DE1816232A1

DE1816232A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Verringerung des Kohlenwasserstoffgehalts der Maschinenabgase waehrend der Verzoegerung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE1816232A1
Application number: DE19681816232
Authority: DE
Inventors: Kenji Masaki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1968-03-30
Filing date: 1968-12-20
Publication date: 1969-10-16
Also published as: FR1599395A; DE1816232C3; GB1254458A; NL147509B; NL6901667A; US3590793A; DE1816232B2

Description

PATENTANWÄLTE Dr. D. Thomsen

Dipl.-Chem.

H. Tiedtke

Dipl.-Ing.

G. Bühling Dipl.-Chem.

8000 MÜNCHEN 2

TAL 33

TELEFON 0811/2268 94

TELEGRAMMADRESSE: THOPATENT

München 2o. Dezember 1968 case PG23-684 / T 2939

Nissan Motor Company, Limited Yokohama / Japan

Vorrichtung und Verfahren zur Verringerung des Kohlenwasserstoffgehalts der Maschinenabgase während der Verzögerung eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein System zur Verringerung des Kohlenwasserstoffgehalts der Abgase einer Kraftfahrzeug-Benzinmaschine, insbesondere ein System zur Steuerung sowohl des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines über die Stufen-Gemischzuführung eines Vergasers in die Maschine angesaugten Luft-Kraftstoffgemisches als auch der Höhe des Unterdrucks in der Ansaugleitung bei Verzögerung des Fahrzeugs.

Die Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen in Maschinenabgasen ist für die Automobilindustrie aus zwei Hauptgründen

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von lebhaftem Interesse: aus Gründen der Luftverunreinigung und der Sparsamkeit im Kraftstoffverbrauch. Zur Lösung der in Verbindung mit diesen beiden Faktoren auftretenden Probleme sind bisher zahlreiche Versuche unternommen worden, wobei man sich bemüht hat, die Leistungseigenschaften durch Steuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Maschinen-Kraftstoff« gemisches bei den Betriebsarten des Fahrzeugs zu verbessern. Bei den bekannten Verfahren und Systemen sind jedoch Schwierigkeiten aufgetreten, das Luft-Kraftstoffverhältnis auf einem geeigneten Wert zu halten, unabhängig von den sich stark unterscheidenden Fahrzuständen und ohne die Fahrtüchtigkeit des Fahrzeugs zu beeinträchtigen.

Der Betrieb eines Kraftfahrzeugs wird gewöhnlich in vier verschiedene Fahrzustände eingeteilt: Leerlauf, Beschleunigung, normale Fahrt und Verzögerung. Je nach der Betriebsart des Fahrzeugs ändert sich der Bereich des Kohlenwasserstoff gehalts im Abgas erheblich, wobei bisher durchgeführte Versuche an bei unterschiedlichen Betriebszuständen ausgestossenen Maschinenabgasen gezeigt haben, daß der Kohlenwasserstoffgehalt der Abgase den höchsten Wert während der Verzögerung aufweist. Dies beruht zum Teil darauf, daß der Vergaser nicht in der Lage ist, der Maschine ein Gemisch mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis zuzuführen, das eine ausreichende Verbrennung des Gemisches in der Verbrennungskammer der Maschine gestattet, und teilweise darauf, daß ungenügende Verbrennung und Fehlzündungen des Luft-Kraftstoffgemisches auftreten, die durch den erheblichen An-

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stieg des Unterdrucks in der Ansaugleitung bei der Verzögerung hervorgerufen werden. Um genügende Verbrennung des Gemisches während der Verzögerung zu erreichen, ist es daher wichtig, daß der Vergaser der Maschine ein Gemisch mit einem Luft-Brennstoff-Verhältnis zuführt, das zur Unterdrückung von teilweise verbranntem oder unverbranntem Gemisch in den Maschinenabgasen am besten geeignet ist, und daß ferner die Menge des der Maschine zugeführten Gemisches erhöht wird, um dadurch einen übermäßigen Anstieg des Unterdrucks in der Ansaugleitung während der Verzögerung zu verhindern. Tatsächlich bleibt jedoch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches in dem Vergaser während der Verzögerung des Fahrzeugs im wesentlichen unverändert gegenüber demjenigen Verhältnis, das bei Leerlaufbetrieb festgelegt ist, obwohl sich die Maschinendrehzahl und der Unterdruck in der Ansaugleitung bei Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit ändern. Deshalb ist es zur Verringerung des Kohlenwasserstoffgehalts der Maschinenabgase w.ährend der Verzögerung erforderlich, entweder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches für den Leerlaufbetrieb auf einen Wert herabzusetzen, der geeignet ist, eine ausreichende Verbrennung des Gemisches zu bewirken, oder eine Vorrichtung einzubauen, die in der Lage ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis unter einen bestimmten Wert zu steuern.

