DE3048530A1

DE3048530A1 - Vorrichtung zum verhindern des nachlaufens bei einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3048530A1
Application number: DE19803048530
Authority: DE
Inventors: Akira Toyota Aichi Ii; Takeo Miyoshi; Takanori Nagai
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1980-07-29
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE3048530C2; US4367720A; JPS5728855A

Description

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Grupe - Pellmann 3 0485*oO " •"•"Dipi.-Mg.k'fiedtke V3RUPE rELLMANN Dipl.-Chem. G.Bühling

Dipl.-Ing. R. Kinne - 5 - Dipl.-lng. R Grupe

Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 2024I 8000 München 2

Tel.: 089-539653

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent Münchi

22. Dezember 1980

DE 0909/case AT-F-368

Toyota Jidosha Fogyo Fabushiki Faisha Toyota-shi / Japan

Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens bei einer Brennkraftmaschine

Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens bei einer Brennkraftmaschine, und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens bei einer Brennkraftmaschine, die ein Abgasrückführsystem aufweist.

Bei Brennkraftmaschinen tritt häufig das Problem des sogenannten Nachlaufens oder Weiterlaufens auf. Wenn eine Brennkraftmaschine nicht weiter betrieben werden soll, wird typischerweise bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine deren Zündkreis unterbrochen bzw. ausgeschaltet, und dadurch soll die Brennkraftmaschine am Weiterdrehen gehindert werden, sobald die Drehenergie der sich drehenden Teile der Brennkraftmaschine durch Reibung verzehrt worden ist. üner-

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wünschterweise arbeitet die Brennkraftmaschine jedoch bisweilen "dieselnd" weiter, was bedeutet, daß auf normale Weise in die Brennräume eingesaugtes Benzin gezündet wird, und zwar nicht durch einen von Zündkerzen erzeugten elektrischen Funken, da das Zündsystem abgeschaltet ist, sondern statt dessen durch fleißstellen oder dergleichen in den Brennräumen, wie sie beispielsweise glühende Kohlenstoffteilchen darstellen, die an den Seiten der Brennräume und insbesondere um die Auslaßöffnungen sowie die Auslaßventile der Brennräume

1Π haften und die bei Erreichen der maximalen Verdichtung während des Verdichtungstaktes in einem Zylinder häufig das Luft-Kraftstoff-Gemisch zünden können. Dies kann zur Folge haben, daß die Brennkraftmaschine weiterhin dreht, da ihr Vergaser unabhängig davon, ob der Zündkreis ein- oder ausgeschaltet ist, weiterhin arbeitet.

Durch dieses Nachlaufen wird Kraftstoff vergeudet. Ferner kann dadurch das Verhalten der Brennkraftmaschine nicht genau vorhergesagt werden. Da ferner diese Heißstellen-Dieselzündung selbstverständlich unregelmäßig ist, ist die Drehung der Brennkraftmaschine unregelmäßig und unausgeglichen, so daß starke Schwingungen und Geräusche während des Nachlaufens auftreten, die wiederum für den Fahrer eines Fahrzeugs, das mit der Brennkraftmaschine ausgerüstet ist, sowie für

2^ die Fahrzeuginsassen sehr störend sein kann. Da solche Verdichtungs- bzw. Dieselzündung, deren Mechanismus ähnlich dem beim sogenannten "Klopfen" ist, häufig im Steuerungsdiagramm der Brennkraftmaschine zu einem sehr frühen Zeitpunkt auftritt, werden die verschiedenen mechanischen Bestandtei-Ie einer solchen nachlaufenden Brennkraftmaschine häufig hohen Beanspruchungen ausgesetzt, wodurch ihre nutzbare Lebensdauer verkürzt wird. Da ferner - wie vorstehend erläutert wurde - während des Nachlaufens die Zündung unvollständig und unregelmäßig ist und sehr wohl nur bei einer kleinen Anzahl von Verdichtungstakten eines bestimmten Brenn-

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raumes auftreten kann, wird beim Nachlaufbetrieb typischerweise eine große Menge unverbrannten Kraftstoffs wie beispielsweise Benzins in den Auspuffkrümmer der Brennkraftmaschine ausgestoßen. Es besteht die Möglichkeit, daß dieser unverbrannte Kraftstoff im Auspuffsystem explodiert, was sehr störend, laut und gefährlich sein kann. Ferner ist das Problem des Überhitzenes eines katalytischen Wandlers, mit dem das Auspuffsystem der Brennkraftmaschine ausgerüstet ist, durch die Zufuhr großer Mengen unverbrannter Kohlen-Wasserstoffe zum Wandler sehr ernstzunehmen.

Das Problem des Nachlaufens ist noch dringlicher geworden bei modernen Kraftfahrzeugen, bei denen Maßnahmen zur Ver-

ringerung der Verunreinigungen im Abgas getroffen worden sind. Bei solchen Kraftfahrzeugen liegt der Zündzeitpunkt typischerweise verhältnismäßig spät, was die Ansammlung solcher Kohlenstoff- und Rußablagerungen fördert, die gute Kerne für glühende Teile oder Ileißstellen in den Brennräumen bilden und das Nachlaufen wahrscheinlicher machen. Ferner fördert erhebliche Ventilüberlappung den Aufbau solcher Ablagerungen ebenso wie Abgasrückführung. Diese Betriebseigenschaften tragen ferner dazu bei, daß bestimmte Teile der Brennräume der Brennkraftmaschine wärmer werden, was ebenfalls die Entstehung solcher Heißstellen fördert. Ferner ■ 25 ist zu beachten, daß auch geringes Nachlaufen einer Brennkraftmaschine stark die Emission unverbrannter Kohlenwasserstoffe im Abgas der Brennkraftmaschine erhöht. Dementsprechend ist es bei modernen Kraftfahrzeugmotoren notwendig geworden, effektive Maßnahmen gegen das Nachlaufen zu ergreifen.

Es sind bereits verschiedene Systeme zum Verhindern des Nachlaufens vorgeschlagen worden. Eine Möglichkeit, das Nachlaufen einer Brennkraftmaschine zu verhindern, besteht darin, einen Kraftstoffabschaltmechanismus im Vergaser vor-

zusehen, der den Kraftstoffzufuhrkanal im Vergaser unterbricht, wenn das Zündsystem der Brennkraftmaschine mittels des Zündschlüssels ausgeschaltet wird. Dieses System funktioniert, es hat jedoch auch Nachteile. Da bei einem modernen Vergaser mehrere Düsen und Austrittsöffnungen vorgesehen sind, durch die Kraftstoff in das Saugrohr des Vergasers bzw. die Mischkammer eingeleitet wird, und da es unpraktisch ist, getrennte Kraftstoffabschaltmechanismen in allen zugeordneten Kanälen vorzusehen, muß der Kraftstoffabschaltmechanismus an einer Stelle angeordnet sein, die ein gewisses Stück stromauf der Düsen bzw. Austrittsöffnungen im und am Saugrohr des Vergasers liegt. Wenn die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird, verbleibt somit eine gewisse Menge flüs-

sigen Kraftstoffs zwischen dem Kraftstoffabschaltmechanismus und den Düsenenden im Vergasersaugrohr, so daß sich der Kraftstoffabschaltmechanismus nicht sofort auswirken kann und die Brennkraftmaschine doch noch etwas nachlaufen kann. Weil die Kraftstoffkanäle im Vergaser zusätzlich kompliziert ausgebildet sind, kann dies sehr wohl unter gewissen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine die Genauigkeit beeinträchtigen, mit der der Krafstoff vom Vergaser dosiert wird.

