DE2948449C2

DE2948449C2 - Mit Gas betriebene Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2948449C2
Application number: DE2948449A
Authority: DE
Inventors: Horst 7300 Esslingen Bergmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1979-12-01
Filing date: 1979-12-01
Publication date: 1981-12-10
Also published as: DE2948449B1

Description

Die Erfindung betrifft eine mit Gas betriebene Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch I.

Mit Gas betriebene Brennkraftmaschinen weisen grundsätzlich eine besonders homogene Gemischverteilung auf. Hinzu kommt, daß viele der zum Betrieb dieser Brennkraftmaschinen verwendeten Kraftstoffe, wie z. B. Wasserstoff, Methan, Propan. Butan und auch dampfförmig zugeführtes Methanol und Äthanol, relativ weit im mageren Gemischbereich liegende Zündgrenzen aufweisen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, das Luft/Gas-Gemisch sehr stark abzumagern.

Bei dem bekannten, aus Gasdruckregler. Gasmischcr und Drosselklappe bestehenden Regelsystem einer mit Gas betriebenen Brennkraftmaschine erfolgt die Beaufschlagung der Rückseite der Gasdruckreglermembran durch die Atmosphäre, Der Nachteil dieses Regelsystems liegt darin, daß der λ-Wert nicht beeinflußbar ist und konstant vorgegeben wird. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß eine Schnellabstellung bzw. ein Nachlaufen der Brennkraftmaschine nicht verhindert werden kann.

Darüber hinaus ist ein Regelsystem für mit Gas betriebene Brennkraftmaschinen bekanntgeworden, durch welches die Rückseite der Gasdruckreglermembran mit einem lastabhängigen Unterdruck unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils und eines 3/2-Wegeventils beaufschlagbar ist Dadurch ist mit zunehmendem Unterdruck eine entsprechende Abmagerung, eine Schubabschaltung, eine Schnellabstellung eier Brennkraftmaschine und eine Kompensation der Luftfilterverschmutzung möglich. Im oberen Lastbereich ist jedoch dieses Regelsystem (Mengenregelung) unzulänglich, der Verbrauch an Kraftstoff sowie der Ausstoß an Schadstoffen ist zu hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch ein entsprechendes Regelsystem eine mit Gas betriebene Brennkraftmaschine derart zu steuern, daß im unteren Lastbereich lediglich eine Quantitätsregelung (Mengenregelung), im weiteren oberen Lastbereich bis Vollast jedoch eine Qualitätsregelung erfolgt. Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch wird ein günstiger Kraftstoffverbrauch im Teillastbereich durch eine weitgehende Qualitätsregelung — ähnlich wie beim Dieselmotor — und eine Abgasoptimierung durch konsequente Nutzung der möglichen Abmageumg erzielt.

Zur Erzielung der gewünschten weitgehenden Qualitätsregelung kann die Drosselklappe in Offenstellung gegen einen Anschlag stoßen und bei weiterem Durchtreten des Gaspedals kann das überdrückbare Glied die nachfolgende Bewegung des Gestänges kompensieren und die mit dem Gaspedal gekoppelte, eine entsprechende Kurvenform aufweisende Kurvenscheibe kann das vorgespannte otaEtische Zwischenglied entlasten und ein Verschieben des Steuerschiebers im Regelventil auslösen, so daß eine weitere Regelung der Gaszufuhr über die Steuerieitung und den Gasdruckregler erfolgen kann.

Dadurch wird mit zunehmender Belastung der Brennkraftmaschine durch Verschieben des Steuerschiebers im Regelventil der Unterdruck zum Gasdruckregler mehr und mehr gedrosselt, indem durch den Steuerschieber die Verbindung zum Atmosphärenanschluß fortschreitend freigegeben wird. Ferner kann die

so Kurvenscheibe und das Regelventil derart zusammenwirken, daß bei Vollast die Rückseite des Gasdruckreglers voll belüftet ist. Durch das zentral angeordnete Regelventil entfallen außerdem die sonst erforderlichen Abschaltventile und die Beschleunigungspumpe.

Ausgehend von einem stabilen Leerlauf der Brennkraftmaschine erfolgt bereits bei relativ kleiner Laslsteigerung ein schnelles öffnen der Drosselklappe und die voll geöffnete Drosselklappenstellung verbleibt über einen weiteren Lastbereich bis hin zur Vollast.

ho Hierzu ist für das weitere Durchtreten des Gaspedals im Gestänge ein überdrückbares Glied vorgesehen, dessen Feder mindestens so stark sein muß wie die Rückzugsfeder der Drosselklappe inklusive der dabei auftretenden Reibungskräfte. Der Überdriickungsvorgang darf daher

f.5 erst beginnen, wenn die Drosselklappe bei voller Öffnung gegen den hierfür vorgesehenen Anschlag stößt. Umgekehrt, beim Zurücknehmen des Gaspedals aus der Vollaststcllung. verbleibt die Drosselklappe in

voll geöffneter Stellung, die Gaszufuhr wird über die Kurvenscheibe und das Regelventil mit Hilfe der Steuerleitung gedrosselt Wenn das Überdrückungsglied die kürzeste Stellung erreicht hat, setzt bei weiterer Lastabnahme eine Schließbewegung der Drosselklappe ein.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Figur zeigt eine mit Gas betriebene Brennkraftmaschine 1 mit einer im Saugrohr 2 angeordneten Drosselklappe 3. Für die Drosselklappe 3 ist ein Leerlaufanschlag 4 und ein Anschlag 5 für die Offenstellung vorgesehen.

