DE2350208A1

DE2350208A1 - Messvorrichtung fuer die ansaugluftstroemung bei einem motor

Info

Publication number: DE2350208A1
Application number: DE19732350208
Authority: DE
Inventors: Kenji Masaki; Shuya Nambu
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1972-10-06
Filing date: 1973-10-05
Publication date: 1974-05-09
Also published as: JPS4958224A; US3871214A; FR2202280A1; JPS526414B2; DE2350208C3; DE2350208B2; GB1389778A; FR2202280B1

Description

k' · ■ 5·' Oktober 1973

Ut,-1r,g. W, Slockmäfr _ ooöo

S München J?i_r MaximiUanm 43 - . P 7Q8/..

Motor-Oomp.äay, Ltd. ■-..- Takara^Uia'Glii, KanagaVia—ku, Yokohama Oity, Japan

its Er£iiadur)g bcei-eüt sick auf -einan Motor mit: einem Luftaucssyisfc-era raife 33rö,sseJ.1ciappe UTid a.nsbesonctere auf eine cä "füar äi'e ■ Aosaraglna:tstsroraun-g bei ei&eM ά&α. momaz-trmen Dur-cnsatz, d,1a» öle iijalieit, νοη Ansaugluft äürch Teillast d'ös KotO^rs \vie bsispi-els\*föise ira

25s ist feeksnnt „ dass ^eiift^: el-ekfcrisdhes Signal, das r ißtane»taneii AasaiagliiftctorcliBatz einer Xferterenifmiigs ist, -^oi-tfeiliiaft mis -wieiifciger J?ai-ssi*efce:r. £Ü3r <aleücfer-«saiseke Sfcsaersiimricaitimgeii vsr^enctet Bei diesem Steuax^iftriclitung-sn 3caaii es si'cla \7oJj3e lam -eXia. iolelctrtanisciteLes Abgasr^iiiiisguiagsstfe^iery

Stetia3?eiiiri«e&twi@ ίΐΐτ die Safojitor ifes iarft

Brennstoff -Gemisches und eine elektronische Hotordrehrrtontent" i£23svorrichfcung handeln. Dieses Signfil kann ferner zur Untersuchung des Betriebes und der Leistung de3 Kotors erforderlich sein.

Ein bekannte, typische Kehrvorrichtung für di-.v Än3auqluftströniuncr in eine/n Vergaser wisnt kontinuierlich den Durch-" sats von Luft, öle- in die Verbrermuncr^kraftn-.nsoh.inG durch 'einen Vercjc-ssr mit einer Kiuchlcsitsaar eintritt, durch I-'e.Gsi der Druckdifferenz zwischen dsr !'ischkaiiffasr und 'ein^n strcc:\E.uJ:\.ii-rts gfeAorrGneri P«n>t. Es vrircl also ΰϊη Durcb^at-^- Baessrjr?"ät naelb Art eines Vent"uriro;ix~i:3 verv/eiaciist. Bsi einer anderen bekannt cn I'eoS vorrichtung für die Äns^ug luftströmung im Vergaser handelt es sicli uin- eine elektronische Einrichtung, die den Durchsatz der durch einen Vergaser in äen i-iOtor eing^f treten&n Luft aus elektrischen Signalen berechnet, die die wichtigsten Kcungrössen des iiotorbstriebas vieciergeben, wie -beispieJ »"v/eise die Drshzolil des liotoxs, die Temperatur des Motors, den Druck der Ansaugluft und den atiüosrahärischen Druck. Keine dieser herkömmlichen Messvorrichtungen für die JiTisaugluftströnrong misst jedoch genau den Änsaugluftdurchsatz bei allen Betriebsbedingungen des I'otors. Insbesondere i-/±rd der Durchsatz nicht; genau issi ^Teillast, räe bsispiels^-sise im Leerlauf und bei Verzögerung, gemessen. Wenn ein herkÖMsliches elektrisches Signal,. das den Durchsatz bei Teillast anzeigt, bei spiel sv/eise bei einem elelctronlsclien Steuersysten für die Zufuhr von Luft-Brennstoff-Gemisch oder einer elektronischen Äbgasreinigungssteuervorrichtung als Parameter verwendet i-jird, führt, cle mangelnde Genauigkeit nicht nur zn schlechter Brennstoff ausnutzung sondern auch zu Luftverschinutznng durch 12η-verbrannte Kohlenwasserstoffe, die im Abgas enthalten .sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung für die imssugluftstroiauTag im Vergaser zu schaffen, die den

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momentanen Durchsatz von Ansaugluft bei Teillast des Motorbetriebes genau messen kann.