Die vorliegende Erfindung ist somit insbesondere auf Verbesserungen an Verbundvergasern für Kraftfahrzeug-Benzinmaschinen ausgerichtet, die sowohl einen auf seiner Sekundärseite vorgesehenen und während der Verzögerung des Fahrzeugs normalerweise " 9 0 9 8' 4 2. / 1 0' 9 2

unwirksamen Stufen-Gemischzuführungsweg als auch einen Langsamlauf-Gemischzuführungsweg umfaßt, der geeignet ist, der Maschine während des Leerlaufs eine bestimmte Gemischmenge, vorzugsweise mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis zwischen 14 und 15,zuzuführen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zur Verringerung der Menge von unverbranntem oder teilweise verbranntem Gas, oder genauer gesagt, des Kohlenwasserstoffgehalts der Abgase zu schaffen, die von der Verbrennungskam-< mer der Maschine während des Verzögerungsbetriebs, bei dem die Kohlenwasserstoffmenge zu einem erheblichen Anstieg gegenüber dem in den übrigen.Betriebszuständen des Fahrzeugs herrschenden Gehalt neigt, ausgestoßen werden.

Erfindungsgemäß läßt sich die in den Maschinenabgasen enthaltene Kohlenwasserstoff menge' dadurch verringern, daß der Maschine ein zusätzliches Luft-Kraftstoff-Gemisch durch wirksame Benutzung des Stufen-Gemischzuführungsweges während der Verzögerung zugeführt und dadurch die letztenendes von der Maschine angesaugte Gesamtmenge des Luft-Kraftstoff-Gemisches so erhöht wird, daß das Gemisch vorzugsweise auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis zwischen 12 und 13 angereichert wird.

Das der Erfindung dienende System hat die Eigenschaft, daß das in die Verbrennungskammer der Maschine gesaugte Luft-.

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Kraftstoff-Gemisch auf einem Wert gehalten werden kann, der "* nicht nur für die Verringerung des Kohlenwasserstoffgehalts der Maschinenabgase sondern auch für eine ausreichende Fahrtüchtigkeit während der Verzögerung des Fahrzeugs optimal ist, und daß die Durchflußgeschwindigkeit sowie das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches wahrend des Verzögerungsbetriebs völlig unabhängig von den übrigen Betriebsarten des Fahrzeugs reguliert werden.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die einen

gewünschten Verlauf für die Beziehung zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches und der Fahrzeuggeschwindigkeit während des Verzögerungsbetriebs zeigt;

' Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen dem im Leerlaufzustand der Maschine bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem Kohlenwasserstoffgehalt der Maschinenabgase bei Leerlauf-, Beschleunigungs- und normalem Fahrtbetrieb, d.h. bei allen Betriebszuständen mit Ausnahme der Verzögerung, darstellt;

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die den Einfluß des Unterdrucks in der Ansaugleitung auf den Kohlenwasserstoffgehalt der Abgase zeigt;

Fig. H ist ein vertikaler Teilschnitt eines Vergasers mit einem erf indungsgemäßsn System, das bei Leerlaufbetrieb des Fahrzeugs gezeigt ist;

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Fig. 5 zeigt das System der Fig. U bei Verzögerung

des Fahrzeugs; und
Fig. 6 zeigt eine"Variante des System nach Fig. 4

und 5.

Ein Vergaser herkömmlicher Art hat die Eigenschaft, daß er mit einem speziell für Leerlaufbetrieb bestimmtem Luft-Kraftstoff-Verhältnis arbeitet, obwohl sich während der Verzögerung die Haschinendrehzahl und der Unterdruck in der Ansaugleitung mit Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit ändern, was dazu führt, daß das Kraftstoffgemisch für die Maschine nicht das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erreicht, das eine genügende Verbrennung des Gemisches während der Verzögerung gewährleistet.

Der Kohlenwasserstoffgehalt der während der Verzögerung erzeugten Maschinenabgase wird auf ein Minimum verringert, indem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches gemäß der Kurve (a) der Fig. 1 gesteuert wird, die den gewünschten Verlauf des Verhältnisses zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Luft-Kraftstoff-Verhältnis darstellt. Ein einfacher und wirtschaftlicher Weg, die Kurve (a) bei einem gewöhnlichen Vergaser annähernd zu verwirklichen, dürfte darin bestehen, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einen festen Wert innerhalb eines bestimmten Bereiches, nämlich in Anbetracht des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei Leerlauf bei den

