DE2431046A1

DE2431046A1 - Reglervorrichtung zum regeln des mischungsverhaeltnisses des luft-kraftstoffgemisches bei brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2431046A1
Application number: DE2431046A
Authority: DE
Inventors: Pierre Gele; Bernard Laprade; Xavier Laprade
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-27
Filing date: 1974-06-27
Publication date: 1975-01-23
Also published as: GB1481312A; ES427658A1; FR2272273B2; US3977375A; NL7408679A; SE405883B; JPS5213586B2; SE7408519L; JPS5049525A; FR2272273A2

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL·. ING. W. EiTLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MDNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

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1. Xavier Laprade, Arudy / Frankreich

2. Bernard Laprade, Arudy / Frankreich

3. Pierre Gele, Tarbes / Frankreich

Reglervorrichtung'zum Regeln des Mischungsverhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemisches bei Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reglervorrichtung zum Regeln des Mischungsverhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemisches bei Brennkraftmaschinen, sowie auf einen Vergaser mit einer solchen Regelvorrichtung.

In der französischen Patentanmeldung Nr. 72 27792, die am 2» August 1972 von denselben Anmeldern eingereicht wurde, ist eine Reglervorrichtung zum Regeln des Mischungsverhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemisches bei Brennkraftmaschinen beschrieben, welches sich an bereits vorhandene Motoren anpassen läßt, ohne daß es erforderlich wird, Teile dieser Motoren auszutauschen oder zu verändern.

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Diese Vorrichtung, die die Verschmutzung, die sich aus Fehlern bei der Einstellung des Mischungsverhältnisses ergeben, beträchtlich verringert, weist im wesentlichen einen Zusatzlufteinlaß oberhalb der Vorrichtung zum Einstellen des Mischungsverhältnisses auf, welcher durch zum Motor synchrone elektrische Impulse über ein Ventil gesteuert wird, wobei diese Impulse im Ansprechen auf Informationen abgegeben werden, die eine die Verbrennungsgase analysierende Sonde liefert.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine ähnliche Vorrichtung zu schaffen, d.h. eine Reglervorrichtung, die sich an bereits vorhandene Motoren ohne Veränderung deren Teile anpassen läßt, und die durch Einspritzung genau bemessener Mengen Luft in das Ansaugrohr arbeitet und oberhalb der Vorrichtung zum Einstellen des Mischungsvehrältnisses angeordnet ist, die jedoch noch einfacher Im Aufbau, noch weniger kostspielig und noch wirksamer ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Reglervorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sie zumindest einen Zusatzlufteinlaß aufweist, der an der Einlaßleitung der Brennkraftmaschine unterhalb eines- das Mischungsverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches regelnden Elements angeschlossen ist, daß mindestens ein den bzw. die Zusatzlufteinlässe steuerndes Ventil vorgesehen ist, welches mittels des im Hauptteil des das Mischungsverhältnis regelnden Elements vorherrschenden Unterdruckes steuerbar ist, und zwar mittels einer Kapsel mit einer Membran, die mit Hilfe einer elastischen Rückstelleinrichtung gespannt und dem Unterdruck über eine in das Hauptteil einmündende Leitung ausgesetzt ist, und daß der Unterdruck selbst mittels eines Magnetventils veränderbar ist, dessen Öffnung durch eine im Auspuffrohr der Brennkraftmaschine angeordnete Sonde steuerbar ist, so daß ein inAbhängigkeit von der Zusammensetzung der Verbrennungsgase veränderlicher elektrischer Strom abgegeben

^wird* 409884/1094 _ ₃ _

Weiterhin weist die Reglervorrichtung erfindungsgemäß die folgenden Merkmale auf:

1. Die Veränderung des in dem Hauptteil des Vergasers vorherrschenden Drucks, der die das Ventil im Zusatzlufteinlaß steuernde Kapsel beaufschlagt, erfolgt über einen Pufferbehälter, der in der Leitung angeordnet ist, die die Kapsel mit dem Hauptteil des Vergasers verbindet. Dieser Pufferbehälter ist mit einer zur Atmosphäre hin .geöffneten Abführleitung versehen, an welcher das durch die Sonde steuerbare Magnetventil angeschlossen ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Zufuhr von Zusatzluft unterbrochen, wenn das Magnetventil geöffnet ist und der Unterdruck im Pufferbehälter auf einen Nullwert zurückgefallen ist»

Somit wird die Wirkung der von der Sonde abgegebenen Informationen noch progressiver bzw. flexibler, da der Pufferbehälter zur Einwirkung gelangt·

2. Die öffnung zur Atmosphäre wie auch das Ansaugen von Zusatzluft erfolgen vorzugsweise über Filter, wobei die Filterung aberhalb des Vergasers und unterhalb des Filters erfolgt. *

3. Vorzugsweise sind zwischen dem Pufferbehälter und dem Hauptteil des Vergasers einerseits und/oder in der Abführleitung andererseits geeichte Öffnungen bzw. entsprechende Düsen vorgesehen, um Druckentlastungen zuschaffen, die die langsam ansteigende Wirkung des Magnetventils verbessern und steuern.

