DE2904906A1

DE2904906A1 - Einrichtung zum regeln der zusammensetzung des in die brennraeume einer brennkraftmaschine eingebrachten betriebsgemisches

Info

Publication number: DE2904906A1
Application number: DE19792904906
Authority: DE
Inventors: Gerhard Stumpp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1980-08-14
Also published as: GB2043169B; GB2043169A; JPS55107032A

Description

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17.1.1979 Bö/Ba

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Einrichtung zum Regeln der Zusammensetzung des in die Brennräume einer Brennkraftmaschine eingebrachten Betriebsgemisches

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung gemäß der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer solchen Einrichtung besteht die Stelleinrichtung aus einem hydraulisch betätigten Stellmotor, auf dessen federbelastetem Stellkolben ein Steuerdruck wirkt, der durch eine von der ersten Vergleichseinrichtung gesteuerten Kraftstoffabströmmenge von einer Konstant-Druckquelle an einer Abstrcmdrossel als Steuergröße gebildet wird. Als Betätigungsmittel wird dabei Kraftstoff verwendet, der von einer Förderpumpe mit konstantem Druck über die Vergleichseinrichtung der die Ist-Kraftstoffmenge der Brennkraftmaschine zuführenden Einspritzvorrichtung zugeführt wird. Die Einrichtung hat den Nachteil,daß zur schnellen Verstellung des Drosselorgans eine Förderpumpe mit hoher Förderleistung notwendig ist. Es besteht ferner der Nachteil, daß bei verschmutztem Saugrohr, bei verschmutztem Ansaugluftfilter, bei nicht

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ausreichender Förderleistung eines Turboladers oder bei undichtem Drosselorgan für das rückgeführte Abgas z. B. während des Vollastbetriebes der Brennkraftmaschine nicht genügend Luftmenge für die vollständige Verbrennung der zugemessenen Kraftstoffmenge angesaugt werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs weist demgegenüber den Vorteil aufj daß der Einsatzpunkt der Verstellung des die Abgasrückführmenge bestimmenden Drosselorgans exakt festlegbar ist und für eine schnelle Verstellung eine vom Kraftstoffförderdruck unabhängige Hilfsenergie zur Verfügung steht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch gegebenen Einrichtung möglich. Besonders vorteilnaft ist, daß eine dritte Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der ersten Steuergröße mit einem zweiten Sollwert dieser Steuergröße vorgesehen ist, bei dessen Über- oder Unterschreiten eine zweite Stelleinrichtung betätigbar ist, die einem Mengenverstellorgan der Kraftstoffdosiereinrichtung zugeordnet ist. Damit wird, falls die Abschaltung der Abgasrückführmenge nicht zur gewünschten Abmagerung des in den Brennräumen der Brennkraftmaschine zur Verbrennung gelangenden Kraftstoff-Luftgemisches ausreicht, auch die Kraftstoffeinspritzmenge verringert. Auf diese Weise kann bei schlechtem Zustand der Kraftstoff- und Luft-Versorgungsanlage der Brennkraftmaschine ein überfetten des Betriebsgemisches und damit z. B. die unerwünschte Rauchbildung bei Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine verhindert werden.

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Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Pig. I ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer zweiten "Vergleichseinrichtung, die einen, mit Nuten versehenen Kolbenschieber zur Steuerung der Stellmittelzufuhr zum Arbeitsraum eines pneumatischen Stellglieds aufweist, Pig. 2 eine andere Ausgestaltung der zweiten "Vergleichseinrichtung mit kugelförmigen Schließglied und Fig. 3 eine dritte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung, wobei die zweite und die dritte Vergleichseinrichtung durch einen gemeinsamen Kolbenschieber, der vom Steuerdruck entgegen einer Rückstellkraft verschiebbar ist, verwirklicht ist.

Beschreibung der Erfindung

In dem Ausführungsbeispiel ist vereinfacht eine Brennkraftmaschine 1 dargestellt mit einem Saugrohr 2 und einer Abgassammelleitung 3· Eingangs ist das Saugrohr 2 mit einem Luftfilter 5 versehen und anschließend als profilierter sich in Strömungsrichtung erweiternder Lufttrichter 6 ausgebildet. Stromabwärts davon mündet in das Saugrohr eine von der Abgassammelleitung 3 herführende Abgasrückführleitung ein, in der ein pneumatisch ,betätigtes Abgasrückführventil 9 angeordnet ist. Dieses weist ein Drosselorgan 11 auf in Form eines Tellerventils, dessen Schaftende mit einer Stellmembran 13 einer ersten Stellvorrichtung 14 verbunden ist. Die Stellmembran ist auf der einen Seite der Umgebungsluft ausgesetzt und schließt auf der anderen Seite einen Arbeitsraum 15 im Gehäuse der Stellvorrichtung ein und wird von dieser Seite durch die Vorspannkraft einer Feder 16 in Schließrichtung des Drosselorgans 11 belastet.

