DE2340541A1 - PROTECTIVE DEVICE FOR AN ARRANGEMENT FOR EXHAUST GAS DETOXIFICATION FROM COMBUSTION POWER MACHINES - Google Patents
PROTECTIVE DEVICE FOR AN ARRANGEMENT FOR EXHAUST GAS DETOXIFICATION FROM COMBUSTION POWER MACHINESInfo
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Description
23405A123405A1
R. 1633
3.8.1973 Ka/KbR. 1633
3.8.1973 Ka / Kb
Anlage zur
PatentanmeldungAttachment to
Patent application
Schutzeinrichtung für eine Anordnung zur Abgasentgiftung von Brennkraftmaschinen Protective device for an arrangement for exhaust gas detoxification from internal combustion engines
Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für eine Anordnung zur Verminderung von schädlichen Anteilen der Abgasemission von Brennkraftmaschinen, deren Auspuffsystem wenigstens einen thermischen und/oder katalytischen Reaktor zur Nachbehandlung des Abgases der Brennkraftmaschine aufweist.The invention relates to a protective device for an arrangement for reducing harmful proportions of the Exhaust emissions from internal combustion engines, their exhaust systems has at least one thermal and / or catalytic reactor for aftertreatment of the exhaust gas from the internal combustion engine.
Bei bekannten Abgasentgiftungseinrichtung für Brennkraftmaschinen sind im Auspuffsystem der Brennkraftmaschine thermische und/oder katalytische Reaktoren vorgesehen. So sind beispielsweise sogenannte Zweibettkatalysatoren bekannt, die im Auspuffsystem einer Brennkraftmaschine angeordnet sind, wobei die Brennkraftmaschine mit einem fetten Kraftstoffgemisch betrieben wird. In einem ersten Katalysatorbett des Zweibettkatalysators werden dabei die in dem Abgas enthaltenen Stickoxide NO mit dem Kohlenmonoxid CO zu Kohlendioxid CO und Stickstoff N? abgebaut. Im zweiten Katalysatorbett des Zweibettkatalysators werden unter Zufügung von Sekundärluft das noch vorhandene Kohlen-In known exhaust gas detoxification devices for internal combustion engines, thermal and / or catalytic reactors are provided in the exhaust system of the internal combustion engine. For example, so-called two-bed catalytic converters are known which are arranged in the exhaust system of an internal combustion engine, the internal combustion engine being operated with a rich fuel mixture. In a first catalyst bed of the two-bed catalyst, the nitrogen oxides NO contained in the exhaust gas are converted with the carbon monoxide CO to carbon dioxide CO and nitrogen N ? reduced. In the second catalyst bed of the two-bed catalyst, the remaining carbon is removed with the addition of secondary air.
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monoxid CO zu Kohlendioxid C0? und die im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffe CH zu Kohlendioxid COn und Wasser oxidiert.monoxide CO to carbon dioxide C0 ? and the hydrocarbons CH contained in the exhaust gas are oxidized to carbon dioxide CO n and water.
η m 2η m 2
Bei derartigen Abgasentgiftungssystemen besteht das Problem, daß die Katalysatoren gegenüber Temperaturen, bei denen sie zerstört werden, geschützt werden müssen. Damit die Katalysatoren unter normalen Betriebsbedingungen, z. B. im Stadtbetrieb, ausreichend hohe Temperaturen für die Nachbehandlung des Abgases erreichen, werden sie möglichst nahe am Auslaß der Brennkraftmaschine eingebaut. Dadurch können unter ungünstigen Verhältnissen, z.B. bei längerer Vollastfahrt, unzulässig hohe Temperaturen im Katalysator auftreten. Noch wesentlich gefährlicher kann die Temperaturerhöhung sein, wenn infolge von Störungen der Zündanlage, z.B. bei abgefallenem Kerzenstecker oder bei einer defekten Zündkerze, ein oder mehrere Zylinder der Brennkraftmaschine zwar mit brennfähigem Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt werden, im Brennraum der Brennkraftmaschine jedoch keine Verbrennung stattfindet. Dadurch wird das zündfähige Kraftstoff-Luft-Gemisch unverbrannt oder unvollständig verbrannt ausgestoßen und gelangt in den oder die im Auspuffsystem der Brennkraftmaschine angeordneten Katalysatoren, die sich auf einem hohen Temperaturniveau befinden. Aufgrund der plötzlich zugeführten überschüssigen Energie wird die Temperatur in dem bzw. den Katalysatoren zusätzlich in starkem Maße erhöht, so daß die Katalysatortemperatur unzulässig hohe Werte annimmt und der Katalysator zerstört wird.In such exhaust gas decontamination systems there is the problem that the catalysts against temperatures at which they must be destroyed, must be protected. So that the catalysts under normal operating conditions, e.g. B. in City operation, reaching sufficiently high temperatures for the aftertreatment of the exhaust gas, they are as close as possible installed at the outlet of the internal combustion engine. As a result, under unfavorable conditions, e.g. when driving at full load for a long time, Inadmissibly high temperatures occur in the catalytic converter. The temperature increase can be even more dangerous, if as a result of malfunctions in the ignition system, e.g. if the spark plug connector has fallen off or a spark plug is defective, one or more cylinders of the internal combustion engine are supplied with a combustible fuel-air mixture, in the Combustion chamber of the internal combustion engine, however, no combustion takes place. This creates the ignitable fuel-air mixture Ejected unburned or incompletely burned and gets into the or the in the exhaust system of the internal combustion engine arranged catalysts that are at a high temperature level. Due to the suddenly fed excess energy, the temperature in the catalyst (s) is also increased to a great extent, so that the catalyst temperature assumes inadmissibly high values and the catalyst is destroyed.
