DE2162622A1

DE2162622A1 - Brennstoffsystem für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE2162622A1
Application number: DE19712162622
Authority: DE
Inventors: John Janos Evanstori 111. Tuzson (V.StA). P
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1970-12-28
Filing date: 1971-12-16
Publication date: 1972-07-13
Also published as: AU3576171A; AU451371B2; US3687121A; DE2162622C3; CA946239A; DE2162622B2; GB1338283A; IT941938B; FR2120998A5

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-INS. R. SPLANEMANN dipl-chem. dr. B. REITZNER - dipl-ινθ. J. RICHTER

MÜNCHEN HAMBURG

1314 - I - 7568 .oooMu.cH.Na I6o Dezember 1971

ToI 13

Telefon (0811) 226207/226209

Telegramme: Inventius München

BORC4-WAB«ER CORPORATION

Illinois 60604? USA

Put ent azißie Mung

Brennstoffsystem für eine Verbrennun^skraft° maschine

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Quelle eines unter Druck stehenden Brennstoffs und einem Brennstoffventil, das mit dieser Quelle verbunden und derart angeordnet ist, daß intermittierend und zeitlich gesteuert in Abhängigkeit von einem periodischen pneumatischen Steuersignal Brennstoffelnspritssungen in die Maschine erfolgen, und daß Steuermittel mit diesem Brennstoffventil verbunden sind, um diese periodischen pneumatischen Signale zu liefern· Insbesondere betrifft die Erfindung ein Brennstoffsystem mit einem aus Fluidikelementen aufgebauten logischen Syetem zur Bemessung der Brennstoffzufuhr in Übereinstimmung mit der der Maschine zugeführten Luft.

Eine hauptsächliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Brennstoffsystem zu schaffen, bei dem der Brennstoffbedarf, wie er anhand der der Maschine zugeführten Luft

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gemessen wird, der Maschine in intermittierenden Impulsen in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit zugeführt wird· Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung für die Brennstoffeinspritzung zu schaffen, die eine aue Fluidikelementen aufgebaute logische Einrichtung verwendet» Hoch eine andere Aufgabe ist es, eine unter Verwendung von Fluidikelementen aufgebaute logische Einrichtung zu schaffen» die ein Ausgangssignal liefern kann» das in Beziehung zum Quotienten zweier Eingangssignal steht „ Noch eine weitere Aufgabe ist es, einen Fluidik-Multivibrator mit veränderlicher Impulsbreite zu schaffen, bei dem die Impulsbreite als Punktion des reziproken Wertes eines veränderlichen äußeren Vorbelastungsdruokes veränderlich ist. Hoch eine weitere Aufgabe besteht darin, ein pneumatisches Steuersignal für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung zu erzeugen, das die Form einer Impulskette aufweist, die eine Wiederholungegeschwindigkeit N und eine Impulsbreite Q/N besitzt, wobei H eine Funktion der Maschinengeschwindigkeit und Q eine Funktion der Strömungsgeschwindigkeit der in die Maschine eintretenden luft ist«, Die Impulskette liefert demnach ein Steuersignal₃ das in einem Verhältnis zum Ausdruck Wx^=Q steht, was zur Aufrechterhaltung eines ausgewählten Luft-Brennstoff-Verhältnissee erwünscht ist«,

Anhand der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungs« beiapiels der Erfindung wird diese näher erläuterte Es zeigern

Fig ο 1 ein Bcheinatieches Schaltbild

eines erfindungsgemäßen Brennstoff systems ,

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Figo 2 ein Diagramm, in dem über der Zeit

als Abszisee verschiedene Vellenformen verschiedener Druoksignale aufgetragen Bind,

Fig. 3 ein Diagramm, das gewisse Wellen»

formen der Pig» 2 in vergrößertem Maßstab aeigt und

Figo 4 ein Diagramm, das die Eingangsund Ausgangscharakteristik eines in Fig. 1 gezeigten Proportionalverstärkers darstellte

Ein Brennstoffsystem für Verbrennun^skraftiaaschinen ist uuroh verschiedene schematische Symbole dargestellt, wobei die Beziehungen der verschiedenen Teile des Systems nachfolgend näher erläutert sind«

Bei einem Motor 10 ist schematiceh eine Nockenwelle 11, ein Einlaßventil 12, ein Einlaßkanal 13 und eine Venturidüse 14 dargestellt, die sich in einem Lufteinlaßkanal befinden, der mit einer Drosselklappe 15 zur Regulierung der der Haschine zugeführten Luftmenge versehen ist.

