DE2458459A1

DE2458459A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2458459A1
Application number: DE19742458459
Authority: DE
Inventors: Urataro Asaka; Toru Hatanaka; Katsuichi Shiroyama
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: GB1484889A; DD120504A5; BE823158A; DE2458459B2; FR2253920B1; NL164118C; FR2253920A1; AU7619774A; CA1011202A; NL7416040A; SE7415489L; CH575541A5; DE2458459C3; IT1024393B; JPS5316850B2; CS192540B2; NL164118B; JPS5088403A; ES432758A1; US3982507A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R Weickmann,

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

XPR 8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820 - - :-. MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA, 27-8, 6-chome, Jingumae,
Shibuya-ku, Tokio, I50 ^v Japan

Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, die nach dem Dreiventilprinzip arbeitet und mit HiIfsverbrennungskammern ausgerüstet ist. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit Verbesserungen solcher Brennkraftmaschinen, durch die ein unerwünschtes Nachbrennen bei Verzögerung der Maschine verhindert wird.

Brennkraftmaschinen dieser Art haben eine Hauptverbrennungskammer, die über einen Flammkanal mit einer Hilfsverbrennungskaminer verbunden ist. Ein mageres Gemisch wird von einem ersten Vergaser an die Hauptverbrennungskammer geliefert, ein fettes Gemisch von einem Hilfsvergaser an die HiIfsverbrennungskammer. Am Ende des Kompressionshubes zündet eine Zündkerze das Gemisch in der HiIfsverbrennungskammer, wodurch eine Flamme durch den Flammkanal hindurch das magere Gemisch in der Hauptverbrennungskammer zündet. Das der Maschine zugeführte Gesamt-Kraftstoff-Luftverhältnis ist magerer als der stöchiometrische Wert.

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Das das fette Gemisch an den Innenwänden des Hilfszufuhrungskanals der HiIfsverbrennungskammer zugeführt wird, kann ein vergleichsweise großer Anteil des Kraftstoffs während des Normalbetriebs an den Wandungen haften, wodurch der Kraftstoff durch einen plötzlichen Anstieg des Ansaugdrucks in die HiIfsverbrennungskammer gedruckt werden kann, wenn die Maschine verzögert wird. Das Ergebnis besteht darin, daß vorübergehend ein überreiches Gemisch erzeugt wird, das nicht elektrisch gezündet werden kann, so daß eine Fehlzündung entsteht. Wenn dieses überreiche Gemisch in den Abgaskanal gelangt, berührt es heiße Teile in diesem Kanal und wird explosiv gezündet, dieser Vorgang wird auch als Nachbrennerscheinung bezeichnet.

Eine ähnliche Erscheinung tritt bekanntlich in den üblichen Brennkraftmaschinen mit Zündkerzen auf, bei denen keine Hilfsverbrennungskammer oder ein drittes Ventil vorgesehen ist. Um dieses Problem bei solchen Maschinen zu beseitigen, ist ein auf Unterdruck ansprechendes Ventil vorgesehen, welches den Zuführungskanal zur Atmosphäre öffnet, wenn der Ansaugdruck zu hoch wird. Auf diese Weise wird die Erzeugung eines überreichen Gemischs bei Verzögerung der Maschine verhindert. Dieselbe Lösung hat sich jedoch als ungeeignet erwiesen, wenn sie auf eine Dreiventilmaschine mit Hilfsverbrennungskammern angewendet wird, da die absolute, der Hilfsverbrennungskammer zugeführte Luftmenge sehr klein ist. Durch den Eigenfehler der zeitlichen Steuerung der Luftzuführung, der mit dem Ansprechfehler des auf Unterdruck ansprechenden Ventils verbunden ist, kann das Gemisch nicht zureichend korrigiert werden.

