DE2246625A1

DE2246625A1 - Kraftstoffzumessanlage

Info

Publication number: DE2246625A1
Application number: DE19722246625
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl-Ing Linder; Gregor Dipl-Ing Schuster
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1972-09-22
Publication date: 1974-04-11
Also published as: JPS4970033A; DE2246625B2; DE2246625C3; JPS58108254U; US3942493A; IT993352B; GB1450177A; FR2163293A5

Description

22A6Ö25

Su/Lm R.^S *
18.9.1972

Anlage zur

Patent- und . -, _A ,„„

Gebrauchsmusterhilfs-^AniIIeldung:

O BERT BOSCH . GMBH, Stuttgart

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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzumessanlage für Brennkraftmaschinen, ra.it einem Kraftstoffbehälter und einer von diesem zum Saugrohr führenden mit einer im Querschnitt steuer baren .Stelle versehenen Kraftstoffleitung und mit einer ebenfalls eine im Querschnitt steuerbare Stelle enthaltende ■Luftleitung, wobei die der das Saugrohr durchströmenden Luftmenge zugemessene Kraftstoffmenge durch die Drücke im Kraft-

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stoffbehälter und im Saugrohr sowie von dem Ausgangssignal einer die Zusammensetzung im Abgas ermittelnden Meßsonde bestimmbar ist.

Der Zweck derartiger Kraftstoffzumessanlagen ist für einen Otto-Motor unter allen Betriebsbedingungen selbsttätig ein günstiges Kraftstoffluftgemisch.-Verhältnis zu schaffen, um so den Kraftstoff möglichst vollständig zu verbrennen und da- . durch bei höchstmöglicher Leistung der Brennkraftmaschine bzw. kleinstmöglichem Kraftstoffverbrauch die Entstehung von giftigen Abgasen zu vermeiden oder stark zu vermindern. So· ist es erforderlich, dass beim Start eines kalten Motors für die Warmlaufphase das Kraftstoffluftgemisch fetter ist als bei warmem Motor, d.h. der Kraftstoffanteil muss grosser sein. Aber auch bei v/armem Motor muss die Kraftstoffmenge den Erfordernissen jedes Betriebszustandos der Brennkraftmaschine entsprechend sehr genau zugemessen werden. Es muss also die Proportionalität zwischen Luftmenge und Kraftstuffmenge in Abhängigkeit von Motorkenngrössen änderbar sein.

Bei bekannten Kraftstoffzumessanlagen dieser Art !«/erden die Spannungssprünge aufweisenden Ausgangssignale der Meßsonde in elektronischen Schaltkreisen integriert um dann als integrierte Spannung als Stellgrösse zur Änderung des Druckes im Saugrohr oder im Kraftstoffbehälter zu dienen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffzumessanlage der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der der Eingriff in das Druckverhältnis mit einfachsten Mitteln möglich ist und auch nachträglich in bereits in Betrieb befindlichen Kraftstoffzumes'sanlagen eingebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass Kraftstoffleitung und Luftleitung vor Eintritt in das Saugrohr in Verbindung stehen und die Luftleitung durch ein durch die Sonde betätigtes Magnetventil gesteuert wird. Bei Vergasern einfacher

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Art dient als gesteuerte Luftleitung die Ausgleichluftleitung, die in der Kraftstoffleitung vor deren Einmünden in das Saugrohr endet.'Bei Umluftvergasern, bei denen die Kraftstoffleitung aus einer Haupt- und einer Nebenleitung kleineren Querschnitts besteht, wird die in die Nebenleitung mündende Luftleitung durch das Magnetventil gesteuert.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich zur Lüftleitung auch die Kraftstoffnebenleitung oder Kraftstoffhauptleitung jedoch mit stets offenem Restquerschnitt in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Keßsonde steuerbar, vorzugsweise durch ein Ventil mit gegensinniger Querschnittsänderung. Erfindungsgeiiiäss kann das bewegliche Ventilteil eine Membran sein, die vorzugsweise gleichzeitig als Anker dient und zwischen zwei Ventilsitzen angeordnet ist, dabei den Kraftstoff raum, vom Luftraum trennend.

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und· werden im folgenden näher beschrieben. · «

Es zeigen: ~ · *

Eig. 1 einen einfachen Vergaser mit Venturi und Ausgleichluftkanal und
Eig. 2 einen TJmluftvergaser.