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Die Brennkraftmaschine wird in üblicher Weise durch eine Kraftstoffdosiereinrichtung in Form einer Kraftstoffeinspritzpumpe 18 mit Kraftstoff versorgt. Es kann sich dabei, wie hier im Beispiel gezeigt, um eine Reiheneinspritzpumpe bekannter Ausführung oder auch um eine ■Verteilereinspritzpumpe handeln. Die Einspritzpumpe wird von einer Kraftstofförderpumpe 19 aus einem Kraftstoffvorratsbehälter über eine Kraftstoffversorgungsleitung 21 mit Kraftstoff versorgt. Dabei ist der Kraftstofförderpumpe 19 unmittelbar ein Kraftstoffilter 22 nachgeschaltet und parallel zur Kraftstoffförderpumpe in einer Rückströmleitung zum Kraftstoffvorratsbehälter ein Druckregelventil 24 vorgesehen. Mit diesem kann ein gewünschter, konstanter Kraftstofförderdruck eingehalten werden, der jedoch bei Bedarf entsprechend ausgewählten Betriebsparametern wie z, B. Luftdruck oder Temperatur beeinflußt werden kann.

Die Kraftstoffversorgungsleitung 21 führt durch einen ersten Druckraum 25 eines Differenzdruckventils 26 zur Führungsbohrung 27 eines als Drosselorgan in der Kraftstoffversorgungsleitung dienenden, mit einer Ringnut 29 versehenen Steuerschiebers 30. Je nach Lage des Steuerschiebers 30 gibt die eine Begrenzungskante der Ringnut 29 ' einen mehr oder weniger großen Zumeßquerschnitt 31 bzw. Durchtrittsquerschnitt der in die Führungsbohrung 27 im Bereich der Ringnut 29 einmündenden Kraftstoffversorgungsleitung 21 frei. Stromabwärts des Zumeßquerschnitts führt die Kraftstoffversorgungsleitung wieder aus der Führungsbohrung 27 hinaus und durch einen zweiten Druckraum 32 des Differenzdruckventils zur Kraftstoffeinspritzpumpe 18. Die Verschiebbarkeit des Steuerschiebers 30 in Bezug auf den Wiederaustritt der Kraftstoffversorgungsleitung 21 ist so bemessen, daß diese ständig in "Verbindung mit der Ringnut 29 bzw. mit dem zwischen dieser und der

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Pührungsbohrung 27 gebildeten Ringraums bleibt.

Der erste Druckraum 25 des Differenzdruckventils 26 wird durch eine Membran 33 vom zweiten Druckraum 32 getrennt. In diesem ist eine die Membran 33 in deren Verstellrichtung belastete Druckfeder 34 angeordnet. In den ersten Druckraum 21 ragt stutzenförmig eine Steuerleitung 35 so ein, daß deren Austrittsöffnung 36 parallel zur Membranfläche liegt und die Stellmembran 33 und die Austrittsöffnung 36 zusammen ein Ventil bilden. Je nach Auslenkung der Membran 33 wird somit die Austrittsöffnung 36 der Steuerleitung 35 mehr oder weniger geöffnet bzw. verschlossen. Die Stellung der Membran bestimmt die dort abfließende Kraftstoffmenge.

Der vom Steuerschieber 30 in der als Sackbohrung ausgebildeten Führungsbohrung 27 eingeschlossene Druckraum ist über eine feste Drossel 39 ständig mit der Kraftstoffversorgungsleitung 21 stromaufwärts des Zumeßquerschnitts 31 verbunden. Bei der gezeigten Ausführung ist dazu der Verbindungskanal 40 zwischen Führungsbohrung 27 und erstem Druckraum 25 vorgesehen. Auf diese Weise wirkt auf den Steuerschieber 30 ein geregelter, im wesentlichen konstanter Kraftstoffdruck, durch den nun der Steuerschieber 30 auf einen Schwenkarm 41 gedrückt wird, der einseitig und reibungsarm gelagert ist, und an dessen in den Bereich des Lufttrichters 6 ragenden Ende eine quer zur Luftströmungsrichtung liegende Stauscheibe 42 befestigt ist. Diese wird durch den Staudruck der Luftströmung bzw. durch die an ihr wirkende Druckdifferenz entgegen der durch den Kraftstoffdruck erzeugten und vom Steuerschieber 30 übertragenen, im wesentlichen konstanten Kraft ausgelenkt. Mit Hilfe der Profilierung des Lufttrichters 6 kann erreicht werden, daß es für die kontinuierliche Vergrößerung der freien Ringfläche zwischen der Stauscheibe 42 und der Lufttrichterwand bei gleichbleibender Druckdifferenz an der Stauscheibe unterschiedlicher Verstellwege

