DE2404112B2

DE2404112B2 - Warmlaufeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2404112B2
Application number: DE2404112A
Authority: DE
Inventors: Kenji Masaki; Masaaki Saito
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1973-01-29
Filing date: 1974-01-29
Publication date: 1980-12-18
Also published as: DE2404112A1; DE2404112C3; US4005693A; GB1462067A; JPS4997115A; JPS5218846B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Warmlaufeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art Aus der DE-AS 19 33 507 ist eine Verstellvorrichtung für den Zündzeitpunkt und die Drosselklappenschließstellung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Obwohl mit dieser Verstellvorrichtung eine möglichst vollständige Verbrennung in der Brennkraftmaschine bei unterschiedlichen Lastbereichen erreicht werden soll, kann die bekannte Vorrichtung auch als eine Warmlaufeinrichtung aufgefaßt werden, da die Schalteinrichtung zwei in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine betätigte Schalter und zwei in Abhängigkeit von der Drehzahl betätigte Schalter aufweist Die Schalteinrichtung schaltet die ersten und zweiten Steuereinrichtungen derart wirksam, daß bei einer Kühlwassertemperatur ober von 100⁰C und unterhalb von 15°C keine Spätzündung auftreten kann und auch die Drosselklappe durch entsprechende Verstellung eines Begrenzungs-

anschlages vollständig zu schließen ist Bei einer Kühlwassertemperatur zwischen 15 und 100⁰C schaltet die Schalteinrichtung die erste und zweite Steuereinrichtung nach Maßgabe der jeweiligen Drehzahl der Brennkraftmaschine wechselweise unwirksam.

Aus der DE-OS 2064 266 ist eine Vorrichtung zum gezielten Einschalten mehrerer Steuereinrichtungen zum Verbessern der Verbrennung einer Brennkraftmaschine bekannt, die damit eine optimal niedrige Schadstoffemission haben soll Eine dieser Steuereinrichtungen dient auch zum Verstellen des Zündzeitpunktes von einer voreilenden in eine verzögernde Lage, wobei diese Steuereinrichtung dann wirksam geschaltet wird, wenn die Brennkraftmaschine eine niedrige oder mittlere Leistung abgibt Eine diese Steuereinrichtung wirksam schaltende Schalteinrichtung weist einen Schalter auf, der geschlossen ist, wenn das Fahrzeug eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit überschreitet, sowie einen weiteren Schalter, ötr in Abhängigkeit vom Ansaugunterdruck betätigt wird.

so Diese bekannte Vorrichtung hat als eine weitere Steuereinrichtung auch eine Abgasnachverbrennungsanlage, die über die Schalteinrichtung eingeschaltet wird, wenn die Abgastemperatur unter einen bestimmten Wert lallt

Eine aus der US-PS 26 65 891 bekannte Warmlaufeinrichtung für eine Brennkraftmaschine weist eine Steuereinrichtung auf, die bei einem bestimmten, stromab der Drosselklappe herrschenden Unterdruck die Drosselklappe um ein bestimmtes Maß geöffnet hält, um ein »Absterben« der Brennkraftmaschine zu vermeiden, wenn während des Warmlaufens die Drosselklappe durch Betätigen des Gaspedals kurzzeitig voll geöffnet und anschließend wieder voll geschlossen würde. Bei der bekannten Warmlaufeinrichtung arbeitet die Steuereinrichtung dabei als Verzögerungseinrichtung, die ein plötzliches Schließen der Drosselklappe nach dem Loslassen des Gaspedals verhindert

Aus der US-PS 32 66 473 ist eine Anordnung bekannt, mit der der Gehalt an unverbrannten Kohlenwasserstoffen in den Abgasen einer Brennkraftmaschine dadurch verringert wird, daß der Ansaugunterdruck auf einem bestimmten Mindestwert gebalten wird, was wiederum mit Hilfe einer Steuereinrichtung für die Drosselklappe erfolgt, die ein vollständiges Schließen der Drosselklappe verhindert, wenn der Unterdruck stromab der Drosselklappe Ober einen bestimmten Wert ansteigt, was z. B. bei einer plötzlichen Verzögerung eines mit der Brennkraftmaschine ausgerüsteten Fahrzeuges der Fall ist In diesem Fall wird ein vollständiges Schließen der Drosselklappe auch bei einem vollständigen Freigeben des Gaspedals unterbunden.