Um derartige Zerstörungen zu vermeiden, sind Einrichtungen bekannt geworden, bei denen die Katalysatoren umgehende, durch ein Ventil gesteuerte Bypasskanäle vorgesehen sind. Wenn hier die Katalysatortemperatur zu groß wird, wird ein Bypass zu dem bzw. den Katalysatoren geöffnet und das Abgas an den Nachbehandlungseinrichtungen vorbeigeleitet. DiesIn order to avoid such destruction, devices have become known in which the catalytic converters immediately, bypass channels controlled by a valve are provided. If the catalyst temperature is too high here, a Bypass to the catalyst (s) opened and the exhaust gas bypassed the aftertreatment devices. this
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führt dazu, daß die Abgasvorschriften in derartigen Fällen nicht eingehalten werden, da der den Katalysator umgehende Abgasstrom hohe Konzentrationen der schädlichen Bestandteile Kohlenmonoxid j Kohlenwasserstoff und Stickoxiden enthält. Außerdem ist auch der konstruktive Aufwand bei derartigen Lösungen verhältnismäßig groß.leads to the fact that the exhaust gas regulations are not complied with in such cases, since the catalyst bypasses Exhaust gas stream contains high concentrations of the harmful constituents carbon monoxide j hydrocarbons and nitrogen oxides. In addition, the design effort in such solutions is relatively large.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Schutz von Anordnungen zur Abgasentgiftung eine Einrichtung zu entwickeln, die einfach und kostengünstig zu realisieren ist und die für die Abgasnachbehandlungseinrichtungen in den oben beschriebenen Fällen einen ausreichenden und zuverlässigen Schutz bietet.The invention is based on the object to protect To develop arrangements for exhaust gas detoxification a device that is easy and inexpensive to implement and that for the exhaust gas aftertreatment devices in the cases described above is a sufficient and provides reliable protection.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß den Verbrennungsvorgang in einzlenen Zylindern oder Zylindergruppen charakterisierende Sensoren vorgesehen sind, die bei Vorgängen, die zu einer unzulässigen Temperaturerhöhung im Auspuffsystem bzw. wenigstens einem der Katalysatoren führen, die Abschaltung der Zufuhr des Kraftstoffes bzw. des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu einzelnen, die Temperaturerhöhung verursachenden Zylindern oder Zylindergruppen auslösen.This object is achieved according to the invention in that the combustion process in individual cylinders or groups of cylinders characterizing sensors are provided, which are used in processes that lead to an impermissible temperature increase in the Exhaust system or at least one of the catalytic converters lead to the shutdown of the supply of fuel or the fuel-air mixture to trigger individual cylinders or groups of cylinders causing the temperature increase.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus der zugehörigen Zeichnung, die in schematischer Darstellung eine Schutzeinrichtung für eine Anordnung zur Abgasentgiftung von Brennkraftmaschinen zeigt.Further advantageous refinements and expedient developments of the invention result in connection with the subclaims from the following description an exemplary embodiment and from the accompanying drawing, which shows a protective device in a schematic representation for an arrangement for exhaust gas detoxification from internal combustion engines shows.
In der Zeichnung ist eine Brennkraftmaschine 1 dargestellt, der über ein Ansaugrohr 2 Luft zugeführt wird. Das Ansaugrohr 2 teilt sich in einzelne Zweigleitungen 3,^,5 und Γ auf, in denen jeweils ein Einspritzventil 7,8,9 und 10 angeordnet ist. Jeder- cirser Einspritzventi1 e wird für eine von den parMT- r lern der Brennkraf ir.?.:-; chine 1 abhängende ZeitThe drawing shows an internal combustion engine 1 to which air is supplied via an intake pipe 2. The intake pipe 2 is divided into individual branch lines 3, ^, 5 and Γ, in each of which an injection valve 7, 8, 9 and 10 is arranged. Each cirser injection valve 1 e is for one of the parMT r learners of the Brennkraf ir.?.:-; chine 1 dependent time
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von einem Steuergerät 11 geöffnet. Das Steuergerät 11 für die elektronisch gesteuerte Benzineinspritzung ist deshalb über Leitungen 12, 13» I^ und 15 mit je einem der Einspritzventile 7j8,9 und 10 verbunden. In den Verbindung leitungen 12, 13,14 und 15 ist dabei je ein öffner 16, 17,18 und 19 angeordnet.opened by a control unit 11. The control unit 11 for the electronically controlled gasoline injection is therefore Via lines 12, 13 »I ^ and 15 each with one of the injection valves 7j8,9 and 10 connected. In the connection lines 12, 13, 14 and 15 are each an opener 16, 17, 18 and 19 arranged.
