DE2643114A1

DE2643114A1 - Einspritz-verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE2643114A1
Application number: DE19762643114
Authority: DE
Inventors: Takayoshi Nakatomi; Takehisa Yaegashi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1975-12-17
Filing date: 1976-09-24
Publication date: 1977-06-30
Also published as: DE2643114C2; JPS5628219B2; JPS5273231A; US4083183A

Description

Es gibt bereits Verbrennungsmotoren mit elektronisch gesteuerter Benzineinspritzung, bei denen ein Durchflußmesser vorgesehen ist, der die pro Zeiteinheit angesaugte Luftmenge mißt. Ein solcher Motor ist mit einer Einspritzanlage ausgerüstet, die in Abhängigkeit von der angesaugten Luftmenge eine entsprechende Kraftstoffmenge dem Motor zuführt, um ein vorbestimmtes konstantes Verhältnis der Anteile von Luft und Kraftstoff aufrechtzuerhalten» Ein solcher Motor weist den Vorteil auf j, daß unabhängig von den Betriebsbedingungen des Motors dessen Verbrennungskammern Luft und Kraftstoff stets in einem konstanten Verhältnis zugeführt wird* So ist es beispielsweise möglich» das Verhältnis Luft zu Kraftstoff an die idealen Verhältnisse (etwa l4,0) anzugleichen, um die beste Brennstoffausnutzung und die höchste Leistung des Motors zu erzielen« Diese Betriebsweise ist auch dann von Vorteil, wenn der Motor mit einem katalytisehen Konverter im Abgasleitungssystem ausgerüstet ist, das die Emission von Schadstoffen unterdrückt_β Ein selcher katalytischer Konverter arbeitet nämlich nur dann besonders wirkungsvoll ₉ wenn das Verhältnis zwischen Luft und Kraftstoff des dem Motor zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemische innerhalb eines engen vorbestimmten Bereiches liegt. Wenn beispielsweise ein katalytischer Drei-Wege-Konverter verwendet wird_r dann muß das Luft-Kraftstoff verhältnis auf einem für den Motor idealen Wert gehalten werden, damit dieser Konverter zufriedenstellend arbeiten kann·

Es ist jedoch oft erwünscht ₉ dem Motor Luft und Kraftstoff in einem anderen Verhältnis als es dem vorerwähnten idealen Verhältnis entspricht, zuzuführen, was im einzelnen von verschiedenen Betriebszuständen abhängig ist. Zum Beispiel stabilisiert ein fetteres Luft-Kraftstoff-Gemisch den Leerlaufbetrieb des Motors« Auch ist ein fetteres Luft-Kraftstoff-Gemisch erforderlich, wenn der Motor hoch belastet wird, damit er eine entsprechend höhere Leistung erbringt«

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einspritzmotor anzugeben, bei dem für jeden Betriebszustand Luft und Kraftstoff in einem geeigneten vom jeweiligen Betriebszustand abhängigen Verhältnis zugeführt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprücheβ

Gemäß der Erfindung ist es möglich, das Luft-Kraftstoffverhältnis stets an die Betriebsbedingungen geeignet anzupassen. Darüber hinaus ist es möglich, bei einem Motor, der mit einem katalytischen Abgaskonverter ausgerüstet ist, eine wirksame Unterdrückung der Schadstoffemission zu erzielen, ohne daß der Konverter dabei überhitzt wird.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden« Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Einspritzmotors gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Schaltbild einer Steuerungseinheit zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Motor nach Fig. 1, und

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Sensor für die Stellung einer Drosselklappe, wie er bei der Anordnung nach Fig. 2 verwendet wird,

Fig. 1 zeigt einen Zylinder eines Verbrennungsmotors, der mit einer elektronisch gesteuerten Eisispritzanlage ausgerüstet ist« Mit 10 ist ein Luftfilter bezeichnet, der vor der Ansaugleitung 11 des Motors angeordnet ist. Die angesaugte Luft wird den Ver-

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brennungskammern der Zylinder des Motors zugeführt, die in einem Motorblock 16 ausgebildet sind«, In der Ansaugleitung 11 ist eine Drosselklappe 12 und vor jedem Zylinder ist ein Einlaßventil 14 angeordnet. Im Zylinder 21 vollführt ein Kolben 20 eine hin- und hergehende Bewegung.