Eine aus der US-PS 22 89 635 bekannte Einrichtung ermöglicht die Vorwärmung des der Brennkraftmaschine zugeführten Brennstoff-Luftgemisches in Abhängigkeit von der Temperatur des Brennstoff-Luftgemisches sowie dem in der Ansaugleitung herrschenden Unterdruck. Zu diesem Zweck ist ein mit der Ansaugleitung verbundener Thermoschalter vorgesehen, der wahlweise die eine oder andere Kammer eines Stellmotors, der durch den Kolben des Stellgliedes in die beiden Kammern unterteilt ist, mit der Ansaugleitung verbin- 2s det Das Stellglied ist mit einer in der Abgasleitung vorgesehenen Klappe verbunden, deren jeweilige Stellung die durch die Abgasbypaßleitung strömende Abgasmenge bestimmt In eine Bewegungsrichtung des Kolbens des Stellmotors wirkt entgegen dem in der Ansaugleitung herrschenden Unterdruck eine Feder, so daß bei einer Abtrennung dieser Kammer von der Ansaugleitung das Stellglied unter der Einwirkung der Feder und unabhängig von dem in der Ansaugleitung herrschenden Unterdruck in seine eine Extremlage bewegt wird, in der die Klappe in der Abgasleitung vollständig geschlossen ist, so daß dadurch die gesamte Abgasmenge durch die Abgasbypaßleitung zum Erwärmen des Brennstoff-Luftgemisches hindurchgeleitet wird. Steigt die Temperatur Ober einen gewissen Wert an, so schaltet der Thermoschalter um und verbindet die andere Kammer des Stellmotors mit der Ansaugleitung, so daß jetzt unter der Wirkung des Unterdruckes die Klappe in der Abgasleitung zunehmend geöffnet wird, wodurch die durch die Abgaspypaßleitung hindurchgeleitete Abgasmenge mit wachsendem Unterdruck vermindert wird.

Auch aus den FR-PS 6 46 324 und 8 54 600 sowie der GB-PS 12 97 229 sind Einrichtungen bekannt, mit denen die Ansaugluft bzw. das Brennstoff-Luftgemisch mit so Hilfe von Wärmeaustauschern über die Abgase der Brennkraftmaschine erwärmt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Warmlaufeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die beim Warmlaufbetrieb der Brennkraftmaschine diese in optimaler Weise steuert

Bei einer Warmlaufeinrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die besondere Art der bei der erfindungsgemäßen Warmlaufeinrichtung benutzten Schalteinrichtung mit einem Schalter, der geschlossen ist, wenn das Fahrzeug stillsteht, stellt sicher, daß eine Spätzündung zum Zwecke eines schnellen Erwärmens der Brennkraftmaschine tatsächlich immer nur dann eingestellt wird, wenn *■"> diese auch erwünscht ist Würde z. B. beim Fahren des Fahrzeuges die Steuereinrichtung zum Einstellen der Spätzündung wirksam geschaltet, so könnte ein gleichzeitiges leichtes Offnen der Drosselklappe zum Ausgleichen des durch die Spätzündung bedingten Drehzahlabfalles nicht stattfinden, da die Drosselklappe in aller Regel bereits weiter geöffnet ist, als sie durch die erste Steuereinrichtung geöffnet werden kann. In diesem Fall könnte also infolge der Spätzündung ein ungleichmäßiger Lauf oder ga^r ein Stillstand der Brennkraftmaschine auftreten. Auch bei einem Öffnen des Ventils zum Erhöhen der Temperatur der in die Ansaugleitung eintretenden Luft wird der Ladewirkungsgrad der Brennkraftmaschine vermindert, also auch deren Leistungsabgabe verringert, obwohl eine saubere Verbrennung stattfindet Die erfindungsgemäße Warmlaufeinrichtung ermöglicht daher ein sehr schnelles Erwärmen der Brennkraftmaschine beim Stillstand des Fahrzeuges und verhindert gleichzeitig ein mögliches »Absterben« der Brennkraftmaschine beim Fahren des Fahrzeuges.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den'Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfir^sang wird anhand der Zeichnung erläutert Im einzelnen zei^i

F i g. 1 schematisch einen Schnitt durch einen Teil einer bevorzugten Ausführungsform der Warmlaufeinrichtung,

Fig.!? schematisch eine Ansicht des anderen Teils dieser Ausführungsform.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Brennkraftmaschine 10 dargestellt, die in herkömmlicher Weise ein Luftfilter 12 mit einem Filtereinsatz 14 umfaßt, wobei das Luftfilter 12 mit der umgebenden Atmosphäre über eine Lufceinlaßleitung 16 verbunden ist Die Brennkraftmaschine umfaßt ferner eine Ansaugleitung 18, die mit dem Luftfilter 12 sowie einem oder mehreren, nicht dargestellten Brennkammern der Brennkraftmaschine verbunden ist einen Vergaser 20, durch den die Ansaugleitung hindurchgeht und der mit einer in der Ansaugleitung 18 ausgebildeten Mischkammer 22 sowie einer Drosselklappe 24 versehen ist, die drehbar in der Ansaugleitung angeordnet ist eine Abgasleitung 26, die mit den Brennkammern verbunden ist und über einen nicl.t dargestellten Schalldämpfer in die umgebende Atmosphäre mündet einen Kühlventilator 30, der Kühlluft durch einen nicht dargestellten Radiator bläst um das darin befindliche Kühlmittel und die Brennkraftmaschine 10 zu kühlen. An dieser ist eine Pumpe 32 angebracht die das Kühlmittel durch einen nicht dargestellten Motorkühlkreislauf fördert Der Kühlventilator 30 und die Pumpe 32 können durch jeden beliebigen Antrieb, beispielsweise die Brennkraftmaschine 10 oder einen Elektromotor, angetrieben werden.