4. Bei einer anderen Ausführungsform besteht das nach Merkmal T vorgesehene Ventil aus einem Biinetallthermostaten, der i.n der Abführleitung angeordnet ist und durch die

von der Sonde abgegebene Spannung erwärmt wird, wodurch eine fortschreitende direkte Veränderung des die Kapsel beaufschlagenden Unterdrucks sichergestellt ist.

5. Ein zusätzliches einstellbares Ventil außer dem -den Zusatzlufteinlaß steuernden Ventil befindet sich in der Zusatzlufteinlaßleitung. Dieses Ventil wird so betätigt, daß eine umso größere Druckentlastung stattfindet, je höher der in der Einlaßleitung herrschende Unterdruck ansteigt.

Dieses einstellbare Ventil könnte mechanisch mit der Hauptklappe des Vergasers so- verbunden werden, daß sich das Venteil und die Hauptklappe gleichzeitig schließen.

Weiterhin könnte dieses Ventil auch durch den in der Einlaßleitung herrschenden Unterdruck über eine Kapsel mit einer Membran gesteuert werden.

Schließlich kann das Ventil auch mit dem den Zusatzlufteinlaß steuernden Ventil kombiniert werden, wobei der in der Einlaßleitung herrschende Unterdruck mit dem von Hauptteil des Vergasers herrührenden Unterdruck verbunden wird, so daß die Steuerung dieses Ventils sichergestellt ist.

6. Die gesamte Anordnung weist eine Einrichtung auf, die es ermöglicht, die Reglervorrichtung auszuschalten, wenn der Motor abgedrosselt wird bzw. wenn Vollgas gegeben wird.

Dabei handelt es sich beispielsweise um ein Kontaktelement, das positionsmäßig mit der Hauptklappe verbunden ist und ein Ventil betätigt, daß den Zusatzlufteinlaß steuert. Dieses Ventil kann dabei das Magnetventil selbst sein oder auch ein Ventil, das durch den in der Einlaßleitung herrschenden Unterdruck gesteuert wird.

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7. Das den Unterdruck, der das Ventil beaufschlagt, das den Zusatzlufteinlaß steuert, verändernde Magnetventil wird durch die Sonde mittels einer Einrichtung gesteuert", die an das Magnetventil einen Öffnungsimpuls abgibt, wenn der von der Sonde abgegebene Strom einen vorgegebenen Wert übersteigt, und einen Schließimpuls, wenn der von der Sonde abgegebene Strom unter einen vorgegebenen und unter dem ersten Wert liegenden Wert fällt.

8. Das Magnetventil wird durch einen elektronischen Schaltkreis gesteuert, welcher Impulse abgibt, deren Folgefrequenz konstant ist und deren Impulsdauer in Abhängigkeit von den Veränderungen des von der Sonde abgegebenen Stroms zwischen den beiden vorgegebenen Grenzwerten veränderbar ist, während außerhalb dieser Grenzwerte das Magnetventil entweder vollständig geschlossen oder vollständig geöffnet ist.

9. In dem vorgenannten Schaltkreis mit der von der Sonde abgegebenen Spannung wird diese mit einer auf einem eventuell veränderlichen Bezugsniveau stabilisierten Spannung verglichen, wobei der erhaltene Differenzwert mit den von einem Impulsgenerator erzeugten Impulsen verglichen wird, die eine sägezahnförmig verlaufende. Amplitudenform und eine feste Frequenz aufweisen. Die sich daraus ergebenden Impulse werden nach entsprechender Verstärkung zur Steuerung des Magnetventils zur Veränderung des das den Zusatzlufteinlaß steuernden Ventils beaufschlagenden Unterdrucks verwendet.

10.Der Zusatzlufteinlaß ist unterhalb des Ventils in soviele einzelne Zweigleitungen unterteilt, wie Zylinder vorhanden sind, wobei jede Zweigleitung nahe der Drosselklappe des entsprechenden Zylinders einmündet.

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1. Die einzelnen vorgenannten Zweigleitungen weisen jeweils eine eigene geeichte Öffnung auf.

12. Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Vergaser mit den vorgenannten Merkmalen vorgesehen, d.h. mit einem unterhalb des das Mischungsverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches regelnden Elementes in die Einlaßleitung einmündenden Zusa-tzlufteinlaß, mindestens einem den Zusatzlufteinlaß regelnden Ventil, das durch den im Hauptteil des Elementes zum Regeln des Mischungsvehrältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemisches herrschenden Unterdruck über eine Kapsel mit einer Membran gesteuert wird, die mittels einer elastischen Rückstelleinrichtung gespannt und dem Unterdruck mittels einer in den Hauptteil einmündenden Leitung ausgesetzt ist, wobei der Unterdruck selbst durch ein Magnetventil gesteuert wird, dessen Öffnung durch eine Sonde gesteuert wird, die in der Auspuffleitung angeordnet ist und einen in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Verbrennungsgase veränderlichen elektrischen Strom abgeben kann.

13. Ein solcher Vergaser weist vorteilhafterweise alle oder einen Teil der Merkmale nach den Punkten 1 bis 11 auf.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung derselben unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Es zeigen:

Fig, 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung;

Fig. 3 eine Darstellung einer modifizierten Ausführungsformt^ eines Teiles der Vorrichtung in bezug auf das von der Sonde gesteuerte Magnetventil;

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Fig. 4 und 5 Veränderungen von Einzelheiten der erfindungs· gemäßen Vorrichtung in bezug auf die Steuerung des Zusatzlufteinlasses;

Fig. 6 einen elektronischen Schaltplan zur Steuerung des Magnetventils;

Fig. 7 einen Vergaser mit der erfindungsgemäßen Reglervorrichtung, und

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform der Zufuhr von Zusatzluft zu den Zylindern des Motors.

Fig. 1 zeigt einen der Zylinder 1 der Brennkraftmaschine bzw. des Motors, der eine Drosselklappe 2 und ein Auslaßventil 3 aufweist. Die Zufuhr zur Drosselklappe 2 erfolgt durch den Vergaser 5 oder eine andere Vorrichtung zur Einstellung des Mischungsverhältnisses (beispielsweise eine Einspritzvorrichtung) . Die Auspuffgase werden durch die Auspuffleitung 6 zum Auspufftopf geleitet»

Erfindungsgemäß ist an die Einlaßleitung unterhalb des Vergasers 5 ein Zusatzlufteinlaß 7 vorgesehen (falls es sich um eine Einspritzvorrichtung handelt, wird dieser Zusatzlufteinlaß unterhalb des Durchflußmessers angeschlossen, der das Mischungsverhältnis zwischen Luft und Kraftstoff bestimmt)

Dieser Zusatzlufteinlaß 7 wird durch das Ventil 8 gesteuert, dessen Hub von dem Unterdruck bestimmt wird, der in dem Element zur Bestimmung des Mischungsverhältnisses (5) herrscht. Beispielsweise ist das Ventil mit der Membran 9 einer Kapsel 10 verbunden, deren Kammer il durch den Unterdruck im Mischrohr des Vergasers (22) beaufschlagt wird, und zwar über die Leitung 12. Die andere Kammer der Kapsel wird durch den atmosphärischen Druck beaufschlagt und ist gegenüber dem Ven-

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til 8 isoliert. Die Membran wird elastisch;zurückgestellt, beispielsweise mittels der Feder 21. Die Leitung 12 wird selbst wiederum durch ein Magnetventil 13 gesteurt, dessen Hub von der Sonde 14 mittels des Schwellwertdetektors 15~gesteuert ist. Die Sonde 14 kann beispielsweise ein Plättchen auf Zirkoniumoxidbasis sein, dessen eine Fläche von den verbrannten Gasen berührt wird, während die andere Fläche mit der Atmosphäre in Berührung steht. Dieses Plättchen gibt eine in Abhängigkeit von dem Unterschied in den Sauerstoffteildrücken zwischen den beiden Flächen desselben veränderliche Spannung ab.

Eine solche Sonde stellt das Verschwinden der Gegenwart von Sauerstoff in den verbrannten Gasen fest, welches der Stöchiometrizität der in die Brennkraftmaschine bzw. den Motor ein-" geleiteten Mischung entspricht. Die von der Sonde abgegebene Spannung verändert sich nun abrupt um etwa einige bis 1.000 Millivolt, worauf sie anschließend in etwa stabil bleibt, während der Co-Gehalt der Auspuffgase steigt.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist nun folgendermaßen. Der Schwellwertdetektor 15 wird so gesteuert, daß er einen Öffnungsimpuls abgibt, wenn die von der Sonde abgegebene Spannung einen vorgewählten Wert übersteigt, der praktisch·, einem Sauerstoffgehalt von Null in den verbrannten Gasen entspricht, während ein Schließimpuls abgegeben wird, wenn diese Spannung unter einen unter dem ersten liegenden vorgewählten Wert abfällt. Mit anderen Worten: die beiden Schwell- bzw. Grenzwerte liegen in dem Bereich der Ansprechkurve der Sonde, in welchem sich die Spannung stark verändert, wenn sich der Sauerstoffgehalt nur geringfügig ändert, wobei die Öffnungsspannung gleich oder höher ist als die Schließspannung.