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vorhandenen Kraftfahrzeugen auf einen Wert irgendwo zwischen 12 und 13, zu beschränken. Dies wird durch Regulierung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mittels der üblichen Leerlauf-Einstellschraube erreicht; wie oben erwähnt, bleibt das bei Leerlauf bestimmte Luft-Kraftstoff-Verhältnis auch während der Verzögerung im wesentlichen unverändert. Eine solche Beschränkung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses innerhalb eines verhältnismäßig niedrigen Bereichs führt jedoch, wie der Kurve (b) in Fig. 2 zu entnehmen ist, zu einem erhöhten Kohlenwasserstoff gehalt vjährend des Leerlaufs-, Beschleuni^ungs-Und normalen Fahrtbetriebs, so daß es vorteilhaft ist, das Luft-Kraftstoffverhältnis über die verschiedenen Betriebsarten des Fahrzeugs mit Ausnahme der Verzögerung auf einem höheren Wert zu halten, wozu vorzugsweise ein mit magerem Luft-Kraftstoff gemisch arbeitender Vergaser benutzt wird. Dies macht eine Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für die Verzögerung (während der eine besonders große Kohlenwasserstoff menge in den Maschinenabgasen vorhanden ist) unabhängig von den Übrigen Betriebsarten erforderlich, um den in allen Betriebsarten des Fahrzeugs erzeugten gesamten Kohlenwasserst off gehalt zu verringern.

Bei den herkömmlichen Vergasern ist es jedoch äußerst schwierig, in dem Langsamlauf-Gemischzuführungsweg das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches im Lauf der Verzögerung

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auf einem optimalen Wert im Hinblick auf die Leistungseigenschaften des Vergasers zu halten, ohne ein entsprechendes Steuergerät zu verwenden, obwohl sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während des Leerlaufbetriebs nach Bedarf regulieren läßt. Bei der Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für den Leerlaufbetrieb stößt man darüber hinaus auf Probleme, die von der Schwierigkeit herrühren, die im einzelnen auftretenden, im allgemeinen zwischen 9 und 15 liegenden Fehler in dem gewöhnlich nach einer Faustregel regulierten Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu beseitigen.

Ein weiterer wichtiger Faktor bei der Verringerung

des Kohlenwasserstoffgehalts von Maschinenabgasen ist der Einfluß des hohen Unterdrucks in der Ansaugleitung, der sich während der Verzögerung abrupt aufbaut. Dieser Unterdruck steigt rasch an, sobald das Fahrzeug langsamer zu werden beginnt, und zwar steigt er etwa über 650 mm Quecksilbersäule, während er im Leerlaufbetrieb in der Größenordnung von 500 mm ~ Quecksilbersäule bleibt. Dies beruht vollständig auf der Tatsache, daß die Drosselklappe des Vergasers während der Verzögerung im wesentlichen geschlossen bleibt und somit den Durchfluß des Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem Haupt-Gemischzuführungsweg sperrt, obwohl die Maschine bei verhältnismäßig hoher, der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionaler Drehzahl arbeitet. Der auf einen derart hohen Wert angestLe gene Unterdruck in der Ansaugleitung führt unvermeidlich zu ungenügender Verbrennung und zu Fehlzündungen des Gemisches in der Verbrennungskammer der Maschine, wodurch

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der Kohlenwasserstoffgehalt der während der Verzögerung aus gestoßenen Maschinenabgase erheblich ansteigt.

• Ein solches Verhalten des Kohlenwasserstoffgehalts ergibt sich deutlich aus der Kurve (c) der Fig. 3, die ein typisches Beispiel für das Verhältnis zwischen dem Kohlenwasserstoffgehalt der Maschinenabgase und dem Unterdruck in der Ansaugleitung der Maschine wiedergibt; wie gezeigt, ist der Kohlenwasserstoffgehalt unterhalb etwa 530 mm Quecksilbersäule gering, während er bei höheren Unterdrucken sehr rasch ansteigt.

Um nun den Kohlenwasserstoffgehalt der Maschinenabgase in wirksamer Weise zu verringern, ist es vorteilhaft, die Menge des Kraftstoffgemisches für die Maschine während der Verzögerung zu erhöhen, woraus sich eine Verringerung des Unterdrucks in der Ansaugleitung ergibt. Prinzipiell erreicht man die beste Verringerung des Kohlenwasserstoffgehallsder Maschinenabgase während der Verzögerung, wenn man die Menge des der Maschine zugeführten Kraftstoffgemisches se stark erhöht, daß der Unterdruck in der Ansaugleitung auf einen Wert in der Umgebung von 5 30 mm Quecksilbersäule absinkt. Hinsichtlich der Bremswirkung der Maschine wirkt sich eine derart starke Verringerung des Unterdrucks ih der Ansaugleitung jedoch ziemlich nachteilig auf die Fahrtüehtigkeit des Fahrzeugs aus und eignet .sich daher für praktische Zwecke nicht. Der Unterdruck in der Ansaugleitung sollte deshalb nur bis auf einen Wert herabgesetzt werden,

