DE2128988A1

DE2128988A1 - COMBUSTION MACHINE WITH AT LEAST ONE EXHAUST GAS PURIFICATION ARRANGEMENT

Info

Publication number: DE2128988A1
Application number: DE19712128988
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Manderscheid
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1971-06-11
Filing date: 1971-06-11
Publication date: 1973-01-04

Description

VOEKSWAGEHWEHK AktiengesellBchaftVOEKSWAGEHWEHK Aktiengesellschaft

5180 Wolfs burg5180 Wolfsburg

TTnser Zeichen: K 1113
9704-Hu/SaTTnser reference: K 1113
9704-Hu / Sa

-a a. Ti-a a. Ti

Brennkraftmaschine mit zumindest einer Abgas-Reinigungsanordnung Internal combustion engine with at least one exhaust gas cleaning arrangement

Die Erfindung betrifft eine insbesondere für Kraftfahrzeuge bestimmte Brennkraftmaschine mit Zylindern, zumindest einem Kraftstoff-Zumeßorgan, zumindest einer Abgasausleitung und zumindest einer Abgas-Reinigungsanordnung, der ein bei unzulässig hohen !Temperaturen in der Reinigungsanordnung Stellsignale hervorrufender Temperaturfühler zugeordnet ist. Es ist bekannt, daß katalytisch oder thermisch arbeitende Abgas-Reinigungsanordnungen zur Erzielung ihrer optimalen Reinigungswirkung bei hohen Temperaturen betrieben werden. Auf der anderen Seite ist aber auch bekannt, daß zu hohe Temperaturen zu einer vorzeitigen Zerstörung der Reinigungsanordnungen führen können. Serart unzulässig hohe Temperaturen im Abgas ergeben sich beispielsweise dann, wenn aufgrund von Zündaussetzern, schlechter Verbrennung im Zylinder oder falscher Gemischbildung die Ladung der Zylinder der Brennkraftmaschine zumindest teilweise erst in der Abgas-Reinigungsanordnung verbrennt.The invention relates to one particularly intended for motor vehicles Internal combustion engine with cylinders, at least one fuel metering element, at least one exhaust gas outlet and at least an exhaust gas cleaning arrangement, which generates control signals in the case of impermissibly high temperatures in the cleaning arrangement Temperature sensor is assigned. It is known that catalytically or thermally operating exhaust gas cleaning arrangements can be operated at high temperatures to achieve their optimal cleaning effect. On the other hand is also known that excessively high temperatures can lead to premature destruction of the cleaning arrangements. Serart not allowed high temperatures in the exhaust gas arise, for example, if due to misfiring, poor combustion in the cylinder or incorrect mixture formation, the charging of the cylinders of the internal combustion engine at least partially only in the exhaust gas cleaning arrangement burns.

Im Hinblick auf diesen Tatbestand ist beispielsweise aus dem Gebrauchsmuster 1 917 133, 46 e 6 - 6/01, eine Anordnung bekannt, die in dem Katalysatorbett einen Temperaturfühler enthält, der seinerseits bei unzulässig hohen Temperaturen im KatalysatorbettWith regard to this fact, for example, from the utility model 1 917 133, 46 e 6 - 6/01, an arrangement known which contains a temperature sensor in the catalyst bed, which in turn reacts to impermissibly high temperatures in the catalyst bed

209 88 17 02 2 5209 88 17 02 2 5

ein Tentil betätigt, das die Abgase um das Katalysatorbett heramleitet. Hierdurch kann zwar einer Zerstörung des Katalysstorbetts durch, zu hohe Abgastemperaturen vorgebeugt werden, jedoch nur dadurch, daß die Anordnung zur Abgasreinigung abgeschaltet und demgemäß ungereinigtes Abgas in die Atmosphäre emittiert wird. Bei einer aus der Offenlegungssohrift 1 921 024 bekannten Vorrichtung zum Behandeln von Abgasen unter Verwendung eines fremdgeheizten thermischen Reaktors wird bei unzulässig hohen Temperaturen im Reaktor die Kraft stoff zuführung zu diesem unterbunden. Das bedeutet, daß zwar der Reaktor in gewissem Umfange unwirksam gemacht wird, aber nach wie vor eine Aufheizung desselben infolge Betriebsstörungen, wie Zündaussetzern, der Brennkraftmaschine stattfindet. Auch erfolgt noch nach Abschaltung der Kraftstoffzufuhr zum Reaktor eine chemische Umsetzung von Abgasbestandteilen mit positiver Wärmetönung.actuates a valve which diverts the exhaust gases around the catalyst bed. This can result in destruction of the catalyst bed by preventing excessively high exhaust gas temperatures, but only by that the arrangement for exhaust gas cleaning switched off and accordingly uncleaned exhaust gas is emitted into the atmosphere. In a device known from Offenlegungsschrift 1 921 024 for treating exhaust gases using an externally heated thermal reactor, the fuel supply to this is cut off at impermissibly high temperatures in the reactor. That means, that although the reactor is made ineffective to a certain extent, it is still heated up as a result of operational malfunctions, such as misfiring, the internal combustion engine takes place. Also takes place after the fuel supply to the reactor has been switched off a chemical conversion of exhaust gas components with positive Heat tint.

