DE1942668A1

DE1942668A1 - Kraftstoffregeleinrichtung fuer einen Motor

Info

Publication number: DE1942668A1
Application number: DE19691942668
Authority: DE
Inventors: Sulich Janusz S
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1968-08-21
Filing date: 1969-08-21
Publication date: 1970-02-26
Also published as: FR2022658A1; DE1942668C3; US3574346A; GB1274895A; SE349359B

Description

Patanfanwllto Dr. Ing. H. Negendonk

Dipt. Ing. H. Hauck Dipl. Phys. W. Schmiti β München 15, Mrarhfr.23 The Bendix Corporation M 5»0586

Fisher Bullding Detroit. Michigan/USA 19. August 1969 Anwaltsakte M-808 Kraftstoffregeleinrichtung für einen Motor

Eb ist bekannt, Fluidikelemente bei der Kraftstoffregelung zu verwenden; dies ermöglicht äußerst kompakte, wirtschaft-Hohe Regeleinrichtungen, deren Betriebseigenschaften mit den modernen Einrichtungen, beispielsweise dem bekannten Vergaser, zumindest vergleichbar sind.

Den hoch entwickelten Vergaser zu ersetzen, ist jedoch nicht einfach, da den Energiequellen für das Fluidikströmungsmittel und den Eückführungsverbindungen besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden muß, was zusätzliche Kosten rerursacht. Es ist jedoch anzunehmen, daß durch maxiaalen Einsatz von lluldikelementen (was die billigeren Herstellungsverfahren für integrierte Schaltungen ermöglicht) der Koetennachteil aufgefangen werden kann, so daß eine Segeleinrichtung geschaffen werden kann, die im Hinblick auf Kosten und Betriebeverhalten »ehr als konkurrenzfähig sein dürfte· Überdies kann solch eine Regeleinrichtung ein geschlossene· System dar-

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stellen, um die Verdampfung des rohen Kraftstoffs möglichst gering zu halten, und sie kann außerdem die strengsten Anforderungen bezüglich geringer Luftverunreinigung erfüllen.

Durch die Erfindung soll eine derartige Kraftstoffregeleinrichtung geschaffen werden. Dabei wird ausgegangen von einer Kraftstoffregeleinrichtung tür einen Motor mit einer Luft-Ansaugleitung, in der eine Kraftstoffdüse und ein Drosselventil angeordnet sind, einer Kraftstoff-Druckquelle, einem unter Atmosphärendruck stehenden Kraftstoffbehälter, proportional verstärkenden Pluidikverstärkern, die jeweils einen von der Kraftstoff-Druckquelle gelieferten Kraftstoffstrahl-Haupteinlaß, einen Kraftstoff-Betriebsauslaß, einen normalerweise am Kraftstoffbehälter angeschlossenen zweiten Kraft stoff-Auslaß und wenigstens ein Paar Steuererlasse aufweist, wobei die beiden Steuererlasse derart angeordnet sind, daß die aus den Steuererlassen austretenden Steuerstrahlen einen unterschiedlichen Ablenkeinfluß auf den aus dem Haupteinlaß austretenden Kraftstoffstrahl haben, wodurch dem Motor eine Kraftstoffmenge zugeführt wird, die dem Druck proportional ist, der an die Steuererlasse in Abhängigkeit Ton bestimmten Betriebsgrößen des Motors abgegeben wird, wobei diese Betriebsgrößen mittels einer Meßsonde, die die Luftstrommenge im Hals eines In der Ansaugleitung angeordneten Venturirohree miSt, und einer öffnung, die dem in der Ansaugleitung stromabwärts Tom Drosselventil herrschenden Unterdrück ausgesetzt ist, ermittelt werden und die yiuidik«

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verstärker derart miteinander verbunden sind, daß der BetriebsauslaS des einen Fluidikverstärkers an einem Steuererlaß dee nächsten Fluidikverstärkers angeschlossen ist, wodurch mehrere Verstärkungsstufen gebildet werden, bei denen der Betriebsauslaß des letzten Fluidikver stärkere an der in der Ansaugleitung angeordneten Kraftstoffdüse angeschlossen ist, während die beiden Steuereinlässe des ersten Fluidikverstärkers mit der Meßsonde bzw, der Atmosphäre verbunden sind, um eine Regelung des Brennstoffs zu erzielen, bei der der dem Motor zugeführte Kraftstoff proportional der durch das Venturirohr strömenden Luft ist. Diese Kraftstoff regeleinrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Betriebs röße¹des Motors ansprechende zusätzliche Kraftstoffregelung mit Hilfsfluidikverstärkern von der Art der übrigen Fluidikverstärker vorgesehen ist, und daß die Fluidikverstärker jeweils ein zweites Paar Steuereinlässe aufweisen, die mit dem Betriebsauslaß

so
eines der Hilfsfluidikverstärker/verbunden sind, daß der proportionalen Kraftstoffregelung eine Regelung für eine zusätzliche Kraftstoffanreicherung überlagert ist.

