DE2050460A1

DE2050460A1 - Verfahren zum Regeln der Luft Kraft stoff Mischung in einer Verbrennungskraft maschine

Info

Publication number: DE2050460A1
Application number: DE19702050460
Authority: DE
Inventors: Irving N Farmington Mosher Richard G Dearborn Simko Aladar O Dearborn Heights Mich Bishop (V St A )
Original assignee: Ford Werke AG, 5000 Köln
Priority date: 1969-11-14
Filing date: 1970-10-14
Publication date: 1971-05-19
Also published as: DE2050460C2; US3696798A; CA924596A

Description

MEIN ZEICHEN: Cf^-2576 MY REF.: r(\-tJ/«

H OKI «70

Anwaltsakte: FK-2576 Ford-Werke Aktiengesellschaft, 5 Köln-Deutz, Ottopiatz 2

"Verfahren zum Regeln der Luft-Kraftstoff-Mischung in einer Verbrennungskraftmaschine· "

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Luft-Kraftstoff-Mischung in einer Verbrennungskraftmaschine mit Fremdzündung, bei dem im Vollastbereich der Maschine Frischluft in die einzelnen Zylinder im wesentlichen ungedrosselt angesaugt und in diesen mit eingespritztem Kraftstoff zu einem insgesamt gasreichen Gemisch vermischt wird, dkis anschließend gezündet wird, wobei die Kraftsbfförderung in die Zylinder zu den niedrigeren Lastbereichen hin in funktioneller Abhängigkeit von

109821/1286

der sich erniedrigenden Last unter Beibehaltung einer ungedrosselten Luftansaugung so erniedrigt wird, daß das Gemisch insgesamt gasärme: wird.

Ein Regelverfahren der vorgenannten Art ist beispielsweise nach der US-Patentschrift 3 315 650 bekannt. Bei ihm wird der Kraftstoff ständig unter niedrigem Druck Über einen relativ großen Streuwinkel in die Verbrennungskammer der Maschine eingespritzt, in welche im Übrigen im wesentlichen ungedrosselte Luft angesaugt wird· Die Druckregelung und die Regelung weiterer Einflußgrößen ist nun dort so getroffen, daß der Kraftstoff eine allmähliche Vermischung mit der Ladeluft erfährt, wobei die Luft-Kraftstoff-Mischung eine solche Änderung erfährt, daß ein örtlich gasreiches Gemisch entsteht, das dann zum geeigneten Zeitpunkt gezUndet werden kann, um eine vollständige Verbrennung des Gemisches herbeizuführen, bevor dieses zu gasarm geworden ist· Das bekannte Regelverfahren löst die Aufgabe, hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimale Bedingungen zu schaffen.

Demgegenüber befaßt sich die vorliegende Erfindung mit der Aufgabe, dieses bekannte Regelverfahren so abzuwandeln, daß die Menge an unverbrannten Kohlenwasserstoffen, an Kohlenmonoxyd und an Stickoxyden in den Auspuffgasen auf ein optimales Minimum reduziert wird.

Es kann in diesem Zusammenhang als bekannt vorausgesetzt werden, daß eine Reduzierung des in den Auspuffgasen unerwünschten Kohlenmonoxyds und der unverbrannten Kohlenwasserstoffe durch eine Anreicherung der Auspuffgase mit Sauerstoff vor deren Austritt in die Atmosphäre erreicht werden kann, m Regelfall wird zu diesem Zweck Sekundärluft in jeden Auspuffkanal der einzelnen Zylinder der Mascbine eingespritzt, um so diese unerwünschten Elemente in Kohlendioxyd und Wasser umzuwandeln. Verfahrenstechnisch er-

109 8 21/12 8 6

'"ί¹"¹·¹'¹ ■"""■' ■■»: '?ψψ ■iV^:i!iii!!=iKi|i!ii«!|pi!|!;j¹¹iij!H!!piiP!ii!!^l!!|!i ■! ;■ τ¹.

■-*- i

fordert ein solches Vorgehen eine ständige Überwachung, die sehr aufwendig sein kann. Weiterhin ist dabei wie auch bei anderen entsprechenden Vorschlägen davon auszugehen, daß durch relativ hohe Temperaturen in der Verbrennungskammer wie auch durch die Anwesenheit von Sauerstoff die Ablagerung von Stickoxyden gefördert wird· Es ist davon auszugehen, daß gasärmere Gemische im allgemeinen die Spitzenwerte der Verbrennungstemperaturen erniedrigen, während sie andererseits den Zugriff zum Sauerstoff erhöhen, gasreichere Gemische bringen hingegen in diesen beiden Faktoren jeweils eine Reduzierung.

