DE2951321C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fremdgezündete, gemischverdichtende Brenn­ kraftmaschine mit einer Zündeinrichtung und einer Vorrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunktes der Zündeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Es ist bereits allgemein bekannt, durch Verstellung des Zündzeitpunktes einer fremd­ gezündeten, gemischverdichtenden Brennkraftmaschine Einfluß auf deren Klopf­ verhalten zu nehmen. So beschreibt zum Beispiel die DE-OS 28 01 512 eine Anlage zur Zündzeiteinstellung, bei der mit Hilfe eines Klopfsensors ständig das Klopf­ verhalten der Brennkraftmaschine überwacht und ein Betrieb in der Nähe der Klopf­ grenze eingehalten wird. Bei Vollast wird dabei zunächst ausgehend von einer Grund­ einstellung die Zündung so lange nach früh verstellt, bis übermäßiges Klopfen fest­ gestellt und daraufhin die Zündung wieder zurückgenommen wird.

Der in den Fortschritt-Berichten der VDI-Zeitschriften, Reihe 12, Nr. 34 (März 1979), Seiten 413-427, veröffentlichte Plenarvortrag "Ottomotoren mit elektronischer Steuerung und Regelung" erläutert am Beispiel eines Motorsteuerungssystems mit Teilregelkreisen die Möglichkeit, beim Auftreten von Klopfen den Zündwinkel und nur diesen in Abhängigkeit von den Signalen eines Klopfsensors zu korrigieren.

Schließlich ist aus der DE-OS 28 13 574 ein elektronisches Zündsteuerverfahren und eine Vorrichtung zu dessen Ausführung bekannt, bei der aber eine Steuerung des Zündzeitpunktes in Abhängigkeit von Signalen eines Klopfsensors nicht vorgenom­ men wird. Dort wird vielmehr versucht, in Abhängigkeit von verschiedenen Kri­ terien, wie zum Beispiel des Luftdurchsatzes und der Drehzahl der Brennkraftmaschine, die für die verschiedenen Betriebspunkte der Brennkraftmaschine jeweils optimalen Zündzeitpunkte nach empirisch ermittelten Gleichungen zu berechnen und diese dann einzustellen. Was jedoch geschehen soll, wenn etwa aufgrund schlechter Kraft­ stoffqualitäten entgegen der Voraussage bei dem berechneten Zündzeitpunkt dennoch Klopfen auftritt, ist nicht ausgeführt.

Die durch die Zündverstellung gegebenen, bekannten Einflußmöglichkeiten werden nun häufig dazu benutzt, die Verdichtung einer Brennkraftmaschine zu erhöhen, um insbesondere im Teillastgebiet bessere Wirkungsgrade und damit einen günsti­ geren Kraftstoffverbrauch zu erzielen, indem der durch diese Verdichtungssteigerung bei Vollast und hohen Drehzahlen verursachten erhöhten Klopfgefahr durch entspre­ chende Verstellung des Zündzeitpunktes nach spät begegnet wird. Da aber das Klopfen abhängig von dem zur Verfügung stehenden Kraftstoff bei unterschiedlich hohen Verdichtungsenddrücken auftritt, kann der Fall eintreten, daß, etwa bei besonders schlechten Kraftstoffen, eine so weitgehende Verstellung des Zündwinkels nach spät vorgenommen werden muß, daß die Brennkraftmaschine unter sehr ungünstigen Bedingungen hinsichtlich des Verbrennungsablaufes und des Verbrauches betrieben wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Brennkraftma­ schine der im Oberbegriff des Patentanspruches genannten Art zu schaffen, bei der das eine Motorschädigung verursachende Klopfen mit Sicherheit vermieden wird, ohne daß die Zündwinkelverstellung nach spät bis zu solchen Werten getrieben werden muß, die besonders ungünstige Betriebspunkte der Brennkraftmaschine bedeuten würden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Durch die im Anschluß an die maximale Spätverstellung des Zündwinkels erfolgende Schließbetätigung der Drosselklappe wird nun dafür gesorgt, daß, nachdem die Zünd­ winkelverstellung nach spät noch nicht zu einer Beendigung des Klopfens geführt hat, ein weiteres Klopfen durch Leistungsbegrenzung mit Sicherheit vermieden wird. Auf diese Weise lassen sich Brennkraftmaschinen gefahrlos selbst dann, aller­ dings unter Verzicht auf ihre Höchstleistung, betreiben, wenn ihr Verdichtungsenddruck bei Werten liegt, die beispielsweise bei schlechten Kraftstoffen sehr schnell ein Klopfen verursachen würden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schemati­ schen Schnittes durch eine mehrzylindrige, gemischverdichtende und fremdgezün­ dete Brennkraftmaschine gezeigt, das im folgenden näher erläutert wird. Dabei ist mit 1 ein Zylinder und mit 2 ein darin gleitender Kolben bezeichnet, der gegen­ über einem Zylinderkopf 3 einen Arbeitsraum 4 mit veränderlichem Volumen ein­ schließt. In diesen Arbeitsraum 4 münden eine von einem Einlaßventil 6 gesteuerte Ansaugleitung 5 sowie eine von einem Auslaßventil 8 gesteuerte Auslaßleitung 7 ein. Mit 9 ist eine ebenfalls in den Arbeitsraum 4 hineinragende, durch eine Zünd­ kerze gebildete Zündeinrichtung angedeutet, die das in dem Arbeitsraum eingeschlossene Arbeitsmittel in der Nähe des oberen Verdichtungstotpunktes zündet.

