DE1751663B - Startvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Startvorrichtung für eine selbstzündende luftverdichtende Brennkraftmaschine für den wahlweisen Betrieb mit zündwilligen oder zündunwilligen Kraftstoffen, mit einer Vorrichtung für die Zumischung von Abgas zur Ansaugluft, wobei bei Betrieb mit zündwiiüqen Kraftstoffen die Abgaszumischung abschaltbar ist (»Abgaszumischung geschlossen«) und bei Betrieb mit zündunwilligen Kraftstoffen die Menge der der Ansaugluft zugemischten Abgase in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine selbsttätig veränderbar ist (»Abgaszumischung geregelt«).

Von Hand sowie selbsttätig geregelte Vorrichtungen für die Zumischung von Abgas zur Ansaugluft sind bekannt, z. B. durch die deutsche Auslegeschrift t 211 437. Bei diesen bekannten Vorrichtungen sind keine besonderen Vorkehrungen zur Berücksichtigung der Verhältnisse bei Start der Brennkraftmaschine getroffen. Die erfinderische Erkenntnis hat jedoch gezeigt, daß die Rückführung von Abgas dem Zustandekommen der ersten Zündungen bei einer solchen Brennkraftmaschine abträglich ist. Dies rührt daher,

So daß das Abgas während des Anlassens nicht nur keine Wärme liefert, sondern auch unverbrannten Kraftstoff in Nebelform enthält, der Sauerstoffmangel im Verbrennungsraum verursacht und damit das Zustandekommen von Selbstzündungen behindert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art ein einwandfreies Start- und Hochlaufverhalten unter Vermeidung der geschilderten Nachteile zu verleihen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für den Betrieb mit zündunwilligen Kraftstoffen drei Stellungen oder Zustände (kurz »Stellungen«) der Abgasztimischvorrichtuno vorgesehen sind und zwar:

erstens: »Abgaszumischung geschlossen«,
zweitens: »Abgaszumischung voll geöffnet«,
drittens: »Abgaszumischung geregelt«,
wobei die erste Stellung dem Anlassen der Brennkraft-

maschine zugeordnet ist, die zweite Stellung dem Bereich zwischen Anlassen und Erreichen der Betriebswürme und die dritte Stellung dem Lauf der betriebswarmen Maschine, und wobei mindestens die Umschaltung von der ersten Stellung auf die zweite Stellung selbsttätig erfolgt.

Dadurch wird die Zumischung von Abgas zur Ansaugluft während der ersten Sekunden des Betriebes verhindert, wodurch die geschilderten Nachteile vermieden und somit die nach Lage der Dinge günstigsten Bedingungen für das Zustandekommen von Selbstzündung des eingespritzten zündunwilligen Kraftstoffes geschaffen werden. Anschließend wird die Aufrechterhaltung der Zündungen beim Hochlaufen durch maximale Zumischung von nunmehr warmem Abgas nach Kräften gefördert, während darauf nach genügender Erwärmung der Brennkraftmaschine nur die für den jeweiligen Betriebszustand erforderliche Wärmezufuhr aus dem Abgas verwirklicht wird.

Zweckmäßig geschieht die Betätigung des Ventils zur Zumischung des Abgases zur Ansaugluft durch ein von einer Pumpe erzeugtes Druckmittel. Dadurch läßt sich insbesondere die Regelung der Abgaszumischung und der selbsttätige Übergang von einer in die andere Stellung der Abgaszumisch\orrichtung leicht bewerkstelligen.

Die Vorrichtung zur Zumischung von Abgas zur Ansaugluft wird zweckmäßig gesteuert durch ein L'mschaltorgan nach Art eines Dreistellungshahnes, dem von der Pumpe Druckmittel zugeführt wird, wobei in einer ersten Stellung des Hahnes das Druckmittel abgesperrt ist, während es in einer zweiten Hahnstellung einem Betätigungszylinder zugeführt wird, der die Vorrichtung zur Zumischung von Abgas zur Ansaugluft öffnet, und wobei in einer dritten Stellung des Hahnes das Druckmittel über ein vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine beeinflußtes Regelorgan zu dem Betätigungszylinder gelangt.