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Gemäß der Erfindung ist nun eine Kolben-Brennkraftmaschine mit Funkenzündung und einer Hauptverbrennungskammer sowie einer mit dieser über einen Flammkanal verbundenen Hilfsverbrennungskammer vorgesehen, die einen Hauptzuführungskanal für ein vergleichsweise mageres Gemisch zur Hauptverbrennungskammer mit in dem Kanal angeordneter Drosselklappe, einen Hilfszuführungskanal für ein vergleichsweise fettes Gemisch zur Hilfsverbrennungskammer und eine Leitung zur Zuführung atmosphärischer Luft in die Hilfsverbrennungskammer aufweist. Diese Maschine enthält ein die Leitung zur Hilfsverbrennungskammer normalerweise schliessendes Ventil sowie eine Vorrichtung zur automatischen Öffnung des Ventils für eine vorbestimmte Zeit, wenn sich die Drosselklappe in Richtung ihrer Schließstellung bewegt und die Maschinendrehzahl oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt. Die Betätigungsvorrichtung umfaßt eine erste, auf die Bewegung der Drosselklappe zur Schließstellung hin ansprechende Anordnung und eine zweite, auf die Drehzahl der Maschine ansprechende Anordnung.

Auf diese Weise kann Sekundärluft dem HiIfszuführungskanal nur während der Zeit zugeführt werden, in der das Gemisch in der Hilfsverbrennungskammer während einer Verzögerung der Maschine zu stark angereichert wird. Dadurch kann.die Anreicherung des Gemischs in der Hilfsverbrennungskammer auf einen Wert korrigiert werden, der eine elektrische Zündung gestattet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Figur beschrieben, die eine teilweise geschnittene Seitenansicht teilweise schematisch zeigt.

In der Figur ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Zylinderkopf 2 dargestellt, der mit jedem Zylinder J

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oberhalb des jeweiligen Kolbens eine Hauptverbrennungskammer 4 bildet. Kin Flammkanal 5 verbindet eine Hilfsverbrennungskarnmer 6 mit der Hauptverbrennungskammer 4. Eine Zündkerze 7 zündet das Gemisch in der Hilfsverbrennungskammer 6. Ein Hauptzuführungskanal 8 liefert ein mageres Kraftstoff-Luftgemisch zur Hauptverbrennungskammer 4 über ein Hauptzuführungsventil 11, und die Abgase werden aus dieser Kammer durch einen Abgaskanal 9 ^und ein Auslaßventil 12 entfernt. Ein fettes Gemisch wird durch den Hilfszuführungskanal 10 der Hilfsverbrennungskammer 6 über ein Hilfseinlaßventil 13 zugeführt. Eine nicht dargestellte Betätigungsvorrichtung üblicher Art dient zur zeitlich gesteuerten Betätigung der Ventile 11, 12 und 13· Ein Hauptvergaser 14 dient zur Versorgung des Haupteintrittskanals 8 mit magerem Gemisch, ein Hilfsvergaser 15 zur Versorgung des Hilfseintrittskanals 10 mit fettem Gemisch.

Eine Hauptdrosselklappe 16 des HauptVergasers 14 und eine Hilfsdrosselklappe IJ des HilfsVergasers 15 werden gleichsinnig mittels eines Gelenkmechanismus 18 betätigt. Ein Seilzug 20 ist mit einem Beschleunigungspedal (nicht dargestellt) und mit einem Betätigungshebel 19 für die Hauptdrosselklappe 16 verbunden. Eine Bewegung des Seilzuges 20 dient zur Betätigung beider Drosselklappen gleichzeitig.

Eine Zuführungsleitung 22 für Sekundärluft mit einer Öffnung 21 ist mit dem IUlfselntrlttskanal 10 hinter der Hilfsdrosselklappe I7 verbunden. Eine Leitung 23 verbindet die Leitung 22 mit dem Körper 25 eines Elektromagnetventils 26. Ein Kanal 24 führt vom Körper 25 zur Umgebungsluft. Wenn das Ventil 27 geöffnet ist, kann atmosphärische Luft durch die Öffnung 24

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und durch das Innere des Körpers 25, die Leitung 23, die öffnung 21 und die Leitung 22 in den Hilfseintrittskanal 10 geführt werden. Eine Feder 28 dient zur Schliessung des Ventils 27, und eine Elektromagnetwicklung 29 dient zum Anheben des Ventils 27 gegen die Kraft der Feder 28.

