DE1911177B - Regeleinrichtung fur Ottobrennkraft maschinen - Google Patents
Regeleinrichtung fur Ottobrennkraft maschinenInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für hältnis geregelt wird, kann durch die Einleitung der
Ottobrennkraftmaschinen mit Gemischschichtung im Zündung und Verbrennung in diesem Bereich das im
Zylinder, herbeigeführt durch aufgeteilte Ein- übrigen Brennraum vorhandene sehr arme Gemisch
spritzung des Kraftstoffes durch eine Einspritz- noch genügend schnell zur nahezu vollständigen Vereinrichtung,
mit der die eingespritzte Kraftstoffmenge 5 brennung gebracht werden. Falls an der Zündkerze
jeweils nacheinander oder auch zeitlich überlappend in allen Betriebsbereichen des Motors eine zündin
zwei Einspritzvorgängen geregelt wird und die fähige Gemischzone vorhanden ist, ist ein Motor-Kraftstoffmenge
je Zylinder und Hub drehzahl- und betrieb ohne Drosselung der angesaugten Luftmenge
lastabhängig ist. bis zum Leerlaufbereich möglich. Hierdurch werden
Eine derartige Regeleinrichtung ist aus der bri- io bei sinkender Last hohe Luftverhältnisse erreicht,
tischen Patentschrift 868 074 bekannt. Ferner wird nicht nur ein Motorbetrieb mit sehr ge-
Die Luftverunreinigung durch die Abgase der ringen Konzentrationen schädlicher Abgaskompo-
Fahrzeugmotoren ist durch das starke Anwachsen nenten, insbesondere im Teillastgebiet, sondern auch
der Zahl der Kraftfahrzeuge zu einem ernsten Pro- ein Betrieb mit besseren spezifischen Kraftstoff-
blem geworden. Die Hauptbestandteile der schäd- 15 Verbrauchswerten erreicht, weil bei Gemischregelung
liehen Komponenten im Abgas von Ottomotoren die Wirkungsgrade des Motors in der Regel besser
stellen das Kohlenmonoxid und die unverbrannten sind als bei Drosselregelung und mit homogener
Kohlenwasserstoffe und Stickoxide dar. Die beiden Gemischbildung.
ersteren Bestandteile sind die Produkte einer unvoll- Ein weiterer Vorteil dieser Regeleinrichtung liegt
ständigen Verbrennung und treten daher hauptsäch- 20 in der Möglichkeit, daß höhere Verdichtungsverhält-
lich bei Motorbetrieb mit Luftmangel auf, während nisse zugelassen werden können, wenn, wie in der
die Stickoxide vorwiegend in der Nähe des stöchio- vorliegenden Erfindung, durch eine genaue Regelung
metrischen Mischungsverhältnisses im armen Bereich die Einstellung armer Gemische, die weniger stark
auftreten. zum Klopfen neigen, möglich gemacht wird. Der
Es ist üblich, Ottomotoren in bestimmten Betriebs- 25 Vorteil einwandfreier Abgase bietet sich, wenn in
bereichen mit Luftmangel zu betreiben, weil beim den wichtigsten Betriebsbereichen der Motor mit
Betrieb mit reichem Gemisch bei der Verbrennung armem Grundgemisch betrieben wird,
im Motor die höchste Flammenausbreitungsgeschwin- Bei den bekannten Regeleinrichtungen für Brenn-
digkeit erreicht wird. Dies hat zur Folge, daß bei kraftmaschinen mit Gemischschichtung wird der
dieser Betriebsweise die den Ottomotor kennzeich- 30 Zündkraftstoff bzw. das Zündgemisch entweder durch
nenden guten Eigenschaften, wie höchste Leistungs- Direkteinspritzung oder durch einen besonderen Ver-
konzentration, runder Leerlauf, gute Übergänge beim gaser in die Zündkammer oder Zündzelle eingebracht
Wechseln des Betriebszustandes, schnelles Beschleu- und dort gezündet,
nigen u. a. auftreten. Die hierbei verwendeten Direkteinspritzeinrich-
Beim Motorbetrieb mit Luftüberschuß wird hin- 35 tungen bzw. Zündvergaser sind so eingestellt, daß in
gegen der günstigste spezifische Kraftstoffverbrauch der Zündkammer bei allen Lasten stets ein nahezu
erreicht. Hierbei ist bei herkömmlicher Gemisch- stöchiometrisches Mischungsverhältnis herrscht. Nach
bildung jedoch bereits bei Luftverhältnissen von Einsetzen der Zündung expandiert die heiße Flamme
etwa 1,4 die Laufgrenze des Motors erreicht, weil bei in den übrigen Brennraum, wo sie das der jeweiligen
größerem Luftüberschuß infolge der geringeren Ver- 40 Laststufe entsprechende homogene Grundgemisch
brennungsgeschwindigkeit und wegen der stärkeren entzündet und zur Verbrennung führt. Das Grund-Auswirkung
einer ungleichmäßigen Gemischvertei- gemisch im Hauptbrennraum wird entweder durch
lung ein teilweises Aussetzen der Zündung eintritt. Vergaser oder durch Saugrohreinspritzung herge-Aus
diesen Gründen werden bei den bisher verwen- stellt.