Die Warmlaufeinrichtung zum schnellen E/wärmen der Brennkraftmaschine 10 umfaßt eine Drosselklappenst*usru.ig 36, die ein öffnen der Drosselklappe 24 während des Warmlaufens des Motors bewirkt Die Drosselklappensteuärung 36 umfaßt eine ertte Steuereinrichtung 38 mit einem Gehäuse 40 aus einem Paar von Gehäuseteilen 42 und 44, die zwischen sich eine biegsame Membran 46 am Rand einspannen. Die Membran 46 unterteilt das Gehäuse 40 in eine atmosphärische Kammer 48, die zur umgebenden Luft hin offen ist. sowie eine Unterdruckkammer 50. die mit der Ansaugleitung 18 stromab der Drosselklappe 24 verbunden ist. Die Membran 46 ist wirkmäßig über eine Verbindungsstange 54 und einen Verbindungshebel 56 mit einer Drosselklappenwellc 52 verbunden. Zwischen die Unterdruckkammer 50 und die Ansaugleitung 18 ist ein erstes Ventil 58 geschaltet.

Das erste Ventil 38 umfaßt einen Ventilkörper 60 mit einer darin ausgebildeten Kammer 62, eine durch den Ventilkörper 60 hindurchgehende Einlaßöffnung 64, die in die Kammer 62 mündet und mit der Ansaugleitung 18 stromab der Drosselklappe 24 über Leitungen 66 und 68 verbunden ist, sowie eine Auslaßöffnung 70, die durch den Ventilkörper 60 hindurchgeht, in die Kammer 62 mündet und mit der Unterdruckkammer 50 über eine Leitung 72 verbunden ist. Ferner umfaßt das erste Ventil 58 ein Ventilelement 74, das bewegbar in der Kammer 62 angeordnet ist, eine Druckfeder 80, die das Ventilelement 74 unter Vorspannung setzt, sowie eine erste Solenoidspule 82 zur Steuerung des Ventilelementes 74. Das Ventilelement 74 wird normalerweise in einer Stellung gehalten, in der es die Einlaßöffnung 64 aufgrund der Wirkung der Druckfeder 80 geschlossen hält, wenn die erste Solenoidspule 82 nicht erregt ist. Durch die der Wirkung der Druckfeder 80 entgegenwirkende elektromagnetische Kraft der ersten Solenoidspule 82 wird das Ventilelement 74 in eine Stellung bewegt, in der die Einlaßöffnung 64 geöffnet ist, wenn die Solenoidspule 82 während des Kaltstartes der Brennkraftmaschine 10 erregt ist. Die Drosselklappe 24 wird in herkömmlicher Weise durch ein nicht dargestelltes Gaspedal gesteuert, wenn das Ventilelement 74 die Einlaßöffnung 64 geschlossen hält. Die Drosselklappe 24 wird aus ihrer Schließstellung in Öffnungsrichtung durch die erste Steuereinrichtung 38 gedreht, wenn das Ventilelement 74 die Einlaßöffnung 64 während des Kaltstartes öffnet Die erste Solenoidspule 82 ist mit einer elektrischen Steuerschaltung verbunden, die eine elektrische Stromquelle 75, beispielsweise eine Batterie, einen Zündschalter 77 für die Brennkraftmaschine 10, einen auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ansprechenden Schalter 79, einen Beschleunigungsschalter 81 sowie einen auf die Temperatur eines Katalysators ansprechenden Schalter 83 umfaßt Diese Schalter sind in Reihe miteinander geschaltet. Der Schalter 79 ist offen, wenn ein mit der Brennkraftmaschine ausgerüstetes Fahrzeug sich bewegt, und geschlossen, wenn das Fahrzeug steht. Der Beschleunigungsschalter 81 ist offen, wenn das Gaspedal niedergetreten ist, und geschlossen, wenn das Gaspedal freigegeben ist. Der Schalter 83 spricht auf die Änderung der Temperatur eines Katalysators in einem nicht dargestellten katalytischem Umformer in der Abgasleitung beispielsweise über ein bimetallisches Teil an und ist geschlossen, wenn die Temperatur des Katalysators unter einem bestimmten Wert liegt, der beispielsweise ungefähr 300⁰C betragen kann.

