DE2458458A1

DE2458458A1 - Zuendzeitpunktsteuerung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2458458A1
Application number: DE19742458458
Authority: DE
Inventors: Akira Fukimura; Yohji Ishii; Soichi Nakano; Tetsuo Sekiya
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1973-12-11
Filing date: 1974-12-10
Publication date: 1975-06-19
Also published as: JPS5238176B2; CH582830A5; ES432754A1; BE823156A; DD117106A5; AR204551A1; BR7410356D0; NL164119B; GB1491010A; FR2253927B1; NL164119C; US4077373A; SE7415488L; CS194215B2; SE404543B; FR2253927A1; NL7416033A; JPS5088434A; IT1024391B; CA1032039A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

XPR

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTJ-ACH 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA, 27-8, β-Chome, Jingumae,
Shibuya-ku, Tokio, 150 ^/ Japan

Zundzeitpunktsteuerung für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Zundzeitpunktsteuerung für eine Brennkraftmaschine.

Es hat sich gezeigt, daß bei der Funkenzündung von Brennkraftmaschinen eine längere Zeit zur Verbrennung des Gemischs erforderlich ist, wenn die Zündung gegenüber dem normalen Frühzündungszustand- verzögert wird. Dadurch steigt die Abgastemperatur, und die Menge unverbrannter Kohlenwasserstoffe sowie anderer in die Atmosphäre abgegebener Anteile wird verringert. Bei hoher Belastung werden jedoch das Abgasvolumen und damit die Abgasgeschwindigkeit erhöht, so daß die Gase nicht so lange im Abgassystem verbleiben, daß alle ihre Bestandteile verbrennen können. Unter solchen Bedingungen ist eine stärkere Frühzündung erwünscht.

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Die Erfindung ermöglicht dies durch eine Zündzeitpunktsteuerung, die eine Steueranordnung zur automatischen und progressiven Vorverschiebung des Zündzeitpunktes bei zunehmender Maschinenbelastung und zur automatischen und progressiven Verzögerung des Zündzeitpunktes bei abnehmender Maschinenbelastung umfaßt.

Vorzugsweise enthält die Maschine eine temperaturempfindliche Anordnung, die den Effekt der Maschinenbelastung ausschaltet und die Zündung automatisch vorverschiebt, wenn die Maschinentemperatur unter einem vorbestimmten Wert liegt, so daß der Kaltstart begünstigt wird.

Vorzugsweise umfaßt die Maschine eine drehzahlabhängige Anordnung, die den Effekt der Maschinenbelastung ausschaltet und automatisch den Zündzeitpunkt vorverschiebt, wenn die Maschinendrehzahl oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, so daß die Qualität der Abgasanteile erhalten bleibt, wenn die Maschine vergleichsweise schnell, jedoch unter geringer Belastung läuft.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Figur beschrieben.

In der Figur ist ein Zündverteiler 1 üblicher Bauart dargestellt, der mit einer Zündzeitpunktsteuerung 2 versehen ist, welche durch einen Servomechanismus 3 betätigt wird. Das Gehäuse 4 des Mechanismus 3 bildet eine Unterdruckkammer 5 ^auf einer Seite einer Membran 6, und eine Kompressionsfeder 7 ist in der Kammer 5 angeordnet. Das Steuerelement 2 ist an der Membran 6 befestigt. Die Feder 7 bewirkt eine Vorverschiebung des Zündzeitpunktes, und ein Unterdruck in der Kammer 5

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überwindet die Wirkung der Feder 7* so daß er eine Verzögerung des Zündzeitpunktes bewirkt.

Eine Zuführungsleitung 8 einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine E hat eine seitliche öffnung 9, die.über eine Leitung 10 mit der Unterdruckleitung 11 des Servomechanismus 5 verbunden ist. Die Öffnung 9 ist hinter einer Drosselklappe 12 üblicher Bauart angeordnet.

