DE2552321A1

DE2552321A1 - Verbrennungsmotor mit zuendzeitpunktverstellung

Info

Publication number: DE2552321A1
Application number: DE19752552321
Authority: DE
Inventors: Takashi Kato; Toshihiko Nakamura; Eishi Oono
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1975-07-22
Filing date: 1975-11-21
Publication date: 1977-01-27
Also published as: US4009698A; JPS5213041A

Description

ητ O^ i£ Patentanwälte:

TlEDTKE - büHLING - IVINNE Dipl.-lng. Tiedtke

Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-lng. Kinhe

2552321 ^{8 München 2}' Poetfach 202403

Bavariaring 4

Tel.:(0 89)53 96 53-56

Telex: 5 24845 tipat

cable: Germaniapatent München

21.November 1975

B 6956/case TSN75-• F275-G

TOYOTA JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KAISHA

TOYOTA-SHI / JAPAN
Verbrennungsmotor mit Zündzeitpunktverstellung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsmotor mit Zündzeitpunktverstellung. Dieser Verbrennungsmotor umfaßt eine Ansaugänlage mit einem Vergaser mit einer Drosselklappe, einen Zündverteiler und einen Zundzeitpunktversteller, der mit dem Zündverteiler verbunden ist.

Bei einem Verbrennungsmotor sollte der Zündzeitpunkt während des Langsamfahrzustandes nachverstellt werden, damit der Gehalt an giftigen Bestandteilen im Abgas des Motors, beispielsweise an Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen und Stickoxid, vermindert wird. Im Schnellfahrzustand sollte dagegen der Zündzeitpunkt vorverstellt werden, um die Leistungsabgabe zu erhöhen.

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Andererseits kann durch eine Nachverstellung des Zündzeitpunktes während einer Verzögerung aus dem Schnellfahrzustand die Bremswirkung des Motors verstärkt werden. ' .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor zu schaffen, der bei einer Verzögerung aus einem Schnellfahrzustand ausreichende Bremskraft liefert und bei dem gleichzeitig für eine Erhöhung der Leistungsabgabe während des Schnellfahrzustande gesorgt ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verbrennungsmotors der genannten Art, der eine Einrichtung zum Offenhalten der Drosselklappe umfaßt, die während einer Verzögerung die Drosselklappe des Vergasers mehr als um ein bestimmtes Ausmaß, das größer als Null ist, geöffnet halten kann, damit der Gehalt an giftigen Bestandteilen im Abgas des Motors, beispielsweise an Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid, vermindert wird.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Verbrennungsmotor mit Zündzeitpunktverstellung für eine Kraftfahrzeug, der sich auszeichnet durch eine Ansauganlage mit einem Vergaser mit einer Drosselklappe, einen Zündverteiler, einen mit dem Zündverteiler verbundenen Zündzeitpunktversteller mit einer Membrankammer, an die zur

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Steuerung Unterdruck angelegt werden kann, einen ersten Anschluß, an dem Vergaserunterdruck, der in Beziehung zur öffnung der Drosselklappe steht, abgenommen wird, einen zweiten Anschluß, an dem Ans augunterdruck abgenommen wird, und ein erstes Wechselventil, das in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors oder der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs gesteuert wird, wobei der erste Anschluß und der zweite Anschluß vom ersten Wechselventil wahlweise an die Membrankammer des Zündzeitpunktverstellers so angeschlossen werden, daß im Langsamfahrzustand des Motors der am zweiten Anschluß abgenommene Ansaugunterdruck an die Membrankammer angelegt wird, wodurch der Zündzeitpunkt nachverstellt wird, daß im Schnellfahrzustand des Motors ein am ersten Anschluß abgenommener niedriger Vergaserunterdruck an die Membrankammer angelegt wird, wodurch der Zündzeitpunkt vorverstellt wird, und daß bei einer Verzögerung aus dem Schnellfahrzustand ein am ersten Anschluß abgenommener hoher Vergaserunterdruck an die Membrankammer angelegt wird, wodurch der Zündzeitpunkt nachverstellt wird.

