DE2916554A1 - Antriebseinrichtung fuer brennkraftmaschinen zur verminderung von luftverunreinigung - Google Patents

Antriebseinrichtung fuer brennkraftmaschinen zur verminderung von luftverunreinigung

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DE2916554A1 DE19792916554 DE2916554A DE2916554A1 DE 2916554 A1 DE2916554 A1 DE 2916554A1 DE 19792916554 DE19792916554 DE 19792916554 DE 2916554 A DE2916554 A DE 2916554A DE 2916554 A1 DE2916554 A1 DE 2916554A1
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Description

Antriebseinrichtung für Brennkraftnaschinen zur Verminderung
von Luftverunreinigung.,
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Antreiben einer Brennkraftmaschine mit Fremdzündung oder Selbstzündung in den Betriebsbereichen, in welchen, z.B0 beim Stadtverkehr, ein Halt-und Anfahrbetrieb erforderlich ist.
Es ist bekannt, dass ein erheblicher Anteil des Brennstoffmehrverbrauchs und der Emission von Abgasen dem Schrittfahren beim Halt- und Anfahrbetrieb, wie er beim Stadtverkehr auftritt, zugeschrieben v/erden kann.
Nach Kenntnis des Anmelders sind keine geeigneten Mittel bekannt, um einen solchen Mehrverbrauch und solche Emissionen zu vermindern.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, welche für die Reduzierung des Brennstoffverbrauchs und der Umweltverunreinigung bestimmt ist. Eine Hilfskrafteinheit ist vorgesehen, welche angeschaltet wird, wenn ein Abtastmechanismus einem Signalaus— wert- und Steuerkreis signalisiert, dass die Maschine im Leerlauf läuft, z.B. bei einer auf Halt stehenden Verkehrsampel, oder dass eine Verzögerung des Fahrzeugs erfolgt. Die Brennstoffzufuhr wird abgesperrt,und ein Zeitgebersystem bewirkt die Unterbindung der Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine über einen vorbestimmten wählbaren Zeitraum. Y/enn diese Bedingungen abgetastet werden, bewirkt die Hilfskrafteinheit (hydraulisch oder elektrisch), dass die Maschine ohne Brennstoffverbrauch läuft. Wenn normale Verkehrsbedingungen abgefühlt werden, wird der Brennstoff wieder zugeführt und der übliche Betrieb beginnt wieder.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung ermöglicht eine Energie-
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rückgewinnung derart, dass sie den Lauf der Brennkraftmaschine für eine "begrenzte Zeit während des Anhaltens des \7agens ohne Zuführung von Kraftstoff ermöglicht und das darauf folgende Anfahren erleichtert.
Die hydrauliche und pneumatische Einrichtung gemäss der Erfindung ermöglicht es, den Brennstoffverbrauch und die schädlichen Emissionen während des Halt-und Anfahrbetriebes ohne Manipulationen des Fahrer, mit Ausnahme der an sich üblichen, zu vermindern.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den Zeichmingen zeigen:
Fig. 1 schematisch den allgemeinen Aufbau einer hydraulischen und pneumatischen Einrichtung,
Pig, 2 eine Abwandlungsform des Aufbaus gemäss Fig. 1, und
Fig. 3 eine elektromechanisch^ Einrichtung gemäss der Erfindung.
