DE2301695A1 - Unterdruck-zuendverstelleinrichtung fuer verbrennungsmotoren - Google Patents

Unterdruck-zuendverstelleinrichtung fuer verbrennungsmotoren

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Description

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Verwaltung Ottoplatz 2
Postanschrift Ford-Werke AG 5 Köln 21 Postfach 2103 69 Telefon: (02 21) 8 25-1
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(0221)825- Z/DR-2 Sp Uk
Betreff
Patentanmeldung
Unterdruck-Zündverstelleinrichtung für Verbrennungsmotoren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Unterdruck-Zündverstelleinrichtung für Verbrennungsmotoren, mit einer Membrandose und einer darin eingespannten Membrane, die auf einer Seite dem Unterdruck im Ansaugrohr oberhalb der Drosselklappe und auf der anderen Seite dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist und die über eine Zugstange die Unterbrecherplatte des Zündverstellers entgegen der in Richtung Spätzündung wirkenden Rückstellfeder in Richtung Frühzündung verstellt.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung der Unterdruck-Zündverstelleinrichtungen für Verbrennungsmotoren dar, wie sie in den Patentanmeldungen P 21 34 901. 9 und P 21 37 234.9 des Anmelders beschrieben sind.
Die Unterdruck-Zündverstelleinrichtung entsprechend der Patentanmeldung P 21 34 901.9 verzögert hierbei eine Frühzündung bei leichten Fahrzeugbeschleunigungen, während sie bei starken Fahrzeugbeschleunigungen sofort eine maximale Spätzündung herstellt und sie weist weiterhin ein Unterdruckreservoir auf, das eine schnelle Rückführung von einer Spätzündung zu
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einer normalen Frühzündung nachfolgend einer zeitweisen Fahrzeugverzögerung ermöglicht, um die Abgasemission und die Leistung zu verbessern.
Die Unterdruck-Zündverstelleinrichtung entsprechend der Patentanmeldung P 21 37 234.9 steuert die Zündverstellung eines Verbrennungsmotors, in.dem die Frühzündung bei normaler leichter Fahrzeugbeschleunigung verzögert wird, während eine Rückverstellung der Zündverstellung in Richtung Spätzündung während Fahrzeugverzögerungen gleichfalls verzögert wird. Sie sorgt weiterhin für eine schnelle Erreichung einer Spätzündung bei starken Fahrzeugbeschleunigungen und sorgt für eine schnelle Rückverstellung der Zündver st ellung auf eine normale Frühzündung nachfolgend einer zeitweisen F ah r zeu gve r zö ge run g.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung der beiden obengenannten Unterdruck-Zündverstelleinrichtungen dar, indem die Vorteile dieser Einrichtungen und zusätzlich der Vorteil einer temperaturabhängigen Funktionsweise zur Verbesserung der Abgasemission und der Leistung erzielt werden. Im einzelnen besteht die Erfindung aus einer Steuerdose, die zwischen dem ÜnterdruckanSchluß oberhalb der Drosselklappe und der Membrandose der Zündverstelleinrichtung angeordnet ist und die nicht nur für eine Verzögerung der Frühzündung während einer normalen leichten Fahrzeugbeschleunigung, einer raschen Herstellung einer maximalen Spätzündung bei starker Fahrzxmgbeschleunigung und einer schnellen Rückstellung von einer Spätzündung zu einer normalen Frühzündung nachfolgend einer zeitweisen Fahrzeugverzögerung sorgt sondern weiterhin eine sichere Funktion des Verbrennungsmotors bei kaltem Wetter ermöglicht, indem unterhalb einer bestimmten Temperatur eine normale Frühzündung hergestellt wird, indem zu diesem Zeitpunkt die anderen Steuereinrichtungen unwirksam gemacht werden,
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Schaffung einer Unterdruck-Zündverstelleinrichtung, bei der die gewünschten Funktionen durch eine einzige in der Unterdruckleitung vom Ansaugrohr oberhalb der Drosselklappe zur Membrandose eingeschaltete Steuerdose erzielt werden.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem die Steuerdose über eine erste Unterdruckleitung mit dem Ansaugrohr oberhalb der Drosselklappe, über eine zweite Unterdruckleitung mit dem Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe und über eine dritte Unterdruckleitung mit der Membrandose verbunden ist und eine Trennwand aufweist, die zwei Druckräume schafft, von denen der erste mit dem Ansaugrohr oberhalb der Drosselklappe und der zweite mit der Membrandose verbunden ist und die beiden Druckräume über eine in der Trennwand vorgesehene Drosselverbindung, ein hierzu paralleles Überdruckventil und eine Direktverbindung verbunden sind und wobei der zweite Druckraum über eine flexible Membrane in einen dritten Druckraum aufgeteilt ist, der mit dem Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe verbunden ist und wobei die Membrane über eine Feder in einer die Direktverbindung bei einem Unterdruck im Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe unter einem bestimmten Wert abschließenden Lage gehalten ist und bei einem diesen Wert übersteigenden Unterdruck im Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe in eine die Direktverbindung öffnende Lage gebracht wird und wobei die Direktverbindung über ein temperaturabhängiges Bimetallelement unterhalb einer bestimmten Temperatur geöffnet wird.