Die Vorstehend benannte Aufgabe wird nun nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Gasverarmung des Gemisches zu den niedrigeren Lastbereichen der Maschine hin bis zu einem solchen minimalen Wert des Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnisses vorgenommen wird, bei dem für die Auspuffgase von minimalen Mengen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen und sonstigen Verunreinigungen ausgegangen werden kann, und daß dann von dem diesem Wert entsprechenden Teillastbereich i»x Maschine an bis hin zur Leerlauflast der Kraftstoff im jeweiligen Verdichtungshub der einzelnen Zylinder verspätet so zur Einspritzung kommt, daß in deren jeweiliger Verbrennungszone ein örtlich Überreiches, insgesamt aber gasarmes Gemisch mit der dann proportional zur Lastverringerung so gedrosselt angesaugten Frischluft gebildet wird, daß bis zur Leerlauflast dieser konstante Wert des Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnisses im wesenblichen beibehalten wird.

Mit diesen Maßnahmen, die also in ihrem Kern fUr einen bestimmten Teillastbereich der Maschine in der lokalen Zone der Verbrennung ein Überreiches Gemisch schaffen, dai aber insgesamt als gasarm anzusprechen ist, erreicht die Erfindung primär, daß die Menge an Stickoxyden in den Auspuffgasen aufh einem optimalen Minimum gehalten werden kann, weil Spitzenwerte der Verbrennungstemperaturen vermieden werden. Andererseits wird auch die Menge an unverbrannten Kohlenwasserstoffen und an

10982 1/1286

Kohlenmonoxyd in den Au puffgasen optimal verringert. Die dadurch gegenüber dem vorbekannten Regelverfahren erzielbare Fortschrittlichkeit läßt sich noch weiter steigern, wenn man für einen bestimmten Teillastbereich der Maschine die Auspuffgase im Kreislauf fuhrt, um dadurch die Menge an zugänglichem Sauerstoff zu reduzieren und weiterhin auch den Spitzenwert der Verbrennungstemperaturen· Von dieser Kreislaufführung der Auspuffgase sollte der Vollastbereich der Maschine ebenso ausgeschlossen werden wie deren Leerlauflastbereich, weil fUr den ersteren sonst die benötigte Sauerstoffmenge geschmälert werden wUrde, während für den letzteren für den Regelfall von keiner ausreichenden SpüLng der einzelnen Zylinder ausgegangen werden kann· Auch bei einer Kreislaufführung der Auspuffgase ist vorzugsweise ein unterer Teillastbereich vorgesehen, in welchem das Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnis auf einem konstanten Wert eingeregelt öbleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher

erläutert. Es zeigent

Fig₍ 1 in graphischer Darstellung verschiedene Kennlinien für das

Luft-Kraftstoff-Bemisch in Abhängigkeit von der Belastung der Maschine,

Fig. 2 in graphischer Darstellung für eine Verbrennungskraftmaschine mit Kraftstoff-Einspritzung in Abhängigkeit von deren Drehzahl verschiedene Kennlinien für die Kraftstoff-Einspritzung und die Luftaneaugung bei im wesentlichen konstanter Einstellung der Einspritzpumpe und bei einem im wesentlichen ungedrosselten Lufteinlaß,

Fig· 3 in Schnittdarstellung die beispielsweise Aueführungsform einer Regeleinrichtung zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Regelverfahrens, und

Fig· 4 in Schnittdarstellung eine Einzelheit der Regeleinrichtung gemäß Fig· 3 in einer abgewandelten Ausführungeform.

