DE2543118B2

DE2543118B2 - Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Zusatzluft stromab vom Vergaser in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2543118B2
Application number: DE2543118A
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Paris Rivere
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1974-09-26
Filing date: 1975-09-26
Publication date: 1980-11-27
Also published as: DE2543118A1; FR2286285B1; JPS5160826A; FR2286285A1; IT1055609B; SE7510407L; JPS5228935B2; DE2543118C3; GB1476852A; SU869568A3; US4062337A; SE401021B; BE833751A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Zusatzluft stromab vom Vergaser in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine während des Lastbetriebes, mit den Unterdruck im Saugrohr, den Zustand der Motorabgase sowie über die Zündfrequenz die Motordrehzahl feststellenden Steuereinrichtungen, mit einer in Abhängigkeit von den durch diese Steuereinrichtungen eingegebenen Meßgrößen ein Regelsignal erzeugenden elektronischen Steuerschaltung und mit einem in AbhC.iirigkeit von dem Regelsignal der Steuerschaltung die Zufuhr von Zusatzluft bestimmenden Steuerventil.

Eine derartige Vorrichtung zur Verringerung der Luftverschmutzung ist aus der DE-OS 20 64 266 bekannt und verfügt über ein die Zufuhr von Zusatzluft steuerndes Magnetventil, das in Abhängigkeit vom Ansaugdruck, der Temperatur der Abgase und der Fahrzeuggeschwindigkeit über eine diese Meßgrößen verarbeitende elektronische Steuerschaltung geöffnet oder geschlossen wird.

Bei einer anderen, aus der DE-OS 2104301 bekannten Vorrichtung zum Verringern der schädlichen Abgasbestandteile wird durch Öffnen eines Magnetventils oberhalb einer bestimmten Motordrehzahl Zusatzluft über eine kalibrierte Drossel stromaufwärts von der Drosselklappe des Vergasers in den Einlaßstutzen des Vergasers eingeführt, wodurch das Gemisch bei höheren Geschwindigkeiten abgemagert wird. Die noch vorhandenen schädlichen Abgasbestandteile müssen in einem besonderen Reaktor in der Abgasleitung durch Nachverbrennen weiter verringert werden.

In der DE-AS 1043 717 ist ein Verfahren zur Entgiftung der Abgase von Brennkraftmaschinen beschrieben, bei dem die noch brennbaren Bestandteile der Abgase mittels eines Katalysators nachverbrannt werden und die entstehende Temperatur /ur proportionalen Steuerung der Zufuhr von Zusatzluft verwendet wird. Dieses Verfahren ist sehr träge und ermöglicht lediglich eine grobe Gcmischstcucmtig.

