DE2538921C3

DE2538921C3 - Brennkraftmaschine mit einer am in der Ansaugleitung angeordneten Leistungsregelorgan vorbeigeführten Umgehungsleitung für Ansaugluft

Info

Publication number: DE2538921C3
Application number: DE2538921A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 7250 Leonberg Dorsch
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1975-09-02
Filing date: 1975-09-02
Publication date: 1979-03-29
Also published as: DE2538921A1; GB1536307A; IT1075024B; US4084565A; FR2323025A1; DE2538921B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer am in der Ansaugleitung angeordneten Leistungsregelorgan vorbeigeführten Umgehungsleitung für Ansaugluft, in der ein temperaturabhängig geregeltes erstes Ventil angeordnet ist, wobei ein zweites Ventil vorgesehen ist, welches in Abhängigkeit vom stromab dem Lcistungsregelorgan in der Ansaugleitung herrschenden Druck das Leistungsregelorgan umgehende Ansauglufl regelt.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine sind zur Verbesserung der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine ein temperaturabhängig geregeltes Ventil und ein vom stromab dem Leistungsregelorgan in der Ansaugleitung herrschenden Druck beeinflußbares Ventil vorgesehen, die eine am Leistungsregelorgan vorbeigeführte Umgehungsleitung für Ansaugluft steuern (US-PS 38 66 588). Bei dieser Regelung zum Zuführen von zusätzlichem Kraftstoff-Luft-Gemisch hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, daß die während der Warmlaufphase nach dem Startvorgang ausreichende

ίο zusätzliche Menge Kraftstoff-Luft-Gemisch unmittelbar während des Startvorganges sich als nicht immer genügend groß erwiesen hat, wodurch unter anderem ein sicherer Start und ein schnelles Hochlaufen der Brennkraftmaschine auf Leerlaufdrehzahl nicht ge-

is währleistet ist

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Start- und Warmlaufphase einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu optimieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das zweite Ventil in einer weiteren, an dem ersten Ventil yorbeigeführten Umgehungsleitung angeordnet ist und erst bei Absinken dieses Druckes auf einen bestimmten Unterdruckwert schließt Bei Umgehungsleitungen für das Leistungsregelorgan ist bekannt, neben einem die Umgehungsleitung hauptsächlich beherrschenden ersten Ventil ein zweites Ventil vorzusehen, das in eiaer dieses erste Ventil umgehenden Leitung angeordnet ist (DE-OS 19 61 438).

Eine zweckmäßige weitere Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß das zweite Ventil einen mit einer Membrane verbundenen Ventilteller aufweist, der die weitere Umgehungsleitung öffnet oder schließt, wobei über die weitere Umgehungsleitung auf die eine Seite der Membrane der stromauf dem Leistungsregelorgan herrschende Saugrohrdruck und über eine Steuerleitung auf die andere Seite der Membrane der stromab dem Leistungsregelorgan herrschende Saugrohrunterdruck wirkt, und daß auf der von dem

•to Saugrohrunterdruck beaufschlagten Seite der Membrane eine Druckfeder angeordnet ist.

Eine andere weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das zweite Ventil ein den festen Ventilsitz aufnehmendes Gehäuse umfaßt, in dem ein mit einer Membrane verbundener Ventilteller angeordnet ist, der die weitere Umgehungsleitung öffnet oder schließt, wobei auf die dem Ventilteller abgewandte Seite der Membrane über eine Öffnung im Gehäuse in Ventilschließrichtung atmosphärischer Druck und auf die andere Seite der Membrane der Saugrohrunterdruck stromab dem Leistungsregelorgan wirkt, und daß zwischen dem Gehäuse und dem Ventilteller eine Druckfeder angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, daß in dem Gehäuse zwischen der Membrane und einem den Ventilteller aufnehmenden, mit dem mit der Ansaugleitung stromauf dem Leistungsregelorgan verbundenen Ast der weiteren Umgehungsleitung in offener Verbindung stehenden Raum ein Trennblech angeordnet ist, das eine Drosselöffnung aufweist.

Es wird bemerkt, daß die Vorschläge der Ansprüche 2 und 4 weitgehend und die des Anspruches 3 teilweise durch die DE-AS 21 52 586 bekannt sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen

·'■· insbesondere darin, daß durch einen sicheren Start der Brennkraftmaschine und ein schnelles Hochlaufen auf die Leerlaufdrehzahl die Abgasemission in dieser Betriebsphase der Brennkraftmaschine verringert wird.

