DE2359808A1 - Vorrichtung zur rezirkulationsregelung der auspuffgase einer verbrennungskraftmaschine - Google Patents
Vorrichtung zur rezirkulationsregelung der auspuffgase einer verbrennungskraftmaschineInfo
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Description
MEIN ZEICHEN: GFK-2649
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FORD-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 5 KÖLN-DEUTZ, OTTOPLATZ 2
Vorrichtung zur Rezirkulationsregelung der Auspuffgase einer Verbrennungskraftmaschine.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rezirkulationsregelung
der Auspuffgase einer Verbrennungskraftmaschine, an deren eine Zuleitung für die Auspuffgase aufweisenden Ansaugkrümmer
das Ansaugrohr eines Vergasers angeschlossen ist, welcher eine zwischen einer im wesentlichen für den Leerlauf der
Maschine bestimmenden Schließlage und einer voll geöffneten Drehlage bewegliche Drosselklappe aufweist.
Die Rezirkulation der Auspuffgase einer Verbrennungskraftmaschine
wird vorrangig unter dem Gesichtspunkt durchgeführt, damit eine Verringerung der NO -Emissionsanteile zu erreichen.
Die bisherigen Systeme, die eine solche Rezirkulation verwirklichen,
sind hauptsächlich darin nachteilig, daß sie eine ver-
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ringerte Fahrqualität ergeben. Als Ursache dafür ist einmal der Umstand anzuführen, daß bei einer anteiligen Zurüokleitung
der Auspuffgase in zu großen Mengen in den Ansaugkrümmer der Maschine der in diesem vorherrschende Saugdruck: zu
stark abgebaut wird, so daß eine entsprechend verringerte Kraftstoff-Luft-Gemischmenge zur Ansaugung kommt. Dadurch
wird der Kraftstoffhaushalt verschlechtert und weiterhin die nachteilige Wirkung erhalten, daß der Kraftstoff an die einzelnen
Zylinder der Maschine ungleichförmig zur Verteilung kommt, so daß die vorderen und hinteren Zylinder unterschiedlich
starke Gemischströmungen erhalten und sich daraus ungleichförmige Durckbeaufschlagungen der betreffenden Kolben
ergeben, die folglich zu einem unrunden Lauf der Maschine und zu vorzeitigen Verschleißerscheinungen führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die insbesondere
hinsichtlich der Kaltstartbedingungen eine verbesserte Fahrqualität erreichen läßt ohne daß dafür eine Änderung der Emissionen
in Kauf genommen werden muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Zuleitung für die Auspuffgase ein Regelventil angeordnet
ist, welches durch eine Servovorrichtung betätigt wird, die an einen in dem Ansaugrohr des Vergasers oberhalb der Schließlage
der Drosselklappe ausgebildeten und durch diese aufsteuerbaren Ansaugschlitz angeschlossen ist, axial unterhalb
von welchem in der mit der Schließlage der Drosselklappe gleichen Höhenlage oder unmittelbar darüberliegend ein
weiterer Ansaugschlitz vorgesehen ist, der an eine weitere, mit der für die Einstellung einer Vorzündung und einer Zündverzögerung
beweglichen Unter brecherplatte des Zündverteilers der Maschine verbundene Servovorrichtung angeschlossen
ist, die durch ein Schaltventil wahlweise auf eine Verbindung mit dem einen Ansaugschlitz umschaltbar ist. Im Hinblick auf
die im Rahmen der vorerwähnten Aufgabenstellung insbesondere
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angestrebte Verbesserung der Kaltstartbedingungen ist in der bevorzugten Weiterbildung der Erfindung das Schaltventil durch
einen beim Überschreiten einer bestimmten Temperaturgröße ansprechenden Temperaturfühler vorzugsweise so gesteuert, daß
die Verbindung der zu der weiteren Servovorrichtung führenden
Saugdruckleitung mit dem einen Ansaugschlitz hergestellt wird, sobald der für. das Ansprechen des Temperaturfühlers maßgebende
Temperaturgrenzwert nach oben überschritten wird. Der Temperaturfühler sollte dabei auf die Umgebungstemperatur ansprechen,
wenngleich auch daran gedacht werden kann, durch diesen Temperaturfühler die Temperatur des Kühlwassers abfühlen
zu lassen. Sofern die Fahrqualität des betreffenden Fahrzeuges an anderen Kriterien gemessen wird, muß für die Steuerung
des besagten Schaltventils lediglich ein anderes Schaltorgan eingesetzt werden, das auf eine geeignete Bezugsgröße
anspr icht·
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den darauf bezogenen Ansprüchen erfaßt. Ein augenblicklich bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigts
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Fallstromvergasers
mit zugeordneter Regelvorrichtung gemäß Erfindung, und
Figo 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1.