Ein zweites System, das zum Verhindern des Nachlaufens einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen und ausgeführt worden ist, sieht ein spezielles Luftzuführventil vor, das beim Abschalten der Brennkraftmaschine öffnet, damit eine große Luftmenge direkt in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine unter Umgehung des Vergasers eingeleitet wird. Dadurch erhält das von der Brennkraftmaschine während des Dieselns angesaugte Luft-Kraftstoff-Gemisch einen großen Luftüberschuß, und es wird erwartet, daß dadurch die Dieselzündung dieses sehr armen Luft-Kraftstoff-Gemisches durch Heißstellen und dergleichen verhindert wird. Dieser Lösungsvorschlag hat jedoch auch Nachteile. Zunächst ist es durchaus möglich, daß

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die Brennkraftmaschine selbst mit dem übermagerten Gemisch arbeiten und dieses zünden kann, wobei in diesem Fall das System wirkungslos ist. Ferner ist es schwierig und teuer, ein so verhältnismäßig großes Luftzuführventil sowie Luftleitungen mit großen Durchmessern, die zum und vom Luftzuführventil führen, vorzusehen, so daß sich erhebliche Nachteile hinsichtlich der Auslegung des Ansaugsystems der Brennkraftmaschine und hinsichtlich der Unterbringung desselben im Motorraum ergeben. Ferner entstehen dadurch Schwierigkeiten, daß Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei normalem Betrieb der Brennkraftmaschine aufgrund einer möglichen Undichtheit eines solchen Luftzuführventils nicht ausgeschlossen werden können, die selbst dann, wenn sie klein sind, das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine stark verschlechtern können. Aufgrund der Tatsache, daß das Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine mit einem solchen Luftzuführventil einen großen Durchmesser und demzufolge einen sehr niedrigen Strömungswiderstand hat, treten außerdem Schwierigkeiten hinsichtlich des erneuten Anwerfens der Brennkraftmaschine auf, und zwar insbesondere beim Kaltstart. Es ist somit bisher kein vollständig geeignetes und alle Anforderungen erfüllendes System zum Verhindern des Nachlaufens bei einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen worden.

Wie bereits erwähnt wurde, besteht bei modernen Brennkraftmaschinen das ernste Problem der Verringerung des Gehalts an giftigen Bestandteilen im Abgas. Eine der herkömmlichen Lösungen zur Verringerung des Schadstoffgehalts in den Abgasen besteht darin, eine Abgasrückführung bei der Brennkraftmaschine vorzusehen, wobei eine Abgasrückführleitung vorgesehen ist, die einen Teil des Auspuffsystems der Brennkraftmaschine mit einem Teil von deren Ansaugkrümmer nach dem Vergaser verbindet, so daß eine gewisse Abgasmenge, die ansonsten durch das Auspuffsystem ausgestoßen würde, statt dessen in die Abgasrückführleitung eingeleitet und zum An-

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saugkrümmer zurückgeführt wird. In der Abgasrückführleitung ist typischerweise ein Steuerventil zur Steuerung der Abgasrückführung vorgesehen, und dieses Steuerventil wird wiederum typischerweise durch Beaufschlagung mit Arbeitsunterdruck gesteuert bzw. angetrieben, wobei es abhängig von der Beaufschlagung mit Arbeitsunterdruck eine Ventilöffnung mittels eines Ventilelementes öffnet und schließt, so daß dadurch der. effektive -Strömungswiderstand der Abgasrückführleitung geändert wird und je nach den momentanen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine Abgas in geeigneter Menge zurückgeführt wird. Ferner ist es bei einigen Systemen bekannt und üblich, daß der Arbeitsunterdruck, mittels dessen das Steuerventil für die Abgasrückführung beaufschlagt wird, an einem Unterdruckanschluß abgenommen wird, der sich im Saugrohr des Vergasers an einer Stelle befindet, die stromauf der Drosselklappe des Vergasers liegt, wenn die Drosselklappe vollständig geschlossen ist, die jedoch stromab der Drosselklappe liegt, wenn die Drosselklappe um mehr als ein bestimmtes vorgegebenes, kleines Ausmaß geöffnet ist.

Es hat sich gezeigt, daß ein solches Abgasrückführsystem praktisch geeignet ist zur Verringerung des Gehalts an giftigen Schadstoffen in den Abgasen einer Brennkraftmaschine. Ferner ist bereits als Verbesserung des beschriebenen Abgasrückführsystems eine Druckkammer in der Abgasrückführleitung unmittelbar stromauf der Ventilöffnung und des Ventilelementes des Steuerventils für die Abgasrückführung bekannt, wobei der Druck in der Druckkammer ein Unterdruckstellventil steuert, das den am Unterdruckanschluß im Saugrohr des Vergasers abgenommenen Unterdruck derart modifiziert, daß das Ausmaß, um das das Steuerventil für die Abgasrückführung öffnet und schließt, in der Weise gesteuert ist, daß der Druck in der Druckkammer praktisch konstant ist. Dies sorgt dafür, daß die Menge des durch die Abgasrückführleitung zurückgeführten Abgases proportional zur Gesamtmenge der von

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der Brennkraftmaschine durch deren Ansaugkrümmer angesaugten Gase ist, d.h. linear davon abhängt. Dies heißt mit anderen Worten, daß diese Ausbildung für ein praktisch konstantes Abgasrückführungsverhältnis sorgt, und zwar praktisch unabhängig davon, wie weit die Drosselklappe der Brennkraftmaschine geöffnet ist und wie hoch deren Drehzahl ist.

Die Erfinder sind nun auf die Idee gekommen, ein solches Abgasrückführungssystem, wie es vorstehend beschrieben ist, mit einer Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens zu kombinieren und dabei mit wenigen zusätzlichen Teilen eine einfache und zuverlässig funktionierende. Vorrichtung zu schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirksame Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens zu schaffen, die keine ungünstigen Auswirkungen auf die Brennkraftmaschine hinsichtlich deren Betriebsverhalten, der Genauigkeit der Kraftstoffdosierung, der erneuten Anlaßbarkeit oder der konstruktiven Ausbildung hat. Die vorstehend beschriebenen Probleme der herkömmlichen Vorrichtungen und Systeme,beispielsweise Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aufgrund von Undichtheit eines Luftzuführventils, sollen vermieden werden. Die zu schaffende Vorrichtung soll niedrige Herstellungskosten haben und im Betrieb zuverlässig sein.

Ferner soll bei der vorstehend umrissenen Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens dafür gesorgt sein, daß diese zweckmäßig mit einem Abgasrückführsystem kombiniert ist, wie es vorstehend beschrieben ist, damit gleiche Teile der Brennkraftmaschine mehrere Funktionen erfüllen und dadurch die Konstruktion vereinfacht ist und die Herstellungskosten verringert sind.

Ferner soll wirksam das Nachlaufen einer Brennkraftmaschine verhindert werden, damit die unnötige Beanspruchung der verschiedenen Bauelemente der Brennkraftmaschine, die durch das Nachlaufen verursacht wird, auf ein Minimum reduziert ist und damit störende Geräusche und Schwingungen vermieden sind, die das Nachlaufen begleiten.

Ferner soll ein katalytischer Wandler, der im Auspuffsystem einer Brennkraftmaschine vorgesehen sein kann, vor unnötig hoher Zufuhr unverbrannter Kohlenwasserstoffe zum Wandler durch das Nachlaufen der Brennkraftmaschine geschützt werden.

