DE2216705C3

DE2216705C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Entgiften der Abgase einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2216705C3
Application number: DE2216705A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 7130 Muehlacker Linder; Peter Dipl.- Ing. 7141 Schwieberdingen Schmidt; Joseph Dipl.-Ing. Wahl; Richard Dr. Zechnall
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-04-07
Filing date: 1972-04-07
Publication date: 1978-06-08
Also published as: FR2163297A5; DE2216705B2; JPS4914809A; SE392502B; DE2216705A1; JPS5521176B2; JPS5575534A; JPS6035541B2; GB1411894A; US3827237A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgiften der Abgase einer Brennkraftmaschine, an deren Abgas-Sammelleitung in Reihenschaltung ein erster zur Oxidation der Kohlenwasserstoffe und des Kohlenmonoxids dienender Reaktor und ein zweiter, zur Reduktion der Stickoxide dienender Reaktor angeschlossen sind. Es ist schon ein derartiges Verfahren bekanntgeworden, bei dem zwei katalytische Reaktoren verwendet werrten. 5m zweiten Reaktor vrjrd zusätzlich Ammoniak zugeführt ur.i eine möglichst vollständige Reduktion der Stickoxide zu erzielen. Dieses bekannte Verfahren ist mit seinen beiden katalytischen Reaktoren und dem Ammoniak-Vorratsbehälter sehr aufwendig. Zusätzliche Schwierigkeiten ergeben sich während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine und im Betrieb bei sehr niedrigen Außentemperaturen. Die Katalysatoren müssen nämlich erst eine bestimmte Betriebstemperatur erreichen, damit sie zur Abgasentgiftung wirksam werden.

Es wird ferner in der US-Patentschrift 30 86 353 eine Einrichtung beschrieben, bei der dem Abgas in Abhängigkeit von Saugrohrunterdruck and Drehzahl der Brennkraftmaschine Sekundärluft zugeführt wird

und bei der katalysatortemperaturabhängige Abschaltmittel zur Unterbrechung der Sekundärluftzufuhr vorgesehen sind, um das Überhitzen des Katalysators zu vermeiden. Es wird damit zwar immer eine ausreichen' de Umsatzmenge zur Nachoxidation der Abgasbestand- s teile erzielt, um den Katalysator warm zu halten, doch kann wegen der nur ungenauen Mengensteuerung keine genaue Abgaszusammensetzung entsprechend einer Luftzahl Lim engen Bereich unterhalb'des¹ Wertes 1, wo geringste Mengen aller schädlichen Abgasbestandteile auftreten, erzielt werden.

Die Brennkraftmaschine arbeitet zudem ständig mit KraftstoffOberschuß und damit sehr unwirtschaftlich.

Bei einer anderen Einrichtung gemäß der US-Patentschrift 22 07 930 wird zur Erzielung einer ausreichenden Temperatur des einzigen katalytischer! Reaktors ein zusätzliches Kraftstoff-Luft-Gemisch mit einer Zündeinrichtung in einer Reaktionskammer gezündet und die resultierenden Abgase mit dem Abgas der Brennkraftmaschine vor Eintritt in den Reaktor gemischt Mit einem Thermoschalter wird überprüft, ob das Zusatzgemisch entzündet ist und die Zündeinrichtung gesteuert Auch diese sehr aufwendige Einrichtung benötigt einen großen Zusatzkraftstoffanteil und arbeitet damit unwirtschaftlich. Ferner weist die Einrichtung keine Mittel auf, mit denen das Verhältnis der Betriebsstoffe für eine optimale Abgasentgiftung genau eingehalten werden kann.

Durch die DE-AS 1043 717 ist ferner ein Verfahren zur Entgiftung der Abgase bekannt, bei dem in Abhängigkeit vom Nachreaktionsumfang eine Teilabgasmenge mit ungeregelt eingebrachter Luft die Gemischbildung der Brennkraftmaschine durch Steuerung einer dem Betriebsgemisch zugeführten Sekundärluftmenge beeinflußt wird. Dabei wird davon ausgegangen, daß ein für die Nachreaktion vorgesehener Katalysator seine für eine sichere Funktion notwendige Temperatur bereits erreicht hat und das Abgas mit konstant geregelter Temperatur eingeleitet wird und keine Anregung für irgendwelche Temperatursteuerungsmögüchkeiten gegeben. Mit diesem Verfahren ist insbesondere während des Warmlaufs keine ausreichend genaue Abgasentgiftung erzielbar.

Eine genauere Erfassung der Abgaszusammensetzung ist mit dem der US-Patentschrift 3514 377 entnehmbaren Meßverfahren möglich. Dort ist eine Abgassonde vorgesehen, die aus einem Zirkon-Festelektrolytröhrchen besteht, das beiderseits mit porösem PLitin beschichtet ist und auf der einen Seite dem Abgas und auf der anderen Seite einem Referenzmedium ausgesetzt ist. Durch unterschiedlichen Sauerstoffpartialdruck entsteht an de.« Elektroden aus porösem Platin eine elektrische Spannung, die beim Obergang von reduzierendem Abgas zu oxidierendem Abgas sich spningartig ändert Dieser Spannungssprung ist ein sehr genaues Maß für eine neutrale Abgaszusammensetzung entsprechend einer Luftzahl von etwa L=I. Durch Messung der für die Neutralisation der Abgase notwendigen Sauerstoffmenge kann die wahre Abgaszusammensetzung ermittelt werden, ίο

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so zu verbessern, daß mit geringem Aufwand die Betriebstemperatur der Reaktoren im Wannlauf schnell erreicht und auch bei niedriger Außentemperatur sicher gehalten wird und daß in den übrigen Betriebsbereichen die Kraftstoifanteile von dem in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingebrachten Betriebsgemisch möglichst gering gehalten werden unter Einhaltung einer für eine Nachreaktion der Abgase optimalen resultierenden Abgaszusammensetzung, um möglichst schadstoffarme Abgase zu erzielen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mit Hilfe eines ersten Regelkreises, der als Meßglied einen Temperaturfühler enthält, die Temperatur der Reaktoren durch Zugabe von Zusatzluft geregelt wird und daß mit Hilfe eines zweiten Regelkreises, der als Meßglied einen Sauerstoff-Meßfühler enthält, das 'Massenverhältnis von Luft zu Kraftstoff (Luftzahl L) über ein Gemischdosierungssystem geregelt wird. Da die beiden Regelkreise über die Brennkraftmaschine miteinander verknüpft sind, beeinflußt der erste Regelkreis auch die Luftzahl L Während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine meldet der Temperaturfühler zunächst eine zu niedrige Temperatur, so daß Zusatzluft zugeführt wird. Der Sauerstoff-Meßfühler des zweiten Regelkreises meldet dann ein zu mageres Gemisch, und der erste Regelkreises stellt ein fetteres Gemisch ein. Die Brennkraftmaschine emittiert demzufolge während des Warmlaufes sehr viel unverbrannte Kohlenwasserstoffe, durch deren Oxidation der erste Reaktor schnell aufgeheizt wird. Ebenso wird bei sehr niedrigen Außentemperaturen ein zu fettes Gemisch eingestellt um die beiden Reaktoren auf ihrer Betriebstemperatur zu halten.

Bei einer ersten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Ves ahrens wird die Zusatzluft wenigstens einem Teil der den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Abgasleitungen zugeführt In diesem Fall wird die Lufizahl L durch das Gemischdosierungssystem für alle Zylinder der Bt ennkraftmaschine gemeinsam geregelt Bei einer zweiten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Zusatzluft einem Teil der zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine führenden Ansaugleitungen zugeführt Dabei wird während des Warmlaufes ein Teil der Zylinder mit zu fettem Gemisch und die übrigen Zylinder mit zu magerem Gemisch betrieben. Die mit fettem Gemisch betriebenen Zylinder liefern dann für den ersten Reaktor die unverbrannten Kohlenwasserstoffe, während die mit magerem Gemisch betriebenen Zylinder die Zusatzluft liefern.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie zweckmäßige Ausgestaltungen von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens werden nachstehend an Hand von vier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrir¹·- tung zur Durchführung des Verfahrens in schematischer Darstellung;

Fig.2 und 3 den elektrischen Schaltplan des ersten Ausführungsbeispiels nach F i g. \,

Fig.4a eine schematische Darstellung eines Sauerstoff-Meßfühlers,

F i g. 4b ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Sauerstoff-Meßfühlers,

Fig.5 ein zweites Ausführungsbetspiel in schematischer Darstellung,

Fig.6 ein drittes Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung,

Fig.7 einen Teil des elektrischen Schaltplanes des dritten Ausführungsbeispiels,

Fig.8 ein viertes Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung,

Fig.9 den teilweise als Blockschaltbild aasgeführten

elektrischen Schaltplan des vierten Ausführungsbeispiels,

Fig. 10 ein fünftes Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung und

F i g. 11 Diagramme zur Erläuterung des Verfahrens.

In Fig. 1 ist mit U eine Brennkraftmaschine bezeichnet, die über ein Luftfilter 12 und ein Ansaugrohr 13 Luft ansaugt Das Ansaugrohr 13 verzweigt sich in einzelne £/-> augleitungen 14 bis 17, die zu den Zylindern der Brennkraftmaschine 11 führen. Im Ansaugrohr 13 ist eine Drosselklappe 18 angeordnet Kraftstoff ,wird über eine Kraftstoffleitung 20 und eine Kraftstoffdüie 19 in das Ansaugrohr 13 eingebracht Vor der Drosselklappe 18 jsveigt vom Ansaugrohr 13 ein Bypass 21 ab, der hinter der Drosselklappe 18 wieder in das Ansaugrohr 13 mündet Im Bypass 21 ist ein einstellbares Bypassventil 22 angeordnet Dieses ist beim ersten Ausführungsbeispiel als Bypassklappe ausgebildet

An die Auslaßventile der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine 11 schließen sich Abgasleitungen 24 bis 27 an, die sich zu einer Abgas-Sammelleitung 23 vereinigen. Die Abgas-Sammelleitung mündet in einen als Thermoreaktor ausgebildeten ersten Reaktor 28, an den sich ein katalytischer zweiter Reaktor 29 anschließt Der Ausgang des katalytischen Reaktors 29 mündet in ein Auspuffrohr 30, das die Abgase einer nicht dargestellten Schalldämpferanlage zuführt

Von der Kurbelwelle 31 der Brennkraftmaschine U wird vorzugsweise über einen nicht dargestellten Keilriemen eine Sekundärluftpumpe 32 angetrieben. Diese se igt über ein Sekundärluftfilter 33 Außenluft an und fördert sie über ein 3/2-Wegeventil 35, eine veränderbare Drosselstelle 36 und ein Rückschlagventil 37 zu einer Druckleitung 34. Die Druckleitung 34 verzweigt sich weiter und mündet in unmittelbarer Nähe der nicht dargestellten Auslaßventile in die einzelnen Abgasleitungen 24 bis 27.