In Fig. 1 ist dargestellt eine Brennkraftmaschine 1, ein üblicher Anlasser 2, eine Schwungscheiben- und Kupplungseinheit 3, ein Getriebe 4, ein Hilfssystem 5 zur Antriebsübertragung auf die Hauptwelle 6 über die Webenwelle 7, eine hydraulische und pneumatische Antriebspumpe 8 mit einer variablen Durchströmmenge, ein Ölreservoir 9,einen Druckspeicher 10 mit dem ihm zugeordneten Druckanzeiger 11β Ferner ist dargestellt ein Vergaser 12 und ein elektromagnetisches Ventil 13 mit einer Rückstellfeder 36 zum Absperren des Brennstoffstromes in den Leerlaufkanal 14. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet symbolisch die verschiedenen Stellungen die von einem Getriebeschalthebel 16 eingenommen werden. Das Bezugszeichen 17 zeigt die übliche Speicherbatterie, 18 den Anlasschalter, 19 den Hauptschalter der erfindungsgemässen Einrichtung, 20 einen Freigäbeschalter, der auf das Erreichen der Dauerbetriebs-Temperaturbedingungen der Brennkraftmaschine 1 anspricht, 21 einen Freigabeschalter,
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der auf die Freigabe des Beschleunigungspedals anspricht, 22 einen Freigabe,Schalter, der auf die Nullstellung des Schalthebels anspricht, 23 einen Freigabeschalter für den Wagen unter Anfahrbedingungen der Maschine, .24 einen Freigabeschalter, der auf das Erreichen eines vorgwählten Drucks anspricht, 25 eine Einstellvorrichtung für die Durchetriimraenge der hydraulischen und pneumatischen Pumpe 8, 25a den Eingang vom Freigabeschalter, der auf die Freigs.be des Beschleunigungspedals anspricht, 25b der Eingang des vom Druckanzeiger 11 kommenden Drucksignals und 25c den Ausgang für die Regelung der Durchströmmenge der Pumpe 8, 26 bezeichnet eine Anordnung, welche die Antriebsbewegung für die Brennkraftmaschine über die Pumpe 8 einstellt, 26a den Eingang vom Freigabeschalter für den Wagen bei dem Getriebe in Nullstellung, 26b den Eingang dos Drucksignals und 26c den Ausgang zur Einstellvorrichtung für die Durchströmmenge der Pumpe 8, 27 eine Anordnung, welche die von der Pumpe 8 als Hilfsaggregat für die Maschine 1 abgegebene Kraft steuert, 27a ist der Eingang vom Freigabeschalter für den Wagen bei Anfahrbedingungen der Brennkraftmaschine, 27b der Eingang des von (dem Druckanzeigegerät) 11 kommenden Drucksignals und 27c ist eine Einstellvorrichtung für die Durchströmmenge der Pumpe 8, 28 ist eine Hilfseinheit für Notfallbetrieb, wenn eine plötzliche Bremsung während der Beschleunigungsstufe unmittelbar nach dem Anfahren der Maschine erfolgt, 28a zeigt den Freigabeeingang für das übliche Bremssystem, 28b ist die Ansperrung der Anordnung 27, 28c ist der Steuerausgang für die Betätigung der Vorrichtung 25,und 29 ist eine Servosteuerung für die Betätigung des Stellhebels 30 für die Durchströmmenge der hydraulischen und pneumatischen Antriebspumpe 8«
Das Bezugszeichen 31 zeigt eine Rückstellfeder in ITic-htströmbedingung, 32 einen Sensor für die Verzögerungsbedingung des Wagens und die Freigabe des Beschleunigungspedals, 32a ist der Kontakt für die Drosselklappe 33 in Leerlaufstellung und 32b ist die Sonde für Unterdruck stromab von 33» 34 zeigt einen Zeitgeber und 35 einen Handschalter zum Abschalten von 13.