Im Auspuffsystem 20 der Brennkraftmaschine sind ein thermischer Reaktor 21 und ein katalytischer Reaktor 22 angeordnet, in denen der Anteil der schädlichen Stoffe des Abgases reduziert werden soll. In jedem der Reaktoren 21 und 22 ist einer von zwei Temperaturfühlern 23 und 2k angeordnet, die mit einem Steuergerät 25 verbunden sind. Außerdem ist das Steuergerät 25 mit Temperaturfühlern 26,27,28 und 29 verbunden, die in einzelnen, den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Zweigrohren 30,31, 32 und 33 des Auspuffsystems 20 der Brennkraftmaschine 1 angeordnet sind. In Abhängigkeit von den durch die Temperaturfühler 23,2*4, 26,27,28 und 29 ermittelten Temperaturen betätigt das Steuergerät 25 über die mit unterbrochenen Linien angedeuteten Verbindungen die Kontakte 16 bis 19 und unterbricht dabei die elektrischen Zuleitungen zu wenigstens einem der Einspritzventile 7,8,9 bzw. 10, so daß die Kraftstoffzufuhr zu dem betreffenden Zylinder der Brennkraftmaschine 1 unterbrochen wird.In the exhaust system 20 of the internal combustion engine, a thermal reactor 21 and a catalytic reactor 22 are arranged, in which the proportion of harmful substances in the exhaust gas is to be reduced. One of two temperature sensors 23 and 2k , which are connected to a control unit 25, is arranged in each of the reactors 21 and 22. In addition, the control unit 25 is connected to temperature sensors 26, 27, 28 and 29, which are arranged in individual branch pipes 30, 31, 32 and 33 of the exhaust system 20 of the internal combustion engine 1, which are assigned to the cylinders of the internal combustion engine. Depending on the temperatures determined by the temperature sensors 23,2 * 4, 26,27,28 and 29, the control unit 25 actuates the contacts 16 to 19 via the connections indicated by broken lines and thereby interrupts the electrical leads to at least one of the injection valves 7 , 8,9 or 10, so that the fuel supply to the relevant cylinder of the internal combustion engine 1 is interrupted.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Schutzeinrichtung ist folgende:The mode of operation of the protective device described is the following:
Wenn mit Hilfe der Temperaturfühler 23 bzw. 2k festgestellt wird, daß die Temperatur in einem der Raktoren 21 bzw. 22 einen im Normalfall nicht erreichten Schwellwert überschrittenIf it is determined with the aid of the temperature sensor 23 or 2k that the temperature in one of the actuators 21 or 22 has exceeded a threshold value which is normally not reached
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hat, wird mit Hilfe der Temperaturfühler 26,27,28 bzw. 29 festgestellt, in welchem der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine 1 keine ordnungsgemäße Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches stattfindet, bzw. welcher der Zylinder der Brennkraftmaschine für die überhöhung der Katalysatortemperatur verantwortlich ist. Als Kriterium für das Auftreten von Zündaussetzern in einem Zylinder gilt der rasche Temperaturabfall im Abgasstutzen direkt hinter dem betreffenden. Zylinderauslaß. Ist der betreffende Zylinder der Brennkraftmaschine ermittelt, in dem durch irgendeine Störung die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches nicht stattfindet, so wird von dem Steuergerät 25 der dem ermittelten Zylinder zugehörige Kontakt 16 bzw. 17 bzw. 18 bzw. 19 betätigt und die Kraftstoffzufuhr zu dem entsprechenden Zylinder der Brennkraftmaschine unterbrochen, in dem das Ventil 7 bzw. 8 bzw. 9 bzw. 10 nicht mehr von dem elektronischen Steuergerät 11 betätigt werden kann. Anstelle der in den Zuleitungen zu den Einspritzventilen liegenden Schaltkontakte 16 bis 19, die als Öffner ausgebildet sind, können auch Schließer verwendet sein, die bei Ausfall des Verbrennungsvorganges in einem Zylinder der Brennkraftmaschine die Erregerwicklung eines der Einspritzventile 7 bis 10 kurzschließen. Anstelle der Schaltkontakte können auch Halbleiterschalter verwendet werden.has, with the help of the temperature sensors 26,27,28 or 29 found in which of the individual cylinders of the internal combustion engine 1 no proper combustion of the fuel-air mixture takes place, or which of the cylinders of the internal combustion engine is responsible for the increase in the catalyst temperature responsible for. As a criterion for the occurrence of misfires in a cylinder, the rapid drop in temperature in the exhaust port directly behind the relevant one applies. Cylinder exhaust. If the relevant cylinder of the internal combustion engine is determined in which the combustion is due to some malfunction of the fuel-air mixture does not take place, the control unit 25 determines the cylinder associated with the determined cylinder Contact 16 or 17 or 18 or 19 actuated and the fuel supply to the corresponding cylinder of the internal combustion engine interrupted, in which the valve 7 or 8 or 9 or 10 is not more can be actuated by the electronic control unit 11. Instead of the one in the supply lines to the injection valves lying switch contacts 16 to 19, which are designed as NC contacts, can also be used, the NO contacts if the combustion process fails in a cylinder of the internal combustion engine, the excitation winding of one of the Short-circuit injectors 7 to 10. Instead of Switching contacts can also be used with semiconductor switches.