Die jeweils in das Saugrohr einströmende Zusatzluftmenge läßt sich mit den bekannten Vorrichtungen nicht genau einstellen, weil das die Zufuhr von Zusatzluft steuernde Ventil unabhängig von den genauen jeweiligen Druckverhältnissen arbeitet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Steuerventil eine die Zufuhr von Zusatzluft in das Saugrob.· einer Brennkraftmaschine stromab des Vergasers der Brennkraftmaschine im Hinblick auf deren Bedürfnisse im Lastbetrieb besser regelnde Steuer charakteristik aufweist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Steuerventil von einem pneumatischen Ventil gebildet ist, das eine Steuerdruckkammer aufweist, die von einer an das Saugrohr stromab vom Vergaser angeschlossenen Ansaugdruckkammer durch eine in Richtung der Steuerdruckkammer durch eine Feder belastete erste Membran getrennt ist, wobei die Membran mit einem Steuerschieber zusammenwirkt, dereine Verbindung der Ansaugdruckkarnrncr mit einer Zwischendruckkammer über Steueröffnung in Abhängigkeit des Differenzdruckes zwischen den in der Ansaugdruckkammer und den in der Steuerdruckkammer herrschenden Drücken herstellt, sowie einer von der Zwischendruckkammer durch eine zweite Membran getrennten, ebenfalls an das Saugrohr stomab vom Vergaser angeschlossenen Bezugsdruckkammer, wobei die zweite Membran einen Schieber in Abhängigkeit des Differenzdruckes zwischen den in der Bezugsdruckkammer und der Zwischendruckkammer herrschenden Drücken betätigt und über öffnungen den Anschluß der Zwischendruckkammer an die Atmosphäre schafft, wobei die Steuerdruckkammer über ein periodisch betätigtes Umschaltventil wechselweise an das Saugrohr der Brennkraftmaschine stromab vom Vergaser bzw. eine Druckquelle angeschlossen ist, deren Druck größer als der im Saugrohr herrschende Druck ist und sich die Zuschaltdauer des höheren Druckes bei steigender Drehzahl und/oder verringertem Sauerstoffanteil im Abgas der Brennkraftmaschine verlängert.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ermöglicht wegen der besonderen Druckverhältnisse in ihren verschiedenen Kammern eine äußerst präzise und genaue Regelung der Zufuhr von Zusatzluft. Dabei ist die Differenz zwischen den Drücktn in der Zwischendruckkammer und der Ansaugdruckkammer im wesentlichen proportional zu dem in der Ansaugdruckkommer herrschenden Druck. Der in der Steuerdruckkammer vorhandene Druck liegt dabei zwischen dem Druck in der Ansaugdruckkammer und dem höheren Druck in der Zwiscirendruckkammer.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche 2 bis 6 gekennzeichnet.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. I eine Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Zusatzluft gemäß der Erfindung in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines in der Vorrichtung nach Fig. I verwendeten Steuerventils in einem axialen Schnitt,

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel des Steuerventils nach F i g. 2 in einem axialen Schnitt,

Fig.4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Steuerventils nach F i g. 2 in einem axialen Schnitt und

Fig. 5 den Anschluß eines Steuerventils nach den Fig. 2 bis 4 an ein elektrisch betätigtes Magnetventil zur Erzeugung eines Steuerdruckes.

Eine Brennkraftmaschine 1 (Fig. I) weist ein Saugrohr 2 auf, das sie mit einem Vergaser 3 verbindet. Der Vergaser 3 ist durch ein Rohr 4 mit einem Luftfilter 5 verbunden. Die Brennkraftmaschine 1 ist andererseits mit einer Auspuffleitung 6 versehen, in die eine elektrische Gasanalysensonde 7 mündet, mit der z. B. der restliche Sauerstoffanteil gemessen werden kann. Die von der Sonde 7 abgegebenen Fehlersignale, die

ίο beispielsweise einen zu geringen Sauerstoffanteil anzeigen, werden auf eine elektronische Steuerschaltung 8 übertragen, die ein Elektroventil 9 mit einem entsprechenden Strom versorgt. Das Elektroventil 9 liefert dabei einen Steuerdruck an ein pneumatisches

υ Steuerventil 10, welches über zwei Leitungen 11 und 12 einen den Vergaser 3 umgehenden Nebenschluß zwischen den Ansaugrohren 4 und 2 bildet. Über diesen Nebenschluß kann das angesaugte Gemisch ärmer gemacht, d. h. mit Luft verdünnt werden. Stellt die Sende 7 dagegen zuviel Sauerstoff i den Auspuffgasen fest, so steuert sie über die Steuerschaltung 8 eine Anreicherung des Gemisches. Die Steuerschaltung 8 erhält andererseits eine Information über die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 in Form eines von dem Zündstromkreis 13 der Brennkraftmaschine gelieferten Frequenzsignales.

