DE2547546C3 - Steuereinrichtung für die Zuführung von Zusatzluft in das Saugrohr einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für die Zuführung von Zusatzluft in das Saugrohr einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine stromab des Vergasers, die in der Zusatzluftzuführungsleitung ein, mittels eines pneumatischen Stellmotors betätigtes Steuerventil umfaßt, das bei Druckanstieg in der Auspuffleitung, an die die zum Steuerdruckraum des pneumatischen Stellmotors führende Steuerdruckleitung anschließt, aus der Schließstellung heraus in Offenslellung bewegt wird.

Eine solche zum Verringern der schädlichen Abgasbestandteile einer Brennkraftmaschine dienende Steuereinrichtung ist aus der US-PS 36 43 640 bekannt. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß das Auspuffsystem der Brennkraftmaschine einen Nachverbrennreaktor enthält, in dem bei einer Überhitzungsgefahr infolge eines längeren Fahrbetriebes unter hoher Belastung bei reichem Kraftstoffgemisch ein für die Betätigung eines Steuerventiles ausreichend hoher Druck aufgebaut wird, das die Zusatzluftzuführungsleitung oberhalb eines bestimmten Druckes öffnet, so daß der Brennkraftmaschine ein mageres Gemisch zugeführt wird und demzufolge die Temperatur des die Abgase nachverbrennenden Reaktors auf ungefährliche Werte herabgesetzt wird. In Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung werden über eine Rückführleitung Abgase in die Ansaugleitung strömungsaufwärts der Drosselklappe des Vergasers eingeführt.

Bei einer in der US-PS 36 73 993 beschriebenen Vorrichtung wird eine Abgasrückführung beim Überwinden einer Steigung oder beim Beschleunigen vorgenommen, wenn die Motordrehzahl in einem bestimmten Drehzahlbereich und der Unterdruck im Saugrohr in einem bestimmten Druckbereich liegen.

Eine Steuerung der Zusatzluftzufuhr oder Rückführung von Abgasen erfolgt bei den bekannten Vorrichtungen unabhängig von der Zusammensetzung der Abgase.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit deren Hilfe das von einer Brennkraftmaschine angesaugte Gemisch verschiedenen Betriebsbereichen so angepaßt werden kann, daß unerwünschte Abgasbestandteile weitgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Steuerdruckleitung eine Pufferkammer vorgesehen ist, die über eine, von einem elektromagnetisch betätigten Ventil gesteuerte Leitung stromauf des Vergasers an einen Abschnitt des Saugrohrs angeschlossen ist, wobei das elektromagnetisch betätigte Ventil über ein Steuergerät bei Übersieigen des Sauerstoffanteils in dem Abgas über einen vorgegebe-

nen Wert in Offenstellung bewegt wird. Durch Öffnen und Schließen des elektromagnetisch betätigten Ventiles wird neben der Rückleitung von Auspuffgasen in das Ansaugsystem ein die Zuführung von Zusatzluft bestimmender Steuerdruck erzeugt, so daß mit Hilfe der Steuereinrichtung ein sehr geringer Gehalt an unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxyd bei sehr geringem Gehalt an Stickoxyden in den Auspuffgasen gewährleistet ist.

Zweckmäßig ist es, wenn zur Abstimmung der Steuereinrichtung in die Steuerdruckleitung und die vom Pufferbehälter zum Vergaser führende Leitung Drosselstellen eingebaut sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.

Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung für die Zuführung von Zusatzluft in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine in einer schematischen Darstellung.
Eine Brennkraftmaschine 1 ist mit einer herkömmlichen Kraftstoffeinbringanlage versehen, die ein Saugrohr 2 und einen damit verbundenen, das Kraftstoff-Luft-Gemisch aufbereitenden Vergaser 3 aufweist. Auf dem Vergaser 3 sitzt ein Ansaugstutzen 4, der mit einem Luftfilter 5 verbunden ist, welcher einen Filtereinsatz 5a

ίο enthält. Durch den Filtereinsatz 5a wird die zu dem Vergaser 3 strömende Luftmenge gereinigt. Der Kraftstoff wird dem Vergaser 3 durch in der Zeichnung nicht dargesiellte Einrichtungen zugeführt.

Die Brennkraftmaschine 1 ist mit einer Auspuffleitung 6 versehen, durch die die Abgase in die Atmosphäre gelangen. Eine Sleuerdruckleitung 7 zweigt an einer Anschlußstelle 8 von der Auspuffleitung 6 ab und ist in der Nähe der Anschlußstelle 8 mit einer ersten Drosselöffnung 9 versehen.

Die Steuerdruckleitung 7 mündet in eine Pufferkammer 10, in der sich die rückgeführten Abgase homogenisieren und abkühlen. Die Pufferkammer 10 ist über eine Leitung II, die mit einer zweiten Drosselöffnung 12 sowie mit einem elektromagnetisch betätigten Venlil 13 versehen ist, stromaufwärts von dem Vergaser 3 mit dem Ansaugstutzen 4 verbunden. Das Venlil 13 dient zum Steuern der Durchflußmenge der durch die Leitung 11 strömenden Gase.