Damit das elektronische Steuergerät 25 einen der Schaltkontakte 15 bis 19 bei Überschreitung einer bestimmten Temperaturschwelle in einem der Reaktoren auslöst, werden die Temperaturen in den Zweigleitungen 30 bis 33 der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine untereinander verglichen und derjenige Zylinder ermittelt, der die niedrigste Temperatur aufweist. Nach Ermittlung dieses Zylinders wird der Steuerstrom zu dem Einspritzventil dieses Zylinders unterbrochen. Parallel dazu v/erden optische oder akustische Signaleinrichtungen betätigt, um dem die Brennkraftmaschine Bedienenden, beispielsweise dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges anzuzeigen, daß einSo that the electronic control unit 25 is one of the switching contacts 15 to 19 triggers when a certain temperature threshold is exceeded in one of the reactors, the temperatures in the branch lines 30 to 33 of the individual cylinders of the Internal combustion engine compared with each other and that cylinder is determined which has the lowest temperature. After this cylinder has been determined, the control current to the injection valve of this cylinder is interrupted. Parallel for this purpose, optical or acoustic signaling devices are actuated, to indicate to the operator of the internal combustion engine, for example the driver of a motor vehicle, that a
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Zylinder der Brennkraftmaschine nicht ordnungsgemäß arbeitet.Cylinder of the internal combustion engine is not working properly.
Besonders vorteilhaft bei der beschriebenen Lösung ist, daß nur die Kraftstoffzufuhr zu demjenigen Zylinder unterbrochen wird, in dem ohnehin kein VerbrennungsVorgang stattfindet. Damit tritt durch die Abschaltung der Kraftstoffzufuhr kein zusätzlicher Drehmomentabfall der Brennkraftmaschine ein.It is particularly advantageous in the solution described that only the fuel supply to that cylinder is interrupted in which no combustion process takes place anyway. There is thus no additional torque drop in the internal combustion engine due to the shutdown of the fuel supply.
Bei einem zweiten, weiter nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, kann das Signal, welches angibt, daß in einem Zylinder keine oder keine vollständige Verbrennung stattfindet, auch aus den Temperaturen in den Zweigleitungen bis 33 des Auspuffsystems 20 der Brennkraftmaschine gewonnen werden. In Abhängigkeit von diesen Temperaturen kann dann wieder die Zuleitung zu einem der Einspritzventile 7 bis 10 in den Zweigleitungen 3 bis 6 des Ansaugrohres 2 der Brennkraftmaschine 1 unterbrochen werden.In a second, further not shown embodiment, the signal which indicates that in a Cylinder no or no complete combustion takes place, also from the temperatures in the branch lines to 33 of the exhaust system 20 of the internal combustion engine will. Depending on these temperatures, the feed line to one of the injection valves 7 to can then again 10 in the branch lines 3 to 6 of the intake pipe 2 of the internal combustion engine 1 are interrupted.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Temperaturen der einzelnen Zylinder nicht in den Zx^eigleitungen 30 bis 33 des Auspuffsystems 20 der Brennkraftmaschine zu messen, sondern durch Temperaturfühler in den Zylinderköpfen der Brennkraftmaschine zu ermitteln. Dadurch kommen infolge der Zylinderkopfkühlung der Brennkraftmaschine Temperaturfühler für niedrigere Temperaturen zur Verwendung. Dies bedeutet eine Vereinfachung und Verbilligung des Aufbaus der Schutzeinrichtung.Another possibility consists in not keeping the temperatures of the individual cylinders in the internal lines 30 to 33 of the exhaust system 20 of the internal combustion engine measure, but to determine by temperature sensors in the cylinder heads of the internal combustion engine. This will result in the cylinder head cooling of the internal combustion engine temperature sensor for lower temperatures for use. this means a simplification and cheaper construction the protective device.
Eine nicht stattfindende Verbrennung oder eine nicht vollständige Verbrennung in einem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 läßt sich auch über den Verbrennungsdruck in den Zylindern der Brennkraftmaschine ermitteln. Zu diesem Zweck ist in jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Drucksensor vorzusehen.Combustion that does not take place or incomplete combustion in a cylinder of the internal combustion engine 1 can also be determined from the combustion pressure in the cylinders of the internal combustion engine. To this Purpose is one in each cylinder of the internal combustion engine Provide pressure sensor.
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Auch über eine Ionenstrom- oder Zündstrommessung läßt sich eine nicht einwandfrei arbeitende Zündung erkennen.An ignition that is not working properly can also be detected by measuring the ion current or ignition current.