Das 3/2-Wegeventil 35 gibt in seiner in F i g. 1 eingezeichneten Arbeitsstellung, in die es durch eine Magnetwicklung 39 gezogen wird, den Weg für die Sekundärluft von der Sekundäiiuftpumpe 32 zur veränderbaren Drosselstelle frei In der Ruhestellung des 3/2-Wegeventils 35 ist dieser Weg versperrt; die von der Sekundärluftpumpe 32 angesaugte Luft entweicht dann über eine Ablaßleitung 38 ins Freie.

An der Innenseite der Wand des Thermoreaktors 28 ist ein Temperaturfühler 40 angebracht, während ein Sauerstoff-Meßfühler 41 am Eingang des katalytischen Reaktors 29 vorgesehen ist Der elektrische Ausgang des Temperaturfühlers 40 ist mis einem ersten so Regelverstärker 42 verbunden. Der Ausgang des ersten Regelverstärkers 42 ist an den Einging eines Schwellwertschalters 43 sowie an den elektrischen Eingang der veränderbaren Drosselstelle 36 angeschlossen. Vom Ausgang des Schwellwertschalters 43 führt eine Leitung zur Magnetwicklung 39 des 3/2-Wegeventils 35. Der elektrische Ausgang des Sauerstoff-Meßfühlers 41 ist über eine Reihenschaltung aus einem Vorverstärker 44 und einem zweiten Regelverstlrker 45 mit dem elektrischen Eingang der Bypassklappe 22 verbunden.

Die Fig.2 zeigt den Schaltplan des zweiten Regelkreises mit dem Vorverstärker 44 und dem zweiten Regelverstärker 45. Der Sauerstoff-Meßfühler ist wieder mit 41 bezeichnet Der Vorverstärker 44 enthält einen Operationsverstärker 440, dessen Ausgang Ober einen Widerstand 441 mit einer Plusleitung 49 und über einen Gegenkopplungswiderstand 442 mit dem invertierenden Eingang verbunden ist Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 440 liegt weiterhin über einen Eingangswiderstand 443 am Ausgang des Sauerstoff-Meßfühlers 41. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 440 ist 'iber einen Eingangswiderstand 444 an den Abgriff eines Spannungsteilers angeschlossen, der aus zwei Widerständen 445,446 besteht und zwischen der Plusleitung 49 und einer Minusleitung 48 liegt.

Im zweiten Regelverstärker 45 ist als aktives Bauelement ein Operationsverstärker 450 vorgesehen. Dessen Ausgang liegt über einen Widerstand 4SI an der Plusleitung 49 und über einen Integrierkondensator 452 am invertierenden Eingang. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 450 ist über einen Eingangswiderstand 453 mit dem Ausgang des Vorverstärkers 44 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 450 ist über einen Eingangswiderstand 454 mit dem Abgriff eines aus zwei Widerständen 455, 456 bestehenden Spannungsteilers und mit einem Trimmwiderstand 457 verbunden. Dem Trimmwiderstand 457 kann über eine Klemme 4J8 eine Korrekturspannung zugeführt werden.

An den zweiten Regelverstärker 45 schließt sich ein Leistungsverstärker 46 an, der eine zur Betätigung der Bypassklappe 22 dienende Magnetwicklung 47 ansteuert

In F i g. 3 ist der Schaltplan des ersten Regelkreises mit dem ersten Regelverstärker 42 und dem Schwellwertschalter 43 L gestellt Der Temperaturfühler ist als Thermoelement ausgebildet Im ersten Regelverstärker 42 führt vom Ausgang eines Operationsverstärkers 420 ein Widerstand 421 zur Plusleitung 49 und eine Reihenschaltung eines Widerstands 422 und eines Integrierkondensators 423 zum invertierenden Eingang, der über einen Widerstand 424 an den Ausgang des Thermoelements 40 angeschlossen ist Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 420 liegt über einen Eingangswiderstand 425 am Abgriff eines Spannungsteilers, der aus zwei Widerständen 425,427 besteht

Die Schaltung des Schwellwertschalters 43 nach Fi g. 3 ist sehr ähnlich aufgebaut wie die Schaltung des Vorverstärkers 44 in Fig.2. Die Bezugszahlen der einzelnen Bauelemente sind um 10 niedriger als beim Vorverstärker 44. Einzelheiten brauchen daher nicht mehr beschrieben zu werden. Der Unterschied besteht darin, daß nicht wie beim Vorverstärker 44 ein Gegenkopplungswiderstand 442, sondern ein Mitkopplungswiderstand 432 vorgesehen ist, der zwischen dem Ausgang und dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 430 liegt

An den Ausgang des ersten Regelverstärkers 42 schließt sich weiterhin ein Leistungsverstärker 50 an, der ein? Magnetwicklung 51 ansteuert Die Magnetwicklung 51 dient zur Betätigung der veränderbaren Drosselstelle 36. An den Ausgang des Schwellwertschalters 43 ist ein Leistungsverstärker 52 angeschlossen, dessen Ausgang mit der Magnetwicklung 39 des 3/2-Wegeventils 35 verbunden ist

In Fig.4a ist der Aufbau des Sauerstoff-Meßfflhlers 41 schematisch dargestellt Der Meßfühler besteht aus einem einseitig verschlossenen Röhrchen 410, das aus einem Festelektrolyten gesintert ist Der Festelektrolyt ist beiderseits mit mikroporösen Platinschichten 411 bedampft Die beiden Platinschichten 411 sind mit Kontakten versehen, welche zu elektrischen Anschlußklemmen 412, 4ΐ3 geführt sind Das Festelektrolyt-Röhrchen 410 wird durch eine Fassung 414 in der Wand

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eines Abgasrohres 415 gehalten. Die Fassung 414 weist det man bei kleinen Luftzahlen am Ausgang des

eine Bohrung 416 auf« durch weiche Außenluft in den katalytischen Reaktors 29 praktisch keine Stickoxide

Innenraum des Röhrchens 410 eindringen kann. Die mehr im Abgas. Beim Überschreiten der Luftzahl L = Außenfläche des Röhrchens 410 wird vom Abgas 1,0 ändern die Abgase ihre Zusammensetzung von

umströmt S reduzierend nach oxidierend, d. h, es ist mehr Sauerstoff

In Fig.4b ist der Verlauf der Ausgangsspannung U im Abgas enthalten. Damit können die Stickstoffoxide

des Sauerstoff-Meßfühlers 41 über der Luftzahl L NOx im katalytischen Reaktor 29 nicht mehr reduziert

aufgetragen. Die I jftzahl L ist als das Verhältnis der werden, so daß für große Luftzahlen die beiden Kurven

Luftmasse zur Kraftstoffmasse definiert und nimmt bei 98 und 99 zusammenfallen.

einem stöchiometrischen Luft-Kräftstoff-Gemisch den io Für das Verständnis der Funktionsweise des ersten

Wert 1,0 an. Bei Luftzahlen, die größer als 1,0 sind, wird Ausführungsbeispiels ist es zweckmäßig, zunächst den

demnach die Brennkraftmaschine mit magerem Ge- zweiten Regelkreis mit dem Sauerstoff-Meßfühler 41,

misch betrieben. dem Vorverstärker 44, dem zweiten Regelverstärker 45

Der Festelektrolyt des Sauerstoff-Meßfühlers 41 ist und dem Bypassventil 22 zu beschreiben, bei höheren Temperaturen, wie sie im Abgasstrom 15 Das der Brennkraftmaschine U zugeführte Luftherrschen, sauerstofHonenleitend. Als Festelektrolyt Kraftstoff-Gemisch ist um so magerer, je weiter das kann z. B. Zirkondioxid verwendet werden. Wenn der Bypassventil 22 geöffnet ist Der Bypass 21 mit dem Sauerstoffpartialdruck des Abgases vom Sauerstoffpar- Bypassventil 22 ist so dimensioniert -aß in einer tialdruck der Außenluft abweicht, dann tritt zwischen mittleren Stellung des Bypassventils 22 der Vergaser mit den beiden Anschlußklemmen 412, 413 eine Potential- 20 der Kraftstoffdüse 19 und der Drosselklappe 18 ein differenz auf, deren Verlauf über der Luftzahl L durch Gemisch einstellt dessen Luftzahl L näherungsweise eine Kurve 52 in F ig. 4b wiedergegeben wird. Diese gleich 1,0 ist Dieses Gemisch wird in der Brennkraftma-Potentialdifferenz hängt logarithmisch vom Quotienten schine 11 verbrannt und die Abgase strömen über die der Sauerstoff-Partialdrücke zu beiden Seiten des Abgas-Sammelleitung 23 und den Thermoreaktor 28 Festelektrolyten ab. Deshalb ändert sich die Ausgangs- 25 zum katalytischen Reaktor 29. Der Sauerstoff-Meßfühspannung des Sauerstoff-Meßfühlers in der Umgebung fer 41 mißt nach Kurve 52 in Fig.4b die tatsächlich der Luftzahl L= !,0 sprungartig. Der Sauerstoff-Meß- erreichte Luftzahl L Seine Ausgangsspannung wird im fühler -ch Fig.4a läßt sich außerordentlich gut zur Vorverstärker 44 verstärkt, der als Umkehrverstärker Ansteuv., ung des zweiten Regelverstärkers 45 verwen- wirkt, weil der invertierende Eingang des Operationsden, weil die Ausgangsspannung so stark von der 30 Verstärkers 440 angesteuert wird. Die Ausgangsspan-Luftzahl L abhängt Insbesondere lassen sich Luftzahlen nung des Vorverstärkers 44 steigt also mit zunehmender L in der Umgebung von 1,0 sehr gut einregeln. LuftzahL