Die Warmlaufeinrichtung umfaßt ferner eine Heizung für das brennbare Gemisch, die in die Brennkammern einzuspeisendes brennbares Gemisch während des Kaltstartes durch Wärme aus den Abgasen erwärmt Die Heizung 84 umfaßt ein Abgasventil 86, das drehbar in der Abgasleitung 26 angeordnet ist einen AbgasbypaSkanal 88, der von einer Stelle stromauf vom Abgasventil 86 bis zu einer davon stromab gelegenen Stelle verläuft, eine weitere Steuereinrichtung 90 zur Steuerung des Abgasventils 86 sowie ein zweites Ventil 92 zur Steuerung dieser weiteren Steuereinrichtung 90. Diese und das zweite Ventil 92 sind in Aufbau und Funktion im wesentlichen identisch mit der ersten Steuereinrichtung 38 bzw. dem ersten Ventil 58. Daher erübrigt sich eine ausführliche Beschreibung der Steuereinrichtung 90 und des Ventils 92. Eine biegsame Membran 93 der Steuereinrichtung 90 ist wirkmäßig über eine Verbindungsstange 96 und einen Verbindungshebcl 98 mit einer drehbaren Welle 94 des Abgasventils 86 verbunden. Eine Einlaßöffnung 99 üt-s zweiten Ventils 92 wird durch ein Ventilelement 107 gesteuert und steht mit der Leitung 68 über eine Leitung -, 100 in Verbindung. Eine Auslaßleitung 101 des /.weiten Ventils 92 ist über Leitungen 103 und 104 mit einer Unterdruckkammer 102 der Steuereinrichtung 90 verbunden. Eine zweite Solenoidspule 106 des zweiten Ventils 92 ist elektrisch mit einem Schalter 105

ίο verbunden, der auf Änderungen in der Temperatur des Kühlmittels anspricht und ferner mit den Schaltern 77 und 79 verbunden ist. Der Schalter 105 ist geschlossen, wenn die Temperatur des Kühlmittels unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, der ungefähr 60"C beträgt.

i-5 Das Abgasventil 86 wird normalerweise in einer Stellung gehalten, in der die Abgasleitung 26 vollständig geöffnet ist, wenn die Solenoidspule 106 nicht erregt ist. Das Abgasventil 86 wird aus seiner vollständig offenen Stellung in einer solchen Richtung verdreht, daß die Abgasleitung 26 geschlossen bzw. gedrosselt wird, um die Abgase in den Abgasbypaßkanal 88 umzuleiten, wenn die Solenoidspule 106 während des Kaltstartes erregt ist. Der Abgasbypaßkanal 88 und die Ansaugleitung 18 haben eine gemeinsame Wand 108 und sind

2s innerhalb eines begrenzten Bereichs durch die gemeinsame Wand 108 voneinander getrennt. Die Wand 108 wird durch die Abgase, die durch den Abgasbypaßkanal 88 strömen, erwärmt und dient als Wärmetauscher zur Erwämung des brennbaren Gemisches, das durch die

ίο Ansaugleitung 18 strömt, wenn das Abgasventil 86 während des Kaltstartes geschlossen ist bzw. die Abgasleitung 26 drosselt. Die Wand 108 hat eine höhere Heizwirkung, wenn sie an einem gekrümmten Abschnitt der Ansaugleitung 18 ausgebildet ist, wie dieses in

η F i g. 1 dargestellt ist wobei dann gegen diesen gekrümmten Abschnitt die Strömung eines verhältnismäßig mageren Gemisches trifft, um die Ausbildung einer feinen Verteilung von Brennstoff in Luft zu fördern. Die Wand 108 kann aus einem guten Wärmeleiter, wie beispielsweise Kupfer, hergestellt sein. Auf der Wand 108 kann ferner eine Vielzahl von Rippen UO ausgebildet sein, die die Wärmeübergangsfläche der Wand 108 erhöhen, um die Heizwirkung zu fördern. In der Ansaugleitung 18 kann eine Verlängerung 112 ausgebildet sein, die voir. Vergaser 20 bis zu einer Stelle nahe der Wand 108 verläuft damit brennbares Gemisch zu dieser Wand geführt wird.