Mit 22 ist ein Kraftstofftank bezeichnet_o Eine bestimmte Menge des Kraftstoffs F wird jeder Verbrennungskammer 18 durch eine entsprechende Kraftstoffleitung 24 und ein Einspritzventil 26 zugeführt. Luft und Kraftstoff werden vor dem Eintreten in die Verbrennungskammer 18 miteinander vermischt. Das Einspritzventil 26 ist bei jedem Zylinder nur während einer bestimmten Periode des Betriebszyklus des Zylinders geöffnet, so daß eine vorbestimmte Menge des Kraftstoffs P der Ansaugleitung 11 zugeführt wird, die von der Menge der angesaugten Luft abhängt.

Stromabwärts vom Luftfilter 10 ist ein Durchflußmesser 28 für die angesaugte Luft angeordnet, der über eine elektrische Leitung €~ mit einer elektronischen Steuereinheit 30 verbunden ist. Es versteht sich, daß die angesaugte Luftmenge von der Öffnung der Drosselklappe 12 und der Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle abhängt. Der elektronische Steuerkreis 30 ist außerdem mit dem Einspritzventil 26 über eine elektrische Leitung £~ verbunden, um den Einspritzvorgang zu beeinflussen. Der elektronische Steuerkreis 30 beeinflußt die Öffnungszeit des Einspritzventils Z6₉ so daß dieses eine Treibstoff menge in die Ansaugleitung 11 einläßt, die von dem Ausgangssignal des Durchflußmessers 28, d.h. der aus dem Luftfilter 10 angesaugten Luftmenge abhängt* Diese Steuerung erfolgt so, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis stets so eingestellt ist, daß es nahe an dem für den Motor idealen Verhältnis (bei ungefähr 14,O) liegt. Da die Betriebsweise einer solchen elektronischen Kraftstoffeinspritzung bekannt ist, kann auf eine weitergehende Beschreibung hier verzichtet werden,

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Das so hergestellte Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in der Verbrennungskammer 18 des Zylinders 21 verbrannt. Die daraus entstehenden Abgase werden über ein Auslaßventil 32 i» die Abgasleitung Jk abgegeben und in einen katalytischen Drei-Wege-Konverter 36 geleitet, der ein perforiertes Gehäuse 37 aufweist, in welchem katalytische Partikel 36. gepackt sind. Das Abgas durchläuft in Richtung des Pfeiles A die katalytischen Partikel 36, die drei toxische im Abgas, nämlich NO , GO und Kohlenwasserstoffe aus dem Abgas eliminieren.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß der Verbrennungsmotor, der im wesentlichen von bekannter Art ist, die Einstellung eines geeigneten Luft-Kraftstoffverhältnisses erlaubt, das nahe am idealen Verhältnis liegt, was nicht nur für das Leistungsvermögen des Motors günstig ist, sondern auch für die Betriebseigenschaften des katalytischen Drei-Wege-Konverters 36·

Es ist jedoch nicht immer wünschenswert, das Luft-Kraftstoffverhältnis so einzustellen, daß es nahe dem idealen Verhältnis liegt, weil es mitunter notwendig ist, ein fetteres Gemisch zu verbrennen, wenn es spezielle Betriebsbedingungen erfordern· Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Teil der aus dem Luftfilter 10 angesaugten Luft aus der Ansaugleitung 11 zwischen dem Durchflußmesser 28 und der Drosselklappe T2 über eine Abzweigleitung 38 abgezweigt _o Diese Abzweigung der Luft wird durch eine Luftpumpe 40 unterstützt, deren Einlaß 41. mit dem einen Ende

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der Abzweigleitung 38 verbunden ist· Auf der Welle der Luftpumpe kO ist eine Riemenscheibe 42 befestigt, über die die Luftpumpe mittels eines Keilriemens von der hier nicht dargestellten Kurbelwelle des Motors angetrieben wird«, Als Luftpumpe kO eignet sich eine einfache Flügelpumpe_o

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Der Auslaß 41,. der Luftpumpe 40 ist an ein weiteres Teilstück