Die Erfindung wird anhand eines in der beiliegenden Zeichnung gezeigten Aueführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figur zeigt eine schematische Ansicht der Teile eines Verbrennungsmotors, die mit einer Unterdruck-Zündverstelleinrichtung zusammenwirken.
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So ist ein Vergaser mit 10, die U nt erb rech er platte eines Zündverteilers mit 12, die die Unterbrecherplatte 12 betätigende Membrandose mit 14 und eine Unterdruckleitung zwischen dem Vergaser 10 und der Membrandose 14 mit 16 bezeichnet.
Der Vergaser 10 ist ein Fallstromvergaser mit einem Luftkanal 18, dessen eines Ende bei 20 mit der Atmosphäre und dessen anderes Ende bei 22 mit dem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors verbunden ist. Der Luftkanal 18 enthält einen Venturiabschnitt 24 und eine Drosselklappe 26. Die Drosselklappe 26 ist im Luftkanal 18 schwenkbar angeordnet, um die Strömung eines Treibstoff-Luft-Gemisches in das Ansaugrohr zu steuern. Der Treibstoff wird hierbei in herkömmlicher Weise von einer Treibstoffdüse geliefert, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist, jedoch in bekannter Weise im oder unterhalb des Venturiabschnittes 24 in den Ansaugkanal 18 einragt.
Die Drosselklappe 26 ist in ihrer Leerlaufstellung gezeigt, in der sie den Luftkanal 18 im wesentlichen abschließt, sie kann jedoch in eine nahezu senkrechte Lage bewegt werden, in der sie den vollen Querschnitt des Luftkanales 18 freigibt. Ein Unterdruckanschluß 28 ist oberhalb der sich in ihrer Leerlaufstellung befindlichen Drosselklappe 26 angeordnet und wird bei einer Bewegung der Drosselklappe 26 in ihre Öffnungsstellung überstrichen. Dadurch wird der Unterdruck im Bereich des Unterdruckanschlußes 28 in Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe verändert. Ein weiterer Unterdruckanschluß 30 ist im Ansaugrohr 22 angeordnet, dessen Zweck später beschrieben wird.
Der Zündverteiler weist eine Unterbrecherplatte 12 auf, die um einen festen Punkt 31 schwenkbar gelagert ist und somit gegenüber dem Verteilernocken beweglich ist, der entsprechend der Anzahl der Zylinder des Verb.rennungsmotors, im vorliegenden Fall sechs Kanten 34 aufweist.
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.1 ede der K.mien Λ·Ι wirkt nut dem Unterbrechernocken .U> /.uennnnon, um ein paar von Unterbrecherkontakten 38 zu betätigen. Eine Schwenkbewegung der Unterbrecherplatte 12 entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung Spätzündung oder im Uhrzeigersinn in Richtung Frühzündung wird über eine Zugstange von der Membrandose 14 bewirkt.
Die Membrandose 14 kann herkömmlichen Aufbau aufweisen. Sie besteht aus einem hohlen Gehäuse 42, dessen Inneres durch eine ringförmige Membrane 48 in eine Atmosphärendruckkammer 44 und eine Unterdruckkammer 46 aufgeteilt ist. Die Membrane 48 ist fest mit der Zugstange 40 verbunden und ist über eine Druckfeder 50 nach rechts in Richtung Spätzündung beaufschlagt. Die Druckkammer 44 weist eine Atmosphärenöffnung (nicht gezeigt) auf, während die Unterdruckkammer 46 über eine Bohrung (nicht gezeigt) mit der Unterdruckleitung 16 verbunden ist.
