DE2700746A1

DE2700746A1 - Vorrichtung zur beeinflussung der zusammensetzung des einer brennkraftmaschine zugefuehrten betriebsgemisches

Info

Publication number: DE2700746A1
Application number: DE19772700746
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Abele; Johannes-Gerhard Dipl Bertling; Udo Hoeppner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-01-10
Filing date: 1977-01-10
Publication date: 1978-07-20

Description

R. 3°^JJ

Anlage

zur Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Vorrichtung zur Beeinflussung der Zusammensetzung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Betriebsgemisches

Zusammenfassung

Es wird eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Zusammensetzung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Betriebsgemisches vorgeschlagen. Dabei wird in einer in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine mündenden Leitung ein Drosselorgan angeordnet, das entsprechend der Verstellung einer Gemischmengensteuervorrichtung im Saugrohr der Brennkraftmaschine verstellbar ist und dessen Zumeßquerschnitt durch ein zweites Drosselorgan in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine zusätzlich veränderbar ist. Damit werden vorteilhaft multiplikative Eingriffsmöglichkeiten bei der Bildung der Gemischzusammensetzung erzielt.

- 2 809829/0086

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Regeleinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen bekannten Verfahren zur Beeinflussung der Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches wird der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmenge die dieser in einem bestimmten gewünschten Verhältnis entsprechende Kraftstoffmenge zugemessen. Dies hat den Vorteil, daß die Kraftstoffzumessung insofern leichter zu beherrschen ist, als die eingebrachte Kraftstoffmenge weit weniger vom Druck und von der Temperatur beeinflußbar ist, als dies z.B. bei der Zumessung von Luft der Fall ist. Bei Brennkraftmaschinen, deren Kraftstoff-Luft-Gemisch genau auf bestimmte >>-Werte eingeregelt werden soll, stört bei magerem Betrieb mit einer Luft zahl /) = 1 besonders die Abhängigkeit des erzielten Drehmoments von der eingebrachten Kraftstoffmenge, da dort die Drehmomentänderung bezogen auf die Änderung der Luftzahl 7\ besonders groß ist. Betriebsweisen mit ^=I sind hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs besonders interessant, doch macht sich in diesem Bereich der vorgenannte Nachteil bei verschiedenen Regelungsarten, z.B. auch bei der Verwendung der Laufruhe der Brennkraftmaschine als Regelgröße, störend bemerkbar, da bei Änderung der durch diese Laufruhe der Brennkraftmaschine geregelten zugeführten Kraftstoffmenge neue DrehmomentsSchwankungen erzeugt werden.

Es wurde bereits ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Zusammensetzung der Zusatzluftmenge in Abhängigkeit von der Stellung der Gemischmengensteuervorrichtung erfolgt und diese Abhängigkeit von einer Parameter der Brennkraftmaschine erfassenden Regeleinrichtung multiplikativ zwischen dem Wert 0 und 1 beeinflußbar ist.

Dabei ist es zwar bekannt, das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch Zufuhr von Zusatzluft zu beeinflussen, doch erfolgt dies bei bekannten Lösungen entweder in direkter Abhängigkeit von Betriebsparametern oder z.B. in direkter Abhängigkeit von der Hauptdrosselklappenstellung im Saugrohr. Die Zufuhr von Zu-

809829/0086

satzluft zu einem Betriebsgemisch bestimmter Zusammensetzung das z.B. von einem Vergaser erzeugt wird, hat insbesondere bei einer Gemischregelung entsprechend der Laufruhe der Brennkraftmaschine den großen Vorteil, daß im mageren Betriebsbereich die Änderung der Luftzufuhr zum Gemisch verglichen mit der Änderung der Kraftstoffzufuhr zum Gemisch wesentlich geringere Drehmomentänderungen hervorruft und die Regelung durch zu große Drehmomentsschwankungen nicht nachteilig beeinflußt wird. Auch ist die Regelung durch Zusatzluft wesentlich schneller wegen der geringeren Trägheit der Luft und weil sich bei dieser Art der Zumessung keine so großen Verzögerungen bzw. Totzeiten im Regelkreis ergeben, wie dies bei Regelung der Kraftstoffmenge auftritt. Ferner wird die Regelung nach dem vorgeschlagenen Verfahren wesentlich schneller und. genauer durch eine der eigentlichen Regelung vorangehende Grobbeeinflussung entsprechen der Stellung der Gemischraengensteuervorrichtung mit zusätzlichem multiplikativem Eingriff in die übertragung zwischen Steuervorrichtung und Zumessung der Zusatzluft.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs bietet den Vorteil, einer sehr günstigen Ausführung einer Vorrichtung zur Durchfürung des vorgeschlagenen Verfahrens. Mit einfachen Mitteln läßt sich ein sehr genauer und schnell durchführbarer multiplikativer Eingriff erzielen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Schieber als Flachschieber ausgebildet sind und daß der erste und der zweite Flachschieber dicht übereinander in einem Flansch der Leitung geführt werden und jeweils einen Durchbruch

