DE2161946A1 - Einrichtung zum temperaturabhaengigen verstellen der kraftstoffzufuhr und des zuendzeitpunktes einer in leerlaufstellung befindlichen brennkraftmaschine - Google Patents

Einrichtung zum temperaturabhaengigen verstellen der kraftstoffzufuhr und des zuendzeitpunktes einer in leerlaufstellung befindlichen brennkraftmaschine

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DE2161946A1 DE2161946A DE2161946A DE2161946A1 DE 2161946 A1 DE2161946 A1 DE 2161946A1 DE 2161946 A DE2161946 A DE 2161946A DE 2161946 A DE2161946 A DE 2161946A DE 2161946 A1 DE2161946 A1 DE 2161946A1
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Description

VOLKSWAGENWERK Aktiengesellschaft .
3180 Wolfsburg ■-'"..."
Unsere Zeichen: E 1205
9704-Zi/Sa
Einrichtung zum temperaturabhängigen Yerstellen
der Kraft stoffzufuhr und des Zündzeit punkte s einer
in Leerlaufstellung befindlichen Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum temperaturabhängigen Yerstellen der Kraftstoffzufuhr und des Zündzeitpunktes einer in Leerlauf stellung befindlichen Brennkraftmaschine zur Erzielung von Abgasen mit erhöhter Temperatur zum Aufheizen
von Abgasreinigungsanlagen auf Betriebstemperatur.
Aufgrund der verschärften Vorschriften zur Entgiftung von Abgasen in Brennkraftmaschinen ist man daher unter, anderem da'zu übergegangen, den Brennkraftmaschinen Abgasreinigungsanlagen nachzuschalten. Biese Abgasreinigungsanlagen arbeiten jedoch nur dann zufriedenstellend, wenn sie ihre Betriebstemperaturerreicht haben. Es ist daher das Bestreben, beim Kaltstart einer Brennkraftmaschine, bei dem der Anteil an Schadstoffen im Abgas' besonders hoch ist, die Abgasreinigungsanlagen möglichst rasch auf ihre Betriebstemperatur zu bringen* Die Abgasreinigungsanlagen können entweder durch elektrische Heizungen, durch ein in den Reinigungsanlagen abgebranntes Luft-/Kraftstoffgemisch oder durch die aus der Brennkraftmaschine austretenden, heißen. Abgase erwärmt werden. '.....
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Die elektrischen Heizeinrichtungen benötigen eine erhebliche elektrische Energie, die von den bisher in Kraftfahrzeugen eingebauten Batterien und Generatoren nicht aufgebracht werden kann. Bei Verwendung von elektrischen Heizeinrichtungen zum Aufheizen von Abgasreinigungsanlagen müßten daher die Lieferanten für die elektrische Energie entsprechend überdimensioniert werden.
Wenn die Abgasreinigungsanlagen durch Verbrennen eines Luft-/ Kraftstoffgemisches auf ihre Betriebstemperatur gebradht werden sollen, muß zur Aufbereitung dieses Luft-/Kraftstoffgemi- ^ sches eine besondere Aufbereitungsanlage vorgesehen werden. · Hin'zu kommt, daß durch die Verbrennung eines Luft-/Kraftstoffgemisehes in den Abgasreinigungsanlagen während der Aufheizphase zusätzliche Abgasmengen mit Schadstoffen entstehen.
Es erscheint daher am einfachsten,- die Abgasreinigungsanlagen mit Hilfe der aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgase auf ihre Betriebstemperatur zu bringen. Je höher dabei die Enthalpie und Temperatur der Abgase ist, desto rascher können die Abgasreinigungsanlagen erwärmt werden. Es ist allgemein 'bekannt, daß mit zunehmender Spätzündung des in den Arbeitszylindern verbrennenden Luft-/Kraftstoffgemisches die Temperatur der Abgase steigt und die von der Brennkraftmaschine ab- W . gegebene Leistung abnimmt. Die durch die Verbrennung des Luft-/ Kraft stoffgemi sehe s frei werdende Energie wird mit zunehmender Spätzündung zu einem immer geringer werdenden Teil in mechanische Arbeit und in zunehmendem Maße in Abgaswärme umgewandelt. Der Zündzeitpunkt kann bei maximal möglicher Kraftstoff zufuhr
durch so weit nach "spät" verstellt werden, daß /lie Verbrennung' des
Luft-/Kraftstoffgemisches nur eine solche mechanische Energie abgegeben wird, die erforderlich ist, um die Brennkraftmaschine am Laufen zu halten. Der größere Teil der durch die Verbrennung frei werdenden Energie wird hierbei in Abgaswärme mit sehr '■ . hoher Enthalpie umgewandelt, die zum Aufheizen der Abgasreini-
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gungsanlagen verwendet werden kann.