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des ersten Der zweite Regelverstärker 45 ist mit dem Integrier- Ausführungsbeispiels wird im folgenden noch die kondensator 452 als Integralregler beschaltet und Fig. 11 herangezogen. Dort ist die Zusammensetzung 35 deshalb in Fig. 1 mit /bezeichnet Der Luftzahlsollwert

der Abgase als Funktion der Luftzahl L dargestellt Eine läßt sich mit Hilfe des Trimmwiderstands 437 oder

Kurve 96 zeigt den Gehalt der Abgase an Kohlenmon- durch geeignete Dimensionierung des Spannungsteilers

oxid (CO). Unterhalb von L = 1,0 nimmt der CO-Wert 455, 456 einstellen. Die Einstellung über den Trimm-

mit steigender Luftzahl stetig ab. Oberhalb von L = 1,0 widerstand 457 hat den Vorteil, daß man über die

ist der CO-Wert im wesentlichen konstant und sehr 40 Klemme 458 eine Spannung zuführen kann, die von

klein. Eine Kurve 97 für den Gehalt der Abgase an einem weiteren Betriebsparameter der Brennkraftma-

unverbrannten Kohlenwasserstoffen (CH) zeigt bis zu L schine, z. B. der Kühlwassertemperatur, abhängt

= 13 ungefähr den gleichen Vorlauf wie die Kurve 96. Zur Beschreibung eines speziellen Regelvorganges

Oberhalb von L = 1,3 nimmt der Gehalt an sei nun angenommen, daß der Vergaser 18, 19 ein

unverbrannten Kohlenwasserstoffen sprunghaft zu, weil 45 Gemisch mit einer etwas zu großen Luftzahl liefert

die Abgaszusammensetzung dann durch eine zuneh- Infolge der abnehmenden Ausgangsspannung des

mende Zahl von Verbrennungsaussetzern beeinflußt Sauerstoff-Meßfühlers 41 steigt die Ausgangsspannung

wird. Diese Verbrennungsaussetzer sind eine Folge des des Vorverstärkers 44 über den am Spannungsteiler 455,

sehr mageren Gemisches. 456 eingestellten Sollwert an. Der zweite Regelverstär-

Eine Kurve 98 für den Gehalt der Abgase an 5° ker 45 integriert in negativer Richtung, so daß die Stickoxiden NOx zeigt genau den umgekehrten Verlauf Eingangsspannung des Leistungsverstärkers 46 immer

der beiden Kurven 96,97. Sie weist einen Maximalwert niedriger wird. Der Leistungsverstärker 46 muß so

auf, der ungefähr bei L= 1,05 liegt Zu großen und zu dimensioniert werden, daß er keine Signalumkehr

kleinen Luftzahlwerten hin fällt die Kurve 98 steil ab. bewirkt und in diesem Fall das Bypassventil 22 immer

Dies ist dadurch bedingt, daß Stickoxide nur bei hohen 55 weiter schließt Durch das Schließen des Bypassventils Verbrennungstemperaturen durch Verbrennung des 22 wird das Gemisch fetter, und die Luftzahl L Luftstickstoffes entstehen. Die Verbrennungstempera- unterschreitet wieder den eingestellten Sollwert Der

tür erreicht aber ihren Maximalwert ungefähr bei zweite Regelverstärker 45 integriert demzufolge in

stochiometrischem Gemisch. Während die Kurve 98 für positiver Richtung und öffnet das Bypassventil 22

die Zusammensetzung des Gemisches in der Abgas- 60 wieder allmählich.

Sammelleitung 23 gilt, nimmt der Stickoxidgehalt am Infolge der großen Steilheit der Kurve 52 in Fig.4b Ausgang des katalytischen Reaktors 29 einen wesentlich pendelt die Luftzahl L periodisch mit nur geringer

anderen Verlauf, der durch eine gestrichelt gezeichnete Amplitude um den eingestellten Sollwert Es hat sich als

Kurve 29 dargestellt ist Bei reduzierender Abgaszusam- zweckmäßig erwiesen, einen Sollwert von etwa 0,98 bis

ihensetzung, d. h. bei kleinen Luftzahlen, reagieren die 65 0,9^ einzustellen. Dadurch wird sichergestellt, daß dsr

Stickoxide im katalytischen Reaktor 29 mit dem katalytische Reaktor 29 in reduzierender Atmosphäre Kohlenmonoxid CO und mit Wasserstoff aus den -arbeiten kann,

unverbrannten Kohlenwasserstoffen CH. Deshalb fin- Die Schwierigkeit besteht nun darin, daS der

Thermorez¹: tor 281 Ine Betriebstemperatur von 800 bis 1000°C en eichen muß, und daß auch im kataly tischen Reaktor 29 die Betriebstemperatur noch über 60O⁰C liegen muß. Infolge der Luftzahlregelung mit Hilfe des zv siten Regelkreises ist die Grundemission von $ kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid schon so niedrig, daß der Thermoreaktor 28 während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine 11 seine Betriebstemperatur nur sehr langsam erreicht Die gleiche Schwierigkeit ergibt sich bei niedrigen AuSentempcratüren, da die Wärmeabstrahlung des Thermoreaktors 28 proportional zur vierten Potenz der Temperaturdifferenz zwischen Reaktorwand und Außenluft ist. Wenn nur der zweite Regelkreis vorgesehen wäre, könnte es im Winter vorkommen, daß die Betriebstemperatur des Thermoreaktor» 28 unter 600⁰C bleibt und daß demnach die Kohlenwasserstoffe und das Kohlenmonoxid nur ungenügend nachverbrannt würden.

Zur Behebung dieser genannten Schwierigkeiten ist der erste Regelkreis mit dem Temperaturfühler 40 und dem ersten Regelverstärker 42 vorgesehen. Die Ausgangsspannu'ig des Thermoelements 40 stpigt mit wachsender Temperatur. Der erste Regelverstärker 42 ist mit dem Widerstand 422 und dem Integrierkondensator 423 als PI-Regler geschaltet und in Fig. 1 auch so bezeichnet

Diese Bezeichnung weist darauf hin, daß die Regelcharakteristik des ersten Regelverstärkers 42 einen Proportional- und einen Integralanteil aufweist Da beim Operationsverstärker 4Λ) der invertierende Eingang angesteuert wird, nimmt die Ausgangsspannung des ersten Regelverstärkers 42 mit steigender Temperatur ab. Die Schaltschwelle des Schwellwertschalters 43 wird mit Hilfe des Spannungsteilers 435,436 festgelegt *

Überschreitet die Reaktortemperatur den eingestellten Betriebsspannungs-Sollwert von z. B. 900⁰C, dann unterschreitet die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 420 die Abgriffsspannung des Spannungsteilers 435, 436, und der Ausgang des Operationsverstär- ^₀ kers 430 springt auf Pluspotential. Der Leistungsverstärker 52 muß so beschaltet werden, daß er eine Signalumkehr bewirkt und in diesem Fall die Magnetwicklung 39 des 3/2-Wegeventils 35 nicht mehr weiter erregt Die von der Sekundärluftpumpe 32 geförderte Luft strömt dann durch die Ablaßleitung 38 ins Freie, und die Regelschaltung funktioniert so, wie es oben schon beschrieben worden ist Es ist dann also nur der zweite Regelkreis mit Vorverstärker 44 und zweiten Regel verstärker 45 in Betrieb.

Liegt dagegen die Reaktortemperatur unter dem eingestellten Sollwert, dann liegt der Ausgang des Operationsverstärkers 430 auf Minuspotential und die Magnetwicklung 39 ist erregt Die Sekundärluftpumpe 32 fördert jetzt über die Druckleitung 34 Sekundärluft in die Abgasleitungen 24 bis 27.

Die zugeführte Sekundärluft täuscht nun für den Sauerstoff-Meßfühler 41 eine zu hohe Luftzahl L vor, so daß dieser über den zweiten Regelkreis 44, 45, 22 ein fetteres Gemisch einstellt Das fettere Gemisch führt gemäß Fig. 10 zu einer höheren Emission an Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen, die nun zusammen mit der Sekundärluft im Thermoreaktor 28 verbrannt werden und diesen dadurch aufheizen.

Es ist dabei sichergestellt, daß die Verbrennung eingeleitet wird, weil nämlich die Druckleitung 34 unmittelbar nach den Auslaßventilen in die Abgasleitungen 24 bis 27 einmündet Bis zu dieser Stelle dringen nach dem öffnen der Auslaßventile auf jeden Fall noch Flammen.

