DE2404112C3 - Warmlaufeinrichtug für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Warmlaufeinrichtug für eine BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Warmlaufeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten ArL
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
schalet 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 Begrenzungsanschlages 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 20 64 266 ist eine Vorrichtung zum gezielten Einschalten mehrerer Steuereinrichtungen
zum Verbessern der Verbrennung einer Brennkraftmaschine bekannt, die damit eine optimal niedrige
Schadstoffemission haben soli. 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, der in
Abhängigkeit vom Ansaugunterdruck betätigt wird.
Diese bekannte Vorrichtung hat als eine weitere Steuereinrichtung auch eine Abgasnachverbrennungsanlage,
die über die Schalteinrichtung eingeschaltet wird, wenn die Abgastemperatur unter einen bestimmten
Wert fällt.
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.
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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 gehalten wird, was wiederum mit Hilfe einer Steuereinrichtung für die
Drosselklappe erfolgt, die ein vollständiges Schließen
der Drosselklappe verhindert, wenn der Unterdruck stromab der Drosselklappe über einen bestimmten
Wert ansteigt, was z. B. bei einer plötzlichen Verzögerung
eine? 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 Unter- druck. 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 verbindet.
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 über einen gewissen Wert ίο
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 97 279 sind Einrichtungen bekannt, mit denen
die Ansaugluft bzw. das Brennstoff-Luftgemisch mit 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 Öffnen der Drosselklappe zum
Ausgleichen des durrh 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 gar 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 Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert Im einzelnen zeigt
Fig. 1 schematich einen Schnitt durch einen Teil einer bevorzugten Ausführungsform der Warmlaufeinrichtung,
Fig.2 schernatisch 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 Lufteinlaßleitung 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 nicht 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 Erwärmen der Brennkraftmaschine 10 umfaßt eine Drosselklappensteuerung
36, die ein öffnen der Drosselklappe 24 während des Warmlaufens des Motors bewirkt. Die
Drosselklappensteuerung 36 umfaßt eine erste 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 Drosselklappenwelle 52 verbunden. Zwischen die Unterdruckkammer 50 und die Ansaugleitung 18 ist
ein erstes Ventil 58 geschaltet.
Das erste Ventil 58 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 ir. 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 Abgasbypaßkanal
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 Verbindungshebel
98 mit einer drehbaren Welle 94 des Abgasventils 86 verbunden. Eine Einlaßöffnung 99 des
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 zweiten 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 600C beträgt.
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
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 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
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 110 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 vom 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
so zugeführte Ansaugluft während des Warmlaufens durch Motorabgase zu erwärmen. Die Ansaugluftheizung 114
umfaßt ein? zweite I .tifteinlaßleitung 118 in Form eines
Mantelrohres, das einen Abschnitt der Abgasleitung 26 und des Abgasbypaßkanals 88 umgibt und Enden 119
und 119' aufweist die zur Atmosphäre hin offen sind.
Eine Wand 121 der Abgasleitung 26 und des Abgasbypaßltanals 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 1118 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 über eine Verbindungsleitung 124 verbunden.
Zwischen der Lufteinlaßleitung 16 und der Verbindungsleitung 124 ist ein Ventil 126 angeordnet, das die
Zufuhr zürn Luftfilter 12 von kalter Luft durch die
Lufteinlaßleitung 16 auf erwärmte Luft durch die Verbindungsleitung 124 und die Lufteinlaßleitung 118
umschalten kann. Zur Steuerung des Ventils 126 ist eine zusätzliche Steuereinrichtung 128 vorgesehen. Diese ist
in Aufbau und Funktion im wesentlichen identisch mit der ersten Steuereinrichtung 38. Eine biegsame
Membran 130 ist wirkmäßig mit dem Ventil 126 über eine Stange 132 verbunden. Eine Unterdruckkammer
134 steht 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, wenn die Solenoidspu-Ie
106 nicht erregt ist. Das Ventil 126 wird durch die zusätzliche Steuereinrichtung 128 in der Weise gesteuert,
daß es die Verbindungsleitung 124 öffnet und die Lufteinlaßieitung 16 schließt, so daß dem Luftfilter
12 erwärmte Luft aus der Verbindungsleitung 124 und der Lufteinlaßleitung 118 zugeführt wird, wenn die
zweite Solenoidspule während des Kaltstartes erregt ist.