Mit der Erfindung sollte daher eine Einrichtung geschaffen werden, die in Abhängigkeit von der Temperatur den Zündzeitpunkt nach "spät" verstellt und für eine maximal mögliche Kraftstoffzufuhr sorgt, wenn sich die Brennkraftmaschine in Leerlaufstellung "befindet. ■ ·
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwei in einem elektrischen Stromkreis liegende, hintereinander geschaltete Schalter zwei -elektrisch betätigbaren, parallel geschalteten Magnetventilen vorgeschaltet sind, von denen "bei Erre-'·. gung das eine Magnetventil einen die Drosselklappe umgehenden Luftkanal und das andere Magnetventil einen vom Saugrohr abzweigenden und zum Zündverteiler führenden Unterdruckkanal zur Verstellung des Zündzeitpunktes nach "spät" öffnet, und daß einer der "beiden Schalter durch einen Thermostaten betätigbar ist, der in kaltem Zustand den Schalter geschlossen hält, und daß der andere Sehalter durch eine auf der Drosselklappenwelle angeordnete Hockenscheibe "betätigter ist, welche den Schalter in Leerlaufstellung der Drosselklappe geschlossen'hält.
I ■■ Wenn sich die Brennkraftmaschine in Leerlaufstellung und in kaltem Zustand, "befindet, werden die "beiden hintereinander geschalteten Schalter der erfindungsgemäßen Einrichtung geschlossen. Der eine Schalter wird durch den Thermostaten geschlossen, wenn sich der Thermostat in der dem Kaifbetrieb entsprechenden Stellung "befindet. Erwärmt sich dagegen der Thermostat, so wird der Schalter geöffnet. Der andere Schalter wird durch die auf der Drosselklappenwelle angeordnete Kurvenscheibe geschlossen, wenn sich die Drosselklappe in Leerlaufstellung befindet. Wird die Drosselklappe und damit die mit ihr verbundene Hockenscheibe durch ein Betätigen des Fahrpedals aus ihrer Leerlaufstellung verschwenkt, wird der Schalter
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geöffnet. Die beiden parallel geschalteten Magnetventile wer- ■ den somit nur dann erregt, wenn die beiden Schalter geschlossen sind. Wenn nur einer der beiden Schalter geöffnet ist, ist' die Stromzufuhr zu den beiden Magnetventilen unterbrochen. ¥enn die beiden Magnetventile erregt werden, wird ein die Drosselklappe umgehender Luftkanal' und ein zum Zündverteiler führender Unterdruckkanal geöffnet. Die von den Arbeitszylindern durch den Umluftkanal angesaugte Luft sorgt für eine entsprechende Kraftstoff zufuhr und der Unterdruck in dem zum Zündverteiler führenden Unterdruckkanal bewirkt eine Verstellung des Züiidzeitpunktes nach "spät". Wenn also die gewünschte Temperatur noch nicht erreicht ist und der Motor im Leerlauf läuft, ist es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich, der Brennkraftmaschine eine erhöhte Kraftstoffmenge zuzuführen und den Zündzeitpunkt nach "spät" zu verstellen, so daß die durch die Verbrennung des angereicherten Luf^/Kraftstoff gemisches frei werdende Energie zum überwiegenden Teil in Abgaswärme hoher Enthalpie und zu einem geringen Teil in mechanische Arbeit umgewandelt wird. Der Anteil an mechanischer Energie wird dabei nur so groß gehalten^ daß die Brennkraftmaschine gerade am Laufen bleibt. ¥ird nun von der Brennkraftmaschine eine Leistung abverlangt, so wird in herkömm-' licher Weise das Fahrpedal niedergedrückt und damit die Drosselklappe verschwenkt. Durch das Verschwenken der Drosselklappe wird einer der beiden Schalter geöffnet, so daß die Stromzufuhr zu den beiden Magnetventilen unterbrochen ist. Hierdurch werden-die beiden oben genannten Kanäle geschlossen, so daß die erhöhte Kraftstoff zufuhr unterbrochen und der Zündzeitpunkt nach "früh" zurückgestellt wird. ·
Ein zuverlässiges Ein- und Abschalten der den Betriebszustand der Brennkraftmaschine ändernden Magnetventile kann dadurch erreicht werden, daß der Thermostat wahlweise im Abgasrohr der^ Brennkraftmaschine oder in der Abgasreinigungsanlage tm-
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tergebraeht ist. Der Thermostat kann jedoch auch an irgendeiner anderen charakteristischen Stelle der Brennkraftmaschine untergebracht sein, die einen charakteristischen Temperaturwert liefert, der einen Eückschluß auf die Temperatur in der Abgasreinigangsanlage zuläßt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich einfach und billig herstellen, wenn der'Thermostat ein Bimetallstab ist.
Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert»
Zwei hintereinander geschaltete, elektrische Schalter 1 und 2 liegen in einem von einer Stromquelle J gespeisten, geschlossenen Stromkreis. Den beiden, hintereinander geschalteten Schaltern 1 und 2 sind zwei parallel geschaltete Magnetventile 4 und 5 nachgesehalteto
Der elektrische Schalter 1 wird durch einen nicht dargestellten Thermostaten betätigt. Befindet sich der Thermostat in kaltem Zustand, so ist der Schalter geschlossen. Befindet sich dagegen der Thermostat in warmem Zustand, so ist der Schalter geöffnet. Der Schalter 1 kann jedoch auch durch den Thermosta-" ten selbst gebildet sein, der in kaltem Zustand die zu überbrückenden Leitungen kurzschließt und in warmem Zustand öffnet;
Der Schalter 2 wird durch eine auf der Drosselklappenx^elle 6 angeordnete nockenscheibe J betätigt, die bei dem dargestellten Ausführongsbeispiel duo wesentlichen eine Viertelkreisscheibe darstellt. Die nockenscheibe" 7 weist an ihrem Außenumfang am Ende ihrer Kreisbogenbahn einen Nocken 8 auf, der in Leerlauf stellung der Brennkraftmaschine am Schalter 2 angreift und den Schalter schließt. Sowie der Nocken 8 aus der Bewegungsbahn
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des Schalters 2 durch Verdrehen der nicht dargestellten Drosselklappe verschwenkt wird, wird der Schälter 2 geöffnet.
Das Magnetventil 4 öffnet "bei Erregung einen vom Saugrohr der Brennkraftmaschine zum Zündverteiler führenden TTnterdruckkanal, Der Uhterdruckkanal zweigt in an sich bekannter Weise von einer Stelle des Saugrohres ab, die stromab der Drosselklappe liegt. Der Unterdxaickkanal dient zum Verstellen des Zündzeitpunktes durch an sieh bekannte druckabhängige Membraneinrichtungen. Wenn der Unterdruckkanal geöffnet wird, wird der Zündzeitpunkt nach "spät" verstellt, während nach dem Schließen des Untexdruckkanals der Zündzeitpunkt wieder nach "früh" zurückgestellt wird.