Die Verbrennungswärme der Kohlenwasserstoffe und des Kohlenmonoxids heizt den Thermoreaktor 28 und den katalytischen Reaktor 29 auf. Durch den Sauerstoff-Meßfühler 41 wird sichergestellt, daß das Gemisch im Vergaser 18,19 genau so weit angereichert wird, daß die emittierten Kohlenwasserstoffe und das Kohlenmonoxid im Thermoreaktor 28 vollständig verbrannt Werden können. Zur Veranschaulichung dieser Tatsache kann man eine Luftzahl Lt für das Ansaugrohr 13 und eine Luftzahl L 2 für die Abgas-Sammelleitung 23 definieren. Im Ansaugrohr 13 wird während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine 11 eine Luftzahl L von z. B. 0,8 eingestellt Den Abgasleitungen 24 bis 27 muß soviel Sekundärluft zugeführt werden, daß in der Abgas-Sammelleitung 23 eine resultierende Luftzahl L => 0,98 erreicht wird. Bei dieser Sekundär'uftmenge würde in der Abgas-Sammelleitung 23 die Luftzahl LI = 1,18 erreicht, wenn der Brennkraftmaschine auf der Ansaugseite eine nahezu stöchiometrisches Gemisch mit Ll= 0,98 zugeführt würde. Die Luftzahl L 2 ist also nur von theoretischem Interesse. Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig.8 und 10, die weiter unten beschrieben sind, werden dagegen tatsächlich zwei verschiedene Luftzahlen L1 und L 2 eingestellt

Da die Regelcharakteristik des ersten Regelverstärkers 42 einen Proportionalanteil aufweist, weichen die beiden Luftzahlen L1 und L 2 um so stärker von ihrem arithmetischen Mittelwert, d. h. von der resultierenden Luftzahl L = 0,98 ab, je niedriger die Reaktortemperatur ist Bei niedriger Reaktortemperatur ist nämlich die Ausgangsspannung des ersten Regelverstärkers 42 relativ hoch, und die veränderbare Drosselstelle 36 wird über den Leistungsverstärker 50 und die Magnetwicklung 51 weit geöffnet Über die Sekundärluft wird eine große Luftzahl L 2 eingestellt, und der zweite Regelkreis mit den Bauelementen 41, 44, 45, 22 muß dementsprechend eine sehr niedrige Luftzahl L1 einregeln.

Mit zunehmender Reaktortemperatur wi/d die veränderbare Drosselstelle 36 immer weiter geschlossen, bis schließlich beim Erreichen des Sollwertes der Reaktortemperatur das 3/2-Wegeventil 35 in si ne Ruhestellung zurückgestellt wird und der Sekundärluftstrom dadurch vollständig abreißt Wenn das 3/2-Wegeventil 35 nicht vorgesehen wäre, dann würde die Sekundärluftpumpe 32 ständig Leistung aus der Brennkraftmaschine 11 aufnehmen. Sobald dagegen die Sekundärluft über die Ablaßleitung 38 ins Freie abströmen kann, nimmt die Sekundärluftpumpe 32 praktisch keine Leistung mehr auf, so daß Kraftstoff gespart wird.

Man kann beim ersten Ausführungsbesspiel nach Fig. 1 die veränderbare Drosselstelle 36 auch ganz einsparen und somit die kontinuierliche Regelung im ersten Regelkreis mit den Bauelementen 42 und 43 durch eine Zweipunktregelung ersetzen. Man erzielt dabei sogar eine besonders schnelle Aufheizung des Thermoreaktors 28, weil während der ganzen Zeit bis zum Ansprechen des Schwellwertschalters 43 die volle Menge an Sekundärluft über die Druckleitung 34 geführt wird. Die Brennkraftmaschine wird daher während des Warmlaufes dauernd mit maximaler Unsymmetrie der beiden Luftzahlen LX und L2 betrieben. Diese vereinfachte Ausführung hat jedoch Nachteile beim Betrieb der Brennkraftmaschine in

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kalter Umgebung, weil dann nur entweder mit gleichen Abgase über die Druckleitung 34 in die Sekundärluft-

Luftzahka L1 und LZ oder mit maximaler Unsysnme- pumpe 32 gepreßt werden.

trie gefahren werden kann. Der unsymmetrische Betrieb Beim dritten Ausfuhrungsbeispiel nach Fig.6 sind

bringt jedoch eine gewisse LeistungsembuSe der wieder Bauteile, die gleich wie bei den beiden ersten

Brennkraftmaschine mit sich. Dauer spürt man beim 5 Ausführungsbeispielen sind, niit gleichen Bezugszahlen

Umschalten der Zweipunktregelung z. B. einen Ruck, bezeichnet und werden nicht mehr eigens beschrieben,

wenn dieser Unixhaltvorgang gerade in einer Be- Im Gegensatz zu den beiden ersten Ausführungsbeispie-

schleunigungsphase stattfindet Ien weist das dritte Ausführungsbeispiel an Stelle eines

Besn ersten Aasf&hrang&eispiel lsi der zweite Vergasers eine Einsprifzeinrichiung auf, die von einer
Regelverstärker 45 als Integralregler ausgebildet Dies io Transistorsohalteinrichtung 57 gestellt wird. Im

hat sich bei praktischen Versuchen als zweckmäßig Ansaugrohr 13 ist ein Luftmengenmesser 58 angeord-

erwiesen. Es werden nämlich dadurch erstens altercrags- net, dessen elektrischer Ausgang mit einem Eingang A

bedingte Änderungen des Ausgangssignals des Sauer- der Transistorschalteinrichtung 57 verbunden ist Mit |

Stoff-Meßfühlers 41 ausgeregelt, und zweitens werden einem «."weiten Eingang B der Transistorschalteinrich- S

Regelschwingungen sicher unterdrückt, die bei Verwen- 15 Ging 57 ist der Ausgang des zweiten Regelverstärksrs §

dung eines Proportionalreglers dadurch entstehen 45 verbunden. Anden Ausgang der Transistorschaitein- §

könnlen, daß das Bypassventil 22 infolge der großen richtung 57 ist der elektrische Eingang (die Magnet- ί

Steilheit rter Kurve 52 (s. Fig.4b) in rascher Folge wicklung) eines Einspritzventils 59 angeschlossen, das S

geöffnet und geschlossen wird. Beim ersten Regelkreis Kraftstoff in die vierte Ansaugleitung 17 einspritzt Das |

mit dem ersten Regelverstärker 42 ist die Gefahr der 20 Einspritzventil 59 wird von einer Kraftstoffdruckleitung §

AufschaukeSung von Regelschwingungen nicht so groß. 60 mit Kraftstoff versorgt Auch den anderen drei U

Trotzdem hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Ansaugleitungen 14 bis 16 ist je ein Einspritzventil J|

ersten Regefrerstärker 42 als Proportional-Integral- zugeordnet doch sind diese weiteren Einspritzventfle ψ

Regler auszubilden. Er kann in speziellen Fällen auch als aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in Fig.6 ij

Proportional- oder als Integralregler ausgebildet 25 eingezeichnet g

werden, ohne daß sich die grundsätzliche Wirkungswei- Die Schaltung de* ersten Regelkreises mit den Ij

se des ersten Ausführungsbeispiels ändern würde. Bauelementen 40, 42, 43 ist gleich wie beim ersten fj

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig.5 sind Ausfühningsbeispiel nach Fig. I. An den Ausgang des H

gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszahlen wie Schwellwertschalters 43 ist der elektrische Eingang |j

beim ersten Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bezeichnet 30 einer elektromagnetisch betätigbaren Kupplung 61 p

and werden nicht mehr besonders beschrieben. Abwei- angeschlossen, die zwischen der Kurbelwelle 31 und der g

chend vom ersten Ausfühningsbeispiel ist im Vergaser Antriebswelle der Sekundärluftpumpe 32 angeordnet ψ

kein Bypass 21 vorgesehen. Zur Einstellung der Luftzahl ist Die Sekundärluftpumpe 32 saugt die Luft direkt über fs

L dient beim zweiten Ausführungsbeispiel eine ver- eine Abzweigleitung 62 aus dem Saugrohr 13 an, und |i

änderbare Drosselstelle 53, die zwischen der Kraftstoff- 35 zwar aus dem Raum zwischen dem Luftmengenmesser %

leitung 20 und der Kraftstoffdüse 19 angeordnet ist Die 58 und der Drosselklappe 18. Dadurch wird die !>■

Sekvndärluftpumpe 32 wird von einem Elektromotor 55 Sekundärluft vom Luftmengenmesser 58 mitgemessen. (}

über eine Welle 56 angetrieben. Per Ausgang der Beim zweiten Regelkreis ist die Schaltungsanordnung ψ

Sekundärluftpumpe 32 ist direkt übei das Rückschlag- des Vorverstärkers 44 und des zweiten Regelverstär- fi

ventil 37 an die Druckleitung 34 angeschlossen. An den 40 kers 45 gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach )

Temperaturfühler 40 ist ein erster Regelverstärker 54 F i g. 2. Der Schaltplan der Transistorschalteinrichtung fc

angeschlossen, der zur Ansteuerung des Elektromotors 57 ist in F i g. 7 dargestellt ν

55 dient Der zweite Regelverstärker 45 steuert die Die Transistorschalteinrichtung 57 nach Fig.7 L

veränderbare Drosselstelle 53 an. enthält eingangsseitig eine Schaltstufe 63, die beispiels- jf-

Beim zweiten Ausführungsbeispiel kann für den 45 weise als monostabile Kippstufe ausgebildet sein kann. 1

ziehen Regelkreis mit Vorverstärker 44 uiid Regciver- Die monostabik: Kippstufe S3 wird von einem \

stärker 45 ebenfalls die Schaltung nach F i g. 2 Impulsgeber angesteuert, der als ein von einem Nocken I

verwendet werden. Lediglich der Leistungsverstärker 70 betätigter Schalter ausgebildet ist Der Schalter wird \

46 muß anders beschaltet werden, nämlich so, daß er synchron zur Kurbelwellendrehzahl so oft geschlossen, j

eine Signalumkehr bewirkt und die veränderbare so daß jedem Einspritzventil 59 bei jeder zweiten jj

Drosselstelle 53 um so weiter öffnet, je größer die mit Kurbelwellenumdrehung ein Einspritzimpuls zugeführt \

dem Sauerstoff-Meßfühler 41 gemessene L-uitzahJ LUt wird Ober den Korrektureingang A wird die Impuls- L

Im ersten Regelkreis kann für den ersten Regelverstar- dauer der monostabilen Kippstufe 63 in Abhängigkeit V

ker 54 ebenfalls ein Proportional-Integral-Regler nach von der gemessenen Luftmenge geändert so daß bei j j

Fig.3 verwendet werden. Der Leistungsteil des ersten 55 großer Luftmenge auch mehr Kraftstoff eingespritzt SJ

Regelverstärkers 54 muß aber so beschaltet werden, wird und die Luftzahl konstant gehalten werden kann. ß,