109821 / 1286

Wie oben bereits festgehalten, schlägt die Erfindung für die Regelung der Luft-Kraftstoff-Mischung in Verbrennungskraftmaschinen vor, den Verbrennungskammern bei Vollgas, d.h. bei weit geöffneter Drosselklappe bzw· bei Vollast der Maschine, im wesentlichen ungedrosselte Luft zuzuführen, diese Luftzufuhr hingegen fUr einen Lastbereich der Maschine zu drosseln, der von der Leerlauflast bis zu einer vorbestimmten Teillast der Maschine reicht. In diesem Lastbereich wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch auf einen im wesentlichen konstanten Wert eingeregelt, um zu verhindern, daß es zu gasarm wird und dadurch eventuell in diesem Lastbereich die Verbrennung und weitere Betriebsfaktoren der Maschine nachteilig beeinflußt werden. Außerdem ist zweckmäßigerweise ein Ausschnitt dieses Teillastbereichs fUr eine KreislauffUhrung der Auspuffgase ausgewählt, um so die Sauerstoffzugänglichkeit und den Spitzenwert der Verbrennungstemperaturen zu steuern«

In Fig. 1 der beigefügten Zeichnung sind nun in einer graphischen Darstellung die verschiedenen Kennlinien fUr das Luft-Kraftstoff-Gemisch in Abhängigkeit von der Belastung der Maschine festgehlten. Die strichpunktiert eingezeichnete Kennlinie I Steht für das stöchiometrische Mischungsverhältnis von Luft und Kraftstoff« Die Kennlinie II steht fUr eine Regiung der Luft-Kraftstoff-Mischung, die Über den gesamten Lastbereich der Maschine eine im wesentlichen ungedrosselte Luftzufuhr kennt und beispielsweise in der oben erwähnten US-Patentschrift 3 315 650 angesprochen ist« Der Verlauf dieser Kennlinie II zeigt, daß bii Vollast ein Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnis von etwa 13:1 vorliegt, und daß dieses Mischungsverhältnis bei abnehmender Beladung d^r Maschine eine allmähliche Vergrößerung erfährt«

Die erfindungsgemäß vorgesehene Regelung der Luft-Kraftstoff-Mischung folgt nun gleichfalls dieser Kennlinie II, verläßt diese aber bei einer

109821 / 1286

ZUbUAbU.

Teilbelastung der Maschine in der Größe von etwa 55$, welche einem Mischungsverhältnis von etwa 25:1 entspricht, welches dann, wie mit der Kennlinie III gezeigt, bis zur Leerlauflast durch entsprechende Drosselung der Luftzufuhr beibehalten wird, FUr den Lastbereich der Kennlinie III liegt demzufolge ein insgesamt gasarmes Luft-Kraftstoff-Gemisch vor, das jedoch nicht so gasarm ist, daß dadurch die Verbrennung in nachteiliger Weise beeinflußt werden würde.

Wenn fUr die erfindungsgemäße Regelung der Luft-Kraftstoff-Mischung vorgesehen ist, von einem bestimmten Lastbereich der Maschine an nicht ausschließlich die Luftzufuhr zu drosseln, sondern stattdessen auch eine KreislauffUhrung der Auspuffgase vorzusehen, dann sollte die Kennlinie IV angesteuert werden, welche bei einer Teillast von etwa 70$ und bei einem Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnis von etwa 20:1 die Kennlinie II verläßt. Wie der Verlauf der Kennlinie IV zeigt, wird das Mischungsverhältnis von etwa 20:1 bis zu einer Teilbelastung der Maschine in der Größenordnung von etwa 30$ beibehalten, um dann allmählich in.das Mischungsverhältnis von etwa 25:1 der Kennlinie III Überzugehen, welches schließlich bis zur Leerlauflast beibehalten wird. FUr die KreislauffUhrung der Auspuffgase ist deshalb der Bereich zwisehen einer Teillast von etwa 70$ und der Vollast (100$) ausgeschlossen, weil fUr diesen Lastbereich die volle Luftmenge benötigt wird, um eine ausreichende Verbrennung sicherzustellen, Andererseits ist fUr diese KreislauffUhrung der Auspuffgase der Bereich zwischen der Leerlauflast und einer Teillast von etwa 15$ deshalb ausgeschlossen, weil für diesen Lastbereich im Regelfall keine ausreichende Spülung der Zylinder vorliegt. Die Kennlinie V steht in Fig. 1 schließlich noch für die prozentuale Meng3 an Luft, die bei der Regelung der Luft-Kraftstoff-Mischung gemäß Kennlinie IV durch die KreislauffUhrung der Auspuffgase ersetzt wird.