Diese Jvufgabe wird bei einer gattungsgenuisson Messvorrichtung gelost durch einen Drosselstelluncj.MXÜhler, der ein elektrisches Drosselöffnungssignal erzeugen kann, das analog zum Ausraass der öffnung der Drosselklappe ist, eine elektronische Recheneinheit, die mit dem Drossalöffnungssignal gespeist wird und ein elektrisches Durchsatzsignal erzeugen kann, das analog zu dem dem Äusraass dar Dross el Öffnung entsprechenden Durchsatz der Ansaugluft ist, und eine Schalteinrichtung, die auf den Druck unterhalb der Drosselklappe anspricht und den Drossclstellungsfühler mit der elektronischen Recheneinheit verbinden kann, wenn das Verhältnis dieses Drucks zum atmosphärischen Druck unterhalb eines vorbestinanten VJertes liegt.

Es ist festgestellt worden, dass der moxnentane Durchsatz von Ansaugluft, die im Leerlauf oder bei Verzögerung durch einen Vergaser strömt, genau gemessen \<?erden kann, indem elektronisch allein das Äusmass der Drosselöffnung festgestellt v/ird, da die Strömung der /ansaugluft- im Leerlauf und bei Verzögerung im wesentlichen mit Schallgeschwindigkeit erfolgt, v/enn das Verhältnis eines Drucks P (nsrHg abs) an einer Stelle unterhalb der Drosselklappe zu einem Druck P, (inmHg abs) an einer Stelle oberhalb der Drosselklappe unterhalb eines Grenzwertes.liegt, der ungefähr 0,5284 beträgt. Daher ist der momentane, spezifische Durchsatz von Ansaugluft konstant, wenn die Ansaugluft bei Leerlaufbetrieb oder Verzögerungsbetrieb des Motors durch den Vergaser strömt. In der folgenden Tabelle I sind die Ergebnisse von 1-iessungen der Werte von

P,," P₂ und des Verhältnisses ^P2^^P1 *"* ^Leerl^auf und bei Verzögerung wiedergegeben.

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Tabelle I: Wex~te von P ,P und V-

[Betriebs zustand des Motors	Druck ^Pl (irfliHg abs)	Druck . ^P2 (ramHg abs)	P /P
Geerlauf	760 ·	320 (-44O)BmHg) ...	0,42
Verzöge rung	760	160 (~600mmHg)	0,21

Aus Tabelle I ist ersiclilich, dass das Verhältnis P_?/P_n unterhalb des Grenzwertes von 0,5234 sowohl im· Leerlauf als auch bei Verzögerung unabhängig von Schwankungen der Motordrehzahl und demzufolge d.es Druckes P^ liegt und dass der momentane Durchsatz von Ansaugluft bei diesen Betriebszuständen des Motors praktisch allein durch Abtasten der Drosselöffnung festgestellt werden kann. Die vorliegende Erfindung macht von diesem Phänomen Gebrauch.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und 'werden im folgenden naher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematisehen Schnitt durch eine bevorzugte Äusführungsform einer erfindungsgemässen Messvorrichtung für die Ansaugluftströmung, wobei die Messvorrichtung mit einem herkömmlichen Vergaser

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mit Drosselklappe verbunden, isti und

Pig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine abgewandelte Äusführungsforra der Hessvorrichtung für die /Insauglviftströraung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine /iusführungsform piner erfin IvSessvoirrichtunci für die Ansaugluft strömung dargestellt, diein ein Luft&naaugsystem¹ eines nicht dargestellten·-; Motors rait einem Vergaser 10 vom Einrohrtyp eingebaut ist. Der Vergaser 10- _umf as.st. ein VergasergohUuse 11* von dem eine Innenwand einen Saugraum 12 begrenzt,der mit einer Ansaugleitung 13 in Verbindung steht. Der Vergaser 10 ist ferner mit einer Drosselklappe 14'versehen, die auf einer drehbaren Welle 14a angebracht ist und von dieser im Saugraum 12 gedreht werden kann. Feiner umfasst der Vergaser 10 eine Mischkammer 15.