A_za _sr -^.- α -^teiisruT" eine; E!ekircmc!er: £5 Λ" den .\··—ζ~" der rncncsisbäe:: K.i~~"'"'s £3 ic'. ;H

geeignet ist Er kann z. B. eine Impulssteuerschaltung eine Impulsverlängerungsstufe 64 angeschlossen, die |

enthalten, wie sie zur Speisung eines Elektromotors aus einen Speicherkondensator 640 enthält Der Speicher- |

einer Batterie gebräuchlich ist 60 kondensator 640 ist mit einer seiner Elektroden an den f

Der Elektromotor 55 treibt die Sekundäriuftpumpe Kollektor eines Transistors 641 angeschlossen, dessen |

32 mit um so größerer Drehzahl an, je höher seine Emitter fiber einen Widerstand 642 mit der Plusleitung

Betriebsspannung ist, d. h, je niedriger die Reaktortem- 49 und dessen Basis mit dem Ausgang der monostabilen

peratur 28 ist Die veränderbare DrosseSsteüe 36 des Kippstufe 63 verbunden ist Die Basis des Transistors

ersten Ausführungsbeispiels kann daher eingespart 65 641 ist weiterhin mit der Eingangsklemme B und Ober

werden. Das Rückschlagventil 37 verhindert wie beim einen Widerstand €43 mit der Minusleitung verbunden,

ersten Ausführungsbeispiel, daß oberhalb der Reaktor- Der zweite Anschluß dss Speicherkondensators 640

Betriebstemperatur bei stiHstehendem Elektromotor 55 ist mit dem Kollektor eines Entladetransistors 644

verbunden. Der Entladetransistor 644 liegt mit seiner Basis am Abgriff eines aus einem Widerstand 648 und einem veränderlichen Widerstand 649 bestehenden Spannungsteilers. Der Emitter des Entladetransistors 644 ist über einen Widerstand 645 mit der Plusleitimg 49 s verbunden. Weiterhin liegt zwischen dem Kollektor des Entladetransistors 644 und der Basis eines Umkehrtransistors 650 eine Diode 646, die so gepolt ist daB sie den Koilektorstrom des Enliadetransistors 644 durchläßt. Die Basis des Umkehrtransistors 650 ist über einen ία Widerstand 647 mit der Minusleitung verbunden. Zwischen dem Kollektor des Umkehrtransistors 650 und der Plusleitung 49 liegt ein Koilektorwidersland 651.

Der Ausgang der monoslabilen Kippstufe 63 und der Kollektor des Umkehrtransistors 650 sind mit zwei Bngängcn eines ODER-Gatters 66 verbunden, das einem leistungsverstärker 67 vorgeschaltet ist. Der Leistungsverstärker 67 steuert eine Magnetwicklung 68 an. die zur Betätigung des Einspritzventils 59 dienL Die Magnetwicklungen der anderen Einspritzventile können zur Magnetwicklung 68 parallelgeschaltet sein.

Die Funktionsweise der Transistorschalteinrichtung 57 nach F i g. 7 ist von anderen elektronisch gesteuerten Benzincinspritzungsanlagen her bekannt, z. B. aus der DT-AS 15 26 506. Sie wird daher nur noch kurz beschrieben. Die Dauer der Ausgangsimpulse der monostabilcn Kippstufe 63 ist — wie schon oben erwähnt — abhängig von der Luftmenge. Der Ausgangsimpuls der monostabilen Kippstufe 63 wird über das ODER-Gatter 66 direkt dem Leistungsverstärker 6V zugeführt. An diesen Ausgangsimpuls schließt sich ein Verlängerungsimpuls an, der in der Impulsverlängeningsslufe 64 gebildet wird.

Die Da.ier des Verlängerungsimpulses ist proportional zur Dauer des Ausgangsimpulses der monostabilen Kippstufe 63 Weiterhin wird die Dauer des Verlängerungsimpulses durch den veränderlichen Widerstand 649 beeinflußt, der z. B. als NTC-Widerstand ausgebildet sein kann und dann zur Messung der Motortemperatur dient. Schließlich IaBi sich die Dauer de«- Verlängerungsimpulses noch durch die am Hing? ig B anliegende Spannung beeinflussen.

Die am Eingang B anliegende Spannung beeinflußt über den Transistor f>41 den Aufladcstrom des 4s Kondensators 640 während der Impulsdauer der monostabilen Kippstufe 63. Damit beeinflußt sie auch die Höhe des Spannungssprungs, der am linde des Ausgangsimpulses der monoslabilen Kippstufe 63 über den Kondensator 640 übertragen wird. Dagegen y> beeinflußt eine Veränderung des Widerstand.. 649 den EniiadesifOm des Kondensators 640 und damit den Zeitpunkt, /u dem nach einer anfanglichen Sperrung der Umkehrtransistor 650 wieder leitend wird.

Im folgenden werden die in der digitalen Sehaltungs- ss tcchnik gebräuchlichen Begriffe L-Signal und O-Signal verwendet, wenn an einem Punkt ein L-Signal liegt, dann bedeutet das. daß dieser Punkt wenigstens näherungsweisc auf dem Potential der Pluslcitung 49 liegt. (Jmgckehrt gibt ein Punkt ein O-Signal ab. wenn er («> wenigstens nähcningswci.sc auf dem Potential der Minuslcilung liegt.

Der Umkehriraiisislor 650 ist im stationären Zustand der Schaltung leitend. Der I Jmkehrtransistor 650 kann gesperrt werden, wenn vom .Speicherkondensator 640 < ><■ am linde des Aiisgangsimputscs der monoslabilen Kippstufe 6) ein negativer Impuls übertragen wird. Das Niilzsigmil »111 Kollektor des IJmkehrtransistors 650 ist daher ebenso wie das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe 63 ein L-SignaL Das ODER-Gatter 66 gibt an seinem Ausgang ein L-Signal ab, wenn wenigstens an einem seiner Eingänge ein L-Signal liegt. Daher wird der Ausgangsimpuls der Impulsverlängerungsstufe zeitlich an den Ausgangsimpuls der monostabüen Kippstufe 63 angefügt

Zur Beschreibung eines speziellen Regelvorganges sei nun wieder wie beim ersten Ausführungsbeispiel angenommen, daß die Transistorschalteinrichtung 57 momentan einen zu kurzen Einspritzimpuls erzeugt so daß die Luftzahl L zu groß ist Der Sauerstoff-Meßfühler 41 gibt demzufolge eine niedrige Ausgangsspannung ab und der zweite Regeiverslärker 45 (s. F i g. 2) integriert in negativer Richtung. Da der Eingang B der Impulsverlängerungsstufe 64 (s. Fig.7) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 450 im zweiten Regelverstärker 45 verbunden ist wird 'f j\ der Aufladeslrom durch den Transistor 64! sehr groß. Der Verlängerungsimpuls, der über das ODER-Gatter 66 dem Einspritzventil zugeführt wird, ist demzufolge lang, und die Luftzahl L nimmt ab. Sobald die Luftzahl L den mit dem Spannungsteiler 455.456 eingestellten Sollwert unterschreitet nimmt die Ausgangsspannung des Sauerstoff-Meßfühlers 41 wieder rasch zu, und der zweite Regeiverslärker 45 integriert in positiver Richtung. Dadurch werden die Verlängerungsimpulse wieder kürzer; dieses Spiel wiederholt sich periodisch.

Der beschriebenen Luftzahlregelung mit Hilfe einer Einspritzanlage wird jetzt wieder wie beim ersten Ausführungsbeispiel eine Temperaturregelung mit dem ersten Regelkreis 42. 43 überlagert Ein erster Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß beim Erreichen der Reaktor-Betriebstemperatur durch den Schwellwertschalter 43 die Kupplung 61 ausgerückt wird, so daß die Sekundärluftpumpe 32 keine weitere Antriebsleistung aufnehmen kann. Durch die Kupplung 61 wird also das 3/2-Wegeventil 35 ersetzt Der zweite Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist wesentlicher: Die Sekundärluft wird nicht über ein besonderes Sekundärluftfilter 33. sondern direkt aus dem Ansaugrohr 13 angcsaugi. Dadurch wird erstens das Sekundärluftfilter 33 eingespart und zweitens sprich· der zweite Regelkreis 44.45. 57 schneller auf Temperaturänderungen an. Beim ersten Ausführungsbeispiel muß nämlich nach einer Änderung der Sekundärluftmenge durch den ersten Regelkreis erst das ganze Abgas im Thermoreaktor durchgemischt werden und dann am Sauerstoff-Meßfühler vorbeiströmen, bis dieser überhaupt anspricht. Beim dritten Ausführungsbeispiel wird dagegen eine änderung der Sekundärluftmenge unverzögert vom Luftmengenmesser 58 mitgemessen, so daß über die Transistorschalteinrichtung die Einspritzimpulse so verlängert werden, wie wenn auch die Sekundärluftmenge den Einlaßventilen zugeführt würde.

Der /weite Vorteil des dritten Ausführungsbeispiels, nämlich die Verminderung der Verzögerungszeit des zweiten Regelkreises 44.45.57 im Zusammenwirken mit dem ersten Regelkreises 42,43, kann allerdings nur dann ai/sgenüt/t werden, wenn als Gcmischdosierungssysfem eine l-'insprit/.anlagc verwendet wirdfdercn Einspriizdaiier von einem Luftmengenmesser ^■gesteuert wird. Der Einsaiz des dritten Ausführungsbeispiels kann irol/.dciii auch bei anderen Gcnüschdosicrungssyste inen sinnvoll sein, weil nämlich der Wegfall des Sckuiidärluftfiliers U den mechanischen Aufbau wesentlich vereinfacht.