Bei der erfindungsgemäßen Kraftstorfregeleinrichtung ist somit eine Primärregelung vorgesehen, die auf den Massenstrom im Venturirohr der Ansaugleitung anspricht. Erfindungsgemäß werden nun weitere Fluidikeinriehtungen zur Kraftstoff anreicherung vorgesehen, die der Primärregelung überlagert sind. Bei einer Anreicherungseinrichtung wird ein sättig-

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barer Fluidikverstärker verwendet, der den Unterdruck in der Ansaugleitung mißt, der als Hegelparameter dient, um bei Vollast wahlweise eine Anreicherung zu liefern. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung liefert eine Anreicherungseinrichtung ein der Änderung dee Unterdrucks in der Ansaugleitung proportionales Signal, um bei einer Beschleunigung die Kraftstoffzufuhr zeitweise zu erhöhen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Leckleitung für den Leerlauf vorgesehen, die das Kraftstoff-Luft-Ver- W hältnis während des Leerlaufs modifiziert.

Anhand der Zeichnungen werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Ee zeigen:

Pign. 1, 3 und 4 schematische Ansichten dreier Ausführungebeispiele der Erfindung,

Fig. 2 einen Gas-Flüssigkeit-Wandler, der bei dem Aueführungsbeispiel nach Fig. 4 verwendet wird»

In Fig. 1 ist ein schematieches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Kraftstoff-Regeleinrichtung dargestellt.

Eine Luft-Ansaugleitung 1o enthält ehen Lufteinlaß 12, ein Venturirohr 14, ein Drosselventil 16 und einen stromabwärts liegenden Kanalabschnitt 18, durch den Luft einem Kolbenmotor (nicht gezeigt) zugeführt wird.

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Die Kraftstoffregeleinrichtung besteht im wesentlichen aus drei proportional verstärkenden Fluidikverstärkern 1, 2 und 3 sowie Verbindungs-, Meß- und Zuführungsleitungen.

Eine Primärregelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, "bei der die KraTtstoffmenge proportional der dem Motor zugeführten Iiuftmenge verändert wird, wird von den Fluidikverstärkern 1 und 2 ausgeführt, die in Reihe geschaltet sind und somit zwei Verstärkungsetufen bilden.

Der Pluidikverstärker 1 weist einen Kraftstoffstrahl-Haupt« einlaß 2o auf, dem von der Kraftstoffpumpe unter Druck stehender Kraftstoff zugeführt wird. Der Haupteinlaß 2o ist auf zwei AuBläese 22, 24 gerichtet* Die Aufteilung des Kraftstoffs in die beiden Auslässe wird mittels zweier Paare von ■ioh gegenüberliegenden Steuereinlässen 26, 28 bzw· 3o, 32 gesteuert·

Der in gleicher Weise aufgebaute Pluidikverstärker 2 weist einen Haupteinlaß 34, Auslässe 36, 38 und zwei Paare von Steuereinlässen 4o, 42 bzw. 44, 46 auf.

Die Auslässe 22, 24 des Fluidikverstärkerβ 1 sind über Leitungen 48, 5o mit den Steuereinlässen 4o, 42 des Verstärkers 2 verbunden, woduroh zwei Verstärkungestufen gebildet werden.

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Ein Druckdifferenz-Steuersignal, das die dem Motor zugeführte Luftmenge wiedergibt, wird von einer im Hals des Venturirohrs 14 angeordneten Druckmeßsonde 52 abgegeben, die über die Leitung 54 mit dem Steuereinlaß 28 des ersten pluidikverstärkers verbunden ist. Der gegenüberliegende Steuereinlaß 26 ist über die Leitungen 56» 58 mit einer statischen Druckmeßsonde 6o verbunden, die den Atmosphärendruck stromaufwärts vom Venturirohr mißt. Die auf diese Weise den Steuereinlässen 26, 28 zugeführte Druckdifferenz ist

ψ ein ausreichend gutes Maß für die Luftströmung und wurde bei den bekannten Vergasern als der primäre Regelparameter verwendet. Wenn mehr Luft durch die Ansaugleitung 1o strömt, wird die Druckdifferenz zwischen den Steuereinlässen 26, 28 größerι dadurch wird mehr Kraftstoff in den Betriebsauslaß 24 abgelenkt, was zur Folge hat, daß in dem als zweite Stufe dienenden Fluidikverstärker das Steuersignal im Steuereinlaß.. 42 größer als im Steuereinlaß 4o wird, Somit wird mehr Kraftstoff in den Betriebeauslaß 36 gelenkt, der über eine

. Leitung 62 mit einer in der Ansaugleitung angeordneten Krartstoffdüee 64 verwinden ist· Dies liefert eine Vergrößerung der Kraftstoffaenge, um das gewünschte grundsätzliche Kraftstoff -Luft-Verhältnis aufrechtzuerhalten· Der in den Auslaß 38 einströmende Kraftstoff wird in den Kraftstofftank oder eimen anderen geeigneten Kraftstoffbehälter zurückgeführt.