deten Regeleinrichtungen die Werte des spezifischen 45 Ein wesentlicher Nachteil dieser Regeleinrichtun-Kraftstoffverbrauchs
und der Konzentration der un- gen liegt in der Unterteilung des Brennraumes, weil
verbrannten Kohlenwasserstoffe nur bis zu einem damit die Brennraumoberfläche vergrößert wird, was
Luftverhältnis von etwa 1,2 geringer und nehmen sich unmittelbar ungünstig auf die Emission unverbei
höheren Luftverhältnissen bis zur Laufgrenze brannter Kohlenwasserstoffe auswirkt. Ferner treten
des Motors wieder stark zu. Eine Verschiebung der 50 an dem Austrittsquerschnitt der Zündkammer
armen Betriebsgrenze des Motors in den Bereich Drosselverluste auf, durch die ein Leistungsverlust
größeren Luftüberschusses erscheint sowohl im Hin- in Kauf genommen werden muß. Weiterhin besteht
blick auf die Erzielung besserer spezifischer Kraft- die Gefahr der örtlichen Überhitzung am Austritt aus
stoff Verbrauchswerte als auch geringerer Konzen- der Zündkammer, weil hier das brennende Zündtration
der schädlichen Bestandteile im Abgas wün- 55 gemisch mit sehr hoher Temperatur hindurchströmt,
sehenswert. Sie ist aus den obenerwähnten Gründen Die dadurch bedingte Überhitzung kann zu Oberin
dem gewünschten und erforderlichen Ausmaß am flächenzündungen und zu Zerstörungen des Mabesten
durch die Gemischschichtung möglich. terials führen.
Bei Anwendung der Gemischschichtung können Bei anderen Regelvorgängen mit Gemischschichdie
Grenzen der Luftverhältnisse bei einwandfreier 6p tung im offenen, nicht unterteilten Brennraum wird
Betriebsweise bis zu den Werten in der Größen- sowohl mit Benzindirekteinspritzung als auch mit
Ordnung von λ = 7,0 eingestellt werden. Dieses ist zwei Vergasern gearbeitet. Bei den Einrichtungen
damit erreicht, daß zur Zeit der Zündung an der mit zwei Vergasern wird, wie bei den ähnlichen EinZündkerze
eine Zone mit gut zündungsfähigem Ge- richtungen mit unterteiltem Brennraum, durch einen
misch gebildet wird. Das restliche Brennraumvolumen 65 Vergaser ein Zündgemisch gebildet, das am Schluß
ist dabei mit einem sehr armen Gemisch oder teil- des Einlaßhubes durch eine Bohrung im Einlaßventil
weise sogar nur mit Luft gefüllt. Wenn das Gemisch in Richtung der Zündkerze geblasen wird. Da hierbei
an der Zündkerze nahe dem stöchiometrischen Ver- der Kurbelwinkel zwischen Einbringen des Zünd-
gemisches und Zündzeitpunkt relativ groß ist, besteht die Gefahr der zu starken Verteilung des Zündgemisches
im Brennraum, wodurch der Effekt der Schichtung geschwächt würde. Ferner wird bei dieser
Konstruktion der Kanal für das Zündgemisch auch bei Beginn des Öffnens des Einlaßventils freigegeben,
wodurch bei Ventilüberschneidung Kraftstoffverluste in Kauf genommen werden müssen.