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Beim vierten Ausfuhrungsbeispiel nach Fig.8 sind wieder Bauteile, die gleich wie bei den drei ersten Ausführungsbeispielen sind, mit den dort verwendeten Bezugszahlen bezeichnet. Sie werden nicht mehr besonders beschrieben. Der bei den ersten drei ·* Ausführungsbeispielen verwendete Thermoreaktor 28 fällt beim vierten Ausführungsbeispiel weg. Als Thermoreaktor dienen beim vierten Ausführungsbeispiel die Abgas-Sammelleitung 23 sowie die einzelnen Abgasleitungen 24 bis 27, weiche mit einer thermisch isolierten Wand 71 versehen sind. Der Temperaturfühler 40 ist an der Innenseite der isolierten Wand 71 angebracht Als Gemischdosierungssystem ist wieder wie beim dritten Ausführungsbeispiel eine Einspritzanlage mit einem Luftmengenmesser 58 vorgesehen. Jeder ι ς Ansaugleitung 14 bis 17 ist ein Einspritzventil zugeordnet. Davon sind in Fig.8 aus Gründen der Ubersicntlichkeit nur zwei Einspritzventile 73, 74 eingezeichnet, die Kraftstoff in die erste bzw. in die vierte Ansaugleitung 14, 17 einspritzen. Weiterhin sind a· in F i g. 8 zwei AnschluBleitungen 75, 76 eingezeichnet, die von der Kraftstoff-Druckleitung 60 zu den beiden nicht eingezeichneten Einspritzventilen führen.

Zur Ansteuerung der Einspritzventile 73,74 dient eine Zweikanal-Transistorschalteinrichtung 72, die drei Eingänge A, C. D aufweist An den ersten Eingang A ist der Ausgang des Luftmengenmessers 58 angeschlossen, während mit dem zweiten Eingang C der Ausgang des ersten Regelverstärkers 42 verbunden ist. Schließlich liegt der Ausgang des zweiten Regelverstärkers 45 am dritten Eingang D. Die vier Einspritzventile der Vierzylinder-Brennkraftmaschine 11 sind in zwei Zweiergruppen aufgeteilt, die abwechselnd ausgelöst werden. Das Einspritzventil 74 gehört zur ersten Zweiergruppe und ist mit seinem ele." .rischen Eingang an einen ersten Ausgang E der Zwr 'kanal-Transistorschalteinrichtung 72 angeschlossen. Das Einspritzventil 73 gehört zur zweiten Zweiergruppe und liegt an einem zweiten Ausgang F.

Der Schaltplan der Zweikanal-Transistorschalteinrichtung 72 ist in Fig. 9 dargestellt. Gleich wie bei der Transistorschalteinrichtung 57 nach F i g. 7 ist die Reihenschaltung aus dem Impulsgeber 69, der monostabilen Kippstufe 63. der Impulsverlängerungsstufe 64 und dem ODER-Gatter 66 vorgesehen. An den Impulsgeber 69 ist weiterhin der Takteingang einer bistabilen Kippstufe 77 angeschlossen. Die bistabile Kippstufe 77 ist als JK-Flipflop ausgebildet, dessen beide Vorbereitungseingänge /, K an eine Kler me 78 angeschlossen sind. Das JK-Flipflop 77 weist zwei zueinander komplementäre Ausgänge Qi, Q 2 auf.

Zur Ansteuerung der ersten Zweiergruppe von Einspritzventiien, deren Magnetwicklungen mit 83, 84 bezeichnet sind, dient eine Reihenschaltung aus einem UND-Gatter 79 und einem Leistungsverstärker 81. Der Ausgang des Leistungsverstärkers 81 bildet den ersten Ausgang E der Zweikanal-TransistorschaltcinrichtunE 72. In gleicher Weise ist zur Ansteuerung der zweiten Zweiergruppe von Einspritzventilen mit Magnetwicklungen 85. 86 eine Reihenschaltung aus einem UND-Gatter 80 und einem Leistungsverstärker 82 vorgesehen.

Die beiden Eingänge des ersten UND-Gatters 79 sind mit dem ersten Ausgang Q i des JK-FIipflöps 77 und mit dem Ausgang des ODER-Gatters 66 verbunden. Die Eingärige des zweiten UND-Gatters 80 liegen am zweiten Ausgang <?2 und am Ausgang des ODER-Gatters 66.

Mit dem Korrektureingang B der Impulsverlängerungsstufe 64 ist ein Trimmwiderstand 95 verbunden, dessen anderer Anschluß mit drei Addierwiderständen 92,93, 94 in Verbindung steht. Der erste Addierwiderstand 92 bildet dabei zugleich den dritten Eingang D der Zweikanal-Transistorschalteinrichtung 72 und ist deshalb mit dem Ausgang des zweiten Regelverstärkers 45 verbundea Der dritte Addierwiderstand. 94 ist über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Schalttransistors 89 an den zweiten Eingang Cder Zweikanal-Transistorschalteinrichtung 72 und damit an den Ausgang des e-sten Regelverstärkers 42 angeschlossen. Der zweite Addierwiderstand 93 liegt über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Schalttransistors 88 am Ausgang eines Umkehrverstärkers 87, dessen Eingang ebenfalls mit dem Ausgang des ersten Regel Verstärkers 42 verbunden ist. Die Basis des Schalttransistors 88 ist über einen Widerstand 90 mit dem zweiten Ausgang Q 2 des JK-Flipflops 77 verbunden. In gleicher Weise liegt die Basis des Schalttransistors 89 über einen Widerstand SJ am ersten Ausgang Q1.

Die Impulsverlängerungsstufe 64 ist in ihrer Schaltung genau gleich aufgebaut wie es in Fi g. 7 dargestellt ist Die Funktionsweise eines JK-Flipflops, wie es als bistabile Kippstufe 77 verwendet wird, ist aus der digitalen Schaltungstechnik bekannt Es wird hier z. B. auf Dokter — Steinhauer: Digitale Elektronik (Philips Fachbücher 1969) Band 1. S. 164 bis 167 verwiesen. Wenn an die Klemme 78 ein L-Signal gelegt wird, dann arbeitet das JK-Flipflop 77 als Frequenzteiler, d. h, die beiden Ausgänge aus Q1 und Q 2 wechseln bei jeden am Takteingang eintreffenden Taktimpuls ihr Vorzeichen von O auf L oder umgekehrt. Da die beiden Ausgänge Q1 und Q 2 zueinander komplementär sind, geben sie immer entgegengesetzte Signale ab.

Das bedeutet, daß der Ausgangsimpuls des ODER-Gatters 66. der die Einspritzdauer bestimmt, bei einem ersten Taktimpuls, bei dem der erste Ausgang Q1 ein L-Signal abgibt, über das erste UND-Gatter 79 zum ersten Leistungsverstärker 81 geleitet wird. Beim nächstfolgenden Taktimpuls gibt der iweite Ausgang <?2 ein L-Signal ab, und der Ausgangsimpuls des ODER-Gatters 66 wird über das UND-Gatter 30 auf den zweiten Leistungsverstä-ker 82 geleitet. Die beiden Gruppen von Einspritzventilen 83. 84 bzw. 85, 86 -werden also abwechselnd ausgelöst. Da das JK-Flipflop 77 als Frequenzteiler wirkt, muß die Drehzahl des Nockens 70 doppelt so hoch sein wie beim dritten Ausführungsbeispiel nach Fig.7, wo nur eine Gruppe von Einspritzventilen vorgesehen ist.

Der Umkehrverstärker 87 ist gleich beschaltet wie der Vorverstärker 44 nach F i g. 2. Da der Umkehrverstärker 87 genau die Verstärkung ν = — 1 aufweisen soli, müssen in diesem Fall der Gegenkopplungswiderstand 442 und der Eingangswiderstand 443 genau den gleichen Widerstandswert aufweisen.

Aus Gründen der Vereinfachung sei nun für die Beschreibung eines speziellen Regelvorganges zunächst angenommen, daß die P 1 riebstemperatur des Thermoreaktors (thermisch isoherte Abgas-Sammelleitung 23) erreicht ist, und daß deshalb infolge der hohen Temperatur am Ausgang des Operationsverstärkers 420 im ersten Regelverstärker 42 eine niedrige Spannung liegt, deren Höhe durch die Dimensionierung des Spannungsteilers 426,427 bestimmt ist. Diese Spannung muß genau so hoch sein wie die Ausgangsspannung des zweiten Regelverstärkers 45 beim Erreichen des Sollwertes der Luitzahl L Dann kann über die beiden

Addierwiderstände 93.94 kein zusätzlicher Strom in den Korrektureingang B fließen, so daß der Korrektureingang B allein von der Ausgangsspannung des zweiten Regelverstärkers 45 beeinflußt wird. Weiterhin muß man durch geeignete Bemessung der Gegenkopplung im ersten Regelverstärker dafür sorgen, daß diese beim Erreichen der Reaktor-Betriebstemperatur abgegebene Spannung zugleich die untere Grenzspannung des Operationsverstärkerausganges 420 ist Eine niedrigere Spannung darf nicht auftreten

In diesem speziellen Fall funktioniert das vierte Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 genau gleich wie das dritte Ausführungsbeispiel nach Fig.7: Bei zu hoher I.uftzahl wird über den Rege'verstirker 45, den Addierwiderstand 92, den Trimmwiderstand "·' und den Korrektureingang B die Impulsdauer der !..«uuisverlängerungsstufe 64 vergrößert, so t)r-ß s**. dir i.uftzahl L in negativer Richtung verändern

Während des Warmlaufes der Br"--«i"rartrnaschine ist aber die Betriebstemperatur des ^Tr.eTi!oreaktors noch nicht erreicht, so daß der en. <- P~gelverstärker 42 eine positivere Ausgangsspannung a.i den zweiten Eingang C der Zweikanal-Transistorschalteinrichtung 72 abgibt. Wenn die erste Gruppe 83, 84 von Einspritzventilen betätigt wird, gibt der erste Ausgang Q1 ein L-Signal ab. das über den Widerstand 91 den Schalttransistor 89 leitend macht. Die erhöhte Ausgangsspannung des ersten Regelverstärkers 42 liegt dann über den dritten Addierwiderstand 94 am Korrektureingang B. Dadurch wird der Aufladestrom des Speicherkondensators 640 kleiner als er es infolge des Ausgangssignals des Sauerstoff-Meßfühlers 41 allein sein müßte. Die Impulsdauer der Impulsverlängerungsstufe 64 wird kleiner, und das Gemisch, das den zur ersten Ventilgruppe 83, 84 zugeordneten Zylindern zugeführt wird, wird magerer. Die Luftzahl L1 der ersten Zylindergruppe ist also größer als 1,0.