Ferner soll durch die Erfindung die Gefahr der Zündung von angesammeltem flüssigem Kraftstoff, dessen Ansammlung durch unregelmäßiges und unvollständiges Nachdieseln verursacht worden ist, im Auspuffkrümmer einer Brennkraftmaschine beseitigt werden.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens für eine Brennkraftmaschine mit einem Zündsystem, einem Ansaugsystem, einem Auspuffsystem, einer Abgasrückführlextung, deren eines Ende mit dem Auspuffsystem und deren anderes Ende mit dem Ansaugsystem verbunden ist, und einem Steuerventil für die Abgasrückführung, das in einem mittleren Bereich der Abgasrückführlextung angeordnet ist und durch Beaufschlagung mit Arbeitsunterdruck betätigt wird und entsprechend der Beaufschlagung mit Arbeitsunterdruck das öffnen und Schliessen der Abgasrückführleitung steuert, wobei die Beaufschlagung mit hohem Arbeitsunterdruck das Steuerventil vollständig öffnet und für Abgasrückführung mit maximaler Menge sorgt und wobei die Beaufschlagung des Steuerventils für die Abgasrückführung mit Arbeitsunterdruck entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfolgt. Die Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß aus durch

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(a) einen Unterdruckspexcherbehälter, der Unterdruck speichert, während die Brennkraftmaschine läuft,

(b) eine Unterdruckleitung, die den Unterdruckspexcherbehälter mit dem Steuerventil für die Abgasrückführung verbindet, und

(c) ein Unterdruckventil, das die Strömung durch die Unterdruckleitung steuert und geöffnet ist, während dem Zündsystem keine elektrische Arbeitsenergie zugeführt wird, sowie geschlossen ist, während dem Zündsystem elektrisehe Arbeitsenergie zugeführt wird, wobei dann, wenn zunächst das Zündsystem ausgeschaltet wird, um die Brennkraftmaschine stillzusetzen, das Unterdruckventil aus seinem geschlossenen Zustand in seinen offenen Zustand übergeht und dadurch hohen Unterdruck aus dem Unterdruckspeicherbehälter auf das Steuerventil für die Abgasrückführung einwirken läßt, so daß das Steuerventil für die Abgasrückführung weitestmöglich geöffnet wird und dadurch für Abgasrückführung mit maximaler Menge sorgt, so daß dadurch jegliches Dieseln in der Brennkraftmaschine und Nachlaufen wirksam und zuverlässig verhindert wird.

Da aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung das Unterdruckventil geöffnet wird, wenn das Zündsystem des Fahrzeugs, das mit der Brennkraftmaschine ausgerüstet ist, ausgeschaltet wird, verbindet zu diesem Zeitpunkt das Unterdruckventil den Unterdruckspexcherbehälter durch die Unterdruckleitung mit dem Steuerventil für die Abgasrückführung, so daß am Steuerventil für die Abgasrückführung zu dessen Betätigung ein maximaler Unterdruck angelegt ist, was dazu führt, daß das Steuerventil vollständig öffnet und maximale Abgasrückführung zwischen dem Auspuffsystem und dem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine bewirkt. Dies verhindert sehr wirkungsvoll das Nachlaufen bzw. Dieseln der Brennkraftmaschine. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens umfaßt ferner weder irgendein großes Luftzuführventil, wie

dies bei der erwähnten bekannten Vorrichtung der Fall ist, noch irgendwelche große, zu diesem führende Luftleitungen. Demzufolge sind die Nachteile dieser herkömmlichen Vorrichtung hinsichtlich der Ventilundichtheit, ungünstigen Beeinflussung der konstruktiven Ausbildung und der großen Abmessungen des Luftzuführventils sowie der zugeordneten Leitungen vermieden. Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine Einrichtung wie etwa der Kraftstoffabschaltmechanismus im Vergaser notwendig, der die oben erläuterten Nachteile mit sich bringt. Es ist somit erkennbar, daß durch die Erfindung eine sehr einfache Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens geschaffen ist, die lediglich ein einfaches Unterdruckventil, das vorzugsweise elektrisch betätigt wird, sowie einen Unterdruckspeicherbehälter und die zugehörigen Leitungen umfaßt und das demzufolge mit geringen Kosten und einfach herstellbar ist sowie zuverlässig im Betrieb ist. Dies ist dadurch erreicht worden, daß die Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens mit dem Abgasrückführsystem auf effektive und zweckmäßige Weise kombiniert worden ist.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Unterdruckventil· der vorstehend beschriebenen Vorrichtung umfaßt
eine Zylinderspule, die mit elektrischer Energie gespeist wird, während das Zündsystem mit elektrischer Energie gespeist wird, und die nicht mit elektrischer Energie gespeist wird, während das Zündsystem nicht mit elektrischer Energie gespeist wird,
einen Solenoidkern, auf den die Zylinderspule magnetisch wirkt, eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder, die auf den Solenoidkern eine Druckkraft in einer ersten Richtung ausübt, ein Ventilelement, das mit dem Solenoidkern verbunden ist und zwischen einer Endstellung in der ersten Richtung und einer Kndstellung in einer zur ersten Richtung 5 entgegengesetzten zweiten Richtung verstellt werden kann,

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eine Durchlaßkammer, in der das Ventilelement angeordnet ist, einen von der Durchlaßkammer ausgehenden Auslaß, der mit dem Steuerventil für die Abgasrückführung verbunden ist, einen ersten Einlaß, der in die Durchlaßkammer mündet und an dem das Ventilelement schließend anliegt, wenn das Ventilelement seine Endstellung in der ersten Richtung einnimmt, und an dem der Arbeitsunterdruck zur Beaufschlagung des Steuerventils für die Abgasrückführung angelegt ist, sowie einen zweiten Einlaß, der in die Durchlaßkammer mündet, mit dem ünterdruckspeicherbehälter verbunden ist und an dem das Ventilelement schließend anliegt, wenn das Ventilelement seine Endstellung in der zweiten Richtung einnimmt.

Aufgrund dieser Ausbildung ist dafür gesorgt, daß dann, während dem Zündsystem elektrische Energie zugeführt wird, die Zylinderspule den Solenoidkern entgegen der Kraft der Druckfeder anzieht und dadurch das Ventilelement in der zweiten Richtung verstellt hält, so daß das Ventilelement den zweiten Einlaß geschlossen hält und die Zufuhr von Unterdruck aus dem Ünterdruckspeicherbehälter zum Steuerventil für die Abgasrückführung unterbricht, während es den ersten Einlaß offen hält, so daß die Beaufschlagung des Steuerventils für die Abgasrückführung mit Arbeitsunterdruck möglich ist, und so daß dann, während das Zündsystem nicht mit elektrischer Arbeitsenergie gespeist wird, die Zylinderspule ihre magnetische Anziehungskraft auf den Solenoidkern nicht ausübt, so daß die Druckfeder den Solenoidkern und das Ventileleinent in die Endstellung in der ersten Richtung bringen kann, so daß das Ventilelement den ersten Einlaß geschlossen hält und dadurch die Beaufschlagung des Steuerventils für die Abgasrückführung mit Arbeitsunterdruck unterbricht, während das Ventilelement den zweiten Einlaß offen hält, so daß Unterdruck aus dem Ünterdruckspeicherbehälter zum Steuerventil für die Abgasrückführung durchgelassen wird, was zur Folge hat, daß das Steuerventil weitestmöglich öffnet und da-

durch für maximale Abgasrückführung in der Brennkraftmaschine sorgt. Durch diese einfache Konstruktion stellt die Erfindung somit zuverlässig sicher, daß die Brennkraftmaschine nicht nachdieselt und nicht weiterläuft. 5