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der Scheibe bedarf. Ebenso kann z. B. durch schlitzförmige Ausgestaltung des Zumeßquerschnitts 31 erreicht werden, daß sich der Zumeßquerschnitt linear mit dem Verstellweg des Steuerschiebers 30 ändert, der entsprechend der Auslenkung der Stauscheibe 42 verstellt wird. Durch die Profilierung des Lufttrichters 6 bei konstant gehaltener Rückstellkraft und bei konstant durch das Differenzdruckventil 26 eingestellten Druckabfall am Zumeßquerschnitt läßt sich somit in verschiedenen Betriebsbereichen ein angepaßtes Verhältnis von zur Brennkraftmaschine hinströmender Luftmenge zu der Kraftstoffmenge, die der Kraftstoff einspritzpumpe zugeführt wird, einstellen.

Eine Korrektur bei sich änderndem Differenzdruck am Zumeßquerschnitt 31 erfolgt durch die nachstehend beschriebene Einrichtung. Die Steuerleitung 35 führt dazu in den Arbeitsraum 43 eines druckmittelbetätigten Stellmotors 44. Ferner führt eine Entlastungsleitung 37 von der Steuerdruckleitung 35 zum Kraftstoffvorratsbehälter 20 zurück, wobei dazwischen eine Abströmdrossel 45 angeordnet ist, an der sich der in der Steuerdruckleitung 35 bzw. im Arbeitsraum 43 herrschende Steuerdruck aufbaut. Je nach Auslenkung der Membran 33 wird dieser Steuerdruck verändert.

Der Stellmotor 44 weist als Stellorgan eine Membran 46 auf, die den Arbeitsraum 43 einschließt und auf ihrer anderen Seite durch eine Druckfeder 47 belastet ist. Mit der Membran 46 ist das Schließglied eines Dreiwegeventils verbunden» Das Schließglied besteht dabei aus einem Kolbenschieber 49, der dicht in einer Bohrung 50 entsprechend der Verstellbewegung der Membran 46 verschiebbar ist. Am Kolbenschieber 49 ist eine erste Ringnut 51 und eine zweite Ringnut 52 angeordnet. In einer mittleren Stellung des Kolbenschiebers 49 ist dabei der zwischen der ersten Ringnut 51 und der Bohrung 50 gebildete Ringraum mit einer zur Umgebungsluft führenden Leitung 48 verbunden. Gleichzeitig ist der zwischen der zweiten Ringnut 52

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und der Bohrung 50 gebildete Ringraum über eine Stellraittelzufuhrleitung 53 mit einer Stellmittelquelle 54 verbunden. Diese besteht im ausgeführten Beispiel aus einem Unterdruckvorratsbehälter, der z. B. durch eine Unterdruckpumpe 55 evakuiert wird.

Eine weitere von der Bohrung 50 abführende Verbindungsleitung 57 wird in der genannten Mittelstellung durch das Kolbenstück 58 zwischen erster Ringnut und zweiter Ringnut verschlossen. Die Verbindungsleitung 57 führt zu dem Arbeitsraum 15 der ersten Stellvorrichtung 14.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung arbeitet folgendermaßen:

Wird, ausgehend von einem stationären Betriebszustand der Brennkraftmaschine über einen Stellhebel 60 das Mengenverstellorgan 63 der Kraftstoffeinspritzpumpe 18 in Richtung Kraftstoff-Mehrmenge verstellt, so muß über die Kraftstofförderleitung 21 der Einspritzpumpe entsprechend mehr Kraftstoff zugeführt werden» Bei zunächst konstanter Stellung des Steuerschiebers 30 führt dies jedoch zu einem Druckabfall in zweiten Druckraum 32 des Differenzdruckventils 26. Dieses Differenzdruckventil dient als erste Vergleichseinrichtung, mit der die tatsächlich der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge mit einer Sollkraftstoffmenge verglichen wird, die aus der angesaugten Frischluftmenge abgeleitet wird. Das geschieht durch die Verstellung des Steuerschiebers 30 und die entsprechende Veränderung des ZumeßquerSchnitts 31. Bei konstantem Druckabfall am Zumeßquerschnitt 31 ist damit die Sollkraftstoffmenge bestimmt. Weicht die von der Kraftstoff-Einspritzpumpe entnommene IstKraftstoffmenge von dieser Soll-Kraftstoffmenge ab, so kommt es nun zur obengenannten Erniedrigung