Es besteht demnach Bedarf an einer Brennkraftmaschine mit zumindest einer Abgas-Reinigungsanordnung solcher Ausgestaltung, daß einerseits eine vorzeitige Beschädigung oder Zerstörung der Reinigungsanordnung infolge zu hoher !Temperaturen vermieden, andererseits aber die Emission ungereinigter Abgase in die Atmosphäre ausgeschaltet ist. Die erfindungsgemäße Lösung dieses Problems ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stellsignale dem Kraftstoff-Zumeßorgan im die Kraft stoffzufuhr der Brennkraftmaschine zumindest verringernden Sinne zugeführt werden. -There is therefore a need for an internal combustion engine with at least an exhaust gas cleaning arrangement such that on the one hand premature damage or destruction of the cleaning arrangement Avoided as a result of excessively high temperatures, but on the other hand the emission of uncleaned exhaust gases into the atmosphere is turned off. The solution to this problem according to the invention is characterized in that the actuating signals are sent to the fuel metering device in the fuel supply of the internal combustion engine at least diminishing senses are supplied. -

Während sich also die oben dargelegten bekannten Maßnahmen zur Vermeidung einer Zerstörung der Reinigungsanordnung infolge unzulässig hoher Temperatur auf Maßnahmen im Bereich der Bestandteile der Reinigungsanordnung erstrecken, erfolgt bei der Erfindung beim Auftreten unzulässig hoher Tempera .t ur in der Reinigungsanordnung eine Verringerung, vorzugsweise eine Unterbrechung der Kraft stoff zufuhr zu den Zylindern der Brennkraftmaschine. Es kann zweckmäßig sein, gleichzeitig auch die Verbrennungsluft-Zu-While the known measures set out above for avoiding the destruction of the cleaning arrangement as a result of impermissibly high temperatures extend to measures in the area of the components of the cleaning arrangement, in the case of the invention, when impermissibly high temperatures occur in the cleaning arrangement, a reduction, preferably an interruption, takes place Fuel supply to the cylinders of the internal combustion engine. It can be useful to also switch off the combustion air supply at the same time.

fuhr zu den Zylindern der Brennkraftmaschine zu verringern* insbesondere zu unterbinden· Hur durch diese sich auf die Brennkraftmaschine selbst beziehenden Maßnahmen ist sichergestellt, daß die das Auftreten der unzulässig hohen Temperaturen in den Bestandteilen der Abgas-Reinigungsanordnung verursachenden Erscheinungen, beispielsweise verspätetes Verbrennen der Zylinderladung, unterbunden sind und daß nicht die Gefahr besteht, daß dieser Vorteil mit der Emission ungereinigter Abgase erkauft vird.drove to reduce the cylinders of the internal combustion engine * in particular to prevent · Hur through this on the internal combustion engine Self-referencing measures ensure that the occurrence of impermissibly high temperatures in the components the exhaust gas cleaning arrangement causing phenomena, for example delayed burning of the cylinder charge, prevented and that there is no risk that this advantage is bought at the expense of the emission of uncleaned exhaust gases.