Die Warmlaufeinrichtung umfaßt ferner eine Ansaugluftheizung 114, die dazu dient, dem Vergaser 20 zugeführte Ansaugluft während des Warmlaufens durch Motorabgase zu erwärmen. Die Ansaugluftheizun« 114 umfaßt eine zweite Lufteinlaßleitung 118 in Form eines Mantelrohres, das einen Abschnitt der Abgasleitung 26 und des AbgasbypaßkanaJs 88 umgibt und Enden 119 und 119* aufweist, die zur Atmosphäre hin offen sind. Eine Wand 121 der Abgasleitung 26 und des Abgasbypaßkanals 88, die von der Lufteinlaßleitung 118 umgeben ist wird durch Abgase beheizt, die durch die Leitungen 26 und 88 strömen, und dient als Heizung bzw. Wärmetauscher zum Erwärmen von durch das Mantelrohr 118 eingesaugter Luft Auf der Wand 121 kann eine Vielzahl von Rippen 122 ausgebildet sein, die die Wärmeübergangsfläche der Wand vergrößern. Die zweite Lufteinlaßleitung 118 ist mit der Lufteinlaßleitung 16 fiber eine Verbindungsleitung 124 verbunden. Zwischen der Lufteinlaßleitung 16 und der Verbindungsleitung 124 ist ein Ventil Ϊ26 angeordnet, das die Zufuhr zum Luftfilter 12 von kalter Luft durch die

Lufteinlaßleitung 16 auf erwärmte LuFi durch die Verbindungsleitung 124 und die Lufteinlaßieitung 118 umschalten kann. Zur Steuerung des Ventils 126 ist eine zusätzliche Steuereinrichtung 128 vorgesehen. Diese ist in Aufbau und Funktion ^im »'««»"t'ichen identisch mit der ersten Steuereinrichtung 38. Eine biegsame Membran 130 ist wirkmäßig mit dem Ventil 126 über eine Stange 132 verbunden. Eine Unterdruckkammer 134 s,vit über eine Leitung 136 mit der Leitung 103 in Verbindung. Das Ventil 126 schließt die Verbindungsleitung 124. so daß dem Luftfilter 12 kalte Luft aus der Ansaugleitung 16 zugeführt wird, wenr die Solenoidspu-Ie 106 nicht erregt ist. Das Ventil 126 wird durch die zusätzliche Steuereinrichtung 128 in der Weise gei'eiiert, daß es die Verbindungsleitung 124 öffnet und die Lufteinlaßleitung 16 schließt, so ciiiß dem Luftfilter 12 erwärmte Luft aus der Verbindunjrsleitung 124 und der Lufteinlaßleitung 118 zugeführt wird, wenn die /w. eite Solenoidspulc während des Kalistartes erregt ist.

i^!s ^'ürüils—ieinrichtun⁰ ürniäß? i'*°*n^pr ^pin^{p 7}.^vv^p?t^p Steuereinrichtung 137 für die Zündzeitpunkt-Umschal tung. zu der eine erste Unterbrecheranordnung 138, die den Zündzeitpunkt auf die übliche vo eilende Zündung einstellt, eine zweite Unterbrecheranordnung 140. die den Zündzeitpunkt verzögert, sowie ein Relais 142 L'chört, das dazu dient, die Verbindung zwischen einer Zündspule 144 und entweder der ersten oder der /weiten Unterbrecheranordnung 138 bzw. 140 umzuschalten. Das Relais 142 hat einen ersten festen Kontakt 146. der über eine Leitung 148 mit der ersten Unterbrecheranordnung 138 verbunden ist. einen /weit η festen Kontakt 150. der über eine Leitung 154 mit der zweiten Unterbrecheranordnung 140 verbunden ist. einen Schaltarm 156, der im Ruhezustand am ersten Kontakt 146 anliegt, um die Leitung 148 mit einer mit der Zündspule 144 verbundenen Leitung 158 /u verbinden, so daß die erste Unterbrecheranordnung 138 und die Zündspule 144 miteinander verbunden sind, sowie eine Relaisspule 160, die mit dem Schalter 83 verbunden ist. Die Zündspule 144 ist mit den Schaltern 77 und 79 verbunden. Die Relaisspule 160 wird erregt, damit der Schaltarm 156 mit dem zweiten Kontakt 150 in Berührung kommt, so daß die zweite Unterbrecheranordnung 140 und die Zündspule 144 miteinander verbunden werden, so daß der Zündzeitpunkt verzögert wird, wenn der Schalter 83 geschlossen ist und die Brennkraftmaschine 10 im Leerlauf läuft.

Die Warmlaufeinrichtung umfaßt ferner eine Steuereinrichtung 162 für das Kühlsystem, die eine elektromagnetische Kupplung 164, die normalerweise den Kühlventilator 30 und die Pumpe 32 mit dem Antrieb verbindet, sowie ein Relais 166 umfaßt, das zur Steuerung der Verbindung zwischen dem Kühlventilator 30 und der Pumpe 32 einerseits und dem Antrieb andererseits dient Das Relais 166 ir:nfaßt einen ersten festen Kontakt 168, der mit den Schaltern 77 und 79 verbunden ist, einen zweiten festen Kontakt 170, der mit der elektromagnatischen Kupplung 164 verbunden ist, einen Schaltarm 172, der im Ruhezustand von den festen Kontakten 168 und 170 abgehobeil ist sowie eine Relaisspule 174, die mit dem Schalter 105 und der Solenoidspule 106 verbunden ist Die elektromagnetische Kupplung 164 wird abgeschaltet um den Kühlventilator 30 und die Pumpe 32 vom Antrieb zu trennen, damit der Kühlventilator 30 and die Pumpe 32 außer Betrieb gesetzt werden, wenn die Relaisspule 174 erregt ist so daS sie den Schaltern? 172 mit den festen Kontakten 168 und 170 in Eingriff bringt