Das pneumatische Steuerventil 10 ist als Regelventil mit zwei in Reihe liegenden Stufen ausgebildet und verbindet die unter einem Druck Po stehende Leitung

jo 11, der auch in dem Rohr 4 herrscht und im wesentlichen dem Atmosphärendruck entspricht, mit der in das Saugrohr 2 mündenden und damit unter dem Ansaugdruck Pa stehenden Leitung 12. Zwischen den beiden genannten Druckst.ufen herrscht in einem Zwischenbe-

Ji reich des Steuerventile? 10 ein dazwischenliegender Druck Pi. Das Steuerventil 10 wird mit einem Steuerdruck Pc beaufschlagt, dessen Erzeugung weiter unten erläutert wird. Aus Fig. 1 ist bereits ers^:chtlich, daß zum Steuern der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht der in dem Lufttrichter des Vergasers 3 herrschende Unterdruck, der dem Quadrat der angesaugten Luftmenge proportional ist, sondern der in dem Saugrohr 2 der Brennkraftmaschine 1 herrschenden Druck Pa verwendet wird, der immer unter dem Atmosphärendruck liegt und in der Praxis etwa zwischen 150 und 950 p/cm² schwankt. Der Druck Pa hängt dabei von der Motordrehzahl und vor allem von dem öffnungswinkel der Drosselklappe ab. Der Druck Pi liegt, wie bereits erwähnt, zwischen den Drücken Po und Pa, und der Steuerdruck Pc liegt, wie weiter unten zu ersehen ist, ebenfalls zwischen diesen beiden Drücken.

Di" stromaufwärts liegende Stufe des Steuerventils 10 ist so ausgebildet, daß sie eine der Druckdifferenz Pc-Pa proportiorale Steueröffnung schafft, wie aus dem linken Teil von Fig. 2 ersichtlich ist. Ein axial beweglicher zylindrischer Steuerschieber 14 weist einen Mantel 15 auf, der mit Schlitzen 16 versehen und in einer zylindrischen Bücnse 17 gleitend gelagert ist. Die Büchse 17 ist in einer Querwand 18 aufgenommen, die das Gehäuse 19 des Steuerventils 10 in zwei Teile trennt. Der Steuerschieber 14 ist durch eine Stange 20 mit einer Membran 21 verbunden, die den linken Teil des Gehäuses 19 in eine Steuerdruckkaminer 22, die über

<>> eine Rohrstutzen 23 ,in den Steuerdruck /Vnngesihlns sen ist, und in eine zwischen der Membran 21 und ilri Querwand 18 liegende Ansaugdruckkaminer 24 uritci teilt. Die Ansaugdriickkammer 24 ist ihm Ii ιίικίι

Rohrstutzen 25 an die Leitung 12 angeschlosen und damit, wie aus Fig. I ersichtlich, mit dem in dem Saugrohr 2 herrschenden Druck Pa verbunden. Zwischen der Querwand 18 und einer die Membran 21 in ihrer Mitte verstärkende Scheibe ist eine Feder 26 angeordnet, die so eingestellt ist, daß sie bei vollständig geschlossenem Steuerschieber 14, d. h. wenn Pc gleich Pa ist. eine nahezu verschwindende Kraft ausübt. Der durch den nicht abgedeckten Teil der Schlitze 16 gegebene Querschnitt für den Luftdurchtritt zwischen der unter dem Druck Pi liegenden rechten Seite der Querwand 18 und der unter dem Druck Pa liegenden linken Seite dieser Querwand ist der Auslenkung der Feder 26 proportional und entspricht damit im Gleichgewichtszustand dem auf die Membran 21 einwirkenden Differenzdruck Pc-Pa multipliziert mit der wirksamen Membranoberfläche.

Der zylindrische Steuerschieber 14 kann, wie aus Fig. 2 ersichtlich, außerdem einen Flansch 27 aufweisen, an dem sich ein Dichtring 28 abstützt, der bei Entspannung der Feder 2b einen druckdichten Verschluß zwischen den zwei genannten Kammern gewährleistet. Der Steuerschieber 14 kann außerdem eine in einer Zwischenquerwand 29 gleitend gelagerte zylindrische Verlängerung aufweisen, womit er mechanisch einwandfrei geführt ist. In diesem Fall weist die Zwischenquerwand 29 große Durchbrechungen 30 mif, womit gewährleistet ist. daß auf ihren beiden Seiten derselbe Druck Pi herrsch!, so daß auch die zylindrische Verlängerung des Steuerschiebers 14 in der Zwischenquerwand 29 nicht druckdicht geführt sein muß.