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des Druckes im zweiten Druckraum 32 bzw. zu einer Veränderung des am Zumeßquerschnitt 31 eingestellten Differenzdrucks. Diese Änderung bewirkt eine Verstellung der Membran 33, in diesem Fall entgegen der Kraft der Feder 34 und führt zu einer Vergrößerung der Öffnung 36. Durch die hier nunmehr vergrößerte Kraftstoffabströmmenge, die das Ergebnis des Vergleichs bzw. die Abweichung vom Sollwert darstellt, vergrößert sich unter dem Einfluß der festen Abströmdrossel 45 der Steuerdruck in der Steuerdruckleitung 35 bzw. im Arbeitsraum 43 des Stellmotors 44. Dessen Membran 46 wird nun entgegen der Kraft der Feder 47 verstellt und der Kolbenschieber 49 aus seiner neutralen Mittelstellung verschoben. Dabei kommt die Verbindungsleitung 57 in Verbindung mit der ersten Ringnut 51 und über diese mit der Atmosphäre. Der Arbeitsraum 15 der ersten Stellvorrichtung 14 wird belüftet, so daß das Drosselorgan 11 unter Einwirkung der Feder 16 in Schließrichtung gebracht wird. Damit wird die Größe der rückgeführten Abgasmengen reduziert bzw. ganz unterbrochen. Der verminderte Anteil des Abgases am gesamten, von der Brennkraftmaschine angesaugten Volumen wird nunmehr durch Frischluft ersetzt. Durch den zunächst höheren stromabwärts der Stauscheibe 42 herrschenden Unterdruck wird diese soweit ausgelenkt, bis an ihr wieder Kräftegleichgewicht herrscht. Entsprechend wird der Steuerschieber 30 verschoben und der Kraftstoffzumeßquerschnitt so lange vergrößert, bis wieder das durch das Differenzdruckventil 26 eingestellte Druckgefälle an diesem Querschnitt erreicht ist.

Der oben beschriebene Regelvorgang läuft bei einer Verminderung der Kraftstoffeinspritzmenge im umgekehrten Sinn ab. Der Stellmotor 44 in Verbindung mit dem Kolbenschieber 49 und der Feder 47 stellt eine zweite Vergleichseinrichtung 56 dar. Dort wird der sich in der Steuerleitung 35 aufbauende Steuerdruck mit einem Sollwert verglichen, der aus der Federcharakteristik der Druckfeder 47 in Verbindung mit der Zuordnung des Kolbenstücks 58 zur Eintrittsöffnung der Verbindungsleiung 57 in die Bohrung 50 dargestellt ist. Mit der Vergleichseinrichtung läßt sich der

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genaue Einsatzpunkt der Abgasrückführung festlegen. Auch können Zwischenstellungen des Drosselorgans eingehalten werden, indem das Kolbenstück 58 die Verbindungsleitung 57 verschließt und im Arbeitsraum 15 ein Teilunterdruck als Mischdruck aus dem atmosphärischen Druck und dem in der Stellmitteldruckquelle herrschenden Unterdruck erhalten bleibt. Vorteilhaft kann zur schnellen Betätigung des Drosselorgans 11 und damit zur Erhöhung der Regelgeschwindigkeit bei dieser Ausgestaltung ein hoher Arbeitsdruck verwendet werden. Die Ausführung der zweiten Vergleichseinrichtung erlaubt ein schnelles Regelergebnis bereits mit geringem Hub der Membran 46. Die beschriebene Einrichtung läßt sich beispielsweise aus Kunststoff-Spritzgußteilen herstellen, und ist sehr einfach aufgebaut. Die Arbeitsweise wird dabei in nur sehr geringem Maße von der Reibung beeinflußt. Für die Einsteuerung hoher Stelldrücke sind nur geringe Kraftstoffdrücke in der Steuerdruckleitung notwendig. Durch die Membran 46 wird eine sichere Abtrennung des Steuerdruck- bzw. des Kraftstoffkreislaufs von der Umgebung erzielt. Der Kraftstoff ist ferner nicht den an einem Abgasrückführventil herrschenden Temperaturen ausgesetzt, wie das bei anderen bekannten Ausführungsformen von Abgasrückführsteuereinrichtungen bekannt ist.