Beim nächsten Taktimpuls, der zum Takteingan;» des JK-Flipflops 77 gelangt, wird die zweite Ventilgruppe 85, 86 ausgelöst, weil der zweite Ausgang Q 2 ein L-Signal abgibt Jetzt ist der Schalttransistor 89 gesperrt und der Schalttransistor 88 leitend, so daß das Ausgangssignal des Umkehrverstärkers 87 dem Korrektureingang B der Impulsverlängerungsstufe 64 zugeführt wird. Die Eingangsspan nun? am Korrektureingang #ist daher niedriger als es dein Ausgangssignal des Sauerstoff-Meßfühlers 41 entspräche. Im Gegensatz zur ersten Ve-ntilgruppe wird daher !"ei der zweiten Ventilgruppe 85,86 der Einspritzimpuls verlängert und die Luftzahl L 2 nimmt einen Wert an, der kleiner als 1.0 ist (fettes Gemisch). Die Abweichung der beiden Luftzahten L 1 und L 2 vom Mittelwert (Unsymmetrie) ist dabei wie bei den drei e^rsten Ausführungsbeispielen um so größer, <e niedriger die Reaktortemperatur ist.

Der Unterschied gegenüber den drei ersten Ausführungsbeispielen besieht also darin, daß bei diesen die erste Luftzahl L 1 im gemeinsamen Ansaugrohr fi un/H die zweite Luftzahl 1.2 in der Abgas-Sammelleitung 23 eingestellt wird, während beim vierten Ausführungsbeispiel beide Luftzahlen in 7wei Gruppen von Ansaugleitungen 14, 15 bzw. 16, 17 eingestellt werden. Beim vierten Ausführungsbeispiel liefern während des Warmlaufes die mit magerem Gemisch betriebenen Zylinder die Zusatzluft in die Abgas-Sammelleitung 23, während von den mit fettem Gemisch betriebenen Zylindern die unverbrannten Kohlenwasserstoffe und das Kohlenmonoxid kommen, weiche zusammen mit der Zusatzluft in der thermisch isolierten Abgäs-Sämmelieiiung 23 verbrannt werden.

Beim fünften Ausführungsbeispiel nach Fi.g. 10 sind wieder Bauteile, die bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen auch verwendet werden, mit dc:n S gleichen Bezugszahlen bezeichnet; sie werden nicht mehr gesondert beschrieben. Abweichend von den anderen Ausführungsbeispielen sind beim fünften Ausführangsbeispiel zwei getrennte Vergaser vorgesehen. Ein erster Vergaser besteht aus einem Ansaugrohr

,o 133, einer Drosselklappe 18a und einer Kraftstoffdüse 19a Er führt den beiden Ansaugleitungen 14, 15 Ldft-KrafLstoff-Gemisch zu. Ein zweiter Vergaser mit einer Drosselklappe 186, und einer Kraftstoffdüse 196. die in einem Ansaugrohr 136 angeordnet sind, versorgt die beiden anderen Ansaugleitungen 16, 17. Jedem Vergaser ist ein getrenntes Luftfilter 12a, 126 vorgeschaltet Zwischen der Kraftstoffleitung 20 und den Kraftstoffdüsen 19a, 196 liegen zwei veränderbare Drosselstellen 53a. 536.

Zur Ansteuerung der beiden veränderbaren Drosselsteilen 53a. 536 dienen zwei Regelverstärker 45a, 456. An den erstew Regelverstärker 42 ist wie beim vierten Ausführungsbeispiel der Umkehrvers -j-ker 87 angeschlossen. Vom Ausgang des Vorverstärke, s 44 führen zwei Addierwiderstände ICO, 101 zu den Eingängen der Regelverstärker 456. 45a. Ein weiterer Addierwiderstand ;02 liegt zwischen dem Ausgang des ersten Regelvers-jrkers 42 und dem Eingang des Regelverstärkers 45a. Schließlich liegt noch ein weiterer Addierwiderstand 103 zwischen dem Ausgang des Umkehrverstärkers 87 und dem Eingang des Regelverstärkers 456.

Die Funktionsweise des fünften Ausführungsbeispiels nach Fig. 10 ähnelt sehr stark der Funktionsweise des vierten Ausführungsbeispiels. Der Ausgang des Vorverstärkers 44 im zweiten Regelkreis steuert symmetrisch beide Regelverstärker 45a, 456 für die Kraftstoffzumessung an. Mit Hilfe des zweiten Regelkreises wird also weiterhin die Luftzahl L auf den vorgewählten Optimalwert eingeregelt Wenn die Reaktortemperatur unter der gewünschten Betriebstemperatur liegt, dann gibt der erste Regelverstärker 42 ein Ausgangssignai ab, das die beiden Regelverstärker 45a, 456 wegen des zwischengeschalteten Umkehrverstärkers 87 in entgegengesetztem Sinne beeinflußt Es wird also z. B. im Regelverstärker 45a ein fettes und im Rege! .-erstärker 456 ein mageres Gemisch eingestellt Der erwünschte Grad der Unsymmetrie zwischen den beiden Luftzshlen L 1 und L 2 in den beiden Vergasern läßt sich durch die Dimensionierung der Addierwiderstände 102, 103 einstellen. Wie beim vierten Ausführungsbeispiel ist die Unsymmetrie wieder um so größer, je niedriger die Temperatur des Thermoreaktors 28 ist.

Es ist ohne weiteres möglich, an Stelle der veränderbaren Drosselsteüen 53a, 536 bei den beiden Vergasern je einen Bypass mit einem Bypassventil vorzusehen. Die Funktionsweise des fünften Ausführnnc7chpicnjplc vjirH ^oAttr-z^h nicht b2e!"f!"St.

Das zur Entgiftung der Abgase verwendete /erfahren ist bei allen fünf Ausführungsbeispielen grundsätz-Hch gleich: Zunäch-t wird in einem zweiten Regelkreis die Luftzahl L des den Zylindern zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches geregelt. Bei zu niedriger Reaktortemperatur wird weiterhin mit Hilfe des ersten Regelkreises wenigstens bei einem Teil der Zylinder das Gemisch mit Kraftstoff angereichert, so daß sich eine erhöhte Grundemisüon an Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid ergibt. Diese erhöhte Grundemission wird durch die Zugabe von Zusatzluft — wiederum mit

Hilfe des zweiten Regelkreises - genau kompensiert, so daß im Thermorcaklor eine möglichst vollständige Nachverbrennung stattfinden kann.

Beim vierten und fünften Ausführungsbeispiel wird die Zusatzluft Ober einen Teil der Zylinder geführt; sic ist daher beim Austritt aus den Zylindern schon sehr stark erhitzt, und eine Zündung des Abgas-Zusatzluft-Gemisches ist auch schon weit unterhalb der Reaktor-Betriebstemperatur sichergestellt. Diese Zündung dieses Abgas-Zusatzluft-Gemisches kann bei den ersten drei Ausführungsbeispielen Schwierigkeiten bereiten, wenn die Brennkraftmaschine Ii in sehr kalter Umgebung warmläuft und. wenn gleichzeitig aus konstruktiven Gründen die Druckleitung 34 nicht nahe genug bei den Auslaßventilen in die Abgasleitüngen 24 bis 27 mündet Abhilfe kann in diesem Fall dadurch geschaffen werden, daß während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine — wie es schon anderweitig vorgeschlagen worden ist — der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des ersten Regclverstärkers 42 in Richtung auf Spätzündung verschoben wird. Bei Spätzündung schlagen nämlich nach dem Öffnen der Auslaßventile noch lange Flammen in die Abgasleitungen 24 bis 27,

Schließlich sei noch ein weiterer gemeinsamer Vorteil aller fünf Ausführuiigsbei.spiele erwähnt: Während des Warmlaufes hat das den Zylindern zugeführte Gemisch nicht die optimale Luftzahl /, = 0,98, sondern eine stark davon abweichende Lufizahl. Wie man aus I'ig. IO sieht, wird dadurch die Grundemission an Slickoxiden wesentlich vermindert. Das ist sehr günstig, weil zunächst auch der katalytische Reaktor 29 seine Betriebstemperatur von 600 bis 800"C noch nicht erreicht hat und deshalb die Stickoxide noch nicht reduzieren kann. Die Kohlenwasserstoffe und das Kohlenmonoxid werden auf jeden Fall auch schon während des Warmlaufes wesentlich besser nachverbrannt, als es bei bekannten Verfahren möglich ist.