Eine Vereinfachung der beschriebenen Einrichtung läßt sich auch dadurch erreichen, wenn nicht die Temperaturen der einzelnen Zylinder überwacht v/erden und dann die den einzelnen Zylindern zugeordneten Magnetventile betätigt werden, sondern wenn Zylindergruppen und die diesen Zylindergruppen zugeordneten Magnetventile überwacht und betätigt werden.A simplification of the device described can also be achieved if not the temperatures of the monitors the individual cylinders and then actuates the solenoid valves assigned to the individual cylinders but when cylinder groups and the solenoid valves assigned to these cylinder groups are monitored and operated will.
Eine weitere Möglichkeit zur Verhinderung von unzulässigen Temperaturerhöhungen der Reaktoren besteht darin, in einzelnen zu den jeweiligen Zylindern der Brennkraftmaschine führenden Ansaugrohren Steuerklappen vorzusehen, die in Abhängigkeit von der Reaktortemperatur verschwenkbar sind, wobei diejenige Klappe geschlossen wird, die in dem Ansaugrohr desjenigen Zylindern ist, der die.Temperaturerhöhung auslöst. Dr?.bei muß durch geeignete Einrichtungen, beispielsweise durch ein Rückschlagventil, dafür gesorgt werden, daß Luft aus der Umgebung angesaugt v.crden kann, damit ein zu hoher Unterdruck im Zylinder dri' Brennkraftmaschine und damit ein zu großer Leistungsvrrlust der Brennkraftmaschine vermieden v.'ird.Another way of preventing impermissible temperature increases in the reactors is to use individual To provide intake pipes leading to the respective cylinders of the internal combustion engine control flaps, which are dependent on the reactor temperature can be pivoted, the flap being closed that is in the intake pipe of that cylinder which triggers the temperature increase. Dr? .Bei must be through suitable Facilities, for example by a check valve, ensure that air is drawn in from the environment v.crden, so that too high a negative pressure in the cylinder dri 'internal combustion engine and thus too great a loss of power in the internal combustion engine is avoided.
Zweckm?ißigerweise werden die Klappen als pneumatisch betätigbare Ventile ausgebildet, die vom Unterdruck im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine gesteuert werden, wobei zur Servosteuerung ein Magnetventil für die Steuerluft vorgesehen ist.Expedient ? The flaps are usually designed as pneumatically operated valves which are controlled by the negative pressure in the intake pipe of the internal combustion engine, with a solenoid valve for the control air being provided for servo control.
Bei Brennkraftmaschinen mit zwei Vergasern für je zwei Zylinder wird entweder mit Hilfe von Magnetventilen die Kraftstoffsufuhr zu wenigstens einer Schwimmerkammer unterbrochen oder die Drosselklappe wenigstens eines Vergasers zur Verhinderung weiterer Gemischbildung ganz geschlossen.In internal combustion engines with two carburettors for two cylinders each, the fuel supply is either activated with the help of solenoid valves interrupted to at least one float chamber or the throttle valve of at least one carburetor to prevent further Mixture formation completely closed.
Auch im Schiebebetrieb von Brennkraftmaschinen kann es vorkommen, daß die Reaktoren unzulässig hoch erwärmt werden, da die Reaktoren mit nicht vollständig verbranntem Kraftstoff BW ORlQlNM.' 509808/0214Also, in the shift operation of internal combustion engines, it may happen that the reactors be heated unacceptably high, since the reactors with incompletely burned fuel BW ORlQlNM. ' 509808/0214
des Kraftstoffes bzw. des Kraftstoff-Luft-Gemisches schon vor Überschreiten der zulässigen Katalysatortemperatur wenigstens teilweise zu unterbrechen. Es ist in diesem Fall jedoch zweckmäßig, zur Vermeidung von besonders hohen Abgasemissüonsspitzen die Kraftstoffzufuhr erst nach einer Verzögerung von ca. 20 see. abzustellen. Während der Zeit bis zur verzögerten Abschaltung der Kraftstoffzufuhr wird durch die über das Saugrohr angesaugte Luft eine bessere Verbrennung erreicht.of the fuel or the fuel-air mixture To interrupt at least partially exceeding the permissible catalyst temperature. It is in this case, however expedient to avoid particularly high exhaust emission peaks the fuel supply only after a delay of approx. 20 see. to turn off. During the time until the delayed shutdown of the fuel supply, the Air sucked into the intake manifold achieves better combustion.
Die zeitliche Steuerung der Abschaltung des Kraftstoffes bei Schiebebetrieb kann zweckmäßigerweise mit Hilfe eines Bimetallrelais erfolgen. Die Kraftstoffzufuhr wird zur Vermeidung von Schäden an den Reaktoren erst dann wieder eingeschaltet, wenn im Schiebebetrieb eine bestimmte Drehzahl der Brennkraftmaschine unterschritten wird.The timing of the shutdown of the fuel during coasting operation can expediently with the help of a bimetal relay take place. To avoid damage to the reactors, the fuel supply is only switched on again when if the engine speed falls below a certain speed in overrun mode.