Bei abgestelltem Verbrennungsmotor bzw bei anderen noch zu erwähnenden Betrieb β Stellungen existiert auf beiden Seiten der Membrane 48 Atmosphärendruck, so daß die Druckfeder 50 in der Lage ist, die Zugstange 40 nach rechte zu bewegen, um die geringste Frühzündung bzw eine Spätzündung einzustellen. Sobald ein Unterdruck in der Unterdruckkammer 46 auftritt, wird die Membrane 48 die Zugstange 40 nach links ziehen, um eine Frühzündung einzustellen, wobei die Größe der Frühzündung abhängig vom Unterdruck ist.
Gemäß der Erfindung ist in der Unterdruckleitung 16 zwischen dem Unterdruckanschluß 28 oberhalb der Drosselklappe 26 und der Membrandose 14 eine Steuerdose 60 angeordnet, die Im wesentlichen aus einem hohlen Gehäuse 62 besteht. Das Gehäuse 62 ist mit drei Anschlüssen 64, 66 und 68 versehen. Der Auslaß 64 ist über eine Leitung 70 mit dem Unterdruckanschluß 28 verbunden, der Auslaß 66 ist mit der Unterdruckleitung 16 und der Auslaß 68 ist über eine Leitung 72 mit dem Unterdruckanschluß 30 im Ansaugrohr 22 verbunden.
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Das Gehäuse 62 weist eine erste feste Trennwand 74 auf, die das Gehäuse in zwei Druckräume 76 und 78 entsprechend den Unterdruckleitungen 70 und 16 aufteilt. Die Trennwand 74 enthält eine Anzahl öffnungen, die eine gesteuerte Verbindung zwischen den Druckräumen 76 und 78 ermöglichen. Diese öffnungen bestehen einmal aus einer Drosselverbindung 80 aus gesintertem Metall, einem hierzu parallelen Überdruckventil 82 und einer Direktverbindung 84. Die Drosselverbindung 80 ermöglicht nur einen langsamen Ausgleich der Druckunterschiede zwischen den beiden Druckräumen 76 und 78 und ermöglicht somit nur eine verzögerte Verstellung der Unterbrecherplatte in Richtung Frühzündung, sobald der Unterdruck im Unterdruckanschluß 28 ansteigt. Das Überdruckventil 82 weist herkömmlichen Aufbau auf und öffnet sobald der Druck im Druckraum 76 den im Druckraum 78 herrschenden Druck übersteigt, um eine schnelle Verbindung zwischen den Unterdruckleitungen 64 und 66 unter Umgehung der Drosselverbindung 80 herzustellen. Die Direktverbindung 84 stellt eine weitere Umgehungsverbindung zwischen den Druckräumen 76 und 78 her, die zu bestimmten Zeitpunkten eine freie Verbindung zwischen den Druckräumen 76 und 78 herstellt, wie nachfolgend noch beschrieben wird.
Die der Trennwand 74 abliegende Wand des Druckraumes 78 wird durch eine flexible Membrane 86 gebildet, die über eine Feder 88 gegen das offene Ende der Direktverbindung 84 gehalten wird, um diese abzuschließen. Die Membrane 86 stellt somit im wesentlichen ein Ventil dar, das die Direktverbindung 84 schließt oder öffnet, um einen Druckausgleich zwischen den Druckräumen und 78 zu ermöglichen. Die Kraft der Feder 88 wird so gewählt, daß sie die Membrane 86 in allen Betriebszuständen, außer während Fahrzeugverzögerungen in ihrer die Direktverbindung 84 abschließenden Lage hält./Während Fahrzeugverzögerungen kann hierbei der Unterdruck in der Unterdruckleitung 72 hohe Werte, wie z. B. über 533 mm Hg-Säule erreichen.
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Im Gehäuse 62 ist weiterhin benachbart der Direktverbindung 84 und der Membrane 86 ein temperaturabhängiges Bimetallelement 92 angeordnet. Das temperaturabhängige Bimetallelement 92 besteht aus sich seitlich erstreckenden Armen 94, die in ihrer gezeigten Stellung nicht mit den anderen Einrichtungen zusammenwirken. Unterhalb einer bestimmten Umgebungstemperatur verformen sich jedoch die Arme 94 nach oben und bewegen die Membrane 86 in die in gestrichelten Linien gezeigte Stellung 96, in der sie auB ihrer die Direktverbindung 84 abschließenden Lage abgehoben ist, wodurch eine direkte Verbindung zwischen den Druckräumen 76 und 78 hergestellt ist.