10982 1/1286

Die aus der Kennlinie II hervorgehende Kennlinie III der Fig, I ist nun mittels einer Regeleinrichtung erfindungsgemäß zu erhalten, die in Fig. 3 schematised dargestellt ist· In dieser bezeichnet 10 einen Luftfilter in seiner Gesamtheit, an welchen ein Luftansaugkanal 12 angeschlossen ist, der in Verbindung steht mit dem in der Zeichnung nicht dargestellten Saugrohr der Maschine, um so deren einzelnen Verbrennungskammern Frischluft direkt zuzuführen. Eine der Maschine zugeordnete Kraftstoff-Einspritzpumpe 14 liefert den einzelnen Verbrennungskammern in bekannter Weise in zeitlicher Aufeinanderfolge den für die Verbrennung benötigten Kraftstoff« Auf die Darstellung konstruktiver Einzelheiten dieser Pumpe 14 ist verzichtet, weil diesbezüglich beispielsweise auch die US-Patentschrift 3 319 568 verwiesen werden kann. Die Pumpe 14 ist mit einem die Kraftstofförderung regelnden Hebel 16 ausgerüstet, der bei 17 schwenkbar gelagert und zwischen der Schwenklage 18 Über die Schwenklage 20 bis zur Schwenklage 22 verschwenkbar ist. In der Schwenklage 18 des Hebels 16 wird im wesentlichen kein Kraftstoffgefördert. Die Schwenklage 20 bestimmt die Kraftstofförderung im Leerlauf der Maschine, und die Schwenklage 22 bestimmt schließlich die Kraftstofförderung bei Vollast, wo im wesentlichen keine Drosselung der Luftzufuhr stattfindet·

Der Luftfilter 10 besteht aus dem Üblichen Topf 24 mit Dedel 26 und Filterelement 28. Dim Luft wird Ober eine öffnung 30 angesaugt und Über eine zentrale Öffnung 32 in den Luftansaugkanal 12 weitergeleitet· In diesem ist eine Drosselklappe 34 schwenkbar gelagert, die zwischen der in ausgezogenen Linien dargestellten Schwenklage und der in strichpunktierten Linien angedeuteten Schwenklage verschwenkbar ist. In der strichpunktiert angedeuteten Schwenklage erfährt die angesaugte Luft im wesentlichen keine Drosselung.

109821/1286

Die Schwenkung des als Verstelleinrichtung wirkenden Hebels 16 der Pumpe 14 wird nun erfindungsgemäß %^<%euert durch eine in ihrer Gesamtheit mit 38 bezeichnete Servoeinrichtung, welche in Abhängigkeit von den durch Betätigung der Drosselklappe 34 im Luftansaugrohr 12 veränderlichen Unterschied des Druckes auf verschiedenen Seiten der Drosselklappe arbeitet, d.h. die Servoeinrichtung 38 spricht auf den im Luftansaugrohr 12 herrschenden Unterdruck an und regelt wegen ihrer funktioneilen Zuordnung zur Kraftstoff-Einspritzpumpe 14 automatisch die Kraftstoffzufuhr·

_ In diesem Zusammenhang ist nun unter Hinweis auf die graphbische Darstellung gemäß Fig. 2 fUr die Kraftstoff-Einspritzpumpe 14 davon auszugehen, daß diese je Arbeitstakt der Maschine eine nahezu konstante Kraftstoffmenge Ibr den vollen Drehzahlbereich liefert. Je Arbeitstakt der Maschine ist auch der Luftverbrauch Über den vollen Drehzahlbereich im wesentlichen konstant, und zwar fUr jede beliebige Hähe des im Saugrohr vorherrschenden Unterdruckes· Man kann also für eine solche Pumpe davon ausgehen, oaß jede Schwenklage der Drosselklappe eine bestimmte Kraftstoffmenge festlegt, di3e dann von der Pumpe gefördert wird, oder anders ausgedruckt, legt man fUr eine bestimmte Schwenklage der Drosselklappe einen bestimmten Unterdruck im Saugrohr fest, dann erhält man eine nahezu

t konstante Luft-Kraftstoff-Mischung Über den gesamten Drehzahlbereich der Maschine· Es ist also ohne weiteres möglich, die Kennlinie III der Fig. anzusteuern, entlang von welcher das Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnis auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten werden soll«

