DE2065686C3 - Luftmengenmesser mit einer Stauscheibe, die im Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine angeordnet ist - Google Patents

Description

strömung angeordnet und entgegen Federkraft ver- desJens annahemd ex_Pon^'^^^ _der

stellbar ist, zur Regelung der Kraftstoffzufuhr zur In der Ze clinung _teucrte, intermittierend

Maschine, insbesondere zur Verwendung bei einer Erfindung eine *eKiriscn fe · _{d t} „_{t Es}

intermittierend arbeitenden Kraftstoffeinspritzanlage, 30 arbeitende kraftstoffe.nspr.tzanlage dargestellt,

wobei im Verstellbereich der Stauscheibe die den zeigt. _{Einspritzanlage} in einem Übersichtsbild

Ansaugluftstrom einschließende Wand bzw, einschl.e- r- g. 1 ^ ^LinsP""^d · P Darstellung

ßenden² Wände so gestaltet ist bzw. sind daß sich der und ir1 teilweise^^ S.J^^^Ltronischen

Öffnungsquerschnitt in Stromuncsnchtung in einer t-1 g. / uu πινμ

vorbestimmten Funktion zum Stellweg der Stau- 35 St™«.nnchtung, ^ _{Ausführungsbeispicl für dcn}

VriS i Lähnkt und

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23 18 216 ist ein Kraftstoff-Vergaser Luftmengenmesser im Längsschnkt und

bekannt, dessen Drosselorgan mit einer im Ansaugrohr F J g. a >m Quers h„.^al^ ^

i Bekraftmaschine angeordneten kreisrunden h 1 g.'' ein z\vtui.> «u» e t

bekannt, dessen Drosselorgan mit einer im Ansaugrohr F J g Q

einer Brennkraftmaschine angeordneten, kreisrunden h 1 g.'' ein z\vtui.>

Stauscheibe gekuppelt, ist, die mit Hilfe einer zum 40 schnitt, und

Ansaugrohr gleichachsigen, zentralen Welle gegen den F. g. 4a im Q«««hn " ^ ^ ^ f^ _ß,. Druck einer Rückstellfeder vom Ansaugluftstrom so Die dargestellte BenzinenspnjzanU ge . zum« verschoben werden kann, daß sich mit größer werden- trieb einer ^ν'^ε^^1ιηα6£^ν'"¹^ der Luftströmung zwischen dem Rand der Stauscheibe 10 bestimmt und umaßta «esent ^che Bcstandtei e und der Wand des Ansaugrohres, welches im Bereich 45 vier elektromagnetisch betat.gbare Emspntz er,Uk 1 der Stauscheibe eine Erweiterung aufweist, ein größer denen aus einem Verteiler 12 über je cmc Rohrleuu^ng werden,^ Dur_?gangsquerschn,tt für die Ansaug.uft ^^^Τ^^^SXi 'Ti, rD^AS 13 00 341 ist eine Kraftstoffeinspritz- 15, einen Druckregler 16, der den Kraftstoffdruck auf anfage mit einem innerhalb des Saugrohres angeordne- 50 einen konstanten Wert regeU^ ^ ™ ο^nden ten, \erschieblich gelagerten Regelglied , bekanntge- näher beschnebene elektron.sehe S ^{ei er}^ ^ICJ ' ß; worden, das durch seine abhängig von Änderungen die durch einen m.t de Nockenxvelle: 17 U^{er B} ^" des Luftdurchsatzes erfolgende Verschiebung einen kraftmaschine gekuppelten Signalgeber 18 be jeder DurJ^trömquerschnitt im Saugrohr ändert und den Nockenwellenumdrehung zweimal ausgelosMwrd und Kraftstoff in' Abhängigkeit vom Luftdurchsatz konti- 55 dann je einen ^^¹⁰™'^f¹"«¹ '^X nuierlich und bei konstantem Druckgefälle an einer impuls S fur die E. nspntzventile 11 I efert De η der verstellbaren Drossel bestimmt. Zeichnung angedeutete zeithcl e= Dauer Tt de Off-Aus der DT-AS 11 91 177 ist eine Vorrichtung zur nungsimpulse bestimmt die Öff. ungsdauer d r Emkontinuierhchen Kraftstoffeinspritzung in die Ansaug- spritzvent.Ie und denizufc^jlf d«jeⁿ.geJCraftstoffleitunß einer Brennkraftmaschine bekanntgeworden, 60 menge, welche wahrend der je«e l.gen Offnungsdauer be welcher zwischen einem Druckregler für den aus dem Innenraum der unter einem praktisch kon-K«fteS und einem der willkürlichen Betätigung stanten Kraftstoffdruck von 2 atu stehenden E.nspntzentzogenen in der Ansaugleitung angeordneten Dros- ventile 11 austritt. D.e Magnetwicklungen 19 der Em-LTorgan ein pneumatischer Stellmotor vorgesehen ist, spritzventile sind zu je einem Entkopplungswider, weicher auf den im Raum zwischen diesem Drossel- 65 stand 20 in Reihe geschaltet und an cmc gemeinsame organ und einer willkürlich betätigbaren Drossel- Verstärkungs- und Leistungsstufe 21 angeschlossen, klappe herrschenden Unterdruck anspricht. Den vor- die wenigstens einen bei 22 angedeuteten Lcistungssfehend beschriebenen, bekannten Einrichtungen zur transistor enthalt, wek her mit seiner Em.tter-kollektor-