Eine Steuerventilanordnung I3 ist in der Unterdruckleitung 10 angeordnet und umfaßt eine Vorrichtung zur Schließung des vorderen Teils 10a der Leitung 10, währendsie den hinteren Teil lob zur Atmosphäre öffnet. Diese Steuerventilanordnung Ij5 umfaßt einen Grundteil 15 mit einer darin vorhandenen zylindrischen Ventilkammer 14, einen am Grundteil I5 befestigten Elektromagneten 16 und ein kolbenartiges Ventilelement I9 in der Kammer 14. Das Ventilelement I9 kann gegen die Kraft einer Feder l8 durch die Anziehungskraft eines festen Eisenkerns I7 in axialer Richtung bewegt werden, wenn der Kern I7 durch einen Elektromagneten 16 magnetisiert wird. Eine Ventilplatte 20 an dem vorstehenden Ende des Ventilelements I9 schließt entweder eine primäre Ventilöffnung 21 oder eine sekundäre Ventilöffnung 22. Die Öffnung 21 steht mit dem vorderen Teil 10a der Leitung 10 über das Innere des festen Eisenkerns I7, die öffnung 22 mit der Atmosphäre durch eine öffnung 23 und ein Luftfilter 24 in Verbindung. Der hintere Teil lOb der Leitung steht mit der Ventilkammer 14 in Verbindung, die wiederum mit dem vorderen Teil 10a über seitliche Öffnungen 19a im Ventilelement I9 verbunden ist, und zwar bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Ventilplatte 20 die primäre Ventilöffnung 21 verschließt.

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Ein primärer Steuerschalter 27 wird geschlossen, wenn die Maschinentemperatur unter einem vorbestimmten Wert liegt, während ein sekundärer Steuerschalter 2b geschlossen wird, wenn die Maschinendrehzahl über einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen pro Minute liegt. Die Steuerschalter 27 und 28 sind in einem elektrischen Stromkreis 26 parallel geschaltet, der den Elektromagneten mit einer Stromversorgung 25 verbindet.

Wenn beim Betrieb die Brennkraftmaschine E nicht warmgelaufen ist, so verursacht ihre niedrige Temperatur eine Schließung des Steuerschalters 27, wodurch der Elektromagnet 16 eingeschaltet und das Ventilelement gegen die Kraft der Feder l8 zur Schließung der primären Ventilöffnung 21 durch die Ventilplatte 20 bewegt wird. Dadurch wird der vordere Teil 10a der Leitung verschlossen und eine Einwirkung des Unterdrucks von' der Zuführungsleitung 8 auf den durch Unterdruck steuerbaren Servomechanismus 5 verhindert. Atmosphärische Luft tritt durch das Luftfilter 24 und die öffnung 23 in die Kammer 5 ein und unterstützt die Feder 7 bei der Bewegung der Membran 6 und des Steuerelements 2 in einer solchen Richtung, daß der Zündzeitpunkt vorverlegt wird.

Da der Verbrennungsdruck auf die Kolben der Brennkraftmaschine mit maximalem Wirkungsgrad einwirkt, wenn das der Brennkraftmaschine E zugeführte Gemisch früh gezündet wird, werden die Anlaufeigenschaften der Maschine verbessert und der Warmlaufbetrieb stabilisiert.

Wenn die Maschinentemperatur den vorbestimmten Wert nach ausreichender Warmlaufzeit erreicht, öffnet sich