Wenn die Brennkraftmaschine 10 angelassen wird und im kalten Zustand leerläuft, wobei die Schalter 77, 79 und 81 geschlossen sind und die Temperatur des Katalysators unterhalb eines vorbestimmten Wertes Mp"< <;r> Hnf» H<;r Schalter 83 geschlossen ist wird pin elektrischer Steuerkreis geschlossen, und es werden die erste Solenoidspule 82 und das Relais 142 erregt. Die Erregung der ersten Solenoidspule 82 bewirkt, daß das Ventilelement 74 des ersten Ventils 58 die Einlaßöffnung 64 öffnet, so daß die Verbindung zwischen dem in der Ansaugleitung 18 stromab der Drosselklappe 24 bestehenden Unterdruck und der Unterdruckkammer 50 der ersten Steuereinrichtung 38hergestellt wird. Die Drosselklappe 24 wird aus ihrer geschlossenen Stellung aufgrund des Druckunterschiedes zwischen den Driikken in der atmosphärischen Kammer 48 und der Unterdruckkammer 50 um einen bestimmten Betrag geöffnet, so daß die in die Brennkammern eingesaugte Menge brennbaren Gemische erhöht wird. Dieses hat zur Kolpp daß dip Drehzahl dpr Brennkraftmaschine 10 ansteigt und die Menge der Abgase des Motors sowie deren Temperatur erhöht werden. Somit wird der Anstieg der Temperatur der Brennkraftmaschine 10 gefördert, um die Zeitdauer des Warmlaufens zu verkürzen.

Die Erregung des Relais 142 bewirk',, daß dessen Schaltarm 156 zum Anliegen am zweiten Kontakt 150 kommt, so daß die Zündspule 144 mit der zweiten I Interbrecheranordnung 140 verbunden wird. Daher wird der Zündzeitpunkt verzögert, so daß ein Anstieg der Temperatur der Abgase erleichtert wird, damit der Zeitraum des Warmlaufens weiter verkürzt wird.

Wenn die Brennkraftmaschine 10 angelassen ist und im kalten Zustand leerläuft und wenn die Temperatur des Kühlmittels unter einem bestimmten Wert liegt, so daß der Schalter 105 geschlossen ist, wird ein weiterer elektrischer Steuerkreis geschlossen, so daß die zweite Solenoidspule 106 und das Relais 166 erregt werden.

Die Erregung der zweiten Solenoidspule 106 öffnet die Einlaßöffnung 99 des Ventils 92, so daß die Verbindung des in der Ansaugleitung 18 stromab der Drosselklappe 24 herrschenden Unterdrucks mit der Unterdruckkammer 102 der Steuereinrichtung 90 und der Unterdruckkammer 134 der Steuereinrichtung 128 freigegeben wird. Das Abgasventil 86 wird durch die Druckdifferenz zwischen den Drücken in der Unterdruckkammer 102 und der atmosphärischen Kammer 109 betätigt und schließt bzw. drosselt die Abgasleitung 26, so daß Abgase in den Abgasbypaßkanal 88 umgeleitet werden. Die Wand 108 wird durch Abgase, die durch den Abgasbypaßkanal 88 strömen, erwärmt. Die erwärmte Wand 108 erwärmt das brennbare GtTiisch, das durch die Ansaugleitung 18 strömt, wodurch die Vergasung des Brennstoffs und die Mischung des Brennstoffs mit Luft verbessert wird. Auf diese Weise wird das brennbare Gemisch aus hinreichend vergastem Brennstoff und Luft in der der Brennstoff ausreichend mit Luft gemischt ist in die Brennkammern eingesaugt und wirksam verbrannt Dadurch wird der Anstieg der Temperatur der Abgase weiter gefördert so daß ein Anstieg der Temperatur der Brennkraftmaschine 10 beschleunigt wird. Gleichzeitig wird die Erzeugung von Schadstoffen, wie unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid vermindert Untersuchungen haben ergeben, daß ein Luftklappenventil ungefähr zehn Sekunden nach dem Anlassen einer Brennkraftmaschine im kalten Zustand vollständig geöffnet werden konnte, wenn eine Heizung für das

brennbare Gemisch verwendet wird. Somit wird der Zeitraum für das Warmlaufen der Brennkraftmaschine wesentlich verkürzt.

