DE2125658A1

DE2125658A1 - Einrichtung zum Zuführen von Primärluft für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2125658A1
Application number: DE19712125658
Authority: DE
Inventors: Shigetake Hiroshima Yoshimura (Japan). P F02d 21-08
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1970-05-27
Filing date: 1971-05-24
Publication date: 1971-12-02
Also published as: GB1355353A; DE2125658C3; FR2093795A5; DE2125658B2

Description

PATENTANWÄLTE ·

DR. E. WIEGAND DIPL-iNG. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG TELEFON: 555476 8000 MÖNCHEN 15, TELEGRAMME= KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

24. Mai 1971 W.4o 5I0/7I

Toy0 Kogyo Company Limited Hiroshima-ken (Japan)

Einrichtung zum Zuführen von Primärluft für Brennkraftmaschinen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugsystem für Brennkraftmaschinen und betrifft insbesondere eine Einrichtung für die Zufuhr von Primärluft, um ein Nachbrennen zu vermeiden, das unmittelbar nach dem Abschalten des Zündschalters auftritt.

' Bis jetzt sind Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen Sekundärluft dem Abgas mittels einer Luftpumpe zugeführt wird, um die unverbrannten, schädlichen Gasanteile in einem Reaktor zu oxydieren, der in einem Abgassystem des Motors angeordnet ist, um die im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen, unverbrannt-en und schädlichen Gasanteile, wie beispielsweise CO oder HC zu.entfernen.

Bei derartigen Motoren wird der Zündstromkreis unterbrochen, indem ein Zündschalter nach einem Dauerbetrieb abgeschaltet wird. Nach dem Abschalten des Zündschalters läuft der Motor aufgrund der Trägheit noch etwas weiter. Folglich arbeitet auch noch die Luftpumpe, so dass sie dem Abgassystem weiter Sekundärluft zuführt. Ss werden also gleichzeitig ein vom Vergaser kommendes Luft-ZKraftstoffgemisch und der an der Innenoberfläche der Einlassleitung haftende Kraftstoff in die Verbrennungskam-

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mer des Motors eingesaugt. Da jedoch der Zündstromkreis unterbrochen ist, wird die Zündkerze nicht mehr gezündet, so dass das fette Gemisch in der Brennkammer, d.h. im Zylinder nicht verbrannt wird.

fette Gemisch wird folglich dem Reaktor des Abgassystems zugeführt, so dass sich das fette Gemisch mit der Sekundärluft vermischt, so dass eine plötzliche Explosion oder ein Nachbrennen im Reaktor unter hoher Temperatur erfolgt. Diese Erscheinung vermindert somit die Dauerfestigkeit des Reaktors und ist da-her mit Rücksicht auf den Lärm und die allgemeine Verschmutzung abzulehnen. '

Die Erfindung schafft daher eine Einrichtung für die Zufuhr von Primärluft, um ein Nachbrennen zu vermeiden, das nach dem Abschalten des Zündschalters erfolgt*

Weiterhin schafft die Erfindung eine Einrichtung für die Zufuhr von Primärluft in die Einlassleitung nach dem Abschalten des Zündschalters, um ein Nachbrennen zu vermeiden.

Ferner schafft die Erfindung eine Einrichtung für die Zufuhr von Primärluft in die Einlassleitung, -wenn der Motor verlangsamt und der Zündschalter abgeschaltet wird, um ein Nachbrennen zu vermeiden.

Schliesslich schafft die Erfindung eine Einrichtung für die Zufuhr von optimaler Primärluft in die Einlassleitung, um gleichzeitig die unverbrannten, schädlichen Gassnteile im Abgas bei einem Motor zu entfernen, bei welchem die Zündkerzen für eine kurze Zeitspa-nne nach dem Abschalten des Zündschalters gezündet werden, um ein Nachbrennen zu vermeiden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor. In den Zeichnungen seigen:

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Fi g. Λ einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Einrichtung für die Zufuhr von Primärluft

gemäss der Erfindung
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Einrichtung für die Zufuhr von Primärluft gemäss Erfindung

Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, insbesondere auf Fig. 1, welche die erste Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Ein Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine hat einen Luftfilter 1 , einen Vergaser 2 und eine Einlassleitung 3. Die Einlassleitung 3 ist an ihrem einen Ende mit dem Vergaser 2 und an ihrem anderen Ende mit der Brennkammer, d.h. mit dem Zylinder des Motors verbunden. Eine Primärluftleitung 4 ist an ihrem einen Ende geg_en den Luftfilger Λ und an ihrem anderen Ende gegen die Einlassleitung 3 stromab einer im Vergaser angeordneten Drosselklappe offen. Die Primärluftleitung 4 führt der-Einlassleitung 3 Primärluft zu, wenn ein Zündschalter 5 abgeschaltet ist. Eine Ventileinrichtung 6 öffnet oder schliesst die Primärluftieitung 4, um die Zufuhr von Primärluft zu regeln. Die Ventileinrichtung 6 besitz~t ein Ventilelement 7 zum Öffnen oder Schliessen der Primärluftleitung 4 und v/eist ein Solenoid 8 für die Steuerung des Ventilelelementes 7 auf. Das Solenoid 8 ist über den Zündschalter 5 ^mit einer Kraftquelle 9 elektrisch verbunden. Das Solenoid 8 steuert also das Ventilelement 7» um die Primärluftieitung 4 zu öffnen, wenn der Zündschalter 5 abgeschaltet ist, und um die Primärluftleitung 4 zu schliessen, wenn der Zündschalter 5 eingelegt ist.

Während des Betriebes des Motors ist der Zündschalter 5 eingelegt, so dass das Solenoid 8 das Ventilelement 7 gemäss Fig. 1 nach links bewegt, so dass die Primärluftleitung 4 geschlossen ist. Es wird also keine Primärluft vom Luftfilger 1 in die·Einlas sleit^jing 3 geführt» Wenn dann der Zündschalter 5 zu einem Zeitpunkt abgeschaltet wird, in welchem die Temperatur des Abgas-· systems und des P.saktors nach einem längeron Lauf des Motors hoch ist, bewegt das Solenoid 8 das Ventil element 7 gemäss Fig. 1

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nach rechts und öffnet die Primärluftleitung 4. Da der Motor aufgrund seiner Trägheit noch etwas nachläuft, wird somit überschüssig^ Primärluft vom Luftfilter 1 über die Primärluftiei- . ^: tung 4 in die Einlassleitung 3 geführt. Die Primärluft vermischt sich mit dem an der Innenwand der Einlassleitung 3 haftenden Kraftstoff und mit dem aus dem Vergaser 2 kömmenden Gemisch, so dass ein mageres Gemisch ohne den erforderlichen Brennwert entsteht, welche-s in die Brennkammer des Motors eingesaugt wird. Da die Zündkerzen des Motors nicht gezündet werden, wird das magere Gemisch durch die Zündkerzen nicht gezündet und somit in sexnem ursprünglichen Zustand dem Abgassystem zugeführt. Das magere Gemisch vermischt sich ferner mit der von der Luftpumpe herangeführten Sekundärluft, so dass ein noch magereres Gemisch entsteht, das dem heissen Abgassystem und dem Reaktor zugeführt wird. ,

Das magere Gemisch explodiert nicht plötzlich und ebenso- ■ wenig erfolgt ein Nachbrennen im heissen Reaktor und Abgassystem.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei der Beschreibung dieser AusfShrungsform sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugs ζ if fern wie in Fig. 1 bezeichnet.

Eine Ventileinrichtung 6 besitzt eine Membra η einrichtung 1o für die Steuerung eines Ventilelementes 7 zum öffnen und Schliessen eine-r Primärluftleitung 4 und weist eine Solenoideinrichtung 11 für die Steuerung der Membraneinrichtung Io auf. Die Membraneinrichtung 1o besitzt eine erste Membrankammer 13 und ein-e zweite Membrankammer 14, die durch eine Membrane 12 voneinander getrennt sind. Die Membrane 12 ist mit dem Ventilelement 7 starr verbunden. Das Ventilelement 7 wird durch eine Feder 15 vorgespannt, um die Primär luft leitung 4 zu schliessen. Die Feder 15 kann auch in der Membraneinrichtung 1 ο vorgesehen sein, um die Primär luf tlei tung 4 zu schliessen. Die Membrane 12 hat ein Ausgleichsloch 16 mit einem kleinen Durchmesser, welches die erste Membrankammer 13 und die zweite Membrankammer 14 miteinander verbindet. Die erste Metnbrankanmer 13 ist über eiu Robr