In einem Vergasergehäuse 1 ragt in einen Venturi 2 ein Kraftstoffleitungsarm 3, der über eine Kraftstoffleitung 4 mit einem Kraftstoffbehälter 5 verbunden ist. In der Kraftstoffleitung 4 ist eine Hauptdüse 6 konstanten Querschnitts angeordnet. Ausserdem mündet in die Kraftstoffleitung 4 eine Ausgleichsluftl-eitung 7» die von einem Magnetventil 8 gesteuert wird. Die Ausgleichsluftleitung 7 mündet andererseits an einer stromauf des Venturis 2 gelegenen Stelle in das Saugrohr. Der zwischen

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Magnetventil 8 und Kraftstoffleitung 4 gelegene Abschnitt der Ausgleichluftleitung 7 ist durch eine Düse 9 ebenfalls mit dem Saugrohr verbunden. Sobald durch eine im Saugrohr angeordnete willkürlich verstellbare Drosselklappe 10 der Querschnitt im Saugrohr geändert wird, pflanzt sich der Unterdruck im Venturi 2 über den Kraftstoffleitungsarm 3? die Kraftstoffleitung und die Kraftstoffdüse 6 in die Schwimmerkammer 5 fort, über die Ausgleichluftleitung 7 strömt hierbei Luft in die Leitung und wird mit dem Kraftstoff in einem Mischrohrabschnitt 11 der Leitung 4 zu einer Emulsion aufbereitet, die dann über den Kraftstoffleitungcoriii 3 abgesaugt wird. Entsprechend den Drosselquerschnitten und den unterschiedlichen fluidischen Eigenschaften wird mit zunehmender Motordrehzahl das Gemisch immer luftreicher und damit ärmer. Der Querschnitt der Düse 9 ist hierbei so gehalten, dass auch bei hohen Drehzahlen nur eine relativ geringe Luftraenge durch sie eintritt. Die Hauptausgleichluftmenge wird jedoch durch das Magnetventil 8 gesteuert. Sobald dieses Ventil öffnet, wird das Kraftstoffluftgemisch magerer, sobald es schliesst fetter.

Das Magnetventil 8 wird durch eine in einem Abgasrohr 12 angeordnete Meßsonde 13 gesteuert. Bei dieser Meßsonde 13 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 Ausseoluft berührt, andererseits von den Abgasen des Kraftfahrzeuges. Der Festelektrolyt ist bei höheren Temperaturen, wie sie im Abgasstrom vorherrschen, Sauerstoffionen leitend. Wenn nun der Sauerstoffpartialdruck des Abgases vom Sauerstoffpartialdruck der Aussenluft abweicht, dann tritt zwischen den beiden Platinschichten

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bzw. zwischen den nicht dargestellten Anschlussklemmen eine Potentialdifferenz auf, mit einem charakteristischen Verlauf, der der Luftzahl '.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 / = 1,0 sprungartig. Bei ?\ "> 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 eines Magnetventils verwenden: Die -Op-Sondenspannung ist im Bereich λ. "C 1 hoch, im Bereich λ. > 1 niedrig. Das Magnetventil 8 öffnet also die Ausgleichluftleitung immer-dann, wenn die Sonde eine hohe Spannung abgibt, d.h. wenn das Kraftstoffluftgeiaisch zu fett geworden ist. Eine Oo-Sonde kann in der Sekunde etwa 5 Stromstösse abgeben, durch die das Magnetventil 8 intermittierend jedes Mal die Luftausgleichleitung öffnet. Diese Taktung des Magnetventils 8 findet also so lange statt, bis eine Luftzahl X proportional 1 erreicht wird, die sich als besonders günstig herausgestellt hat und einem stöchiometrischen Gemisch aus Luftmenge und Kraft stoff menge entspricht. ;

Das als Membran 14 ausgebildete bewegliche Ventilteil des Magnetventils 8 kann auch so betätigt werden, dass sein Hub und. damit der Öffnuhgsquerschnitt der Luftausgleichleitung 7 cLer angelegten Stromstärke entspricht. In einem solchen EaIl werden die Impulse der Sonde in einem elektronischen Proportionalstellwerk 15 in eine dem Sauerstoffgehalt im Abgas entsprechende Stromstärke gewandelt. . .^.--'"