Ein das Ventil 13 betätigender Elektromagnet 14 wird durch den Ausgangsstrom einer Rechnereinheil 15 erregt. Die Rechnereinheit 15 erzeugt diesen Ausgangsstrom in Abhängigkeit von Information über die Zusammensetzung der Abgase, die von einer in die Auspuffleitung 6 ragenden Sonde 16 geliefert werden.

An dem unteren Teil der Pufferkammer 10 ist ein pneumatischer Stellmotor 17 angeschlossen, der eine Membran 18 und eine Betätigungsstange 19 aufweist. Der Stellmotor 17 kann über die Betätigungsstange 19

und gegen die Kraft einer Rückstellfeder 20 ein Steuerventil 21 öffnen, das in eine Zusatzluftleitung 22 eingefügt ist. Die Zusatzluftleitung 22 zweigt an einer Anschlußstelle Sb von dem Luftfilter 5 ab und mündet an einer Anschlußstelle la in das Saugronr 2 der Brennkraftmaschine 1. Durch die Zusatzluftleitung 22 kann dem Saugrohr 2 unter Umgehung tbs Vergasers 3 Zusatzluft zugeführt werden.

In dem Fall, daß die in die Auspuffleitung 6 ragende Sonde 16 zum Steuern einer stöchiometrischefi Zusammensetzung des Ansauggemisches dienen soll, enthält sie zweckmäßigerweise Zirkonoxyd. Eine solche Sonde liefert schlagartig sich veränderne Spannungssignale. Bei anderen Sondentypen, insbesondere bei Sonden zum Messen des Kohlenmonoxyd-Anteils in den Auspuffgasen, ist die abgegebene Signalspannung dem Gehalt an Kohlenmonoxyd proportional. Die von der Sonde 16 auf die Rechnereinheit übertragene Signalspannung wird in der Rechnereinheit 15 in einen Steuerstrom umgeformt und mit diesem das den Durchfluß durch die Leitung 11 bestimmende Ventil 13 gesteuert.

Liefert der Vergaser3 ein reiches Kraftstoff-Luft-Gemisch, so wird der Druck der Auspuffgase, der ein Maß für das Ansaugvolumen der Brennkraftmaschine 1 ist, in die Pufferkammer 10 und damit auf die Membran !8 des Stellmotors 17 übertragen. Unter der Wirkung dieses Druckes öffnet der Stellmotor 17 das Steuerventil 21 und läßt Zusatz- oder Nebenluft in das Saugrohr 2 strömen. Die Öffnungscharakteristik des Steuerventils 21 muß dazu in Abhängigkeit von dem Abgasdruck genau festgelegt sein, damit die gewünschte Regelkorrektur in guter Nährung gewährleistet werden kana
Bleibt das Gemisch in der so erreichten Öffnungsstellung geringfügig zu angereichert, so liefert die Sonde 16 kein besonderes Signal und die Steuereinrichtung reagiert nicht. Dieser Zustand muß durch ein weiteres Öffnen des Steuerventils 21 korrigiert werden. Wenn

ίο das Gemisch dagegen geringfügig zu mager wird, so überträgt die Sonde 16 ein Signal auf die Rechnereinheit 15, die ihrerseits einen Erregerstrom auf den Elektromagneten 14 des Ventils 13 überträgt und dieses dadurch öffnet. Damit kann sich der Behälter 10 entleeren und es nimmt der auf die Oberseite der Membran 18 einwirkende Druck ab, was zu einer Verringerung der durch die Zusatzluftleitung 22 strömenden Zusatzluftmenge führt. Sobald das Gemisch zu fett wird, überträgt die Rechnereinheit 15 auf das Ventil 13 ein Schließsignal. Damit gelangt der Regelkreis wieder in seine Ausgangsstellung und es kann ein neuer Regelzyklus beginnen.

Die mit Hilfe der Modulierung des Druckes in dem Behälter 10 durchgeführte Regelung gewährleistet einen sehr geringen Gehalt an unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenrnonoxyd in den Abgasen und bewirkt durch ein gleichzeitiges und moduliertes Rückführen von Auspuffgasen einen sehr geringen Gehalt an Stickoxyden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für die Zuführung von Zusatzluft in das Saugrohr einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine stromab des Vergasers, die in der Zusatzluftzuführungsleitung ein, mittels eines pneumatischen Stellmotors betätigtes Steuerventil umfaßt, das bei Druckanstieg in der Auspuffleitung, an die die zum Steuerdruckraum des pneumatischen Stellmotors führende Steuerdruckleitung anschließt, aus der Schließstellung heraus in Offenstellung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerdruckleitung (7) eine Pufferkarnmer (10) vorgesehen ist, die über eine, von einem elektromagnetisch betätigten Ventil (13, 14) gesteuerte Leitung stromauf des Vergasers (3) an einen Abschnitt (4) des Saugrohrs angeschlossen ist, wobei das elektromagnetisch betätigte Ventil (13,14) über ein Steuergerät (15, 16) bei Übersteigen des Sauerstoffanteils in dem Abgas über einen vorgegebenen Wert in Offenstellung bewegt wird.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstimmung der Steuereinrichtung in die Steuerdruckleitung (7) eine Drosselstelle (9) und in die Leitung (11) eine Drosselstelle (12) eingebaut sind.