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bei dem die Fahrtüchtigkeit des Fahrzeugs in keiner Weise beeinträchtigt wird. Ein in diesem Sinn vernünftiger Wert, bis auf den der Unterdruck· in der Ansaugleitung verringert werden sollte, liegt nach allgemeiner Ansicht in der Umgebung von 600 mm Quecksilbersäule. Wie durch die Kurve (c) der Fig. 3 dargestellt ist, fördert eine Herabsetzung des Unterdrucks auf ungefähr 600 mm Quecksilbersäule offensichtlich eine möglichst starke Verringerung des Kohlenstoffgehaltes der .Maschinenabgase,»

Wie außerdem aus der Kurve (b) der Fig. 2 hervorgeht, ist es zur möglichst weitgehenden Verringerung des gesamten Kohlenwasserstoffgehalts der während des Leerlauf-, Beschleunigungs- und normalen Fahrtbetriebs (d.h. bei allen Betriebsarten des Fahrzeugs mit Ausnahme der Verzögerung) ausgestoßenen Maschinenabgase von Vorteil, einen Vergasertyp zu verwenden, der mit einem verhältnismäßig mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch, d.h. mit einem Gemisch mit verhältnismässig hohem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, arbeitet. Ein Vergaser dieses Typs hat Durchflußeigenschaften, die von der mageren Seite des Durchflußbereichs der gegebenen Vergaser-Durchflußkurve bestimmt werden. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Systems in einem Vergaser mit den genannten Durchflußeigenschaften fördert daher die Verringerung des Kohlenwasserstoffgehaltes der bei den verschiedenen Betriebsarten des Fahrzeugs ausgestoßenen Maschinenabgase.

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Ein diesem Zweck dienendes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. ·* gezeigt; dabei ist der Vergaser im Leerlaufbetrieb dargestellt„ wobei seine Drosselklappe vollständig geschlossen ist und die Sekundärseite des Vergasers außer Betrieb steht. Die Drosselklappe 10, die von der bei den herkömmlichen Vergasern gewöhnlich verwendeten Art sein kann, ist auf der Welle 11 drehbar montiert. Bei 12 ist ein Stufen-Emulgierlufteinlaß dargestellt, der von der Atmosphäre oder Umgebung versorgt wird und dessen Durchmesser so bemessen ist, daß er eine geeignete Luftmenge in den Stufen-Gemischzuführungsweg eintreten läßt. Der Emulgierlufteinlaß 12 steht stromaufwärts über eine Leitung 15 mit einer Stufendüse 13 jn Verbindung. An der Stufendüse 13 wird der Kraftstoff, der von einer mit einer (nicht gezeigten) Kraftstoffquelle in Verbindung stehenden Flüssigkraftstoff-Leitung 14 zugeführt wird, zugemessen oder dosiert und mit der von dem Emulgierlufteinlaß zugeführten Luft gemischt. Das entstehende Gemisch aus Luft und Kraftstoff wird dann in.eine Stufen-Kraftstoffgemisch-Leitung 16 eingeführt.

Erfindungsg"~roaß ist hinter dem Stufen-Austritt 17 eine ein Ventil und eine Membran enthaltende kombinierte Kraftstoff~ Steueranordnung 18 vorgesehen, wobei das in die Leitung 16 gelangte Kraftstoffgemisch während der Verzögerung des Fahrzeugs, wenn der Unterdruck in der Ansaugleitung abrupt ansteigt, in Strömungsrichtung unterhalb der Sekundär-Drosselklappe 10 in den Vergaser eintreten kann,

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während der Stufen-Kraftstoffzuführungsweg des Vergasers im Leerlauf bei völlig geschlossener Sekundär-Drosseiklappe ausser Betrieb bleibt. . '

Die Kraftstoff-Steueranordnung 18 ist nach ihrer Bauart durch ein Membranglied 19 in zwei verschiedene Kammern 20 und 21 unterteilt, von denen die Ansaugkammer 21 mit der (nicht gezeigten) Ansaugleitung der Maschine Über eine Saugleitung 25 in Verbindung steht, während in der anderen oder atmosphärischen Kammer 20 ein Ventilkörper 2 3 vorgesehen ist,, der mit dem Membranglied 19 fest verbunden ist. Das Membranglied 19 und entsprechend der Ventilkörper 23 werden, wie in Fig. 4 dargestellt, durch die Wirkung einer Schraubenfeder 24 in ihrer äußersten linken Stellung, d.h. in der von der Saugleitung 2 5 am weitesten entfernten Stellung, gehalten.