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44 der Abzweigleitung angeschlossen· Dessen anderes Ende ist an ein erstes elektromagnetisch betätigbares Umschaltventil angeschlossen« Xm Ventilgehäuse 51 des ersten Umschaltventils 46 sind drei Kammern 48, 54 und 56 ausgebildet* Die Abzweigleitung 44, die von der Luftpumpe 4θ herführt, mündet in die erste Kammer 48_o Unter einer Kappe 56, die auf dem Ventilgehäuse 51 befestigt ist, ist ein Elektromagnet angeordnet, bestehend aus einer Magnetspule L₁ und einem Anker 88 aus permanentmagnetischen Material« Am Anker 88 ist mittels eines Stabes 90 ein Ventilteller 52 befestigt, der zwischen zwei Ventilsitzen 58 und 60, die im Ventilgehäuse 51 ausgebildet sind, hin- und herbeweglich ist«. Die erste Kammer 48 steht je nach Stellung des Ventiltellers 52 entweder mit der zweiten Kammer 54 oder der dritten Kammer 56 in Verbindung« Das erste Umschaltventil 46 weist zwei Schaltstellungen auf« In der ersten Stellung, der AUS-Stellung, in welcher die Magnetspule L₁ nicht erregt ist_s verbleibt der Ventilteller 52 auf dem zweiten Ventilsitz 60 unter der Kraft einer Druckfeder 86, die auf den Anker 88 drückte Die erste Kammer 48 steht daher mit der zweiten Kammer 54 in Verbindung. In der zweiten, der EIN-Stellung, in welcher die Spule L₁ von Strom durchflossen ist, ist der Anker 88 gegen die Kraft der Feder 86 angehoben, so daß der Ventilteller 52 sich an den ersten Ventilsitz 58 anlegt, so daß die erste Kammer 48 mit der dritten Kammer 56 in Verbindung steht. An einen Auslass der zweiten Kammer 54 des ersten Umschaltventils 46 ist eine erste Rückführleitung 62 angeschlossen, die an einer Stelle X₂ in die Ansaugleitung 11 mündet, die zwischen dem Durchflußmesser 28 und der Drosselklappe 12 liegt« An die dritte Kammer 56 des Ventils 46 ist eine Zwischenleitung 64 angeschlossen, die in ein zweites Umschaltventil 66 mündet«

Das zweite Umschaltventil 66 weist den gleichen Aufbau auf wie das erste Umschaltventil 46. In seinem Ventilkörper 67 sind drei Kammern 68, 74 und 76 ausgebildet« In die erste Kammer 68 mündet

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die Zwischenleitung 6k, die vom ersten Umschaltventil k6 herführt. Unter einer Kappe 70, die am Ventilgehäuse 67 befestigt ist, ist wieder ein Elektromagnet angeordnet, bestehend aus einer Magnetspule L_ und einem Anker 88* aus permanentmagnetischen Material. Ein Ventilteller 72, der über einen Stab 90* am Anker 88* befestigt ist, kann sich zwischen zwei Ventilsitzen 78 und 80, die im Ventilgehäuse 67 ausgebildet sind, hin- und herbewegen· Die erste Kammer 68 steht mit der zweiten Kammer 7k oder der dritten Kammer 76 je nach Stellung des Ventiltellers 72 in Verbindung. Das zweite Ventil 66 hat demnach ebenfalls zwei Stellungen. In der ersten, der EIN-Stellung, in welcher die Magnetspule L„ nicht erregt ist, verbleibt der Ventilteller 72 unter der Kraft einer Druckfeder 86*, die auf den Anker 88' drückt, auf dem zweiten Ventilsitz 80, so daß die erste Kammer 68 mit der zweiten Kammer 7k in Verbindung steht. Xn der zweiten, der AUS-Stellung, in welcher die Magnetspule L_ von Strom durchflossen ist, liegt der Ventilteller 72 am ersten Ventilsitz an, da der Anker 88' gegen die Kraft der Feder 86* angehoben worden ist. Es steht nun die erste Ventilkammer 68 mit der dritten Ventilkammer 76 in Verbindung.

An die zweite Ventilkammer 7^ des zweiten Umsehaltventils 66 ist eine zweite Rückführleitung 82 angeschlossen, die zu einer Luftdüse 83 führt, die in eine Abgasleitung 19 nahe dem Auslassventil 72 des Zylinders hineinragt. Die dritte Kammer 76 ist über eine dritte Rückführleitung 8k mit einer Stelle X^ im Ansaugsystem verbunden, die zwischen dem Luftfilter 10 und dem Durchflußmesser 28 liegt.

Das Umschalten der beiden Ventile k6 und 06 wird durch einen zweiten elektronischen Steuerkreis 01 bewirkt, dessen Aufbau nachfolgend beschrieben werden soll«. Der elektronische Steuerkreis 31 ist mit der Magnetspule L₁ des Ventils k6 und der Magnetspule L_ des Ventils 66 über elektrische Leitungen £„ bzw. ^u verbunden.