Erfindungsgemäß ist die stromaufwärts liegende Stufe des Steuerventils 10 zum genauen Regeln des Zwischendruckes Pieingerichtet, so daß die Druckdifferenz Pi-Pa soweit möglich dem Druck Pa proportional ist.

Dazu können beispielsweise, wie aus der rechten Seite der F ι g. 2 ersichtlich ist. in der Außenwand des Gehäuses 19 in Längsrichtung ausgerichtete Schlitze 31 ausgebildet und im Inneren dieses Bereiches des Gehäuses 19 ein Schieber 32 verschieblich gelagert sein, der je nach seiner Stellung einen mehr oder weniger großen Teil der Schlitze 31 abdeckt oder freigibt. Der da^r Gehäuse 19 im Bereich der Schlitze 31 außen umgebende Raum steht un'er dem Druck Po, indem er beispielsweise, wie in der Zeichnung nicht dargestellt. mil dem Inneren des Luftfilters 5 verbunden ist. Der Schieber 32 weist mehrere große Verbindungskanäle 33 auf. und damit stehen die auf seine beiden Stirnflächen einwirkender Drücke im Gleichgewicht.

Der Schieber 32 ist durch eine ein- oder mehrteilige Stange 34 einerseits mit einer Membran 35 verbunden, die e;n Teil einei Druckmeßdose 36 ist, in deren Innerem Vakuum herrscht. Die Druckmeßdose 36 ist von einer Trennwand 37 getragen, die in dem Gehäuse 19 befestigt und im Bereich ihres Außenumfangs mit Öffnungen 38 versehen ist. Der Schieber 32 ist andererseits durch die Stange 34 mit einer Membran 39 verbunden, die die Zwischeiidruckkammer, in der der Druck Pi herrscht, von einer anderen, in der Zeichnung rechts liegenden Bezugsdruckkammer trennt, welche über einen Stutzen 40 und eine Leitung 41 mit der Leitung 12 verbunden ist, in welcher der Druck Pa herrscht. Die dabei auf die Membran 39 einwirkende Kraft, die der Druckdifferenz Pi-Pa proportional und. da P/größer als Pa, nach rechts (in der Zeichnungsdarstellung) gerichtet ist. steht mit der (in F i g. 2) nach links gerichteten Kraft im Gleichgewicht, die der Druck Pi

auf die Membran 35 ausübt. Daraus ergibt sich, daß da: Verhältnis ψτ - einen konstanten Wert aufweist, de nur von dem Verhältnis der Querschnitte der beider Membranen 35 und 39 abhängt, oder, was gleichbedeu tend ist, daß Pa/Pi konstant ist, oder schließlich, dal Pi-Pa sowohl zu Pa als auch zu Pi proportional ist. Ir dem Teil des Gehäuses 19, in dem der so geregelt! Zwischendruck Pi herrscht, mündet ein Rohrstutzen 42 über den der Druck P/entnommen werden kann.