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17 mit der Einlassleitung 3 verbunden, um den Unterdruck in der Einlassleitung 3 auf die Membrankammer 13 zu übertragen.. Die Membran-e 12 bewegt das Ventilelement 7 zum Öffnen der Primärluftleitung 4 gegen die Wirkung der Feder 15 nach der Übertragung des hohen Unterdruckes auf die erste Membrankammer 13, wenn der Motor, verlangsamt wird. Die zweite Membrankammer 14 steht über eine Leitung 18 mit dem Luftfilter 1 in Verbindung. Die Solenoideinrichtung 11 besitzt ein Ventil 19 zum Öffnen und Schliessen der Leitun-g 18 und weist ein Solenoid 2o zur Steuerung des Venti-les 19 auf. Das Solenoid 2o ist über einen Zündungsschalter 5 mit einer Kraftquelle 9 elektrisch verbunden. Die Solenoideinrichtung 11 steuert das Ventil 19 und das Solenoid 2o, um die Leitung 18 zu öffnen, wenn der Zündungsschalter 5 abgeschaltet ist, und um die Leitung 18 zu schliessen, wenn der Zündungsschalter 5 eingelegt ist. · .

Während des normalen Betriebes des Motors ist der Zündungsschalter 5 eingelegt, so dass die Solenoideinrichtung 11 die Leitung 18 mittels des Ventiles 19 schliesst. Die zweite Membrankammer 14 der Membraneinrichtung 1o ist somit gegen die Atmosphäre geschlossen. Der Unterdruck, der über das Rohr 17 auf die erste Membrankammer 13 der Membraneinrichtung 1 ο übertragen wird, versucht die Membrane 12 anzuziehen. Da jedoch der Unterdruck in der Ansaugleitung kleiner ist als die Rückstellkraft der Feder 15, wird das Ventilelement 7 nicht geöffnet. Daraufhin wird der Unt-erdruck in der ersten Membrankammer 13 durch das Ausgleichsloch 16 der Membrane 12 auf die zweite Membrankammer 14 übertragen, so dass der Druckunterschied zwischen den beiden Membrankammern allmählich bis auf Null abnimmt. Die Primärluft wird somit der Einlassleitung 3 nicht zugeführt, wenn die Primärluftleitung 4 durch das Ventilelement 7 bei einem normalen Betrieb des Motors niit Ausnahme von dessen Verzögerung geschlossen ist.

Wenn d$r Motor verlangsamt wircj, wird die Membrane 12 gegen die Rückstellkraft der Feder 15 angezogen und das Ventilelement geöffnet, da der hohe Unterdruck durch das Rohr 17 plötzlich auf die Membrankammer 13 übertragen wird. Ein: G-eossteil der Primär— Ittft wird deshalb der Einlassleitung 3 zugefuhr/fe und mit ©inen

mageren Gemisch aus dem Vergaser 2 und mit dem an der Innenwand der Einlassleitung 3 haftenden Kraftstoff vermischt, so dass ein mageres Gemisch ohne Brennbereich entsteht. Das magere Gemisch wird dann in die Brennkammer des Motors geführt und innerhalb der Brennk-ammer nicht verbrannt, so dass es in seinem Ursprungszustand durch das Abgassystem in die Atmosphäre ausgestossen wird. Ein Nachbrennen im Abgassystem und im Reaktor des Motors ist somit verhindert.

Wenn der Zündungsschalter 5 zum Anhalten des Motors abge- · schaltet.wird, öffnet die Solenoideinrichtung 11 die Leituung 18. Der Druck in der zweiten Membrankammer 14 der Membraneinrichtung

P 1o erreicht somit' den Wert des Atmosphärendruckes. Im Inneren der ersten Membrankammer 13 herrscht ein Unterdruck aufgrund des durch die Trägheit verursachten Nachlaufens des Motors, so dass die Membra-ne 12 gegen die Rückstellkraft der Feder 15 aufgrund ; des Druckunterschiedes mit dem Atmosphärendruck der zweiten Mem- { brankammer 14 angezogen wird, so dass das Ventilelement 7 geöffnet wird. Das leichte Gemisch aus dem Vergaser 2 und dem an der Innenwand der Einlassleitung 5 haftenden Kraftstoff wird ein mageres Gemisch ohne Brennbereich, welches der Verbrennungskammer , des Motors zugeführt wird. Da die Zündkerzen nicht gezündet werden, wir^d das magere Gemisch in seinem Ursprungszustand dem heissen Abgassystem und Reaktor zugeführt. Da es eich jedoch um

fc ein mageres Gemisch ohne Brennbereich handelt, kann das in die Atmosphäre auszustossende Gemisch auch nicht explodieren und verbrennen. Ein Nachbrennen ist somit verhindert.