809829/0086 - *» -

35 5

- y-

in Bereich des freien Leitungsquerschnitts besitzen und deren gemeinsamer Durchtrittsquerschnitt durch Verschieben der Flachschieber bis zum völligen Verschluß des Leitungsquerschnitts änderbar ist. Durch die Ausgestaltung mit Durchbrüchen kann in einfacher Weise eine genaue Führung der Flachschieber und dabei eine gute Abdichtung gegenüber der Umgebung erzielt werden. Durch den auf die Flachschieber wirkenden Unterdruck des Saugrohres der Brennkraftmaschine werden diese in vorteilhafter Weise dicht aufeinandergepreßt, so daß auch hier eine gute Abdichtung erfolgt.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich in einfacher Weise eine proportionale Vorsteuerung des Zumeßquerschnitts in der zum Saugrohr führenden Leitung entsprechend dem eingestellten Durchlaßquerschnitt der Hauptdrosselklappe im Saugrohr erzielen. Weiterhin ist von Vorteil, daß die multiplikative Beeinflussung dieses Zumeßquerschnitts an derselben Stelle unter Beibehaltung der gegebenen Druckverhältnisse erfolgt.

Zeichnung

Fünf Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung von Flachschiebern und mit elektromotorischer Verstellung für den multiplikativen Eingriff, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in Weiterbildung des Ausführungsbeispiels nach Figur 1 mit fensterartigen Durchtrittsquerschnitten in den Flachschiebern, Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit rohrförmig ausgestalteten Drosselorganen, Figur k eine seitliche Ansicht des Ausführungsbeispieles gemäß Figur 3, Figur 5 ein Ausführungsbeispiel einer hydraulisch arbeitenden Betätigungsvorrichtung für die multiplikative Verstellung, Figur ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung mit pneumatischer Betätigung und einem Druckregelventil und

809829/0086

3 S .1 J

Figur 7 den Aufbau des in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 verwendeten Druckregelventils.

Beschreibung der Erfindung

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Teil eines Saugrohres 1 des Ansaugsystems einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine. Dieser Saugrohrteil liegt stromabwärts eines ebenfalls nicht weiter dargestellten Gemischerzeugers, der z.B. ein Vergaser sein kann. In dem gezeigten Saugrohrabschnitt ist zur Gemischmengensteuerung in üblicher Weise eine Drosselklappe 5 vorgesehen, die auf einer Drosselklappenwelle 10 schwenkbar ist. Ferner ist eine Leitung 7 vorgesehen, die stromabwärts der Drosselklappe 5 in das Saugrohr 1 mündet und über die eine gesteuerte Sekundärluftmenge dem Saugrohr zugeführt werden kann. Dazu ist in die Leitung 7 ein Flansch 87 eingesetzt mit einem rechteckigen Durchbruch 88, dessen Ränder als Teile von Führungsnuten 86 ausgebildet sind. In den Führungsnuten ist angrenzend an die oberste Flanschebene ein erster Flachschieber 84 verschiebbar, der außerhalb des Flansches mit einer Betätigungsstange 83 verbunden ist. Ferner ist in den Führungsnuten 86 ein zweiter Flachschieber 89 im rechten Winkel zum ersten Flachschieber 8l verschiebbar. Der zweite Flachschieber 89 liegt dabei in Strömungsrichtung unter dem ersten Flachschieber 84 und dicht an diesem an. Außerhalb des Flansches ist an dem zweiten Flachschieber 89 eine Betätigungsstange 91 befestigt.