Eine Brennstoffdüse 17 erstreckt sich in den Einlaßkanal 13 und ist mit einer Brennstoffquelle verbunden, die einen Brennstofftrank 18, eine Pumpe 19» ein Meßventil 21 und VcrbinduQoSleitungen 22, 23 und 24 umfaßt« Wie schematiech gezeigt ist, liefert die Pumpe 19 einen Überschuß an Brennstoff aus einem Tank 18 an das Brennstoffventil 21. Das Brennstoffventil 21 erlaubt dem Brennstoff eine Rückkehr zum Tank 18 über eine Leitung 23» fallB ein Druck-

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in der Steueröffnung 26 fehlt, es lief ext jedoch Brennstoff an die Brennstoffdüse 17 Über die Leitung 24, wenn in der Steueröffnung 26 ein Durokaignal vorhanden ist_o In der Praxis kann die Brennstoffquelle eine Mehrzahl von Düsen 17 und Ventilen 21 aufweisen, die duroh eine gemeinsame Brennstoffleitung gespeist werden, wenn es erwünscht ist, Brennstoff an die jeweiligen Einlaßventile einer ftehrzyllndermasohine zu liefern₀ Das Brennstoffventil 21 kann verschiedene Formen annehmen, vorausgesetzt, es besitzt die Fähigkeit, Brennstoff der Brennstoffdüse in Abhängigkeit ron einem pneumatischen Druckeignal euzufuhren? das an der Steueröffnung 26 in Erscheinung tritt·

Das an der Steueröffnung 26 auftretende Steuersignal wird vorzugsweise duroh einen aus Fluldikelementen aufgebauten logischen Kreis in form einer Kette pneumatischer Impulse/, die eine Wiederholungsgeschwindigkeit besitzen, die von der Motorgeschwindigkeit abhängt, sowie eine Impulsbreite oder zeitliche Sauer, die von der dem Motor zugeführten Luftmenge abhängig ist. Bas Brennstoffventil 21 wird dadurch in die Lage versetzt, dem Motor Brennstoff in Übereinstimmung mit der zugeführten Luft zuzumessen, um ein gewünschtes Luft-Brennstoff-VerhältniG einzuhalten, der Brennstoff wird jedoch in Intermittierenden Impulsen angeliefert, die in einem Verhältnis zur Motorgesohwlndigkeit liegen* um die Einspritzung in Übereinstimmung mit dem Öffnen und Schließen eines Einlaßventils zu bewirken ο

Der aus Pluidil»lementen gebildete logische Kreis zur Lieferung des Steu er-Druokelgnales besteht aus einer Druckluftquelle 30, die eine Quelle der pneumatischen Signalenergie darstellt, sowie aus Leitungen 51, 32» 33» 34» 35» 36 und 37 mit einem Zerhacker 38, aus einer ersten Strömungsmlttelschalteinriohtung 39» einer zweiten fluidisohen Schalteinrichtung 41 und einem Proportionalverstärker 42· Der Einfachheit halber kann der Kreis

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so betrachtet v/erden, daß er einen ein Bezugssignal erzeugenden Teilkreis aufweist, der den Zerhacker 30 umfaßt, eine ein pneumatisches Steuersignal ausbildende Einrichtung mit der ersten fluidisohen Schalteinrichtung 39 und einen ein Vorbelastungssignal erzeugenden Seilkreis mit der aweiten fluidisohen Schalteinrichtung 41» dem Proportionalverstärker 42 und einer Integrierenden oder Filtsrkapazitanz 76.

Der Zerhacker 30 1st solniatlsoh derart dargestellt, daß er eine Singangeöffnung 43 aufweist, die mit der Quelle der Signalenergie verbunden ist, sowie eine mit der -Leitung 46 verbundene Ausgangsöffnung/und eine mit der Nockenwelle 11 gekuppelte mechanische Antriebsverbindung 47· Der Zerhacker 38 kann verschiedene Formen aufweisen und umfaßt allgemein Mittel zur Unterbrechung eines einströmenden Luftstromes, um ein Ausgangesignal in Form pneumatisches? Bruekimpulae zu liefern _r die eine Y/ieu-crholfuz&tic&ege«' schwindlgfceli aufweisen» die in einem l&^MiltnlB aar Geschwindigkeit der sieohaniechesi AntriQbBvesbiisi&Mng 47 steht« Be ist erwünscht, ein Aueeanesbeaugselgnal In &ew Leitung 46 «Ά erhalten, das einen eteilea zeitlichen Anetieg aufweist ₉ wie es durch die rechteckige Velleiifore 2a in Fig· 2 dargestellt ist. Um ein B@>si2g£@igpiai mit äer gewünschten Bruokmnstieg&charaktdriatiit ^e ©rfceltes^ kann es erwünscht »in_r fluidische Tore cslt @&nznYi®%l®h®Bn die mit den Mitteln sur Unterbrechung ä@e I^ftetromes ?msa*Ji3«nwlrk«n· Das in die Leitung 46 gelieferte