Der Ventilkörper 2 3 besitzt ein hohles, zylindrisches und am Ende offenes Teil 23', in dem zwei unterschiedliche Bohrungen 26 und 2 7 vorgesehen sind, von denen die ererstere mit kleinerem Durchmesser als die letztere gezeigt ist. Die Bohrung 2 7 ist räumlich so angeordnet, daß die Kraftstoffgemischleitung 16 mit dem Stufenaustritt 17 in Verbindung steht und von der zu dem Verzögerungsaustritt 29 führenden Leitung 28 getrennt ist, wenn das Fahrzeug im Leerlauf arbeitet und der Ventilkörper 23, wie in Fig. 4 gezeigt, in

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der von der " Saugleitung 2 5 am weitesten entfernten Stellung gehalten wird. Die Bohrung 2 6 ist räumlich so angeordnet, daß die Kraftstoffgemischleitung 16 nicht nur mit dem Stufenaustritt 17 sondern auch mit der Leitung 28 in Verbindung steht, wenn der Ventilkörper, wie in Fig. 5 gezeigt, in seiner äußersten rechten Stellung gehalten wird, d.h. bei Verzögerung des Kraftfahrzeugs.

Wie oben beschrieben wird der Unterdruck in der Saugleitung der Maschine während des Leerlaufbetriebs auf.einem verhältnismäßig niedrigen Wert gehalten; infolgedessen wird das Membranglied 19 der Kraftstoff-Steueranordnung 18 durch die Wirkung der Schraubenfeder 24. gemäß der Zeichnung in ihrer äußersten linken Stellung gehalten. Als Folge davon kann die Kraftstoff gemis einleitung 16 über die Bohrung 27 des zylindrischen Teils 23' mit dem Stufenaustritt 17 in Verbindung treter nicht aber mit der Leitung 28, die zu dem Verzögerungsaustritt 29 führt, der sich seinerseits in Strömungsrichtung unterhalb der Sekundär-Drosselklappe 10 in den sekundären Haupt-Gemischzuführungsweg öffnet. Befindet sich jedoch die Sekundär-Drosselklappe 10 in völlig geschlossener Stellung, so tritt keine Luftströmung zwischen der Sekundärseite des Vergasers , dem sekundären Haupt-Gemischzuführungsweg und dem Stufen-Gemischzuführungsweg statt, so daß kein zerstäubtes Kraftstoff gemisch erzeugt wird.

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Erfindungsgemäß wird jedoch das Kraftstoffgemisch in der Leitung 16 bei Verzögerung des Kraftfahrzeugs durch den Verzögerungsaustritt-29 in die Ansaugleitung der Maschine eingeführt, wodurch die Möglichkeit ausgeschaltet wird, daß unverbrannter Kraftstoff in dem Maschinenabgasen zurückbleibt, was sonst dazu führen würde, daß diese einen Kohlenwasserst off gehalt aufweisen.

Sobald das mit normaler Fahrgeschwindigkeit laufende Fahrzeug langsamer zu werden beginnt, steigt der Druck in der Ansaugleitung rasch an, was dazu führt, daß das Membranglied 19 der Kraftstoff-Steueranordnung 18 gegen die Federwirkung in Richtung auf die Saugleitung 25 gezogen wird und der Ventilkörper 2 3 sich von dem Stufenaustritt zurückzieht, bzw. in der Zeichnung nach rechts bewegt. Infolgedessen tritt die Kraftstoffgemischleitung 16 über die Bohrung 2 6 mit dem Stufenaustritt 17 und der Leitung 2 8 in Verbindung, die zu dem sich in den Vergaser öffnenden Verzögerungsaustritt 29 führt. Bei der dadurch hergestellten Beziehung zwischen den Leitungen 16 und 28 sowie dem Stufenaustritt 17 kann Luft aus dem gegenüber der Sekundär-Drosselklappe 10 stromaufwärts gelegenen Bereich über den Stufen-Austritt 17 in den stromabwärts gelegenen Bereich einfallen; gleichzeitig wird das durch die Leitung 16 strömende Kraftstoffgemisch infolge des von der. Drosselklappe stromabwärts

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herrschenden außerordentlich hohen Unterdrucks in der Ansaugleitung über die Bohrung 26 in die Leitung 28 eingeführt. Die Bohrung 26 ist in ihrem Durchmesser so bemessen, daß ihre Öffnung die Durchflußgeschwindigkeit des in den Stufenaustritt 17 mündenden Kraftstoffgemisches in geeigneter Weise Bestimmt.

Das durch die Leitung 26 in den Verzögerungsaustritt 29 gesaugte Kraftstoffgemisch wird auf diese Weise mit von dem Stufenaustritt 17 zugeführter Luft so gemischt, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches auf einem für den Betrieb

der Maschine während der "Verzögerung ausreichenden Wert gesteuert wird.