Man kann einwenden, daß bei der Erfindung schon bei unzulässig hohen Temperaturen lediglich in der Abgas-Reinigungsanordnung die gesamte mit der Haschine bestückte Anordnung, also beispielsweise ein Kraftfahrzeug, stehen bleibt, obwohl es an sich von der Maschine her betriebsbereit ist. Nun weist eine moderne Brennkraftmaschine aber mehrere Zylinder auf. In diesem Falle wird man die Anordnung so ausbilden, daß mehrere jeweils einem Zylinder oder einer Zylindergruppe zugeordnete Reinigungsanordnungen in der individuellen Abgasausleitung des jeweiligen Zylinders bzw. der jeweiligen Zylindergruppe angeordnet und ihnen Temperaturfühler zugeordnet sind, deren Stellsignale den Zumeßorganen des jeweiligen Zylinders bzw· der jeweiligen Zylindergruppe zugeführt werden. Dadurch ist sichergestellt, daß nur derjenige Zylinder bzw. diejenige Zylindergruppe abgeschaltet wird, der bzw. die nicht ordnungsgemäß arbeitet und dessen bzw* deren Abgas-Reinigungsanordnung demgemäß eine zu hohe Temperatur aufweist. Die Brennkraftmaschine kann mit den übrigen Zylindern ungehindert weiter arbeiten. Bei einem Kraftfahrzeug bedeutet dies, daß der Fahrer das Fahrzeug noch bis zur nächsten Werkstatt fahren kann, um den abgeschalteten Zylinder bzw. die abgeschaltete Zylindergruppe in Ordnung bringen zu lassen.It can be argued that in the invention, even at impermissibly high temperatures, only in the exhaust gas cleaning arrangement entire arrangement equipped with the machine, for example a motor vehicle, stops even though it is actually ready for operation from the machine. Now has a modern internal combustion engine but several cylinders on. In this case you will train the arrangement so that several each a cylinder or Cleaning arrangements assigned to a cylinder group in the individual exhaust gas discharge of the respective cylinder or the respective Arranged cylinder group and assigned to them temperature sensors, the control signals of the metering devices of the respective The cylinder or the respective cylinder group are supplied. Through this it is ensured that only the cylinder or cylinder group is switched off which is not working properly works and its or * whose exhaust gas cleaning arrangement is accordingly too high in temperature. The internal combustion engine can continue to work unhindered with the remaining cylinders. In the case of a motor vehicle, this means that the driver can still drive the vehicle up to can drive to the nearest workshop to have the cylinder switched off or to have the deactivated cylinder group put in order.

209881/0225209881/0225

Die Kittel zur Durchführung der erfindungsgemäßen Maßnahmen sind an sich sehr einfach aufgebaut. Ee können nämlich die Kraftstoff und die Verbrennungsluft-Ztimeßorgane verwendet werden, die ohnehin in der Brennkraftmaschine vorhanden sind. Bei Brennkraftmaschinen mit äußerer Gemischbildung können die Stellsignale dem Antrieb zumindest einer Drosselklappe in eine.Geraischzuführungsleitung zugeführt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß statt der von den Temperaturfühlern unmittelbar erzeugten Stellsignale auch von diesen abgeleitete Stellsignale Verwendung finden können, beispielsweise über Relais oder Verstärker.The smocks for carrying out the measures according to the invention are in itself very simply structured. Ee can namely the fuel and the combustion air Ztimeßorgane are used, which are already present in the internal combustion engine. In internal combustion engines with external mixture formation, the control signals can be fed to the drive of at least one throttle valve in a gas supply line are fed. It should be noted that instead of the control signals generated directly by the temperature sensors Control signals derived from these can also be used, for example via relays or amplifiers.

. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Figur.. The figure shows an embodiment of the invention.

Die bei 1 angedeutete eigentliche Brennkraftmaschine sei ein Vierzylinder-Motor für ein Kraftfahrzeug. Die auf jeweils einer Seite liegenden Zylinder 2 und 3 sowie 4 und 5 bilden jeweils eine Zylindergruppe, der jeweils eine gemeinsame Kraftstoff-Zuführungsleitung 6 bzw. 7 vnä- jeweils eine gemeinsame Abgasausleitung 8 bzw. 9 zugeordnet sind. Im Zuge der Abgasausleitungen 8 und 9 ist jeweils eine katalytische und/oder thermische Abgas-Reinigungsanordnung 10 bzw» 11 angeordnet»The actual internal combustion engine indicated at 1 is a four-cylinder engine for a motor vehicle. The cylinders 2 and 3 as well as 4 and 5 on one side each form a cylinder group to which a common fuel supply line 6 or 7 and a common exhaust gas discharge line 8 or 9 are assigned. In the course of the exhaust gas outlets 8 and 9, a catalytic and / or thermal exhaust gas cleaning arrangement 10 or »11 is arranged in each case»