In vorteilhafter Weiterbildung umfaßt die Erfindung ferner eine Einrichtung zum Offenhalten der Drosselklappe, die die Drosselklappe mehr als um ein bestimmtes Ausmaß; das größer als Null ist, geöffnet . halten kann, einen Stellantrieb für diese Einrichtung,

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der eine Membrankanuner umfaßt, und ein zweites Wechselventil, das in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors oder der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs so gesteuert wird, daß es wahlweise die Membrankämmer des Stellantriebs mit dem ersten Anschluß oder atmosphärischem Druck so verbindet, daß im Schnellfahrzustand des Motors der atmosphärische Druck an die Membrankammer des Stellantriebs angelegt wird, damit dadurch die Einrichtung zum Offenhalten der Drosselklappe in ihre Betriebsstellung zurückgebracht wird.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Die einzige Zeichnung zeigt schematisch die erfindungsgemäße Ausbildung wesentlicher Teile eines Verbrennungsmptors.

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Die einzige Zeichnung zeigt eine Ansauganlage eines Verbrennungsmotors mit einem Vergaser 1 sowie eine Saugleitung 2, die mit der Abströmseite des Vergasers 1 verbunden ist. Einer Drosselklappe 3 des Vergasers 1 ist eine herkömmliche, schematisch dargestellte Einrichtung 4 zum Offenhalten der Drosselklappe zugeordnet, die die Drosselklappe weiter als um ein bestimmtes Maß, das größer als Null ist, geöffnet halten kann. Diese Einrichtung 4 umfaßt einen Hebel 6, der auf einer stationären Achse 5 schwenkbar gelagert ist, sowie einen Anschlag 7, der an einem Ende des Hebels 6 angebracht ist und die Schwenkbewegung eines Hebels 8 begrenzen kann, der seinerseits an der Drosselklappe 3 angebracht ist. Die Einrichtung 4 zum Offenhalten der Drosselklappe wird von einem pneumatischen Stellantrieb 10 über eine Stange 9 betätigt, die mit dem anderen Ende des Hebels 6 verbunden ist. Dieser Stellantrieb 10 umfaßt ein Gehäuse 11 und eine Membran 14, die den Innenraum des Gehäuses 11 in zwei Kammern 12 und 13 unterteilt und mit der Stange 9 verbunden ist. Die Kammer 12 steht beispielsweise mit der Atmosphäre in Verbindung, wogegen die Kammer 13 über eine Leitung 15 mit einem Auslaß 17 eines elektromagnetischen Dreiwegventils 16 verbunden ist. Ein erster Einlaß 18 dieses Dreiwegventils 16 steht über eine Leitung 19 in Verbindung mit einem Luftfilter 20,. und ein zweiter Einlaß 21 des Dreiwegventils steht über eine

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Leitung 22 in Verbindung mit einem Unterdruckanschluß 23 der Saugleitung 2. Ein Ventilkörper 24 des Dreiwegventils 16 wird von einem Solenoid 25 verstellt, das elektrisch über einen Schalter 26 mit einer·elektrischen Stromquelle 27 verbunden ist. Der Schalter 26 wird geschlossen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen bestimmten Wert, bei-rspielsweise 50 km/h, übersteigt.

Ferner ist ein herkömmlicher Zündzeitpunktversteller 31 für einen Zündverteiler 30 vorgesehen. Der Zündzeitpunktversteller umfaßt ein Gehäuse 32 sowie.eine Membran 35, die den Innenraum des Gehäuses 32 in zwei Kammern 33 und 34 unterteilt und mit einem Verbindungsglied 36 verbunden ist, das eine Unterbrecherplatte des Zündverteilers 30 verstellen kann. Die Membran 35 wird von Federn 37 und 38 in ihrer Neutralstellung gehalten. Die Federn 37 und 38 werden von den Gehäuseabschnitten der zwei Kammern 33 und 34 abgestützt.