Beispielsweise beträgt die Öffnungsspannung 800 Millivolt, und die Schließspannung 100 Millivolt.

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Somit öffnet sich das Magnetventil 5, wenn die Einrichtung 5 an den Motor ein so fettes Gemisch abgibt, das zu einem Co-Gehalt der Auspuffgase führt, der einem Sauerstoffgehalt von Null entspricht, während sich das Ventil 8 unter der Einwirkung des in der Einrichtung 5·herrschenden Druckes von seinem Sitz abhebt und eine bestimmte Menge zusätzlicher Luft durch die Leitung 7 in die Einlaßleitung angesogen wird.

Diese zusätzliche Luft verringert den Gehalt der Mischung und ruft mittels einer entsprechenden Regulierung den Spannungsabfall hervor, der von der Sonde abgegeben wird, worauf sich das Magnetventil 13 schließt. Durch diese Schließung fällt das Ventil 8 wieder nach unten und der Zusatzlufteinlaß wird ebenfalls geschlossen. Daraus folgt eine Anreicherung des Gemisches, das seinerseits wieder eine neue Öffnung des Magnetventils !3 hervorruft, etc.

Der an der Einsattelung des Miscfazohres 22 .des Vergasers herrschende Unterdruck 1st proportional zum Luftauslaß durch den Vergaser und der Hub des Ventils 8 ist abhängig von diesem Unterdruck; daraus folgt, daß der zusätzliche Lufteinlaß durch die Leitung 7 euch von der in de» Vergaser eingeleiteten Luftmenge abhängig ist.

Diese Abhängigkeit kann auf verschiedene Art und Weise bestimmt und eingestellt

Insbesondere enaOglicfefi eo eise Sfeeissesreiaffiehtung für die Feder-21 bzw» jed© aadere elastische Rückstelleinrichtung für 'das Ventil 8s den Augenblick₅ im dem s£«A dag Ventil anhebt bzw» die li&uge deu Zusatzluft isar-AbtiiSraglgkeit vom einem im Mischrohr

sw steuern«

das l^?Qiai£il § u®<& dee ihm zugeordnete Sits so tsesaasseB weffdsa_D da© as raögl£e&ris£_s Jede mögliche Verän4e-•,s&uir^Q ftli? i£© Menge äse Zeoseolwfe £© Abhängigkeit vom Hufe Ventile s«

- io -

Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, eine Zusatzluftmenge von Null beim Abdrosseln des Motors zu erzielen, da der Unterdruck im Vergaser sehr schwach ist, so daß man mögliche Unregelmäßigkeiten in der Funktionsweise bei diesem Betriebszustand vermeidet.

Weiterhin ist es möglich, eine in bezug auf die in den Vergaser einströmende Hauptluft schwache Zusatzluftmenge zu erreichen, wenn der Motor auf vollen Touren läuft oder auf volle .Touren ansteigt. Es genügt, wenn vorgesehen ist, daß die maximale öffnung des Ventils einem normalen Drehzahlbereich entspricht oder einem im Mischrohr des Vergasers vorgegebenen Unterdruck. Jeder Anstieg der Drehzahl bzw. des Unterdrucks im Vergaser bleibt ohne Wirkung auf die Zusatzluftmenge. Somit wird bei diesem Betriebszustand die Mischung automatisch angereichert.

Für eine richtige Funktionsweise der Reglervorrichtung wäre es nun vorteilhaft, eine ursprünglich fette Einstellung des Vergasers 5 vorzusehen. Wenn somit keine Zusatzluft zugeführt wird, ist das Gemisch relativ fett (beim Abdrosseln 2 bis hl Co-Gehalt), worauf das Gemisch in optimalerWelse für den gesamten Bereich normaler Drehzahlen berichtigt wird und bei voller Belastung des Motors und wenn dieser wieder auf volle Touren kommt, nicht ausreichend berichtigt wird.

Die Zusatzluft kann unter Druck von der Luftpumpe !6 eingeleitet werden, die vom Motor am Funkt 17 angetrieben wird und eine Lufäquelle für die Machverbrennung darstellt,, wobei diese Luft is die Auspuffleitung am Punkt 18 unterhalb der Sonde 14 und gegebenenfalls oberhalb eines Nachverbrennungskatalysators 19 ein-¹ geleitet wird, dessen Wirksamkeit und Langlebigkeit ηοen erhöhe werden, wenn die erfindungsgemäße Reglervorrichtung vorhandeis. ist.