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automatisch der primäre Steuerschalter 27. Der sekundäre Steuerschalter 28 ist gleichfalls geöffnet, wenn die Maschine sich zu diesem Zeitpunkt im Bereich niedriger Drehzahl befindet. Entsprechend ist der Elektromagnet 16 durch öffnung seines Stromkreises 26 abgeschaltet, und das Ventilelement 19 wird durch die Kraft der Feder 18 so bewegt, daß die sekundäre Ventilöffnung 22 geschlossen ist. Daher ist die Unterdruckkammer 5 des Servomechanismus mit dem Ansaugunterdruck hinter der Drosselklappe 12 über den vorderen und hinteren Teil 10a und 10b der Unterdruckleitung 10 verbunden. Da jedoch der Ansaugunterdruck hinter der Drosselklappe 12 abnimmt, wenn der öffnungswinkel der Drosselklappe zunimmt (d.h. bei ansteigender Maschinenbelastung), ist auch der Unterdruck innerhalb der Unterdruckkammer 5 in der Leerlaufstellung der Drosselklappe 12 groß. Dieser hohe Unterdruck bewegt die Membran 6 gegen die Kraft der Feder 7» wodurch das Zündzeitpunktsteuerelement 2 zu seiner oberen Grenzstellung gelangt und somit eine maximale Zündverzögerungsstellung erhält. Wenn der Zündfunke verzögert auftritt, so ist eine längere Zeit zur Verbrennung des Gemische erforderlich, so daß auch die Abgastemperatur ansteigt. Dies hat die Wirkung einer Verringerung der Abgabe unverbrannter Kohlenwasserstoffe und anderer unverbrannter Bestandteile sowie von Kohlenmonoxid in die Atmosphäre. Wenn jedoch die Maschine unter hoher , Belastung läuft, so bleiben die Abgase für eine kürzere Zeit im Abgassystem, da der Anstieg der Abgasgeschwindigkeit innerhalb des Abgassystems durch die Zunahme des Volumens der Abgase verursacht wird. Unverbrannte Bestandteile werden daher mit den Abgasen in die Atmospähre abgegeben, bevor sie ausreichend oxidiert sind, wenn die Zündzeitpunktsteuerung in beschriebener Weise verzögert wird.

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Um dies auszugleichen, verringert der durch Unterdruck gesteuerte Servomechanismus j5 die Kraft der Membran 6 gegen die Wirkung der Feder 7 durch Auswertung der Verringerung des Ansaugunterdrucks hinter der Drosselklappe 12 entsprechend der Zunahme ihres öffnungswinkels, der die Belastung der Maschine E angibt. Die Zündzeitpunktsteuerung wird vorverlegt, da das Steuerelement durch die Kraft der Feder 7 entsprechend der Maschinenbelastung bewegt wird. Die Zündung erfolgt bei voller Belastung in der normalen FrUhzündungsstellung. Bei schwerer Belastung wird die Verbrennung innerhalb der Maschinenzylinder durch den Anstieg der Temperatur in den Verbrennungskammern infolge einer Zunahme des Volumenwirkungsgrades wirksamer, und der Anteil unverbrannter Komponenten in den Abgasen wird verringert, wenn die Maschinenleistung gleichmäßig erhöht wird.

Wenn die Maschinendrehzahl über den vorbestimmten Wert ansteigt, wird der Steuerschalter 28 geschlossen, und das Ventilelement 19 wird angehoben, da der Elektromagnet 16 im elektrischen Stromkreis 26 eingeschaltet wird. Die Ventilplatte 20 schließt die primäre Ventilöffnung 21 und öffnet die sekundäre Ventiloffnung 22. Das Innere der Unterdruckkammer 5 des Servomechanismus j5 wird auf atmosphärischen Druck gebracht, und das Steuerelement 2 für die Zündung wird in die normale Frühzündungsstellung durch die Feder 7 bewegt. Da die Zündzeitpunktsteuerung unabhängig von der Temperatur oder der Belastung der Maschine E bei diesem Zustand hoher Drehzahl vorverlegt wird, erfolgt eine wirksame Verbrennung in den Zylindern wie bei schwerer Belastung. Deshalb ist kein merklicher Anstieg des Anteils unverbrannter .Bestandteile in den Abgasen zur Atmosphäre hin festzustellen, auch wenn die Verweilzeit der Abgase innerhalb

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des Abgassystems kurz ist.

