DE2065686B2 - Luftmengenmesser mit einer Stauscheibe, die im Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine angeordnet ist - Google Patents

Description

reichend k einer konstan er, re^ ^ ^ gewahrle_1Stet I^ Hierzu .wird g_{uftmengenmesser der}

Die Erfindung betrifft einen Luftmengenmesser mit vorgeschlaS^ _{Art die} Erweiterung (des

einer Stauscheibe, die im Ansaugkanal einer Brenn- a₅ eingangs^_{5 in Strörn}ungsnchtung) mm-

kraftmaschine im wesentlichen quer ™r Ansaugluft- ?™^_nähe,_nd exponentiell erfolgt,

strömung angeordnet und entgegen Federkraft ver- de tens ™™ V _{als A}usführungsbeispiel der

stellbar ist, zur Regelung der Kraftstoffzufuhr zur In der ^a™ ^ _gesteuerte, ,nterm.tuerend

Maschine, insbesondere zur Verwendung be, einer Erfindung _{KraftstoffeinspritZ}anlage dargestellt. Es

intermittierend arbeitenden KraftstoffeinspritZanlage 30 "rte . .. . , _t ....

wobei im Verstellbereich der Stauscheibe die den zeigt. _Einspri_tzanlage in einem Obersichtsbild

y_{3 £rstes AusIührun6Sbei}s_pie,

23 !S 2,6 is, ein K-««.-V«P- ^'

lgan mit einer im Anssugronr

"5UTJiSS 23 !S 2,6 is, ein K-««.-V«P- «^Γ^"ί^^ bekannt, dessen Drosselorgan mit einer im Anssugronr t g. ja v^ Ausführungsbeispiel im Langseiner Brennkraftmaschine angeordneten, kreisrunden t ig. ^ ein

Stauscheibe gekuppelt, ist, die mit Hilfe einer zum 40 ^schn" ¹^ _{im Querschnitt sc}hematisch wiedergibt. Ansaugrohr gleichachsigen, zentralen WeI te gegen·den ^ _e ^g _dargesteilte Benzineinspritzanlage ist zum B.Druck einer Rückstellfeder vom Ansaug uftstrom so Uie aarg _Under._viertakt._Brennkraftmaschine

verschoben werden kann, daß sich mit großer werden- trieb ejner^ > ^ _wesentliche ßestandtei e

der Luftströmung zwischen dem Rand der Mauscheibe 101 bes« u _{betäti bare} Einspr.tzvent,Ie 11,

und der Wand des Ansaugrohres, welches im Bereich 45 vier ele«rom g ^ „^ _{dne Rohrleitung}

der Stauscheibe eine Erweiterung aufweist, ein großer denen_^a<£ ^e^^m _{ff zugeführt wird}, _e,ne

werdender Durchgangsquerschnitt für die Ansaugluft ^^^^ angetriebene Kraftstofförderpumpe

^ίΓΖ«Α^α _δ13 00 34^^^^

anlage mit einem innerhalb des Saugrohres angeordne- ₅o einen· w«iante^ ,_ekf_ronische steuereinrichtung,

ten, verschieblich gelagerten Regelglied bekanntge- naher J^sci ™ _Nockenwelle 17 der Brennworden, das durch seine abhängig von Änderungen ^^""gekuppelten Signalgeber 18 bei jeder des Luftdurchsatzes erfolgende Verschiebung einen kraft-srtJⁿ & P^p _zweimal ausgelöst wird und Durchströmquerschnitt im Saugrohr ändert und den Nockenwellen _{m] n}, elektrischen Öffnungs-

Kraftstoff in Abhängigkeit vom,Luftdurchsatz: kon> 55 dan je eine« re _{itzventile n liefert}. _Di_{e m} ^r

nuierlich und bei konstantem Druckgefalle an einer ^P^^g _angedeutete zeitliche Dauer T₁ der ÖFfverstellbaren Drossel bestimmt. nunesimpulse bestimmt die Öffnungsdauer der Ein-