In der Zeichnung ist zum Zwecke der Übersichtlichkeit das Flanschgegenstück zum Flansch 87 mit dem ansaugseitigen Teil der Leitung 7 nur angedeutet. Es versteht sich, daß zwischen den Flanschteilen eine Dichtung vorgesehen ist, mit der eine dichte Verbindung der beiden Flanschteile und eine dichte Einführung der Flachschieber 84 und 89 in Flansch gewährleistet ist. Durch die rechtwinklig j

j 809829/0086 " 6 - j

3 6 5

27007Α6

zueinander verschiebbaren Flachschieber kann der vom ersten Flachschieber 84 reduzierte Querschnitt des Durchbruchs 88 multiplikativ nochmals durch die Stellung des zweiten Flachschiebers 89 verändert werden. Im Extremfall ist der Durchbruchsquerschnitt entweder ganz geöffnet oder ganz geschlossen.

Die Betätigung des ersten Flachschiebers 8¹I erfolgt über die Betätigungsstange 83, deren anderes Ende einen quer zur Verschieberichtung des Flachschiebers 84 liegenden Schlitz 85 aufweist, in den ein Zapfen 8l einer Kurbel 82 eingreift, die fest mit der Welle 10 in der Hauptdrosselklappe 5 verbunden ist. Die Betätigungsstange 91 des zweiten Flachschiebers 89 ist an ihrem Ende als Zahnstange 92 ausgestaltet, in die ein Ritzel 93 eingreift, das mit einem Schneckenrad 9*1 verbunden ist. Dieses wird über einen reversierbaren, von einer Regeleinrichtung 43 angesteuerten Elektromotor 96 über eine Schnecke 95 angetrieben. Mit der Regeleinrichtung :.zt über eine Leitung 44 eine an sich bekannte Sauerstoffmeßsonde 45 verbunden, die in einem Teilstück 46 des Abgassystems angeordnet ist. Bei der Sauerstoffsonde handelt es sich um jenen bekannten Typ, der auf den Partialdruck des Sauerstoffs anspricht und bei SauerstoffÜberschuß im Abgas ein Spannungssignal von verhältnismäßig niedrigem Niveau abgibt und bei Sauerstoffmangel im Abgas ein Spannungssignal von hohem Potential abgibt. Der übergang zwischen beiden Potentialen erfolgt als Sprungfunktion im Bereich der Luftzahl ^v = 1 entsprechend einem stöchiometrischen Verhältnis des Kraftstoff-Luft-Gemisches, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Entsprechend den von der Sauerstoffmeßsonde abgegebenen Spannungssignalen wird der Elektromotor 96 von der Regel- ] einrichtung" angesteuert im Sinne einer Vergrößerung oder Verkleinerung des vom ersten Flachschieber 84 eingestellten Öffnungsquerschnitts am Durchbruch 88.

Natürlich kann anstelle der von einer Sauerstoffmeßsonde ab- \ gegebenen Regelgröße auch ein anderer Parameter, der das

809829/0086 _ j

- y - 3 S Π

Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine kennzeichnet, mit dem Ziel einer optimalen Abgaszusammensetzung, zur Ansteuerung der Regeleinrichtung kj> verwendet werden. Dazu kann z.B. auch die Laufruhe der Brennkraftmaschine dienen, wobei mit einem Meßaufnehmer in bekannter Weise die Streuungen der Druckverläufe in den Brennräumen der Brennkraftmaschine oder die Schwankungen des Drehmoments über die Drehzahlschwankungen erfaßt werden. Es wurde ferner auch vorgeschlagen, die Zusammensetzung der in den Brennraum der Brennkraftmaschine zur Verbrennung kommenden Gemische über Ionenstromsonden zu erfassen und mit von diesen erzeugten Regelgrößen die Gemischbildung zu beeinflussen. Auch kann als eine die Zusammensetzung der Abgase charakterisierende Regelgröße das Signal von Thermosonden oder Wärmetönungssonden verwendet werden.