Die Gaszufuhr 6 erfolgt über einen bekannten v> Gasdruckregler 7, von welchem das Gas zu einem Luft/Gas-Mischer 8, dem ein Luftfilter 9 vorgeschaltet ist, zum Saugrohr 2 gelangt

Die Drosselklappe 3 ist durch ein Gestänge 10, welches mit einem überdrückbaren Glied 11 versehen ist, mit dem Gaspedal 12 verbunden. Die Feder 13 im überdrückbaren Glied ίί ist stärker ausgelegt als die nicht gezeichnete Rückzugfeder der Drosselklappe 3 inklusive der auftretenden Reibungskräfte.

Beim Durchtreten des Gaspedals 12 im unteren Lastbereich geht die Drosselklappe 3 schnell in Offenstellung, bis diese am Anschlag 5 anliegt. Beim weiteren Bewegen des Gaspedals 12 in Richtung Vollast nimmt das Überdrückungsglied 11 die Bewegung des am Gaspedal 12 angelenkten Gestänges 10 auf. w

An dem Gaspedal 12 ist über ein weiteres Gestänge 13 eine drehbar gelagerte Kurvenscheibe 14 angekoppelt, welche auf ein vorgespanntes elastisches Zwischenglied 15 einwirkt, das an einem Steuerschieber 16 eines zentral angeordneten Regelventils 17 anliegt und diesen gegen ein mit einer Feder 18 und einer Membrandose 25 versehenes Widerlager 19 hält. Außer den beiden Führungsringen 20 besitzt der Steuerschieber 16 einen Steuerkolben 21, welcher je nach Stellung eine vom Saugrohr 2 in Strömungsrichtung, hinter der Drosselklappe 3 abzweigende Steuerleitung 22,22' zum Gasdruckregler 7 freigibt bzw. absperrt Dis Steuerleitung 22,22' wirkt auf die Rückseite der Gasdruckreglermembran 23 und über die Leitung 26 auf die Membrandose 25. Das Regelventil 17 weist einen Abzweigstutzen 24 auf, der in die freie Atmosphäre führt und bei Vollast — infolge Verschiebung des Steuerschiebers 16 durch die Kurvenscheibe 14 — wird die Rückseite der Gasdruckregelmembran 23 voll belüftet.

Das Regelventil 17 kann darüber hinaus noch durch die in P 29 13 864.5 bereits beschriebenen Maßnahmen für Schubabschaltung, Kompensation der Luftfilterverschmutzung und Vermeiden des Motornachlaufens in seiner Funktion erweitert werden. Hierzu wird die äußere Seite der Membrandose 25 über ein 3/2-Wegeventil 27 an die .Steuerleitung 22 zwischen Saugrohr 2 und Regelventil 17 angeschlossen. Zur Kompensation der Luftfilterverschrnutzursg ist zwischen der Membrandose 25 und dem 3/2-Wegeventil 27 eine Abzweigleitung 28 vorgesehen, die über ein Rückschlagventil 29 mit der Ansaugleitung zwischen dem Luftfilter 9 und dem Luft'Gas-Mischer 8 verbunden ist, wobei die Druckfeder 30 für das Rückschlagventil 29 in Richtung zum Saugrohr 2 angeordnet ist.

Beim Starten der Brennkraftmaschine 1 wird das 3/2-Wegeventil 27 so geschaltet, daß die Membrandose 25 voll belüftet ist. Diese Stellung des 3/2-Wegeventils 27 wird während der gesamten Betriebsdauer aufrechterhalten. Lediglich für Schubabschaltung und zum Vermeiden des Nachlaufens der Brennkraftmaschine 1 wird das 3/2-Wegeventil 27 auf die Steuerleitung 22 geschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mit Gas betriebene Brennkraftmaschine mit einem Gasdruckregler für die Gaszufuhr zu einem Luft/Gas-Mischer, mit einer durch ein Gaspedal betätigbaren Drosselklappe stromab vom Gasmischer, wobei der Gasdruckregler durch Federkraft in Schließrichtung gespannt und durch eine Membran von dem im Ansaugrohr abströmseitig der Drosselklappe herrschenden Unterdruck im Öffnungssinn Ober eine Steuerleitung ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerleitung (22, 22') ein Regelventil (17) mit einem Steuerschieber

(16) vorgesehen ist, der einerseits an dem federbelasteten Widerlager (19) einer Membrandose (25) anliegt, andererseits von einem vorgespannten elastischen Zwischenglied (15) im Gleichgewicht gehalten wird, wobei die Steuerung der Vorspannung des Zwischengliedes (15) durch eine mit dem Gaspedal (i?) gekoppelte Kurvenscheibe (14) veränderbar ist, und daß das Gaspedal (12) unter Zwischenschaltung eines überdrückbaren Gliedes (11) im Gestänge (10) so an die Drosselklappe (3) gekoppelt ist, daß ejwa bei Halblaststellung des Gaspedals (12) die Drosselklappe (3) voll geöffnet ist und bei zunehmender Belastung durch weiteres Durchtreten des Gaspedals (12) mittels der angekoppelten Kurvenscheibe (14) über das Regelventil

(17) der Gasdruckregler (7) ansteuerbar ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (3) in Offenstellung gegen einsn Anschlag (5) stößt, daß bei weiterem Durchtreten des Gaspedals (12) das überdrückbare Glied (11) die na'-bfolgende Bewegung des Gestänges (10) kompensiert und daß die mit dem Gaspedal (12) gekoppelte, eine entsprechende Kurvenform aufweisende Kurvenscheibe (14) das vorgespannte elastische Zwischenglied (15) entlastet und ein Verschieben des Steuerschiebers (16) im Regelventil (17) auslöst, so daß eine weitere Regelung der Gaszufuhr (6) über den Gasdruckregler (7) erfolgt.

3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (14) und das Regelventil (17) derart zusammenwirken, daß bei Vollast die Rückseite des Gasdruckreglers (7) voll belüftet ist.