Darüber hinaus wird die Betätigung des Fahrpedals während des Startvorganges bei der Verwendung des Zusatzluftventils unnötig. Auch wird durch das Zusatzluftventil z.B. beim Anfahren ein Abwürgen der Brennkraftmaschine vermieden, da bei einer zu geringen Betätigung des Fahrpedals der Saugrohrunterdruck sofort so klein wird, daß durch das Zusatzluftventil die der Brennkraftmaschine zugeführte Menge an Kraftstoff-Luft-Gemisch erhöht wird.

Bei einer weiteren bekannten Brennkraftmaschine mit einer luftmessenden, antriebslosen Einspritzanlage mit kontinuierlichem Brennstoffzufluß wird während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine zum Ausgleich für die dabei auftretende erhöhte Reibleistung der Brennkraftmaschine eine größere Menge Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt, als es der Stellung des Leistungsregelorgans entspricht (Bosch, Technische Unterrichtung Benzineinspritzung K-Jetronic, 1. Ausgabe Februar 1974). Dies wird erreicht durch den das Leistungsregelorgan umgehenden Zusatzluftschieber. Dessen Querschnitt wird durch eine in Abhängigkeit von der Erwärmung eines elektrisch beheizten BimetaHstreifens gesteuerten Lochblende gcegeit, die bei betriebswarmem Zustand der Brennkraftmaschine verschlossen ist. Darüber hinaus weist diese Brennkraftmaschine eine weitere am Leistungsregelorgan vorbeigeführte Umgehungsleitung auf, die durch die Leerlaufeinstellschraube beeinflußbar ist Auch bei dieser Brennkraftmaschine hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, daß unmittelbar während des Startvorganges sich die zusätzliche Menge Kraftstoff-Luft-Gemisch als nicht immer genügend groß erwiesen hat.

In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei beispielsweisen Ausführungsformen schematisch dargestellt Es zeigt

F i g. 1 ein Zusatzluftventil anhand einer luftmessenden, antriebslosen Einspritzanlage mit kontinuierlichem Brennstoffzufluß und mit einem Zusatzluftschieber,

F i g. 2 das Zusatzluftventil nach der F i g. 1 und

F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Zusatzluftventils.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Einspritzanlage ist mit 1 ein Kraftstoffbehälter bezeichnet, von dem Kraftstoff durch eine Elektro-Kraftstoffpumpe 2 über einen Kraftstoffspeicher 3 und einen Kraftstoff-Filter 4 einem Gemischregler 5 zugeführt wird. Der Gemischregler 5 weist einen Kraftstoffmengenteiler 5a. einen Luftmsngenmesser 5b, einen Systemdruckregler 5c, eine Gemischregulierschraube Sd und einen Luftmengenmesserkontakt 5e auf. 6 ist ein Warmluftregler, 7 ein Einspritzventil, 8 ein Elektro-Startventil, 9 ein Sammelsaugrohr, IO ein Zusatzluftschieber, 11 ein Thermozeitschalter, \'£ ein leistungsregelorgan, z. B. eine Drosselklappe und 13 eine Leerlaufeinstellschraube. Der Zusatzluftschieber 10 ist in einer an dem Leistungsregelorgan 12 vorbeigeführten Umgehungsleitung 14 angeordnet Eine an dem Leistungsregelorgan 12 und dem Zusatzluftschieber 10 vorbeigeführte Umgehungsleitung ist mit 15 bezeichnet, in der ein Zusatzluftventil 16 angeordnet ist Das Zusatzluftventil 16 weist einen mit einer Membrane 17 verbundenen Ventilteller 18 auf, der die Umgehungsleitung 15 öffnet oder schließt. Auf die Seite 19 der Membrane 17 wirkt über die Umgehungsleitung 15 der Saugrohrdruck vor dem Leistungsregelorgan 12 und auf die Seite 20 über eine Steuerleitung 21 der Saugrohruntci druck hinter dem Leistungsregelorgan 12. Eine angedeutete Brennkraftmaschine ist mit 22 bezeichnet. Auf der vun dem Saugrohrunterdruck beaufschlagten Seite 20 der Membrane 17 ist eine Druckfeder 23 angeordnet

Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende: Die dargestellte Einspritzanlage ist ein mechanisches, kontinuierlich arbeitendes Einspritzsystem für Otto-Motoren, das keinen Antrieb von der Brennkraftmaschine benötigt. Der Kraftstoff wird durch eine elektrisch angetriebene Rollenzellenpumpe 2 gefördert Die von der Brennkraftmaschine 22 während des Betriebes

iü angesaugte Luftmenge wird mit einem Luftmengenmesser 56 gemessen, der vor dem Leistungsregelorgan 12 der Brennkraftmaschine 22 eingebaut ist Je nach Stellung des Leistungsregelorgans 12 bzw. des Fahrpedals wird mehr oder weniger Luft angesaugt Entsprechend der gemessenen Luftmenge teilt der Kraftstoffmengenteiler 5a den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine 22 über das jeweilige Einspritzventil 7 eine Kraftstoffmenge zu, die ein optimales Gemisch hinsichtlich Brennkraftmaschinenleistung, Kraftstoffverbrauch und Abgaszusammensetzung ergibt Der Luftmengenmesser 5b und Krafts»-ffmengenteiler 5a sind in einem Gerät, dem Gemischregler 5, vereinigt. Die genau bemessene Kraftstoffmenge wird den Einspritzventilen 7 zugeleitet, die den Kraftstoff in fein zerstäubter Form kontinuierlich in das Saugrohr vor die Einlaßventile der Zylinder der Brennkraftmaschine 22 spritzen. Von dort wird der Kraftstoff beim öffnen der Einlaßventile mit der Luft in die Brennkraftmaschinenzylinder gesaugt Der Einspritzanlage steht unter

jo anderem eine Korrektureinheit für die. Warmlaufphase der Brennkraftmaschine zur Verfügung.

Während der Warmlaufphase einer Brennkraftmaschine sind im wesentlichen zwei Korrekturen gegenüber dem betriebswarmen Zustand erforderlich:

i'i 1. Ausgleich der Kondensationsverluste an den kalten Brennraum und an den Saugrohrwänden.
2. Ausgleich der erhöhten Reibleistung.
Die Kondensationsverluste werden ausgeglichen durch ein fetteres Gemisch. Diese Aufgab? übernimmt

to der Warmluftregler 6.

Die erhöhte Reibleistung wird ausgeglichen durch Zur'ühren einer größeren Menge des Kraftstoff-Luft-Gemisches, als es der Stellung des Leistungsregelorgans 12 entspricht. Man erreicht dies durch eine Umgehung des Leistungsregelorgans 12 mittels eines Zusatzluftschiebers 10. Dessen Querschnitt wird durch eine Lochblende gesteuert und zwar abhängig von der Erwärmung eines elektrisch beheizten Bimetallstreifens. Im betriebswarmen Zustand ist der Zusatzquerschnitt

■so verschlossen.

Während des Startvorganges der Brennkraftmaschine (etwa 50 bis 100 U/min) ist der Saugrohrunterdruck . hinter dem Leistungsregelorgan 12 derart gering, daß die ober die Membrane 17 auf den Ventilteller 18 wirkende Kraft der Druckfeder 23 die Umgehungsleitung 15 öffnet und -somit Luft über das Leistungsregelorgan 12, den Zusatzluftschieber 10 und das Zusatzluftventil 16 der Brennkraftmaschine 22 zugeführt wird. Die Brennkraftmaschine 22 läuft auf eine Drehzahl von etwa

t>o 1000 U/min hoch, ^o daß der Saugrohrunterdruck hinter dem Leistungsregelorgan 12 ansteigt Über die Steuerleitung 21 bewirkt dieser erhöhte Saugrohrun'erdruck ein Schließen der Umgehungsleitung 55 durch den Ventilteller 18, so daß der Brennkraftmaschine 22 in der

<'■■> weiteren Warmlaufphase nur noch Luft über das Leistungsregelorgan 12 und den Zusat/Iuftschiebcr 10 zugeführt wird.

In der F i g. 3 ist das Saugrohr einer Brennkraftma-

schine mit 24 bezeichnet, in dem ein Leistungsregelorgan 25 angeordnet ist. In einer an dem Leistungsregelorgan 25 vorbeigeführten Umgehungsleitung 26 ist ein Zusatzluftventil 27 angeordnet. Dieses Zusatzluftventil 27 weist einen mit einer Membrane 28 verbundenen Ventilteller 29 auf, der die Umgehungsleitung 26 öffnet oder schließt. Innerhalb des Zusatzluftventils 27 ist zwischen der Membrane 28 und dem Ventilteller 29 ein Trennblech 30 angeordnet, das eine Drosselöffnung 31 aufweist. Zwischen der der Membrane 28 abgewandten Seite des Ventiltellers 29 und dem Gehäuse 32 des Zusatzluftventils 27 ist eine Druckfeder 33 angeordnet. Das Gehäuse 32 des Zusatzluftventils 27 ist auf der dem Ventilteller 29 abgewandten Seite der Membrane 28 mit einer in die Atmosphäre mündenden Öffnung 34 versehen.