Die Verstellung des ersten Flachschiebers 8¹J zur Vorsteuerung des freien Querschnitts am Durchbruch 88 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel entsprechen der Betätigung der Drosselklappe. Durch die gewählte Anordnung mit der Kurbel 82 und den Führungsschlitz 85 erhält man eine proportionale Änderung des Durchtrittsquerschnitts am Durchbruch 88 zum Öffnungsquerschnitts des Saugrohres an der Hauptdrosselklappe. Die Änderung ist proportional dem Ausdruck (1 -C0S^)_t wobei f den öffnungswinkel der Drosselklappe darstellt. Man erhält auf diese Weise eine Vorsteuerung des Zumeßquerschnitte der Leitung 7 bsw. der zugeführten Sekundärluftmenge und über die Betätigung des zweiten Flachschieber 89 einen multiplikation korrigierenden Regeleingriff, durch den der vorgesteuerte Querschnitt entsprechend einem Multiplikationfaktor von O bis 1 verändert werden kann. Damit wird die Regelung der Zu- sateluftaengen schnell und sehr genau durchgeführt.

Statt des in Figur 1 gezeigten Antriebs kann der erste Flach schieber 84 natürlich auch durch einen «it der Droseelklappenw*lle IO verbundenen Exzenter entgegen der Kraft einer Feder verstellt werden.

809829/00·· " ⁸ "

3 5 r,

Figur 2 zeigt in vereinfachter Darstellung eine verbesserte Ausführungsform des ersten und zweiten Flachschiebers zur Steuerung des Durchtrittsquerschnitts am Durchbruch 88 der Leitung 7· Die Flachschieber 84' und 89', die in gleicher Weise wie im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 in Nuten 86 des Flansch 87 geführt werden, besitzen bei dieser Ausgestaltung eine fensterförmige Ausnehmung 97 und 98. Bei der gleichen Verschiebbarkeit der Flachschieber 8¹J' und 89' sind die fensterförmigen Ausnehmungen 97 und 98 in der Form deckungsgleich und in der einen Endlage der Schieber so übereinander bringbar, daß die gesamte Fläche der Ausnehmungen völlig geöffnet ist und somit einen maximalen Durchtritt von Sekundärluft in der Leitung 7 ermöglicht wird. In der anderen Extremlage der Schieber haben diese gegenseitig die fensterförmigen Ausnehmungen ganz verschlossen. Abweichend von der Ausgestaltung nach Figur 1 ist in diesem Fall die Betätigungsstange 83' beweglich mit dem ersten Flachschieber 8Ί¹ verbunden und am anderen Ende über ein Gelenk 99 an der Kurbel 82 der Drosselklappenwelle 10 befestigt. Dies bedeutet eine wesentliche Vereinfachung des Stellantriebs des ersten Flachschiebers 84'. Bei genügend großer Länge L der Betätigungsstange 83' und bei einem kleinen Kurbelradius R der Kurbel 82' ist noch eine genügend genaue Nachführung des freien Querschnitts der Leitung 7 zum freien Öffnungsquerschnitt an der Drosselklappe 5 möglich. Statt einer Betätigungsstange kann auch vorteilhaft ein ein gegen Federkraft wirkender Seilzug verwendet werden. Der Antrieb der Betätigungsstange 91 kann dabei wie in Figur 1 gezeigt erfolgen.

Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil, daß sich die im Flansch 87 geführten Flachschieber wesentlich besser abdichten lassen. Im Bereich der gegenseitigen Anlage werden die Flachschieber vorteilhaft durch den stromabwärts der Zumeßstelle in der Leitung 7 herrschenden Unterdruck dicht aufeinandergepreßt, so daß hier· kein verfälschender Leckluftstrom entstehen kann, ohne daß eine gesonderte Abdich-

- 9 -809829/0086

3 S ·=;

- ψ'

tung notwendig wird. Gleiches gilt für die Führung des zweiten Flachschiebers 89' im Flansch 87.