Bei den Regelvorgängen mit Benzindirekteinspritzung wird der Kraftstoff in der Regel quer, manchmal
auch gegen einen Luftwirbel gespritzt, der die Verteilung des Kraftstoffes in der Luft beschleunigt und
eine reiche Gemischzone an der Kerze bewirkt, wodurch die Zündung und die Einleitung der Verbrennung
gefördert wird. Hierbei besteht eine gewisse Schwierigkeit in der Änderung des Einspritzzeitpunktes
über einen verhältnismäßig großen Kurbelwinkelbereich in Abhängigkeit von der Last. Bei
Leerlauf muß der Kraftstoff sehr kurz vor dem Zündzeitpunkt und bei Vollast in den Saughub eingespritzt
werden, weil im ersten Fall extreme Schichtung mit lokaler Gemischanreicherung an der Kerze
erforderlich ist und bei Vollast ein möglichst homogenes Gemisch im ganzen Brennraum mit einem
Luftverhältnis von 0,85 bis 0,9 gewünscht wird. Diese extremen Forderungen sind nur durch entsprechend
frühe bzw. späte Einspritzungszeitpunkte zu verwirklichen, weil sich bei zu früher Einspritzung
bei Leerlauf die Kraftstoff menge auf die Luftmenge zu stark verteilt und die Zündung des dadurch zu
armen Gemisches beeinträchtigt und weil sich bei zu später Einspritzung bei Vollast kein homogenes
Gemisch im gesamten Brennraum bilden kann, so daß auch keine vollständige Verbrennung der eingespritzten
Vollastkraftstoffmenge erfolgen kann.
Aus der deutschen Patentschrift 923 400 ist eine Regeleinrichtung für Ottobrennkraftmaschinen mit
aufgeteilter Einspritzung des Kraftstoffes bekannt, die eine Einspritzeinrichtung aufweist, deren Abgänge
mit Einspritzdüsen im Zylinder verbunden sind, welchen der Kraftstoff jeweils nacheinander in
zwei Einspritzvorgängen zugeführt wird, wobei der Kraftstoff durch eine mechanische Einspritzeinrichtung
in der Weise zugeteilt wird, daß der zeitlich zuerst beginnende Einspritzvorgang abhängig von der
Last ist. Die Form der die Ersteinspritzung unterbrechenden Steuerkante ist derart ausgebildet, daß in
dem Lastbereich,· der von der Belastung, bei der die Aufteilung der eingespritzten Kraftstoffmenge beginnt,
und bis zu der Belastung reicht, bei der die der günstigsten Aufteilung der Einspritzmenge entsprechende
Klopfgrenze erreicht wird, die Verarmung der ersten eingespritzten Kraftstoffmenge
kontinuierlich vorgenommen wird. Bei dieser Einrichtung wird zur Regelung der beiden Einspritzungen
ein gemeinsames Regelglied, nämlich ein Pumpenstempel mit mehreren Steuerkanten benutzt.
Bei dieser Einrichtung erfolgt die Regelung also durch die gleichen Bewegungsvorgänge eines Stahlzylinders,
und die unterschiedliche Regelung beider Einspritzvorgänge ist lediglich durch die geometrische
Ausführungsform der Steuerkanten gegeben. Beide Einspritzvorgänge werden im wesentlichen durch ein
von der Last abhängiges Steuerglied geregelt. Jedoch treten die beiden Strahlen wegen der verschiedenen
Ausbildung der Steuerkanten in einem verschiedenen i~-
Lastbereich in Wirkung. jj^j»
Die Regelung beider Einspritzvorgänge erfolgt J^
demnach nicht auf Grund verschiedener Grundprinzipien.