Aus der DT-AS 11 91177 ist eine Vorrichtung zur ⁿ^g3f_{und demzu}f_olge diejenige Kraftstoffkontinuierlichen Kraftstoffeinspriuung in die Ansaug- jpntzvem _{der weiH} Öffnungsdauer leitung einer Brennkraftmaschme bekanntgeworden, 60 «jj, ^ ^ ^^ ^ ^ bei welcher zwischen einem Dmckregw Jn den au ^ dem _{cR yon 2 atü stehe}nden E.nspntz-Kraftstoff und einem der willkürlichen Bergung *™*«£\_{mitilL Die} Magnetwicklungen Ϊ9 der Lmentzogenen, in der Ansaugleitung angeordneten Dros- xenüie 11 _{einm Entkopplungswlder}. selorgan ein pneumatischer Stellmotor^vorgesehen.m, sprMzv«!we J^^ ^₀ ^ _{eine gememsame} welcher auf den im Raum zwischen diesem Drossel· 65 sUnd Zu in b _{istu tufe 21 angesch}i_0SSen, organ und einer willkürlich betatigbaien Drossel· VerstarK g ^. ^ _{angedeuteten Lcistungs}. !ffiSS^iSÄSÄS i;:^gh_äl,htseinerEinitter-K_O,lekto,

Strecke in Reihe mit den Entkopplungswiderständen 20 »nd den einseitig an Masse angeschlossenen Magnetwicklungen 19 angeordnet ist.

Bei gemischverdichtenden, mit Fremdzündung arbeitenden Brennkraftmaschinen der dargestellten Art wird durch die bei einem einzelnen Ansaughub in einen Zylinder gelangenden Ansaugluftmenge diejenige Kraftstoffmenge festgelegt, die während des nachfolgenden Arbeitstaktes vollständig verbrannt werden kann. Für eine gute Ausnutzung der Brennkraftmaschine ist es außerdem notwendig, daß nach dem Arbeitstakt kein wesentlicher Luftüberschuß vorhanden ist. Um das gewünschte stöchiometrische Verhältnis zwischen Ansaugluft und Kraftstoff zu erzielen, ist im Ansaugrohr 25 der Brennkraftmaschine in Strömungsrichtung hinter deren Filter 26, jedoch vor ihrer mit einem Gaspedal 27 verstellbaren Drosselklappe 28 ein Luftmengenmesser LM vorgesehen, der im wesentlichen aus einer Stauscheibe 30 und einem veränderbaren Widerstand R besteht, dessen verstellbarer Abgriff 31 mit der Stauscheibe gekuppelt ist. Der Luftmengenmesser LM arbeitet mit einer Transistorschalteinrichtung TS zusammen, welche an ihrem Ausgang die Steuerimpulse S für die Leistungsstufe 21 liefert.

Die Transistorschalteinrichtung enthält nach ihrem in F i g. 2 dargestellten Prinzipschaltbild zwei zueinander jeweils in entgegengesetztem Betriebszustand befindliche und hierzu kreuzweise miteinander rückgekoppelte Transistoren, nämlich einen Eingangstransistor T₁ und einen Ausgangstransistor T₂ sowie einen Energiespeicher, welcher in den Ausführungsbeispielen als Kondensator C ausgebildet ist, jedoch statt dessen in einer abgewandelten Schaltung auch als Induktivität realisiert sein könnte. Die Dauer des jeweiligen Entladevorgangs ergibt die Öffnungsdauer Tt der Einspritzventile. Hierzu muß der Speicherkondensator C vor jedem Entladevorgang jeweils in definierter Weise geladen werden.

Damit die Entladedauer bereits unmittelbar die notwendige Information über die auf den einzelnen Ansaughub entfallende Luftmenge enthält, erfolgt die Aufladung durch einen im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form des Signalgebers 18 wiedergegebenen Ladeschalter, der synchron mit den Kurbelwellenumdrehungen betätigt wird und bewirkt, daß der Kondensator C während der sich über einen festgelegten, konstanten Drehwinkel der Kurbelwelle hinweg erstreckenden Ladeimpulse LI mit einer Aufladequelle verbunden ist, welche während dieser Ladeimpulse jeweils einen Ladestrom Ja liefert.