Es soll festgehalten werden, daß der Einlaßschlitz des Stufenaustritts 17 in seiner Form, Größe und räumlichen Anordnung gewöhnlich so gestaltet ist, daß er die beste Leistung der Sekundärseite des Vergasers vermittelt. Da dieser Einlaßschlitz für die Kompensation des während der Verzögerung bestehenden außerordentlich starken Luftmangels in dem Kraftstoffgemisch optimale Größe hat, kann der in den herkömmlichen Vergasern verwendete Schlitz ohne irgendwelche Abänderungen benutzt werden. Die Sekundär-Drosselklappe kann von der Art sein, wie sie bei den herkömmlichen Verbundvergasern gewöhnlich benützt wird, wobei hinsichtlich der Abmessungen wiederun keine größeren Abänderungen erforderlich sind. Um den Schlitz des Stufenaustritts 17 auf wirksame Weise zu verwenden, wird die Spitze der Drosselklappe 10

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vorteilhafterweise an ihrer Außenkante dünner gemacht, so daß ihre obere Fläche in der völlig geschlossenen Stellung der Klappe, wie dies beispielsweise bei Leerlauf und Verzögerung der Fall ist, mit dem unteren Schlitzrand des· Stufenaustritts 17 im wesentlichen fluchtet.

Die Druckkraft der Schraubenfeder 24 ist so bemessen, daß sie die Kraft des Unterdrucks in der Ansaugleitung überwindet; dieser Unterdruck ist verhältnismäßig hoch verglichen mit dem, der sich im Leerlaufbetrieb einstellt, so daß die Kraftstoff-Steueranordnung 18 beim Betrieb des Fahrzeugs, aus· ser bei Verzögerung, unwirksam bleibt.

Bei 30 ist eine Einstellschraube für den Verzögerungsaustritt dargestellt, die sich zur Regelung der durch den Verzögerungsaustritt 29 austretenden Kraftstoffgemischmenge eignet, die jedoch bei Bedarf auch entfernt werden kann.

Wenn auch die Kraftstoff-Steueranordnung 18 nach der Beschreibung und der Zeichnung ein Membranglied verwendet, kann sie selbstverständlich auch mit Hilfe einer Magnetspuleinrichtung betrieben werden, die von einer Membranschalteranordnung geeigneter Bauweise aktiviert wird.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird das von der Leitung 16 zugeführte Kraftstoffgemisch im Leerlaufbetrieb von der Verbrennungskammer der Ma-

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schine getrennt, jedoch während der Verzögerung, sobald das Fahrzeug langsamer wird und der Unterdruck in der Ansauglei» tung rasch ansteigt, mit zusätzlicher Luft aus dem Stufenaustritt 17 versorgt und in die Verbrennungskammer der Maschine eingeführt.·

Fig. 6 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Systems, bei der das Ventil zur Regulierung des Kraftstoffgemisch-Stroms in dem Stufen-Gemischzuführungsweg mittels einer, elektrisch betriebenen Magnetspüleinrichtung gesteuert wird, die von einer Membranschalteranordnung aktiviert wird. Die Membranschalteranordnung ist grundsätzlich ähnlich aufgebaut wie das entsprechende Teil der ersten Ausführung sform.

Der Ventilkörper 2 3 ist mit einer Magnetventilanordnung 31 -verbunden, die eine Magnetspüleinrichtung 32 und eine Schraubenfeder 33 umfaßt. Die Schraubenfeder hält den Ventilkörper 23 normalerweise in einer Stellung, in der er die Leitung 28 gegen den Stufenaustritt 17 und die Leitung 16 verschließt. Die Magnetventilanordnung 31 ist mittels einer Drahtverbindung über eine Stromquelle 34 an die Membranschalteranordnung 18' angeschlossen. Die Anordnung 18' ist durch ein Membranglied 19 in zwei verschiedene Kammern 20' und. 21' unterteilt. Die eine oder Ansaugkammer 21 steht über eine

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Leitung 35 mit der (nicht gezeigten) Ansaugleitung der Maschine in Verbindung, während in der anderen oder atmosphärischen Kammer 20' ein bewegbarer Kontakt 36a und ein fester Kontakt 3 6b montiert sind. In der Kammer 21' ist eine Schraubenfeder 21' eingebaut, die das Menbranglied 19 im Normalzustand in Richtung auf den bewegbaren Kontakt 3 6a drückt, so daß dieser bewegbare Kontakt, der mit dem Membranglied 19 über einen Stift 37 verbunden ist, wie in der Zeichnung dargestellt, in Abstand von dem festen Kontakt 35b gehalten wird. Die beiden Kontakte 36a und 36b sind über die Drähte mit der Magnetventilanordnung 31 verbunden.

