DE2245418C3 - Kraftstoffzumeßanlage für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Kraftstoffzumeßanlage für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzumeßanlage für Brennkraftmaschinen, mit einem Kraftstoffbehälter und
einer von diesem zum Saugrohr führenden Kraftstoffleitung, bei der die entsprechend der das Saugrohr
durchströmenden Luftmenge zugemessene Kraftstoffmenge durch Drücke im Kraftstoffbehälter und im
Saugrohr sowie von dem Ausgangssignal einer die Zusammensetzung des Abgases ermittelnden Meßsonde
bestimmt wird.
Bei bekannten Kraftstoffzumeßanlagen dieser Art werden die Spannungssprünge aufweisenden Ausgangs^
signale der Meßsonde in elektronischen Schaltkreisen integriert, um dann als integrierte Spannung als
Stellgröße für ein K>aftstöffzümeßventil zu dienen.
uer urfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
eingangs genannte Kraftstoffzumeßanlage zu entwikkeln, die mit einem Minimum an elektrisch arbeitendßn
Teilen zur Integration der Ausgangssignale auskommt, ohne daü sich dabei die intermittierenden Ausgangssignale
der Meßsonde nachteilig auf den Lauf und die Abgase des Motors auswirken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die intermittierenden Ausgangssignale der Meßsonde
die Verbindung zwischen Quellen unterschiedlichen Drucks und dem Kraftstoffbehälter und dami' den
Druck in dessen Luftraum steuern und daß zur Integration der Luftdruckwechsel am Luftraum ein das
Luftvolumen vergrößernder Luftspeicher wirkt Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der
Luftraum durch im Querschnitt insbesondere durch Magnetventile steuerbare Luftleitungen mit den Saugrohrabschnitten
vor und nach einer im Saugrohr vorgesehenen, vorzugsweise als Luftmeßorgan ausgebildeten
Drosselstelle verbindbar. Die gewünschte Integrationskonstante wird einerseits durch die Drosselwiderstände
in den Luftleitungen bzw. dem Öffnungszeitquerschnitt der Magnetventile und andererseits
durch das Luflvolumen in dem Kraftstoffbehälter bestimmt Hierfür kann es von Vorteil sein. Ventile mit
großem Öffnungsquerschnitt zu verwenden und diese nur kurzfristig zu öffnen. Der Luftraum im Kraftstoffbehälter
der bei Vergasern meist konstant ist, indem der Flüssigkeitsspiegel durch ein Schwimmerventil gesteuert
wird, reicht voliimenmäuig für eine Integration
in den meisten Fällen nicht aus. Um die beanspruchte gewünschte Speicherwirkung zu bekommen, kann
deshalb dieser Luftraum über eine Leitung mit einem separaten Luftspeicher verbunden werden.
Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung können die Ausgangssignale der einen Meßsonde zur
gleichzeitigen Drucksteuerung von Kraftstoffbehältern mehrerer Kraftstoffzumeßanlagen dienen. Hierfür muß
nur einmal der elektrische Steueraufwand aufgebracht werden und es kann diese bei dieser Steuerung
erreichbare multiplikative Anreicherung von Kraftstoff im Kraftstoffluftgemisch gleichmäßig liir den ganzen
Motor, der mit mehreren Vergasern arbeitet, erreicht werden.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
In einem Saugrohr 1 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine sind ein mit kontinuierlichem
Druck arbeitender Vergaser 2 und eine Drosselklappe 3 hintereinander angeordnet. Der Luftraum 4 des
Kraftstoffbehälters 5 ist durch eine Leitung 6 mit dem vor dem Vergaser liegenden Abschnitt des Saugrohres
verbunden, durch eine Leitung 7 mit dem nach dem Vergaser liegenden Saugrohrabschnitt. Die Leitung 7
endet in dem Luftraum oberhalb des Vergaserstellkolbens 8, der quer zur Strömungsrichtung angeordnet,
axial beweglich an einer Membran 9 aufgehängt ist. Der Raum oberhalb dieses Verstellkolbens 8 ist durch eine
öffnung 10 mit dem Saugrolirabschnitt nach dem
Vergaser 2 verbunden. In dem Raum unterhalb der Membran 9 herrscht der vor dem Vergaser 2 wirkende
Druck des Saugrohres, was durch eine Bohrung 11
erreicht wird. Am Vefgaserkölbeii 8 ist eine Zumeßnadel
12 angeordnet, die eine Öffnung 13 steuert, welche die Mündung eines in den Kraftstoff Im Behälter 4
tauchenden Rohres 14 ist,
In den Leitungen 6 und 7 sind Magnetventile 16 Und
17 angeordnet, die von den oberen und unteren Schwellwerten einer im Abgasrohr 18 angeordneten
Meßsonde 19 gesteuert werden. Bei dieser Meßsonde 19 handelt es sich um ein einseitig verschlossenes
Röhrchen, das aus einem Festelektrolyten, beispielsweise Zirkondioxyd, durch Sinterung hergestellt ist. Das
Röhrchen ist beiderseits mit mikroporösen Platinschichten bedampft, die mit nicht dargestellten Kontakten
versehen sind und die zueinander ein elektrisches Potential haben können. Dieses Röhrchen ist einerseits
von der Außenluft berührt, andererseits von den Abgasen des Kraftfahrzeuges. Der Festelektrolyt ist bei
höheren Temperaturen, wie sie im Abgasstrom vorherrschen, sauerstoffionenleitend. Wenn nun der
Sauerstoffpartialdnick des Abgases vom Sauerstoffpartialdruck
