DE2302543A1

DE2302543A1 - Unterdruck-zuendverstelleinrichtung fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2302543A1
Application number: DE2302543A
Authority: DE
Inventors: Gerald B Bishop
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1972-02-24
Filing date: 1973-01-19
Publication date: 1973-08-30
Also published as: CA965658A; AU446755B2; GB1387377A; AU5088873A; US3800756A; JPS4898228A

Description

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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, und wobei in der Unterdruckleitung vom Ansaugrohr oberhalb der Drosselklappe zur Membrandose eine Drosselverbindung angeordnet ist und eine weitere Unterdruckleitung vom Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe zur Membrandose führt, in der eine Steuerdose angeordnet ist, über die in Abhängigkeit von einer öffnungsbewegung der Drosselklappe und somit einer Beschleunigung des Fahrzeuges durch den Abfall des Unterdruckes unter einen bestimmten Wert 'eine zeitlich begrenzte Frühzündung erzielt wird.

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309835/0389

Sitz der Gesellschaft Köln Registergericht Köln,HRB 84 - Vorsitzender des Aufsichtsrate*: Max lieber - Vorstand: Hans-Ado« Barthebneh, VortKzcnder Franz J.Bohr ■ Waldemar Ebers - John G.H.Hirsch ■ Wilhelm Inden - Alfred Langer ■ Hans Schaberger

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In aller Regel wird bei heute üblichen Unterdruck-Zündverstelleinrichtungen für Verbrennungsmotoren der im Ansaugrohr oberhalb der Drosselklappe wirkende Unterdruck dazu herangezogen, die Zündverstellung in Abhängigkeit von einer Öffnungsbewegung der Drosselklappe in Richtung Frühzündung zu verstellen. Eine in einer Membrandose angeordnete Membrane verstellt über eine Zugstange eine Unterbrecherplatte in Richtung Frühzündung, sobald im Unterdruckansdiluß oberhalb der Drosselklappe ein Unterdruck wirkt. Nimmt der Unterdruck inn Unterdruckanschluß oberhalb der Drosselklappe infolge eines Schließens der Drosselklappe oder infolge eines weiten öffnens der Drosselklappe während einer Beschleunigung ab, so wird die Unterbrecherplatte von

ti,

einer Rückstellfeder in Richtung Spätzündung verstellt. Während einer solchen Beschleunigung ergibt die Rücknahme der Frühzündung eine Verbesserung der Leistung. Dadurch wird jedoch auch eine spätere Verbrennung des Gemisches erzielt, so daß ein Teil des brennenden Gemisches beim Auslass ventil austritt. Durch Ventililberschneidungen und Druckschwankungen im Auspuffsystem können Teile des brennenden Gemisches durch den Auspuffsammler zu einem Zylinder gelangen, dessen Ventile offen sind. Es kann sogar bis ins Ansaugrohr gelangen, wo es das frische Gemisch entzünden kann und so einen Feuerrück· schlag erzeugt, der bis in den Vergaser gelangen kann.

Eine Frühzündung zündet das Gemisch früher und verlängert somit die Brennzeitj so daß das brennende Gemisch nicht in den Auspuffsammler gelangt,

Eo ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine zeitlich begrenzte Frühzündung während einer starken Beschleunigung des Fahrzeuges bereitzustellen, damit die Brennzeit für das Gemisch verlängert wird und eine vollständige Verbrennung innerhalb des Zylinders stattfindet und damit ein Feuerrückschlag verhindert wird.