Bei dem aus Fig.3 ersichtlichen anderen Ausfüh rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuerventil; 10a ist der in der Zeichnung links liegende Teil, d. h. dii stromabwärts liegende Stufe, genau gleich der de: Ausführungsbeispieles nach Fig. 2, während der recht; in der Zeichnung liegende Teil, d.h. die stromaufwärt: liegende Stufe einen etwas abgeänderten Aufbai aufweist, bei dem die Notwendigkeit des Einbaus dei Druckmeßdose 36 entfällt. Der dem vorstehender Ausführungsbeispiel entsprechende Schieber 32 is ebenfalls über eine Stange 34a mit einer Membran 39; verbunden, die eine Zwischendruckkammer, in der dei Druck Pi herrscht, von einer Bezugsdruckkammei trennt, in der der über einen Leitungsanschluß 40; zugeführte Druck Pa herrscht. Am rechten Ende de; Ventilgehäuses ist hier aber eine dritte Membran 4: angeordnet, die ebenfalls mit der Stange 34a verbunder ist und einen Raum 44, in dem über einen Anschluß 4? der Druck Pa aufrecht erhalten wird, von einen Innern aum 46 trennt, in dem dank einer öffnung 47 ir der Gehäusewand der Druck Po herrscht. Die dre Anschlußstutzen 45, 40a und 25 sind über eir Leitungssystem -ila gemeinsam mit der Leitung Ii verbunden. Der unter dem Druck Po stehende Innenraum 46 ist von der links von ihm liegenden unc unter dem Druck Pa stehenden Bezugsdruckkammei durch eine feste Querwand 48 getrennt, durch die die Stange 34a beweglich aber druckdicht hindurchgeführi ist. Zwischen der Querwand 48 und der Membran 39a isi eine Druckfeder 49 angeordnet, die so eingestellt ist. daO sie einen möglichst konstanten Druck ausübt, der gleich dem Produkt des Atmosphärendrucks Po mit derr Querschnitt der Membran 43 ist. Dabei steht die von dieser Druckfeder 49 ausgeübte Kraft dauernd im Gleichgewicht mit dem auf die linke Seite der Membran 43 einwirkenden Atmosphärendruck, womit schließlich im Gleichgewicht das Verhältnis—=—konstant ist und

nur von dem Verhältnis der Querschnittsflächen der zwei Membranen 39a und 43 abhängt. Daraus ergibt sich, wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel, daß das Verhältnis Pi/Pa und dessen Kehrwert ebenfalls konstant sind.

Bei dem aus F i g. 4 ersichtlichen, etwas einfacheren Ausführungsbeispiel ist der linke Teil eines erfindungsgemäßen Steuerventils 106 ebenfalls dem des Steuerventils 10 identisch, während der rechte Teil weitgehend dem Ausführungsbeipiel der F i g. 3 entspricht, jedoch nur eine Membran 39b aufweist Daraus ergibt sich, daß der Zwischendruck Pi durch diese stromaufwärts liegende Stufe des Regelventils 106 auf einen konstanten Wert eingeregelt wird und nicht auf einen zu Pa proportionalen Wert Dieses Steuerventil iOb kann aber, wie sich aus dem folgenden ergibt, mit einem ausreichend genauen Regelergebnis verwendet werden.

Das den Steuerdruck Pc liefernde Elektroventil 9 ist als ein in JA- oder NEIN-Schaltung betriebenes Dreiwege-Magnetventil 50 ausgebildet, das entweder

direkt oder auch auf indirektem Wege mit Hilfe eines Steuerunterdruckes elektrisch betätigbar ist, und zwar durch einen ein Solenoid 51 durchfließenden Steuerstrom (F ig. 5}

Das Magnetventil 50 dient dazu, im Ruhezustand, d. h. bei nicht durch den Solenoiden 51 fließendem Steuerstrom, den als Steuereingang dienenden Rohrstp'zen 23 des Steuerventils 10 mit der an den Stutzen 25 angfschlossenen und unter dem niederen Druck Pa stehenden Leitung 12 durch eine Leitung 54 zu verbinden.

Im Arbeitszustand, d.h. bei das Solenoid 51 durchfließendem Steuerstrom, verbindet das Magnetventil 50 den Rohrstutzen 23 mit einer Leitung 55. die einen über dem Druck Pa liegenden Druck, z. B. den Druck Pi, aufweist. Die Leitung 55 kann aber auch unter Umgebungsdruck stehen, wobei der Anschlußstutzen 42 verschlossen ist. Vorzuziehen ist aber, daß die Leitung 55 zu dem Anschlußstutzen 42 führt und damit unter dem Druck Pi steht, wodurch eine genaue Steuerung möglich ist, da der Mittelwert von Pcnäherbei P/als bei Po liegt.