der Außenluft abweicht dann tritt zwischen den beiden Platinschichten bzw. zwischen den nicht
dargestellten Anschlußklemmen eine Potentialdifferenz auf mit einem charakteristischen Verlauf, der der Luftzahl
λ entspricht Diese Potentialdifferenz hängt logarithmisch vom Quotienten der Sauerstoffpartialdrücke
zu beiden Seiten des Festelektrolyten ab. Deshalb ändert sich die Ausgangsspannung der Sauerstoffmeßsonde
19 in dem näheren Bereich der Luftzahl A= 1,0
sprungartig. Bei λ> 1,0 tritt nämlich im Abgas plötzlich unverbrannter Sauerstoff auf. Infolge der starken
Abhängigkeit der Ausgangsspannung der Meßsonde von der Luftzahl läßt sich die Sauerstoffmeßsonde
außerordentlich gut zur Steuerung von den oben genannten Magnetventilen verwenden. Die Oz-Sondenspannung
ist im Bereich λ<\ groß, im Bereich λ>1 klein. Bei der Erfindung werden zur Steuerung der
Magnetventile 16 und 17 nur die großen und die kleinen Spannungen verwendet, jeweils ab einem bestimmten
Schwellwert Auf diese Weise wird der Druck im Luftraum 4 des Kraftstoffbehälters 5 so lange geändert,
bis eine Luftzahl λ proportional I erreicht wild, die sich
als besonders günstig herausgestellt hat und einem stöchiometrischen Gemisch aus Luftmenge und Kraftstoffmenge
entspricht Um die gewünschte Regelung zu erhalten, wird das Magnetventil 16 durch die niedere
Spannung unterhalb der unteren Schwellwertgrenze und das Magnetventil 17 durch die hohe oberhalb der
oberen Schwellwertgrenze liegende Spannung gesteuert Bei Aufsteuerung des Ventils 16 steigt also der
Druck im Kraftstoffbehälter 5 und der Kraftstoffanteil im Kraftstoffluftgemisch nimmt zu, hingegen bei
Aufsteuerung des Magnetventils 17 nimmt der Kraftstoffanteil ab. In den elektrischen Schaltkreis zwischen
is Sonde 19 und Magnetventilen 16, 17 sind für den
jeweiligen oberen oder unteren Schwellwert Schmitt-Trigger 20 und 21 geschaltet, denen Schaltverstärker 23
und 24 folgen. Gegebenenfalls kommt man auch mit einem einzigen Schmitt-Trigger für obere und untere
Schwellwerte aus.
Der an den Ventilen 16 und 17 anstehende treibende Druck wird durch Drosseln 25 vermindert, die einerseits
in den Leitungen 6 und 7 zum Saugrohr hin angeordnet sind und andererseits in einer Leitung 26, die die
Leitungen 6 und 7 verbindet
Im allgemeinen reicht das Volumen des Luftraumes 4 des Kraftstoffbehälters 5 nicht aus, um eine befriedigende
Integi ation der Druckstöße zu erhalten. Aus diesem Grunde ist der Luftraum 4 über eine Leitung 27 mit
einem Luftspeicher 28 verbunden. Luftraum 4 plus Luftvolumen des Speichers 28, die Drossel 25 sowie der
Öffnungszeitquerschnitt der Magnetventile 16 und 17 bestimmen die Integrationskonstante der gesamten
Kraftstoffzumeßanlage.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Kraftstoffzumeßanlage für Brennkraftmaschinen, mit einem Kraftstoffbehälter und einer von
diesem zum Saugrohr führenden Kraftstoffleitung, bei der die entsprechend der das Saugrohr
durchströmenden Luftmenge zugemessene Kraftstoffir.enge
durch die Drücke im Kraftstoffbehälter und im Saugrohr sowie von dem Ausgangssignai
einer die Zusammensetzung des Abgases ermittelnden Meßsonde bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die intermittierenden Ausgangssignaie der Meßsonde (19) die Verbindung (6,
7) zwischen Quellen unterschiedlichen Drucks und dem Kraftstoffbehälter (5) und damit den Druck in
dessen Luftraum (4) steuern und daß zur Integration der Luftdruckwechsel am Luftraum (4) ein das
Luftvoiumen vergrößernder Luftspeicher (28) wirkt
Z Kraftstoffzumeßanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Luftraum durch im Querschnitt insbesondere durch Magnetventile (16,
17) steuerbare Luftleitungen (6, 7) mit den Saugrohrabschnitten vor und nach einer im Saugrohr
(1) vorgesehenen, vorzugsweise als Luftmeßorgan (2) ausgebildeten Drosselstelle verbindbar ist.
3. Kraftstoffzumeßanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (2) im
Saugrohr (1) ein weitgehend konstantes Druckgefälle bewirkt
4. Kraftstoffzumeßanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftmeßorgan (2)
ein quer zur Strömungsrichtung im Saugrohr (1) angeordneter a..ial beweglicher Stellkolben (8) dient,
an dem eine Kraftstoffzumt "nadel (12) axial angeordnet ist und die Drücke vor und nach dem
Meßorgan (2) an entsprechenden i: den Slellrichtungen
wirkenden, am Stellkolben (8) angeordneten Flächen (9) angreifen (Strornbergprinzip).
5. Kraftstoffzumeßanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Luftleitungen (6,
7) konstante Drosseln (23) angeordnet sind, die gemeinsam mit dem Gesamtvolumen des Kraftstoffbehälters
(4) die Integrationskonstante der Luftdruckwechsel bestimmen. <»5
6. Kraftstoffzumeßanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausgangssignale der einen Meßsonde (19) zur gleichzeitigen Drucksteuerung von Kraftstoffbehältern
mehrerer Kraftstoffzumeßanlagen dient.
Priority Applications (6)
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