Der in Fig. 1 nur zur Hälfte gezeigte Fallstromvergaser 10 hat die bekannte Ausbildung eines Vierfaohvergasers. Das Gehäuse
14 desselben begrenzt in einem oberen Abschnitt 12 den Lufttrichter 20, der nach oben durch einen aufgesetzten Luftfilter
abgeschlossen ist. Der untere Gehäuseteil 16 begrenzt die beiden Ansaugrohre 18, die oben die übliche Verengung 22
haben, welche zur Ansaugung des Kraftstoffes eingerichtet sind. Die Wirkung der Verengungen 22 wird durch ein jeweils
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zugeordnetes Hilfsventuri 24 verstärkt. In den Ansaugrohren
18 ist unten eine jeweilige Drosselklappe 26 angeordnet, die über eine jeweilige Drehwelle 28 in dem Vergasergehäuse 14
drehbar gelagert sind. Die Drosselklappen 2.6 können zwischen der gezeigten Schließlage und einer voll geöffneten Drehlage
gedreht werden.
Der Vergaser 10 ist mittels eines an seinem unteren Ende ausgebildeten
Ringflansches an einen entsprechenden Anschlußflansch des Ansaugkrümmers 30 einer Verbrennungskraftmaschine
angeschraubt, wobei zwischen diesen beiden Flanschen das in Pig. 2 in Draufsicht gezeigte Zwischenstück 32 angeordnet ist.
Die beiden Ansaugrohre 18 des Vergasers setzen sich nach unten in einer jeweiligen Vertikalbohrung 34 fort, die an ihren
unteren Enden J>6 rechtwinklig abgebogen sind und zu den Einlaßventilen
der Maschine führen. Die Strömungskanäle 34, 36
werden von außen durch die Auspuffgase aufgeheizt, wofür im Zylinderkopf der Maschine der in bekannter Weise von dem Auspuffkrümmer
38 abgezweigte Überführungskanal 40 ausgebildet ist. Die Aufheizung der Strömungskanäle 34, 36 mit den Auspuffgasen
soll die Verdampfung des angesaugten Kraftstoff-Luft-Gemisches verbessern.
In dem Zwischenstück. 32 ist eine nach oben abgedichtete Aussparung
42 ausgebildet, die über eine Vertikalbohrung 44 an den Überführungskanal 40 angeschlossen ist. Die in die Aussparung
42 einströmenden Auspuffgase können über Verbindungskanäle 46 und 48, 50 in die beiden Vertikalbohrungen 34 einströmen,
sofern ein Regelventil 56 geöffnet ist. Das Regelventil 56 ist dem an die Aussparung 42 angeschlossenen Ausströmkanal
46 zugeordnet und wird mittels einer Servovorrichtung 58 betätigt, die nachfolgend näher beschrieben wird. In
der Verbindung zwischen den beiden Kanälen 46 und 48 liegt im übrigen eine Kammer 54, die in einem an das Zwischenstück
32 angeflanschten Teil 52 ausgebildet und durch einen Deckel
78 abgedeckt ist.