Das Magnetventil 50, sei es nun direkt oder indirekt betätigt, funktioniert im JA- oder NEIN-Betrieb (»alles oder nichts«). Wird die ein Volumen V aufweisende Steuerdruckkammer 22 des Steuerventils 10 abwechselnd mit einem niederen Druck Pa und mit einem höheren Druck Pi verbunden, so ist bei jedem Wechsel eine Mindestauffüllzeit oder -entleerungszeit erforderlich, damit der Druck in der Steuerdruckkammer 22 tatsächlich den niederen oder höheren Wert annehmen kann. Diese Mindestzeit kann in einfacher Weise aus den kleinsten Querschnitten Sa und 5; der beiden Strömungskanäle 23-54 bzw. 23-55, aus dem Volumen V der Steuerdruckkammer 22 und aus der Schallgeschwindigkeit ein der Luf·. bei einem Druck Pi berechnet werden.

Das Solenoid 51 wird durch einen Steuerstrom mit rechteckimpulsförmigem Verlauf durchflossen, der durch die Steuerschaltung 8 erzeugt wird, wobei zwei Bedingungen erfüllt sein müssen: einerseits müssen die Stromeinschaltzeit Ti und die Abschaltzeit Ta jeweils kleiner als die Auffüllzeit bzw. die Entleerungszeit sein, und andererseits muß eine Unsymmetrie geschaffen

WPrden damit Hip Fntlppriina rlip Änffiilliino iihpnwipiri

Dabei ist ein? dritte Bedingung zu erfüllen, nämlich daß die Menge q der zugeführten Luft der Menge Q des durch den Motor angesaugten Gemisches soweit wie möglich proportional ist. Durch eine Berechnung aufgrund dieser drei Bedingungen können die Werte Ti und Ta ermittelt werden. Das Ergebnis ist folgendes:

77 =

15

2 1

(■(Si + Sa)

Pi -Pu Π 64 A- Pa- N 2-Pa I 75 ' ' Pi-P₀ Ta > Ti

Pi Pa

Si Sa

worin )' das Verhältnis der spezifischen Wärme des Gases bei konstantem Druck und bei konstantem Volumen, N die Drehzahl des Motors und A ein Koeffizient ist, der von den Abmessungen des Regelventils nicht abhängt. Unter Berücksichtigung der durch die stromaufwärtsliegende Stufe des Steuerventils 10 vorgegebenen Bedingung, d. h. daß das Verhältnis

-—-konstant ist, erkennt man, daß die Zeit Ti ra

praktisch nur von der Drehzahl /Vdes Motors abhängt.

Eine Vereinfachung könnte dadurch erreicht werden, daß für die beiden Strömungswege 23-54 und 23-55 der gleiche Durchflußquerschnitt gewählt wird, d. h. 5/ ist gleich Sa, woraus sich zwar unsymmetrische »Impulse« ergeben würden, allerdings in einem konstanten Verhältnis, da-^-wegen der stromaufwärtsliegenden Stufe des Steuerventils 10 konstant ist. Um die Ausführung der elektronischen Schaltung zu vereinfachen, ist es allerdings vorzuziehen, die Unsymmetrie nicht durch Vergrößern der Zeit Ta, sondern durch Vergrößern des Querschnittes Sa zu schaffen, so daß Sa/Si-Pi/Pa, womit es dann möglich ist, Ta= 77 zu wählen. Beim Anschluß der Leitung 55 an den Anschlußstutzen 42 liegt der Wert der beiden vorstehenden Verhältnisse etwa bei 1,08, während in dem Fall der Verwendung von Po anstelle Pi eine entsprechende Rechnung einen höheren Wert für das genannte Verhältnis ergibt