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Der Steuerkreis 31 weist, wie Fig. 2 zeigt, einen Sensor 92 für die Stellung der Drosselklappe auf. Wie Fig. 3 zeigt, besteht der Sensor 92 aus einer Platte 100, die aus elektrisch isolierendem Material besteht und fest an der Außenwand der Einlaßleitung 11 so angebracht ist, daß der Achsstift 12* der Drosselklappe 12 senkrecht zur Ebene der Platte 100 verläuft. Der Achsstift 12* ist in entsprechenden Bohrungen in den Wandungen der Ansaugleitung 11 gelagert und sein eines Ende 12" ragt durch ein Loch hindurch, das in der Platte 100 ausgebildet ist. In der Platte 100 ist ein Schlitz 102 (Fig. 2) von kreisbögenförmiger Gestalt ausgebildet. Am Ende 12" des Achsstiftes 12* ist rechtwinklig ein Hebel 9h aus elektrisch isolierendem Material befestigt. An seinem freien Ende ist am Hebel 9k ein Schleifkontakt 104 in Form eines Stiftes ausgebildet, der in den Schlitz 102 hineinragt, so daß der Kontaktstift 104 im Schlitz 102 entlanggleitet, wenn die Drosselklappe 12 betätigt wird. Der Schlitz 102 ist an seinen beiden Enden mit feststehenden Kontakten C₁ und C₂ versehen. Der Kontakt C₁ ist über einen Draht 107 mit einer Anschlußklemme 106 verbunden, während der Kontakt C„ über einen Draht 109 mit einer Anschlußklemme 108 verbunden ist. Der Kontaktstift 104 ist über Verbindungsdrähte 111* sowie 111 mit einer weiteren Anschlußklemme verbundene

Wenn die Drosseltklappe 12 im Gegenuhrzeigersinn in Fig_o 2 gedreht wird, bis sie in ihrer vollständig geschlossenen Stellung steht, dann berührt der Kontaktstift 104 den festen Kontakt C₁* Als Folge davon fließt zwischen den Anschlußklemmen 106 und ein elektrischer Strom, wenn die Anschlußklemme 110 mit einer Batterie B₁ verbunden ist» Dieser Strom zeigt an, daß die Drosselklappe 12 vollständig geschlossen ist. Befindet sich die Drosselklappe 12 in ihrer anderen Endstellung, in der sie vollkommen geöffnet ist, dann berührt der Kontaktstift 10^ den anderen festen Kontakt C₂* Als Folge davon fließt entsprechend

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ein Strom zwischen den. Kontaktklemmen 108 und 11O₉ welcher anzeigt, daß die Drosselklappe 12 voll geöffnet ist.

Der elektronische Steuerkreis 31 (Fig· i) enthält außerdem einen Sensor 114 (Fig· 2), der auf die Drehzahl der Kurbelwelle des Motors anspricht· Dieser Sensor 114 gibt einen Ausgangsimpuls ab, welcher anzeigt, daß die Drehzahl des Motors niedriger ist als ein vorgegebener ¥ert, der zum Erreichen eines stabilen Leerlaufbetriebes notwendig ist«, Weiterhin gibt der Sensor 114 ein Impulssignal ab, wenn die Drehzahl des Motors höher ist als eine vorgegebene, bei der Maximaldrehzahl liegende Drehzahl« Der Sensor 114 enthält einen Zündimpulsgenerator 116 mit einem Rotor 118 aus permanentmagnetischem Material, der einen kreuzförmigen Querschnitt hat· Der Rotor ist ein an der hier nicht gezeigten Verteilerwelle des Motors ausgebildetes integrales Teil und daher kraft schlüssig mit der Kurbelwelle des Motors verbunden· Der Rotor 118 dreht sich daher stets in einer Richtung, beispielsweise in der durch den Pfeil B dargestellten Richtung, wenn der Motor läuft« Eine Spule 120 ist ortsfest nahe dem Rotor 118 angeordnet. Aus der im ganzen mit 116 bezeichneten Anordnung geht klar hervor, daß in der Spule 120 jedesmal dann ein Impuls induziert wird, wenn eines der Enden 119 des kreuzförmigen Rotors 118 der Spule 120 während der Drehung des Rotors 118 gegenübersteht_o Aus diesem Grunde wird in der Spule 120 ein pulsierender Strom erzeugt, der in Fig. 2 mit P eingezeichnet ist« Dessen Frequenz hängt von der Drehzahl des Rotors 118, d.h. von der Drehzahl des Motors ab»