Die Drosselklappe 14 ist mit einem Drosselstellungsfühler wie beispielsweise einem Regelwiderstand 16 versehen, der das Ausmass der Dx"osselöffnung erfühlt und ein dazu analoges elektrisches Drosselöffnungssignal S₁ erzeugt. Der Regelwiderstand 16 umfasst einen Schieber 16a, der funktional mit der Drosselklappe 14 verbunden ist« sowie eine'Spule 16b, die zwischen Masse und eine Spannungsquelle, v/ie beispielsweise eine Batterie ll_t geschaltet ist. Der Regelwiderstand 16 erzeugt ein elektrisches Drosselöffnungssignal S,, das analog zur Verschiebung des Schiebers 16a und somit zum Ausmass der Drosselöffnung ist. Der Regelwiderstand 16 kann so ausgelegt sein, daß er Signale nur dann erzeugt, wenn das Verhältnis des Druckes P₀ an einer Stelle unterhalb der

Drosselklappe 14 zu dem Druck P,. an einer Stelle oberhalb der Drosselklappe 14 unterhalb eines vorbestinirafcen Wertes, wie beispielsweise das Grenzwerten 0,5284, liegt oder wenn

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der Motor unter Teillast arbeitet; wie dies, iia Leerlauf und bei Verzögerung der FaU- ist, Der Regelwiclerstand 16 ar- _; beitet als Kiechano-elektrischer Analogvmncjler und.kann durch · ein beliebiges Eleraent ersetzt sein, das die gleiche.Funkt-ion erfüllt» Dabei Ύζ,ώπ es ε-ich beispielsweise-u»a. .ein piezo-■. elektrisches Element handeln*

Auf das elektrische Drosselöffnungssignal S_ vom Jlegalwiclorstand 16 spricht eine elektronische recheneinheit IC an., der das Signal über eine Leitung 19 zugeführt wird. Die Recheneinheit 18 kann von beliebiger bekannter Bauart, sein, solange sie in der Lage ist, ein dom iaissugluftdurchsat«, . der dem Ananass der "Droßselöf friung entspricht, entsprechendes analoges, elektrisches Durchs atzsigoal S zu erzeugen. Die Recheneinheit 18 kann ferner über Eingänge 18a und 18b ein elektrisches Temperatursignal S. , das" der Terapercitur der Ansaugluft entspricht, sowie ein elektrisches Drucksignal S , das dem atniosphärisclien Druck entspricht, eiapfangsn, damit zur Erzielung einer genaueren liessung die Dichte dor hns-augluft berechnet werden kann. Ferner kann die Recheneinheit 18 von einem weiteren Eingang 18c ein elektrisches, der Drehzahl des Motors entsprechendes Drehzahlsignal S erhalten, wenn dies gewünscht wird. Das von der Recheneinheit 18 erzeugte Druchsatzsignal S . kann einem Steuersystem für das Luft-Brennstoff-Geraisch, einem Abgasreinigung s sys tem und/oder einer Motordrehraomentmessvorrichtung als Parameter des Motordrehmoments zugeführt werden.

Zur erfindungsgemässen Messvorrichtung gehört ferner eine Schalteinrichtung 20, die auf den Druck P-- unterhalb der Drosselklappe anspricht und eine Verbindung zwischen dem Regelwiderstand 16 und der Recheneinheit 18 herstellt, wenn das Verhältnis V~/*2, unterhalb des vorbestimmten Wertes bzw. des Grenzwertes 0,5284 liegt, d.h. wenn der Druck P_?