Es sind Mittel vorgesehen, um das Brennstoff-Luft-Gemisch über einen bestimmten Bereich von niedrigem unterdruck in

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BAD ORlQiNAL

der Ansaugleitung, der stromabwärts vom Drosselventil 16, beispielsweise an der Öffnung 7o, gemessen wird, anzureichern. Der in der Ansaugleitung herrschende Unterdruck wird über die Leitung 72 und die Drosselstelle 74 an den Steuereinlaß 76 des Fluidikverstärkers 3 übertragen. Der Fluidikverstärker 3 besitzt einen Haupteinlaß 84, der mit unter Druck stehendem Krattstoff versorgt wird, zwei Paare Steuereinlässe 76, 78 bzw. 8o, 82 und zwei Auslässe 86, 88. Der Steuereinlaß 8o ist über eine Drosselstelle 9o und eine Leitung 92 mit der Kraftstoff-Druckquelle verbunden, wodurch der Hauptkraftstoffstrahl dauernd in den Auslaß 88 gelenkt wird, von wo er in den Kraftstoffbehälter zurückgelangt. Die Steuereinläsee 78, 82 können entweder unmittelbar an die Atmosphäre oder an die Entlüftungsleitung 58 angeschlossen sein. Der Vorteil, sämtliche mit Atmosphärendruck zu beaufschlagende Stellen an die Entlüftungsleitung 58 und die öffnung 6o anzuschließen, besteht darin, daß nur gereinigte Luft verwendet wird, wenn stromaufwärts vom Einlaß der Ansaugleitung ein Luftfilter angeordnet ist.

Bei großem Unterdruck in der Ansaugleitung, wie er im Leerlaut" und bei Teildrosselung auftritt, ist der Unterdruck im Steuereinlaß 76 groß genug,die "Vorspannung" des Steuerstrahls 8o zu überwinden und den Hauptkraftstoffstrahl in den Betriebsauslaß 86 zu lenken. Der Kraftstoff gelangt dann durch die Leitung 94 zur Verbindungsstelle 96 zweier Zweigleitungen 98, 1oo. Der Kraftstoff wird aus den Steuereinlässen 44 und 46 in entgegengesetzter Richtung ausge-

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stoßen, was zur Polge hat, daß die Verstärkung des Pluidikverstärkers 2 proportional zum Druck, der an die Steuere inlässe abgegeben wird, verringert wird.

Wenn sich der Motor follastbetriebszuständen (geöffnetes Drosselventil) nähert, nimmt der Unterdruck in der Ansaugleitung so weit ab, daß er gegenüber dem Druck im Steuereinlaß 8o nicht mehr dominierend ist und der Kraftstoffstrahl allmählich vom Auslaß 86 zum Auslaß 88 überwechselt· Wenn der Druck in den Steuererlassen 44» 46 des Pluidikverstärkers 2 verringert wird, wächst die Verstärkung des Fluidikverstärkers an, und das Gemisch wird mit Kraftstoff angereichert. Der Fluidikverstärker 3 besitzt somit eine Sättigungsgrenze, derart, daß er eine Änderung des Ausgangesignals nur in einem bestimmten Bereich einer Änderung des Eingangssignals vornimmtβ

Die Steuereinlässe 3o, 32 des Pluidikverstärkers 1 sind an Zweigleitungen 1o2 bzw. 1o4 angeschlossen* in denen jeweils eine Drosselstelle 1o6 bzw. 1o8 angeordnet ist und die eine gemeinsame Verbindungsstelle 11o haben. Die Verbindungsstelle 11o ist an die Leitung 72 angeschlossen, in der der Unterdruck der Ansaugleitung herrscht. Die Zweigleitung 1o4 ist pn einen Behälter 112 angeschlossen, der als Kapazität wirkt. Der Behälter 112 zusammen mit den Drosselstellen 1o1, 1o8 sorgt dafür, daß die beiden Zweigleitungen eine unterschiedliche Impedanz haben. Wenn der in der Ansaugleitung herrschen-

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de Unterdruck einen stabilen Wert hat, stellen die Steuerstrahlen 3o, 32 gleiche. Unterdrucksignale dar und beeinflussen nicht das Ausgangssignal des Fluidikverstärkers Bei einer Beschleunigung ändert sich jedoch der in der An-

Unter-

saugleitung herrschende/Druck, und aufgrund der unterschiedlichen Impedanzen wird die Änderung im Steuereinlaö 3o schneller erfaßt, während sie im Steuereinlaß 32 erst später registriert wird. Dies hat zur Folge, daß zwischen den Steuereinlässen 3o und 32 eine Druckdifferenz vorhanden ist, die der Änderung des in der Ansaugleitung herrschenden Unterdrucks entspricht; dadurch wird zeitweise mehr Kraftstoff in den Auslaß 24 des Fluidikverstärkers 1 gelenkt, so daß während einer zeitweiligen Beschleunigung mehr Kraftstoff abgegeben wird. Wenn die Beschleunigung beendet ist, wird der in der Ansaugleitung herrschende Unterdruck wieder stabil, und die Steueretrahlen 3o, 32 heben sich gegenseitig auf*

Im Leerlauf wird die Luftströmung im Venturirohr 14 zu gering, um ein ausreichendes Steuersignal zu erzeugen. Dies ist eine bekannte Eigenschaft des Venturirohres, was beim Vergaserbau bekanntlich dazu geführt hat, getrennte Haupt- und Leerlauf-Xraftstoffeinrichtungen vorzusehen. Bei der erfindungegemäßen Kraftstoff-Segeleinrichtung wird die im Leerlauf erforderliche Gemischanreicherung nicht durch eine getrennte Einrichtung erzielt, sondern dadurch, daß das Kraftstoff«Luft-Verhältnis des primären Systems verändert