Der Sensor 114 enthält ferner einen monostabilen Schaltkreis 122j der mit der Spule 120 verbunden ist und die Impulsform der pulsierenden Spannung E in Rechteckimpulse Q umformt· Weiterhin enthält der Sensor 11Λ einen Wandler 124₉ der die eine von der Frequenz der in ihn einlaufenden Impulse abhängige Spannung ab-

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gibt, deren Größe der Drehzahl des Motors entspricht. Außerdem enthält der Sensor 114 zwei Komparatoren 126 und 128« Der Komparator 126 ist so eingerichtet, daß er einen Ausgangsimpuls abgibt, venn die Drehzahl des Motors niedriger ist als eine vorgegebene Drehzahl R₁ nahe an der Leerlaufdrehzahl R,· Dieser Komparator 126 hat zvei Eingänge 126a und 126b, wobei an einem Eingang 126a die drehzahlabhängige Spannung und am anderen Eingang 126b eine von einer Batterie B_ stammende Referenzspannung anliegt, deren Größe der Drehzahl R₁ entspricht« Der Komparator 126 gibt an seinem Ausgang 126c immer dann einen Impuls ab, wenn die Spannung am Eingang 126a kleiner ist als die am Eingang 126b, mit anderen Worten, wenn die Drehzahl des Motors kleiner ist als die Drehzahl R₁, da der Motor sich im Leerlaufzustand befindet«

Der Komparator 128 ist so eingerichtet, daß er einen Ausgangsimpuls abgibt, wenn die Drehzahl des Motors größer ist als eine vorgegebene Drehzahl R₂, die nahe an der zulässigen Maximaldrehzahl R liegt« Dieser Komparator hat zwei Eingänge 128a und 128b, wobei am einen Eingang 128a die drehzahlabhängige Spannung anliegt und der andere Eingag 128b an eine Batterie B„ angeschlossen ist, die eine Vergleichsspannung liefert, die der Drehzahl R entspricht. Der Komparator 128 gibt an seinem Ausgang 128c immer dann einen Impuls ab, wenn die Spannung am Eingang 128a größer ist als die am Eingang 128b, mit anderen Worten-, wenn die Drehzahl des Motors größer ist als die Drehzahl R₂, weil der Motor mit Maximaldrehzahl läuft«

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß der Sensor 114 keine Ausgangsimpulse erzeugt, wenn die Motordrehzahl zwischen den Drehzahlen R₁ und R₂ liegt«

Der elektronische Steuerkreis 31 ist weiterhin mit einer Verknüpfungsschaltung 130 versehen, die zur Betätigung der elektro-

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magnetischen Ventile 46 und 66 dient. Diese Verknüpfungsschaltung 130 weist eine UND-Schaltung 132 auf. Deren einer Eingang 132a ist mit dem Ausgang 126c des !Comparators 126 des Sensors 114 verbundene Der andere Eingang 132b ist mit der Anschlußklemme 106 an dem Drosselklappensensor 92 verbunden· Eine weitere UND-Schaltung 134 in der Verknüpfungsschaltung 130 ist mit ihrem einen Eingang 134a mit der Anschlußklemme 108 an dem Drosaelklappensensor 92 verbunden, während der andere Eingang 134b mit dem Ausgang 128c des Komparators 128 am Sensor 114 verbunden ist. Die UND-Schaltungen 132 und 134 geben Jeweils dann Ausgangssignale an, wenn an beiden Eingängen jeweils Eingangssignale vorhanden sind·

In der Verknüpfungsschaltung I30 ist weiterhin eine ODER-Schaltung 136 enthalten, die zwei Eingänge 136a und 136b aufweist· Der eine Eingang 136a ist mit dem Ausgang 132c der UND-Schaltung verbunden« Der Eingang 136b ist mit dem einen Eingang 134a der UND-Schaltung 134 und mit der Anschlußklemme 108 des Drosselklappensensors 92 verbunden« Die ODER-Schaltung 136 gibt immer dann ein Ausgangssignal an seinem Ausgang 136c ab, wenn an wenigstens einem seiner Eingänge ein Eingangssignal vorhanden ist.