Während des Leerlaufbetriebs des Fahrzeugs, bei dem der Unterdruck in der ArsaugJeiting auf einem verhältnismäßig niedrigen Wert bleibt, wird das Membranglied 19, wie in der Zeichnung dargestellt, durch die Wirkung der Feder 24' in Richtung auf die atmosphärische Kammer 20' gedrückt, so daß der bewegbare Kontakt 36a in Abstand von dem festen Kontakt 36b bleibt und den die Membranschalteranordnung 18' mit der Magnetv'entilanordnung 31 verbindenden Stromkreis unterbricht. Während die Magnetventilanordnung 31 unerregt bleibt, ruht der Ventilkörper 23 unter der Wirkung "der Feder 33 in seiner gemäß der Zeichnung äußersten linken Stellung, so daß der Stufenaustritt 17 von der Leitung 28 getrennt ist und verhindert, daß Kraftstoffgemisch während des Leerlaufbetriebs aus der Leitung 16 in die Ansaugleitung eindringt.

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Beginnt nun das mit normaler Fahrgeschwindigkeit laufende Fahrzeug langsamer zu werden, so nimmt der Druck in der Ansaugkammer 21', die, wie oben beschrieben, über die Leitung 35 mit der Ansaugleitung in Verbindung steht, plötzlich ab, so daß das Membranglied 19 gegen die Wirkung der Schraubenfeder 24' in Richtung der Ansaugseite gedrückt wird. Bewegt sich das Membranglied 19 gemäß der Zeichnung nach rechts, so trifft der bewegbare Kontakt 36a auf den festen Kontakt 36b und der Membranschalter 18' wird mit der Magnetventilanordnung 31 elektrisch verbunden, die in-· folgedessen in Tätigkeit tritt. Bei Betätigung drückt die Magnetventilanordnung 31 den Ventilkörper 23 gemäß der Zeichnung nach links, so daß die Leitungen 16 und 28 über die Bohrung 26 miteinander in Verbindung treten. Infolgedessen können von der öffnung des Austritts 17 eingeführte Luft und von der Leitung 16 zugeführter Kraftstoff über die Leitung 28 und den Austritt 29 in die Ansaugleitung gelangen.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird der Kohlenwasserstoffgehalt von Maschinenabgasen durch wirksame Ausnutzung des abrupten Unterdruck-Anstiegs in der Ansaugleitung der Maschine verringert, ohne daß die Abmessungen des Vergasers in seiner Gesamtheit verändert werden. Dies ist bei der vorliegenden Erfindung besonders wichtig, da die Kohlenwasserstoffkonzentration in den Maschinenabgasen ausreichend stabilisiert wird, indem die Art und Weise der Verbrennung in der

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Verbrennungskammer, insbesondere während der Verzögerung des Fahrzeugs, verbessert wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann ς nicht nur die Menge sondern auch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Kraftstoffgemischs für die Maschine während dp Verzögerung des Fahrzeugs unabhängig von den übrigen Be- f triebsarten derart gesteuert werden, daß das Kraftstoffgemisch während der Verzögerung fetter und während des Leerlauf-Beschleunigungs- und normalen Fahrtbetriebs magerer gehalten wird. - · . ·

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Unterdruck in der Ansaugleitung der bei Beginn der Fahrzeugverzögerung abrupt ansteigt, auf etwa 600 mm Quecksilbersäule abgesenkt, was als geeigneter Wert betrachtet wird, um die Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen in den Maschinenabgasen, wie dies unter Bezug auf die Kurve (c) der Fig* oben beschrieben wurde, so gering wie möglich zu machen, ohne die Fahrtüchtigkeit des Fahrzeugs zu beeinträchtigen.

Wird ferner das erfindungsgemäße System bei einem Vergaser verwendet, der auf der mageren Seite des Durchflußbereichs der Vergaser-Durchflußkurve arbeitet, so führt dies zu einer Verringerung des Kohlenwasserstoffgehalts der Maschinenabgase während jeder Betriebsart des Fahrzeugs.

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Da das erfindungsgemäße System mit einem verhältnismäßig mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch arbeitet, erweist es sich sowohl in der Verringerung des Kohlenmonoxydgasgehaltes der Maschinenabgase als auch hinsichtlich der Sparsamkeit im Kraftstoffverbrauch als vorteilhaft.

Im 'vorstehenden sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen dargestellt und beschrieben worden; für den Fachmann ist es jedoch selbstverständlich, daß diese Beispiele nur zur Veranschaulichung dienen, und. daß sich zahlreiche Abänderungen vornehmen lassen, ohne den gedanklichen Bereich der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