Strecke ir Reihe mit den Entkopplungswiderständen 20 und 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 Kn\^ftstoffmenge festgelegt, die während des nachfolgenden Arbeitstaktes vollständig verbrannt werden kann. Für eine gute Ausnutzung der Brennkraftmaschine ist ei: 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 7"S 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 7", und einen Ausgangstransistor T₂ sowie einen Energiespeicher, welcher in den Ausführungsbeispielen als Kondensator C ausgebildet ist, jedoch statt dessen rn einer abgewandelten Schaltung auch als Induktivität realisiert sein könnte. Die Dauer des jeweiligen Entladevorgangs ergibt die Öffnungsdauer Ti 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 Kurbelwellen-Umdrehungen betätigt wird und bewirkt, daß der Kondensator C während der sich über einen festgelegten, konstanten Drehwinkel der Kurbelwelle hinweg erstreckenden Ladeimpulse LI ir.it 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 Stauscheibe sich öffnende, freie Blendenfläche Ab, welche in den F i g. 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 An die freie Blendenfläche, Ql die pro Zeitao einheit 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, zeilliche Mittelwert der Luftmenge

Ql = k- e^as

ist. Der exponentiell Verlauf der Luftführungswand bringt den großen Vorteil mit sich, daß innerhalb des gesamten Verstellbereiches der relative Anzeigefehler ^QlIQl konstant bleibt, wenn man unterstellt, daß ein durch mechanische Ursachen bedingter Einstellfehler Δψ bzw. As nicht ausgeschaltet werden kann (ψ = 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 ■- r<(.

ergibt. In diesem Falle ist die kreisfoimige 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. Erfassung der Ansaugluftmenge ist gemeinsam, daß zur Bestimmung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge

   Patentanspruch: mechanische Übertragungsglieder notwendig sind,

   r>,i._e ..,„„»p Aer mir eerineen Stellkräfte eine hohe

   Luftmengenmesser mit einer Stauscheibe, die im p^jdolTbeiVer Herstellung erfordern, teuer in der Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine im wesent- „',,_„ _s;_ncj _und nur mit erheblichem Aufwand liehen quer zur Ansaugluftströmung angeordnet " "^ _{den gesam}ten Last- und Drehzahlbereich der und entgegen Federkraft verstellbar ist, zur Rege- u - f_tmascmne so eingestellt werden können, daß lung der Kraftstoffzufuhr zur Maschine, lnsbeson- ör.'"" , _flmaschine weder mit Luft-, noch mit dere zur Verwendung bei einer intermittierend ar- Jie °^ren _{bersc)ulß arbeitet}.

   beitenden Kraftstoffeinspritzanlage, wobei im Ver- , ' _R -_ch zwischen Leerlauf und Betrieb der Brenn-

   stellbereicn der Stauscheibe die den Ansaugluft- rn b«sre Höchstdrehzahl und voller Last

   strom einschließende Wand bzw. einschließenden ^anrnds ^ Brennkraftmaschine gelangende

   Wände so gestaltet ist bzw. sind, daß sich der anaeri ^ ^ _Verh-,_{tnis 1:40 Um dje}

   Öffnungsquerschnitt in Strömurgsrichtung in einer ^nsau e möglichst gering halten

   vorbestimmten Funktion zum Stellweg der Stau- »5 ^Eraf' " '^Ch^ ; _erf_ord_erlich, daß vor allem im

   vorbestimmten Funktion zum Stellweg der Stau 5 ^^^ ^ ^ ^ ^

   scheibe erweitert, dadurch gekennze.ch- zu Ko _Brennkraftma,chine und im Teillastnet, daß die Erweiterung mindestens annähernd £™^Ansaueluftmenge möglichst genau erfaßt exponentiell erfolgt. ^.^ _{Der Er}f_in(jung liegt demgemäß die Aufgabe

   20 zugrunde, einen Luftmengenmesser zu schaffen, bei

   welcb-n über den gesamten Meßbereich ein hin-

   reichend kleiner, konstanter, relativer Meßfehler

   gewährleistet ist. Hierzu wird gemäß der Erfindung Die Erfindung betrifft einen Luftmengenmesser mit vorgesehen daßbd «ncjn Lf-„ £

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