Der Ausgang 136c der ODER-Schaltung I36 ist über einen Verstärker 14O mit der Magnetspule L₁ am ersten Umschaltventil 46 verbund Der Ausgang 134c der UND-Schaltung 134 ist über einen zweiten Verstärker 14.
66 verbunden«

14O mit der Magnetspule L₁ am ersten Umschaltventil 46 verbunden«

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Verstärker 142 mit der Magnetspule L_ am zweiten Umschaltventil

Die Betriebsweise des beschriebenen Motors mit der erfindungsgemäßen Einrichtung soll nachfolgend im einzelnen erläutert werden.

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Leerlaufbetrieb

Wenn der Motor im Leerlaufbetrieb läuft, dann befindet sich die Drosselklappe 12 in der linken Anschlagstellung, in welcher die Ansaugleitung 11 geschlossen ist. Der Kontaktstift 104 berührt daher den feststehenden Kontakt G₁ und gibt einen Impuls ab, der dem Eingang 132b der UND-Schaltung 132 zugeführt wird. In diesem Betriebsfall ist die Spannung am Eingang 126a des Komparators 126 kleiner als die am Eingang 126b, da die Drehzahl des Rotors 118 der Leerlaufdrehzahl des Motors entspricht. Der Komparator erzeugt daher einen Impuls, der dem Eingang 132a der UND-Schaltung 132 zugeführt wird» Am Ausgang der UND-Schaltung I32 steht daher ein Impuls an, der dem Eingang 136a der ODER-Schaltung I36 zugeführt wird. Es steht daher auch am Ausgang 136c der ODER-Schaltung I36 ein Impuls an, der nach Verstärkung durch den Verstärker l40 der Magnetspule L₁ am ersten Umschaltventil 46 zugeführt wird. Das Ventil 46 wird daher in den Einschaltzustand versetzt, in welchem der Ventilteller 42 zum Ventilsitz 58 gegen die Kraft der Feder 88 angehoben wird, wodurch die Kammer 48 mit der Kammer 56 in Verbindung tritt.

An den Eingängen der UND-Schaltung 13^ steht im Leerlaufbetrieb kein Impuls an, so daß diese UND-Schaltung keinen Ausgangsimpuls abgibt« Die Magnetspule L„ des zweiten Ventils 66 wird daher nicht erregt, so daß das Ventil 66 in seiner Ausschaltstellung verbleibt, in welcher der Ventilteller 72 auf seinem Ventilsitz 80 unter der Kraft der Feder 86' verbleibt, wodurch die Kammer 68 mit der Kammer Ik in Verbindung bleibt.

Als Ergebnis der Schaltstellungen der beiden Ventile 46 und wird ein Teil der angesaugten Luft, die aus der Ansaugleitung 11 an der Stelle X. in die Abzweigleitung 38 von der Pumpe

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abgezweigt wurde, über die Leitung 44 in die Kammer 48 eingeleitet. Von hier aus fließt die Luft durch die Kammer 56 des ersten Ventils in die erste Kammer 68 des zweiten Ventils 66 durch die Zwischenleitung 64. Von dort aus fließt sie durch die Kammer 74 des zweiten Ventils durch die Rückführleitung 82 und die Düse 83 an der Stelle X_ in die Abgasleitung 19·

Da von der insgesamt angesaugten Luft, welche letzten Endes die Menge des zugeführten Kraftstoffs bestimmt, ein Teil abgezweigt wird, stellt sich an der Verbrennungskammer 18 ein entsprechend fetteres Gemisch ein, so daß sich für den Leerlaufbetrieb stabile Zustände ergeben. Die aus der Ansaugleitung 11 abgezweigte Luft wird in die Abgasleitung 19 bei X« über die Düse 83 rückgeführt, so daß für die Beseitigung von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid-Komponenten im Abgas dem kata-Iytischen Konverter 36 die richtige Sauerstoffmenge zur Verfügung steht, da sich die Temperatur im Konverter 36 auf die erforderliche Höhe zur Oxidation dieser Schadstoffanteile einstellen kann.