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es versteht sich jedoch, daß die Beschreibung der Ausführungsbe.i spio I α sowie der Zeichnungen ausschließlich zum Zweck der Erläuterung und der Beispielsgebung erfolgt und nicht den Rahmen dor Erfindung auf irgendeine Weise einschränken soll. Es zeigen:

Figur 1 eine vereinfachte, schematische Darstellung, teilweise im Schnitt und teilweise in Blockdiagramm

form, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verhindern des Weiterlaufens wiedergibt, wobei die Vorrichtung angewendet ist bei einer Brennkraftmaschine, die eine erste Bauart eines Abgasrückführsystems auf

weist, das mit einem Steuerventil zur Steuerung der Abgasrückführung versehen ist, und

Figur 2 eine vereinfachte, schematische Darstellung, die Figur 1 ähnlich ist und das bevorzugte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens teilweise im Schnitt und teilweise in Blockdiagrammform in Anwendung bei einer Brennkraftmaschine zeigt, die mit einem Abgasrückführsystem und einem

Steuerventil zur Steuerung der Abgasrückführung anderer Art ausgerüstet ist, wobei das Abgasrückführsystem ein ünterdruckstellventil umfaßt, das einen konstanten Abgasdruck unmittelbar stromauf des Steuerventils für die Abgasrückführung auf

rechthält, das in einer Abgasrückführleitung angeordnet ist.

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In Figur 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens teilweise im Querschnitt dargestellt. Eine Brennkraftmaschine 1, bei der es sich um eine fremdgezündete Benzin-Brennkraftmaschine handelt, saugt Luft-Kraftstoff-Gemisch aus einem Vergaser durch einen Ansaugkrümmer 3 an, verbrennt dieses Luft-Kraftstoff-Gemisch und stößt Abgase durch einen Auspuffkrümmer aus. Die Brennkraftmaschine 1, der Vergaser 2, der Ansaugkrümmer 3 und der Auspuffkrümmer 4 sind in Figur 1 lediglich schematisch im Querschnitt dargestellt, da Einzelheiten ihrer Ausbildung für die Erfindung nicht wesentlich sind. Der Vergaser 2 umfaßt einen Venturiabschnitt bzw. eine Mischkammer 5, in der sich eine Kraftstoffdüse 6 befindet, und stromab d'er Mischkammer 5 und der Kraftstoffdüse 6 ist ein Ansaugdrosselventil vorgesehen, das beim dargestellten Vergaser als Drosselklappe 7 ausgebildet ist.

Zum Rückführen von Abgas vom Auspuffkrümmer 4 zum Ansaugkrümmer 3 ist eine Abgasrückführleitung vorgesehen, die aus einem ersten Leitungsabschnitt 9a und einem zweiten Leitungsabschnitt 9b besteht. Dies heißt genauer, daß im Auspuffkrümmer 4 eine Abgas-Entnahmeöffnung 3 ausgebildet ist und daß in einem mittleren Bereich des Ansaugkrümmers 3 stromab der Drosselklappe 7 eine Abgas-Einblasöffnung 11 ausgebildet ist. Ein Ende des ersten Leitungsabschnitts 9a der Abgasrückführleitung ist mit der Abgas-Entnahmeöffnung 8 verbunden, und ein Ende des zweiten Leitungsabschnitts 9b der Abgasrückführleitung ist mit der Abgas-Einblasöffnung 11 verbunden. Die anderen Enden dieser Leitungsabschnitte 9a und 9b sind mit einem Steuerventil 10 zur Steuerung der Abgasrückführung verbunden.

Im Steuerventil 10 ist eine Ventilöffnung 12 vorgesehen, deren effektiver freier Strömungsquerschnitt mittels eines Ventilelementes 13 gesteuert wird, das am Ende einer Ventil-

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stange 14 befestigt ist, die relativ zum Gehäuse des Steuerventils 10 auf und ab in Figur 1 verschiebbar ist, so daß sie zur Ventilöffnung 12 und von dieser weg bewegt wird. Entsprechend dieser Bewegung der Ventilstange 14 und des daran befestigten Ventilelementes 13 wird der effektive freie Strömungsquerschnitt des Steuerventils zur Steuerung der Abgasrückführung so verändert, daß durch die aus den Leitungsabschnitten 9a und 9b bestehende Abgasrückführleitung eine stärkere oder schwächere Abgasrückführung erfolgt.

Die Verschiebung des Ventilelementes 13 und der Ventilstange 14 wird mittels einer Membranvorrichtung 15 gesteuert. Die Membranvorrichtung 15 umfaßt eine Membran 16, die von einer als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder 18 in Figur 1 nach unten bedrückt wird. Die Druckfeder 18 ist in einer Membrankammer 17 angeordnet, die auf der Oberseite der Membran 16 ausgebildet ist (in Figur 1). Wenn somit Unterdruck mit einem Wert kleiner als ein bestimmter vorgegebener Unterdruckwert an die Membrankammer 17 der Membranvorrich-0 tung 15 angelegt ist, bleibt die Membran 16 in ihrer dargestellten, nach unten ausgelenkten Stellung, so daß die Ventilstange 14, die mit der Membran 16 verbunden ist, zuverlässig das Ventilelement 16 auf der Ventilöffnung 12 hält, was wiederum zur Folge hat, daß das Steuerventil 10 zur Steuerung der Abgasrückführung vollständig geschlossen ist und durch den ersten Leitungsabschnitt 9a sowie den zweiten Leitungsabschnitt 9b der Abgasrückführleitung keine Abgasrückführung erfolgt. Wenn jedoch Unterdruck mit einem grösseren Wert als dem vorgegebenen Unterdruckwert an die Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15 angelegt ist, überwindet die aufgrund des Unterdrucks in der Membrankammer an der Membran 16 erzeugte, nach oben gerichtete Kraft die Gegenkraft der Druckfeder 18, was zur Folge hat, daß die Ventilstange 14 und clcis Ventilelement 13 von der Ventilöffnung 12 weg nach oben (in Figur 1) bewegt werden, so daß

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demzufolge das Steuerventil 10 geöffnet wird und für eine Abgasrückführung durch den ersten Leitungsabschnitt 9a und den zweiten Leitungsabschnitt 9b der Abgasrückführung sorgt, wobei die Abgasrückführung in einer Menge erfolgt, die dem Hub bzw. Ausmaß der Bewegung der Venbilstange 14 und des Ventilelementes 13 entspricht, d.h. in einer Menge, die dem Unterdruckwert des Arbeitsunterdrucks entspricht, der an die Membrankammer■17 der Membranvorrichtung 15 angelegt wird. Dieser Arbeitsunterdruck wird an die Membrankiimmer 17 der Membranvorrichtung 15 entsprechend den verschiedenen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine angelegt, damit die Menge der durch die Leitungsabschnitte 9a und 9b der Abgasrückführleitung zurückgeführten Abgase richtig eingestellt ist. Dabei ist zu beachten, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung dann, wenn Arbeitsunterdruck mit einem hohen Unterdruckwert an die Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15 angelegt ist, das Ventilelement 13 und die Ventilstange 14 nach oben in Figur 1 maximal angehoben sind, und daß das Ventilelement 13 vollständig von der Ventilöffnung 12 weggezogen ist, so daß in diesem Zustand das Steuerventil 10 vollständig geöffnet ist und für eine maximale Menge durch den ersten Leitungsabschnitt 9a und den zweiten Leitungsabschnitt 9b der Abgasrückführleitung zurückgeführten Abgases sorgt.