Mit der beschriebenen Einrichtung nach Fig. 1 wird die rückgeführte Abgasmenge so begrenzt, daß ein Mindestluftüberschuß für die Verbrennung bleibt. Es ist jedoch bei verschmutztem Saugrohr bzw. Ansaugluftfilter oder bei undichtem Abgasrückführventil möglich, daß, obwohl sich das Drosselorgan in der Abgasrückführleitung voll in Schließstellung befindet, die angesaugte Luftmenge nicht ausreicht, um die zugemessene Kraftstoffmenge voll zu verbrennen. Für diesen Fall ist in erfindungsgemäßer Ausgestaltung eine Zusatzeinrichtung vorgesehen, die in der Ausführung nach Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist. Diese Zusatzeinrichtung besteht aus einer dritten Vergleichseinrichtung 61 j die in gleicher Weise aufgebaut ist wie die zweite Vergleichseinrichtung 56. Zu der dritten Ver-

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gleichseinrichtung führt von der Steuerdruckleitung 35 eine Steuerdruckleitung 35'· Ferner zweigt von der Stellmittelquelle 54 eine zweite Steilmittelzufuhrleitung 53' ab und führt hier jedoch zu der ersten Ringnut 51' der dritten Vergleichseinrichtung. Die zweite Ringnut 52' ist in diesem Fall mit der Atmosphäre verbunden. Analog zur zweiten Vergleichseinrichtung 56 führt die Verbindungsleitung 57' zu dem Arbeitsraum 62 einer zweiten Stellvorrichtung 64, die im wesentlichen gleich aufgebaut ist, wie die erste Stellvorrichtung 14. Die. federbelasfre-re Stellmembran dieser Stellvorrichtung ist über ein Gestänge 66 derart mit dem Mengenverstellorgan 63 der Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden, daß bei Einleitung von Unterdruck in den Arbeitsraum 62 und der dadurch bedingten Auslenkung der Stellmembran 65 entgegen der Kraft der Feder das Mengenverstellorgan 63 in Richtung geringerer Kraftstoffeinspritzmenge verstellt wird. Das Mengenverstellorgan 63 ist dabei über den Regler elastisch mit dem Verstellhebel 6O gekoppelt, so daß eine unabhängige Bewegung möglich ist.

Die dritte Vergleichseinrichtung 6l ist so eingerichtet, daß erst nachdem das Abgasrückführventil 9 geschlossen ist, bei steigendem Druck in der Leitung 35 die Verbindung zwischen der Stellmittelzufuhrleitung 53' und der Verbindungsleitung 57' über die erste Ringnut 51' hergestellt wird und mit Hilfe der zweiten Stellvorrichtung 64 die Stellung des Mengenverstellorgans korrigiert wird. Ist also auch nach geschlossenem Abgasrückführventil die eingespritzte Kraftstoff menge im Verhältnis zur angesaugten Luftmenge zu groß, so steigt in der zuvor beschriebenen Weise der Steuerdruck in der Steuerdruckleitung 35' weiter an, so daß ab einem bestimmten Punkt, der durch die Rückstellkraft der Feder in der dritten Vergleichseinrichtung 61 und die Lage der ersten Ringnut 51' zur Einmündung der Verbindungsleitung 57' bestimmt ist, die zweite Stellvorrichtung 64 mit Druckmittel beaufschlagt wird, um die Kraftstoffeinspritzmenge

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zu reduzieren bis ein gewünschter Wert von Kraftstoff zu Luft erreicht ist.

Durch die Änderung der Federkraft in den Vergleichseinrichtungen in Abhängigkeit vom Kolbenschieberhub kann bei Vollast ein anderes Kraftstoff/Luftverhältnis (Luftzahl "λ. ) erzwungen werden als bei Teillast, wo das Abgasrückführventil bei geschlossener Verbindungsleitung 57 in teilgeöffneter Stellung haltbar ist.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der zweiten Vergleichseinrichtung 56 bzw. der dritten Vergleichseinrichtung 61. Auch hier ist ein Stellmotor 68 vorgesehen, der eine Stellmembran 69 aufweist, die einen Arbeitsraum 70 im Gehäuse 71 des Stellmotors dicht einschließt. Auf der gegenüberliegenden Seite wird die Stellmembran durch eine Druckfeder 73 belastet. In den Arbeitsraum 70 mündet die Steuerdruckleitung 35 bzw. 35' ein.