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Die Einrichtung arbeitet wie folgt;
Die Einrichtung beginnt mit ihrer Tätigkeit, wenn der Thermostat 37 dem Schalter 20 signalisiert, dass die Brennkraftmaschine 1 unter normalen Temperaturbedingungen arbeitet. Wenn z.B. eine Verkehrsampel mit einem roten (Stopp-)Signal beobachtet wird, beginnt die progressive Yerlangsamung des Wagens, und es erfolgt eine Speicherung der Kraft im Druckspeicher 10 nach Signalisierung von 32, welcher ein Sehliessen von 21 und eine Aktivierung von 25a bewirkt. (Der Druckanzeiger) 11 sendet gleichzeitig das Signal des in (dem Druckspeicher) 10 vorhandenen Druckwertes, v/elcher bei 25b und über 25c beeinflusst, die Durchflussmenge der Pumpe 8 über (Servosteuerung) 29 einstellt, wobei die Einstellung in dem Sinn erfolgt, dass die Durchflussmenge von 8 bei einem Maximum liegt, wenn in 10 der Druck bei einem vorbestimmten Minimum liegt, und die Durchflussmenge der Pumpe ITuIl wird, wenn der vorgewählte Maximaldruck in 10 erreicht ist. Öl wird aus dem Reservoir 9 durch die Pumpe 8 angesaugt und in den Druckspeicher 10 gefördert.
Das Sehliessen von 21 beeinflusst ebenso das Ventil 13 derart, dass Brennstoff von 14 während der gesamten Verzögerungszeit abgesperrt ist. Nachdem der Wagen steht und der Getriebeschalthebel 16 in Nullstellung steht, wird (der Schalter) 22 geschlossen, wenn die' Freigabe 24 ihn erreicht, um einen Druck des Druckspeichers 10 über den vorgewählten Minimaldruck zu signalisieren, und wenn die Elektrizität (den Zeitgeber) 34 erreicht. Der Zeitgeber 34 betätigt 13 und 26 gleichzeitig, sobald die vorbestimmte Zeit abläuft, wobei (das Magnetventil) 13 das Abschalten der Brennstoffzuführung von 14 bewirkt. Der durch den Zeitgeber 34 betätigte (Eingang ) 26a und der durch das von 11 kommende Drucksignal betätigte (Eingang) 26b veranlassen den Ausgang 26c über (die Servosteuerung) 29 die Durchströmmenge durch die Pumpe 8 so einzustellen, dass (das Hilfssystem) 5 und (die Nebenwelle) 7 die Brennkraftmaschine 1 antreibt.
Wenn die Verkehrsampel freie Fahrt (G-O) signalisiert#.vird der
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Schalthebel 16 aus der Nullstellung in die Stellung des niedrigsten Ganges verschoben. Dieses Manöver schliesst bei Freigabe durch 24, den Schalter 23 und betätigt damit 27a» der zusammen mit 27b über 27c und mittels (der Servosteuerung) 29 die Durchströmmenge an Öl einstellt, welches von dem Druckspeicher 10 zum Pumpenantrieb 8 strömt und über 5 und 7 das Anfahren des V/agens bewirkt.
Im Falle einer plötzlichen Bremsung wird durch die Bremswirkung 28a betätigt, so dass 28b (die Anordnung) 27 absperrt und an deren Stelle 25 mit Hilfe von 28c einschaltet, um auf diese Weise vom Hilfsantrieb auf eine Hilfsbremswirkung umzuwechseln.
Die Hauptfunktion des Zeitgebers 32 ist es, zu verhindern, dass die erfiiidungsgemässe Einrichtung bei glatt laufendem Verkehr zur Y/irkung gelangt, für den Pail, dass eine schnelle Kupplungsverstellung bewirkt wird.
Figo 2 zeigt eine Abwandlung eines Schemas ähnlich Fig. 1, wobei gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen haben, und bei welcher die Rückgewinnung der Kraft durch einen Wechselstrommotor 38 erfolgt, der mit der Batterie 17 über einen Regelgleichrichter 39 verbunden ist.
In diesem extrem einfachen Fall der optimalen Ausnutzung einer vorhandenen Speicherbatterie wird eine zusätzliche "Vereinfachung des Schaltkreises erreicht, da keine Wiederverwendung von Kraft bei Anfahrbedingungen der Maschine erfolgt, jedoch wird die Ausnutzung der Kraft für den Antrieb der Maschine 1 während des Anhaltens des Wagens noch erreicht, so dass alle die Regelvorrichtungen entfallen. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass (die Pumpe) 8 durch (den Motor) 38 ersetzt wird und (der Druckspeicher) 10 und (das Ölreservoir) 9 durch die Batterie 17 ersetzt werden, während eine Fliehkraftkupplung 39 zusätzlich vorgesehen ist. Dieser Aufbau ist von besonderem Interesse für "run - abouti1 V/agen.