Zu diesem Zeitpunkt wird daher die Frühzündung nur entsprechend dem Unterdruck im Unterdruckanschluß 28 unbeeinflußt von der Drosselverbindung 80, dem Überdruckventil 82 oder dem Unterdruck im Ansaugrohr 22 eingestellt. Mit anderen Worten, für einen Betrieb des Verbrennungsmotors bei kaltem Wetter werden all die anderen Steuereinrichtungen in der Steuerdose 60 unwirksam gemacht.
Funktionsweise
Vor dem Starten des Verbrennungsmotors herrscht in den Druckammern 44 und 46 der Membrandose 14 Atmosphärendruck und die Zündverteilung ist auf maximale Spätzündung eingestellt, wie es zum Starten erwünscht ist.
Wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird und zu laufen beginnt, so ergibt die geschlossene Stellung der Drosselklappe im Unterdruckanschluß 28 im wesentlichen Atmosphärendruck und die Zündverstellung bleibt auf Spätzündung eingestellt. Beim öffnen der Drosselklappe für eine leichte, normale Fahrzeugbeschleunigung wird der Unterdruck im Unterdruckanschluß 28 und im Druckraum 76 der Steuerdose 60 über die D ross el verbindung 80 verzögert
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im Druckraum 78 und in der Unterdruckleitung 16 wirksam werden. Das Überdruckventil 82 bleibt hierbei geschlossen, da im Druckraum 78 ein höherer Druck herrscht. Die Direktverbindung 84 bleibt geschlossen, da die Kraft der Feder 88 nur bei einer Fahrzeugverzögerung auftretendem hohen Unterdruck überwunden werden kann. Somit wird die Membrane 48 verzögert nach links bewegt, um die Zündverstellung langsam in Richtung Frühzündung zu verstellen.
Wird nun die Drosselklappe plötzlich weit geöffnet, wie es für eine starke Fahrzeugbeschleunigung erforderlich ist, wobei eine bestimmte, jedoch noch nicht die maximale Frühzündung zu diesem Zeitpunkt erreicht war, so wird der plötzliche Abfall des Unterdruckes im Unterdruckanschluß 28 im Druckraum 75 einen höheren Druck herstellen als er im Druckraum 78 herrscht, wodurch das Überdruckventil 82 geöffnet wird und der Druck im Druckraum 76 direkt auf die Membrane 46 einwirken kann. Das ermöglicht der Druckfeder 50 die Zugstange 40 nach rechts zu verschieben und die Unterbrecherplatte 12 in Richtung Spätzündung zu verschwenken. Darauffolgend wird die Zündverstellung wieder in Richtung Frühzündung bewegt entsprechend dem Anstieg des Unterdruckes im Unterdruckanschluß 28, sobald das Fahrzeug beschleunigt und die Drosselklappe 26 langsam aus ihrer voll geöffneten Stellung zurückgeht.
Wird jedoch die Drosselklappe schnell in ihre Schließstellung zurückgeführt, so befindet sich im Unterdruckanschluß 28 im wesentlichen Atmosphärendruck. Bei dem sich verzögernden Verbrennungsmotor wird jedoch der Unterdruck im Unterdruckanschluß 30 ausreichend hoch sein, um die Membrane 86 entgegen der Kraft der Feder 88 anzuheben, wodurch die Direktverbindung 84 geöffnet wird. Dadurch wird eine direkte Verbindung für den Atmosphärendruck im Unterdruckanschlüß 28 zur Unterdruckkammer 46 hergestellt, wodurch die Unterbrecherplatte 12 in Richtung maximale Spätzündung verschwenkt wird.
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Dies ist erwünscht, um den Ausstoß von schädlichen Abgasen zu verringern.
Wird nach einer solchen Fahrzeugverzögerung erneut beschleunigt, indem die Drosselklappe 26 geöffnet wird, so wird, da es etwa 5 Sekunden dauert, bis der Unterdruck im Ansaugrohr auf den Druck im Unterdruckanschluß 28 abgefallen ist, die Membrane 86 die Direktverbindung 84 noch eine Zeit lang offen halten. Daher wird der Unterdruck im Unterdruckanschluß 28 vom Druckraum 76 über die Direktverbindung 84 und die Unterdruckleitung 16 direkt der Unterdruckkammer 46 der Membrandose 14 zugeführt, wodurch im wesentlichen die gleiche Frühzündung wieder eingestellt wird, die vor der Fahrzeugverzögerung vorhanden war.