Die Warmlaufeinrichtung umfaßt ferner eine zweite Steuereinrichtung 137 für die Zündzeitpunkt-Umschaltung,
zu der eine erste Unterbrecheranordnung 138, die den Zündzeitpunkt auf die übliche voreilende Zündung
einstellt, eine zweite Unterbrecheranordnung 140, die den Zündzeitpunkt verzögert, sowie ein Relais 142
gehört, das dazu dient, die Verbindung zwischen einer Zündspule 144 und entweder der ersten oder der
zweiten Unterbrecheranordnung 138 bzw. 140 umzuschalten. Das Relais 142 ha* einen ersten festen Kontakt
146, der über eine Leitung 148 mit der ersten Unterbrecheranordnung 138 verbunden ist, einen
zweiten festen Kontakt 150, der über eine Leitung 154 mit der zweiten Unterbrecheranordnung 140 verbunden
ist, einen Schaitarm 156. der im Ruhezustand am ersten
Kontakt 146 anliegt, um die Leitung 148 mit einer mit der Zündspule 144 verbundenen Leitung 158 zu
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 Schaitarm 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 umfaßt einen ersten festen Kontakt 168, der mit den Schaltern 77 und 79
verbunden ist, einen zweiten festen Kontakt 170, der mit der elektromagnetischen Kupplung 164 verbunden ist
einen Schaitarm 172, der im Ruhezustand von den festen Kontakten 168 und 170 abgehoben 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 und die Pumpe 32 außer Betrieb gesetzt werden, wenn die Relaisspule 174
erregt ist so daß sie den Schaltarm 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
liegt, so daß der Schalter 83 geschlossen ist, wird ein 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 Drükken in der atmosphärischen Kammer 48 und der
Unterdruckkammer 50 um einen bestimmten Betrag geöffnet, so daß die in die Brennkammern eingesaugte
Menge brennbaren Gemischs erhöht wird. Dieses hat zur Folge, daß die Drehzahl der 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 bewirkt, daß dessen Schaltarm 156 zum Anliegen am zweiten Kontakt 150
kommt, so daß die Zündspule 144 mit der zweiten Unterbrecheranordnung 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
Gemisch, 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 Verbindungsleitung 124 geöffnet und
die Lufteinlaßleitung 16 geschlossen wird, so daß dem Luftfilter 12 erwärmte Luft über die Verbindungsleitung
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 Warmlaufens der Brennkraftmaschine
weiter verkürzt und die Erzeugung von Schadstoffen vermindert.
Eine Erregung des Relais 166 bewirkt, daß 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 Anstieg der Temperatur der Wand der Brennkammern, wodurch die
Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches gefördert wird. Dadurch wird die Zeitdauer des Warmlaufens der
Brennkraftmaschine weiter verkürzt und die Erzeugung von Schadstoffen vermindert.
Wenn die Temperatur des Katalysators während des Leerlaufs im kalten Zustand der Brennkraftmaschine !0
einen bestimmten Wert erreicht, wird der Schalter 83 geöffnet, so daß die Erregung der ersten Solenoidspule
82 und 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 Unterbrecheranord.-mng 138 miteinander verbunden werden, damit der Zündzeitpunkt
der Brennkraftmaschine vorverstellt wird.
Wenn die Temperi.tur 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 bestehenden Unterdruck und den
ίο Unterdruckkammern 102 und 134 gesperrt wird, so daß
die Steuereinrichtungen 90 und 128 außer Betrieb gesetzt werden. Die Außerbetriebsetzung der Steuereinrichtung
90 bewirkt, daß das Abgasventil 86 in seine vollständig geöffnete Stellung zurückkehrt, so daß die
Abgasleitung 26 vollständig geöffnet ist. Die vollständige öffnung der Abgasleitung 26 beendet die Umleitung
der Abgase in den Abgasbypaßkanal 88 und die Aufheizung des in der Ansaugleitung 18 strömenden
brennbaren Gemisches. Die Außerbetriebsetzung der Steuereinrichtung 128 bewirkt, daß das Ventil 126 in
seine geschlossene Stellung zurückkehrt, so daß die Verbindungsleitung 124 geschlossen und die Lufteinlaßleitung
16 geöffnet werden. Das Schließen der Verbindungsleitung 124 beendet das Ansaugen erwärmter
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 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 (5)
1. Warmlaufeinrichtung für eine ein Fahrzeug antreibende Brennkraftmaschine mit einer Ansaugleitung,
einer in dieser vorgesehenen Drosselklappe, einer Abgasleitung, einer ersten Steuereinrichtung
zum öffnen 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 t-inen dritten Schalter (83) aufweist, der
geschlossen ist, wenn die Temperatur eines Katalysators in der Abgasleitung unter einem bestimmten
Wert liegt, 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 erste 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
(137) eine erste Unterbrecheranordnung (138) für einen voreilenden Zündzeitpunkt, die im
Ruhezustand mit einer Zündspule (144) der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist, eine zweite
Unterbrecheranordnung (140) für einen verzögerten Zündzeitpunkt, die im Ruhezustand von der
Zündspule getrennt ist, und eine Umschalteinrichtung (142) umfaßt, die die ers'.e Unterbrecheranordnung
und die Zündspule voneinander trennt und die zweite Unterbrecheranordnung mit öer Zündspule
verbindet, wenn die 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 (50) 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.
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JP48011697A JPS5218846B2 (de) | 1973-01-29 | 1973-01-29 |
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