Mit dem Stellmotor ist ein Dreiwegeventil 74 verbunden^ wie das auch bei der zweiten Vergleichseinrichtung 56 und der dritten Vergleichseinrichtung 61 der Fall ist. Das Dreiwegeventil weist einen Ventilkörper auf, der zweigeteilt ist wobei der eine Teil 75 mit dem Gehäuse 71 des Stellmotors fest verbunden ist. Mit dem anderen Ventilkörperteil 77 zusammen wird ein Hohlraum 76 eingeschlossen, in dem als Ventilschließglied eine an einem Schaft 78 befestigte Kugel 79 angeordnet ist. Der Schaft 78 ragt durch eine im Ventilkörperteil 75 angeordnete Verbindungsbohrung des Hohlraums 7 6 zur Umgebungsluft heraus und ist an seinem Ende mit der Stellmembran 69 fest verbunden. Der Eintritt der Verbindungsbohrung 80 in den Hohlraum 76 ist als Ventilsitz 81 ausgebildet, an dem die Kugel 79 als Ventilschließglied angepaßt ist. Koaxial zur Verbindungsbohrung mündet auf der gegenüberliegenden Seite die Stellmittelzufuhrleitung 53 bzw. 53' in den Hohlraum ein. Auch diese

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Einmündung ist als Ventilsitz 82, an dem die Kugel 79 angepaßt ist, ausgestaltet. Unverschließbar führt ferner aus dem Hohlraum 76 die Verbindungsleitung 57 bzw. 57' zu den entsprechenden Stellvorrichtungen ab.

Die beschriebene Ausgestaltung weist den Vorteil auf, daß die Verstellung des Ventilschließgliedes von keinei Reibung beeinflußt wird. Ein Pestfrieren bei tiefen Temperaturen oder eine Schwergängigkeit ist bei dieser Ausgestaltung nicht zu erwarten. Die Einrichtung ist einfach aufgebaut und kann in vorteilhafter Weise auch aus Kunststoffspritzgußteilen zusammengebaut werden.

Die Ausgestaltung nach Fig. 3 zeigt eine Ausführung, bei der die zweite und die dritte Vergleichseinrichtung zu einer gemeinsamen Einrichtung zusammengefaßt wurden. Die Bildung des Steuerdrucks erfolgt hierbei in gleicher Weise wie bei der Ausgestaltung nach Pig. I und braucht hier nicht näher erläutert werden. Anstelle der zweiten und der dritten Vergleichseinrichtung ist hier ein Steuerschieber 84 vorgesehen, der innerhalb eines geschlossenen Zylinders 85 verschiebbar ist. Zwischen der ersten Stirnseite 86 des Zylinders und der gegenüberliegenden Stirnseite des Steuerschiebers ist eine Druckfeder 87 angeordnet. Der dort im Zylinder 8S eingeschlossene Raum 97 ist über eine Bohrung 88 mit der Atmosphäre ständig verbunden. Zwischen der gegenüberliegenden zweiten Stirnseite 89 des Zylinders und der anderen Stirnseite des Steuerschiebers 84 ist ein Arbeitsraum 90 dicht eingeschlossen, in den die Steuerdruckleitung mündet.

Der Steuerschieber 84 weist drei Außenringnuten auf, von denen die beiden außenliegenden Außenringnuten, die Außenringnut 91 und die Außenringnut 92 mit einer im Steuerschieber vorgesehenen axialen Sackbohrung 93 in Verbindung stehen, die sich in den Raum 97 hin öffnet. Der zwischen der mittleren Außenringnut 94 und der ersten Außenringnut 91 liegendesteg sowie der zwischen der mittleren Außenringnut 94 und der

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zweiten Außenringnut 92 liegende Steg 9.6 weisen eine Breite auf, die mindestens gleich groß ist wie der Durchrmesser einer in den Zylinder 85 führenden Stellmittelzufuhr leitung 53 oder der aus dem Zylinder 85 abführenden Verbindungsleitungen 57 bzw. 57' zur ersten Stellvorrichtung 14 bzw. zweiten Stellvorrichtung 64.

Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine, bei der die angesaugte Luftmenge und die eingespritzte Kraftstoffmenge im gewünschten Verhältnis zueinander stehen, befindet sich der Steuerschieber 84 in der gezeigten Mittelstellung. Dabei steht die Stellmittelzufuhrleitung 53 in Verbindung mit der mittleren Außenringnut 94. Die Verbindungsleitung 57', die zu der das Mengenverstellorgan der Einspritzpumpe betätigenden zweiten Stellvorrichtung 64 führt, ist über die zweite Außenringnut 92, die Sackbohrung 93 und die Bohrung 88 mit der Atmosphäre verbunden. Der Arbeitsraum der zweiten Stellvorrichtung 64 ist somit belüftet, so daß das Gestänge 66 unter der Einwirkung der Rückstellfeder von dem Mengenverstellorgan abgehoben wird, und auch bei Vollaststellung des Mengenverstellorgans keine Einflußnahme ausgeübt wird. Die Verbindungsleitung 57, die zum Arbeitsraum der ersten Stellvorrichtung 14 führt, ist in der genannten neutralen Stellung des Steuerschiebers 84 durch den ersten Steg 95 verschlossen. Tritt nun eine Änderung des Steuerdrucks in der Steuerdruckleitung 35 auf, so wird z. B. der Steuerschieber 84 bei sich erhöhendem Druck nach links verschoben entgegen der Kraft der Feder 87. Dadurch gelangt die Verbindungsleitung 57 mit der ersten Außenringnut 91 in Verbindung, so daß über die Sackbohrung 93 atmosphärischer Druck in den Arbeitsraum 15 der ersten Stellvorrichtung 14 gelangen kann. Demzufolge kann sich die Druckfeder 16 entspannen und bewirkt, daß das Drosselorgan 11 sich in Schließrichtung bewegt.

Der obenbeschriebene Vorgang entspricht einem Zustand, bei dem zu wenig Frischluft in die Brennkraftmaschine gelangt.

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Ist der Frischluftanteil nach dem Schließen des Abgasrückführventiis 9 immer noch zu gering, so steigt der Druck in der Steuerdruckleitung 35 weiter an. Entsprechend diesem höheren Druck wird der Steuerschieber 84 weiter nach links entgegen der Kraft der Feder 87 verschoben, bis die Verbindungsleitung 57' in Verbindung mit der mittleren Ringnut 94 gelangt. Von diesem Augenblick an kann der Unterdruck aus dem Unterdruckvorratsbehälter 54 bis in den Arbeitsraum 62 der zweiten Stellvorrichtung 64 durchgreifen. Die Stellmembran 65 wird nun entgegen der Kraft der Feder verstellt und das Gestänge 66 in Kontakt mit dem Mengenverstellorgan 63 gebracht. Unter Einwirkung des Unterdrucks wird dann das Mengenverstellorgan soweit verschoben, bis die eingespritzte Kraftstoffmenge so gering geworden ist, daß sich der in der Steuerdruckleitung 35 bildende Steuerdruck wieder verringert hat.

Ist eine Abregelung der Kraftstoffeinspritzmenge nicht mehr notwendig, so sinkt der Steuerdruck derart ab, daß der Steuerschieber 84 nach rechts verschoben wird, bis zur gezeigten Stellung oder wenn notwendig noch mehr, so daß die Verbindungsleitung 57' durch den Steuerschieber ganz verschlossen wird und die Verbindungsleitung 57 in Verbindung mit der mittleren Außenringnut 94 kommt. In dieser Stellung kann der Unterdruck in den Arbeitsraum 15 der ersten Stellvorrichtung 14 gelangen und dabei ein öffnen des Abgasrückführventiis bewirken. Ist eine zulässige Abgasrückführrate erreicht, bei der das gewünschte Kraftstoff-Luftverhältnis noch eingehalten ist, wird sich der Steuerdruck in der Steuerdruckleitung wiederum so weit erhöhen, daß der Steuerschieber in die gezeigte Ausgangsstellung gelangt. Hierbei kann dann das Abgasrückführventil in einer halbgeöffneten Stellung gehalten werden. In dieser Stellung und auch in der Stellung, bei der die Verbindungsleitung 57 in Verbindung mit Außenringnut 94 ist, ist die Verbindungsleitung 57' in Verbindung mit der zweiten Außenringnut 92, so daß eine Abregelung der Kraftstoffeinspritzmenge nicht mehr vorliegt. Gleicherweise wie das Abgas-

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rückführventil kann in der anderen Extremstellung die
zweite Stellvorrichtung in einer Zwischenstellung fixiert werden.

Durch eine Umgehungsleitung 98 ₃ die die Verbindungsleitung 57' direkt mit der Stellmittelzufuhrleitung 53 verbindet, und die ein Schaltventil 99 enthält, ist es möglich, die Kraftstoffeinspritzmenge auf 0 zu reduzieren.