Die Servoeinrichtung 38 besitzt nun einen irmrhalb eines zweiteilig ausgeführten Gehäuses 42 verschieblich angeordneten Kolben, der in seiner Gesamtheit mit 40 bezeichnet ist· Das Gehäuse ist durch eine flexible Membrane 48 in zwei Kammern 44 und 46 unterteilt· Die Membrane 48 wird zwischen zwei Tellern 50 und 52 gehdten, die auf einer verschieb-

109821/1286

ORfGjINAL INSPECTED

liehen Welle 54 befestigt sind* Die Welle 54 ist in einer abgedichteten Bohrung 56 des Gehäuses 42 gelagert und ihr äußeres Ende ist mit dem Hebel 16 der Pumpe 14 mittels einer Gelenkanordnung 58, gekoppelt«

Die Kammer 44 der Servoeinrichtung 38 ist mittels einer in den Luftfilter 10 mundenden Leitung 62 mit der Außenseite der Drosselklappe 34 verbunden· In der Kammer 44 herrscht also unter Vernachlässigung des durch das Filterelement 28 bewirkten Druckabfalls im wesentlichen Atmosphärendruck« Die Kammer 46 ist andererseits mittels einer bei 66 in das Luftansaugrohr 12 mündenden Leitung 64 mit der Innenseite der Drosselklappe 34 verbunden, so daß für die Kammer 46 davon auszugehen ist, daß in ihr ständig der im Saugrohr der Maschine vorherrschende Unterdruck vorliegt. Der Kolben 40 bzw· die Membrane 48 erhält also in Abhängigkeit von der Klappenstellung differenziale Bewegungsimpulse, deren Größe einmal abhängig ist von dem in der rechten Kammer 44 der Servoeinrichtung 38 ständig vorherrschenden Atmosphärendrück konstanter Höhe und von dem in der linken Kammer 46 vorherrschenden Unterdruck wechselnder Höhe·

An dem Teller 52 ist ein Flansch 68 ausgeformt, der als Sitz und Fuhrung fUr eine Druckfeder 70 dient. Diese stutzt sich mit ihrem anderen Ende an einer Schulter eines abgestuften Tellers 72 ab, der in dem Gehäuse verschieblich angeordnet ist und in der dargestellten Ruhelage durch eine sich am Gehäuse abstätziende Feder 76 gegen einen an diesem angeformten Flansch 74 angedruckt wird. An dem Teller 72 ist eine Scheibe zentral befestigt, welche ihrerseits das eine Ende einer Druckfeder festlegt, während deren anderes Ende normalerweise nicht mit dem Teller in Berührung steht, vielmehr von diesem einen bestimmten Abstand einhält, so daß die Feder 80 erst nach Zurücklegung diner bestimmten Weg-

- 10 1098 2 1 /1286

strecke des Kolbens 40 nach links diesen beaufschlagt. Alternativ kann fUr die Feder 80 auch vorgesehen sein, daß ihr freies Ende normalerweise mit dem Teller 52 in Berührung steht, dann aber auf diesen keine Kraft ausüben darf«

Die Federn 70, 76 und 80 erfüllen nun durch eine entsprechende Einstellung in der vorerwähnten Anordnung im einzelnen folgende Funktionen. Was zunächst die Feder 76 anbetrifft, so ist diese so eingestellt, daß sie den Teller 72 so lange in der dargestellten Lage hält, wie der in der Druckleitung 64 vorherrschende Unterdruck einen Wert besitzt, welcher im normalen Betrieb der Maschine demjenigen bei Leerlauflast entspricht, also-eeiner Höhe des Unterdruckes im Saugrohr, die bestimmt ist durch die Schließlage der Drosselklappe 34, Wird dieser bestimmte Wert des Unterdruckes im Saugrohr der Maschine und damit in der Druckleitung 64 bzw. in der linken Kammer 46 Überschritten, dann hat dies wegen einer entsprechend weichen Einstellung der Feder 76 ein augenblickliches Bewegen des Tellers 72 nach links zur Folge, weil dann die Feder 76 keine Gegenkraft mehr auszuüben vermag, mit der Folge, daß dann der Hebel 16 aus der Schwenklage 20 in die Schwenklage 18 überführt wird, in welcher im wesentlichen keine Kraftstofförderung mehr stattfindet.