In der Ansaugleitung 5 ist in Strömungsrichtung vor einer hier nicht gezeigten Ver­ zweigungsstelle zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine ein Vergaser 10 angeordnet, in dem der angesaugten Luft eine dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepaßte Kraftstoffmenge zugeführt wird. Stromab des Vergasers 10 befindet sich eine Drosselklappe 11, die, wie hier nicht weiter gezeigt ist, durch Betätigung eines im Fußraum des Fahrzeugs angeordneten Pedals zur Leistungssteuerung der Brennkraftmaschine willkürlich betätigt werden kann.

Mit 12 ist ein Klopfsensor angegeben, der beim Auftreten von Klopfen in dem Arbeits­ raum 4 der Brennkraftmaschine Signale an eine Steuervorrichtung 13 weiterleitet, die in Abhängigkeit von diesen Signalen eine Vorrichtung 14 zur Verstellung des Zündwinkels der Zündeinrichtung 9 sowie eine Vorrichtung 15 zur Verstellung der Drosselklappe 11 beaufschlagt. Diese Beaufschlagung erfolgt nun in der Weise, daß beim Auftreten von Klopfen in dem Brennraum der Brennkraftmaschine zunächst der Zündwinkel der Zündeinrichtung 9 in an sich bekannter Weise nach spät verstellt wird. Diese Spätverstellung des Zündwinkels erfolgt jedoch nur bis zu einem vorge­ gebenen Maximalwert, bei dessen Erreichen für den Fall, daß weiterhin Klopfen von dem Klopfsensor 12 festgestellt wird, die Vorrichtung 15 zur zunehmenden Schließung der Drosselklappe 11 angesteuert wird. Es wird also, um Schäden an der Brennkraftmaschine zu vermeiden, durch Verringerung der Füllung der Verdich­ tungsenddruck und damit die Gefahr des Klopfens verringert, wobei natürlich die Leistung der Brennkraftmaschine zunehmend begrenzt wird.

Durch die Begrenzung der Zündwinkelverstellung wird aber eine allzu hohe Abgas­ temperatur, die mögliche Beschädigungen der Abgasleitung bzw. eines in dieser angeordneten Abgaskatalysators verursachen könnte, vermieden und überhaupt dafür gesorgt, daß die Brennkraftmaschine bei nicht zu ungünstigen Betriebspunkten be­ trieben wird. Die Drosselklappenverstellung muß allerdings, zum Beispiel durch Einschaltung von Federelementen, so ausgebildet sein, daß trotz durchgetretenen Gaspedals eine Schließbetätigung der Drosselklappe 11 über die Stellvorrichtung 15 möglich ist.

Claims (1)

1. Fremdgezündete, gemischverdichtende Brennkraftmaschine mit einer Zündeinrichtung und einer Vorrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunktes der Zündeinrichtung in Abhängigkeit von Signalen eines eine klopfende Verbrennung der Brennkraftmaschine erfassenden Klopfsensors, und mit einer in einer Ansaugleitung angeordneten und die Füllung der Brennkraftmaschine steuernden Drosselklappe, die in Abhängigkeit von der Stellung des Gaspedals verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem Klopfsensor (12) ansteuerbare Steuervorrichtung (13) vorgesehen ist, die beim Auftreten klopfender Verbrennung zunächst die Zündzeitverstellvorrichtung (14) zur Verstellung des Zündzeitpunktes in Richtung spät und bei Erreichen eines vorgegebenen Maximalwertes der Spätverstellung bei weiterem Klopfen eine der Drosselklappe (11) zugeordnete Stellvorrichtung (15) zur Verringerung der Füllung unabhängig von der Stellung des Gaspedals beaufschlagt.