Die Einleitung von Zusatzluft utater Drucfe mittels der Pumpe IS ermöglicht eine sehr viel genauere Einstelleag des Wobei weniger Leitungen vorgesehen werdee

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Andererseits verhindert diese Anordnung Änderungen der Zusatzluftmenge aufgrund von Änderungen des Unterdrucks in der Einlaßleitung und aufgrund der Druckentlastungen in der Zusatzluftleitung. Weiterhin ist es möglich, durch Einwirkung auf die Druckkurven, die die Pumpe in',Abhängigkeit von der Geschwindigkeit .des Motors abgibt, in geeigneter Weise den Zusatzlufteinlaß an die verschiedenen Geschwindigkeiten anzupassen. Der Absolute Zusatzluftdruck, der von' der Pumpe abgegeben wird, liegt vorzugsweise in der Größenordnung von ! bis 1,5 Bar* ' -

Die Zusatzluftmenge wird stoßweise eingeleitet, zu welchem Zweck die Öffnungen nacheinander im Magnetventil 13:vorgesehen sind, das auf seinen Sitz zurückfällt, wenn die Wirkung einer Luftzufuhr das Ende des Öffnungssignals hervorruft, das vom Detektor !5 abgegeben wird.

Um diese Stöße bzw. Schwingungen zu dämpfen ist ein Dämpfvolumen 20 vorteilhafterweise in der Leitung 7 vorgesehen.

Bei Motoren mit Schichtbelastung, d.h. bei Motren, bei denen jeder Zylinder mit zwei Luft-Kraftstoff-Gemischen mittels zwei Einlaßleitungen versorgt wird, ist eine dieser Mischungen fett während die andere mager ist; vorzugsweise wird die Zusatzluft dabei in die Zuleitung für das magere Gemisch eingeleitet.

Bei dem modifizierten AusfUhrungsbeispiel aus Fig. 2 bis 6, das eine bevorzugte Form darstellt, wird der im Hauptteil des Vergasers 5 herrschende Druck auf das Ventil 8 (das den Zusatzlufteinlaß 7 steuert) mittels der Kapsel SO mit einer Membran 9 übertragen und wird mittels des Magnetventils 13 in der AbfUhrleitung 20a verändert, die am Pufferbehälter 21a angeschlossen ist, welcher sich zwischen der Kapsel 10 und dem Vergaser 5 in der Leitung 12 befindet.

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Die Sonde !4 steuert das Öffnen und Schließen des Magnetventils 13 mittels des elektrischen bzw. elektronischen Schaltkreises 15, und öffnet oder schließt die Abffahrleitung 20a je nach den von der Sonde 14 gegebenen Informationen, tfodarch ein -Öffnen oder Schließen des Ventils 8 herbeigeführt wird. Aufgrund dieser indirekten Einwirkung und der Zwischenschaltung des Pufferbehälters 21a wird die Steuerung des Ventils 8 noch sehr viel flexibler.

Diese Flexibilität wird noch durch die geeichten öffnungen 22a und 23 erhöht, die jeweils in der Leitung 12 oberhalb des Behälters 21a angeordnet sind; weiterhin tragen dazu auch die entsprechenden Öffnungen in der Leitung 20a bei.

Die Abmessungen des Pufferbehälters 21a und der geeichten öffnungen 22a und 23 werden experimental für jeden Fahrzeugtyp ermittelt.

Das Öffnen der Abführleitung 20a zur Atmosphäre hin wie auch das Ansaugen von Zusatzluft im Nebenluftanschluß 7a erfolgt vorzugsweise unter Filterung, insbesondere dann, wenn keine Pumpe 16 verwendet wird. Biese Filterung findet beispielsweise in der Einlaßleitung unterhalb eines Filters und oberhalb des Vergasers statt.

Bei dem Ausführungsbeispiel aus Fig» 3 ist das Hagnetventil in Form eines Bimetallthermostaten 24 oder einer anderen entsprechenden Einrichtung ausgebildet, welcher die 2ndof£nung der Abführleitung 20a steuert and der Einwirkung aiaes ileijwidarStandes 25 ausgesetzt ist; dieser Heizwiderstand wird über elektrische oder elektronische Relais 15 von der Sonde 14 aus betrieben. Sie anderen Elemente der Reglervorrichtung entsprechen denen aus Fig. I.

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1 t 1

Da die LageverMnderung des Thernsostaiielements 24 weniger abrupt als bei einem elektromagnetischen Ventil, trägt diese Anordnung ebenfalls sw einer flexibleren Funktionsweise des Systems bei»

Wie aus Fig«, 2"hervorgehe, ist in d©ra Zusatslufteinlaß 7 ein
Ventil 26 so vorgesehem_p dal propotional zu dem in der Einlaßleitung vorherrschenden ISutetätneli ein Druckabfall herbeigeführt wird ο

Bei dem Ausführungsbeispiel aus Figo 2 1st das Ventil 26 ata
Punkt 27 mechanisch mit der Hauptdrossel 32 so verbündest daß
sich beide Elemente gleichzeitig schließen.