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Die Servovorrichtung 58 hat ein hohles Gehäuse 64, welches
durch eine flexible Membrane 66 in zwei Kammern 68 und 70
unterteilt ist. Die Kammer 68 hat über eine Belüftungsöffnung
72 mit der Umgebungsatmosphäre Verbindung, während die
Kammer fO über eine Leitung 74 an das eine Ansaugrohr 18
des Vergasers 10 angeschlossen,ist. An der Membrane 66 ist
der Betatigungsstossel 75 für das Regelventil 56 mittels Befestigungsplatten
76 befestigt, an denen eine sich an dem
Gehäuse 64 abstützende Regelfeder 77 angreift. Die Regelfeder 77 spannt das Regelventil 56 in seine Schließlage vor;
die es einnimmt, solange der Saugdruck im Saugrohr 18 des
Vergasers einen bestimmten Wert nicht überschritten hat. Das Regelventil 56 wird also durch den der Regelfeder 77 entgegenwirkenden
Saugdruck geöffnet, sobald dieser bei der Drehung der Drosselklappe 26 in Richtung der voll geöffneten Drehlage
einen bestimmten Wert überschreitet.
Die Servovorrichtung 58 ist mit ihrer Saugdruckleitung 74 an
einen Ansaugschlitz 82 angeschlossen, axial unterhalb von welchem in der mit der Schließlage der Drosselklappe 26 gleichen
Höhenlage oder unmittelbar darüberliegend ein weiterer Ansaugschlitz 80 vorgesehen ist. Dieser Ansaugschlitz 80 ist
damit in der Schließlage der Drosselklappe 26 dem Atmosphärendruck ausgesetzt und wird durch den Rand derselben früher
aufgesteuert als der höher liegende Ansaugschlitz 82, der an die Servovorrichtung 58 für das Regelventil 56* 75 ständig
angeschlossen ist. Der Ansaugschlitz 82 ist also für eine längere Zeit dem Atmosphärendruck ausgesetzt, und wird dieser
Ansaugschlitz durch die Drosselklappe 26 aufgesteuert, dann hat der Saugdruck im Ansaugrohr 18 des Vergasers bereits
einen Wert erreicht, der höher als der Druckwert ist, bei dem der untere Ansaugschlitz 80 aufgesteuert wurde.
In Fig. 1 ist weiterhin ein Zündverteiler 84 schematisch gezeigt, der eine bei 88 schwenkbar gelagerte Unterbrecherplatte
86 hat. Die Unterbrecherplatte 86 ist beweglich bezug-
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lieh eines Nockens 9Oj der eine der Zylinderzahl entsprechende
Zahl von Erhebungen hat, die jeweils mit dem Stössel 92 eines zugeordneten Unterbrecherkontaktsatzes 9^ zusammenwirken.
Sofern der Nocken 90 insgesamt sechs Erhebungen aufweist, wird folglich bei jeder Sechsteldrehung des Nockens
eine Zündverbindung hergestellt und wieder unterbrochen, wie dies für solche Zündverteiler allgemein bekannt ist. Sofern
die Unterbrecherplatte 86 im Uhrzeigergegensinn um ihr Schwenklager 88 geschwenkt wird, wird dadurch eine Zündverzögerung
eingestellt, während eine Verschwenkung im Uhrzeigersinn eine Vorzündung ergibt. Das Verschwenken der Unterbrecherplatte 86
wird mittels einer weiteren Servovorrichtung 98 gesteuert, die mittels eines Betätigungsstössels 96 mit der Unterbrecherplatte
verbunden ist.