Die Regelung der Gemischschichtung im Zylinder zum Zwecke der Verbesserung der Klopfgrenzen ist
bekannt. Dabei wird ein Teil des Kraftstoffes eingespritzt, um eine reiche Mischung an der Zündkerze
herzustellen, während die restliche Menge des Kraftstoffes in den Rest des Zylinders eingespritzt
wird, um eine weniger klopfempfmdliche arme Mischung herzustellen.
Um die Nachteile und Schwierigkeiten, die mit den bekannten Regeleinrichtungen für Gemischschichtung
verbunden sind, zu vermeiden, wird eine Regeleinrichtung vorgeschlagen, bei der durch aufgeteilte
Einspritzung eine Gemischschichtung auch bei offenem, nicht unterteiltem Brennraum erreicht werden
kann.
Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der zeitlich zuerst beginnende Einspritzvorgang der mechanisch oder
elektronisch gesteuerten Einspritzung vorwiegend abhängig von der Last oder einer davon abhängigen
Größe, dagegen der zweite Einspritzvorgang im wesentlichen drehzahlabhängig geregelt wird.
Hierbei wird durch Saugrohreinspritzung oder Direkteinspritzung in den Zylinder während des Ansaughubes ein in großen Zügen annähernd homogenes
Grundgemisch erzeugt, durch dessen Mischungsverhältnis die Lastregelung des Motors im
wesentlichen durchgeführt wird. Die zweite Einspritzung kann z. B. direkt in den Zylinder erfolgen,
und zwar bei Zylindereinspritzung in den Kompressionshub zu einem so geregelten Zeitpunkt, daß sich
die hierdurch erzeugte reiche Zündgemischzone zur Zeit der Zündung an der Zündkerze befindet. Durch
ein Schirmventil im Einlaßkanal wird ein Wirbel in der Zylinderfüllung erzeugt, durch den die Gemischbildung
beider Einspritzungen begünstigt und das durch die zweite Einspritzung erzeugte örtliche reiche
Zündgemisch unter dem Einfluß der Wirbelvorgänge im Zylinder in den Bereich der Kerze getragen wird,
so daß die Einleitung der Zündung und Verbrennung beschleunigt wird.
Da einerseits die Vorzündung aus bekannten Gründen in Abhängigkeit von der Drehzahl verändert
werden muß und da sich die Winkelgeschwindigkeit des Wirbels der Zylinderfüllung in der Größenordnung
proportional mit der Motordrehzahl verändert, muß der Spritzbeginn der direkt in den Zylinder
eingespritzten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl verändert werden. Nur durch eine
Anpassung des Zeitpunktes des zweiten Einspritzvorganges, z. B. einer Direkteinspritzung in den Zylinder,
an den Zeitpunkt der Zündung und an die Wirbelgeschwindigkeit der Zylinderfüllung wird eine
wirkungsvolle Anreicherung des homogenen Grundgemisches an der Kerze zum Zeitpunkt der Zündung
durch die Kraftstoffmenge des zweiten Einspritzvorganges gewährleistet. Zur Erfüllung dieser Aufgabe
kann zusätzlich zur Regelung des Spritzbeginns auch die Spritzdauer der zur Einleitung der Zündung
und Verbrennung direkt eingespritzten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl verändert
werden. Hierdurch wird eine optimale Verteilung des eingespritzten Kraftstoffes auf die anzureichernde
> Zone der Zylinderfüllung erreicht, womit die Zün- ' dung der angereicherten Gemischzone weiterhin
. positiv beeinflußt werden kanni
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Bei der Lastregelung des Motors durch eine Ge- über eine Düse hat gegenüber der Anwendung
mischregelung, z. B. durch ausschließliche Verände- zweier Düsen pro Zylinder kostenmäßige und auch
rung der Last durch die in den Saughub unter dem verfahrenstechnische Vorteile. Bei Verwendung