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signal 1st vorzugsweise eine Kette p?m*m&ti8uher die einen steilen Zeitanstleg aufweiten und eine Wiedei*- holungsgesohwindigkeit, aie durch die Hotorgeschwlndig— keit beßtimat wird, wobei dieses Signal der Einfuohhei-fr halber in flg« 2 als lteohteokquelle 2a dargestellt 1st·

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Dieses Baugssignal 2a tritt auch in den Zweigleitungen 48, 49» 51» 52 und 53 auf* die der Verbindung mit der impulsformenden Einrichtung und der Vorbelastungsschaltung dienen»

Die die Steuerimpulse ausformende Einrichtung umfaßt die erste fluidische Schalteinrichtung 39» die vorzugsweise eine monostabile fluidische Torschaltung ist, mit einer Kraftdiise 56 > einer St euer Öffnung 57? einer Hemmungs öffnung 5Ö, einem ersten bevorzugten Ausgangszweig 59 und einem aweiten alternativen Ausgangszweig 61, Die Steuer·» und Heföcnuagsöffnungen sind in? Bereich einer Binwirkungszone einander gegenüberliegend angeordnet _t wobei die Einwiirkungsiume mit einer geometrischen Vorbelastung versehen ist» so daß der Strömungsmittelfluß von der Kraftäüse sunäohst in den eisten Ausgangszweig 59 gelangt? falls an der SteuerSftsmug kein schaltendes Drucksignal vorlianden ist» ^er arat© iass^ngssweig 59 mündet in die Atmosphäre¹ ₉ währeuü cle?? svieite Ausgangszweig 61 mit eier SteuörüffnurAg 26 dee BreiiJistoffbeiaesstmgB-ventile 21 verbanden ißt« v/ährend &1& Kraftdüse 56 iait der Quelle 50 dsa? $nmm&%l%chnn Bigßslenei?gi© lilser .LeltuBge 31, 32 und 35 verbund«**! ist. Me eteiieröffnung 5? ist mit den ZweigleitiingeB 49 a»ä 53 TerliuiLdent um ein signal 2a au erhaltaö_p x-äiä^^M die* H^mnuzigsÖffnung mit Zweigleitusigöa 49 im«l 52 üiser eine Strömun kapazitunakuppluag verbunden ißt, &ie durch das Volumen

62 angedeutet wird. BIe Kapaaltana 62 und des Widerstand

63 verändern die DruoiaittaUegscharakteristik des Beaugssignales, um ein Heromungeeign&X au liefern, das durofe. die \/ellenforiB 2b in Pig_e 2 dargestellt ist«

Die erste fluidisch« Sdbalteiiiriohtung 39 ist damit in einer Art aufgebaut» die in der Fachwelt allgemein ale

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"Ein-Schuß -Multivibrator" bezeiohnet wird» Kurz erläutert, wer den das SezugBsignal 2a und das Hensmngssignal 2b algebraisch in der Einwirkungszone der Einrichtung kombiniert, woraus ein Netzsignal resultiert, daB durch die Uollonform 2c in Fig. 2 dargestellt wird« Wenn die Schaltcharakteristik der Einrichtung duroh den Energiepegel 64 in PIg₀ 2 dargestellt wird, bo resultiert das Hetzßignal in der Ausbildung einer Impulßkette im zweiten Ausgangszweig 61, wie er duroh die Wellenform 2d in Fig· 2 dargestellt wird· Der Druckanstieg des Bezugs— signals schaltet die Strömung vom Ausgangszweig 59 auf den Ausgangszweig 61 ,und der Anstieg des Hemmungssignales, dessen Richtung entgegengesetzt ist, wirist dam Druckanstieg des Bezugssignals nach einer durch die Differenz der Anstlegsselten bestimmten seitlichen Verzögerung ent^e^en, so daß die Strömung aufgrund der inneren Vorbelastung der Einrichtung wieder in den ersten Ausgangezweig 59 zurückkehren kann·