Figur 3 und Figur k zeigen eine andere Variante der Querschnittsteuerung in der Leitung 7· Dabei ist in einem Führungsteil 101 der Leitung 7 ein rohrförmiger erster Schieber 102 eingepaßt, dessen Achse die Achse der Leitung 7 rechtwinklig schneidet. Der erste Schieber wird dabei in einer Querbohrung IO3 des Führungsteils 1 dicht geführt und ist gegen Verdrehung gesichert. An den Stirnflächen ist der rohrförmige Schieber 102 verschlossen und ragt mit seinem einen Ende aus dem Führungsteil 1 heraus. Hier hat der erste Schieber 102 eine Betätigungsstange 104, deren anderes Ende wie die Betätigungsstange 83 gemäß Figur 1 einen Führungsschlitz IO5 aufweist, der senkrecht zur Verschieberichtung des ersten Schiebers 102 liegt. In den Führungsschlitz 105 greift der Zapfen 8l der mit der Hauptdrosselklappenwelle 10 verbundenen Kurbel 82 ein.

Der rohrförmige Schieber 102 besitzt eine Ausnehmung 106 in Form eines Langloches, das bei jeder Verschiebestellung des ersten Schiebers 102 den ansaugseitigen Querschnitt der Leitung 7 an ihrem Eintritt in den Führungsteil 101 voll geöffnet läßt. Auf der gegenüberliegenden Seite weist der erste rohrförmige Schieber 102 einen vorzugsweise rechteckigen oder quadratischen Durchbruch 106 auf, der den maximalen Durchtrittsquerschnitt der Leitung 107 bestimmt und bei jeder Verschiebestellung des ersten Schiebers 102 im Bereich des freien Querschnitts der Leitung 7 bleibt.

Im Innern des ersten rohrförmigen Schiebers 102 ist ein zweiter rohrförmiger Schieber 108 dicht koaxial eingepaßt, der über einen Betätgungsarm 109 außerhalb des Führungsteils 101 verdrehbar ist. Dieser zweite Schieber 108 besitzt ebenfalls auf seiner der Ansaugseite der Leitung 7 zugewandten Seite einen Durchbruch 110, der in jeder Verdrehlage des zweiten Schiebers 108 einen Durchtritt zum Innern des rohrförmigen Schiebers

809829/0086

- 10 -

- ι« - 3 S 5

270Ö7A6

Bit vollem Querschnitt der Leitung 107 ermöglicht. Auf der gegenüberliegenden Seite besitzt der rohrförmige zweite Schieber 108 ebenfalls einen Durchbruch 111, dessen Querschnitt deckungsgleich mit dem Querschnitt des Durchbruchs 106 ist. Diese Durchbrüche sind einander so zugeordnet, daß in der einen Extremstellung der Schieber zueinander diese gegenseitig die Durchbrüche völlig verschlossen haben und in der anderen Extremstellung die Durchbrüche 106 und 111 in Deckung gebracht sind.

Wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 kann nun der erste rohrförmige Schieber 102 zur Vorsteuerung entsprechen dem freien Öffnungsquerschnitt des Saugrohres 1 an der Drosselklappe 5 betätigt werden. Bei festgehaltener Ausgangsstellung des zweiten Schiebers 108 wird dabei der freie Querschnitt am Durchbruch 106 entsprechend der Drosselklappenbewegung kontinuierlich geöffnet. Dieser freie Querschnitt kann nun multiplikativ mit einem Multiplikationsfaktor zwischen 1 und O, wie bereits unter Figur 1 beschrieben, verändert werden, indem der zweite Schieber 108 über den Betätigungsarm 109 verdreht wird.

Die Ausgestaltung nach Figur 3 und Ί kann aber auch in analoger Ausführung zu Figur 1 so ausgeführt werden, daß der freie Querschnitt des Durchbruchs 106 durch die übergängekante der Querbohrung 103 zum Querschnitt der Leitung 7 kontrolliert wird und der erste Schieber 102 drehbar auegeführt wird. Dann kann der zweite Schieber 108 als verschiebbarer Kolben ausgestaltet werden.