Die Bewegung der Ventilplatte 20 von der sekundären Ventilöffnung 22 zur primären VentHoffnung 21 ist sehr schnell. Da jedoch die Strömungsgeschwindigkeit der Luft vom Luftfilter 24 zur Ventilkammer 14 durch die öffnung 2 3 begrenzt wird, erfolgt eine Verzögerung, um eine abrupte Bewegung des Steuerelements 2 zur Frühzündungsstellung hin zu verhindern. Dadurch werden plötzliche Änderungen der von der Maschine abgegebenen Leistung verhindert.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die ZündZeitpunkteinstellung automatisch auf die normale Frühzündung gebracht, wenn die Maschinentemperatur niedrig ist. Es erfolgt eine automatische Verzögerung gegenüber dieser Stellung entsprechend einer Abnahme der Belastung, wenn die Maschinentemperatur hoch ist. Diese Betriebsart ist sehr vorteilhaft, da mit ihr eine Verbesserung des Kaltstarts der Maschine und eine Stabilisierung des Warmlaufs verbunden ist. Ferner werden unerwünschte unverbrannte Bestandteile der Abgase verringert und somit die Luftverschmutzung minimal gehalten.

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Claims

Patentansprüche

1. Zündzeitpunktsteuerung für eine Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung zur automatischen und progressiven Vorverlegung des Zündzeitpunktes mit zunehmender Maschinenbelastung und zur automatischen und progressiven Rückverlegung des Zündzeitpunktes bei abnehmender Maschinenbelastung.

2. Zündzeitpunktsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine in Frühzündungsrichtung federnd vorgespannte Vor- und Rückstellvorrichtung und eine diese mit einem Zuführungskanal der Brennkraftmaschine hinter der Drosselklappe verbindende Leitung umfaßt, über die der Ansaugunterdruck auf die Vor- und Rückstellvorrichtung entgegengesetzt der Federkraft einwirkt.

3. ZUndzeitpunktsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine temperaturempfindliche Anordnung, die unabhängig von der Maschinenbelastung eine automatische Vorverlegung des Zündzeitpunktes bei einer Maschinentemperatur unter einem vorbestimmten Wert bewirkt.

H. Zündzeitpunktsteuerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturempfindliche Anordnung die genannte Leitung verschließt und die Vor- und Rückstellvorrichtung mit der Atmosphäre verbindet, wenn die Maschinentemperatur unter dem vorbestimmten Wert liegt.

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5. Zündzeitpunktsteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine drehzahlempfindliche Anordnung, die unabhängig von der Maschinenbelastung eine automatische Vorverlegung des Zündzeitpunktes bewirkt, wenn die Maschinendrehzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet.

6. Zündzeitpunktsteuerung nach Anspruch 2 und 5» dadurch gekennzeichnet, dai3 die drehzahlempfindliche Anordnung die genannte Leitung schließt und die Vor- und Rückstellvorrichtung mit der Atmosphäre verbindet, wenn die Maschinendrehzahl den vorbestimmten Wert überschreitet.

7- Zündzeitpunktsteuerung nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Leitung ein Elektromagnetventil enthält, welches die Verbindung der Vor- und Rückstellvorrichtung mit der Zuführungsleitung schließt und mit der Atmosphäre öffnet, wenn es durch die temperaturempfindliche Anordnung oder durch die drehzahlempfindliche Anordnung eingeschaltet wird.

8. Zündzeitpunktsteuerung nach Anspruch 4, 5, β und

7. dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturempfindliche Anordnung und die drehzahlempfindliche Anordnung durch einander parallel geschaltete Schalter gebildet sind.

9. Zündzeitpunktsteuerung nach einem der Ansprüche 4, 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Vor- und Ruckste11vorrichtung mit der Atmosphäre ein eine Verengung aufweisender Kanal vorgesehen ist, der eine plötzliche Vorverlegung des

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Zündzeitpunktes bei Verbindung mit der Atmosphäre verhindert.

10. Zündzeitpunktsteuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektromagnetventil einen Ventilkörper enthält, der alternativ eine erste und eine zweite Ventilöffnung verschließt und federnd an der zweiten Ventilöffnung gehalten ist, und daß der Ventilkörper die erste Ventilöffnung und damit die genannte Leitung verschließt, wenn das Elektromagnetventil eingeschaltet wird, während ein Verschließen der zweiten Ventilöffnung die Verbindung zur Atmosphäre verschließt.

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