Soweit die Anordnung bis jetzt beschrieben ist, hättet die seitliche Dauer 66 eines Auogangsimpuiees 2d im Ausgangszweig 61 vom Volumen der Kapazltanz 62 und der durch die Einschnürung 63 dargestellten Impedanz; ab. Die Hemnmgsoffnung 38 ist jedoch außerdem mit einer Vorbelastungsleitung 67 verbunden, um einen äußeren Vorbelaatungedruck su erhalten, der bo betrachtet werden kann, als würde er die Kapasitans 62 wieder aufladen, woraus sich eine Veränderung der Anstiegszeit des Hemmungssignales 2b ergibt« Diese Veränderung der Anstiegszeit ergibt eine Veränderung der Impulsbreite oder der zeltlichen Dauer der Impulse 2d im Ausgangszweig 61.

Eine Veränderung der Druckanstlegscharakterietik des Hemmungssignals ist deutlicher aus den in größerem

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Maßstab dargestellten Wellenformen In Figo 3 ersichtlich. Ein hoher Vorbelastungdruck ergibt sich, aus einem raschen Druckanstieg des HemmungsaignalB, vie dies durch 68 angezeigt ist, ein mittlerer Vorbelastungsdruck liefert eine mittlere Druckanstiegsgeschwindigkeit,, wie dies durch gezeigt ist, und ein geringer Vorbelastungsdruck liefert den durch 71 gekennzeichneten langsamen Druckanstiege Wenn der Schaltdruckpegel der Einrichtung durch den Energiepegel 64 gekennzeichnet wird, verändert sich die Impulsbreite oder zeitliche Dauer des im Ausgangszweig ausgebildeten Ausgangsimpulses als Umkehrfunktion des Vorbelastungsdruckes„ Auf diese Weise liefert ein hoher Vorbelastungsdruok eine kurze Impulsbreite 72, ein mittlerer Vorbelastungsdruck eine mittlere Impulsbreite und ein geringer Vorbelastungsdruok eine lange Impulsbreite 74· Auf diese Weise ist das Steuerdrucksignal im Ausgangszweig 61, das auf die Steueröffnung des Brennstoff ventile 21 übertragen wird, eine Kette pneumatischer Druckimpulse, die eine Viederholungsgeschwindigkeit aufweisen, die eine Funktion der Motorgeschwindigkeit ist, wobei jeder Impuls eine zeitliche Dauer hat, die eine Funktion des Kehrwertes des Vorbelastungsdruckes ist„ Damit besitzt das durch die impulserzeugende Einrichtung gelieferte periodische, pneumatische Steuersignal eine V/iederholungsgeschwindigkeit, die sich mit einer Veränderung der Motorgeschwindigkeit verändert, wobei die zeitliche Dauer der Impulse sich in umgekehrtem Verhältnis zum Vorbelastungsdruck verändert«

Der in der Vorbelastungsleitung 67 auftretende Vorbelastungsdruck wird durch den das Vorbelastungssignal erzeugenden Teilkreis geliefert, der eine fluidisehe, integrierende Kapazetanz oder einen Filter 76, eine

_ Q r-.

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zweite fluidisch« Schalteinrichtung 41 und einen Proportionalverstärker 42 aufweist, wobei dieser Teilkreis so angeschlossen ist» daß er ein Gesohwlndigkeitsslgnal vom Zerhacker 38 und ein der Strömungsgeschwindigkeit der in den Motor eingeleiteten Luft analoges Drucksignal von der Venturidüse 14 erhält.

Die zweite fluidische Schalteinrichtung 41 ist im allgemeinen der ersten Schalteinrichtung 39 ähnlich, jedoch, nicht notwendigerweise mit dieser identisch« Vorzugsweise ist die aweite Schalteinrichtung 41 eine laonostabile, fluidische Toreinrichtung, die eine Kraftdüse 77» einen ersten bevorzugten Ausgangszweig 78, einen zweiten alternativen Ausgangszweig 79ι eine Steueröffnung 81 und eine HemmungsÖffnung 82 aufweist₀ Die Kraftdüse 77 iat mit der Quelle 30 der Signalenergie über Leitungen 31 und 36 verbunden. Die Steueröffnung 81 ist mit den Seitenleitungen 49« 51 verbunden, um ein Trigger»Bezugssignal 2a zu erhaltene während die Hemmungsöffnung 82 mit.Seitenleitungen 46 und 48 über eine kapazitive Kupplung 83 und eine Impedanz 84 Verbunden ist. Die Druekanstiegsoharakteristik des Bezugseignais wird durch die kapazitive Kupplung verändert, um ein Hemmungssignal zu erhalten, das der Wellenfore 2b ähnlich ist» Damit ist die zweite fluidisch· Schalteinrichtung 41 ebenfalls in eine Schaltung einbesogen, die als "Ein-Sohuß"-Multivibrator bekannt ist, und sie besitzt eine äußere Vorbelastungsverbindung 86 zur Veränderung der Impulsbreite des Ausgangesignale in dem alternativen Ausgangezweig 79» Soait ist di· zweite fluidisch© Schalteinrichtung 41 auch als Multivibrator mit einer variablen Impulsbreite angeeohlQssezio Das Auegangssignal im alternativen Ausgangsswelg 79 ist eine Kette von Druckimpulsen, die eine