Die Feder 70 ist andererseits gleichfalls sehr weich eingestellt, und sie beaufschlagt den Kolben 40 nach recht« derart, daß er die dargestellte Lage solange einnehmen wird, wie im Saugrohr der Maschine ein Unterdruck vorherrscht, der etwas größer ist als der minimale Wert dieses Unterdruckes, der bei weit geöffneter Drosselklappe für densSetrieh der Maschine zur Verfügung steht. Bei weit geeffneter Drosselklappe 34 befindet sich diese in der nahezu lotrechten in Fig. 3 strichpunktiert angedeuteten Schwenklage, und dabei ist dann davon auszugehen, daß zwischen den Druckleitungen 62 und 64 dann ein Druckunterschied in der Groß· von etwa 20mn Quecksilbersäule bei maximaler Drehzahl besteht.

- 11 -

109821/1286

Die Feder 70 Übt also auf den Kolben 70 eine nach rechts wirkende Vorlast aus, welche etwas größer ist als dieser Wert von 20 mm Quecksilabersäule, so daß der Hebel 16 der Einspritzpumpe 14 durch diese Feder 70 mit dieser Kraft in die Schwenklage 22 vorgespannt ist, welche also fUr die weit geöffnete Schwenklage der Drosselklappe 34 steht. Auch die Feder SO ist schließlich weich eingestellt und sie Übernimmt die* Funktion, daß in der Regelung der Luft-Kraftstoff-Mischung beim Erreichen des Mischungsverhältnisses von etwa 25:1 bei einer Teillast von etwa 55/£ die Kraftstoff zufuhr wesentlich reduziert und -gleichzeitig die Luftzufuhr so wenig wie möglich gedrosselt wird. W_enn also bei der Bewegung des Kolbens 40 nach links diese Feder 80 in Berührung kommt mit dem Teller 52, dann wird bei der weiteren Bewegung des Kolbens 40 nach links die Kraftstofförderung in Abhängigkeit von dem sich im Saugrohr der Maschine ändernden Unterdruck automatisch so geändert, daß das Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnis gleichbleibend auf den konstanten Wert von 25:1 eingeregelt bleibt.

Unter Hinweis auf die in Fig· 2 festgehaltenen Kennlinien fUr verschiedene Einstellungen der Pumpe 14 ist nun davon auszugehen, daß sich das Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnis zu den niedrigen Lastbereichen der Maschine hin allmählich geringfügig erhöht, wenn die Drehzahl der Maschine erniedrigt wird. Diese Charakteristik ist fUr jede Einstellung der Punpe feststellbar, und sie ist zurückzuführen auf eine Reduzierung der Kraftstofförderung· Wenn nun keine geeigneten Korrekturen vorgenommen werden, dann kann sich dieses Verhalten der Pumpe 14 auf das Regelverfahren nachteilig auswirken, weil dann einmal im Leerlauf der Maschine ein gasärmeres Gemisch als erwünscht vorliegen würde und weil zum anderen bei Vollgas der Kraftstoffverbrauch zu hoch wäre, ie Erfindung schafft deshalb hier unter Hinweis auf Fig. 4 folgende

Korrekturmöglichkeit.

- 12 -

1098il / 128 6

Im Gegensatz zu der AusfUhrungsfom gemäß Fig. 3 ist bei der AusfUhrungs- ■ form gemäß Fig. 4 die auf der Innenseite der Drosselklappe 34 mündende Druckleitung 64 mit einem Zweigkanal 82 versehen, der gleichfalls in das Luftansaugrohr 12 mündet, und zwar an einer Stelle, die bei.ge- \

schlossener Drosselklappe 34 in deren unmittelbarer Nähe an der Außenseite liegt· Sowohl die Druckleitung 64 wie auch die Zweigleitung 82 weisen einen verengten Strömungsquerschnitt bei 84 bzw· bei 85 auf. Diese Ausbildung stellt nun sicher, daß im niedrigen Drehzahlbereich der Maschine, wenn dann also die Drosselklappe 34 im wesentlichen die

fe in Fig· 4 dargestellte Schwenklage einnimmt, in der Leitung 64 nicht ausschließlich der auf der Innenseite der Drosselklappe 34 vorherrschende Unterdruck wirkt, dieser vielmehr von dem AtmosphVrendruck Überlagert wird, der Über die Zweigleitung 82 in der Leitung 64 zur Wirkung kommt» Diese Überlagerung hat zur Folge, daß im Vergleich zu der AusfUhrungsform gemäß Fig, 3 dann die Kraftstofförderung etwas erhöht wird· Es ist also hier eine Maßnahme erkennbar, welche eine Korrektur der Luft-Kraftstoff-Mischung in dem Sinne erlaubt, daß ein konstanter-Wert für das Mischungsverhältnis aufrecht erhalten wird. In den weiter geöffneten Schwenklagen der Drosselklappe 34 wird in der Zweigleitung 82 der gleiche Druck wirken wie in der eigentlichen Druckleitung 64, so daß

)) dann wieder gleiche Verhältnisse vorliegen wie bei deix<&uissf Uhrungsform gemäß Fig. 3.