Zur Verbesserung der Betriebssicherheit und zum Schutz vor unnötiger Betätigung der Schutzeinrichtung kann wenigstens ein weiterer Temperaturfühler vorgesehen sein; der dazu dient, in einem unteren Temperaturbereich die Inbetriebnahme der Schutzeinrichtung zu verhindern und damit eine unerwünschte Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu verhindern.To improve operational safety and to protect against unnecessary actuation of the protective device, at least one further temperature sensor can be provided ; which is used in a lower temperature range to prevent the start-up of the protective device and thus to prevent an undesired interruption of the fuel supply.
Eine derartige Verriegelung der Schutzeinrichtung ist notwendig, weil die Verbrennungsvorgänge in der Brennkraftmaschine in einem bestimmten von der Zündfolge bestimmten Rhythmus ablaufen und dadurch die Zylinder der Brennkraftmaschine nicht gleichzeitig, sondern nacheinander Abgas ausstoßen. Da aber die Temperaturfühler 26 bis 29 die Abgastemperatur in den Zweigrohren 30 bis 33 untereinander vergleichen, kann es zu einer unerwünschten Auslösung der Schutzeinrichtung kommen, wenn z. B. bei einem Kaltstart der Zylinder 1 der Brennkraftmaschine sofort betriebsbereit ist, die übrigen Zylinder aber nicht bei den ersten Kurbelwellenumdrehungen sondern erst kurze Zeit später zu arbeiten beginnen. In diesem Fall würde für dieseSuch a locking of the protective device is necessary because the combustion processes in the internal combustion engine in run according to a certain rhythm determined by the firing sequence and thus the cylinders of the internal combustion engine do not run at the same time, but emit exhaust gas one after the other. But since the temperature sensors 26 to 29, the exhaust gas temperature in the branch pipes 30 to 33 compare with each other, the protective device may be triggered undesirably if z. B. with a cold start of the cylinder 1 of the internal combustion engine is immediately ready for operation, but the other cylinders not with the first crankshaft revolutions but only for a short time start working later. In this case it would be for this
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Zylinder die Schutzeinrichtung wirksam und die Kraftstoffzufuhr zu diesen Zylindern unterbrochen. Dadurch kann es vorkommen, daß die Brennkraftmaschine überhaupt nicht anläuft oder nur mit einem Teil der Zylinder arbeitet.Cylinder the protective device is effective and the fuel supply to these cylinders is interrupted. This can lead to that the internal combustion engine does not start at all or only works with some of the cylinders.
Durch den Temperaturfühler 40, der beispielsweise im Auspuffsystem 20 angeordnet sein kann, wird sichergestellt, daß erst eine bestimmte Mindesttemperatur erreicht sein muß, bevor die Schutzeinrichtung wirksam werden kann. Zu diesem Zweck ist der Temperaturfühler 40 über einen Schwellwertschalter 41 mit dem Steuergerät 25 verbunden, das durch das Ausgangssignal des Schwellwertschalters 41 solange blockiert wird, bis eine bestimmte Mindesttemperatur überschritten ist. Der Temperaturfühler 40 kann dabei an einer beliebigen Stelle in oder in der Nähe der Brennkraftmaschine oder im Auspuffsystem der Brennkraftmaschine angeordnet sein. Es können aber auch mehrere Temperaturfühler an den genannten Stellen angeordnet sein oder es können auch einer oder mehrere der bereits vorhandenen Temperaturfühler 23, 24 oder 26 bis 29 oder solche Temperaturfühler, die am Motorblock, im Motoröl, im Kühlwasser Kühlluftsystem der Brennkraftmaschine angeordnet sind, verwendet werden.By the temperature sensor 40, for example in the exhaust system 20 can be arranged, it is ensured that a certain minimum temperature must be reached before the Protective device can be effective. For this purpose, the temperature sensor 40 is connected via a threshold switch 41 connected to the control unit 25, which is blocked by the output signal of the threshold switch 41 until a certain minimum temperature is exceeded. The temperature sensor 40 can be at any point in or be arranged in the vicinity of the internal combustion engine or in the exhaust system of the internal combustion engine. But it can also several temperature sensors can be arranged at the points mentioned, or one or more of the existing ones can also be used Temperature sensors 23, 24 or 26 to 29 or those temperature sensors that are located on the engine block, in the engine oil, in the cooling water Cooling air system of the internal combustion engine are arranged, can be used.
Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung einer unerwünschten Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr beim Start der Brennkraftmaschine besteht darin, eine Verzögerungsschalteinrichtung vorzusehen, die beispielsweise mechanisch, elektrisch oder pneumatisch ausgelöst werden kann. Mit der Betätigung eines Anlaßschalters 42 wird ein Andrehmotor 43 in Umdrehung versetzt. Gleichzeitig wird durch Betätigung des Anlaßschalters eine Verzögerungsschalteinrichtung 44 ausgelöst, die für eine willkürlich bestimmbare Zeitdauer die Schutzeinrichtung zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr blockiert. Zweckmäßigerweise wird die Zeitdauer so gewählt, daß ein sicheres AnlaufenAnother possibility for avoiding an undesired interruption of the fuel supply when starting the internal combustion engine is to provide a delay switching device, for example mechanically, electrically or can be triggered pneumatically. With the actuation of a starter switch 42, a starting motor 43 is in rotation offset. At the same time, a delay switch device 44 is triggered by actuating the starter switch, which for a arbitrarily determinable period of time blocked the protective device for interrupting the fuel supply. Appropriately the duration is chosen so that a safe start-up
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der Brennkraftmaschine gewährleistet ist, daß aber eine kritische Temperatur des katalystischen Reaktors nicht erreicht werden kann. Erst nach Ablauf der eingestellten Zeitdauer kann die Schutzeinrichtung wirksam werden und bei Ausfall eines oder mehrerer Zylinder die Kraftstoffzufuhr zu diesen Zylindern unterbrechen.the internal combustion engine is guaranteed, but that a critical temperature of the catalytic reactor is not reached can be. The protective device can only take effect after the set time has elapsed and if one of the or several cylinders, the fuel supply to these cylinders interrupt.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Kraftstoffzufuhr zu dem die Temperaturerhöhung auslösenden Zylinder unterbrochen. Damit ist die Abgasentgiftungseinrichtung, d.h. die nachgeschalteten Reaktoren, vor Überhitzung geschützt. Die beschriebenen Einrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß die Kraftstoffzufuhr wenigstens solange abgesperrt ist, wie dan Kraftfahrzeug läuft, d.h. bis zum nächsten Halt des Kraftfahrzeuges und der damit verbundenen Abkühlung der Brennkraftmaschine. In the exemplary embodiments described so far, the fuel supply is the one that triggers the temperature increase Cylinder interrupted. This protects the exhaust gas decontamination system, i.e. the downstream reactors, from overheating. However, the devices described have the disadvantage that the fuel supply is shut off at least as long as then Motor vehicle runs, i.e. until the next stop of the motor vehicle and the associated cooling of the internal combustion engine.
Viele Zündaussetzer im Kraftfahrzeug treten jedoch nur kurzzeitig auf, beispielsweise durch Kurzschlußverbindungen, Verkokungen an der Zündkerze usw. Diese Zündaussetzer können aber bereits nach relativ kurzer Dauer wieder aufhören, da sich beispielsweise die entsprechenden Kontakte selbst reinigen, oder durch Strömungseffekte Verschmutzungen behoben v/erden. Danach erfolgt beispielsweise die Zündung der Brennkraftmaschine wieder ordnungsgemäß. Da aber die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder, dessen Zündung kurzzeitig ausgefallen war, nunmehr abgesperrt ist, wird die wiedereinsetzende Zündung nicht bemerkt, bis die Brennkraftmaschine zum Halten gebracht wird und damit abkühlt.However, many misfires in motor vehicles only occur briefly, for example as a result of short-circuit connections or coking on the spark plug, etc. These misfires can, however, stop after a relatively short period of time, because For example, clean the corresponding contacts yourself, or remove contamination through flow effects. The internal combustion engine is then properly ignited again, for example. But since the fuel supply to the cylinder, whose ignition failed briefly, is now blocked, the restarting ignition is not noticed until the internal combustion engine is brought to a stop and thus cools down.
In v/eiterer Ausgestaltung der Erfindung ist deshalb dafür gesorgt, daß die Absperrung der Kraftstoffzufuhr zu dem die Temperaturerhöhung auslösenden Zylinder der Brennkraftmaschine nur innerhalb eines bestimmten Zeitintervalles erfolgt, daß danach aber die Kraftstoffzufuhr wieder fx'-eigegeben wird und daß nach erfolgter Freigabe der Kraftstoffzufuhr wieder geprüft wird, ob dieIn a further embodiment of the invention, it is therefore ensured that that the shut-off of the fuel supply to the cylinder of the internal combustion engine triggering the temperature increase is only possible within a certain time interval takes place, but that afterwards the fuel supply is fx'-input again and that after it has taken place Release of the fuel supply is checked again whether the
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Gastemperatur im Abgasrohr hinter dem betreffenden Zylinderauslaß weiterhin abfällt oder aber ansteigt. Steigt die Temperatur nicht an, so erfolgen immer noch Zündaussetzer und die Kraftstoffzufuhr zu dem die Temperaturerhöhung im Katalysator auslösenden Zylinder wird weiterhin unterbrochen. Gas temperature in the exhaust pipe behind the relevant cylinder outlet continues to drop or rise. Increases the If the temperature does not rise, then misfiring and the fuel supply to which the temperature increase still occur cylinder triggering the catalytic converter continues to be interrupted.
Bei Messung der Temperatur im Katalysator gelten die umgekehrten Verhältnisse: die Kraftstoffabsperrung wird dann ganz aufgehoben, wenn die Katalysatortemperatur bei der Überprüfung abfällt.When measuring the temperature in the catalytic converter, the reverse applies Conditions: the fuel cut-off is completely lifted when the catalytic converter temperature is at the review falls off.