Die Betätigung des einen der Schieber entsprechend der von der Regeleinrichtung 43 erfaßten Steuergröße, die B.B. da· Signal einer Sauerstoffmeßsonde sein kann, ist nicht auf dl· bei Figur 1 beschriebene Art beschränkt. Statt eines Eltktronotor· kann in gleicher Weise auch ein Stellmagnet oder einen den Verhältnissen angepaßte, beheiebare Bimetallfeder als Antrieb verwendet werden. Vorteilhaft läßt sich die Betätigung aber

809829/0086

- Ii -

auch entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 mit Hilfe eines hydraulischen Stellmotors oder gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 mit einem pneumatischen Stellmotor verwirklichen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ist ein Stellmotor 28 vorgesehen, dessen Kolben 27 den Zylinder des Stellmotors in einen Arbeitsraum 29 und einen Druckraum 30 teilen. Am Kolben ist eine Stange 26 befestigt, die mit dem entsprechenden Betätigungsglied 91 oder 109 des zweiten Flachschiebers 89 oder des zweiten rohrförmigen Schiebers 108 verbunden ist. Dem Arbeitsraum 29 wird Arbeitsdruck über eine Druckleitung 33 von einem Drei-Wege-Magnetventil 32 zugeführt, das in der Zusammenführung einer Druckleitung 34 und einer Förderleitung 35 sitzt. Beide Leitungen führen dem Ventil einen Kraftstoffdruck Von unterschiedlichem und konstantem Druck zu, so daß mit dem Drei-Wege-Magnetventil durch dessen Stellung ein beliebiger Mischdruck zwischen den beiden Ausgangsdrücken im Arbeitsraum 29 eingestellt werden kann. Die Förderleitung 35 ist dabei die Förderleitung einer Kraftstofförderpumpe 36, die aus einem Kraftstoffbehälter 37 Kraftstoff zu einer Schwimmerkammer 38 fördert und parallel zu der ein Druckregelventil 39 geschaltet ist.

Bei der Schwimmerkammer 38 handelt es sich um eine der üblichen Schwimmerkammern im Vergaser, deren Zufluß durch ein Nadelventil 40 kontrolliert wird. Von dieser Schwimmerkammer zweigt die Druckleitung 34 zum Drei-Wege-Magnetventil 32 ab. Ferner mündet in die Schwimmerkammer eine Verbindungsleitung 42 zum Druckraum 30 des Stellmotors. Die Verbindungsleitung kann aber auch um den Schwinimerkammerdruck nicht zu beeinflussen, mit dem Kraftstoffvorratsbehälter verbunden sein, wie das gestrichelt in Figur 5 angedeutet ist.

Zur Ansteuerung des Drei-Wege-Magnetventils 32 ist die Regeleinrichtung 43 vorgesehen, die in diesem Ausführungsbeispiel das Signal:dei?::Sauerstoffmeßsonde 45 in einem Teilstück 46 das Abgassystem der zugehörigen Brennkraftmaschine verarbei-

809829/0086

- 12 -

2706746

Statt der oben beschriebenen hydraulischen Betätigung kann auch eine pneumatisch arbeitende Betätigungsvorrichtung zur Verstellung vorgesehen werden. In Figur 6 ist schematisch eine Anordnung gezeigt, mit der zwei pneumatische Drücke zur Betätigung eines pneumatischen Stellmotors 28' ohne großen Aufwand bei einer Brennkraftmaschine erzielt werden können. Vom Saugrohr 1 stromabwärts der Hauptdrosselklappe 5 und des symbolisch durch ein Venturi 3 angedeuteten Gemischerzeugers, beispielsweise eines Vergasers, zweigt eine Unterdruckleitung 50» zu der in den Arbeitsraum 29· des Stellmotors 28' führenden Druckleitung 33· ab. Ferner führt vom Saugrohr 1 unmittelbar stromabwärts eines symbolisch dargestellten Luftfilters 51 eine Druckleitung 52 zur Druckleitung 33' ab. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist sowohl in der Unterdruckleitung 50 aus auch der Druckleitung 52 ein Elektromagnet-Abschaltventil 53 und 5¹* vorgesehen. Die Ventile werden von der Regeleinrichtung *l3^f im Gegentakt mit entsprechend der Regelgröße variabler Impulsbreite angesteuert und somit in der Druckleitung 33' bzw. im Arbeitsraum 29* ein Mischdruck aus den gegebenen Ausgangsdrücken erzeugt.