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Wiederholungsgeschwindigkeit aufweisen, die durch das trlggernde Bezugssignal In der Steueröffnung 81 bestimmt wird, wobei jeder Impuls eine Impulsdauer oder Impuls·* breite besitzt, die umgekehrt proportional zum SIgnaldruok in der Leitung 86 Ist₀ Die Drucklmpulskette in dem alternativen Ausgangs zweig 79 kann als eine Reihe von positiven Druckanstiegen angesehen werden, die der Y/ellenform 2d in Figo 2 etwas ähnlich sind»

Der integrierende oder filternde Raum 76 erhält die Kette von Druckimpulsen von dem alternativen Ausgangazweig 79 und liefert einen gefilterten analogen Vorbelastungsdruck in der Vorbelastungsleitung 67 _t der dem Quotienten des an die Öffnung 81 übertragenen Geschwindigkeitssignals und des Signaldrucks in der Leitung 86 entspricht <,

Der Signaldruck In der Leitung 86 wird von einem Venturlsignal abgeleitet, das mittels des Proportionalverstärkers 42 von einem Venturisignal abgeleitet wird, das in einem Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit der dem Motor zugefiihrten Luft steht» Der Proportionalverstärker 42 umfU3t eine Kraftdüse 87, eine Paar alternativer üusgangszv/eige 88 und 89 und ein Paar einander gegenüberliegender S teuer öffnungen 91 und 92. Die Kraftdüse 87 ist mit der Signalenergiequelle 30 über Leitungen 3ΐ, 33 und 37 verbundeno Die Steueröffnung 91 ist außerdem mit der Signalenergiequelle 30 über einen Trimm-Y/iderstand 93 und eine Leitung 94 verbunden» Im allgemeinen ist die Wirkungsweise des Proportionalverstärkers 42 derart, daß die Strömung von der Kraftdüse 87 zwischen den Zweigen 08 und 89 als Funktion der Druckdifferenz zwischen den Steueröffnungen 91 und 92 aufgespalten wird. ~t/enn beispielsweise die Steueröffnung 92 mit einem Bezugsdrück,

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wie 2.B0 dem atmosphärischen Druck, verbunden 1st und In der Öffnung 91 ein Druckabfall auftritt, nimmt der Druck in der Zweigleitung 88 eu, oder,falle der Druok in der öffnung 91 anoteigt, nimmt der Druck in der Zweigleitung 88 ab. Ein charakteristisches Funktionsschaubild für einen solchen Verstärker let in Fig« 4 gezeigt, wo der horizontale Eingangsdruok den Druck in der Steueröffnung 91 und der vertikale Auegangsdruck den Druck in der Zweigleitung 88 darstellt. Der Trimm-V/ideretand 93 wird vorzugsweise in Übereinstimmung mit der .Charakteristik des Verstärkers und den in der Leitung 96 erwarteten Druckreränderungen ausgewählt, so daß die HettoBignaländerung in der Steueröffnung* 91 entweder in einem asymptotischen Abschnitt der Verstärkerkennlinie oder in einem linearen Abschnitt dieser Kennlinie auftritt. Ein asymptotisches Ansprechen tritt auf, wenn der Verstärker nahe der Sättigung betrieben wird. Venn beispielsweise ein Betrieb in einem linearen .Abschnitt der Kennlinie gewünscht wird, liefert eine kleine, ins Hegative gehende Druckänderung in der Steueröffnung 91 eine größere, ins Positive gehende Druckänderung in der Zweigleitung 88, wobei die Eingangs- und Ausgangsdrücke in einem Verhältnis alt einem relati^konst^nten Proportionalitätefaktor stehen. Venn andererseits ein Betrieb im asymptotischen Bereich der Ansprechkennlinie gewünscht wird» wird eine relativ große ins negative gehende Druckänderung in der Steueröffnung 91 eine kleine, ins Positive gehende Druckänderung in der Zweigleitung bewirken« Im asymptotischen Bereich besteht zwischen den Eingangs- und Ausgangsdrücken ein hyperbolisches Verhältnis der zweiten Ordnung_o In begrenzten Druokbereichen nähern sich die hyperbolischen und Parabelfunktionen einander sehr eng, so daß in dem Nähorun^sbereich der Ausgangsdruck in der Zv/eigleitung 88 sich sehr eng der Quadratwurzel der Druckänderung in der Steueröffnung 91 nähern kann· Auf diese V/eiBe Bind verschiedene