Fällt die Umgebungstemperatur unter einen bestimmten Wert, so wird das temperaturabhängige Bimetallelement 92 die Membrane 86 von der Direktverbindung 84 abgehoben haben und eine direkte Verbindung zwischen den Druckräumen 76 und 78 hergestellt haben. Auf diese Weise wird, solange die Temperatur unter dem bestimmten Wert liegt, die Zündverstellung nur in Abhängigkeit vom Unterdruck im Unterdruckanschluß 28 erfolgen.
Aus dem Vorhergehenden ist zu ersehen, daß die Erfindung eine einzige Steuerdose schafft , um die gewünschte Steuerung der Zündverstellung zur Verbesserung der Abgasemission und zur Verbesserung der Leistung zu erzielen, Die erfindungsgemäße Steuerdose sorgt nicht nur für eine verzögerte Früh·* zündung während leichter, normaler Fahrzeugbeschleunigung, einer schnellen Rückstellung auf Spätzündung während scharfer Fahrzeugbeschleunigung und Fahrzeugverzögerung sondern sorgt darüber hinaus für eine schnelle Rückverstellung von einer Spätzündung auf die vorher eingestellte Frühzündung bei zeitweisen Fahrzeugverzögerungen. Darüber hinaus sorgt die erfindungs ge« mäße Steuerdose für eine einwandfreie Funktion des Verbrennungsmotors bei
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kaltem Wetter, indem die Zündverstellung für diesen Betriebsbereich ausschließlich in Abhängigkeit vom Unterdruck im Unterdruckanschluß im Vergaser und von der Stellung der Drosselklappe erfolgt.
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Claims (1)

  1. Unterdruck-Zündverstelleinrichtung für Verbrennungsmotoren mit einer Membrandose und einer darin eingespannten Membrane, die auf einer Seite dem Unterdruck im Ansaugrohr oberhalb der Drosselklappe und auf der anderen Seite dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist und die über eine Zugstange die Unterbrecherplatte des Zündverstellers entgegen der in Richtung Spätzündung wirkenden Rückstellfeder in Richtung Frühzündung verstellt, und wobei in der Unterdruckleitung vom Ansaugrohr oberhalb der Drosselklappe zur Membrandose eine Steuerdose angeordnet ist, die eine Drosselverbindung zur verzögerten Zuleitung des Unterdruckes zur Membrandose aufweist, die bei einer teilweise geöffneten Drosselklappe und somit einer langsamen Beschleunigung des Fahrzeuges wirksam ist, um eine Frühzündung langsamer zu erreichen und eine Direktverbindung zur sofortigen Zuleitung des Unterdruckes zur Membrandose aufweist, die bei einem Schließen der Drosselklappe und somit einem Verzögern dee Fahrzeuges wirksam ist um eine Spätzündung sofort zu erreichen und wobei die Direktverbindung auch bei erneuter Beschleunigung nachfolgend einer Verzögerung wirksam ist, um eine Frühzündung schneller zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdose (60) über eine erste Unterdruckleitung (70) mit dem Ansaugrohr oberhalb der Drosselklappe, über eine zweite Unterdruckleitung (72) mit dem Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe und über eine dritte Unterdruckleitung (16) mit der Membrandose (14) verbunden ist und eine Trennwand (74) aufweist, die zwei Druckräume (76 und 78) schafft, von denen der erste (76) mit dem Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe und der zweite (78) mit der Membrandose verbunden ist und die beiden Druckräume (76 und 78) über eine in der Trennwand (74) vorgesehene Drosselverbindung (80) , ein hierzu paralleles Überdruckventil (82) und eine Direktverbindung (84) verbunden Bind und wobei der zweite Druckraum (78) über eine flexible Membrane (86) in einen dritten Druckraum aufgeteilt ist, der mit dem Ansaugrohr unterhalb der
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    Drosselklappe verbunden ist und wobei die Membrane (86) über eine Feder (88) in einer die Direktverbindung (84) bei einem Unterdruck im Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe unter einem bestimmten Wert abschließenden Lage gehalten ist und bei einem diesen Wert übersteigenden Unterdruck in eine die Direktverbindung (84) öffnende Lage gebracht wird und wobei die Direktverbindung (84) über ein temperaturabhängiges Bimetallelement (92) unterhalb einer bestimmten Temperatur geöffnet gehalten wird.
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