Die elektronische Steuerschaltung 8 liefert den

.Steuerstrom in Impulsform, dessen Frequenz in

Abhängigkeit von der Motordrehzahl durch die jeweils

entsprechende Funktion für 77 gegeben ist und der den

Solenoid 51 des Elektroventils 50 ansteuert Aufgrund der Unsymmetrie, die dadurch eingeführt

wird, daß Ta größer als 77 oder Sa größer als S/gemacht

)' wird, überwiegt die Entleerung immer über die Auffüllung, womit der Druck zwischen einem Minimalwert, der immer den gleichen Wert aufweist und gleich Pa ist, und einem Maximalwert schwankt, der sich nur in Abhängigkeit von der Öffnungszeit verändert, da

andererseits die Öffnungszeit kleiner als die maximale Auffüllzeit ist. Der mittlere Steuerdruck Pc verände· t sich in der gleichen Weise wie der maximale Druck, d. h. er hängt direkt von der Frequenz der durch die vorstehende Steuerschaltung 8 erzeugten Impulse ab.

-ι-, Die gesamte Regeleinrichtung muß auch noch die Meßergebnisse der Sonde 7 berücksichtigen, um die zugeführte Zusatzluftmenge q durch Verändern der Signalfrequenz des Steuerstromes zu regeln. Die von der Sonde 7 gelieferte veränderliche Spannung

so verändert die Zeit 77in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt der Abgase zusätzlich zu der normalen Veränderung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl. Ist das Gemisch zu fett, wird Ti vergrößert, so daß die Zusatzluftmenge q zunimmt Die Zeit 77 nimmt dagegen in den Intervallen, in denen das Gemisch zu mager ist, langsam ab, womit die zugeführte Zusatzluftmenge q verringert wird.

Die vollständige Steuerschaltung 8 weist außerdem einen elektronischen Drehzahlmesser auf, der die Motordrehzahl anhand der von dem Zündschalter 13 übermittelten Zündfrequenz bestimmt Der Drehzahlmesser unterbricht die Zusatzluftzufuhr, sobald die Motordrehzahl in die Nähe der Leerlaufdrehzahl gelangt, z. B. unter 1300 U/min liegt, oder sobald die Drehzahl einen Oberwert, z. B. 5000 U/min, überschrei tet, oberhalb dessen die Zuführung von Zusatzluft nicht mehr notwendig ist Diese Unterbrechung kann auch durch andere JA- oder NEIN-Signale gesteuert werden,

die beispielsweise durch einen die Rückkehr des Gaspedales in seine Ruhelage anzeigenden Schalter geliefert werden, wobei beispielsweise beim Verzögern der Fahrzeuggeschwindigkeit die Zufuhr von Zusatzluft ebenfalls unterbrochen wird.

Mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung läßt sich das einer Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoff-Luftgemisch äußerst präzise steuern, obwohl die dazu verwendeten Einrichtungen sehr wenig aufwendig sind. Mit den /nusführungsbeispielen der Regelventile nach Fig. 2 und 3 wird eine äußerst genaue Regelung

IO

erreicht; die mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 erreichbaren Ergebnisse sind aber auch vollkommen zufriedenstellen^, da die zusätzlich eingeführte l.uftmenge q einen Anteil von nicht mehr als 5- 10% des

-, angesaugten Vdumens ζ) beträgt. Dadurch werden die durch Schwankungen des Druckes Pa verursachten Relativänderungen stark gedämpft und es führen die Meßergebnisse der die Konzentration messenden Sonde zu ausreichend feinfühligen und wirksamen

ίο Korrekturen der Steuerung.