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Betriebsmöglichkeiten für den fluldischen Verstärker 42 gegebene

V/enn ea erwünscht ißt, den Verstärker 42 in seinem asymptotischen Bereich zu betreiben, können die Widerstände 98 und 99 und die Leitungen 101, 102 und 103 entfernt werden und die Steueröffnung 92 wird dann direkt mit der Atmosphäre verbunden, wobei der Atmosphärendruclc Pa alö Bozugsdruok benutzt wird. Bei dieser Betriebsweise ißt die Steueröffnung 91 durch Leitungen 96 und 97 mit der Einschnürung der Venturidüse 14 verbunden, derart, daß der Druck in der Öffnung 91 in einem Verhältnis zum Venturidruck Pv steht«, Auf diese V/eise steht der Druck zwischen den Steueröffnungen 91 und 92 in einem Verhältnis zu Pa - Pv, was eine Funktion von

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r Q ist, wobei r die Luftdichte und Q die Luftströmuntjsgeachwindigkeit der durch die Venturidüse 14 dem Motor zugeführten Luft ist«, Beispielsweise ergibt eine Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit Q eine ins Negative gehende Druckänderung an der Venturieinschnürung im Verhältnis Q , die in PIg₀ 4 als P₁ - P₂ dargestellt werden kann. Im asymptotischen Bereich ergibt die ins Negative gehende Druckänderung P- - P₂ eine ins Positive gehende Druckänderung im Ausgangs zweig 88, die durch P« - P* dargestellt ist, was annähernd proportional der Quadratwurzel der Veränderung des Eingangedruckes ist₀ Auf diese Weise entspricht die Druckstelgerung im Ausgangs-

ρ
zweig 88 der Quadratwurzel aus Q oder Q, wordurch ein Druoksignal in der Leitung 86 geliefert wird, das mit der Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit der dem iiotor zugeführten Luft sich ebenfalls veränderte Insoweit als die asymptotische Wirkung des Verstärkers 42 eine kleine Druckänderung im Ausgangszweig 88 ergibt,

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kann es erwünschtoein, ausiitzliohe MIttel zur Proportionalverstärkung zwischen dem Auogangazweig 88 und der Leitung 86 vorzuceJien, um den Druck auf einen brauchbaren Signalpegel anzuheben.

Wenn es erwünscht ist, den Verstärker 42 in einem linearen Abschnitt seiner Kennlinie zu betreiben, wird die Steueröffnung 92 mit den fluidischen V/Ideratändon 98 und 99 verbunden, sowie mit den in Figo 1 gezeigten Leitungen 101, 102 und 103, wobei der Widerstand 98 eine aoharfkantlge quadratische Mündung und der Widerstand 99 eine lineare Mündung für laminare Strömung ist_o Entsprechend dieses Betriebsweise ergibt ein negativer Druck Pv In der Venturieinsohnürung ©Ine geringe Luftströmung von Atmosphärendruck Pa durch dia quadratisch© Öffnung 98, die Leitung 101, dia lineare Öffnung 99 und die Leitungen 102 und 97. DIeBe geringe Luftströmung entspricht Pa - Pv, was in einem Verhältnis au dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit der dem Motor sugeführten Luft Q steht. Der Druckabfall an der quadratischen Mündung 98 entspricht der Quadratwurs©! aus Pa - Pv₈

waa seinerseits der Quadratwurzel aus Q oder Q entspricht. Auf diese Weise eteht der Bruokaljfail as dar laminaren öffnung 99 In einem ?srhältn.is mm Quai @r« scheint zwischen den Steuerdffnungan 91 und 92 als Druekdifferenz. Eine Zunahme der StrumungegesdbLWiMigkeit Q kann durch die ins Negative gehende Druckänderung P^-Pg zwischen den Steueröffnungen 91 und 92 dargestellt werden, woraus eich eine große, ins Positive gehende Druckänderung Ρ- - Pq im Aus gangs zv/e Ig 86 ergibt _s die d@r Änderung der Strömungsgeschwindigkeit Q proportional 1st.