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wirda Eine Leerlaul-Lecköifnung 12o ist in der Ansaugleitung stromabwärts vom Drosselventil 16 angeordnet, wo sie im Leerlauf einem großen Unterdruck ausgesetzt ist. Die Leerlauf-Lecköffnung ist einstellbar, damit ideale Leerlaufbedingungen eingestellt werden können. Die Leerlauf-Lecköffnung 12o ist über eine Leitung 122 und eine Drosselstelle 124 mit der Leitung 54 verbunden, die normalerweise das im Hals des Venturirohrs abgegebene Hauptsignal überträgt. Eine zweite Leerlauf-Lecköffnung 126 ist zur Leer- W lauf-Lecköffnung 12o parallelgeschaltet und befindet sich unmittelbar oberhalb des Drosselventils, so daß eine Öffnungsbewegung der Drosselklappe aus dem Leerlauf heraus zur Folge hat, daß die zweite Leerlauf-Lecköffnung von der bezüglich der Drosselklappe stromaufwärts liegenden Seite zur stromabwärts liegenden Seite gelangt·

Bei großer Drehzahl und ganz bzw. fast geöffnetem Drosselventil ist der in der Ansaugleitung herrschende Unterdruck klein und die Strömung durch das Venturirohr 14 groi3, so daß das von der Druckmeßsonde 52 abgegebene Signal das dominierende Steuersignal ist. Wenn sich der Betriebszustand dem Leerlauf nähert (durch Schließen des Drosselventils 16), wird die Strömung durch das Venturirohr geringer und das entsprechende Signal schwächer, während der in der Ansaugleitung herrschende Unterdruck um einen laktor von 5 bis anwächst* Der von des Leerlauf kr©is durch die Drosaelstelle 124 übertragene Druck ist größer als der in übt Leerlauf»■ Lecköffnung 12o gemessene absolute Druck und liegt im Leer-

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lauf zwischen dem Druck in der Öffnung 52 und dem Druck in der Leerlauf-Lecköffnung 12o. Dieser Druck kann durch Verstellen der veränderlichen Leerlauf-Lecköifnung 12o entsprechend einer gewünschten Leerlaufströmung eingestellt werden. Die zweite Leerlauf^Leekoffnung 126 dient nicht nur als größere Druckquelle, um die eben erwähnte Einstellflexibilität zu ermöglichen, sondern sorgt auch für einen allmählicheren Übergang zwischen der "Unterdruck"-Steuerung auf die "Venturisteuerung".

Zur Umgehung des Drosselventils 16, das im Leerlauf als geschlossen angesehen werden kann, ist eine Leerlauf-Leckleitung 13o mit einer veränderlichen Drosselstelle 132 vorgesehen. Somit wird für die Leerlaufluft vorzugsweise ein getrennter Strömungskanal vorgesehen; es versteht sich jedoch von selbst, daß eine normale Leekströmung durch das Drosselventil 16 oder ein teilweise geöffnetes Drosselventil 16 zur Erzeugung der Leerlaufluftströmung verwendet werden könnten. .

Bei der beschriebenen Kraftstoff-Hegeleinrichtung dient die Kraftstoffquelle als Druckquelle für die Pluidikverstärker. Einige Fahrzeuge haben Luftverdichter oder hydraulische Druckquellen, die ebenfalls verwendet werden könnten. Die Verwendung des Kraftstoffs sowohl als gesteuerte Größe als auch als primäres Steuermedium dürfte jedoch eine Vereinfachung der Anlage mit sich bringen.

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Bei den Fluidikverstärkern 1 und 5 der Fig. 1 werden zwei verschiedene Strömungsmittel, d.h. flüssiger Kraftstoff und Luft, verwendet. Wenn auch solche Einrichtungen, die mit zwei verschiedenen Strömungsmitteln arbeiten, in annehmbarer Weise arbeiten, stellt jedoch die Möglichkeit, daß in den Kraftstoffleitungen Luft und umgekehrt mitgenommen wird, einen Unsicherheitsfaktor dar, der in bestimmten Fällen die Bemessungsgenauigkeit beeinflussen kann. Die Luftmitnahme wird zunächst einmal dadurch sehr gering gehalten, daß zwei Verstärkungsstufen verwendet werden, wobei der zweite Fluidikverstärker 2 im wesentlichen mit flüssigen Haupt- und Steuerstrahlen arbeitet, obwohl geringe Mengen Luft in den Steuvrstrahlen vorhanden sein können J)iese Haßnahmen scheinen zur Zeit ausreichend zu sein) es ist jedoch möglich, daß in späteren Jahren (nach 197o) an die Kraftstoffbemes sung größere Anforderungen gestellt werden, was dann weitere Überlegungen bezüglich des "Mitnahmeprobleme" erforderlich machen wird.