Der selbsttätige Übergang von der ersten in die zweite Stellung der Vorrichtung für die Zumischung von Abgas zur Ansaugluft kann vorteilhaft dadurch geschehen, daß die Zuführung des Druckmittels zum Betätigungszylinder über eine Drosselstelle erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß die Vorrichtung in den ersten Sekunden des Betriebes geschlossen bleibt und anschließend selbsttätig geöffnet wird, wenn sich der für die Beaufschlagung des Betätigungszylinders erforderliche Druck über die Drosselstelle hinweg aufgebaut hat.

Ein selbsttätiger Übergang von der zweiten in die dritte Stellung der Vorrichtung für die Zumischung von Abgas zur Ansaugluft kann vorteilhaft dadurch geschehen, daß ein L'mschaltorgan nach Art eines Zweistellungshahnes vorgesehen ist, dem von der Pumpe Druckmittel zugeführt wird, welches in einer ersten Stellung des Hahnes abgesperrt ist, während es in einer zweiten Stellung des Hahnes sowohl über ein vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine beeinflußtes Regelorgan als auch über eine das Regelorgan überbrückende Leitung zu einem Betätigungszylinder gelangen kann, der die Vorrichtung zur Zumischung von Abgas zur Ansaugluft bei Beaufschlagung öffnet, wobei sich in der Überbrückungsleitung ein Absperrglied befindet, das bei betriebswarmer Brennkraftmaschine geschlossen ist.

Die vorstehend erwähnte Pumpe ist im allgemeinen die Schmierölpumpe der Brennkraftmaschine. Es ist aber aus Gründen einer möglichst weitgehenden Temperalurunabhängißkeit der hydraulischen Vorgänge zweckmäßig, mit einem besonderen vom Mcitorschmierölsystem getrennten Hydrauliksystem für die Steuerung des Betätigungszylinders zu arbeiten, d. h. mit einer Hydraulikflüssigkeit, deren Viskosität nahezu temperaturunabhängig ist. Vorteilhaft wird ein ständiges Mitlaufen der Pumpe bei allen Betriebsarten dadurch vermieden, daß eine ausrückbare Kupplung vorgesehen ist, die bei Betrieb mit zündwilligem Kraftstoff den Pumpenantrieb unterbricht, hingegen bei Betrieb mit zündunwilligem Kraftstoff den Antrieb der Pumpe bewirkt, wobei der Betätigungszylinder für die Vorrichtung zur Zumischung von Abgas zur Ansaugluft sowohl über ein vom Betriebzustand der Brennkraftmaschine beeinflußtes Regelorgan als auch über eine das Regelorgan überbrückende Leitung mit der Pumpe verbunden ist und sich in der Überbrückungsleitung ein Absperrglied befindet, das bei betriebswarmer Brennkraftn.aschine geschlossen ist.

ίο Bei den Alisführungsarten der Startvorrichtung, bei denen der Übergang von der zweiten zur dritten Stellung selbsttätig unter dem Einfluß des bei betriebswarmer Brennkraftmaschine geschlossenen Absperrgliedes erfolgt, kann mit Vorteil auch der Übergang von der ersten zur zweiten Stellung ebenfalls selbsttätig dadurch erfolgen, daß sirh in der Überbrückungsleitung außer dem Absperrglied noch eine Drosselstelle befindet.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine Bauart, bei der das Umschaltorgan ein Dreistellungshahn ist:

F i g. 2 zeigt eine Bauart, bei der das Umschaltorgan ein Zweistellungshahn ist, und

F i g. 3 zeigt eine Bauart, mit aisrückbarer Kupplung im Antriebsweg der Druckmittelpumpe.