Die vorbeschriebene Regeleinrichtung arbeitet nun wie folgt. Wird zunächst der Fall betrachtet, wo die Drosselklappe 34 weit geöffnet ist, dann ist dabei davon auszugehen, daß in den beiden Druckleitungen 62 und 64 im wesentlichen der gleiche Druck vorherrscht, d.h. es liegt praktisch nur ein äußerst geringer Druckunterschied vor, der, Über die Kammern 44 und 46 der Servoeinrichtung 38 auf die Membrane 48 des

- 13 -

109821/ 1286

lHip' I IHP IT HI(IIf f|"lHl(|Pfpmif I |l«Tfl ψ '

Kolbens 40 einwirkt und durch die Feder 70 ausgeglichen wird, welche mit einer Kraft auf den Kolben 40 einwirkt, die etwas größer ist als dieser Druckunterschied. Der Kolben 40 ist also bei weit geöffneter Drosselklappe in der in Fig· 3 dargestellten Lage gehalten, der Hebel 16 der Pumpe 14 befindet sich dann in der Schwenklage 22.

Wenn nun die Belastung der Maschine absinkt, dann wird die Drosselklappe 34 progressiv aus der vertikalen Schwenklage zu der etwa horizontalen Schwenklage hin in dem Maße verschwenkt, wie der Fahrer des j Kraftfahrzeuges das Gaspedal in die Ausgangslage zurückkehren läßt« • Durch diese Schwenkbewegung der Drosselklappe 34 wird die Luftzufuhr ' Über den Luftansaugkanal 12 zu dem Saugrohr der Maschine hin progressiv gedrosselt, so daß sich der Unterschied des Druckes auf den beiden Seiten der Drosselklappe allmählich erhöht· Der sich auf der Innenseite . der Drosselklappe und damit in der Druckleitung 64 allmählich erhöhende Unterdruck löst eine Bewegung des Kolbens 40 nach links gegen _: die Kraft der Feder 70 aus, was einerseits eine Reduzierung der Kraftstofförderung und andererseits eine Erhöhung des Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnisses zur Folge hat. Die Regelung folgt dabei bis zur Berührung mit der Druckfeder 80 der Kennlinie II in Fig« I.

Die Feder 80 ist nun im Verschiebeweg des Kolbens 40 nach links so ange-. ordnet und so kalibriert, daß bei ihrer Berührung mit dem Teller 52

ein Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnis von etwa 25{1 vorliegt, das ■ bis zur Leerlauflast der Maschine hin im wesentlichen konstant ge- ; halten wird· För die weitere Schließung der Drosselklappe 34 ist also ; davon auszugehen, daß der auf deren Innenseite und damit in der j Druckleitung 64 und in der Druckkammer 46 wirkende Unterdruck bei seiner ( allmählichen Erhöhung gegen die Kraft dieser Feder 80 arbeitet, wobei der nach links verschiebende Kolben 40 den HfNl 16 der Pumpe 14 alimählich in die Schwenklage 20 bewegt, Es ist in diesem Zusammenhang

6 ■ - 14 -

10 9,821/128 6

selbstverständlich, daß bei der umgekehrten Beschleunigung des Kraftfahrzeuges auf eine höhere Geschwindigkeit die gleichen Verhältnisse vorliegen', d.h. es liegt auch dann ein im wesentlichen konstantes Ltift-Kraftstoff-MiscbyiJijs.yer^ältnJLs ypn etwa 25:1 in dem Lastb,ereich idjr Mqs.chine v,ar, ₄d,er ^pn ₍gjer Lggrlguf Igst bis zu der T_eillgst ypn reicht.