Die Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15 ist durch eine erste Unterdruckleitung 19 mit einem Auslaß 21 eines Unterdruckschaltventils 20 verbunden. Im Inneren dieses Unterdruckschaltventils 20, das elektrisch angesteuert wird, wie noch erläutert werden wird, befindet sich ein Ventilelement 24, das am Ende einer Ventilstange 25 befestigt ist, die nach links und nach rechts in Figur 1 vor- und zurückgeschoben werden kann. Wenn sich das Ventilelement 24 und die Ventilstange 25 in ihren nach rechts verschobenen Stellungen befinden, wie dies in Figur 1 gezeigt ist, dann steht

der Auslaß 21 des Unterdruckschaltventils 20 durch eine zwischengeschaltete Steueröffnung 23 in Verbindung mit einem zweiten Einlaß 29. Wenn sich jedoch die Ventilstange 25 und das Ventilelemeni. 24 in ihren nach links verschobenen Stellungen befinden, d.h. anders als dargestellt angeordnet sind, sitzt das Ventilelement 24 auf der zwischengeschalteten Steueröffnung 23, so daß diese blockiert ist, während gleichzeitig das Ventilelement 24 von einem ersten Einlaß 22 des Unterdruckschaltventils 20 abgehoben ist, so daß der erste Einlaß 22 mit dem Auslaß 21 in Verbindung steht.

Das in Figur 1 linke Ende der Ventilstange 25 ist mit einem Solenoidkern 26 verbunden, der nach rechts in Figur 1 von einer als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder 28 gedrückt wird. Um den Solenoidkern 26 und die Druckfeder 23 herum ist eine Zylinderspule 27 angeordnet. Wenn somit die Zylinderspule 27 nicht mit elektrischer Arbeitsenergie gespeist wird, hält die Vorspannkraft der Druckfeder 28 den Solenoidkern 26, die Ventilstange 28 und das Ventilelement 24 nach rechts verschoben, wie dies in Figur 1 dargestellt ist,.so daß der zweite Einlaß 29 und der Auslaß 21 durch die zwischengeschaltete Steueröffnung 23 miteinander verbunden sind. Wenn jedoch die Zylinderspulc 27 mit elektrischer Arbeitsenergie gespeist wird, zieht sie den Solenoidkern 26 entge- gen der Kraft der Druckfeder 28 nach links in Figur 1, wobei die Kraft der Druckfeder 28 überwunden wird, so daß das Ventilelement 24 vom ersten Einlaß 22 weggezogen und gegen die zwischengeschaltete Steueröffnung 23 gedrückt wird, so daß dann der erste Einlaß 22 mit dem ersten Auslaß 21 in Verbindung steht und die zwischengeschaltete Steueröffnung 23 blockiert ist.

Die elektrische Arbeitsenergie wird der Zylinderspule 27 des Unterdruckschaltventils 20 wahlweise über einen Zündschalter 35 des Fahrzeugs, das mit dem System ausgerüstet

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ist, von einer Batterie 34 des Fahrzeugs zugeführt. Der erste Einlaß 22 des Ünterdruckschaltventils 20 ist durch eine zweite Unterdruckleitung 3 0 mit einem ersten Unterdruckanschluß 31 verbunden, der im Saugrohr des Vergasers 2 an einer Stelle ausgebildet ist, die stromauf der Drosselklappe 7 liegt, wenn die Drosselklappe 7 vollständig geschlossen ist, die jedoch stromab der Drosselklappe 7 liegt, wenn die Drosselklappe-7 mehr als um ein bestimmtes, vorgegebenes kleines Ausmaß geöffnet ist. ;

Der zweite Einlaß 29 des Ünterdruckschaltventils 20 ist durch eine Unterdruckleitung' 51 mit einem Unterdruckspeicherbehälter 50 verbunden, der seinerseits durch eine Unterdruckleitung 52 und ein Verzögerungsventil 49 sowie eine Unterdruckleitung 32 mit einem zweiten Unterdruckanschluß verbunden i'Sff-'-'der im ÄöSäugkrümmer an einer Stelle ausgebildet ist, die ständig stromab der Drosselklappe 7 liegt. Das Verzögerungsventil 49 weist innerhalb seines Gehäuses parallel zueinander ein Einwegventil 47 sowie ein Drosselelement 48 auf. Das Einwegventil 47 ist - wie dies aus Figur 1 erkennbar ist -, derart angeordnet und ausgebildet, daß es eine freie Luftströmung vom Unterdruckspeicherbehälter 50 durch die Unterdruckleitung 52 zur Unterdruckleitung 32 zuläßt, so daß Luft schließlich aus dem zweiten Unterdruckanschluß 33 austreten kann. Das Einwegventil 47 läßt jedoch eine Luftströmung in entgegengesetzter Richtung nicht durch.

Die dargestellte Abgasrückführanlage, in die^ die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens eingefügt ist, arbeitet in folgender Weise. Während der Zündschalter 35 geschlossen ist und das Zündsystem der Brennkraftmaschine 1 mit Energie gespeist wird und die Brennkraftmaschine arbeitet, wird die Zylinderspule 27 des Ünterdruckschaltventils 20 mit Energie ge-

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speist, so daß in diesem Zustand, wie bereits erläutert wurde, die zwischengeschaltete Steueröffnung 23 des Unterdruckschaltventils 20 vom Ventilelement 24 geschlossen gehalten wird, das in Figur 1 nach links gegen die Steueröffnung 23 gedrückt wird, während der erste Einlaß 22 des Unterdruckschal tventils 20 mit dessen Auslaß 21 in Verbindung steht. In an sich bei der Steuerung der Abgasrückführung bekannter Weise -wird in diesem Zustand der Unterdruck, der am im Vergaser 2 ausgebildeten ersten Unterdruckanschluß 31 herrscht, der, wie bereits erläutert wurde, stromauf der Drosselklappe 7 liegt, wenn die Drosselklappe 7 geschlossen ist, jedoch stromab der Drosselklappe 7 liegt, wenn die Drosselklappe 7 um mehr als ein bestimmtes, kleines Ausmaß geöffnet ist, durch die zweite Unterdruckleitung 30, das Unterdruckschaltventil 20 und die erste Unterdruckleitung zur Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15 übertragen, so daß dadurch das Steuerventil 10 für die Abgasrückführung eingestellt wird und so daß die Menge des Abgases, das durch die Abgasrückführleitung aus dem ersten Leitungsabschnitt 9a und dem zweiten Leitungsabschnitt 9b zurückgeführt wird, entsprechend bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine gesteuert wird, wobei diese Betriebsbedingungen in diesem Fall das Ausmaß der öffnung der Drosselklappe 7 sind. Diese Art der Steuerung der Abgasrückführung ist an sich bekannt. Während dieser Betriebsweise der Brennkraftmaschine wird selbstverständlich der Ansaugunterdruck, der am zweiten Unterdruckanschluß 33 herrscht, der ständig stromab der Drosselklappe 7 liegt, durch das Verzögerungsventil 49 (,das aufgrund des Einwegventils 47 der Weiterleitung dieses Unter-0 drucks keinen wesentlichen Widerstand entgegensetzt,) und durch die Unterdruckleitung 52 zum Unterdruckspeicherbehälter 50 übertragen, aus dem daher Luft abgesaugt wird, so daß er mit Unterdruck "gefüllt" wird. Dieser Unterdruck wird jedoch vom Unterdruckspeicherbehälter 50 nicht weiter als bis zur zwischengeschalteten Steueröffnung 23 des Unterdruck-

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schaltventils 20 weitergeleitet, weil die Steueröffnung 23 zu diesem Zeitpunkt vom Ventilelement 24 geschlossen gehalten wird.