In den F i g. 1, 3 und 4 sind besonders günstige Ausführungsformen für den Verlauf des Ansaugrohres 25 im Bereich der Stauscheibe 30 dargestellt. Der im Verstellbereich der Stauscheibe liegende Teil 55 des Ansaugrohres hat eine solche Kontur, daß die zwischen der Stauscheibe 30 und der Luftführungswand sich mit zunehmendem Verstellweg s der Siauscheibe sich öffnende, freie Blendenfläche Ab, welche in den Fig. 3a und 4a durch eine Schraffur verdeutlicht ist, exponentiell zum Verstellweg nach der Gleichung zunimmt:

Ab = k- e^a\

ίο worin k und α Konstanten sind.

Für einen mit einer Stauscheibe arbeitenden Luftmengenmesser der dargestellten Art gilt mit ausreichender Genauigkeit die physikalische Gesetzmäßigkeit :

Ab =

b-Q_L

worin Ab die freie Blendenfläche, Ql die pro Zeiteinheit angesaugte Luftmenge, b eine Konstante und F die Federkraft bezeichnet, welche durch die in den Ausführungsbeispielen nach F i g. 3 und 4 in Form einer Spirale ausgeführte Rückstellfeder 56 aufgebracht wird. Diese Federkraft kann im Verstellbereich als nahezu konstant angesehen werden, so daß der angezeigte, zeitliche Mittelwert der Luftmenge

Q_L = k ■ e^as

ist. Der exponentiell Verlauf der Luftführungswand bringt den großen Vorteil mit sich, daß innerhalb des gesamten Verstellbereiches der relative Anzeigefehler AQlIQl konstant bleibt, wenn man unterstellt, daß ein durch mechanische Ursachen bedingter Einstellfehler Δψ bzw. As nicht ausgeschaltet werden kann (φ = Verstellwinkel der Stauscheibe nach F i g. 4). Hohe Genauigkeit ist aber gerade im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine, also bei kleinen Luftmengen, zur Vermeidung von schädlichen Abgasemissionen besonders wichtig.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist die Stauscheibe 30 an einem verhältnismäßig langen Führungshebel im radialen Abstand r vom Drehpunkt 57 geführt, so daß sich ein Verstellweg s = rf ergibt. In diesem Falle ist die kreisförmige Stauscheibe 30 wenigstens annähernd zentral in dem Ansaugrohr 25 und der Luftführungswand 55 angeordnet, welche rotationssymmetrisch zu der mit M angedeuteten Mittelachse ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 hingegen hat das Ansaugrohr rechteckförmigen Querschnitt, wobei die Stauscheibe 30 als etwa quadratische Klappe ausgebildet ist, die ihre Schwenkachse 58 ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 in der im Betrieb waagerecht verlaufenden unteren Begrenzungswand des Ansaugrohres hat.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Hchen quer zur Ansaugluftströmung angeordnet Hcntettui*s ^ _{und Dreh?ah bereiC}h der

   und entgegen Federkraft verstellbar ist, zur Rege- über Jta Jg ^ ^ _{k d} β

   lung der Kraftstoffzufuhr zur Maschine, insbeson- J«¹¹^^,Maschine weder mit Luft-, noch ma

   dere zur Verwendung bei einer intermittierend ar- u , _{t ffüberscnu}ß arbeitet.

   TeUenden Kraftstoffeinspritzanlage, wobei im Ver- ic Kraüstoff^bers^ ^^ ^

   Stellbereich der Stauscheibe die den Ansaugluft- J^*™*. _bei Höchstdrehzahl und voller Last

   strom einschließende Wand bzw. anschließenden Jraftmaschi _Brennkraftmaschme gelangende

   Wände so gestaltet ist bzw. sind, daß sich der ändert:icn ^ _{Verhält 1:40} Um die

   öffnungsquerschnitt in Strömungsrichtung in einer £nsaug^tme^ _möghchst gering halten

   vorbestLmten Funktion zum Stellweg der Stau- »₅ Em₁SSiOn scha* ^^^ _{daß al}i_{em im}

   scheibe erweitert, dadurch gekennzeich- τ eerlauf der Brennkraftmaschine und im TeiUast-

   n e t, daß die Erweiterung mindestens annähernd ^Leemut _Ansaugluftmenge möglichst genau erfaßt