In der Zwischenzeit wird das Ventil 126 aufgrund der Druckdifferenz zwischen den Drücken in der atmosphärischen Kammer 133 und der Unterdruckkammer 134 betätigt, so daß die Verbindungsleif.ing 124 geöffnet und die Lufteinlai/ieitung 16 geschlossen wird, so daß dem Luttlilter 12 erwärmte Luft über die Verbmdungsleitung 124 und die Lufteinlaßleitung 118 zugeführt wird. Atmosphärische Luft wird in das Mantelrohr 118 angesaugt und durch die Wand 121 erwärmt, die von Abgasen erwärmt wird, die durch die Abgasleitung 26 und den Abgasbypaßkanal 88 strömen. Erwärmte Luft wird über die Verbindungsleitung 124 und das Luftfilter 12 in den Vergaser 20 angesaugt und dort mit Brennstoff gemischt. Das Mischen erwärmter Luft mit Brennstoff fördert die Vergasung des Brennstoffes. Dadurch wird die Zeitdauer des W2rrri!2iifer^.^t der 5r*^ari!ikr^i>i^trn^Q.^c*'h!n'¹ weiter verkürzt und die Erzeugung von Schadstoffen vermindert.

Eine Erregung des Relais 166 bewirkt. daB die elektromagnetische Kupplung 164 abgeschaltet wird, wodurch der Kühlventilator 40 und die Pumpe 32 außer Betrieb gesetzt werden, so daß die Kühlung des Kühlmittels und der Brennkraftmaschine 10 sowie der Umlauf des Kühlmittels durch den Kühlkreislauf beendet werden. Dieses führt zu einem An Ία' der Temperatur der Wand der Brennkammern, wodurch die Verbrennung des Brennstoff-Luft Gemisches gefordert wird. Dadurch wird die Zeitdauer des Warmlaufens der Brennkraftmaschine weiter verkürzt und die Erzeugung von Schadstoffen vermindert.

Wenn die lemperatur des Katalysators während des LcerliU.iS im kaiton Zustand der Brennkraftmaschine 10 c .Il.. bestimmten Wert erreicht, wird der Schalter 83 geöffnet, so daß die Erregung der ersten Solenoidspule 82 um.' das Relais 142 abklingt. Wenn die erste Solenoidspule 82 nicht mehr erregt ist, kehrt das Ventilelement 74 in seine Schließstellung zurück und sperrt dadurch die Verbindung zwischen dem in der Ansaugleitung 18 stromab der Drosselklappe 24 herrschenden Unterdruck und der Unterdruckkammer 50. Daher wird die Drosselklappe 24 dann nur durch das Gaspedal gesteuert. Das Abklingen der Erregung des Relais 142 bewirkt, daß der Schaltarm 156 zur Anlage am ersten festen Kontakt 146 kommt, so daß die Zündspule 144 und die erste Unterbrecheranordnung 138 miteinander verbunden werden, damit der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine vorverstellt wird.

Wenn die Temperatur des Kühlmittels während des Kaltstart- und Leerlaufbetriebes einen bestimmten Wert erreicht, wird der Schalter 105 geschlossen und die zweite Solenoidspule 106 und das Relais 166 nicht mehr

-, erregt. Wenn die zweite Solenoidspule 106 nicht mehr erregt ist, kehrt das Ventilelement 104 in seine Schließstellung zurück, wodurch die Verbindung zwischen dem in der Ansaugleitung 18 stromab der Drosselklappe 24 besiehenden Unterdruck und den

in Unterdruckkammern 102 und 134 gesperrt wird, so daß die Steuereinrichtungen 90 und 128 außer Betrieb gesetzt werden. Die Außerbetriebsetzung der Steuer einrichtung 90 bewirkt, daß das Abgasventil 86 in semi vollständig geöffnete Stellung zurückkehrt, so daß die

π Abgasleitung 26 vollständig geöffnet ist. Die vollständige Öffnung der Abgasleitung 26 beendet die Umleitung der Abgase in den Abg-isbypaßkanal 88 und die Aufheizung des in der Ansaugleitung 18 strömenden KrerinKoreri Gemisches. Die Aüi3erbetricbse!2un^o d^r

.»,ι Steuereinrichtung 128 bewirkt, daß das Ventil 126 in seine geschlossene Stellung zurückkehrt, so daß die Verbmdungsleitung 124 geschlossen und die Lufteinlaßleitung 16 geöffnet werden. Das Schließen der Verbindungsleitung 124 beendet das Ansaugen erwärm-

_>i ter Luft in das Luftfilter 12. Das öffnen der Lufteinlaßleitung 16 bewirkt, daß nur nichterwärmte Luft in das Luftfilter angesaugt wird. Wenn das Relais 166 aberregt ist, ist die elektromagnetische Kupplung 164 erregt, so daß der Kühlventilator und die Pumpe 32

so mit dem Antrieb verbunden sind und die Kühlung des Kühlmittels und der Brennkraftmaschine 10 sowie der Umlauf des Kühlmittels wieder aufgenommen werden. Dadurch wird eine Überhitzung der Brennkraftmaschine 10 verhindert.