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unterhalb von 400 mmHg abs liegt, da der Druck P₁ oberhalb der' Drosselklappe im wesentlichem 760 ramlig abs beträgt. Wenn das Verhältnis P„/P, jedoch oberhalb des Grenzwertes von 0,5 284 liegt, trennt die Schalteinrichtung 20 den Regelwiderstand 16 von der Recheneinheit 18 und setzt eine herkömmliche, zusätzliche, nicht ciezeigte Messvorrichtung für die Ansaug3_uftströraung in Betrieb, die zur Kessung des Ansaugluftdurchsatzes bei hoher Belastung des Motors dient« Die in Fig. 1 dargestellte Schalteinrichtung 20 urafasst eine Membran 21 mit einem Plunger 22, Federn 23 und 23' und einen Schalter 24, dar einen beweglichen Kontakt 25 und zv/ei f este Kontakt gruppen 26 und 27 auf v/eist. Wenn der Druck Pp unter 400 mmHg* abs fällt bzw. wenn der Motor bei Teillast arbeitet, verbindet der bewegliehe Kontakt 25 die Kontakte der festen Kontaktgruppe 26, da der Plunger 22 aufgrund des auf die Membran 21 aufgebrachten niedrigem Druckes P_ verschoben wird,; so. dass der Regelwiderstand 16 mit der Recheneinheit 18 verbunden ist. Wenn jedoch der Druck -P_- über 400 laraHg abs ansteigt bzw. v;enn der Jiotor mit hoher Xast arbeitet, verbindet der bewegliche Kontakt 25 die Kontakte der festen Kontaktgruppe ■ 27 aufgrund der Wirkung der Federn 23 und 23' sov>ie des höheren Drucks P-,, v/as zur Folge hat, dass der Regelwiderstand 16. von der Recheneinheit 18 getrennt ist. Gleichzeitig wird ein Ersatzdurchsatzsignal S* v©n der zusätzlichen Messvorrichtung für die Ansaugluftströmuijg über eine Leitung 28 und die Kontaktgruppe 27 auf einen nicht bezeichneten Ausgang der Recheneinheit 18 gegeben, so dass dann das Ersatzdurchsatzsignal als Ausgangssignal der Messvorrichtung für die Ansaugluftströmung dient.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der erf in dungs gemäs sen Messvorrichtung für die Ansaugluftströrnung nach Fig. 1, wobei diese Abwandlung der Messvorrichtung nach Fig. 1 im wesentlichen gleicht mit der Ausnahme, dass die Schalteinrichtung 20 in-

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tegral mit einer elektronischen Recheneinheit 18' ausgebildet ist. Die Recheneinheit 18' kann von beliebiger bekannter Bauart sein, solange nie in der Lage ist, elektronisch das Verhältnis P„/P-i ^u berechnen, die oben beschriebenen Schaltoperationen durchzuführen und das.. elektrische /msgangssignal- S ,_ zu erzeugen. Andere Teile und Elemente dieser Abwandlung sind den entsprechendsn Teilen und E.le2x;enten der Äu3 führungsf orm nach Fig. 1 ähnlich, so dass sich eine ausführliche Erläuterung erübrigt.

D5_e vorstellende ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ziusjführungsforin der Erfindung tind ihrer Abwandlung dient lediglich der Erläuterung des Prinzips. Diese Beschreibung soll die Erfindung nicht begrenzen oder beschränken, da der erfahrene Fachmann eine Reihe von /Abwandlungen vornehmen kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

P at en t an Sprüche:

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Claims

1.) I iensyorrichtung fur die ÄnsaugluftstrÖmung bsi einem Mo cor rait vein am tuft ans augsy stern ixiit Drosselklappe, gskennzeiehnot. durch einen Dros3e3-s-tellu.ngsfub.ler (16), dar ein elektrisches JjroGselöffnurigs signal '(S₁ ) erzeugen kcain, etas analog_;.arum Auamass- eier Öffnung der Drossel.-lclappe (14) ist, eine elelctronißdne Bedieneinheit (18, 18'), die mit dem Drosselöffnungigsigp-sil gespeist. v/ird xxaa. ein cldlitiriEGlies. DurGjTsatasicjnal (S ) erzeugen kann, das analog. zu dem. dem. Ausruass der DroBselöffnung entspreclienden Druclisats: der iioaaiKfluft ist,; und eine Schäfcainricihrfcung .(2Q), die auf äen Druc>i (j?J unterhalb d.er Drossel Klappe anspri,clit und den Drosselatellungsfiuiler mit der elektronischen Recheneinheit verToi-iiden kann, v;enn das Verhältnis diesas Drucks (P_n) zum atmosphäz'isehen Druck unterhalb eines vorbestiiTrotsn Wertes liegt»

2. Kesavorriehtung nach Anspruch 1, gekerxriPieichnet curch eine zusätzliche IuggeVorrichtung für die iinsaugluitstroKiung und dadurch,- dass die Schalteinriehtixng (20) die susätzliche Kessvozxichtung mit der elektronischen Recheneinheiti(18, IS¹) verbinden kann, wenn das Verhältnis oberhalb des vorbestimmten Wertes liegt*.

3. Messvorriahtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung und die elektronische Recheneinheit (18') als Einheit ausgebildet sind.

4. Messvorrichtung nach, einem der Ansprüche 1 bis 3', dadurch

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gekennzeichnet, dass der vorbestimiate Wert im wesentlichen 0,5284 -betragt-

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