Mit der beschriebenen Einrichtung kann man durch die
Ausgestaltung der Charakteristik der Druckfeder 87 in
Verbindung mit dem zu erzielenden Steuerdruck in der
Steuerdruckleitung 35 und entsprechend der Zuordnung der Verbindungsleitung 57 bzw. 57' und der Stellmittelzufuhrleitung 53 zur Lage des Steuerschiebers 84 Sollwertpunkte schaffen, ab denen eine Abgasrückführung möglich, bzw. ab denen eine Reduzierung der Kraftstoffeinspritzmenge nötig ist. Selbstverständlich läßt sich die beschriebene Steuerung auch auf elektrischem Wege verwirklichen, wobei z. B.
der Steuerdruck in eine entsprechende elektrische Größe
verwandelt wird, die mit Hilfe von Vergleichseinrichtungen mit entsprechenden Sollwerten verglichen wird. Beim überschreiten oder Unterschreiten der Sollwerte werden entsprechend elektro-mechanische Stellglieder angesteuert. Auch
läßt sich die von der ersten Vergleichseinrichtung abgegebene Steuergröße bereits als elektrische Größe mit bekannten, hier näher zu beschreibenden Mitteln, darstellen. Bei der beschriebenen Ausgestaltung werden in vorteilhafter Weise die bei Brennkraftmaschinen bereits zur Verfügung stehenden Energiequellen in Form von Kraftstoffdruck oder Unterdruck zur Durchführung der gewünschten Regelaufgaben angewandt. Die verwendeten Stellwerke lassen sich einfach herstellen und weisen eine hohe Betriebssicherheit auf.

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Claims

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Ansprüche

ΐλ Einrichtung zum Regeln der Zusammensetzung des in
die Brennräume einer Brennkraftmaschine eingebrachten
Betriebsgemisches mit einer Einrichtung zum Steuern
einer Abgasrückführmenge, ferner mit einer die von der Brennkraftmaschine angesaugte Frischluftmenge als Ist-Luftmenge messenden Einrichtung, einer Einrichtung zur Bildung einer aus der Ist-Luftmenge abgeleiteten
Steuergröße für die Soll-Kraftstoffmenge, die in einer ersten Vergleichseinrichtung (24) mit der von einer Kraftstoff dosiereinrichtung (18) geförderten Ist-Kraftstoffmenge verglichen wird und mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer entsprechenden dem Vergleichsergebnis änderbaren ersten Steuergröße,entsprechend der ein die Abgasrückführmenge beeinflussendes Drosselorgan (11) mittels einer ersten Stelleinrichtung (14) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Vergleichseinrichtung (56) zum Vergleich

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der ersten Steuergröße mit einem ersten Sollwert vorgesehen ist, bei dessen über- oder Unterschreiten eine Hilfsenergiequelle zur Betätigung der mit dem Drosselorgan (11) verbundenen Stelleinrichtung (14) schaltbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Vergleichseinrichtung (öl) zum Vergleich der ersten Steuergröße mit einem zweiten Sollwert vorgesehen ist, bei dessen Überschreiten oder Unterschreiten eine zweite Stellvorrichtung (64) betätigbar ist, die auf ein Mengenverstellorgan (63) der Kraftstoffdosiereinrichtung (18) wirkt...
3· Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die erste Vergleichseinrichtung (26) eine Abströmöffnung (36) für Stellmittelmengen von einer Konstantdruckquelle zu einer Steuerdruckleitung (35) steuerbar ist und in der Steuerdruckleitung als erste Steuergröße ein Steuerdruck an einer Abströmdrossel (45) gebildet wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet, daß die zweite- und/oder dritte Vergleichseinrichtung aus einem durch Druckmittel betätigbaren Stellmotor (44) besteht, dessen Stellorgan (46) mit dem entgegen der Kraft einer Rückstellfeder bewegbaren Stellglied eines Drei-Wege-Ventils verbunden ist, durch das eine Verbindung zwischen Stellvor-

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richtung (14, 64) und einer Stellmittelquelle (54, 55) oder zu einem Entlastungsraum herstellbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drei-Wege-Ventil als Ventilschließglied einen Schieber (49) aufweist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drei-Wege-Ventil als Ventilschließglied eine Kugel (79) aufweist, die mit einem ersten an der Durchflußöffnung einer Stellmittelzufuhrleitung (53) gebildeten Ventilsitz (81) und einem zweiten an einer Verbindungsöffnung (80) zu dem Entlastungsraum gebildeten zweiten Ventilsitz (82) zusammenarbeitet.
7. Einrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vergleichseinrichtung und die dritte Vergleichseinrichtung als doppeltes Drei-Wege-Ventil ausgebildet sind, dessen Ventilschließglied ein in einem Zylinder (85) verschiebbaren Steuerschieber (84) ist, der vom Steuerdruck entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (87) verschiebbar ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß die Pederkenngröße der Rückstellfeder (47, 47', 87') in Abhängigkeit von Motorparametern änderbar ist.

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ORIGINAL INSPECTED