Die Kammer 33 im Gehäuse 32 ist über eine Leitung 39 mit einem Auslaß 41 eines elektromagnetischen Dreiwegventils 40 verbunden, das den gleichen Aufbau wie das elektomagnetische Dreiwegventil 16 hat. Ein erster Einlaß 42 des Dreiwegventils 40 steht über eine Leitung 43 mit einem Unterdruckanschluß 44 in Verbindung, der zum Inneren

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des Vergasers offen ist und an einer Stelle liegt, die sich unmittelbar stromab des äußeren Randes der Drosselklappe 3 befindet, wenn diese ihre Stellung mit kleinster öffnung einnimmt. Ein zweiter Einlaß 45 des Dreiwegventils steht über eine Leitung 46 in Verbindung mit der Leitung und dem Unterdruckanschluß 23 der Saugleitung 2. Ein Ventilkörper 48 des elektromagnetischen Dreiwegventils 40 wird von einem Solenoid 49 verstellt, das parallel zum Solenoid 25 des elektromagnetischen Dreiwegventils 16 geschaltet ist und ebenfalls über den Schalter 26 gespeist werden kann.

Der in der Zeichnung dargestellte Zustand entspricht einem Fahrzustand, bei dem das Fahrzeug vom Verbrennungsmotor bei geringer Geschwindigkeit, beispielsweise bei weniger als 50 km/h, angetrieben wird. Dabei ist der Schalter 26 nicht leitend, so daß die zwei elektromagnetischen Dreiwegventils 16 und 40 enterregt sind und ihr jeweiliger Ventilkörper 24 bzw. 48 die dargestellte Stellung einnimmt. Der am Unterdruckanschluß 23 der Saugleitung 2 abgenommene Ansaugunterdruck wird über die Leitung 22, den Einlaß 21 und den Auslaß 17 des elektromagnetischen Dreiwegventils 16 und die Leitung 15 auf die Kammer 13 des pneumatischen Stellantriebs 10 gegeben, so daß der Hebel 6 der Einrichtung 4 über die Stange 9 im Uhrzeigersinn ( in

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der Zeichnung) verschwenkt ist und dadurch die Einrichtung 4 außer Betrieb gesetzt ist. In ähnlicher Weise wird der am Unterdruckanschluß 2 3 der Saugleitung 2 abgenommene Ansaugunterdruck über die Leitung 46, den Einlaß 45 und den Auslaß 41 des elektromagnetischen Dreiwegventils 40, der mit dem Einlaß 45 in Verbindung steht, und die Leitung 39 auf die Kammer 33 des Zundzeitpunktverstellers 31 gegeben, so daß die Membran 35 entgegen der Kraft der Feder nach links (in der Zeichnung) ausgebeult ist und dadurch über das Verbindungsglied 36 die Unterbrecherplatte des Zündverteilers 30 im Uhrzeigersinn gedreht hält, so daß der Zündzeitpunkt dadurch nachverstellt ist. Wenn jedoch das Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit, beispielsweise bei einer Geschwindigkeit von mehr als.50 km/h, angetrieben wird, ist der Schalter 26 geschlossen, so daß die zwei elektromagnetischen Ventile T6 und. 40 erregt sind, Dann ist Druck mit einem Wert, der ungefähr gleich dem des atmosphärischen Drucks ist, vom Luftfilter 20 aus über die Leitung 19, den Einlaß 18 und den Auslaß 17 des elektromagnetischen Dreiwegventils 16, der mit dem Einlaß 18 in Verbindung steht, und die Leitung 15 an die Kammer 13 des pneumatischen Stellantriebs 10 angelegt, so daß der Hebel 6 von der Stange 9 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt ist und dadurch die Einrichtung 4 zum Offenhalten der Drosselklappe in Betriebsstellung gehalten wird. Da außerdem der

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äußere Rand der Drosselklappe 3 aufgrund der Tatsache, daß die Drosselklappe nun geöffnet ist, stromab des Unterdruckanschlusses 44 liegt, liegt ein Druck mit einem Wert, der dicht beim atmosphärischen Druck liegt, oder schwacher Unterdruck vom Unterdruckanschluß 44 aus über die Leitung 43, den Einlaß 42 und den Auslaß 41 des elektromagnetischen Ventils 40, der mit dem Einlaß 42 in Verbindung steht, und die Leitung 39 an der Kammer 33 des Zündzeitpunktverstellers 31 an, so daß die Membran entgegen der Kraft der Feder 38 nach rechts ausgebeult ist und dadurch die Unterbrecherplatte des Zündverteilers 30 über das Verbindungsglied 36 im Gegenuhrzeigersinn verdreht hält, so daß der Zündzeitpunkt vorverstellt ist.