Um in der Unterdruckleitung 50 einen möglichst konstanten Ausgangsdruck zu erhalten, ist dort zwischen dem Magnetventil 5^ und dem Saugrohr ein Druckregelventil 56 vorgesehen, dessen Ausgestaltung der Figur 7 zu entnehmen ist. Dieses weist in üblicher Bauart eine Stellmembran 58 auf, an der ein Schließglied 59 befestigt ist, das mit seiner kegelförmig ausgebildeten Stirnseite 60 eine Durchtrittsöffnung 6l kontrolliert. In Öffnungsrichtung ist die Membran durch den saugrohrseitig herrschenden Druck der Unterdruckleitung 50 und durch eine Druckfeder 62 beaufschlagt. In Gegenrichtung wirkt auf der anderen Seite der Membran 58 in einem von dieser in einer Druckdose 63 eingeschlossenen Arbeitsraum 6k atmosphärischer Druck. Das Schließglied 59 wird auf dieser Seite der Stellmembran 58 in einer Bohrung 65 dicht geführt und besitzt eine Längsbohrung 66, die eine Verbindung zwischen der Bohrung 65 und dem saugrohrseitigen Teil der Unterdruckleitung 50 her-

809829/0086 ~¹³~

3 δ ';

stellt. Durch diese Anordnung wirkt auf die Stirnfläche 68 des Schließglieds 59 in der Bohrung 65 der gleiche Druck wie auf einer Stirnseite 60, so daß das Schließglied auch bei hohen Saugrohrunterdrücken druckausgeglichen ist.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele bieten insgesamt den Vorteil, eine kompakte Baueinheit zu sein, die in Verbindung mit herkömmlichen Vergasern oder Einspritzanlagen, bei denen die angesaugte Luftmenge gemessen wird, einsetzbar sind. In den beschriebenen Beispielen wurde die Leitung 7 als Sekundärluftleitung parallel zur Gemischerzeugungs- und Gemischdosierungseinrichtung einer Brennkraftmaschine beschrieben. Natürlich kann eine solche Leitung auch als eine AbgasrückfUhrleitung ausgebildet sein, mit der gesteuerte Abgasmengen ins Saugrohr stromabwärts der Drosselklappe eingebracht werden. Auch bei der Rückführung der Abgase bedarf es einer genauen Dosierung der jeweiligen Menge und einer schnellen Änderung des Zumeßquerschnitt bei sich ändernden Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine. Dabei können entsprechend charakteristische Parameter der Brennkraftmaschine als Steuergröße verwendet werden. Dazu gehören unter anderem insbesondere auch der besondere Fall des Leerlaufs und der Vollast.

809829/0086

Le e rse ι te

Claims

270074ο

Patentansprüche

ϊ\ Vorrichtung zur Beeinflussung der Zusammensetzung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Betriebsgemisches nach einem Verfahren, bei dem eine Zufuhr von gasförmigen Medien über einen Zumeßquerschnitt erfolgt, der proportional zur Stellung einer Gemischmengensteuervorrichtung veränderbar ist, wobei diese Proportionalität von einer das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine erfassenden Regeleinrichtung multiplikativ mit dem Faktor 0 bis 1 beeinflußbar ist, mit einem den Zumeßquerschnitt bestimmenden Drosselorgan in einer in das Saugrohr mündenden Leitung und mit einer Übertragungsvorrichtung der Verstellung der Gemischmengensteuervorrichtung auf das Drosselorgan, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan aus einem ersten Schieber (8¹I, 8¹I', 102) besteht, der mit der Gemischmengensteuervorrichtung gekoppelt ist, und daß zur multiplikativen Beeinflussung des Zumeßquerschnitts der Leitung (7) ein diesen Querschnitt am ersten Schieber (84, 84', 102) verändernder zweiter, am ersten Schieber anliegender Schieber (89, 89'> 108) vorgesehen ist, der durch eine von der Regeleinrichtung (43) gesteuerten Betätigungsvorrichtung quer zur Verstellrichtung des ersten Schiebers verstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischmengensteuervorrichtung aus einer im Saugrohr (1) der Brennkraftmaschine angeordneten Haüptdrosselklappe (5)