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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem die Steuerdose eine Trennwand aufweist, die zwei Druckräume schafft, die beide mit dem Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe verbunden sind und im ersten Druckraume eine erste Membrane angeordnet ist, die auf einer Seite dem Atmospärendruck und auf der anderen Seite dem Unterdruck unterhalb der Drosselklappe und einer diesem entgegenwirkenden Feder ausgesetzt ist und im zweiten Druckraum eine zweite, kleinere Membrane angeordnet ist, die auf einer Seite dem Unterdruck unterhalb der Drosselklappe und auf der anderen Seite über die Membrandose dem Unterdruck oberhalb der Drossel-KLappe ausgesetzt ist und die erste Membrane mit der zweiten Membrane über eine Kupplungsstange verbunden ist und wobei bei einem Abfall des Unterdruckes unterhalb der Drosselklappe die Feder die zweite Membrane bewegt, wodurch in der Membrandose ein zertweiser Unterdruck und damit eine zeitweise Frühzündung erzielt wird.

Die Erfindung wird anhand eines in der beiliegenden Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur zeigt eine schematische .Anordnung der Teile eines Verbrennungsmotors, die mit einer Unterdruck-Zündverstelleinrichtung gemäß der Erfindung zusammenwirken.

Es sind dies ein Vergaser 10, eine Unterbrecherplatte 12, eine Membrandose 14 zum Steuern der Unterbrecherplatte 12 und eine Unterdruckleitung 16 zwischen dem Vergaser 10 und der Membrandose 14, über die der die Zündverstellung bewirkende Unterdruck im Ansaugrohr oberhalb der Drosselklappe wirkt.

Im einzelnen ist der Vergaser 10 als Fallstromvergaser gezeigt, dessen Luftkanal 18 bei 20 mit der Atmosphäre und dessen anderes Ende 22 mit dem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors verbunden ist.

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Der Luftkanal 18 besitzt den üblichen Venturiabschnitt 24 und eine Drosselklappe 26. Die Drosselklappe 26 ist im Luftkanal 18 drehbar gelagert und steuert die Strömung eines Treibstoff-Luft-Gemisches in das Ansaugrohr . Treibstoff wird in herkömmlicher Weise durch eine Treibstoffdüse (nicht gezeigt) geliefert, die sich in herkömmlicher Weise im oder unterhalb des Venturiab schnitte s 24 in den Luftkanal 18 erstreckt.

Die Drosselklappe 26 ist in ihrer Leerlauf stellung gezeigt, in der der Luftkanal 18 nahezu vollständig abgeschlossen ist, sie ist jedoch auch in eine vertikale Stellung bewegbar, in der sie den gesamten Querschnitt des Luftkanales 18 freigibt. Ein Unterdruckanschluß 28 ist oberhalb der sich in ihrer Schließstellung befindlichen Drosselklappe 26 angeordnet und wird bei einer Öffnungsbewegung der Drosselklappe von dieser überstrichen. Dadurch ergibt sich im Unterdruckanschluß 28 ein veränderlicher Unterdruck, der für die Zündverstellung herangezogen wird. Weiterhin ist ein Unterdruckanschluß im Ansaugrohr des Verbrennungsmotors vorgesehen, dessen Zweck später noch erläutert wird.

Wie bereits erwähnt, besteht der Zündverteiler aus einer Unterbrecherplatte 12, die um einen Punkt 31 schwenkbar gelagert ist und somit gegenüber einem Verteilernocken 32 verschwenkbar ist. Der Verteilernocken 32 weist sechs Kanten 34 entsprechend der Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors auf. Jede der Kanten 34 wirkt mit einem Unterbrechernocken 36 eines Unterbrecherpaares 38 zusammen, um den Zündfunken für jeden der sechs Zylinder zu erzeugen. Ein Verschwenken der Unterbrecherplatte 12 entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung einer Spätzündung oder in Richtung des Uhrzeigers in Richtung einer Frühzündung wird über eine Zustange 40 von der Membrandose 14 her bewirkt.