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Zusammengefaßt wird die Strömungsgeschwindigkeit Q der in den Motoransaugkanal eingeleiteten Luft in der

Venturidüse als negativer Druck dargestellt, der Q proportional ist«, Der Proportionalverstärker 42 liefert im Ausgang»awei& 88 einen positiven Auagangsdruck proportional Q₀ Eine zweite fluidiüohe Sehalteinrichtung liefert im Ausgang 79 ein Signal in Form einer Impulskette mit einer Wiederholungsgeschwindigkeit H_s wobei H eine Punktion der Motorgeschwlndlgkeit ist, und mit einer Impulsbreite im Verhältnis zu /Q. Das Volumen 76 filtert oder integriert diese Impulsketta/Ln der Leitung 6? eine den V/ert N/Q proportionalen Yorbolastungsdruok zu schaffen« Eine erste fluidische Schalteinrichtung 39 liefert eine Kette pneumatischer Druckimpulee im Zweig 61 mit einer Y/lederholungsgeschwlndigkeit N und einer im Verhältnis SSU Q/H stehenden Impulsbreite. Soweit das dem Brennstoffventil 21 sugeführte Steuersignal sowohl eine Funktion dor Motorgeschwindigkeit als auch eine Funktion des ümkehrvertes der Motorgeschwindigkeit 1st, steht der Nettomeßeffekt des Signale in eines Verhältnis zu Q. Wenn über eine Qegobene Zeitspanne hinweg gemessen wird, ist die Gesamtsumme der Brennstoffimpulse gleich dem durch die Strömungsgeschwindigkeit der in der gleichen Zeitspanne zugeführten Luft bestimmten Brennstoffbedarf_o

Ansprüche:

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BAD

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Claims

- 15 Patentansprüche:

1o Brenne toff sys tem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Quelle eines unter Druck etehenden Brennstoffs und einem Brennstoffventil, das mit dieser Quelle verbunden und derart angeordnet ist, daß intermittierend und zeitlich, gesteuert in Abhängigkeit von einem periodischen pneumatischen Steuersignal Brennstoffeinspritzungen in die Maschine erfolgen, und daß Steuermittel mit diesem Brennetoffventil verbunden sind, um diese periodischen pneumatischen Signale zu liefern» gekennzeichnet durch eine Quelle (30) einer pneumatischen Steuerenergie, durch mit der Maschine verbundene Mittel (38) zur Erzeugung eines Bezugssignals, die eine Folge von pneumatischen Trägersignalen liefern, deren Wiederholunesgeschwindigkeit von der Maschinengeschwindigkeit abhängig ist, durch mit der Maschine verbundene Kittel (41) zur Erzeugung von Torbelastungssignalen, die ein pneumatisches, einem ausgewählten Betriebszustand entsprechendes Drucksignal liefern, durch eine Vorrichtung zur Ausbildung pneumatischer Steuersignale mit einem ersten Fluidik-Tor (39) mit einer mit der Signalenergiequelle (30) verbundenen Kraftdüse (56), einem ersten . bevorzugten AuegangszweigstUok (59)» einem zweiten alternativen, mit den Brennstoffventil verbundenen Ausgangs zweig (61), einer Steueröffnung (53), die mit den Mitteln zur Erzeugung eines Bezugssignals (38) verbunden ist, einer Hemnungsöffnung (58), die mit den*Mitteln zur Erzeugung eines Bezugseignais über eine Strömungsmittelkapazitanzkupplung (62) verbunden ist, wodurch eine Hultivibratorsohaltung gebildet ist, wobei die Hemmungsöffnung mit den Mitteln zur Erzeugung von Vorbelaetungasignalen verbunden 1st und dabei das Fluidik-Tor das pneumatische Steuersignal in dem zweiten Ausgangszweig (61) in Form einer Kette intermittierender Druckimpulse