Hierzu 5 Hkiii

Claims

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Zugluft stromab vom Vergaser in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine während des Lastbetriebes, mit den Unterdruck im Saugrohr, den Zustand der Motorabgase sowie über die Zündfrequenz die Motordrehzahl feststellenden Steuereinrichtungen, mit einer in Abhängigkeit von den durch diese Steuereinrichtungen eingegebenen Meßgrößen ein Regelsignal erzeugenden elektronischen Steuerschaltung und mit einem in Abhängigkeit von dem Regelsignal der Steuerschaltung die Zufuhr von Zusatzluft bestimmenden Steuerventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (10) von einem pneumatischen Ventil gebildet ist, das eine Steuerdruckkammer (22) aufweist, die von einer an das Saugrohr (2) stromab vom Vergaser (3) angeschienenen Ansaugdruckkammer (24) durch eine in Richtung der Steuerdruckkammer (22) durch eine Feder (26) belastete erste Membran (21) getrennt ist, wobei die Membran (21) mit einem Steuerschieber (14, 15) zusammenwirkt, der eine Verbindung der Ansaugdruckkammer (24) mit einer Zwischendruckkammer über Steueröffnungen (16) in Abhängigkeit des Differenzdruckes zwischen den in der Ansaugdruckkammer (24) und den in der Steuerdruckkammer (22) lierrschenden Drücken herstellt, sow^;e einer von der Zwischendruckkam- jo mer durch .'ine zweite Membran (39) getrennten, ebenfalls an das Saugrohr (2) stromab vom Vergaser (3) angeschlossenen bezugsdruckkammer, wobei die zweite Membran (35»J einen Schieber (32) in Abhängigkeit des Differenzdru.kes zwischen den in » der Bezugsdruckkammer und der Zwischendruckkammer herrschenden Drücken betätigt und über Öffnungen (31) den Anschluß der Zwischendruckkammer an die Atmosphäre schafft, wobei die Steuerdruckkammer (22) über ein periodisch betätigtes Umschaltventil wechselweise an das Saugrohr

(2) der Brennkraftmaschine stromab vom Vergaser

(3) bzw. eine Druckquelle angeschlossen ist, deren Druck größer als der im Saugrohr (2) herrschende Druck ist und sich die Zuschaltdauer des höheren ^ Druckes bei steigender Drehzahl und/oder verringertem Sauerstoffanteil im Abgas der Brennkraftmaschine verlängert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Luftzufuhr in die Ansaugdruckkammer (24) steuernde Steuerschieber (14) einen zylindrischen Mantel (15) mit gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Schlitzen (16) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den die Luflzufuhr aus r> der Atmosphäre in die Zwischendruckkammer steuernden zylindrischen Schieber (32) gleichmäßig über den Umfang des Ventilgehäuses (19) verteilte Längsschlitze (31) abdeckbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- w> zeichnet, daß der Schieber (32) mit zwei Membranen (35, 39) verbunden ist, von denen eine (39) einerseits mit dem in Schließrichlung des Schiebers (32) wirkenden Zwischendruck (Pi) und andererseits mit dem Saugclriick (Pa)beaufschlagt ist, und die andere, hi eine kleinere Oberfläche aufweisende Membran (35) einerseits mit dein in öffnungsrichlung wirkenden Zwischendruck (Pi) iinci iiiic!· rurscits mit einem

Vakuum beaufschlagt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (32) durch eine Stange (34aJ mit zwei Membranen (39a, 43) verbunden ist, von denen eine (43) einerseits mit dem in Schließrichtung des Schiebers (32) wirkenden Zwischendruck (Pi) und andererseits mit dem Ansaugdruck (Pa) beaufschlagt ist, und die andere Membran (39a) einerseits mit dem in Schlieilrichtung wirkenden Atmosphärendruck (Po)und andererseits mit dem Ansaugdruck (Pa) beaufschlagt ist und daß dem Schieber (32) und den Membranen (39a, 43) eine sie mit einer Kraft, die der des auf die zweite Membran {39a) einwirkenden Atmosphärendrucks entspricht, in Öffnungsrichtung drückende Feder (49) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (32) durch eine Stange mit einer einzigen Membran (39ί^ verbunden ist, die. einerseits mit dem auf sie in Schließrichtung des Schiebers (32) wirkenden Zwischendruck (Pi) und andererseits mit dem Ansaugdruck (Pa)beaufschlagt ist, und daß der Membran {39b) eine sie und den Schieber (32) in Öffnungsrichtung drückende Feder (49) zugeordnet ist.