Wenn dann der Zündschalter 35 des Fahrzeugs geöffnet wird, um die Brennkraftmaschine 1 stillzusetzen, indem die Zufuhr von elektrischer Arbeitsenergie zum Zündsystem beendet wird, wirkt sich die Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens gemäß der vorstehend beschriebenen und dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in folgender Weise aus. Sobald der Zündschalter 35 ausgeschaltet wird, wirkt die Zylinderspule 27 nicht mehr auf den Solenoidkern 26, so daß die als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 23 den Solenoidkern 26, die Ventilstange 25 und das Ventilelement 26 nach rechts in ihre in Figur 1 dargestellten Stellungen drückt. Das Ventilelement 24 öffnet dabei die zwischengeschaltete Steueröffnung 23 und schließt dabei den ersten Einlaß 22 des Unterdruckschal'tventils 20. In diesem Zustand gelangt der Unterdruck vom ersten Unterdruckanschluß 31 nicht mehr zur Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15; es wird jedoch der Unterdruck, der im Unterdruckspeicherbehälter 50 herrscht, durch die Unterdruckleitung 51, den zweiten Einlaß 29 des Unterdruckschaltventils 20, die zwischengeschaltete Steueröffnung 23 des Unterdruckschaltventils 20, dessen Auslaß 21 und die erste Unterdruckleitung 19 direkt zur Membrankammer 17 geleitet. Der Unterdruck im Unterdruckspexcherbehälter 50 hat zu diesem Zeitpunkt einen recht hohen Wert. Demzufolge liegt an der Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15 ein recht hoher Wert des Arbeitsunterdrucks an, so daß die Membran 16 entgegen der Vorspannkraft der als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder 18, die überwunden wird, kräftig nach oben (in Figur 1) gezogen wird, und demzufolge die Ventilstange 14 und das Ventilelement 13, das am unteren Ende der Ventilstange angebracht ist, vollständig von der Ventilöffnung 12 des Steuerventils

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10 für die Steuerung der Abgasrückführung weggezogen werden, so daß das Steuerventil 10 maximal geöffnet wird und durch die Abgasrückführlextung aus dem ersten Leitungsabschnitt 9a und dem zweiten Leitungsabschnitt 9b Abgas in maximaler Menge zurückgeführt wird. Dies erfolgt sofort, sobald die Brennkraftmaschine 1 mittels des Zündschalters 3 5 ausgeschaltet worden ist, und zwar noch bevor deren Drehung aufgehört hat. Wenn zu diesem Zeitpunkt aufgrund des erwähnten Dieselns wegen des Vorhandenseins von Heißstellen oder dergleichen in den Brennräumen der Brennkraftmaschine 1 eine gewisse Neigung zum Nachlaufen besteht, werden die Gase aus dem Auspuffkrümmer 4, die hauptsächlich Abgase sind, in großer Menge zum Ansaugkrümmer 3 der Brennkraftmaschine 1 zurückgeführt, so daß das der Brennkraftmaschine 1 zugeführte Gemisch entweder Abgas oder zumindest bei weitem zu mager, d.h. zu benzinarm ist, um gezündet zu werden. Daher kommt es nicht zum Dieseln, und die Brennkraftmaschine 1 hält praktisch sofort an, sobald die Drehenergie der sich drehenden Teile der Brennkraftmaschine durch Reibung verzehrt worden ist. Kurz gesagt heißt dies, daß das Nachlaufen bzw. Weiterlaufen "praktisch verhindert wird.

Wenn die Brennkraftmaschine 1 nicht mehr dreht, herrscht auch sehr bald kein Unterdruck mehr im Ansaugkrümmer 3. Zu diesem Zeitpunkt baut sich daher der Unterdruck im Ünterdruckspeicherbehälter 50 allmählich zum Ansaugkrümmer 3 durch das Drosselelement 48 ab. Nach einer gewissen, verhältnismäßig kurzen Zeitdauer ist der gesamte Unterdruck abgebaut, so daß im Ünterdruckspeicherbehälter 50 praktisch atmosphärischer Druck herrscht, der dann auch in der Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15 herrscht, so daß das Ventilelement 13 und die Ventilstange 14 von der Druckfeder 13 der Membranvorrinhtung 15 nach unten verschoben werden, so deiß die Ventilöf I nung 12 des Steuerventils 10 für die Ab-5 gasrückführung geschlossen wird und so daß in diesem Zu-

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stand die Brennkraftmaschine 1 leicht wieder in Betrieb gesetzt werden kann, da jetzt keine Gasströmung durch die Abgasrückführleitung aus dem ersten Leitungsabschnitt 9a und dom zweiten Leitungsabschn.i ti; 9b erfolgen kann, wenn die Brennkraftmaschine 1 angeworfen wird, um sie in Betrieb zu setzen.

Für die Erfindung soll das Steuerventil 10 für die Abgasrückführung eine verhältnismäßig große Ventilöffnung 12 haben, und daher sollen vorzugsweise auch der erste Leitungsabschnitt 9a und der zweite Leitungsabschnitt 9b der Abgasrückfuhrleitung verhältnismäßig groß sein, damit es möglich ist, eine verhältnismäßig große Menge zurückgeführten Abgases zu liefern, wenn die Brennkraftmaschine 1 mittels des Zündschalters 35 in vorstehend beschriebener Weise ausgeschaltet wird, um das Weiterlaufen der Brennkraftmaschine 1 effektiv zu verhindern. Im Vergleich zur oben beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens, bei der Luft in den Ansaugkrümmer eingespeist wird, um das Nachlaufen der Brennkraftmaschine zu verhindern, ist jedoch die Abgasmenge, die durch die Abgasrückführlextung und das Steuerventil 10 in den Ansaugkrümmer zurückgeführt werden muß, wegen der höheren Effektivität zurückgeführter Abgase zum Verhindern des Dieselns deutlich kleiner.

Figur 2 zeigt die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens, wenn diese Vorrichtung bei einer zweiten Ausführungsform des Abgasrückführsystems angewendet ist. In Figur 2 sind diejenigen Teile und Elemente, die Teilen und Elementen der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 1 entsprechen und gleiche Funktionen haben, mit gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 bezeichnet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verhindern des Nach-

laufens ist bei der Ausfuhrungsform gemäß Figur 2 auf gleiche Weise ausgebildet wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 1. Jedoch ist bei dem Abgasrückfuhrsystem, bei dem die Vorrichtung angewendet ist, im Steuerventil 10 für die Abgas rückführung stromauf von dessen Ventilöffnung 12, d.h. in Richtung des Auspuffkrümmers 4, eine Druckkammer 44 ausgebildet, die einerseits von dem Element, in dem die Ventilöffnung 12 ausgebildet ist und andererseits von einem Drosselelement 43 begrenzt wird, dem eine Drosselstelle 53 aus gebildet ist. Diese Drosselstelle steht in Verbindung mit dem ersten Leitungsabschnitt 9a der Abgasrückfuhrleitung.