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liefext, deren Zeitdauer in umgekehrtem Verhältnis zum Druck des Vorbelastungsc.lgnals steht und deren Uiederholun£Sgeschwindigkeit im Verhältnis zur Maschinengeschvlndlgkeit steht«
2. Brennstoffsystem nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (41) zur Erzeugung von Vorbelastungs-Signalen mit dem Motor verbunden sind, um die Motorgeschwindigkeit und die Strömungsgeschwindigkeit der zugeführt en Luft zu ermitteln und einen Vorbelastungsdruok zu liefern, der analog H/Q ist, wobei N die Anzahl der Motorumdrehungen pro Zeiteinheit und Q das Volumen der pro Zeiteinheit angeführten Luft 1st, und daß das erste Fluidik-Tor das pneumatische Steuersignal in Form einer Kette von Druckimpulsen liefert, die das Verhältnis Kx VN besitzen» so daß die in einer begrenzten Zeitspanne gelieferte Brennstoffmsage proportional der in der gleichen Zeitspanne aufführten Luftmenge is to
3· Brennstoffeystea nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung des Vorbelastungssignals einen fluidlsohen Eapazitanzfilter (76) umfaßοen, Bowie ein zweites Fluidik-Tor (41) und eine Strömuniisgeschwlndigkelts-HeSvorrichtung (14)» die mit eines Einlaßkanal des Motors verbunden ist und einen pneunaticchen Druck analog Q liefert, wobei Q das dem Motor pro Zeiteinheit zugefUhrte Luftvolumen darstellt, daß dieses zweite Pluidik-Tor (41) einen bevorzugten Ausgangszveig (78) und einen alternativen, mit dem Filter (76) verbunden Ausgangs zweig (79)» sowie eine Steueröffnung (81) und eine Hemmungsöffnung (82) umfaßt, wobei die Hewmungsöffnuiig (82) mit den Mitteln (38) zur Erzeugung eines SezugssignalB in einer Multivibratorechaltuug verbunden

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ist und wobei die Hemwüngsöffnung (ßö mit der Strömungsgeschwindigkeit s-Meß vorrichtung verbunden ist, ma dieses dem Wert Q analoge Drucksignal zu empfangen, daß das Fluidik-Tor eine Kette von Druoklmpulsen in diesem

altenativen Ausgangs zvreig liefert, die eine zeitliche Dauer proportional /Q und eine Wlederholungsgeschwindigkeit N aufweisen, wobei N die Zahl der Motorumdrehungen pro Zeiteinheit daratellt, daß der fluidisohe Kapazitanzfilter diese Impulslcette integriert und ein Vorbelaetungs-Druckaignal liefert, das dem Analogvert von /Q entspricht, wobei das erste Tor (39) das pneumatische Steuer» signal in der Form einer Kette Von Druckimpuloen liefert, die im Verhältnis N χ Q/N stehen, so daß die Menge des in einer begrenzten Zeitspanne gelieferten Brennstoffes proportional der Menge der in dieser Zeitspanne zugeführten Luft 1st,
4· Brennstoffsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmlttel-Keßvorriohtung einen Proportionalverstärker (42) und eine Venturidüse (H). umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie die Strüraun^sgeschwindigkeit der dem Motor zugefUhrten Luft messen« daß der Proportionalverstärker (42) einen mit der HemmungB· öffnung (82) des zweiten Pluidik-Tores (41) verbundenen Auegangszweig (88) besitzt und eine Steueröffnung (91), die mit der Einschnürung der Venturi/verbunden ist, wobei der Proportionalverstärker für eine Betriebswelse nahe der Sättigung vorbelastet ist und eine ins Positive gehende Veränderung des Ausgangsdruokes in diesem Ausgange zweig als Antwort auf eine ins Negative gehende Druckänderung in der Steueröffnung liefert, und daß die Druckänderung in diesem Ausgangszweig annähernd

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proportional der Quadratwurzel der Druckänderung in der Steueröffnung ist·
5 ο Brennstoffsystem, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungegeßchwindigkeit-Ileßvor— richtung eine Venturidüse (T4-) umfaßt, die so angeordnet ist, daß sie die Strömungsgeschwindigkeit der dem Motor zugeführten Luft mißt, wobei eine scharfkantige Öffnung (98) und eine laminare Einschnürung (99) zwischen der Atmosphäre und der Einschnürung der Venturidüse in Reihe angeordnet sind, daß ein Proportionalverstärker (42Jfür linearen Betrieb vorbelas-tet ist, daß der Proportionalverstärker einen Ausgangezweig(88)besitzt, der mit der Hemmungsöffnung (82) des zweiten Fluidlk- ₍ Tors verbunden ist und Steueröffnungen (91, 92) besitzt, die über die laminare Einschnürung (99) miteinander in Verbindung, stehen, wobei der Proportionalverstärker in den Ausgangs zweigen den Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit der dem Motor zugeführten Luft entsprechende Druckänderungen hervorruft.

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