Durch die beschriebene-Maßnahme wird erreicht, daß bei Zündaussetzung, die nach kurzer Zeit wieder aufhört, die Kraftstoffzufuhr nicht bis zum nächsten Abstellen und dem damit verbundenen Abkühlen der Brennkraftmaschine abgeschaltet bleibt, sondern nach Ablauf des entsprechenden Zeitintervalles wieder eingeschaltet wird und daß für den Fall, daß dann die Zündung wieder ordnungsgemäß funktioniert, die Kraftstoffzufuhr erhalten bleibt. Nur dann, wenn die Freigabe der Kraftstoffzufuhr wieder zu einer unzulässigen Erhöhung der Temperatur der Abgasentgiftungseinrichtung bzw. zu einer Überhöhung eines dafür charakteristischen Signales führt, wird die Kraftstoffzufuhr wieder unterbrochen. In der Zeichnung ist dargestellt, daß in die Verbindungsleitung von dem Steuergerät zu den Schaltkontakten 15 bis 19 monostabile Kippstufen 50,51,52 und 53 geschaltet sind. Gibt das Steuergerät 25 den Befehl, einen der Schaltkontakte 16,17,18 oder 19 aufzutrennen, so geschieht dies über eine der monostabilen Kippstufen 50,51,52 bzw. 53. Durch das Steuergerät 25 viird die entsprechende monostabile Kippstufe ausgelöst und sperrt für die Dauer ihres instabilen Schaltzustandes die Kraftstoffzufuhr, indem für die Dauer des instabilen Schaltzustandes der entsprechende Schaltkontakt 16,17,18 bzw . 19 geöffnet wird. Danach schließt der Schaltkontakt mit dem Zurückkippen der monostabilen Kippstufe in ihrem' stabilen Schaltzustand, so daß für eine bestimmte Zeitdauer wieder eine Kraftstoffzufuhr erfolgt. Arbeitet die Zündung der Brennkraftmaschine wieder normal, dann wird keine Temperaturerhöhung in den Reaktoren 21 und 22 bzw. an den Meßstellen in den ^bzweigstutzen der Abgassammelleitung bzw. beim Temperaturabfall im Abgasrohr hinter dem Zylinderauslaß eintreten. DadurchBy the measure described it is achieved that at Ignition failure that stops after a short time, the fuel supply does not run until the next time it is switched off and the associated cooling of the internal combustion engine remains switched off, but after the corresponding Time interval is switched on again and that in the event that the ignition then works properly again, the fuel supply is maintained. Only if the Release of the fuel supply again to an impermissible Increase in the temperature of the exhaust gas detoxification device or an increase in a signal characteristic thereof leads, the fuel supply is interrupted again. In the The drawing shows that in the connecting line from the control unit to the switching contacts 15 to 19 monostable Trigger stages 50, 51, 52 and 53 are connected. If the control device 25 gives the command to one of the switching contacts 16,17,18 or 19 separate, this is done via one of the monostable flip-flops 50,51,52 or 53. The control unit 25 viird corresponding monostable multivibrator is triggered and blocks the fuel supply for the duration of its unstable switching state, by the corresponding switching contact 16,17,18 or respectively for the duration of the unstable switching state. 19 is opened. Then it closes Switching contact with the tilting back of the monostable multivibrator in its' stable switching state, so that for a certain period of time fuel is supplied again. The ignition works the internal combustion engine is normal again, then no temperature increase in the reactors 21 and 22 or at the measuring points in the ^ or branch connection of the exhaust manifold or in the event of a drop in temperature enter the exhaust pipe behind the cylinder outlet. Through this
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löst das Steuergerät 25 keinen neuen Befehl zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr aus. Wenn dagegen die Zündeinrichtung immer noch gestört ist, wird die Temperaturthe control unit 25 does not initiate a new interrupt command the fuel supply off. If, on the other hand, the ignition device is still disturbed, the temperature becomes
an den Meßstellen in den Reaktoren 21 und 22 ansteigen, bzw. im Abgasrohr hinter dem Zylinderauslaß abfallen und dadurch gibt das Steuergerät 25 erneut einen Schaltimpuls ab, der eine der monostabilen Kippstufe 50,51552 bzw. 53 in ihre instabile Schaltlage bringt, so daß über einen der Schaltkontakte 16,17,18 bzw. 19 die Kraftstoffzufuhr zu dem die Temperaturerhöhung auslösenden Zylinder unterbrochen wird.rise at the measuring points in the reactors 21 and 22 fall in the exhaust pipe downstream of the cylinder outlet, respectively, and thereby the control unit 25 outputs again a switching pulse which brings in its unstable switching position one of the monostable multivibrator 50.51 5 52 and 53, respectively, so that via one of the switching contacts 16, 17, 18 or 19, the fuel supply to the cylinder which triggers the temperature increase is interrupted.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1973
- 1973-08-10 DE DE19732340541 patent/DE2340541A1/en active Pending
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