Von der Druckkammer 44 führt eine Druckleitung 45 zu einem Unterdruckstellventil 36. Die Druckleitung 45 mündet in eine erste Kammer 38 des Unterdruckstellventils unterhalb (in Figur 2) einer Membran 37. Diese Kammer 38 des Unterdruckstellventils 3 6 hat keinen Auslaß, so daß die Gase in der Kammer 38 praktisch den gleichen Druck wie die Gase in der Druckkammer 44 haben. Oberhalb der Membran 37 des Unter-0 druckstellventils 3 6 ist in diesem eine zweite Kammer 39 ausgebildet, die durch eine Entlüftungsöffnung 46 zur umgebenden Atmosphäre belüftet ist und in die eine Steueröffnung 41 mündet, die etwas in die zweite Kammer 3 9 hineinragt. Gegenüber der Steueröffnung 41 ist an der Membran 3 7 des Unterdruckstellventils 36 ein Ventilelement 42 befestigt, und in der zweiten Kammer 39 ist eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 4 0 angeordnet, die das Ventilelement 42 und die Membran 37 nach unten in Figur 2 zu drücken versucht. Die Steueröffnung 41 ist verbunden mit der Unterdruck 0 leitung 30, die wie bei der ersten Ausführungsform gemäß Figur 1 vom ersten Unterdruckanschluß 31 ausgeht und zum ersten Einlaß 22 des Unterdruckschaltventils 2 0 führt. Wie bereits beschrieben, befindet sich der Unterdruckanschluß 31 im Vergaser 2 an einer Stelle, die stromauf der Drossel-5 klappe 7 liegt, wenn die Drosselklappe 7 geschlossen ist,

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und die stromab der Drosselklappe liegt, wenn die Drosselklappe 7 weiter als um ein bestimmtes vorgegebenes, geringes Ausmaß geöffnet ist. Wenn der Druck in der ersten Kammer 3 8 des Unterdruckstellventils 3 6 den Druck in der zweiten Kammer 3 9 um mehr als ein bestimmtes vorgegebenes Ausmaß übersteigt, wird die Kraft der Druckfeder 40 überwunden und werden die Membran 37 sowie das an ihr angebrachte Ventilelement 42 nach oben in Figur 2 bewegt, so daß das Ventilelement 42 die Steueröffnung 41 schließt und dadurch den Unterdruck in der Kammer 38 verringert bzw. den Druck in der Kammer 3 8 erhöht. Wenn andererseits der Druck in der ersten Kammer 38 den Druck in der zweiten Kammer 3 9 nicht um mehr als das bestimmte vorgegebene Ausmaß übersteigt, hält die Druckfeder 40 die Membran 37 und das daran befestigte Ventilelement 42 nach unten ausgelenkt, wie dies in Figur 2 gezeigt ist, so daß das Ventilelement 42 die Steueröffnung 41 offen hält bzw. öffnet und dadurch den Unterdruck in der Kammer 3 9 erhöht bzw. den Druck in der Kammer 3 9 verringert. In an" sich bekannter Weise arbeitet das System, das das Unterdruckstellventil 36 und die Druckkammer 44 umfaßt, in der Weise, daß der Abgasdruck in der Druckkammer 44 ständig praktisch konstant auf einem Wert nahe dem des atmosphärischen Drucks gehalten wird. Auf diese Weise wird die Durchflußmenge des vom Abgasrückführsystem zurückgeführten Abgases in linearem Verhältnis zur Dui'chflußmenge der von der Brennkraftmaschine 1 durch den Ansaugkrümmer 3 angesaugten Luft gehalten, d.h. das Abgasrückführungsverhältnis wird konstant gehalten.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Nachlaufen verhindert werden. Wenn der • Zündschalter 3 5 geöffnet wird, um die Brennkraftmaschine 1 abzuschalten und stillzusetzen, gibt zu diesem Zeitpunkt die Zylinderspule 27 den Solenoidkern 26 frei, so daß die

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Druckfeder 28 die Ventilstange 25 und das Ventilelement 24 nach links in Figur 2 drückt und dadurch der zweite Einlaß 29 des Unterdruckumschaltventils 2 0 in Verbindung mit dessen Auslaß 21 kommt, was wiederum zur Folge hat, daß zu diesem Zeitpunkt der im Unterdrucksoeicherbehälter 50 gespeicherte Unterdruck in Verbindung mit der Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15 kommt, so daß deren Membran 16 entgegen der Vorspannkraft der Druckfeder 18, die überwunden wird, zuverlässig und zwangsläufig nach oben ausgelenkt wird und dadurch das Ventilölemcnt 1 ä und die Vonti!stange 14, die das Vontilelement 13 mit der Membran 15 verbindet, nach oben in Figur 2 verlagert werden, so daß die Ventilöffnung 27 des Steuerventils 10 für die Abgasrückführung maximal geöffnet wird. Dies ermöglicht es, daß durch die aus dem ersten Leitungsabschnitt 9a und dem zweiten Leitungsabschnitt 9b bestehende Abgasrückführleitung eine maximale Abgasrückführung erfolgt, wobei durch diese sehr starke Abgasrückführung sofort und wirksam ein Nachdieseln in den Brennräumen der Brennkraftmaschine 1 und somit ein Nachlaufen derselben verhindert wird, so daß die Brennkraftmaschine 1 anhält, sobald die Drehenergie ihrer drehenden Teile durch Reibung verzehrt ist. Somit wird auch bei diesem Anwendungsfall· das störende und nachteilige Phänomen des Nachlaufens verhindert.

5 Es ist erkennbar, daß mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Nachlaufen der Brennkraftmaschine aufgrund des Dieseleffektes nach dom Abschalten der Brennkraftmaschine beseitigt werden kann. Es besteht somit nicht die Gefahr, daß aufgrund der unregelmäßigen und unvollständigen Verbrennung des Kraftstoffs in der Brennkraftmaschine während des Nachlaufens übermäßige Schwingungen und störende Geräusche erzeugt werden. Ferner ist der Gefahr des Überhitzens eines katalytischen Wandlers, der im Auspuffkrümmer der Brennkraftmaschine vorgesehen sein kann, durch die Zufuhr größerer 5 Mengen unverbrannten Benzins vorgebeugt. Außerdem kann es

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nicht dazu kommen, daß angesammeltes Benzin im Auspuffkrümmer oder im Auspuffrohr des Fahrzeugs gezündet wird, was zu einer Explosion führen könnte. Erfindungsgemäß werden diese Vorteile ohne große und raumbeanspruchende Geräte erreicht, was im Gegensatz zu herkömmlichen Vorrichtungen zum Verhindern des Nachlaufens steht, bei denen beispielsweise eine
große Luftmenge durch ein Luftzuführventil in den Ansaugkrümmer eingeleitet wird, wenn die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird. Ferner wird dies erreicht ohne jeglichen
Kraftstoff abschaltmechanisiuus im Vergaser, der beim

Ausschalten des Zündschalters des Fahrzeugs anspricht; aufgrund dieses Mechanismus besteht die Neigung zu Störungen
des normalen Betriebs des Vergasers.

Die Erfindung ist somit angewendet bei einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugsystem und einem Auspuffsystem, bei
der eine Abgasrückfuhrleitung vom Auspuffsystem zum Ansaugsystem führt, durch die Abgas zurückgeführt werden kann,
lüin Abgasrückführuncfs-Steucrvontil in der Abgasrückführlei-0 tung steuert die Abgaströmung darin und wird durch das Anlegen von Arbeitsunterdruck betätigt. Das Anlegen von Arbeitsunterdruck an das Steuerventil erfolgt entsprechend den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine. Ein Unterdruckspeicherbehälter speichert Unterdruck, während die Brenn-

kraftmaschine läuft. Eine Unterdruckleitung verbindet den

Unterdruckspeicherbehälter mit dem Steuerventil für die Abgasrückführung und wird von einem UnterdruGkventil gesteuert, das geschlossen ist, während dem Zündsystem der
Brennkraftmaschine elektrische Energie zugeführt wird, und

das offen ist, während dem Zündsystem keine elektrische Energie zugeführt wird. Wenn die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird, öffnet das Unterdruckventil, so daß es den Unterdruck aus dem Unterdruckspeicherbehälter zur Betätigung des
Steuerventils für die Abgasrückführung durchläßt, damit das Steuerventil maximal öffnet, so daß eine maximale Abgasrück-

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führung erfolgt, um zu verhindern, daß die Brennkraftmaschine dieselnd weiterläuft.