Vie in der Fig. 1 gestrichelt dargestellt kann die Ausgleichsluft .auch durch ein Gebläse 16 beeinflusst werden. Es kann auch der Kraftstoff über eine Leitung 17 durch das Magnetventil 8

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geführt v/erden und von der der Magnetspule 18 zugewandten Seite der Membran 14 gesteuert v:erden. Der der Kraftstoffleitung dienende Rohrstutzen 19 ist dabei von Feder und Spule umgeben. Dieser Raum ist dann mit der Mischkammer 11 direkt verbunden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Umluftvergaser zweigt von der Kraftstoffleitung 24 eine Nebenkraftstoffleitung 40 ab, die sich in Leitungen 41 und 42 aufzweigen. Durch die Leitung strömt der Leerlaufkraftstoff, der durch eine Schraube 44 mengenmässig einstellbar ist. Ausserdem mündet in die Leitung ; 42 eine Luftleitung 4J, um eine günstige Emulsion aus Luft und Kraftstoff für den Leerlauf zu erhalten.

Die Kraftstoffleitung 41 hingegen, die in eine UmIuftleitung mündet, wird durch ein Magnetventil 28 gesteuert, das in gleicher Weise arbeitet wie das in Fig. 1 beschriebene Magnetventil Das Umluftgemisch kann zusätzlich noch durch eine Regulierschraube 46 eingestellt und durch ein Magnetventil 47 abgestellt werden.

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Claims

Ansprüche

1.1 Kraftstoffzumessanlage für Brennkraftmaschinen, mit einem Kraftstoffbehälter und einer von diesem zum Saugrohr führenden, mit einer im Querschnitt steuerbaren Stelle versehenen Kraftstoffleitung, und mit einer ebenfalls eine im Querschnitt steuerbare Stelle enthaltende Luftleitung, wobei die der das Saugrohr durchströmenden Luftmenge zugemessene Kraftstoffmenge durch die Drücke in dem'Kraftstoffbehälter und im Saugrohr

sowie, von dem Ausgangssignal einer die Zusammensetzung im Abgas ermittelnden Meßsonde bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftstoffleitung (4,40) und Luftleitung (7,9,45) vor Eintritt in das Saugrohr in Verbindung stehen und die Luftleitung (7,9,45) durch ein durch die Meßsonde (13) betätigtes Magnetventil gesteuert wird.

2. Kraftstoffzumessanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitung (7) (Ausgleichluftleitung) in dex^ Kraftstoffleitung vor deren Einmünden in das Saugrohr endet.

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3· Kraftstoffzumessanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffleitung aus einer Hauptleitung (24) und einer Nebenleitung (40) kleineren Querschnitts besteht, die in die Luftleitung (45) mündet (Umluftsystera).

4. Kraftstoffzumessanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenem Magnetventil (8) in der Luftleitung 7 ein stets offener Restquerschnitt (9) verbleibt.

5· Kraftstoffzumessanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der durch die Luftleitung (7, 45) zugeführten Luftmenge höher ist als der

Aussendruck.

6. Kraftstoffzumessanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Luftleitung (7, auch die Kraftstoffnebenleitung (41) oder Kraftstoffhauptleitung (4, 24) jedoch mit stets offenem Restquerschnitt in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde (13) steuerbar ist.

7· Kraftstoffzumessanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Luftleitung (7, 45) und Kraftstoffleitung .(1.7, 41 ) von einem Ventil (8_S 28) vorzugsweise mit gegensinniger Ouer-

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schnittsänderung gesteuert werden.

8. Kraftstoffzumessanlage nach Anspruch 7₅ dadurch gekennzeichnet, dass der Hub des beweglichen Ventilteils (14) und damit die Öffnungsquerschnitte der Leitungen, der an die Magnetspule (18) angelegten Stromstärke entspricht (Proportionalsteuerung) . .

9. Kraftstoffzumessanlage nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (8, 28) sondenimpulsabhängig getaktet wird.

10. Kraftstoffzumessanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als bewegliches Ventilteil eine Membran (14) "dient, die vorzugsweise gleichzeitig Anker.ist.

11. Kraftstoffzumessanlage nach Anspruch Λ0, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (14) zwischen zwei Ventilsitzen angeordnet ist und Kraftstoffraum von Luftraum trennt.

12. Kraftstoffzumessanlage nach einem der Ansprüche 6-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitung (7, 45) stromlos geschlossen ist. .

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