Einfluß der Wirbelvorgänge im Zylinder eingespritz- zweier Düsen pro Zylinder ist das Einspritzgerät mit
ten Kraftstoffmenge, ist die angesaugte Luftmenge 5 zwei Dosiersystemen ausgerüstet, die teilweise mit
lastunabhängig. Das bedeutet, daß der Motor von denselben Organen arbeiten, wovon das eine vorVollast
bis Teillast mit offener Drosselklappe betrie- wiegend den lastabhängigen Einspritzvorgang und
ben werden kann. Ein Motor, der ausschließlich das andere im wesentlichen den Anreicherungsdurch
Veränderung der Gemischzusammensetzung, einspritzvorgang, und zwar im wesentlichen in Abalso
durch Veränderung des Luftverhältnisses ge- ίο hängigkeit von der Drehzahl regelt,
regelt wird (reine Gemischregelung), hat im Teillast- Die aufgeteilte Einspritzung kann in technischer
bereich bessere Wirkungsgrade bzw. geringere spezi- und kostenmäßiger Hinsicht sehr einfach durch Anfische
Kraftstoffverbrauchswerte als ein Motor mit Ordnung zweiter Steueröffnungssysteme in den rotiereiner
Drosselregelung (λ = const.), weil bei den renden und feststehenden Steuerelementen einer einhöheren
Luftverhältnissen bei Teillast der Wirkungs- 15 zigen Einspritzeinrichtung verwirklicht werden. Die
grad des Motors prinzipiell höher ist als bei den Regelung der Last kann hierbei durch die Dosierung
für Drosselregelung im Teillastbereich in Frage korn- der in den Saughub eingespritzten Kraftstoffmenge
menden niedrigen Luftverhältnissen. erfolgen, durch die ein mehr oder weniger armes
Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine korn- homogenes Grundgemisch im Zylinder erzeugt wird,
binierte Regelung der Last durch Regelung sowohl 20 wogegen eine weitere, von dieser getrennt einder
Luft als auch der Kraftstoffmenge vorzunehmen. gespritzte Kraftstoffmenge ausschließlich oder vor-Diese
Regelung kann im sehr tiefen Lastbereich und wiegend zur Anreicherung dieses Grundgemisches
im Leerlauf für einen einwandfreien Motorbetrieb an der Kerze zur Zeit der Zündung dient. Sie kann
günstiger als die Regelung durch alleinige Änderung direkt in den Zylinder während des Kompressionsder
Kraftstoffmenge (reine Gemischregelung) sein, 25 hubes eingespritzt werden, z. B. unmittelbar vor die
weil dabei das Temperaturniveau des Motors höher Saugventile. Weiterhin können auch beide Spritzgehalten
werden kann als bei reiner Gemischregelung. vorgänge direkt in den Zylinder erfolgen.
Hierdurch verbessern sich die Zünd- bzw. die Lauf- Bei Verwendung nur einer Düse für beide Ein-
eigenschaften des Motors; aber auch die Konzen- spritzvorgänge hat bei mechanischen Systemen zwar
tration der unverbrannten Kohlenwasserstoffe im 30 auch das rotierende Element zwei Öffnungen. Diese
Abgas kann durch Drosselung der angesaugten Luft- geben jedoch im entsprechenden Abstand ein und
menge niedriger gehalten werden als bei reiner Ge- dasselbe Leitungssystem frei, das mit der Düse vermischregelung,
da das Temperaturniveau des Motor- bunden ist, die während des Saughubes die lastprozesses
sich unmittelbar auf die Emission der un- abhängig geregelte Kraftstoffmenge zur Erzeugung
verbrannten Kohlenwasserstoffe auswirkt. 35 des homogenen Grundgemisches und während des
Bei der kombinierten Regelung des Motors durch Verdichtungshubes die zur Anreicherung an der
die angesaugte Luft- und die eingespritzte Kraftstoff- Kerze vorgesehene Kraftstoffmenge in den Zylinder
menge bieten sich für die Anpassung der eingespritz- spritzt.