Obwohl die Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispxele und unter Bezugnahme auf erläuternde Darstellungen beschrieben wurde, soll sie nicht dadurch beschränkt sein. Dem Fachmann sind verschiedene Abwandlungen, Weglassungen und Änderungen hinsichtlich der Einzelheiten der Ausführungsbcinpielo möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Daher soll die Erfindung nicht durch eine möglicherwexse rein zufällige Einzelheit der dargestellten Ausführungsbeispiele oder der Zeichnungen beschränkt sein.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1/ Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens für eine Brennkraftmaschine mit einem Zündsystem, einem Ansaugsystem, einem Auspuffsystem, einer Abgasrückfuhrleitung, deren eines Ende mit dem Auspuffsystem und deren anderes Ende mit dem Ansaugsystem verbunden ist, und einem Steuerventil für die Abgasrückführung, das in einem mittleren Bereich der Abgasrückführleitung angeordnet ist und durch Beaufschlagung mit Arbeitsunterdruck betätigt wird und entsprechend der Beaufschlagung mit Arbeitsunterdruck das öffnen und Schließen der Abgasrückführleitung steuert, wobei die Beaufschlagung mit hohem Arbeitsunterdruck das Steuerventil vollständig öffnet und für Abgasrückführung mit maximaler Menge sorgt und wobei die Beaufschlagung des Steuerventils für die Abgasrückführung mit Arbeitsunterdruck entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfolgt, gekennzeichnet
durch

a) einen Ünterdruckspexcherbehälter (50), der Unterdruck speichert, während die Brennkraftmaschine (1) läuft,

b) eine Unterdruckleitung (19, 51), die den Unterdruck-

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speicherbehälter mit dem Steuerventil (10) für die Abgasrückführung verbindet, und
c) ein Unterdruckventil (20), das die Strömung durch die Unterdruckleitung steuert und geöffnet ist, während dem Zündsystem (35) keine elektrische Arbeitsenergie zugeführt wird, sowie geschlossen ist, während dem Zündsystem elektrische Arbeitsenergie zugeführt wird, wobei dann, wenn zunächst das Zündsystem ausgeschaltet wird, um die Brennkraftmaschine stillzusetzen, das Unterdruckventil aus seinem geschlossenen Zustand in seinen offenen Zustand übergeht und dadurch hohen Unterdruck aus dem Unterdruckspeicherbehälter auf das Steuerventil für die Abgasrückführung einwirken läßt, so daß das Steuerventil für die Abgasrückführung weitestmöglich geöffnet wird und dadurch für Abgasrückführung mit maximaler Menge sorgt, so daß dadurch jegliches Dieseln in der Brennkraftmaschine und Nachlaufen wirksam und zuverlässig verhindert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß das Unterdruckventil (20) dann, während das Zündsystem nicht mit elektrischer Energie gespeist wird, ferner die Beaufschlagung des Steuerventils (10) für die Abgasrückführung mit Arbeitsunterdruck unterbindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Unterdruckspeicherbehälter (50) Unterdruck aus dem Ansaugsystem (3) speichert.
30
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
gekennzeichnet

durch ein Unterdruckzuführventil (49), durch das der Unterdruck vom Ansaugsystem (3) zum Unterdruckspeicherbehälter (50) gelangt, wobei das Unterdruckzuführventil diesen Un-

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30A853Ö

terdruck vom Ansaugsystem zum Unterdruckspexcherbehälter ohne nennenswerten Strömungswiderstand durchläßt, wobei jedoch das Unterdruckzuführventil einen erheblichen Strömungswiderstand gegen die Ausbreitung des Unterdrucks vom Unterdruckspeicherbehälter zum Ansaugsystem hat und als Drosselelement bezüglich der Ausbreitung des Unterdrucks vom Unterdruckspeicherbehälter zum Ansaugsystem wirkt, so daß dann, wenn die Brennkraftmaschine (1) abgeschaltet wird, indem ihr Zündsystem (35) von der Zufuhr elektrischer Arbeitsenergie getrennt wird, der Unterdruck im Unterdruckspeicherbehälter während einer gewissen Zeit aufrechtgehalten wird, damit maximale Abgasrückführung erreicht wird und das Nachlaufen der Brennkraftmaschine verhindert wird, danach jedoch der Unterdruck auf praktisch null sinkt, damit für minimale Abgasrückführung gesorgt ist, wenn die Brennkraftmaschine erneut angelassen werden soll.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Unterdruckventil (20) umfaßt eine Zylinderspule (27), die mit elektrischer Energie gespeist wird, während das Zündsystem (35) mit elektrischer Energie gespeist wird, und die nicht mit elektrischer Energie gespeist wird, während das Zündsystem nicht mit elektrischer Energie gespeist wird, einen Solenoidkern (26), auf den die Zylinderspule magnetisch wirkt,

eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder (28), die auf den Solenoidkern eine Druckkraft in einer ersten Richtung ausübt,

ein Ventilelement (24), das mit dem Solenoidkern verbunden ist und zwischen einer Endstellung in der ersten Richtung und einer Endstellung in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung verstellt werden kann, eine Durchlaßkammer, in der das Ventilelement angeordnet ist,

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einen von der Durchlaßkammer ausgehenden Auslaß (21), der mit dem Steuerventil (10) für die Abgasrückführung verbunden ist,

einen ersten Einlaß (22) , der in die Durchlaßkammer mündet und an dem das Ventilelement schließend anliegt, wenn das Ventilelement seine Endstellung in der ersten Richtung einnimmt, und an dem der Arbeitsunterdruck zur Beaufschlagung des Steuerventils für die Abgasrückführung angelegt ist, sowie einen zweiten Einlaß (29) , der in die Durchlaßkammer mündet, mit dem Unterdruckspeicherbehälter (50) verbunden ist und an dem das Ventilelement schließend anliegt, wenn das Ventilelement seine Endstellung in der zweiten Richtung einnimmt, so daß dann, während dem Zündsystem (35) elektrische Energie zugeführt wird, die Zylinderspule den Solenoidkern entgegen der Kraft der Druckfeder anzieht und dadurch das Ventilelement in der zweiten Richtung verstellt hält, so daß das Ventilelement den zweiten Einlaß geschlossen hält und die Zufuhr von Unterdruck aus dem Unterdruckspeicherbehälter zum Steuerventil für die Abgasrückführung unterbricht, während es den ersten Einlaß offen hält, so daß die Beaufschlagung des Steuerventils für die Abgasrückführung mit Arbeitsunterdruck möglich ist, und so daß dann, während das Zündsystem nicht mit elektrischer Arbeitsenergie gespeist wird, die Zylinderspule ihre magnetische Anziehungskraft auf den Solenoidkern nicht ausübt, so daß die Druckfeder den Solenoidkern und das Ventilelement in die Endstellung in der ersten Richtung bringen kann, so daß das Ventilelement den ersten Einlaß geschlossen hält und dadurch die Beaufschlagung des 0 Steuerventils für die Abgasrückführung mit Arbeitsunterdruck unterbricht, während das Ventilelement den zweiten Einlaß offen hält, so daß Unterdruck aus dem Unterdruckspeicherbehälter zum Steuerventil für die Abgasrückführung durchgelassen wird, was zur Folge hat, daß das Steuerventil weitestmöglich öffnet und dadurch für maximale Abgasrückführung in der Brennkraftmaschine sorgt.