Auch die Servovorrichtung 98 hat ein hohles Gehäuse 100, das
durch eine flexible Membrane I06 in die unter Atmosphärendruok
stehende Kammer 102 und in eine Kammer 104 unterteilt ist, welcher unter Vermittlung des einen oder des anderen
der beiden Ansaugschlitze 80, 82 entweder Atmosphärendruck oder Saugdruck zugeleitet wird. Der Betätigungsstössel 96
für die Unterbrecherplatte 86 ist an der Membrane I06 befestigt, die durch eine Druckfeder I08 nach rechts vorgespannt ist, also
in der Sohwenkrichtung der Unterbrecherplatte 86, in welcher
die Einstellung einer Zündverzögerung vorgenommen wird. Der Druckfeder I08 wirkt der über eine Leitung 110 zugeführte
Saugdruck entgegen, d.h. der Saugdruck wirkt in der Schwenkrichtung der Unterbrecherplatte 86, in welcher die
Einstellung einer Vorzündung vorgenommen wird. Sofern in die Kammer 104 der Atmosphärendruck zugeleitet wird, die beiden
Kammern 102 und 10*l· also im Druckausgleich stehen, spannt
die Feder I08 die Unterbrecherplatte 86 in eine Relativlage vor, in welcher die geringste Vorzündung bzw. die geringste
Zündverzögerung vorliegt. Sobald in die Kammer 104 ein Saugdruck zugeleitet wird, wird dadurch die Unterbrecherplatte
86 in Abhängigkeit von dessen Größe mehr oder weniger stark
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nach links verschwenkt, -wodurch sich eine mehr oder weniger
starke Vorzündung ergibt.
Die zu der Servovorriehtung 98 führende Saugdrückleitung 110 hat über die Ausgangsleitung 128 eines Schaltventils I3Ö mit
der Ausgangsleitung 124 des unteren Ansaugschlitzes 80 Verbindung, sofern der Steuerschieber dieses Schaltventils die
dargestellte, durch eine Vorspannfeder I32 bestimmte Schältlage
einnimmt. Die am Ende der Ausgangsleitung 124 liegende Einlaßöffnung 118 des Schaltventils IJO hat dann über einen
in dessen Steuerschieber ausgebildeten Verbindungskanal 134
mit einer Auslaßöffnung 122 Verbindung, an welche die Ausgangsleitung 128 angeschlossen ist. Sofern der Steuerschieber
130 eine gegen die Kraft der Vorspannfeder I32 verschobene
Hochlage einnimmt, ist die Einlaßöffnung II8 blockiert, und die Auslaßöffnung 122 hat dann über einen Verbindungskanal
I38 mit einer dann freigelegten Einlaßöffnung 120 Verbindung, die an einen Zweig 126 der von dem oberen Ansaugschlitz
82 ausgehenden Saugdruckleitung 74 angeschlossen ist.
Die Schaltung des Schaltventils I30 zwischen diesen beiden
Schaltlagen ist von dem Erregungszustand eines Solenoids I36
abhängig, das über ein Kabel l4o an Masse liegt und über ein weiteres Kabel 142 an die Fahrzeugbatterie 144 bzw. an eine
äquivalente Stromquelle angeschlossen ist. In diesen Stromkreis des Solenoids I36 ist auch ein Temperaturschalter 146
geschaltet, der bei Überschreitung einer bestimmten Umgebungs· temperatur, beispielsweise 15°C, den Stromkreis zu dem Solenoid
136 schließt, so daß dann der Schieber des Schaltventils 130 gegen die Kraft der Feder I32 in seine Hochlage verschoben
wird. Solange die Temperaturen tiefer als dieser Grenzwert
liegen, ääb der Stromkreis zu dem Solenoid I36 unterbrochen,
so daß dann der Steuerschieber des Schaltventils die dargestellte Tief lage einnimmt.