Die nicht dargestellte Brennkraftmaschine für den wahlweisen Betrieb mit zündwilligen oder zündunwilligen Kraftstoffen, in der Fachsprache »Vielstoffmotor« genannt, ist mit einer Vorrichtung 1 für die Zumischung von Abgas zur Ansaugluft versehen, die aus einem in ein Teilstück 2 der Einlaßleitung eingebauten Ventil 3 besteht, das eine Verbindungsöffnung 4 beherrscht, durch die Abgase in Richti":g der eingezeichneten Pfeile aus dem Teilstück 5 der Auslaßleitung überströmen und sich mit der Ansaugluft der Brennkraftmaschine mischen können. Das Ventil 3 kann durch den Betätigungszylinder 6 geöffnet werden, wenn dieser mit Druckmittel beaufschlagt ist, das von der Pumpe 7 in Stellung II des Dreistellungshahnes 8 über das Regelorgan 9, oder in der Stellung I (F i g. 1) des Hahnes 8 über die Drosselstelle 10 r.nd die Umgehungsleitung 11, zuströmen kann. Die F:der 12 schließt das Ventil 3, wenn der Hahn 8 in Stellung D steht oder wenn das Regelorgan 9 den Durchfluß gesperrt oder stark gedrosselt hat, oder wenn sich beim Anlassen über die Drosselstelle 10 hinweg noch kein zur Überwindung der Kraft der Feder 12 ausreichender Druck in dem Betätigungszylinder 6 aufgebaut hat.

So Die Drc3selstelle 13 in der Rücklaufleitung 14 zu dem nicht dargestellten Öl- bzw. Hydraulikflüssigkeitsbehälter hat einen kleineren Querschnitt als die Drosselstelle 10, so daß sich in dem Betätigungszylinder 6 auch dann Druck aufbauen kann, wenn die

zum Regelorgaii 9 führende Leitung 15 abgesperrt und die Leitung 11 offen ist. Der Durchgangsquerschnitt des Regelorgans 9 (wenn es voll geöffnet ist) ist größer als der Querschnitt der Drosselstelle 13. Das Regel-

organ 9, in dem dargestellten Beispiel ein vollkommen entlasteter Steuerschieber, ist mit einem den Betriebszustand der Brennkraftmaschine indizierenden Bauteil, beispielsweise mit der Regelstange 16 der Einspritzpumpe, verbunden.

Bei den Bauarten gemäß F i g. 2 und 3 ist in die Leitung 11 ein Absperrglied 17 eingeschaltet, das normalerweise offen ist, aber durch das Dehnstoffelement 18 bei betriebswarmer Brennkraftmaschine geschlossen wird. Bei der Ausführung nach F i g. 2 ist als Umschaltorgan ein Auf-Zu-Hahn 19 und bei Ausführung nach F i g. 3 eine Schaltkupplung 20 vorgesehen. Die Pumpe 7 kann bei den Bauarten nach F i g. 1 und 2 die Schmierölpumpe der Brennkraftmaschine sein. Bei der Bauart gemäß F i g. 3 ist die Pumpe 7 eine vom Motorschmiersystem unabhängige Hydraulikpumpe.

Die Wirkungsweise der drei beschriebenen Vorrichtungen ist folgende:

In der Stellung D der Umschalthähne 8 und 19, bzw. bei ausgerückter Kupplung 20, kann kein Druckmittel zu dem Betätigungszylinder 6 gelangen und das Ventil 3 bleibt geschlossen. Diese erste Stellung ist für den Betrieb mit zündwilligem Kraftstoff, d. h. mit Gasöl oder Dieselöl, bestimmt.

Soll zündunwilliger Kraftstoff, z. B. Benzin, verwendet werden, so wird der Hahn 8 bzw. 19 vor dem Start in die Stellung I gebracht, bzw. die Kupplung 20 eingerückt. Beim Anwerfen der Brennkraftmaschine beginnt die Pumpe 7 zu fördern und das Druckmittel gelangt über die Drosselstelle 10, das geöffnete Absperrglied 17 (nur in F i g. 2 und 3) und die Leitung 11 zu dem Betätigungszylinder 6, und zwar — im Rahmen der Erfindung — unter dem Einfluß der

ίο Drosselstelle 10 verzögert, so daß das Ventil 3 erst nach Ablauf des Anlaßvorganges, wenn die ersten Zündungen der Brennkraftmaschine auftreten, geöffnel wird. Die Brennkraftmaschine erreicht anschließend ihre volle Drehzahl, wobei die reichliche Wärme-