ten Kraftstoffmenge an die angesaugte Luftmenge Bei Verwendung eines mechanisch gesteuerten
die bekannten Möglichkeiten, entweder über die Ein- 40 Verteilers mit rotierenden Zylinderelementen liegen
bringung der Drosselklappenstellung in das Regel- die Öffnungen bei Verwendung zweier Düsen pro
gerät oder über die Messung des Druckes in der Zylinder auf dem Zylindermantel und sind in Achsen-Ansaugleitung
an. Durch beide Regelgrößen können richtung gegeneinander verschoben. Die Kraftstoff-Luft-
und Kraftstoffmengen in jeder gewünschten Versorgung beider Öffnungssysteme kann durch eine
Art und Weise über entsprechend ausgebildete 45 Bohrung erfolgen, die konzentrisch zur Zylindermechanische
oder elektronisch arbeitende Zwischen- achse verläuft. Die Ausgänge von dem einen Öffglieder
aufeinander abgestimmt werden. nungskanal sind mit den Düsen verbunden, die die
Der Kohlenmonoxidgehalt bereitet im Luftüber- Kraftstoffmenge zur Erzeugung des Grundgemisches
schußgebiet keine Probleme, da seine Konzentration in das Saugrohr oder direkt in den Zylinder einin
diesem Bereich minimal ist. Bei den unverbrannten 50 spritzen. Die Ausgänge vom zweiten Öffnungskanal
Kohlenwasserstoffen liegt die Konzentration im Luft- sind mit den Düsen verbunden, die den Kraftstoff
Überschußgebiet bei Anwendung der erfindungs- zur Anreicherung an der Kerze direkt in den Zygemäßen
Regeleinrichtung erheblich tiefer als bei linder spritzen.
herkömmlicher Gemischbildung im Luftmangel- Bei Verwendung eines mechanisch gesteuerten
gebiet. Auch die Stickoxidkonzentration liegt hier 55 Scheibenverteilersystems ist der Aufbau sinngemäß
tiefer, da der Bereich höchster Emission bei Luft- der gleiche. Hier sind bei Verwendung zweier Düsen
Verhältnissen λ = 1,1 einerseits ganz gemieden wer- pro Zylinder die zwei Steueröffnungssysteme z. B.
den kann, andererseits bewirkt die Direkteinspritzung auf verschiedenen Radien der Scheiben in Umfangseme
Abkühlung der Zylinderfüllung, wodurch der richtung entsprechend versetzt angeordnet. Bei VerStickstoff
bildung entgegengewirkt werden kann. 60 wendung von nur einer Düse sind die Öffnungs-Bei
der lastabhängig geregelten Einspritzung ist es schlitze in der Regel auf einem Radius versetzt angrundsätzlich
möglich, entweder in das Saugrohr geordnet.
oder direkt in den Zylinder einzuspritzen. Bei der In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung
Saughub-Einspritzung, die direkt in den Zylinder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zweier Auserfolgt,
besteht gegenüber der Saugrohreinspritzung 65 führungsbeispiele näher erläutert,
unter Umständen die Möglichkeit, für beide Ein- Fig. 1 zeigt eine schematische Übersicht der
spritzvorgänge nur eine Düse zu verwenden. Regeleinrichtung nach der Erfindung bei Verwen-
Die Saughub-Einspritzung direkt in den Zylinder dung zweier Düsen;
F i g. 2 zeigt eine Regeleinrichtung bei Verwendung von nur einer Düse.
Bei der Einrichtung nach Fig. 1 wird der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 1 durch die Vordruckpumpe
2 über einen Kraftstoff-Filter 3 zur Kraftstoffhochdruckpumpe 4 gefördert. Die überschüssige
Kraftstoffmenge fließt über Leitung 5 von der Hochdruckpumpe
4 in den Tank 1 zurück. Die Hochdruckpumpe kann auch im Gehäuse des Verteilers 6
angeordnet sein. Sie versorgt den Verteiler 6 mit Kraftstoff, der unter Druck steht, der durch das
Druckregelventil 7 eingeregelt wird. Die dem Verteiler 6 zugeführte Kraftstoffmenge läuft über das
Druckregelventil 7 durch die Leitung 8 in den Kraftstofftank 1 zurück. Diese Regelvorgänge können
sinngemäß auch auf elektronischem Wege bewerkstelligt werden. . :
. Vom Verteiler 6 gelangt der lastabhängig geregelte
Kraftstoff über die Einspritzleitung 9 zur Saugrohreinspritzdüse 10 oder,; alternativ'zu einer Direkteinspritzdüse,
die in Fig. 1 nicht gezeigt ist. Die Kraftstoffmenge, die zur Anreicherung des durch die
Saugrohreinspritzung: erzeugten Grundgemisches an der Kerze zur Zeit der Zündung vorgesehen ist, wird
vom Verteiler 6 durch die Einspritzleitung 11 zur Direkteinspritzdüse 12 am Zylinderraum des Motors ι
13 geleitet.