Durch diese Anordnung ergibt sich ein Parameter_s der es errnöglichtp die Di?efog&hlbereiehe bei geringer Belastung und hoher Ge schwindigkeit von den Bereichen mit hoher Belastung und niedriger Geschwindigkeit au trennen,, wobei der in dem Vergaser 5 vor herrschende Unterdruck derselbe sein

Wenn eins Luftpumpe 16 vorgesehen ist, ist der von der Pumpe abgegebene Druck abhlwgig von der Geschwindigkeit des Motors;
der in der Einlaßleitung 4 herrschende Unterdruck nimmt ebenfalls mit der Geschwindigkeit sh, so daß folgender Arbeitsdruck beim . Einleiten der Eusatgliaft vorliegt!

P (Asfceifc&druefe). ^m Pj (Pirapeadruek) + P₂ (Unterdruck)

Wenn keine Luftpumpe vergessenem ist_p liegt folgender Arbeitsdruck

vor 5- - . " ■

F (ÄsrbeitsdEusek > ° Έ_& (atu.) * P (Unterdrück)
wobei EMTf de_E BeucTj P„ abhängig ist we deu Geschwindigkeit.

Wenn das Ventil 26 vorgesehen ist, so daß in Abhängigkeit von Unterdruck in der Einlaßleitung ein Druckabfall auftritt ₉ VaZt sich der Arbeitsdruck je nach Motorgeschwindigfceit ber£e&£igeä_D und folglich kann die erf indungsgemäße RegiervorricSitung £a Abhängigkeit von dieser Geschwindigkeit differenziert werdet"»

Bei dem Ausführungsbeispiel aus Fig« 4 befindet sicfe das Ventil 26 oberhalb des Ventils 8 und wird durch die Membraiu 28 &es Kapsel 29 gesteuert, die dem in der Einlaßleitung 4 vorherrschenden Unterdruck durch die Leitung 30 ausgesetzt

Bei dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 5 ist das Ventil 26 mit dem Ventil 8 kombiniert, das durch die Membran 9 gesteuert wird und nicht nur durch den in dem Hauptteil des Vergasers 5 herrschenden Unterdruck beaufschlagt wird, der erfindungsgemäß verändert wird, sondern auch durch den in der EinlaßleittsRg 4 herrschenden Unterdruck, und zwar über die Leitung 30.

Um zu vermeiden, daß die erfindungsgemäße Reglervorrichtung zu irgend-/einen Betriebsstörungen oder -fehlern aufgrund einer übermäßigen Abreicherung beim Abdrosseln oder bei Vollgas führt, ist außerdem vorgesehen, eine Einrichtung zum Unterbrechen der Zufuhr von Zusatzluft bei diesen Drehzahlbereichen ansuordnera«

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine solche Einrichtung^ die hier einen Nocken 31 aufweist, der mit der Hauptdrossel 32 verbunden ist und Über ein Kontaktelement einwirkt, das ein Ventil 33 ir· der Leitung 7 steuert, oder der direkt auf das Magnetventil ES so einwirkt, daß dieses in geöffneter Stellung bleibt. Diese Verbindung 1st strichpunktiert in Fig. 2 eingezeichnet.

Es kann auch jede andere geeignete Einrichtung sue Anwendung gelangen, die entweder auf die Extremlagen der Hauptdrossel 32 anspricht oder auf Extremwerte des in der Einlaßleitung herrschenden Unterdrucks beim Abdrosseln oder bei Vollgase

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Die Steuerung des Magnetventils 13 mittels der Sonde 14 erf©Igt in-jeder geeignetem Meise» beispielsweise mittels des la'Figo S dargestellten Schaltplans.

diesem Selualtsetsema wird die elektromotorische Kraft der Sonde 14 aaeihi Filterung im Filter 34 mit einer einstellbaren stabilisiertem Spammraag ^erglielhen,, die am Punkt 12 mittels jeder geeigaeteia EisEielituiag abgegeben wird und eine Bezugsspaasitamg darstellt, die dig Sauerstoffkonzentration definiert, die saam in dem Auspuffgasen erzielea will. Dieser Vergleich ® sr folgt mittels des Dif f ereasvergleiehers und -Verstärkers 37, der eine. Spansuag abgibt, die gleich bzw. proprotional zu der Differeas swischen der Sondenspannung und der stabilisiertem Spannung ist»

Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 37 ist einstellbar, so daß es möglich ist₉ die Spannungsbandbreite₉ in welcher die somit gemessenen Differenzen liegen, zu regeln.

Die augenblicklichen Spannungswerte, die von 37 abgegeben werden, werden im Vergleicher 38 mit den von einem Impulsgenerator ..39 abgegebenen Signalen verglichen, die eine Sägezahncharakteristik aufweisen.