Fig. 2 zeigt einen Wandler, der dazu verwendet werden kann, sämtliche Luft-Steuersignale in Flüssigkeitaeignale zu wandeln, so daß sämtliche Verstärker nur mit einem flüssigen Strömungsmittel arbeiten können, falls dies erforderlich ist. Zur Erläuterung wird ein Wandler beschrieben, der dazu verwendet wird, das an den Fluidikverstärker 1 abgegebene Luftsignal in ein Doppelt-Flüssigkeitssignal zu wandeln.

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Der im Hals des Venturirohrs herrschende Druck und/oder der Leerlaufkreis-Druck liegt (über die Leitung 54) an einer Seite einer Membran 15o an, die sich in einem Gehäuse 152 "befindet, während die andere Seite der Membran dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, was einfach durch eine Öffnung 154 erzielt werden kann, Me Membran 15o ist über eine Stange 156 mit einem elastischen Federrohr 158 verbunden, das einerseits eine bekannte Ablenkcharakteristik liefert und andererseits den Kraftstoff gegen die Luft abdichtet» Bas Federrohr 158 ist mit einem Gehäuse 16o verbunden; vom oberen Ende des Federrohrs 158 hängt eine Ventilklappe 162 nach unten in das Innere des Gehäuses 16o. Auf gegenüberliegenden Seiten der Ventilklappe 162 ragen zwei Steuerdüsen 164, 166 in das Gehäuse 16o. Unter Druck stehender Kraftstoff wird von einer Sammelleitung 168 über Zweigleitungen 17o, 172, die jeweils eine Drosselstelle 174 bzw. 176 enthalten, an Leitungen 178, 18o abgegeben, die jeweils an eine der Steuerdüsen angeschlossen sind. Die Leitungen 178, 18o können an die Steuereinlässe 26, 28 des Fluidikverstärkers 1 (Fig. 1) angeschlossen sein, die durch Öffnungen 182» angedeutet sind. Der Kraftstoff wird vom Gehäuse 16o über eine Leitung 186 dem Kraftstofftank wieder zugeführt. Bei einer Änderung des Luftdrucks auf einer Seite der Membran 15o wird die Ventilklappe 162 abgelenkt, so daß das untere Ende der Ventilklappe seinen Abstand von den Düsen 164, ändert» Da eine begrenzte Menge Kraftstoff durch die Drosselstellen 174, 176 strömt, hat die Änderung des Abstands zwi-

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sehen der Ventilklappe 162 und den Düsen 164, 166 einer Druckänderung in den Leitungen 178, 18o zur Folge, wodurch das pneumatische Signal in ein Flüssigkeitssignal, das als Steu- ersignal für einen Verstärker verwendet werden kann, gewandelt wird. Selbstverständlich können auch andere Wandler bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffregeleinrichtimg verwendet werden.

_k Zusätzlich zu diesem Grundsystem, das bis jetzt beschrieben wurde, können in bestimmten Fällen noch weitere Beeinflussungen des Gemische erforderlich werden, beispielsweise zum Höhenausgleich, Kaltstart oder Verzögerungsabschaltenj dies kann ohne irgendwelche Schwierigkeiten durch Zufügen von sehr elementaren Komponenten an das Grundsystem erreicht werden.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen. Die Fluidikverstärker 2o1, 2o2 und 2o3 entsprechen den Fluidikverstärkern 1, 2 und ' 3 in Fig. 1j die Bauteile dieses in Fig. 3 dargestellten Ausführuhgsbeispiels haben Zweihunderter-Kennziffern, jedoch dieselben Zehner und Einer wie die entsprechenden Bauteile in Fig. 1» Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 hat zwei weitere Fluidikverstärker 2o4 und 2o5. Der Fluidikverstärker 2o4 ist ein proportional verstärkender Fluidikverstärker und weist einen Haupteinlaß 31 ο und Paare von Steuererlassen 312, 314 bzw, 316, 318 auf. Von den Auslässen 32o, 322 ist der Auslaf 32o mit dem Kraftstoffbehälter und der Auslaß 322

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über die Leitung 262 mit der Kraftstoffdüse verbunden. Die Steuereinlässe 312 und 314 sind mit den Auslassen 238 bzw, 236 des zweiten Fluidikverstärkers 2o2 verbunden. Die Fluidikverstärker 2o1, 2o2 und 2o4 stellen in diesem Ausführungs beispiel somit drei hintereinandergeschaltete Verstärkungsstufen dar.

Bei dem Ausführungsbeispiel naoh Fig. 3 ist die Kraftstoffdüse unterhalb des Drosselventils 216 angeordnet, wo die Möglichkeit einer "Vergaservereisung" des Drosselventils ausgeschlossen ist. In der Anordnung der Kraftstoffdüse hat man größere Freiheit, da das Venturisignal lediglich als Meßsignal und nicht zu dem Zweck, Kraftstoff in die Ansaugleitung anzusaugen, verwendet wird.

Der Steuereinlaß 316 des Fluidikverstärkers 2o4 ist zur Atmosphäre geöffnet, während der Steuereinlaß 318 durch die Leitung 324 mit dem Fluidikverstärker 2o5 verbunden ist, der zum Abschalten der Kraftstoffzufuhr bei Verzögerung dient. Der Fluidikverstärker 2o5 ist ein monostabiler Verstärker, der einen mit unter Druck stehendem Kraftstoff beaufschlagten Haupteinlaß 326, zwei Steuereinlässe 328, 33o und Auslässe 332, 334 aufweist.