In einer elektrischen Schaltung jH» die die Elektromagnet wicklung 29 mit einer Stromquelle 30 verbindet, sind primäre und sekundäre Steuerschalter 32 und 33 in Reihe geschaltet. Ferner ist ein Zeitschalter 3ö mit den Steuerschaltern in Reihe geschaltet, der einen monostabilen Multivibrator 34 enthält, welcher bei Empfang eines Eingangssignals sofort einen Ausgangsstrom für eine vorbestimmte Zeit erzeugt. Der primäre Steuerschalter 32 wird durch den Betätigungshebel 19 in der Leerlaufstellung der Hauptdrosselklappe 16 geschlossen. Der sekundäre Steuerschalter 33 wird durch einen drehzahlabhängigen Auswerter 35 geschlossen, der beispielsweise bei vorbestimmter hoher Drehzahl ein Signal von einem Tachogenerator, der mit der Maschine gekoppelt ist, aufnimmt. Der monostabile Multivibrator J>h arbeitet also zusammen mit den beiden Steuerschaltern 32 und 33 derart, daß mit der Elektromagnetwicklung 29 für eine vorbestimmte Zeit ein elektrischer Stromkreis geschlossen ist, wenn die Hauptdrosselklappe 16 bei hoher Drehzahl der Maschine zur Leerlaufstellung geführt wird. Die vorbestimmte Zeit ist so eingestellt, daß sie der Zeit entspricht, während der das überreiche Gemisch in der Hilfsverbrennungskammer β während der Verzögerung der Maschine erzeugt wird. Beispielsweise kann dieses Intervall auf einen Wert zwischen 0,2 und 0,4 Sekunden, beginnend mit dem Anfang der Verzögerung, eingestellt sein.

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Der Betrieb der Maschine ist folgendermaßen. Während des Ansaughubes des Kolbens wird ein mageres Gemisch durch den Hauptvergaser 4 sowie ein fettes Gemisch durch den Hilfsvergaser 15 abgegeben. Diese Gemische werden in die Hauptverbrennungskammer 4 und die Hilfsverbrennungskammer 6 durch den Haupt- bzw. Hilfseintrittskanal 8 bzw. 10 eingeführt. Während des Kompressionshubes des Kolbens wird das fette Gemisch in der Hilfsverbrennungskammer 6 durch mageres Gemisch verdünnt, das von der Hauptverbrennungskammer 4 durch den Flammkanal 5 hindurch eintritt. Dadurch wird ein Kraftstoff-Luftgemisch erzeugt, welches durch die Zündkerze 7 am Ende des Kompressionshubes leicht gezündet werden kann. Eine Flamme gelangt dann von der Hilfsverbrennungskammer durch den Flammkanal in die Hauptverbrennungskammer 4, so daß dort das magere Gemisch gezündet wird. Das der Maschine zugeführte Gesamtgemisch ist magerer als das stöchiometrische Verhältnis.