Somit erhält man am Ausgang des Vergleichers folgendes:

- entweder ein permanentes positives Signal, das angibt, ob

bei 37 abgegebene Spannung größer ist als die Amplitude der \rom Generator 39 abgegebenen Impulse

©der "lS.ecnt-<eckisip'wilse ünit fester Folgefrequenz j deren Dauer proportional zu der toh 37 abgegebenen Spannung ist, die ange&eajj ob diese Spannung zwischen den vorgenannten Grenzwertem liegt»

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Der Verstärker 40 gibt an das Magnetventil 13 Signale mit gleicher Form ab, deren Stärke jedoch an das Magnetventil 13 angepaßt ist.

Ein Vergaser mit diesen Einrichtungen wird nun an den Pufferbehälter 21a, an das Magnetventil 13, das am Funkt 19 -mit der Sonde in der in Fig. 1 gezeigten Art und Weise verbunden ist, angeschlossen.

Unter 7a ist der Hauptlufteinlaß dargestellt, der mit einer (nicht abgebildeten) Pumpe verbunden ist. Abweichend davon ist unter 7c ein Hauptluftanschluß dargestellt, der oberhalb des Vergasers und unterhalb des Filters angeschlossen ist, wenn keine Pumpe vorgesehen ist.

In diesem Fall kann die erfindungsgemäße Reglervorrichtung mit einer Nebenleitung zum Vergaser über die Leitung 7 analysiert werden, die durch das Ventil 8 gesteuert ist.

Fig. 8 zeigt schematisch die Verteilung der Zusatzluft zu jedem Zylinder.

In diesem Fall ist die Leitung 7 in mehrere Zweigleitungen 7b unterteilt, die jeweils geeichte Öffnungen 41, 42, 43, 44 aufweisen, so daß es möglich wird, die verschiedenen Zusatzluftzufuhren zu den verschiedenen Zylindern unterschiedlich einzustellen und damit eventuelle Störungen oder Fehler bei der Verteilung durch den Vergaser und die Einlaßleitung zu korrigieren.

Damit ist es auch möglich, die Zusatzluft auch nahe den Drosselklappen einzuleiten, und zwar so nahe wie möglich, so daß man jegliche Wechselbeziehung zwischen den einzelnen Zylindern vermeidet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung fuhrt somit zu einer beträchtlichen Einsparung an Kraftstoff und ist aus diesem Grunde sehr wirtschaftlich; außerdem läßt sie sich zu diesem Zweck bei jedem Motor verwenden oder sich an diesen anpassen.

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Claims

Patentansprüche

I.) Reglervorrichtung zum Regeln des Mischungsverhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemisches bei Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet , daß sie zumindest einen Zusatzlufteinlaß (7) aufweist, der an der Einlaßleitung (4) der Brennkraftmaschine unterhalb eines das Mischungsverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches regelnden Elements angeschlossen ist, daß mindestens ein den bzw· die Zusatzlufteinlässe (7) steuerndes Ventil (8) vorgesehen ist, welches mittels des im Hauptteil des das Mischungsverhältnis regelnden Elements vorherrschenden Unterdruckes steuerbar ist, und\zwa±Mnittels einer Kapsel (10) mit einer Membran (9), die mit Hilfe einer elastischen Rückstelleinrichtung .(21) gespannt und dem Unterdruck über eine in das Hauptteil einmündende Leitung (12) ausgesetzt ist, und daß der Unterdruck selbst mittels eines Magnetventils (13) veränderbar ist, dessen öffnung durch eine im Auspuffrohr (6) der Brennkraftmaschine angeordnete Sonde (14) steuerbar ist, so daß ein in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Verbrennungsgase veränderlicher elektrischer Strom abgegeben wird.

-2. Reglervorrichtung nach Anaprucfe S, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Magnetventil (S3) von der Sonde (14) mittels eines -Schaltkreises (55) gesteuert 1st, welcher an das Magnetventil einen Öffnungs-irapuls abgibt, wenn der von der Sonde (54) abgegebene Strom eisen vorgegebenen Wert überschreitat, und einen Schließimpuls„ wenn der von der Sonde (14) abgegebene' Strom umEer eineK vorgegebenen -Wert abfällt, der kleiner ©der gleich dem erstehen Wert ist»

3. Reglervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Schaltkreis (15) Impulse abgibt, deren Folgefrequenz konstant ist und deren Impulsdauer in Abhängigkeit von den Veränderungen des von dar Sonde (14) abgegebenen Stromes zwischen den beiden vorgegebenen Grenzwerten veränderbar ist, während außerhalb dieser Grenzwerte das Magnetventil (13) vollständig geöffnet bzw. vollständig geschlossen ist.

4. Reglervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die von der Sonde (14) abgegebene Spannung mit einer auf einem -eventuell regulierbaren Vergleichsniveau stabilisierten Spannung vergleichbar ist_f wobei die aus dem Vergleich erhaltene Differenz mit den von einem Generator (39) erzeugten sägezahnförmigen Impulsen vergleichbar ist, und wobei die sägezahnförmigen Impulse eine festgelegte Amplitude und eine festgelegte Frequenz aufweisen, und die sich daraus ergebenden Impulse nach geeigneter Verstärkung zur Steuerung des die Veränderung des das Ventil (8), das den Zusatzlufteinlaß (7) steuert, beaufschlagenden Unterdrucks regelnden Magnetventils (13) verwendbar sind.

5. Reglervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß zur Veränderung des Im Hauptteil des Vergasers (5) der Brennkraftmaschine vorherrschenden und die das Ventil (8) für den Zusatzlufteinlaß (8) steuernde Kapsel (10) beaufschlagender Unterdrucks ein*-; Pufferbehälter (21a) an die die Kapsel (10). mit dem Hauptteil des Vergasers (5) verbindende Leitung angeschlossen 1st, welcher mit einer Abführleitung (2Oa) versehen 1st, die zur Atmosphäre hin offen ist und an welcher das von der Sonde (14) steuerbare Magnetventil (13) angeschlossen ist.

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6. Reglervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnung der Leitung zur Atmosphäre hin und der Zusatzlufteinlaß (7) mit Filtern versehen sind.

7." Reglervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Pufferbehälter (21) und dem Hauptteil des Vergasers (5) einerseits und/oder in der Abführleitung (20a) andererseits geeichte Öffnungen (22a bzw. 23) bzw. entsprechende Düsen vorgesehen sind, so daß Druckverluste entstehen, die die fortschreitende Einwirkung des Magnetventils (13) verbessern und regeln.

8. Reglervorrichtung nach ,einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das über die Sonde (14) betätigbare Magnetventil (13) aus einem Biraetallthermostaten (24) besteht, welcher in der Abführleitung (20) angeordnet ist, und dessen Erwärmung durch die von der Sonde (14) abgegebene· Spannung erfolgt, so daß eine direkte fortschreitende Veränderung des die Kapsel (10) beaufschlagenden Druckes sichergestellt ist.

9. Reglervorrichtung zum Regeln des Mischungsverhältnisses des Luft-Kräftstoff-Gemisches bei Brennkraftmaschinen, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß an den Zusatzlufteinlaß (7) ein einstellbares Ventil (26) angeschlossen ist, welches so betätigbar ist, daß ein umso größerer Druckabfall entsteht, je weiter der'in der Einlaßleitung (4) herrechende Unterdruck ansteigt.

10. !!©gießvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das einstellbare Ventil (26) mechanisch mit der Hauptklappe des Vergasers (5) so verbunden ist, daß sich das Ventil und die Hauptklappe (32) gleichzeitig schließen.

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11. Reglervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das einstellbare Ventil (26) mittels des in der Einlaßleitung (4) herrschenden Unterdrücke über eine Kapsel (29 mit einer Membran (28) steuerbar ist.

12. Reglervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das einstellbare Ventil (26) mit dem den Zusatzlufteinlaß (7) steuernden Ventil (8) kombiniert ist, und daß damit der vorherrschende Unterdruck mit dem vom Hauptteil des Vergasers (5) kommenden Unterdruck kombiniert ist, so daß die Steuerung des Ventils (8) sichergestellt ist.

13. Reglervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die gesamte Vorrichtung eine Einrichtung (31, 32, 33) zum Abschalten der Reglervorrichtung beim Abdrosseln bzw. bei Vollgasbetrieb der Brennkraftmaschine aufweist.

14. Reglervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abschalten der Reglervorrichtung ein Kontaktelement aufweist, welches mit der Position der Hauptklappe (32) verbunden ist und ein Ventil (33) betätigt, welches den Zusatzlufteinlaß (7) betätigt.

15. Reglervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß unterhalb des Ventils (8) der Zusatzlufteinlaß (7) in ebensoviele einzelne Zweigleitungen (7b) aufgeteilt ist, wie Zylinder vorgesehen sind, wobei jede Zweigleitung nahe der Drosselklappe (2) jedes entsprechenden Zylinders einmündet.

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16. Reglervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e— kennzeichnet , daß die einzelnen Zweigleitungen (7b) jeweils eine einzelne geeichte Öffnung (41, 42, 43, bzw. 44) aufweisen.

17. Reglervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß dem Ventil (8) Luft unter Druck mittels einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Luftpumpe (16) zuführbar ist.

18. Vergaser für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet , daß im Vergaser eine Reglervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17 vorgesehen ist.

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