Der Hauptstrahl strömt normalerweise in den Auslaß 332, der zum Haupteinlaß 326 ausgerichtet ist. In dem Steuereinlaßkanal 33o ist eine Drosseletelle 336 vorgesehen, die die

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Verbindung mit dem Ansäugleitungs-Unterdruck in der Leitung 272 drosselt. Der Steuereinlaß 328 ist zur Atmosphäre geöffnet. Die Drosselstelle 336 ist derart bemessen, daß in der Leitung 272 ein bestimmter hoher Unterdruck vorhanden sein muß, bevor auf den Steuerstrahl 33o genügend Kraft ausgeübt wird, um den Hauptstrahl von seiner stabilen Lage in seine instabile Lage abzulenken, in der er in den Auslaß 334 strömt. Wenn die Drosselstelle 336 beispielsweise so bemessen ist, daß das Umschalten auf den Auslaß 334 bei einem

Unterdruck von ungefähr 5oomm Hg und darüber ( je nach Auserfolgt
legung des Motors)/, sorgt der Fluidikverstärker 2o5 dafür, daß die Kraftstoffzufuhr bei einer Verzögerung unterbrochen wird. In diesem Zusammenhang ist zu sagen, daß ein Unterdruck in der Ansauglei/tung, der größer als 5oo mm Hg ist, nur bei Motorverzögerungen auftritt, bei denen das Drosselventil 216 in seiner, am meisten geschlossenen Stellung ist und der Motor mit einer größeren Drehzahl als der Leerlaufdrehzahl läuft. Bei Umschalten auf den Auslaß 334 entsteht natürlich ein Steuersignal im Steuereinlaß 318 des Fluidikverstärkers 2o4, das Kraftstoff von den Betriebsauslässen 322 und 262 ablenkt. Wenn der Motor abfällt und sich dem Leerlauf nähert, fällt der in der Ansaugleitung herrschende Unterdruck unter den

und

Wert, bei dem die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird/die Kraftstoffzufuhr wird wieder aufgenommen.

Ein Leerlauf-Höhenausgleich wird durch einen unter Unterdruck stehenden Balg 34o erzielt, der eine veränderliche Drossel*

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stelle 342 in der Leitung 254 steuert,, wodurch an dem vom Venturirohr 214 kommenden Primärsignal eine Höhenkorrektur vorgenommen wird.

Ein Bimetallstab 344 steuert eine veränderliche Drosselstelle 346 im Leerlaufkreis, um Änderungen der Gemischanreicherung zwischen Kalt- und Warmstart vorzunehmen. Durch diese Bimetallsteuerung könnten sowohl der Kraftstoff wie auch die Luft im Leerlauf gesteuert werden, indem der Bimetallstab an eine Luftdrosseleteile 132 (Pig. 1) angeschlossen wird? dadurch wird der Leerlaufnocken, wie bei Vergasern mit Starterklappe heutzutage verwendet wird, überflüssig. Der Bimetallstab 344 könnte auch derart angeordnet werden, daß er der Wärme des Motors ausgesetzt ist, Ein Bimetallstab 346 steuert eine veränderliche öffnung 35o in der Leitung 262, die zur Kraftstoffdüse führt, und sorgt in Abhängigkeit von der Außentemperatur für eine Heifltagkorrektur.

In Pig, 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das Fluidikverstärker enthält, die ausschließlich alt flüssigem Strömungsmittel arbeiten. Die Pluidikveretärker 4o1, 4o2, 4o3 und 4o5 entsprechen in ihrer Funktion den Fluidikverstärkern 2o1, 2o2, 2o3 und 2o5 des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiele. Die Fluidikverstärker 4o1 und 4o2 dienen als erste und zweite Verstärkungsstufe für den Grundkreis. Der Pluidikverstärker 4o3 sorgt für eine Gemischbeeinflussung bei Vollast und der Fluidikverstärker 4o5 für

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ein Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr bei einer Verzögerung.

Das vom Venturirohr 414 abgegebene Signal wird über die Leitung 454 an einen Luft-Flüssigkeits-Wandler 51ο (wie er in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde) abgegeben» wodurch die beiden Steuererlasse 426, 428 mit einem flüssigen Steuersignal beaufschlagt werden, das dem Luftstrom proportional ist. Flüssiger Kraftstoff wird von der Kraftstoffpumpe 512 durch die Leitung 514 dem Wandler 51 ο zugeführt und über

™ die Leitung 518 in den Kraftstoffbehälter 516 zurückgeführt» Der Kraftstoff in den Auslässen 422, 424 des ersten Fluidikverstärkers 4o1 wird als Steuersignal den Steuererlassen 44o, 442 des zweiten Fluidikverstärkers 4o2 zugeführt. Der Fluidikverstärker 4o3 empfängt in den Steuererlassen 476, 478 von dem Wandler 52o ein Flüssigkeits-Steuersignal, das dem in der Ansaugleitung herrschenden und durch die Leitung 472 übertragenen Unterdruck proportional ist. Der in den Auslaß 486 eintretende Strahl wird an den Steuereinlaß 446 des