Es ist zu beachten, daß die Verkürzung der Zeitdauer des Warmlaufens der Brennkraftmaschine und die Verminderung oder Beseitigung von Luftverunreinigungen während des Kaltstartes durch Anwendung einer der Einrichtungen 36, 84, 114, 137 und 162 oder einer Kombination von mindestens zwei dieser Einrichtungen erreicht werden.

Obwohl die Ventile 58 und 92 als Solenoidventile beschrieben worden sind, versteht es sich, daß diese Ventile eine beliebige elektromagnetische Ventilkonstruktion haben können und daß die Steuereinrichtungen 38, 90 und 128, die hier als herkömmliche Membraneinheiten beschrieben worden sind, von beliebiger, auf Unterdruck ansprechender Bauart sein können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Warmlaufeinrichtung für eine ein Fahrzeug antreibende Brennkraftmaschine mit einer Ansaugleitung, einer in dieser vorgesehenen Drosselklappe, einer Abgasleitung, einer ersten Steuereinrichtung zum Offnen der Drosselklappe bei einem bestimmten, stromab der Drosselklappe herrschenden Unterdruck, einer zweiten Steuereinrichtung zum Verstellen des Zündzeitpunktes von einer voreilenden in eine verzögernde Lage und einer Schalteinrichtung, mit der die erste und zweite Steuereinrichtung wirksam schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (58, 79, 81, 83) einen ersten Schalter (79), der bei stillstehendem Fahrzeug geschlossen ist, einen zweiten Schalter (81), der bei freigegebenem Gaspedal geschlossen ist, und einen dritten Schalter (83) aufweist, der geschlossen ist, wenn die Temperatur eines Katalysators in der Abgasleitung unter einem bestimmten Wert kern, und daß die Schalter in Reihe geschaltet sind, um die erste und zweite Steuereinrichtung (38, 137) nur wirksam zu schalten, wenn alle drei Schalter geschlossen sind.

2. Warmlaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eiste Steuereinrichtung (38) eine Membran (46) umfaßt, die wirkmäßig mit der Drosselklappe (24) verbunden ist und auf den Unterdruck in der Ansaugleitung (18) anspricht

3. Warmlaufeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinrichtung (IS?) eine erste Unterbrecheranordnung (138) für einen voreilenden Zündzeitpunkt, die im Ruhezustand mit einer Zündspule (144) der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist, eine zweite Unterbrecheranordnung (140) fur einen verzögerten Zündzeitpunkt, die im Ruhezustand von der Zündspule getrennt ist, und eine Umschalteinrichtung (142) umfaßt, die die erste Unterbrecheranordnung und die Zündspule voneinander trennt und die zweite Unterbrecheranordnung mit der Zündspule verbindet, wenn d<e zweite Steuereinrichtung (137) wirksam geschaltet ist.

4. Warmlaufeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinrichtung (38) eine atmosphärische Kammer (48) und eine von der atmosphärischen Kammer durch die Membran (46) getrennte Unterdruckkammer (SO) aufweist, die über eine Leitung (72, 66, 68) mit der Ansaugleitung (18) stromab der Drosselklappe (24) in Verbindung steht, daß die Schalteinrichtung (58, 79,81,83) ein in der Leitung (72, 66) angeordnetes Ventil (58), das normalerweise die Leitung sperrt, und eine Magnetspule (82) zur Steuerung des Ventils hat, und einen die Magnetspule elektrisch speisenden, auf die Temperatur des Katalysators ansprechenden Schalter (83) aufweist, der geschlossen ist, wenn die Temperatur des Katalysators unterhalb des bestimmten Wertes liegt, wodurch die Magnetspule (82) erregt ist und das Ventil (58) öffnet.

5. Warmlaufeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinrichtung (137) als Umschalteinrichtung ein Relais (142) aufweist, das elektrisch mit der Zündspule (144) und dem auf die Temperatur des Katalysators ansprechenden Schalter (83) verbunden ist, der geschlossen ist, wenn die Temperatur des Katalysators unterhalb des bestimmten. Wertes liegt, und daß das Relais

(142) im nicht erregten Zustand die erste Unterbrecheranordnung (138) mit der Zündspule verbindet und, wenn der Schalter (83) geschlossen ist, die zweite Unterbrecheranordnung (140) mit der Zündspule verbindet sowie die erste Unterbrecheranordnung von der Zündspule trennt.