ist demgemäß die Möglichkeit , die Lüft-Kraftstoff^MijiphHng/ aysgehend von dem Verbaltnissen

bz#. >bei w^t g§öff_;|3£te,r Drosselklappe, bis zv einer vorbe-Teillgst^^ei «njjielrs^selter.tufiizufqhr vorzunehmen, die Luftzufuhr dann j^ojh bis zu,r Leerlpuflpst zu drosseln, und zwar derart, «daß dan ein im w.jssjBntlicbjn lconstsantes Mischungsverhältnis vorliegt, Welches wegen seiner in,|jejajR$gn ,Gq5a^mut die Menge an Kohleniionpxyd und an unverbranntem Kp^l_veß^g|||rf$pff in den Auspuffgasen optimal reduziert .hält und welches wjg.^n^gf^l.lghjgr Qgstiberreicherung auch die Menge an Stipkoxyden in den AM|^f|gg|||ip_ifgptimql reduziert hält.

Es ist nun noch erkennbar, djaß i« Betrieb der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung bei ^r VerljH|}gfgf,mig ^jjr _;M.g§chine pus dem hohen Drghiphlb,#reich i« ^aprgjjr;der ^ιι^ΐοβ,βίη Motffdryck vorherrschen _t|§qnn, der

t. Dies kann zur Bildung eines

njjng*kgimer führen, »id* ?Jfr FoI-

Ii, pOß d£e-.jg*|jge,an .yo^srb_rran,n$e₍n;Kphlenwai$ers,.toffen in den _tAy§puffgjpn höhpr ist qls erjiPnscht. Die ßpryoeinriphtung 38 b^heggeht ,ρμρ ajph diese Pro||lfi|gtik, inißj* in ihr die Fe^er 76 Yprgtse.h.e.n ist, ,Wf ein·..solche Vprlpit aufgegeben i§t, dpß.sie:.^§i UberüchreilMng.^s für die Lferlguflast bestimmbaren yp|grdrujsfefs ,b,|i der Vf rlagg^qsung ^er |gij3hiQe d,er Te.U»r 72 gutp.patisieh $?n ,dj>» F^gQiish JA cje.t Qehduses ^bjeben I9ßt, so daß dann der liffegl 16 in^dje .^Jj^fj^lgse 18 jfird, in welcher der Vfrbreno.ungskaji*r im «jife.ntlicljün Jggin zugefMhrt «ird. Q_fr Flposeh $8 de« ItUfrs 52 drückt ql|p

-15-10:9.8 2 1 / 12.8.6

auf den Teller 72, um diesen von dem Flansch 74 abzuheben, wobei es die entsprechend eingestellte Weichheit der Feder 76 erlaubt, daß dieses

Abheben des Tellers 72 dann ohne Widerstand möglich ist·

109821/1286

Claims

Ansprüche

Verfahren zum Regeln der Luft-Kraftstoff-Mischung in einer Verbrennungskraftmaschine mit Fremdzündung, bei dem im Vollastbereich der Maschine Frischluft in die einzelnen Zylinder im wesentlichen ungedrosselt angesaugt und in diesen mit eingespritztem Kraftstoff zu einem insgesamt gasreichen Gemisch zur anschließenden Zündung vermischt wird, wobei die Kraftstofförderung in die Zylinder zu den niedrigeren Lastbereichen hin in funktioneller Abhängigkeit von der sich erniedrigenden Last unter Beibehaltung einer ungedrosselten Luftansaugung so erniedrigt wird, daß das'Gemisch insgesamt gasärmer wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverarmung des Gemisches zu den niedrigeren Lastbereichen hin bis zu einem solchen minimalen Wert des Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnisses vorgenommen wird, bei dem fUr die Auspuffgase von minimalen Mengen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen und sonstigen Verunreinigungen ausgegangen werden kann, und daß von dem diesem Wert entsprechenden Teillastkereich der Maschine an bis hin. zur Leerlauflast der Kraftstoff im jeweiligen Verdichtungshub der einzelnen Zylinder verspätet so zur Einspritzung kommt, daß in deren jeweiliger Verbrennungszone ein örtlich Überreiches, insgesamt aber gasarmes Gemisch mit der dann proportional zur Lastverringerung so gedrosselt angesaugten Frischluft gebildet wird, daß bis zur Leerlauflast dieser konstante Wert des Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnisses im wesentlichen beibehalten wird.

2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Auspuffgase Über einen vorbestimmten Teillastbereich der Maschine im Kreislauf geführt werden.

10982 1/1286