Wenn dann das Fahrzeug aus hoher Geschwindigkeit verzögert wird, wird die Drosselklappe 3 bis zu der kleinsten Stellung, die vom Anschlag 7 der weiterhin in Betrieb be- . findlichen Einrichtung 4 bestimmt ist, geschlossen. Dann wird der stromab der Drosselklappe 3 herrschende starke Unterdruck vom Unterdruckanschluß 44 aus über die Leitung 43, den Einlaß 42 und den Auslaß 41 des erregten elektromagnetischen Dreiwegventils 40, der mit dem Einlaß 42 verbunden ist, und die Leitung 39 auf die Kammer 33 des Zündzeitpunktverstellers 31 gegeben, wodurch der Zündzeitpunkt nachverstellt bzw. verzögert wird.

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Wenn dann die Drehzahl des Motors so stark sinkt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit weniger als 50 km/h beträgt, wird der Schalter 26 geöffnet, so daß die elektromagnetischen Dreiwegventile 16 und 40 enterregt werden. Dann wird der aufgrund der nur geringen öffnung der Drosselklappe 3 bestehende hohe Ansaugunterdruck vom Unterdruckanschluß 23 über die Leitung 22, den Einlaß 21 und den Auslaß 17 des elektromagnetischen Dreiwegventils 16, der in Verbindung mit dem Einlaß 21 steht, und die Leitung 15 auf die Kammer 13 des pneumatischen Stellantriebs 10. gegeben, so daß der Hebel 6 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird und dadurch die Einrichtung 4 zum Offenhalten der Drosselklappe außer Betrieb gesetzt wird. Dies hat zur Folge, daß die Drosselklappe 3 nun vollständig geschlossen werden, kann und dadurch eine ausreichende Motorbremswirkung erreicht wird. In ähnlicher Weise wird der Unterdruck am Unterdruckanschluß 23 über die Leitung 46, den Einlaß 45 und den Auslaß 41 des elektromagnetischen Dreiwegventils 40, der mit dem Einlaß 45 in Verbindung steht, und die Leitung 39 auf die Kammer 33 des Zündzeitpunktverstellers 31 gegeben, wodurch der Zündzeitpunkt dann nachverstellt wird.

Als ein Vorteil der Erfindung ergibt sich aus vorstehender Beschreibung, daß bei Langsamfahrbetrieb des Verbrennungsmotors der Zündzeitpunkt nachverstellt werden

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kann, damit der Gehalt an giftigen Bestandteilen im Abgas des Motors vermindert wird, wogegen bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb der Zündzeitpunkt zur Erhöhung der abgegebenen Leistung vorverstellt werden kann. Ferner ist zu beachten, daß bei einer Verzögerung aus hoher Fahrgeschwindigkeit der Zündzeitpunkt nachverstellt werden kann, um eine ausreichende Motorbremswirkung zu erreichen.

Bei der Erfindung handelt es sich somit um einen Verbrennungsmotor mit Zündzeitpunktverstellung für ein Kraftfahrzeug. Der Verbrennungsmotor umfaßt in üblicher Weise eine Ansauganlage mit einem Vergaser mit einer Drosselklappe, einen Zündverteiler und einen Zündzextpunktversteller, der mit dem Zündverteiler verbunden ist und eine Membrankammer aufweist, an die zur Steuerung Unterdruck angelegt werden kann. Ferner umfaßt der Verbrennungsmotor einen ersten Anschluß, über den im Vergaser herrschender Unterdruck, der in Beziehung zur öffnung der Drosselklappe steht, abgenommen werden kann, eine zweite öffnung, über die Ansaugunterdruck abgenommen werden kann, sowie ein erstes Wechselventil, das in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors oder der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs betätigt wird. Vom ersten Wechselventil werden der erste Anschluß·*und der zweite Anschluß wahlweise so mit der Membrankammer des Zündzeitpunktverstellers ver-