\ Fluidikverstärker 4o2 abgegeben, wo er den Hauptstrahl ablenkt, während der Steuereinlaß 444 frei bleibt, um ein Signal von dem Fluidikverstärker 4o5 zu empfangen. Bei diesem Aueführungsbeispiel ist es möglich, auf eine dritte Verstärkungsstufe, wie sie der Fluidikverstärker 2o4 beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 darstellt, zu verziihten. Ein solcher zusätzlicher Fluidikverstärker kann natürlich, falls erforderlich, wieder eingeführt werden, um zusätzliche Verstärkungsstufen oder zusätzliche Steuerstrahlen zur Aufnahme

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anderer Steuersignale zur Verfugung zu haben. Der Fluidikverstärker 4o5 arbeitet ebenfalls mit einem Luft-Flüssigkeits-Wandler 522. .

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel arbeitet grundsätzlich in der gleichen "/eise, indem eine dem Luftstrom proportionale Kraftstoffregelung mit überlagerter Gemischbeeinflussung und Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr bei Verzögerung liefert. Bei dieser Anordnung ist eine Hydraulikverbindung für den Kraftstoff-Ilückführungskreis verwendet, und an jeder Stelle, an der Luft und Flüssigkeit zusammenkommen, sind Wandler eingesetzt. Somit ist die Möglichkeit einer Luftmitnahme im Kraftstoff vermieden.

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Claims

Γ· 'ng. H. Negendanlc Dipl. Ing. H. Hauck

Dipl. Phys. W. Schmitz eMüneh^i 15, Mo«irtrtr.23

The Bendix Corporation *' ^M Fisher Building

Detroit, Michigan/USA 2o. August 1969

Anwaltsakte Μ-80Θ

Patentansprüche

1J Kraftstoffregeleinrichtung für einen Motor mit einer Luft-Ansaugleitung, in der eine Kraftstoffdüse und ein Drosselventil angeordnet sind, einer Kraftstoff-Druckquelle, einem unter Atmosphärendruck stehenden Kraftstoffbehälter, proportional verstärkenden Fluidikvers.tärkern, die jeweils einen von der Kraftstoff-Druckquelle gelieferten Kraftstoffstrahl-Haupteinlaß, einen Kraftstoff-Betriebsauilaß, einen normalerweise am Kraftstoffbehälter angeschlossenen zweiten Kraftstoff-Auslaß und wenigstens einem Paar Steuereinlässe aufweisen, wobei die beiden Steuereinlässe derart angeordnet sind, daß die aus den Steuereinlässen austretenden Steuerstrahlen einen unterschiedlichen Ablenkeinfluß auf den aus dem Haupteinlaß austretenden Kraftstoffstrahl haben, wodurch dem Motor eine Kraftstoffmenge zugeführt wird, die dem Druck proportional ist, der an die Steuereinlässe in Ab-

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hängigkeit von bestimmten Betriebsgrößen des Motors abgegeben wird, wobei diese Betriebsgrößen mittels einer Meßsonde, die die Luftversorgung im Hals eines in der Ansaugleitung angeordneten Venturirohrs niet, und einer öffnung, die dem in der Ansaugleitung stromabwärts vom Drosselventil herrschenden Unterdruck ausgesetzt ist, ermittelt werden und die JTuidikverstärker derart miteinander verbunden sind, daß der Betriebeauslaß des einen Fluidikverstärkers an einem Steuereinlaß des nächsten Fluidikverstärkers angeschlossen ist, wodurch mehrere Verstärkungsstufen gebildet werden, bei denen der Beτ triebsauslaß des letzten iTuidikverstärkers an der in der Ansaugleitung angeordneten Kraftstoffdüse angeschlossen ist, während die beiden Steuereinlässe des ersten Fluidikverstärkers mit der Meßsonde bzw· der Atmosphäre verbunden sind, um eine Regelung des Brennstoffs zu erzielen, bei der dtr dem Motor zugeführte Kraftstoff proportional der durch das Venturirohr strömenden Luft ist, daduroh gekennzeichnet, daß eine auf die Betriebsgrößen des Motors ansprechend· zusätzliche Kraftstoffregelung mit Hilfsfluidikverstärkern (2j 2o3» 2o5l 4o5, 4o5) von der Art der üblichen fluidikverstärker vorgesehen ist, und daß die Fluidikverstärker (1} 2; 2o1, 2o2, 2o4; 4o1, 4o2) jeweils ein zweites Paar von Steuereinlässen aufweisen, die mit dt» Betriebiauslai eines der Hilfsflui-

so dikvtrstärker/verbundtn UM, u j daß der proportionalen

Kraftstoffregelung ein« H·feiung für eine zusätzliche

überlagert ist.