Bei hoher Drehzahl und hoher Leistung der Maschine bleibt der primäre Steuerschalter 32 geöffnet. Wenn die Haupt- und die Hilfsdrosselklappe 16 und 17 plötzlich zur Leerlaufstellung hin geschlossen werden, um die Maschine zu verzögern, so wird der primäre Steuerschalter j52 gleichfalls geschlossen, wodurch der monostabile Multivibrator ^4 so gesteuert wird, dai3 er einen Ausgangsstrom für die vorbestimmte Zeit erzeugt. Dadurch wird der Elektromagnet 29 betätigt und das Ventil 27 geöffnet. Atmosphärische Luft tritt in die Sekundärluftleitung 23 ein, wird durch die öffnung 21 bemessen und gelangt in den Hilfseintrittskanal 10. Die Zuführung atmosphärischer Luft ist auf den Zeitraum begrenzt, der dem Intervall entspricht, währenddessen ein überreiches Gemisch in der Hilfsverbrennungskammer 6 erzeugt wird. Dadurch

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wird nur das überreiche Gemisch durch die zusätzliche Luft verdünnt. Eine Fehlzündung in der Hilfsverbrennungskammer 6 wird dadurch verhindert oder mindestens verringert.

Bei Leerlauf oder niedrigen Drehzahlen der Maschine bleibt der sekundäre Steuerschalter 33 geöffnet, und das Eingangssignal wird dem monostabilen Multivibrator 34 nicht zugeführt. Dadurch wird.das Elektromagnetventil 2β in geschlossener Stellung gehalten, auch wenn der primäre Steuerschalter 32 durch den Betrieb der Haupt- und der Hilfsdrosselklappe 16 und 17 geöffnet und geschlossen wird.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Maschine wird also Sekundärluft dem Hilfseintrittskanal 10 züge-, führt, die Dauer dieser Zuführung wird genau der Periode angepaßt, während der ein überreiches Gemisch.in der Hilfsverbrennungskammer 6 bei Verzögerung der Maschine erzeugt wird. Da die Sekundärluft somit nur das überreiche Gemisch verdünnt und nicht dieselbe Auswirkung auf das Gemisch in der Hauptverbrennungskammer 4 hat, wird das Gemisch in der Hilfsverbrennungskammer 6 auf einem Kraftstoff-Luftverhältnis während der Verzögerung gehalten, welches eine richtige Zündung in der HiIfsverbrennungskammer gewährleistet. Gleichzeitig wird dadurch die richtige Flammenzündung für das magere Gemisch in der Hauptverbrennungskammer 4 beibehalten. Auf diese Weise wird das unerwünschte Nachbrennen verhindert oder zumindest verringert.

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Claims

Patentansprüche

1. Kolben-Brennkraftmaschine mit Funkenzündung und einer Hauptverbrennungskammer sowie einer damit über einen Flammkanal verbundenen Hilfsverbrennungskammer, einem Hauptzuführungskanal für vergleichsweise mageres Gemisch zur Hauptverbrennungskammer, einer in dem Hauptzuführungskanal angeordneten Drosselklappe, einem Hilfszuführungskanal für vergleichsweise fettes Gemisch zur Hilfsverbrennungskammer und einer Leitung zur Zuführung atmosphärischer Luft in die Hilfsverbrennungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung ein normalerweise geschlossenes Ventil angeordnet ist und daß eine Betätigungsvorrichtung für dieses Ventil die Leitung bei Bewegung der Drosselklappe zur geschlossenen Stellung hin und bei einer Maschinendrehzahl über einem vorbestimmten Viert öffnet und mittels einer ersten, auf die Bewegung der Drosselklappe zur geschlossenen Stellung hin ansprechenden Anordnung und einer zweiten, auf die Drehzahl der Maschine ansprechenden Anordnung gesteuert ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Elektromagnetventil ist und daß die erste und die zweite Anordnung jeweils als in einem elektrischen Stromkreis für das Elektromagnetventil in Reihe geschaltete Schalter ausgebildet sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitschalter zur Öffnung des Ventils für eine vorbestimmte Zeit vorgesehen ist, der einen monostabilen Multivibrator enthält, welcher

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mit dem Elektromagnetventil und den Schaltern verbunden ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, auf die Bewegung der Drosselklappe zur geschlossenen Stellung hin ansprechende Anordnung nur auf eine Bewegung an oder nahe der Leerlaufstellung der Drosselklappe
anspricht.

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