Das Magnetventil 5 öffnet und schließt einen die Drosselklappe umgehenden Fmluftkanal<. Wird der Umluftkanal durch das Magnetventil geöffnet, wird von den Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine eine erhöhte Luftmenge und damit eine erhö-hte Kraftstoffmenge angesaugt. Fach dem Schließen des Umluftkanals wird die überhöhte Luft- und Kraftstoffzufuhr unterbrochen, so daß das der Brennkraftmaschine zugeführte Luft-/Kraftstoffgemisch ausschließlich durch die Stellung der Drosselklappe "bestimmt wird. *
Wenn die beiden Schalter 1 und 2 durch den Thermostaten und· die Nockenscheibe geschlossen sind, werden die beiden Magnetventile 4 OiioL 5 erregt. In erregtem Zustand öffnen die Magnetventile die ihnen zugeordneten Kanäle, d. h. den Umluft- und den Unterdruckkanal. Sowie diese beiden Kanäle geöffnet sind, erhält die Brennkraftmaschine ein angereichertes Luft~/Eraftstoffgemisch und wird der Zündzeitpunkt nach "spät" verstellt. Die durch die Verbrennung des Luft-ZKraftstoffgemisches frei werdende Energie wird in diesem Fall nur zu einem geringen / Bruchteil in mechanische Arbeit umgesetzt, während der überwiegende Teil der Verbrennungsenergie zur Erwärmung des Abgases
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herangezogen wird. Das Abgas weist somit eine hohe Enthalpie mit einer hohen Temperatur auf, so daß die Abgasreinigungsanlagen rasch auf ihre Betriebstemperatur erwärmt werden können. :
Sowie die erforderliche Temperatur erreicht ist, öffnet der Thermostat den Schalte-r1, so daß die Stromzufuhr zu den beiden Magnetventilen 4 und 5 unterbrochen wird. In diesem Fall werden der Fm].uftkanal und der Unterdruckkanal von den Magnetventilen geschlossen, was zur Folge hat, daß die überhöhte Zufuhr eines angereicherten Luft-/Kraftstoffgemisches unterbrochen und der Zündzeitpunkt nach "früh" verstellt wird. !Die Brennkraftmaschine .wird somit in herkömmlicher Weise ausschließlich durch die Stellung der Drosselklappe geregelt.·
Wird der Brennkraftmaschine in kaltem Zustand eine Leistung abverlangt, so wird durch Niederdrücken- des Fahrpedals die Drosselklappe verschwenkt. Durch ein Verschwenken der Drosselklappe aus der Leerlaufstellung wird der Schalter 2 geöffnet, so daß selbst bei eingelegtem Schalter 1 die Stromzufuhr zu den Magnetventilen 4 und 5 unterbrochen ist. Hierdurch wird die Brennkraftmaschine in der oben beschriebenen Weise nach herkömmlicher Art betrieben.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es auf äußerst einfache Weise möglich, die Abgase während der Kaltstartphase und im Leerlauf der Brennkraftmaschine auf eine erhöhte Temperatur zu bringen und die Abgasreinigungsanlagen mit Hilfe der~ sehr heißen Abgase rasch auf ihre Betriebstemperatur zu erwärmen. Hierbei wird von der Energie, die durch die Verbrennung der maximal zuführbaren Kraftstoffmenge frei wird, optimal zur Erwärmung der Abgase und damit zur Erwärmung der Abgasreinigungsanlagen ausgenutzt. Durch eine entsprechende Dimensionierung des Umluftkanals kann die im Kalt-- und Leerlaufbetrieb zugeführte Luft-/Kraftstoffmenge beliebig geregelt werden.
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BAD

Claims (2)

  1. 2161346
    ANSPRÜCHE
    \ 1. )Einrichten^ sum temperaturabhängigen Verstellen der Kraft- \ / stoffzufuhr und des Zündzeitpunktes einer in Leerlaufstellung "befindlichen Brennkraftmaschine zur Erzielung von Abgasen mit erhöhter Temperatur zuin Aufheizen von Abgasreinigungsanlagen auf Betriebstemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in einem elektrischen Stromkreis liegende, hintereinander geschaltete Schalter (1, 2) zwei elektrisch ■betätigbarenj parallel geschalteten Magnetventilen (4> 5) vorgeschaltet sind, von denen hei Erregung das eine Magnetventil (5) einen die Drosselklappe umgehenden Luftkanal " . und das andere Magnetventil (4) einen vom Saugrohr abzweigenden und zum Zündverteiler führenden Unterdruckkanal zur Verstellung des Zündzeitpunktes nach "spät" öffnet, und daß einer der "beiden Schalter (1, 2) durch einen Thermostaten "betätig"bar ist, der in kaltem Zustand den Schalter (1) geschlossen hält, und daß der andere Schalter (2) durch eine auf der Drosselklappenwelle (6) angeordnete Nockenscheibe (7) "betätigbar ist, welche den Schalter (2) in Leerlaufstellung der Drosselklappe geschlossen hält.
    I ' ■-
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat wahlweise im Ahgasrohr der Brennkraftmaschine oder in der Abgasreinigungsanlage untergebracht ist.
    J. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat ein Bimetallstab ist.
    309825/0533
    BAD ORIGINAL
DE2161946A 1971-12-14 1971-12-14 Einrichtung zum temperaturabhaengigen verstellen der kraftstoffzufuhr und des zuendzeitpunktes einer in leerlaufstellung befindlichen brennkraftmaschine Pending DE2161946A1 (de)

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