Betrieb unter niedriger und mittlerer Belastung

Wenn der Motor mit geringer oder mittlerer Belastung betrieben wird, dann ist die Drosselklappe 12 so weit geöffnet, daß der Kontaktstift 104 sich zwischen den beiden Kontakten C₁ und C₂ befindet, mit anderen Worten, der Kontaktstift berührt keinen der beiden feststehenden Kontakte C₁ oder C₃₀ Daher gibt keine der beiden Anschlußklemmen IO6 und 108 einen Impuls ab, die Umschaltung 132 gibt keinen Ausgangsimpuls ab, so daß auch am Ausgang der ODER-Schaltung I36 kein Impuls vorhanden ist„ Die Magnetspule L- ist daher nicht erregt, so daß das Ventil 46 in der Stellung steht, in der der Ventilteller 52 auf dem Ventilsitz 58 ruht. Als Ergebnis wird die aus dem Ansaugkanal 11 bei

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X. abgezweigte Luft über die Kammer 54 und die Rückführleitung 62 an der Stelle X₂ vor der Drosselklappe 12 in die Ansaugleitung 11 zurückgeführt«

Somit stellt sich bei niedriger oder mittlerer Belastung ein Zustand ein, bei dem die Luftabzweigung aus der Ansaugleitung aufgehoben ist, so daß der Verbrennungskammer des Motors Luft und Kraftstoff im vorbestimmten idealen Verhältnis zugeführt wird. Der Motor kann daher den ihm angebotenen Kraftstoff optimal ausnutzen und auch für den kataly ti sehen Konverter sind die optimalen Betriebszustände zur Verbrennung der toxischen Bestandteile im Abgas vorhanden«

Grosse Belastung bei relativ niedriger Drehzahl

Wenn der Motor bei relativ niedriger Drehzahl stark belastet wird, dann ist die Drosselklappe 12 vollständig geöffnet, so daß der Kontaktstift 104 den feststehenden Kontakt C_ berührt« Dadurch steht ein Ausgangssignal an der Anschlußklemme 108 an, das dem Eingang 136b der ODER-Schaltung I36 (und dem Eingang 134a der UND-Schaltung 134) zugeführt wird. Die ODER-Schaltung gibt daher einen Ausgangsimpuls an 136c ab, der nach Verstärkung durch den Verstärker 14O der Magnetspule L. des ersten Ventils 46 zugeführt wird. Das erste Ventil 46 wird daher in die Stellung gebracht, in welcher der Ventilteller 52 am Ventil· sitz 58 anliegt«

Bei starker Belastung und einer Drehzahl, die geringer ist als die Maximaldrehzahl, ist der Spannungspegel am Eingang 128a des Komparators 128 geringer als der Spannungspegel am Eingang 128b, der von der Batterie B- hervorgerufen wird« Dies rührt daher, daß die Drehzahl des Rotors 118 vergleichsweise niedrig ist« Daher steht am Ausgang 128c des Komparators 128 kein Impuls an, so daß auch von der UND-Schaltung 134 kein Ausgangs-

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Der Motor erhält daher ein relativ fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch in seiner VerbrennungskaTimeriSV wie^BisrS^saabiI ϋΜΒτβ¹ der Leerlaufbedingung beschrieben· Der Motor ist daher in der Lage, eine große Leistung abzugeben^'Jdi'e fiir'Mie^hohe^ÖeSästuni" erforderlich ist. Da die ia1>gezweigte-EiIf«m&§- X|^&wfe\ier ^n dÜ£^l ^:v? Abgasleitung gegeben wird j steht für die Höinigüiig 'der¹ Abgase ^"^? im katalytischen Konvejrker 36 die f erf öirderldiche^i?Luf tinerige ^air^^¹ Verfügung.. -■ r -.. M_ ■ - - -' - ■-i'HUi ■*·-■;:< dof ί ?.^-asi:-il isote rä&

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Grosse Belastung hei relativ grosser iJrehzafti= -** ^£Z: ^⁰ ~'^5 a*ixs

Wenn die Drehzahl des Motors unter relativ'groÖer Belastung von^sv niedriger zu großer Drehzahl gesteigert wird,* dann wiird aif dea* ^* vorbestimmten Drehzahl, die dicht unter der Maximaldrehzahl ~ ■--liegt, der Spannungspegel am Eingang 128a des Komparators 128 größer als der Pegel, am Eingang 128b%--Der^ Kolripai^a-fcox^ 128' "gibt ^;" daher einen,Ausgangsimpuls ab, der dent Eingang'¹ί3&b äer ϋΙΠϊ-" Schaltung 1.3fr zugeführt wird. Die UND-Schaltung 134 gibt^?sidaihW^3! einen Ausgangsimpuls ab_β der nach Verstärkung im-Versib'ärSiör T42" der Magnetspule L₂ des zweiten Umschaltventils 66 zugeführt wird. Dieses schaltet so um_r daß der Ventilteller 72 zur Anlage am ,Ventilsitz 78 koinmt .und somit die^Öffnüng⁵ im Ventilsitz so--^iS freigibt.