Die F i g. 2 entspricht bis auf den vom mechanisch oder elektronisch gesteuerten Verteiler ausgehenden
Kraftstofffiuß, der zum Motor führt, der Fig. 1. Hier werden beide erwähnten Einspritzmengen durch
eine Einspritzleitung 11 nur einer Direkteinspritzdüse 12 zugeleitet und durch diese in den Zylinderraum
des Motors 13 eingespritzt.
Es können mechanisch arbeitende Einspritzeinrichtungen verwendet werden, bei denen der Spritzbeginn
und/oder das Spritzende der Einspritzung in Abhängigkeit von der Last und Drehzahl durch relative
Verdrehung von verdrehbaren, nicht rotierenden und/oder durch relative Verdrehung von rotierenden
Bauelementen oder beides geregelt werden.
Im Fall der elektronischen Steuerung der Einspritzvorgänge kann nach dem beschriebenen Prinzip an
Stelle der Steuerung der Spritzzeiten im Steuergerät auch in an sich bekannter Weise eine elektronische
Steuerung der Spritzzeiten der Düse unmittelbar erfolgen, so daß vom Steuergerät aus nicht die Brennstoffleitungen,
sondern daß die vom Steuerventil ausgehenden Leitungen 9 und 11 als Stromzuführungen
zu den elektrisch gesteuerten Düsen ausgebildet sind.
Unabhängig von der verwendeten Einspritzeinrichtung können Maßnahmen zum Abbau des Kraftstoffdruckes
in der Einspritzleitung unmittelbar nach Beendigung des Spritzbeginns mittels Entlastungsbohrungen, die mit den jeweiligen Steuerelementen
zusammenwirken, vorgesehen werden.
Claims (18)
1. Regeleinrichtung für Ottobrennkraftmaschinen mit Gemischschichtung im Zylinder, herbeigeführt
durch aufgeteilte Einspritzung des Kraftstoffes durch eine Einspritzeinrichtung, mit der
die eingespritzte Kraftstoffmenge jeweils nacheinander oder auch zeitlich überlappend in zwei
Einspritzvorgängen geregelt wird und die Kraftstoffmenge je Zylinder und Hub drehzahl- und
lastabhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitlich zuerst beginnende Einspritzvorgang
der mechanisch oder elektronisch gesteuerten Einspritzung vorwiegend abhängig von der Last oder einer davon abhängigen Größe,
dagegen der zweite Einspritzvorgang im wesentlichen drehzahlabhängig geregelt wird.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Bereich des
zweiten Einspritzvorganges in Abhängigkeit von der Drehzahl so verändert wird, daß die Einspritzung
bei höherer Drehzahl, bezogen auf den Kurbelwinkel, in der Weise früher gelegt wird,
daß unter Berücksichtigung der Wirbelgeschwindigkeit im Zylinder die angereicherte Gemischzone sich zur Zeit der Zündung in der Nähe der
Zündkerze befindet.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastregelung des Motors
ausschließlich durch die Mengendosierung der zuerst eingespritzten Kraftstoffmenge erfolgt.
4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastregelung des Motors
durch eine kombinierte Regelung der eingespritzten Kraftstoffmenge und einer Regelung der angesaugten
Luftmenge erfolgt.
5. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastregelung des Motors
primär durch die zuerst eingespritzte Kraftstoffmenge geregelt wird und eine Drosselung der angesaugten
Luftmenge sekundär für die Regelung zu Hilfe genommen wird.
6. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der
zuerst eingespritzten Kraftstoffmenge der absolute Druck im Saugrohr und die Druckdifferenz
zwischen Saugrohr- und Außendruck benutzt wird.
7. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung eines elektronischen
Einspritzsystems die gesamte in einen Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge auf die
beiden Einspritzvorgänge derart aufgeteilt wird, daß die mit dem ersten Strahl eingespritzte
Brennstoffmenge in an sich bekannter Weise vom Druck in der Saugleitung und vom Außendruck
oder in ebenfalls an sich bekannter Weise unter Zuhilfenahme einer Venturi-Einrichtung geregelt
wird und der zweite Einspritzvorgang nur drehzahlabhängig gesteuert wird.
8. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei elektronischer
Einspritzregelung die Spritzdauer des zweiten Einspritzvorganges, gemessen in Grad Kurbelwinkel,
annähernd proportional der Drehzahl verändert wird und daß der Spritzbeginn mit zunehmender
Drehzahl früher gelegt wird.
9. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einspritzung in
Abhängigkeit von der Last durch Veränderung des Kraftstoffdrackes erfolgt, während die zweite
Einspritzung in Abhängigkeit von der Drehzahl unter annähernd konstantem Kraftstoffdruck
durchgeführt wird.
10. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltstartanreicherung
und der Höheneinfluß mit Hilfe der Rege-
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lung der Kraftstoffmenge der zweiten Einspritzung, und zwar durch Veränderung des
Kräftstoffdruckes, berücksichtigt werden.
11. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltstartanreicherung
und der Höheneinfluß durch die Regelung der Kraftstoffmenge der ersten Einspritzung, und
zwar durch Veränderung des Kraftstoffdruckes, erfolgen.
12. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltstartanreicherung
und der Höheneinfluß durch die Regelung der Kraftstofimenge der ersten Einspritzung, und
zwar durch Veränderung der Einspritzdauer, erfolgen,
13. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Einspritzvorgang
mit einer Düse zur Zeit des Saughubes in das Saugrohr erfolgt und der zweite Einspritzvörgang
über eine zweite Düse, die direkt in den Zylinder zur Zeit des Verdichtungshubes spritzt,
erfolgt.
14. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Einspritzvorgänge
über eine einzige Düse pro Zylinder direkt in den Zylinder erfolgen.
15. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Einspritzvorgänge
über eine einzige Düse pro Zylinder direkt in das Saugrohr erfolgen.
16. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lastabhängig geregelte
Kraftstoffmenge vorzugsweise in den Saughub eingespritzt wird.
17. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite im wesentlichen
drehzahlabhängig geregelte Kraftstoffmenge bei Direkteinspritzung in den Zylinder
während des Verdichtungshubes eingespritzt wird.
18. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von
mechanisch arbeitenden Verteilereinspritzeinrichtungen Spritzbeginn oder Spritzende der Einspritzungen
in Abhängigkeit von der Last und der Drehzahl durch relative Verdrehung der verdrehbaren
aber nicht rotierenden oder durch relative Verdrehung der rotierenden Bauelemente
oder durch beides gesteuert wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Family
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2305314A1 (de) * | 1972-02-03 | 1973-08-16 | Ford Werke Ag | Otto-motor mit kraftstoffeinspritzung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge |
DE2928418A1 (de) * | 1978-07-13 | 1980-01-24 | Mikuni Kogyo Kk | Kraftstoffzufuhreinrichtung fuer einen motor |
DE3238697A1 (de) * | 1981-10-26 | 1983-05-11 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | Vorrichtung zur kraftstoff-einspritzung in brennkraftmaschinen |
DE3232640A1 (de) * | 1982-09-02 | 1984-03-08 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Regeleinrichtung fuer brennkraftmaschinen |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2305314A1 (de) * | 1972-02-03 | 1973-08-16 | Ford Werke Ag | Otto-motor mit kraftstoffeinspritzung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge |
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DE3232640A1 (de) * | 1982-09-02 | 1984-03-08 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Regeleinrichtung fuer brennkraftmaschinen |
DE3232640C2 (de) * | 1982-09-02 | 2000-01-27 | Volkswagen Ag | Regeleinrichtung für Brennkraftmaschinen |
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