1.) Verbundvergaser für ein Kraftfahrzeug mit Benzinnia^chine, der einen zur Maschinenansaugleitung führenden und während der Verzögerung durch eine in diese Leitung eingebaute Sekundär-Drosselklappe im wesentlichen geschlossenen Haupt-Gemischzuführungsweg sowie einem während der Verzögerung außer Betrieb befindlichen Stufen-Gemischzuführungsweg aufweist, gekennzeichnet durch ein System, das während der Verzögerung über den Stufen-Gemischzuführungsweg der Maschine ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zuführt und das einen von der Umgebung gespeisten Emulgier-Lufteinlaß umfaßt, ferner eine von einer Kraftstoffquelle herführende mit dem Emulgierluft-Einlaß in Verbindung stehende Flüssigkraftstoff-Leitung, eine Gemischleitung,, die das Gemisch aus von dem Emulgierluft-Einlaß abgegebener Luft und von der Flüssigkraftstoff-Leitung abgegebenem Kraftstoff führt, einen Stufenaustritt, der mit der Gemischleitung in Verbindung steht und sich an einer Stelle, an der die Sekundär-Drosselklappe .den Haupt-Gemischzuführungsweg während der Verzögerung im wesentlichen schließt, in diesen Zuführungsweg öffnet, ferner einen Verzögerungsaustritt, der mit dem Stufenaustritt in Verbindung steht und sich in Strömungsrichtung hinter der Sekundär-Drosselklappe in den Haupt-Gemischzuführungsweg öffnet, sowie schließlich

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eine einen Ventilkörper und eine Schraubenfeder umfassende Ventilanordnung, bei der der Ventilkörper in dem Stufenaustritt angeordnet und normalerweise durch die Wirkung der Schraubenfeder in einer Stellung gehalten ist, in der die Gemischleitung mit dem Stufenaustritt in Verbindung steht und während einer Verzögerung infolge des steigenden Unterdrucks· in der Maschinenansaugleitung gegen die Wirkung der Schraubenfeder in einer Lage gehalten ist, in der die Gemischleitung sowohl mit dem Stufenaustritt als auch mit dem Verzögerungsaustritt in Verbindung steht.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkörper zwei unterschiedliche Bohrungen aufweist, von denen eine die Gemischleitung mit dem Hauptgemisch-Zuführungsweg verbindet, wenn der Ventilkörper in einer Stellung gehalten ist, in der er eine zu dem Verzögerungsaustritt führende Leitung schließt, während die andere die Gemischleitung mit dem Haupt-Gemischzuführungsweg verbindet, wenn der Ventilkörper in einer Stellung gehalten ist, in der er die zu dem Verzögerungsaustritt führende Leitung öffnet.

ergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung eine Magnetspuleinrichtung umfaßt, die in Abhängigkeit von dem steigenden Unterdruck in der

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Maschinenansaugleitung erregt wird und dadurch eine Bewegung des Ventilkörpers in eine Stellung bewirkt, in der die Gemischleitung mit dem Verzögerungsaustritt in Verbindung steht,

4. Vergaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspuleinrichtung mittels eines Stromkreises über eine Stromquelle an eine Membranschalteranordnung angeschlossen ist, die durch ein Membranglied in zwei verschiedene Kammern unterteilt ist, nämlich eine atmosphärische Kammer, in der ein mit dem Stromkreis verbundener, einen bewegbaren und einen festen Kontakt umfassender Kontaktsatz untergebracht ist, sowie eine mit der Maschinenansaugleitung in Verbindung stehende Ansaugkammer, in der eine den bewegbaren Kontakt von dem festen Kontakt normalerweise entfernt haltende Schraubenfeder untergebracht ist, und daß sich das Membranglied unter dem Einfluß eines während einer Verzögerung sich aufbauenden erhöhten Unterdrucks in der Maschinenansaugleitung gegen die Wirkung der letztgenannten Schraubenfeder so verschiebt, daß der bewegbare Kontakt den festen Kontakt berührt und somit die Magnetspule aus der Stromquelle erregt.

5. Vergaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Drosselklappe an der Außenkante verringert ist.

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6. Verfahren zur Verringerung des Gehaltes von nicht verbranntem Gas in den von der Verbrennungskammer einer Kraftfahrzeug-Benzinmaschine während der Verzögerung des Fahrzeugs austretenden Abgase, wobei die Maschine einen Verbundvergaser mit einem Stufen-Gemischzuführungsweg auf seiner Sekundärseite und einem Langsamlauf-Gemischzuführungsweg zur Versorgung der Maschine im Leerlauf mit einem Gemisch eines bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf seiner Primärseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

der Maschine während der Verzögerung ein Gemisch mit bestimmtem Luft-Kraftstoff-Verhältnis über den Stufen-Gemischzuführungsweg und in Abhängigkeit'von dem zunehmenden Unterdruck in der Ansaugleitung .der Maschine zugeführt wird. ". .

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von dem steigenden Unterdruck in der Maschinenansaugleitung in diese zusätzliche Luft über den Haupt-Gemischzuführungsweg eingeführt wird. .

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Gemisch, das während des Leerlaufs über den Langsamlauf-Gemischzuführungsweg in die Verbrennungskammer der Maschine gesaugt wird, ein. Luft-Kraftstoff-Verhältnis, zwischen -14 und 15 auf weist,_} während das über beide Zuführungswege in die Verbrennungskammer eingeführte Gemisch ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis zwischen 13 und 14 hat.

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