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Die Ausführungsforia gemäss Pig. 5 betrifft eine elektrische und mechanische Einrichtung, die als ein einheitlicher Teil der Brennkraftmaschine angewendet wird, welche entweder ein Zusatz- oder ein Selbctzündungssystem aufweist, wobei die Einrichtung das Verhindern einer Verbrennung ermöglicht, wenn eine solche nicht zum Antrieb des betreffenden Fahrzeugs erforderlich ist, ohne irgendwelche Manipulationen durch den Fahrer ausser den üblicherio
Es sind Vorrichtungen bekannt, welche die -Brennstoffzufuhr absperren, wenn das Beschleunigerpedal freigegeben wird. Derartige Vorrichtungen haben den erheblichen Mangel, dass sie die Brennstoffzufuhr nicht absperren, wenn das Fahrzeug während kurzzeitiger V/agenstops stehto Derartige kurze Anhaltezeiten können jedoch unter typischen Verkehrs "bedingungen, in Städten bis zu 3O°/o der gesamten luftverunreinigenden Emission darstellen.
Die in Fig. 5 gezeigte Einrichtung hat die grundlegende Eigenschaft, dass sie ein Absperren des Brennstoffs auch während kurzzeitiger Stops bewirkt und auf diese Weise entscheidend eine Verminderung des Verunreinigungsspiegels und gleichzeitig des Brennstoffverbrauchs ermöglicht.
Es wurde überraschender Weise festgestellt, dass die Kraft, die erforderlich ist, um eine Fahrzeugmaschine während kurzzeitiger Stops im Leerlauf zu halten, aus der üblichen Speicherbatterie des Wagens ohne irgendwelche wesentliche Überlastung entnommen werden kann, und die elektrische und mechanische Einrichtung, die im folgenden beschrieben wird, berücksichtigt diesen Umstand, um diese Ziele zu erreichen.
Die Einrichtung ist anhand eines Schemas in Fig. 3 dargestellt, welches nur als Beispiel dient, da Abwandlungen, sowohl des mechanischen, als auch des elektrischen Teils jederzeit vorgenommen werden können^ ohne dadurch den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
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In 51Ig. 3 bezeichnet das Bezugs zeichen 101 die Brennkraftmaschine, 102 den üblichen Anlasser mit Ritzel- und Zahnringkupplung 103, 104 das Schwungrad und die Kupplung, 105 das Getriebe, 106 ein erstes Reduziergetriebe im Ölbad zum Antrieb der Hauptwelle 107 über die im ständigen Eingriff stehende Nebenwelle 108, 109 den Elektromotor zum Antreiben der Maschine über einen zweiten in einem Ölbad liegenden irreversiblen Schnecken -trieb 131 und 110 einen Leerlaufmechanismus,, Das Bezugszeichen 111 bezeichnet den Vergaser, 112 das Elektromagnetventil zum Absperren des Brennstoffes in dem Leerlaufkanal 114, 113 ist die Rückstellfeder dazu. Das Bezugszeichen 115 bezeichnet symbolisch die verschiedenen Stellungen, die durch den Getriebeschalthebel 116 eingenommen werden. Das Bezugszeichen 117 bezeichnet die Speicherbatterie, 118 den Anlasschalter, 119 den Hauptschalter der Einrichtung, 120 den Freigabeschalter nach Erreichen des thermischen Dauerbetriebs-Temperaturzustandes der Maschine 101, der durch, den Thermostaten 121 signalisiert wird, 122 den Freigabeschalter auf ausreichende Ladebedingungen der Batterie, 123 den Sensor für die Verzögerung des Fahrzeugs, der den Beschleunigungspedal-Freigabekontakt 123a und die Sonde 123b zum Signalisieren eines starken Unterdrucks stromab der Drosselklappe 124 des Vergasers 111 einschliesst.