Die vorbeschriebene Regelvorrichtung ist einmal darin vorteilhaft,
daß abhängig von der Verstellung der Drosselklappe 26
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der Zündverteiler 84 für eine schwächere bis stärkere Vorzündung verstellt wird. Dadurch ergibt sich unter Einhaltung
einer gleichen Emissionsrate eine verbesserte Fahrqualität in allen Fahrbereichen. Wegen des eingebauten Temperaturschalters
ist die beschriebene Regelvorrichtung weiterhin darin vorteilhaft, daß durch den Anschluß der Servovorrichtung
98 an den unteren Ansaugschlitz 80 bei niedrigen Umgebungstemperaturen bessere Kaltstartbedingungen als dann vorliegen,
wenn diese Servovorrichtung ständig an den oberen Ansaugsohlitz 82 angeschlossen wäre, der vorrangig für die Regelung
des Regelventils 56, 75 maßgebend ist. Wegen dieser
dann vorliegenden Verbindung mit dem unteren Ansaugschlitz 80 wird der Zündverteiler 84 früher für eine veränderte Vorzündung
eingestellt im Vergleich zu dem Fall, wo bei höheren Temperaturen dessen Servovorrichtung 98 ständig an den oberen
Ansaugschlitz 82 angeschlossen ist.
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Claims (1)
- /l.i Vorrichtung zur Rezirkulationsregelung der Auspuffgase ^-^ einer Verbrennungskraftmaschine, an deren eine Zuleitung für die Auspuffgase aufweisenden Ansaugkrümmer das Ansaugrohr eines Vergasers angeschlossen ist, welcher eine zwischen einer- im wesentlichen für den Leerlauf der Maschine bestimmenden Schließlage und einer voll geöffneten Drehlage bewegliche Drosselklappe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (38, 40, 44, 46, 48) für die Auspuffgase ein Regelventil (56, 75) angeordnet ist, welches durch eine Servovorrichtung (58) betätigt wird, die an einen in dem Ansaugrohr (18) des Vergasers (10) oberhalb der Schließlage der Drosselklappe (26) ausgebildeten und durch diese aufsteuerbaren Ansaugschlitz (82) angeschlossen ist, axial unterhalb von welchem in der mit der Schließlage der Drosselklappe gleichen Höhenlage oder unmittelbar darüberliegend ein weiterer Ahsaugschlitz (80) vorgesehen ist, der an eine weitere, mit der für die Einstellung einer Vorzündung und einer Zündverzögerung beweglichen Unterbrecherplatte (86) des Zündverteilers (84) der Maschine verbundene Servovorrichtung (98) angeschlossen ist, die durch ein Schaltventil (I50) wahlweise auf eine Verbindung mit dem einen Ansaugschlitz (82) umschaltbar ist.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Schaltventil (1^0) durch einen beim Überschreiten einer bestimmten Temperaturgröße ansprechenden Temperaturfühler (146) gesteuert ist.5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der zu der weiteren Servovorrichtung (98) führenden Saugdruckleitung (110) mit dem einen Ansaugschlitz (82) angesteuert ist, sobald der für das Ansprechen des Temperaturfühlers (146) maßgebende Temperaturgrenzwert nach oben überschritten wird.4 0-9 824/0786 - 2 -to4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß dle eine servovorrichtung(58) eine das zugeordnete Regelventil (56 75) in seine Schließlage vorspannende Feder (77) und die weitere Servovorrichtung (98) eine die Unterbrecherplatte (86) in die für eine Zündverzögerung maßgebende Lage vorspannende Feder (I08) umfaßt.5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Schaltventil (lj5O) durch ein Solenoid (I36) betätigbar ist, in dessen Stromkreis ein Unterbrecherschalter (146) angeordnet ist.6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (146) und das durch ihn steuerbare Betatigungssolenoid (I56) für das Schaltventil (!JO) in einem gemeinsamen Stromkreis liegen, wobei das Schaltventil einen gegen die Kraft einer Feder (Ij52) in die Schaltlage verschobenen Steuerschieber umfaßt, in welcher die weitere Servovorrichtung (98) an den einen Ansaugschlitz (82) angeschlossen ist.409824/0786
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