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bunden_f daß bei Langsamfahrbetrieb des Motors der am zweiten Anschluß abgenommene Ansaugunterdruck auf die Membrankammer gegeben wird, damit der Zündzeitpunkt nachverstellt wird, daß bei Schnellfahrbetrieb des. Verbrennungsmotors ein niedriger Vergaserunterdruck am ersten Anschluß abgenommen und auf die Membrankammer gegeben wird, wodurch der Zündzeitpunkt vorverstellt wird, und daß bei einer Verzögerung aus einem Schnellfahrbetrieb ein hoher Vergaserunterdruck am ersten Anschluß abgenommen wird und zur Nachverstellung des Zündzeitpunktes auf die Membran.-kammer gegeben wird.

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Claims

Patenta n Sprüche

AVerbrennungsmotor mit Zündzeitpunktverstellung für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Absauganlage mit einem Vergaser (1) mit einer Drosselklappe (3), einen Zündverteiler (30), einen mit dem Zündverteiler verbundenen Zündzeitpunktversteller (31) mit einer Membrankammer (33), an die zur Steuerung Unterdruck angelegt werden kann, einen ersten Anschluß (44), an dem Vergaserunterdruck, der in. Beziehung zur öffnung der Drosselklappe steht, abgenommen wird, einen zweiten Anschluß (23), an dem Ansaugunterdruck abgenommen wird, und ein erstes Wechselventil (40), das in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors oder der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs gesteuert wird, wobei der erste Anschluß und der zweite Anschluß vom ersten Wechselventil wahlweise an die Membrankammer des Zündzeitpunktverstellers so angeschlossen werden, daß im Langsamfahrzustand des Motors der am zweiten Anschluß abgenommene Ansaugunterdruck an die Membrankammer angelegt wird, wodurch der Zündzeitpunkt nachverstellt wird, daß im Schnellfahrzustand des Motors ein am ersten Anschluß abgenommener niedriger Vergaserunterdruck an die Membrankammer angelegt wird, wodurch der Zündzeitpunkt vorverstellt wird, und daß bei einer Verzögerung aus dem Schnellfahrzustand ein am ersten Anschluß abgenommener hoher Vergaserunterdruck

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an die Membrankammer angelegt wird, wodurch der Zündzeitpunkt nachverstellt wird.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Wechselventil (40) ein elektromagnetisches Ventil umfaßt, das dann, wenn die Motordrehzahl höher als ein bestimmter Wert ist, so erregt wird, daß es den ersten Anschluß (44) mit der Membrankammer (33) des Zündzeitpunktverstellers (31) verbindet.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung ( 4 ) zum Offenhalten der Drosselklappe (3), die die Drosselklappe mehr als um ein bestimmtes Ausmaß, das größer als Null ist, geöffnet halten kann, einen Stellantrieb (10) für diese Einrichtung, der eine Membrankammer (13) umfaßt, und ein zweites Wechselventil (16), das in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors oder der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs so gesteuert wird, daß es wahlweise die Membrankammer des Stellantriebs mit dem ersten Anschluß (44) oder atmosphärischem Druck so verbindet, daß im Schnellfahrzustand des Motors der atmosphärische Druck an die Membrankammer des Stellantriebs angelegt wird, damit dadurch die Einrichtung zum Offenhalten der Drosselklappe in ihre Betriebsstellung zurückgebracht wird.

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4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Wechselventil (16) ein elektromagnetisches Ventil umfaßt, das dann, wenn die Motordrehzahl höher als ein bestimmter Wert ist, so erregt wird, daß es die Membrankammer (13) des Stellantriebs (10) mit der Atmosphäre verbindet.

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