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Die Membrandose 14 kann einen herkömmlichen Aufbau aufweisen. Sie besteht aus einem hohlen Gehäuse 42, in dem eine ringförmige felxible Membrane 48 angeordnet ist, die das Gehäuse 42 in eine Atmosphärendruckkammer 44 und eine Unterdruckkammer 46 aufteilt. Die Membrane 48 ist fest mit der Zugstange 40 verbunden und wird über eine Druckfeder 50 nach rechts in Richtung Spätzündung beaufschlagt. Die Druckkammer 44 weist eine öffnung (nicht gezeigt) zur Umgebungsluft auf, während die Druckkammer 46 über eine Bohrung (nicht gezeigt) mit der Unterdruckleitung 16 verbunden ist. Die Unterdruckleitung 16 enthält einen bekannten Drosseleinsatz 52 aus gesintertem Metall, zu einem Zweck, der noch beschrieben wird.

Bei abgestelltem Verbrennungsmotor und anderen später beschriebenen Betriebszuständen existiert auf beiden Seiten der Membrane 48 Atmosphärendruck, wodurch die Druckfeder 50 die Zugstange 40 nach rechts in ihre Stellung für geringste Frühzündung bzw Spätzündung drücken kann. Sobald der Verbrennungsmotor läuft, wird Unterdruck verzögert der Unterdruckkammer 46 zugeleitet, wodurch die Membrane 48 die Zugstange 40 nach links in Richtung Frühzündung bewegen kann, wobei das Ausmaß der Frühzündung abhängig vom Unterdruck im Ansaugrohr oberhalb der Drosselklappe ist.

Wie bereits erwähnt, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Einrichtung zur Erzielung einer zeitlich begrenzten Frühzündung während einer Beschleunigung des Fahrzeuges zu schaffen.

Im einzelnen besteht die Einrichtung aus einer Steuerdose 60, die im wesentlichen aus einem Gehäuse 62 besteht, das zwei flexible Membranen 64 und an den entgegengesetzten Enden aufweist. Eine Trennwand 68 teilt das Gehäuse 62 in zwei Kammern 70 und 72, die über eine Bohrung 74 miteinander verbunden sind.

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Die Membrane 64 unterteilt die Kammer 70 in einen Atmosphärendruckraum 76 und einen Unterdruckraum 78. Der Unterdruckraum 78 ist über eine Unterdruckleitung 80 mit dem Unterdruckanschluß 30 unterhalb der Drosselklappe verbunden. Die Trennwand 68 dient weiterhin als Anlage für eine Druckfeder 32, die die Membrane 64 in der Figur gesehen nach links zu drücken sucht.

Die Membrane 66 unterteilt die Kammer 72 in einen Unterdruckraum 84 und einen Raum 86 mit variablem Volumen, Der Raum 86 ist über eine Leitung 88 mit dem Unterdruckraum 46 der Membrandose 14 verbunden. Die Membranen 66 und 64 sind Über eine Kupplungsstange 90 miteinander verbunden. Die Fläche der Membrane 66 ist hierbei geringer als die Fläche der Membrane 64, zu einem Zweck, der nachfolgend noch erklärt wird.

Es ist leicht zu ersehen, daß bei geschlossener Drosselklappe der im Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe wirkende Unterdruck in den Unterdruckräumen 78 und 84 wirksam wird, wodurch die'Kraft der Feder 82 überwunden wird und beide Membrane nach rechts verschoben werden, bis die Membrane 66 gegen das Ende der Leitung 88 anliegt. Die Kraft der Feder 82 wird so gewählt, daß sie, sobald die Drosselklappe in ihre voll geöffnete Stellung bewegt wird, was eine Beschleunigung anzeigt und einen Abfall des Unterdruckes im Unterdruckanschluß 30 zur Folge hat, in der Lage ist, die Membrane 64 nach links zu verschieben. Gleichzeitig mit einer Bewegung der Membrane 64 nach links, wird die Membrane 66 nach links bewegt, was einer plötzlichen Vergrößerung des Raumes 86 entspricht und damit einem Unterdruck.der über die Leitung 88 auf die Unterdruckkammer 46 der Membrandose 14 einwirkt. Der Drosseleinsatz 52 in der Unterdruckleitung 16 verhindert hierbei eine direkte Verbindung zwischen der Unterdruckkammer 46 und denn Unterdruckanschluß 28. Daher wird der im Raum 86 erzeugte Unterdruck zunächst eine sofortige Bewegung der Membrane 48 nach links in Richtung Frühzündung bewirken.