Das Bezugszeichen 125 zeigt den Freigabeschalter auf Nullstellung des Getriebes, 126 einen Zeitgeber, 127 einen Einwegleiter (Gleichrichter), 128 den Handschalter für das Absperren von 112 bei einem möglichen Start bei heisser Maschine,und letztlich 129 den Schalter, welcher das Absperren von 112 bewirkt, jedesmal wenn das Kupplungspedal über das übliche Hebelwerk 130 betätigt wird..
Der Betrieb der Einrichtung ist wie folgt:
Die Einrichtung tritt in Wirkung, wenn der Thermostat 121 dem Schalter 120 signalisiert, dass die Maschine UO unter normalen Teiaperaturbedingungen arbeitet.
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Beim Beginn einer üblichen Verlangsamung mit Freigabe des Beschleunigungspedals und mit dem Getriebe in Eingriff, erregt der Sensor 123 über 123a und 123b (das elektromagnetische Ventil) 112 und sperrt auf diese Weise die Brennstoffzufuhr, und (der Gleichrichter) 127 verhindert einen Betrieb von 109. Das Anhalten des Fahrzeugs schliesst üblicherweise das Verstellen des Schalthebels in Nullstellung ein, so dass der Schalter 125 geschlossen und nach einer vom (Zeitgeber) 126 voreingestellten kurzen Zeitspanne gleichseitig (den Elektromotor) 109 und (das Elektromagnetventil) 112 betätigt. (Der Motor) 109 treibt mit geringer Geschwindigkeit die Brennkraftmaschine 101 über 131, 110, 106 und 108, während (das Magnetventil) 112 eine Steuerung"oder eine Betätigung/Brennstoffabsperrung bringt»
Die Hauptaufgabe des Zeitgebers 126 ist es, zu verhindern,dass die Einrichtung gemäss der Erfindung bei glatten Strassenverkehrsbedingungen zur Wirkung gelangt, wenn eine schnelle Umschaltung des Getriebes erfolgt und, zusätzlich, beim Anhalten der Maschine, wenn der Stop über eine zweite voreingestellte Zeitgrenze hinaus andauerte Beide Zeiten können nach Wahl des Fahrers eingestellt werden.
Die Funktion des Freilaufmechanismus 110 ist es, eine Drehung des Antriebssystems 107, 108, 106 zu ermöglichen, wenn das Eeduktionsgetriebe 131 stillsteht, da der Motor 109 keinen Strom erhält.
Es wird letztlich darauf hingewiesen, dass eine derartige Einrichtung verbessert werden kann, wenn die Brennstoffabsperrung durch die Verminderungs- und Absperrnadel gemäss einer gleichzeitig laufenden Anmeldung im Namen desselben Anmelders· erfolgt, In diesem Fall wird es möglich, ggf. auftretende Anfahrverzögerungen der Maschine als Folge einer völligen Entleerung des Brennstoffes in den Kanälen stromab des Absperrsitzes des Magnetventils 112 zu verhindern.
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eerse
it

Claims (1)

