nicht dargestellte Feder geschlossen gehalten und wird im Falle des Ausführungsbeispieles beim Treten des Kupplungspedals 19 betätigt und so der Stromkreis 15 unterbrochen. Der Reglerschalter 17 wird ebenfalls durch eine nicht dargestellte Feder geschlossen gehalten und durch einen Elektromagneten 20, der nur bei Leerlaufdrehzahl in bekannter Weise mit Strom beschickt wird, geöffnet.
Läuft die Zweitaktbrennkraftmaschine im Leerlauf, dann steht der Elektromagnet 20 unter Strom urd hebt den Schalter 17 aus. Statt eines Elektromagneten 20 können auch äquivalente Mittel, wie eine vom Unterdruck beaufschlagte Membran, ein Fliehkraftregler oder ein z. B. durch die Zündfunken impulsgesteuerter Regler verwendet werden. Dadurch wird der Elektromagnet 13stromlosunddieFeder 14 hebt das Ventil 12 von der Leerlaufdüse 11. Es kann also Kraftstoff für den Leerlaufbetrieb in das Saugrohr der Zweitaktbrennkraftmaschine 7 gelangen.
<Desc/Clms Page number 3>
Erhöht sich die Drehzahl der Zweitaktbrennkraftmaschine 7, dann wird der Elektromagnet 20 stromlos und die nicht dargestellte Feder schliesst den Schalter 17. Dadurch erhält der Elektromagnet 13 über den geschlossenen Stromkreis 15 Strom und schliesst gegen die Kraft der Feder 14 mit dem Ventil 12 die Leerlaufdüse 11. Die Feder 14 greift ausserhalb des Elektromagneten13 am Ende der das Ventil tragenden Nadel 21 an. Die unmagnetische Nadel 21, z. B. aus Messing, trägt an ihrem andern Ende das Ventil 12 aus Stahl. Die Schutzkappe 22 für die Feder 14 dient zugleich zur Befestigung für die Leitung 23.
Wird bei hoher Drehzahl beispielsweise zum Schalten das Kupplungspedal 19 getreten, so wird der Stromkreis 15 durch den Schalter 18 unterbrochen. Der Elektromagnet 13 wird stromlos und das Ventil 12 wird von der Feder 14 ausgehoben, so dass vom Augenblick an, wo das Kupplungspedal getreten wird, die Leerlaufdüse 11 geöffnet ist und der Zweitaktbrennkraftmaschine 7 bzw. deren Kurbelgehäusepumpen bei verhältnismässig hoher Drehzahl Kraftstoffluftgemisch zugeführt wird. Die bisher nicht brennfähigeLadung in den Kurbelkammerpumpen wird dadurch bis zum Erreichen der Leerlaufdrehzahl mit brennfähigem Gemisch gefüllt, so dass, wenn die Zweitaktbrennkraftmaschine 7 die Leerlaufdrehzahl erreicht, diese fehlerfrei eingehalten wird.
EMI3.1
tor angeordnet.
Dieser bewirkt, dass in jeder Höhenlage der Zweitaktbrennkraftmaschine 7 das richtige Verhältnis von Luft zu Kraftstoff zugeführt wird und darüber hinaus, dass der Luftüberschuss in der Nach- verbrennungsanlage bzw. dem Katalysator 10 vergrössert wird und auch dadurch die Giftigkeit bzw. die Bildung von Aldehyden und Stickoxyden in der Auspuffanlage verringert bzw. ganz verhindert wird, PATENTANSPRÜCHE :
1. Z weitaktvergaserbrennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge, insbesondere mit Gemischschmierung, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auspuffanlage (10) ein vom Abgas durchströmter Katalysator oder ein Nachverbrennungsgerät unter Vermeidung einer zusätzlichen Luftzufuhr von aussen angeordnet ist und dass zum Abschalten der Leerlaufkraftstoffdüse (11) im Schubbetrieb bei Luftüberschuss mit einem Luftfaktor x grösser als 1, in dieser Leerlaufkraftstoffdüse (11) ein von einem Elektromagneten (13) betätigbares Ventil (12) vorgesehen ist.
2. ZweitaktvergaserbrennkraftmaschinenachAnspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (14) des in der Leerlaufkraftstoffdüse (11) angeordneten Ventils (12) am Ende der Nadel (21) vorgesehen ist.