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ORIGINAL INSPECTED

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Die aus der Ansaugleitung 11 bei X₁ abgezweigte Luft kann nun nicht mehr in die Kammer 7k und durch sie hindurch in die Abgasleitung 19 fließen. Vürde sie nämlich in die Abgasleitung 19 strömen, dann würde dies bei diesem Betriebszustand zu einer Überhitzung des katalytischen Konverters 36 führen. Die Temperatur der Abgase in diesem Betriebszustand ist nämlich extrem hoch, so daß es bei Zuführung weiterer Luft in den katalytischen Konverter 36 zu einer Überhitzung kommen würde« Die aus der Ansaugleitung bei X₁ abgezweigte Luft wird daher stromabwärts vom Luftfilter 10 in die Ansaugleitung 11 noch vor dem Durchflußmesser 28 bei X^ durch die Rückführ leitung rückgeführt.

Es versteht sich, daß die obige Beschreibung nur die eines Ausführungsbeispiels ist.

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Claims

Ansprüche

Einspritz-Verbrennungsmotor mit einem Durchflußmesser zum Messen der angesaugten Luft, dessen Meßwert zur Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge zur Aufrechterhaltung
eines vorbestimmten konstanten Luft-Kraftstoffverhältnisses verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine unterhalb (X₁) des Durchflußmessers (28) von der Ansaugleitung (11) abzweigende Leitung (38,44) vorgesehen ist, daß ein zweites Rohrleitungssystem mit mehreren Rückführleitungen (62,82,84) vorgesehen ist, von denen jede an einer anderen Stelle (X₂, X„,Xr) in das aus Ansaug- und Abgasleitung (11,19,34) bestehende erste Rohrleitungssystem mündet und die über Umschaltventile (46,66) mit der Abzweigleitung (38,44) verbunden sind, und daß eine Betätigungseinrichtung (31) zum Bewirken der Ventilumsohaltungen vorgesehen ist, die auf die unterschiedlichen Betriebszustände des Motors anspricht,

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2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in seiner Abgasleitung (19,34) ein katalytischer Konverter (36) angeordnet ist, vom zweiten Rohrleitungssystem eine erste Rückführleitung (62) stromabwärts (x„) vom Durchflußmesser (28) in die Ansaugleitung (11) mündet, eine zweite Rückführleitung (22) in die Abgasleitung (19 stromaufwärts (bei X ) vom katalytischen Konverter (36) mündet, und eine dritte Rückführleitung (84) in die Ansaugleitung (11) stromaufwärts (bei X. ) vom Durchflußmesser (28) mündet, und daß zwei elektromagnetisch betätigbare Umschaltventile mit jeweils zwei Schaltstellungen vorgesehen sind, von denen das erste Umschaltventil (46) eingangsseitig mit dem Ende der Abzweigleitung (38,44) und ausgangsseitig einerseits mit der ersten Rückführleitung (62), andererseits mit dem Eingang des zweiten Umschaltventils (66) verbunden ist, das ausgangsseitig einerseits mit der zweiten Rückführleitung (82) und andererseits mit der dritten Rückführleitung (84) verbunden ist, und daß die Betätigungseinrichtung (31) Sensoren (114,92) für die Betriebszustände des Motors und einen daran angeschlossenen elektrischen Steuerkreis (13O) für die Ventile (46,66) enthält.
3· Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren für a) Leerlauf, b) niedrige und mittlere Belastung, c) hohe Belastung bei geringer Drehzahl und d) hohe Belastung bei hoher Drehzahl des Motors vier verschiedene Signalpaarungen abgeben, die auf die Ventile (46,66) so abgestimmt sind, daß die aus der Ansaugleitung (11) abgezweigte Luftmenge im Betriebszustand gemäß a) in die Abgasleitung (19,34), gemäß b) in die Ansaugleitung (11) stromabwärts vom Durchflußmesser (28), gemäß c) in die Abgasleitung (19,34) und gemäß d) in die Ansaugleitung (11) stromaufwärts vom Durchflußmesser (28) eingeleitet wird.

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4. Verbrennungsmotor nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren einen Sensor (92) für die Stellung der Drosselklappe, der in den beiden Endstellungen der Drosselklappe (12) entsprechende unterschiedliche Impulse abgibt, und einen Sensor (114) für die Drehzahl des Motors, der bei vorgegebener niedriger und hoher Drehzahl entsprechende unterschiedliche Impulse abgibt, umfassen·

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