  1. Dr. F. Zumstein sen. Cr. E. Α&3ΐηε<ηπ - Dr. R. Kcenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.
    4-0/4/Zi Snamprogetti S.p»A Liailand (Italien)
    Patentansprüche :_
    Cl. j Einrichtung für Brennkraftmaschinen zur "Verminderung von Luftverunreinigung und Rückgewinnung von Kraft, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
    a) Ein Kraftspeicher, welcher mechanische oder elel-rfcrische Kraft speichert, wenn die Maschine während der Fahrt des Fahrzeuges bei glattem Verkehrsablauf unter normalen Betriebsbedingungen läuft,
    b) eine Abtastanordnung zum Abfühlen der Leerlaufbedingungen der Maschine während eines scharfen Stoppens des Fahrzeugs ,
    c) eine mit dieser Abtastanordnung verbundene Anordnung zum Absperren der Brennstoffzufuhr zu der Maschine,
    d) eine mit dieser Abtastanordnung verbundene Anordnung, um die Inbetriebnahme des Kraftspeichers auszulösen, wenn die Bedingungen des Leerlaufs der Maschine festgestellt sind,
    e) einen Zeitgeber um die Einrichtung zur Verhinderung der Luftverschmutzung und zur Kraftrückgewinnung über einen vorbestimmten Zeitraum nach Wahl des Benutzers in Betrieb zu halten, und
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    χ) eine Anordnung zum Rückstellen der mit der Abtastanordnung verbundenen Anordnungen gemäss Merkmal c) und d) sobald die Bedingungen des Kormallaufs des Fahrzeugs, in welchem die Brennkraftmaschine eingebaut ist,, wieder hergestellt sind #
    2ο Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Kraftspeicher besteht aus einer hydraulischen bzw» pneumatischen Pumpe, einem Druckspeicher, einer Einheit zum Einstellen der Durchflussmenge durch die Pumpe, einer mechanischen Kupplung zum lösbaren Verbinden der Pumpe mit der Maschine zu deren Antrieb, wobei sie dabei in Abhängigkeit von der Laufcharakteristik der Maschine angetrieben wird und einer Einheit zum Regeln der Durchflussmenge der Pumpe derart, dass diese Durchflussmenge ein Maximum erreicht, wenn der Druck des hydraulischen Arbeitsmediums auf einem vorbestimmten Minimum liegt, und diese Durchflussmenge Null wird, wenn der Druck ein gewähltes Maximum erreicht.
    3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Kraftspeicher ein^ciliesst einen Elektromotor, welcher elektrische Energie von der Speicherbatterie im Fahrzeug erhält, einen irreversiblen G-etriebesug, einen Freilaufmechanismus und ein zusätzliches Reduktionsgetriebe, wobei die Getriebanordnungen in einem Ölbad liegen.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gek ennz-eich.net, dass die Abtastanordnung verbunden ist mit einer Durchflussmengeneinstellung für die Pumpe,einer Stellvorrichtung für die Drehgeschwindigkeit der Maschine, wenn diese durch die Pumpe angetrieben wird und einer Stellvorrichtung zum Regeln der durch die Maschine abgegebenen Kraft, wenn diese durch die Pumpe angetrieben ist.
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    Vorrichtung nach. Anspruch 1 und 3> dadurch g e kennz e ichn e t , dass die Abtastanordnung auf die Stellung des G-etriebeschalthebels - neutral oder G-angschaltstellung - des Fahrzeugs anspricht, in v/elcher die durch die Einrichtung gesteuerte Brennlcraftnaschine eingebaut ist.
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DE2916554A 1978-04-24 1979-04-24 Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit einem Druckspeicheraggregat Expired DE2916554C2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT2264678A IT1095221B (it) 1978-04-24 1978-04-24 Dispositivo oleo-pneumatico per motori a c.i.per il trascinamento degli stessi per traffico urbano convulso
IT2264778A IT1095222B (it) 1978-04-24 1978-04-24 Dispositivo antinquinamento per motori a c.i.

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Publication Number Publication Date
DE2916554A1 true DE2916554A1 (de) 1979-10-25
DE2916554C2 DE2916554C2 (de) 1982-12-09

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DE2916554A Expired DE2916554C2 (de) 1978-04-24 1979-04-24 Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit einem Druckspeicheraggregat

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US (1) US4312310A (de)
JP (1) JPS54141912A (de)
DE (1) DE2916554C2 (de)
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LU (1) LU81180A1 (de)
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