1$ zufuhr aus dem Abgas in die Ansaugluft über das voll geöffnete Ventil 3 das Aussetzen der Zündungen verhindert. Ist die Maschine genügend warm gelaufen, se wird der Dreistellungshahn 8 in die Stellung II gebracht bzw. das Absperrglied 17 automatisch durch

ao das beispielsweise von der erwärmten Kühlluft beein flußte Dehnstoffelement 18 geschlossen. Das Regel organ 9 regelt nunmehr die Abgaszumischung, unc zVar wird das Ventil 3 bei niedriger Belastung mehl geöffnet als bei hoher Belastung der Brennkraft

as maschine.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Startvorrichtung für eine selbstzündende, luftverdichtende Brennkraftmaschine für den wahlweisen Betrieb mit zündwilligen oder zündunwilligen Kraftstoffen, mit einer Vorrichtung für die Zumischung von Abgas zur Ansaugluft, wobei bei Betrieb mit zündwilligen Kraftstoffen die Abgaszumischung abschaltbar ist (»Abgaszumischung ι··> geschlossen«) und bei Betrieb mit zündunwilligen Kraftstoffen die Menge der der Ansaugluft zugemischten Abgase in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine selbsttätig veränderbar :t (»Abgaszumischung geregelt«), dadurch gekennzeichnet, daß für den Betrieb mit zündunwilligen Kraftstoffen drei Stellungen oder Zustände (kurz »Stellungen«) der Abgas-Zumischvorrichtung vorgesehen sind, und zwar

erstens: »Abgaszumischung geschlossen«,
zweitens: »Abgaszumischung voll geöffnet«,

und
drittens: »Abgaszumischung geregelt«,

wobei die erste Stellung dem Anlassen der Brennkraftmaschine zugeordnet i"., die zweite Stellung dem Bereich zwischen Anlassen und Erreichen der Betriebswärme und die dritte Stellung dem Lauf der betriebswarmen Maschine, und wobei mindestens die Umschaltung von der ersten Stellung auf die zweite Stellung selbsttätig erfolgt.

2. Startvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Ventils (3) zur Zumischung des Abgases zur Ansaugluft durch ein von einer Pumpe (7) erzeugtes Druckmittel erfolgt.

3. Startvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschaltorgan nach Art eines Dreistellungshahnes (8) vorgesehen ist, dem von der Pumpe (7) Druckmittel zugeführt wird, wobei in einer ersten Stellung (Z?) des Hahnes (8) das Druckmittel abgesperrt ist, während es in einer zweiten Hahnstellung (Z) einem Betätigungszylinder (6) zugeführt wird, der die Vorrichtung (1) zur Zumischung von Abgas zur Ansaugluft öffnet, und wobei es in einer dritten Stellung (II) des Hahnes das Druckmittel über ein vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine beeinflußtesRegplorgan (9) zu dem Betätigungszylinder gelangt.

4. Startvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Druckmittels zum Betätigungszylinder (6) in der zweiten Stellung (I) des Hahnes (8) über eine Drosselstelle (10) erfolgt,

5. Startvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschaltorgan nach Art eines Zweistellungshahnes (19) vorgesehen ist, dem von der Pumpe (7) Druckmittel zugeführt wird, welches in einer ersten Stellung (D) des Hahnes (19) abgesperrt ist, während es in einer zweiten Hahnstellung (1) sowohl über ein vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine beeinflußtes Regelorgan(9) als auch über eine das Regelorgan Überbrückende Leitung (11) zu einem Betätigungszylinder (6) gelangen kann, der die Vorrichtung (1) zur Zumischung von Abgas zur Ansaugluft bei Beaufschlagung öffnet, wobei sich in der Überbrückungsleitung ein Absperrglied (17) befindet, das bei betriebswarmer Brennkraftmaschine geschlossen ist,

6. Startvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine ausrückbare Kupplung (20) vorgesehen ist, die bei Betrieb mit zündwilligem Kraftstoff den Pumpenantrieb unterbricht, hingegen bei Betrieb mit zündunwilligem Kraftstoff den Antrieb der Pumpe (7) bewirkt, wobei der Betätigungszylinder (6) für die Vorrichtung zur Zumischung von Abgas zur Ansaugluft sowohl über ein vom Betriebzustand der Brennkraftmaschine beeinflußtes Regelorgan (9) als auch über eine das Regelorgan überbrückende Leitung (11) mit der Pumpe (7) verbunden ist und sich in der Überbrückungsleitung (11) ein Absperrglied (17) befindet, das bei betriebswarmer Brennkraftmaschine geschlossen ist.

7. Startvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Überbrückungsleitung (11) außer dem Absperrglied (17) noch eine Drosselstelle (10) befindet.