Die Wirkungsweise des Zusatzluftventils 27 ist folgende: Während des Startvorganges der Brennkraftmaschine ist der Saiigrohrunterdruck hinter dem Leistungsregelorgan 25 derart gering, daß die auf den Ventilteller 29 wirkende Kraft der Druckfeder 33 die Umgehungsleitung 26 öffnet und somit nach F i g. 3 Luft über das Leistungsregelorgan 25 und das Zusatzluftventil 27 der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Die Brennkraftmaschine läuft hoch und der Saugrohrunterdruck hinter dem Leistungsregelorgan steigt an. Dieser Saugrohrunterdruck wird an der Membrane 28 wirksam und bewirkt ein Schließen der Umgehungsleitung 26 durch den Ventilteller 29 entgegen der Kraft der Druckfeder 33, so daß — wenn man von dem temperattirgeregelten ersten Ventil absieht — der Brennkraftmaschine nur noch Luft über das Leistungsregelorgan 25 zugeführt wird. Durch die Größe der Drosselöffnung in dem Trennblech 30 kann die öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des Ventiltellers 29 gesteuert werden, da durch diese das Wirksamwerden des Saugrohrunterdruckes auf die Membrane 28 beeinflußbar ist.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, da das erfindungsgemäße Zusatzluftventil 16 ebenfalls bei Brennkraftmaschinen nut anderen Kraftstoff-Luft-Gemisch-Zuführungseinrichtungen, wie z. B. mechanische Einspritzpumpen mit Saugrohreinspritzung oder elektronischen Einspritzsystemen. Verwendung finden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine mit einer am in der Ansaugleitung angeordneten Leistungsregelorgan vorbeigeführten Umgehungleitung für Ansaugluft, in der ein temperaturabhängig geregeltes erstes Ventil angeordnet ist, wobei ein zweites Ventil vorgesehen ist, welches in Abhängigkeit vom stromab dem Leistungsregelorgan in der Ansaugleitung herrschenden Druck das Leistungsregelorgan umgehende Ansaugluft regelt, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (16,27) in einer weiteren, an dem ersten Ventil (10) vorbeigeführten Umgehungsleitung (15, 26) angeordnet ist und erst bei Absinken dieses Druckes auf einen bestimmten Unterdruckwert schließt

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (16) einen mit einer Membrane (17) verbundenen Ventilteller (18) aufweist, der die weitere Umgehungsleitung (15) öffnet ode« schließt, wobei über die weitere Umgehungsleitung (15) auf die eine Seite (19) der Membrane (17) der stromauf dem Leistungsregelorgan (12) herrschende Saugrohrdruck und über eine Steuerleitung (21) auf die andere Seite (20) der Membrane (17) der stromab dem Leistungsregelorgan (12) herrschende Saugrohninterdruck wirkt, und daß auf der von dem Saugrohrunterdruck beaufschlagten Seite (20) der Membrane (17) eine Druckfeder (23) angeordnet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (27) ein den festen Ventilsitz aufnehmendes Gehäuse (32) umfaßt, in dem ein mit einer Membrane (28) verbundener Ventilteller (23) angeordnet ist, der die weitere Umgehungsleitung (26) Jffnet oder schließt, wobei auf die dem Ventilteller (29) abgewandte Seite der Membrane (28) über eine Öffnung (34) im Gehäuse (32) in Ventilschließrichtung atmosphärischer Druck und auf die andere Seite der Membrane (28) der Saugrohrunterdruck stromab dem Leistungsregelorgan (23) wirkt, und daß zwischen dem Gehäuse (32) und dem Ventilteller (29) eine Druckfeder (33) angeordnet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (32) zwischen der Membrane (28) und einem den Ventilteller (29) aufnehmenden, mit dem mit der Ansaugleitung stromauf dem Leistungsregelorgan verbundenen Ast der weiteren Umgehungsleitung (26) in offener Verbindung stehenden Raum ein Trennblech (30) angeordnet ist, das eine Drosselöffnung (31) aufweist.