809829/0 0 86 -15-

ORtQlNAL INSPECTED

-yf-

27ÜÖ746

besteht und über einen Exzenter mit dem ersten Schieber (81, 84', 102) gekoppelt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter als Kurbelarm (82) an der Welle (10) der Hauptdrosselklappe (5) ausgebildet ist und der Drehzapfen (8l) des Kurbelarms in einen quer zur Verschieberichtung verlaufenden Führungsschlitz (85) in einem mit dem ersten Schieber verbun denen Betätigungsteil greift.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter als Kurbelarm (82) an der Welle (10) der Hauptdrosselklappe (5) ausgebildet ist und der erste Schieber (84, 8¹J¹, 102) über ein beweglich mit diesem verbundenes Betätigungsglied (83) mit dem Kurbelarm (82) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (84, 89) als Flachschieber ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Flachschieber (84', 89·) dicht übereinander in einem Flansch (87) der Leitung (7) geführt werden und jeweils einen Durchbruch (97> 98) im Bereich des freien Leitungsquerschnitts besitzen und deren gemeinsamer Durchtrittsquerschnitt durch Verschieben der Flachschieber bis zum völligen Verschluß des Leitungsquerschnitts änderbar ist.

809829/0086
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (97, 98) quadratisch sind mit zur Verschieberichtung parallelen Rändern.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber als Rohre (102, 108) ausgebildet sind, von denen das eine verschiebbar und das andere verdrehbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre jeweils einen durch Verschiebung zueinander unverschließbaren Durchbruch (106, 111) und im Bereich des freien Leitungsquerschnitts je einen der Zumessung dienenden Durchbruch (106, 111) besitzen, deren gemeinsamer Durchtrittsquerschnitt durch Versetzen der Rohre zueinander bis zum völligen Verschluß des Leitungsquerschnitts änderbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis ¹I, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Schieber ein verdrehbarer rohrförmiger Schieber dient, in dem als zweiter Schieber ein verschiebbarer Kolben dicht geführt ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung elektromechanisch arbeitet und aus einem Elektromotor (96), einem Proportional-Elektromagneten oder aus einer beheizten Bimetallfeder besteht.

- 17 809829/0086
12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung aus einem pneumatischen oder hydraulischen, entgegen der Kraft einer Feder (23, 7¹O arbeitenden Stellmotor (28, 28') besteht, dessen Arbeitsdruck durch eine von der Regeleinrichtung (43) betätigten Ventilanordnung (32; 53» 5Ό zwischen zwei Stelldrücken variierbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Stelldruck zum einen der Druck im Saugrohr (1) unmittelbar stromabwärts des Luftfilters (51) der Brennkraftmaschine und zum anderen der dem Saugrohr (1) stromabwärts der Hauptdrosselklappe (5) entnommene und über ein Druckregelventil (65) stabilisierte Druck dient.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei einer Brennkraftmaschine mit einem Vergaser zur Gemischerzeugung, der eine über eine Kraftstofförderpumpe versorgte Schwimmerkammer besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß als Stelldruck zum einen der durch ein Druckregelventil (39) stabilisierte Förderdruck der Kraftstofförderpumpe (36) und zum anderen der Kraftstoffdruck in der Schwimmerkammer (38) dient.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennnzeichnet, daß die Ventilanordnung aus einem magnetisch betätigbaren Dreiwegeventil (32) besteht, das analog oder getaktet von der Regeleinrichtung (43) ansteuerbar ist.

809829/0086 -18-
l6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 1Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung aus zwei jeweils in einer die Stelldrücke führenden Druckleitung (50, 52; 3^, 35) angeordneten, im Gegentakt zueinander mit der Regeleinrichtung (43) veränderbaren Öffnungszeitverhältnis betätigbaren Magnetventilen (53» 5*0 besteht.
17· Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (7) eine Luftbypaßleitung zum Gemischerzeuger und zur Gemischmengensteuervorrichtung (5) ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine stromabwärts des Gemischerzeugers und der Gemischmengensteuervorrichtung (5) in das Saugrohr (1) der Brennkraftmaschine mündende vom Abgassammeisystem der Brennkraftmaschin abzweigende Abgasrückführungsleitung ist.

809829/0086