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Diese Frühzündung "wird jedoch nur zeitlich begrenzt. z.B. nur für eine Sekunde, aufrecht erhalten, bis der Unterdruck in der Unterdruckkammer 46 über den Drosseleinsatz 52 und die Unterdruckleitung 16 abgebaut ist. Der dann höhere Druck in der Unterdruckkammer 46 erlaubt der Druckfeder 50, die Unterbrecherplatte ich Richtung einer verringerten Frühzündung einzustellen, und zwar in eine Stellung, in die sie ohne Anwendung der erfindungsgemäßen Steuerdose normalerweise gebracht würde. Ein sich hierauf aufbauender Unterdruck im Ansaugrohr führt die beiden Membranen 64 und 66 in ihre anfängliche Ausgangslage zurück.

Die Funktionsweise der Erfindung ist aus dem Vorhergegangenen ausreichend ersichtlich und wird daher im einzelnen nicht wiederholt. Es reicht aus, hier daraufhinzuweisen, daß eine Beschleunigung des Fahrzeuges durch eine Öffnungsbewegung der Drosselklappe eine zeitlich begrenzte Frühzündung hervorruft, der eine langsamer zunehmende Frühzündung bei steigendem

Unterdruck oberhalb der Drosselklappe folgt. Eine Verzögerung des Fahrzeuges durch eine Schließbewegung der Drosselklappe ruft infolge des Drosseleinsatzes in der Unterdruckleitung vom Ansaugrohr zur Membrandose eine verzögerte Rückkehr zu einer verringerten Frühzündung bzw einer Spätzündung hervor.

Die verzögerte Verstellung in Richtung Frühzündung ergibt eine Verbesserung der Abgasemission durch eine Verlängerung der Brennzeit für das Gemisch. Die verzögerte Verstellung in Richtung Spätzündung während einer Verzögerung ermöglicht eine schnellere Umkehr zu einer Frühzündung für eine nachfolgende Beschleunigung und verbesser t die Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit des Verbrennungsmotors.

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Claims

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 F ruh zündver stellt und wobei in der Unterdruckleitung vom Ansaugrohr oberhalb der Drosselklappe zur Membrandose eine D ross el verbindung angeordnet ist und eine weitere Unterdruckleitung vom Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe zur Membrandose führt, in der eine Steuerdose angeordnet ist, über die in Abhängigkeit von einer Öffnungsbewegung der Drosselklappe und somit einer Beschleunigung des Fahrzeuges durch den Abfall des Unterdruckes unter einen bestimmten Wert eine zeitlich begrenzte Frühzündung erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdose (60) eine Trennwand (68) aufweist, die zwei Kammern (70 und 72) schafft, die beide mit dem Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe (bei 30) verbunden sind und in der ersten Kammer (70) eine erste Membrane (64) angeordnet ist, die auf einer Seite dem Atmosphärendruck und auf der anderen Seite dem Unterdruck unterhalb der Drosselklappe und einer diesem entgegenwirkenden Feder (82) ausgesetzt ist und in der zweiten Kammer (72) eine zweite, kleinere Membrane (66) angeordnet ist, die auf der einen Seite dem Unterdruck unterhalb der Drosselklappe und auf der anderen Seite über die Membrandose (14) dem Unterdruck oberhalb der Drosselklappe (bei 28) ausgesetzt ist und die erste Membrane (64) mit der zweiten Membrane (66) über eine Kupplungsstange (90) verbunden ist und wobei bei einem Abfall des Unterdruckes unterhalb der Drosselklappe (bei 30) die Feder (82) die erste und die ,

zweite Membrane (64,'und 66) bewegt, wodurch in der Membrandose (14) ein zeitweiser Unterdruck und damit eine zeitweise Frühzündung erzeugt

. wird.

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