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2_# Kraftstoffregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Paar Steuereinlässe Oo, 32) des ersten Fluidikverstärkers (1; 2o1j 4o1) über zwei Zweigleitungen (1o2, 1o4), die eine unterschiedliche Strömungsimpedanz haben, mit der Öffnung (7o), die dem Unterdruck in der Ansaugleitung ausgesetzt ist, verbunden sind, um in dem zweiten Paar Steuereinlässe Oo, 32) ein Steuersignal zu erzeugen, das der Änderung des in der Ansaugleitung herrschenden Unterdrucks, wie sie bei Beschleunigungs-Betriebszuständen auftritt, proportional ist.

3. Kraftstoffregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten Hilfsfluidikverstärker mit einem ersten Paar Steuererlassen (8o, 82), die den aus dem HaupteihlaÖ (84) austretenden Kraftstoff strahl (84) in den an den Kraftstoffbehälter angeschlossenen zweiten Auslaß lenken, und einem zweiten Paar Steuereinlässe (76, 78), von denen der eine (76) an die Unterdrucköffnung (7o) und der andere an die Atmosphäre angeschlossen ist, um den Kraftstoffstrahl in den ersten Betriebsauslaß (86) zu lenken, wobei dieser Betriebsauslaß mittels einer Zweigleitung (98, 1oo) an beide Steuereinlässe (44, 46) des zweiten Steuereinlaßpamres des zweiten Fluidikverstärkere (2) angeschlossen ist, so daß die sioh auegleichenden, entgegengerichteten Kraftstoffstrahlen, die aus dem zweiten Paar 'Steuerein-

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einlasse (44, 46) des zweiten ITuidikverstärkers (2) austreten, bei großem Unterdruck entsprechend Leerlauf und Teildrosselung die Verstärkung des zweiten Verstärkers (2) verringern, während der Hilfsfluidikverstärker bei geringem Unterdruck entsprechend Vollast eine Sättigungsgrenze erreicht, derart, daß die sich ausgleichenden, entgegengerichteten Kraftstoffstrahlen nicht mehr an den Steuererlassen austreten und die volle Verstärkung des zweiten Pluidikverstärkers wieder hergestellt ist.

4. Kraftstoffregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei miteinander verbundene Fluidikverstärker (2o1, 2o2, 2o4) und ein zweiter Hilfsfluidikverstärker (2o5) vorgesehen sind, daß der Hilfsfluidikverstärker ein monostabiler Verstärker ist, dessen stabiler Auslaß (332) an dem Kraftstoffbehälter und dessen instabiler Auslaß an dem zweiten Paar Steuereinlässe (318, 316) des dritten Fluidikverstärkers (2o4) angeschlossen ist, daß der zweite Hilfsfluidikverstärker ein einziges Paar Steuereinlässe (328, 33o) aufweist, von denen der eine mit derdem Ansäugleitungs-Unterdruck ausgesetzten Öffnung (7o) und der andere mit der Atmosphäre verbunden ist, so daß der von dem Hauptauslaß (31o) des dritten Pluidikverstärkers (2o4) austretende Kraftstoffstrahl bei einem plötzlichen Ansteigen des Ansaugleitungs-Unterdrucks, wie es bei einer Verzögerung auftritt, von dem Betriebsauslaß (322), der die Kraft

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. stoffdüse speist, in den zweiten Auslaß (32o), der mit dem Kraftstoffbehälter verbunden ist, ablenkt, und zwar so lange, wie die Verzögerung.dauert.

5· Kraftstoffregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Gemischanreicherung bei Leerlauf vorgesehen ist, daß diese Einrichtung aus zwei in der Ansaugleitung angeordneten Öffnungen (12o, 126) besteht, von denen die ™ eine stromaufwärts und die andere stromabwärts vom oberen Ende der vom Drosselventil (16) eingenommenen Schließstellung angeordnet ist, und daß die beiden Öffnungen durch eine Leitung miteinander verbunden und über eine Drosseleteile (124) an der im Venturirohr angeordneten Mäßsonde (52) angeschlossen sind.

6, Kraftstoffregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden

gekennzeichnet
Ansprüche,/durch eine thermische Korrektureinrichtung,

} bestehend aus einem Thermostat (34-8), der eine in der Kraftstoffspeiseleitung (262) angeordnete Verstellbare Drosselstelle steuert.

7. Kraftstoffregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine barometrische Korrektureinrichtung, bestehend aus einem Aneroid (34o), das eine verstellbare Drosseletelle (542) steuert, die in der Verbindung zwischen der im Venturirohr angeordneten

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Meßsonde (52) und einem der Steuereinlässe des ersten Fluidikverstärkers (2o1) angeordnet ist.

8, Kraftstoffregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Gasstrahlen, mit denen einige der Steuereinlässe der Fluidikverstärker und Hilfsfluidikverstärker beaufschlagt werden, unmittelbar auf den aus dem Haupteinlaß austretenden Kraftstoffstrahl auftrifft,

9· Kraftstoffregeleinrichtung nach einem der Ansprüohe 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Gasstrahlen, mit denen einige der Steuereinlässe der Fluidikverstärker oder der Hilfsfluidikverstärker beaufschlagt werden, mittels eines Gas-Flüssigkeits-Wandlers (Pig. 2) in einen hydraulischen Kraftstoffimpuls gewandelt wird, der auf den aus dem Haupteinlaß austretenden Kraftstoffstrahl auftrifft.

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