Wenn auch bei dem soeben beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel die Primärluftleitung 4 mit dem Luftfilter 1 in Verbindung steht, so kann auch die gleiche Wirkung erzielt werden, wenn die Primärluftleit ung; 4 mit einer Luftpumpe oder ähnlichem verbunden ist, welche Luft mit einem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck zuführt.,

Sie Erfindung schafft also eine' Einrichtung zum Zuführen von Pri-märluft für Brennkraftmaschinen· Biese Einrichtung führt

bei abgeschaltetem Zundungsschalter ein Optimum an Primärluft dem Ansaugsystem zu, um ein Nachbrennen zu verhindern, das beim Abschalten des Züridung^sschalters nach einem längeren Betrieb des Motors auftritt.

Im Vorstehenden wurden vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es sind jedoch weitere Abwandlungsformen im Rahmen der Erfi-ndung möglich. Wenn beispielsweise die Zündungsvorrichtung so ausgelegt ist, dass die Zündkerze für eine kurze Zeitspanne nach dem Abschalten des Zündungsschalters weiterzündet, und wenn die Einrichtung für die Zufuhr von Primärluft so ausgelegt ist,"dass sie die richtige Primärluft zuführt, kann ein Nachbrennen verhindert und können gleichzeitig unverbrannte, schädliche Gasanteile im Abgas entfernt werden. Wenn die Einrichtung für die Zufuhr von Primärluft ferner so ausgelegt ist, dass sie in ähnlicher Weise nach einer Verzögerung des Motors die richtige Primärluft zuführt, können auch in diesem Fall die unverbrannten schädlichen Gasanteile im Abgas entfernt werden.

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Patentansprüche

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Einrichtung zum Zuführen von Primärluft für eine Brennkraftmaschin-e, die stromab der Drosselklappe an der Ansaugleitung vorgeeehen ist, gekennzeichnet durch eine Primär luftleitung, die eine Luftquelle und die Ansaugleitung miteinander verbindet, eine Ventileinrichtung zum Öffnen und Schliessen der Primärluftleitung mit Hilfe eines Schalters, wobei die Ventileinrichtung die Primär luftleitung öffnet und Primärluft in die ' Ansaugleitung einführt, wenn der Schalter abgeschaltet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, dass die VentileinrJ-chtung ein Ventilelement zum Öffnen und Schliessen der Primär luft leitung und eine Solenoideinrichtung zur Steuerung des Ventilelementes aufweist, und dass der Schalter ein Zündungsschalter ist und dass die Solenoideinrichtung das Ventilelement und die Primärluftleitung öffnet, wenn der Zündungsschalter abgeschlatet ist.

5· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung ein Ventilelement zum Öffnen und Schliessen der Primärluftleituung, eine auf das Ventilelement einwirken-• de Feder 2L_um Schliessen der Primärluftleitung, eine das Ventilelement steuernde Membraneinrichtung und eine Solenoideinrichtung zum Öffnen und Schliessen einer Leitung mit Hilfe eines Schalters aufweist und dass die Solenoideinrichtung die Leitung öffnet, wenn der Schalter abgeschaltet ist, und dass die Membraneinrichtung eine erste Membrankammer und eine zweite Membrankammer hat, die durch eine Membrane voneinander getrennt sind, und dass die erste Membrankammer mit der Ansaugleitung und die zweite Membrankamm-er mit der Leitung verbunden ist,-welche an ihrem einen Ende mit der zweiten Membrankammer und an ihrem anderen Ende mit einer Luft quelle verbunden ist, und dass dieMembrsneinrichtung bei einem Verzögern des Motors die PrimäriuftleituDg gegen die Wirkung" der Feder mit Hilfe des in der Ansaugleitung herr-

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sehenden hohen Unterdruckes öffnet, und dass die Solenoideinrichtung bei abgeschaltetem Schalter die Leitung öffnet und Luft in die zweite Membrankammer einführt, so dass exe Membraneinrichtung die Primärluftleitung aufgrund des Druckunterschiedes zwischen der ersten Membrankammer und der zweiten Membrankammer öffnet. .

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