Es kann unter Umständen zweckmäßig sein, einzelne Baueinheiten der fünf beschriebenen Ausführungsbeispicle auf andere Weise miteinander zu kombinieren als es bei den fünf Ausführungsbeispielen beschrieben ist. So läßt sich z. B. der vereinfachte Thermoreaktor des vierten Ausführungsbeispiels auch bei den anderen Ausführungsbeispielen einsetzen. Auch die Antriebe für die Sekundärluftpumpe 32 sind beliebig gegeneinander austauschbar. So ist es möglich, das beschriebene Verfahren bei sehr vcrschiederten Arten von Brennkraftmaschinen und Gemischdosierungssystemen einzusetzen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entgiften der Abgase einer Brennkraftmaschine, an deren Abgas-Sammellei- S hing in Reihenschaltung ein erster, zur Oxidation der Kohlenwasserstoffe und dss Kohlenmonoxids dienender Reaktor und ein zweiter, zur Reduktion der Stickoxide dienender Reaktor angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines ersten Regelkreises (40,42), der als Meßglied einen Temperaturfühler (40) enthält, die Temperatur der Reaktoren (28,29 bzw. 23,29) durch Zugabe von Zusatzluft geregelt wird und daß mit Hilfe eines zweiten Regelkreises (41, 44, 45) der als Meßglied einen Sauerstoff-Meßfühler (41) enthält, das Massenverhältnis von Luft zu Kraffstoff (Luftzahl L) über ein Gemischdosierungssystem (18, 22 bzw. 18, 53 bzw. 57 bzw. 72) geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzluft wenigstens einem Teil der den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine (11) zugeordneten Abgasleitungen (24 bis 27) zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzluft einem Teil der zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine (11) führenden Ansaugleitungen (14 bis 17) zugeführt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sekun.'irluftpumpe (32) vorgesehen ist, welche über ein Rückschlagventil (37) und eine Druckleitung (34) mit den Abj-asleitir £en (24 bis 27) verbunden ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärluftpumpe (32) ein Sekundärluftfilter (33) vorgeschaltet ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftpumpe (32) eingangs- seitig über eine Abzweigleitung (62) mit einem Ansaugrohr (13) der Brennkraftmaschine (11) verbunden ist

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftpumpe (32) von der Kurbelwelle (31) der Brennkraftmaschine (11) ständig zwangiäufig antreibbar ist

8. Vorrichtung nach einem de· Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwanglauf zwischen der Kurbelwelle (31) und der Sekundärluft- pumpe (32) durch eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung (öl) unterbrechbar ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Regelkreis eine Reihenschaltung aus dem Temperaturfühler (40) einem ersten Regelverstärker (42) und einem Schwellwertschalter (43) enthält und daß der Ausgang des Schweliwertschalters (43) mit dem elektrischen Eingang der Kupplung (61) verbunden ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Regelkreis eine Reihenschaltung aus dem Temperaturfühler (40), einem ersten Regelverstärker (42) und einem Schwellwertschalter (43) enthält, daß zwischen der Sekundärluftpumpe (32) und der Druckleitung (34) ein durch eine Magnetwicklung (39) betätigbares 3/2-Wegeventil (35) angeordnet ist und daß die Magnetwicklung (39) an den Ausgang des Schwe.'I-

wertschalters (43) angeschlossen ist

1 i. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sekundärluftpumpe (32) und der Druckleitung (34) eine veränderbare Drosselstelle (36) vorgesehen ist, deren elektrischer Eingang mit dem Ausgang des ersten Regelverstärkers (42) verbunden ist

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftpumpe (32) durch einen Elektromotor (55) antreibbar rt, daß der erste Regelkreis eine Reihenschaltung aus dem Temperaturfühler (40) und einen Regelverstärker (54) enthält und daß die Drehzahl des Elektromotors (55) vom Regelverstärker (54) regelbar ist

13. Vorrichtung nach einem der Anspräche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Regelkreis eine Reihenschaltung aus dem Sauerstoff-Meßfühler (41), einem Vorverstärker (44) und einem zweiten Regelverstärker (45) enthält

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemischdosierungssystem einen Vergaser mit einer Drosselklappe (18), einer Kraftstoffdüse (19). einem Bypass (21) und einem Bypassventil (22) enthält und daß der elektrische Eingang des elektromagnetisch betätigbaren Bypassventils (22) an den Ausgang des zweiten Regelverstärkers (45) abgeschlossen ist

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemischdosierungssystem einen Vergaser mit einer Drosselklappe (18), einer Kraftstoffdüse (19) und einer der Kraftstoffdüse (19) vorgeschalteten veränderbaren Drosselstelle (53) enthält und daß der elektrische Eingang der elektromagnetisch betätigbaren veränderbaren Drosselstelle (53) an den Ausgang des zweiten Regelverstärkers (45) angeschlossen ist

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemischdosierungssystem eine Einspritzanlage enthält, die aus wenigstens einer Einspritzdüse (59), einer Fransistorschalteinrichtung (57) und einer Drosselklappe (18) besteht und daß ein die Impulsdauer der Transistorschalteinrichtung (57) beeinflussender Korrektureingang (B) mit dem Ausgang des zweiten Regelverstärkers (45) verbunden ist

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugrohr (13) vor der Drosselklappe (18) ein Luftmengenmesser (58) vorgesehen ist, dessen elektrischer Ausgang an einen die Impulsdauer der Transistorschalteir.richtung (57) beeinflussenden Eingang (AJ angeschlossen isu

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die TransistorschaH-einriohtune (57) aus der Reihenschaltung eines synchron zur Kurbelwellendrehzahl auslösbaren Impulsgebers (69), eir r Schaltstufe (63) und einer Impulsverlängerungsstufe (64) besteht

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufe (63) als monostabüe Kippstufe ausgebildet ist, deren Impulsdauer über den Eingang (A) beeinflußbar ist

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 cder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Schaltstufe (62) und der Impulsverlängerungsstufe (54) mit einem ODER-Gatter (65) verbunden sind und daß die Einspritzventile (59) vom Ausgang des

ODER-Gatters (66) über einen Leistungsverstärker (67) ansteuerbar sind.

21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprach 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemischdosierungssystem eine Einspritzan- S Jage mit einer Zweikanal-Transistorschalteinrichtung (72) und zwei abwechselnd auslösbaren Gruppen von Einspritzventilen (73, 74) enthält, daß die elektrischen Eingänge der beiden Ventflgruppen (73, 74) mit z^ei Ausgängen (E, F) der Zweikanal-Transistorschalteinrichtung (72) verbunden sind und daß ein die Impulsdauer beeinflussender Eingang (D) der Zweikanal-Transistorschalteinrich'jng (72) an den Ausgang des zweiten Regelvef3tärfc-r>s (45) angeschlossen ist

22. Vorrichtung nach Anspruch 21. „jurch gekennzeichnet, daß im Ansa'Sgrchr .;5) ein Luftmengenmesser (58) vorgeseh^ i iit, dessen elektrischer Ausgang mit einem uie Impulsdauer beeinflussenden Eingang (A 'er Zweikanal-Transistorschalteinrichtung (72) ver&. ien ist

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweikanal-Transistorschalteinrichtung eine Reihenschaltung aus einem synchron zur Kurbelwellendrehzahl auslösbaren Impulsgeber (69), einer vorzugsweise als monostabile Kippstufe ausgebildete Schaltstufe (63) und einer Impulsverlängerungsstufe (64) enthält und daß die Ausgänge der Schaltstufe (63) und der Impulsverlängerungsstufe (64) mit Eingängen eines ODER-Gatters (66) verbanden sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß an den Impulsgeber (69) eine als Frequenzteiler dienende bistabile Kippstufe (77) mit zwei zueinander komplementären Ausgängen (Qi, Q 2) angeschlossen ist, daß die beiden Ausgänge (Qi, Q2) mit je einem Eingang eines UND-Gatters (79) und eines UND-Gatters (80) verbunden sind und daß der Ausgang des ODER-Gatters (66) mit je einem Eingang der UND-Gatter (79,80) verbunden ist

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die ers*e Gruppe von Einspritzventilen (83,84) über einen leistungsverstärker (81) vom UND-Gatter (79) ansteuerbar isl and daß die zweite Gruppe von Einspritzventilen (85, 86) über einen Leistungsverstärker (82) vom UND-Gatter (80) ansteuerbar ist

26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Regelkreis 5< > eine Reihenschaltung aus dem Sauerstoff-Meßfühler (4i), einem Vorverstärker (44) und einem zweiten Regelverstärker (45) enthält und daß der Ausgang des zweiten kegelverstärkers (45) über einen ersten Addierwiderstano (92) an einen die Impulsdauer beeinflussenden Korrektureingang (B) der Impulsverlängerungsstufe (64) angeschlossen ist

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Regelkreis eine Reihenschaltung aus dem Temperaturfüh- ler (40) und einem ersten Regelverstärker (42) enthält, daß dar erste Regelverstärker (42) über einen vom Ausgang (Q 1) angesteuerten Schalttransistor (89) und einen dritten Addierwiderstand (94) mit dem Korrektureingang (B) verbindbar ist und daß der Ausgang des ersten Regelverstärkers (42) über eine Reihenschaltung aus einem Umkehrverstärker (87), sinem vom Ausgang (Q 2) angesteuer ten Schalttransistor (88) und einem zweiten Addierwiderstand (93) mit dsm Korrektureingang (B) verbindbar ist

28. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Gemischdosierungssystem zwei Vergaser (18a, 19a bzw. i9b, i9b) vorgesehen sind, die jeweils die Häifte der Zylinder der Brennkraftmaschine (11) mit Luft-Kraftstoff-Gemisch versorgen, daß zur Regelung der Luftzahlen (Li, L2) für jeden der Vergaser ein zum zweiten Regelkreis gehörender Regelverstärker (45a, 45b) vorgesehen ist und daß der erste Regelkreis eine Reihenschaltung aus dem Temperaturfühler (40), einem ersten Regelverstärker (42) und einem Umkehrverstärker (87) enthält

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverstärker (44) über je einen Addierwiderstand (100,101) an die Eingänge der Regelverstärker (45a. 45AJ angeschlossen ist daß der erste Regelverstärker (42) über einen Addierwiderstand (102) mit dem Eingang des einen zum zweiten Regelkreis gehörenden Rcf ;Iverstärkers [4Sa) verbunden ist und daß der Umkehrverstärker (87) über einen Addierwiderstarid (103) am Eingang des anderen zum zweiten Regelkreis gehörenden Regelverstärkers (456/Iiegt

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 29, dadurch gekennzeichnet daß der erste Reaktor (28) als Thermoreaktor und der zweite Reaktor (29) als katalytischer Reaktor ausgebildet ist

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet daß die Abgasieitungen (24, 25,26, 27) und die Abgas-Sammelleitung (23) mit einer thermisch isolierten Wand (71) versehen und als Thermoreaktor vorgesehen sind.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet daß eine mit der Saugseite der Sekundärluftpumpe (32) verbundene Abzweigleitung (62) zwischen dem Luftmengenmesser (58) und der Drosselklappe (18) an dis Ansaugrohr (13) angeschlossen ist