Im Verlauf der Saugleitungen 6 und 7 erkennt man jeweils eine Drosselklappe 12 bzw. 13 als Verbrennungsluft-Zumeßorgan sowie ein Kraftstoff-Zumeßorgan 14 bzw. 15; diese Kraftstoff-Zumeßorgane sind in der Segel Bestandteile eines Vergasers. Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung jedoch auch bei Brennkraftmaschinen mit direkter Kraftstoff-Einspxitzung Verwendung finden kann» ebenso bei solchen mit indirekter Einspritzung.In the course of the suction lines 6 and 7 one can see one each Throttle valve 12 or 13 as a combustion air metering device as well a fuel metering element 14 or 15; these fuel metering devices are part of a carburetor in the sail. It should be noted that the invention, however, also applies to internal combustion engines with direct fuel injection can be used »as well as those with indirect injection.

Wie an sich bekannt, ist den Abgas-Reinigungsanordnungen 10 und 11 jeweils ein Temperaturfühler 16 bzw· 17 zugeordnet, der bei unzulässig hoher Temperaturen in der betreffenden Reinigungsanordnung Stellsignale über bei 18 und 19 angedeutete We-As is known per se, the exhaust gas cleaning arrangements 10 and 11 are each assigned a temperature sensor 16 and 17, respectively in the event of impermissibly high temperatures in the relevant cleaning arrangement Control signals via indicated at 18 and 19

20988 1702 2 520988 1702 2 5

ge an Antriebe 20 und 21 abgibt, die den Kraftstoff-Zuraeßorganen 14 bzw. 15 zugeordnet sind. In dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Stellsignale über weitere Signalwege, die insbesondere durch elektrische Leitungen gebildet sein, werden, und mit 22 und 23 bezeichnet sind, gleichzeitig Antrieben 24 und 25 zugeführt, die den Drosselklappen 12 und 13 zugeordnet sind. Dadurch ist sichergestellt, daß sowohl die Kraftstoff- als auch die Terbrennungsluft-Zufuhr in beiden Zylindergruppen beim Auftreten unzulässig hoher !Temperaturen in der jeweiligen Abgas-Heinigungsanordnung 10 oder 11 unterbunden werden.ge to drives 20 and 21, which the fuel-Zuraeßorganen 14 and 15 are assigned. In the embodiment shown in the figures the control signals are transmitted via further signal paths, which are in particular formed by electrical lines, and are denoted by 22 and 23, drives 24 at the same time and 25, which are assigned to the throttle valves 12 and 13 are. This ensures that both the fuel and the combustion air supply in both cylinder groups at Unacceptably high temperatures occur in the respective exhaust gas cleaning arrangement 10 or 11 can be prevented.

209881/0226209881/0226

Claims

A H S P E Ü C E E

Internal combustion engine, especially for motor vehicles »with cylinders, at least one fuel Ztuaeßorgan, at least an exhaust gas discharge line and at least one exhaust gas cleaning arrangement, the temperature sensor that generates control signals in the cleaning arrangement at impermissibly high temperatures is assigned, characterized in that the control signals to the fuel metering element (14 »15) ini the fuel. started the internal combustion engine at least diminishing sense are fed.

2. Internal combustion engine according to claim Λ; characterized in that the internal combustion engine also has at least one combustion air flow meter (12, 13) and the control signals are also fed to the combustion air metering device (12, 13) in a manner that at least reduces the air supply to the internal combustion engine.

5. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that, that the control signals prevent the supply. -

4 «internal combustion engine according to claim 2 or claims 2 and 3, characterized in that in an internal combustion engine with external mixture formation, the actuating signals to the drive at least be fed to a throttle valve in a Gemi schzuf ührurigsleitung.

5. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4 »characterized in that several cleaning arrangements (10, 11) assigned to each cylinder or a cylinder group (2, 3» 4 »5) in the individual exhaust gas outlet (8 _f 9) of the respective Cylinder or the respective cylinder group (2, 3 »4» 5) and temperature sensors (16, I7) are assigned to them,

209881 / 0225- / ·,

BATH ORIGINAL

whose actuating signals the Ztuseßorganen (12, 14; 15 »15) of the respective Cylinder or the respective cylinder group (2.354 »5) are fed.

6. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 5 »thereby characterized in that signals derived from the Stsllsignalen are supplied.

20988 1/022 5

Blank page