DE3103119A1

DE3103119A1 - Brennkraftmaschine mit abgasrueckfuehrungssystem

Info

Publication number: DE3103119A1
Application number: DE3103119A
Authority: DE
Inventors: Akira Niiza Saitama Fujimura; Osamu Kurume Tokyo Gotoh; Michio Tokyo Kawamoto; Yutaka Niiza Saitama Otobe
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1980-02-02
Filing date: 1981-01-30
Publication date: 1981-11-26
Also published as: JPS619501B2; US4429676A; FR2475123B1; DE3103119C2; JPS56110535A; GB2068458A; GB2068458B; FR2475123A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Abgasrückführungssysteme werden üblicherweise in Brennkraftmaschinen verwendet, bei denen ein Teil der Abgase dem Ansaugkanal über einen Rückführungskanal zugeführt wird, um · einen übermäßigen Anstieg der Verbrennungstemperatur des Kraftstoff-Luftgemischs in den Zylindern zu verhindern. Ein Absenken der Verbrennungstemperatur verhindert die Abgabe von Stickoxiden, die im Hinblick auf Luftverschmutzungsprobleme unerwünscht sind. Es ist auch ein System bekannt, bei dem die Brennkraftmaschine mit einem Gemisch gespeist wird, das ein hohes Gesamt-Kraftstoff-Luftverhältnis hat, um die Konzentration von Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid, Stickoxiden usw. in den Abgasen zu verringern. Die beiden möglichen Systeme können in Brennkraftmaschinen zur weiteren Verringerung der Konzentration von Stickoxiden in den Abgasen gleichzeitig eingesetzt werden. Alle dieses Möglichkeiten haben jedoch einen in gewissem Grade unerwünschten Einfluß auf das Fahrverhalten eines Fahrzeugs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der vorstehend angegebenen Art zu schaffen, das die Menge von der Brennkraftmaschine zugeführtem Zusatzkraftstoff vergrößern und gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit der rückgeführten Abgase erhöhen kann. Dadurch soll der Anstieg der Verbrennungstemperatur begrenzt werden, der andernfalls durch die erhöhte Kraftstoffmenge verursacht wird. Auf diese Weise soll die Leistungsabgabe der Maschine verbessert und gleichzeitig die Luftverschmutzung verringert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

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Eine Brennkraftmachlne nach der Erfindung, die einen Ansaugkanal mit einer druckempfindlichen Kraftstoffzusatzvorrichtung und einen Abgasrückführungskanal sowie ein zugehöriges Rückführungssteuersystem aufweist, zeichnet sich durch die folgenden weiteren Merkmale aus: Im dem Abgasrückführungskanal ist ein Regulierventil vorgesehen, das auf den Ansaugdruck in dem Ansaugkanal anspricht. Eine Steuer-Unterdruckleitung steht mit dem Ansaugkanal in Verbindung und enthält eine Vorrichtung zur Veränderung ihres Strömungswiderstandes, Diese Vorrichtung spricht auf eine vorbestimmte Steuergröße an_f die von einem Betriebszustand der Maschine oder des Fahrzeugs abhängt, so daß das Regulierventil und die Kraftstoffzusatzvorrichtung derart gesteuert werden, daß die Strömungsgeschwindigkeit der rückgeführten Abgase und die Strömungsgeschwindigkeit des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffs abhängig von der vorbestimmten Steuergröße verändert werden„

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig„ 1 eine teilweise geschnittene schematische Darstellung des Einsatzes der Erfindung in einer Brennkraftmaschine,

Fig» 3 eine Abänderung des beschriebenen Ausführungsbeispiels,

Fig» 2 und 4 Schaltungsanordnungen zur Steuerung der in Fig. 1 und 3 gezeigten Systeme»

In den Figuren ist eine Brennkraftmaschine E als Antrieb für ein Kraftfahrzeug dargestellt, die mit einem Ansaugleitungssystem Mi und einem Auspuffleitungssystem Me ausgerüstet ist. Ein Vergaser C ist mit einem stromauf-

wärtigen Ende des Ansaugleitungssystems Mi über einen wärmeisolierenden Stützen It verbunden.

Der Vergaser C hat einen Venturikanal 1a im Ansaugkanal· 1. Eine Starterklappe 2 ist stromaufwärts des Venturikanals 1a, eine Drosselklappe 3 stromabwärts dieses Kanals 1a vorgesehen. Eine Kraftstoffdüse 4 mündet in den Venturikanal 1a. Das Ansaugleitungssystem Mi, der wärmeisolierende Stutzen It und der Vergaser C bilden insgesamt den .Ansaugkanal 1 der Brennkraftmaschine E. Eine erste Saugöffnung D1 ist nahe oder stromabwärts der Drosselklappe 3 vorgesehen, und eine zweite Saugöffnung D2 mündet in den Venturikanal 1a. Eine dritte Saugöffnung D3 ist stromabwärts der Drosselklappe -3 angeordnet.

Ein Kraftstoffkanal, der zur Kraftstoffdüse 4 führt, umfaßt einen Hauptkanal 5m und einen Hilfskanal 5s, die beide mit einer nicht dargestellten Schwimmerkammer in Verbindung stehen, in die sie unterhalb des Kraftstoffpegels einmünden. Der Hilfskanal 5s ist mit einem die Kraftstoffzuführung verstärkenden Ventil 6 versehen. Das Verstärkungsventil 6 enthält ein bewegliches Ventilelement 7, das den Hilfskanal 5s öffnet oder schließt. Das Verstärkungsventil 6 enthält ferner eine Membran 8, die mit dem Ventilelement 7 verbunden ist, und eine Ventilfeder 10, die in der Unterdruckkammer 9 unter dem Ventilelement 7 angeordnet ist. Die Feder 10 drückt das Ventilelement 7 in- die Öffnungsstellung.

Die Unterdruckkammer 9 des Verstärkungsventils 6 steht mit der dritten Saugöffnung D3 über einen Saugkanal 11 in Verbindung, in den ein. Elektromagnetventil 12 eingeschaltet ist. Dieses öffnet den Saugkanal 11, wenn der Elektromagnet eingeschaltet ist, und schließt den Saugkanal 11 und verbindet gleichzeitig die stromabwärtige Seite des Saugkanals 11

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mit einer Lufteintrittsöffnung 14, die mit einem Filter versehen ist_f wenn der Elektromagnet ausgeschaltet wird.

Wenn das Elektromagnetventil 12 abgeschaltet wird, so arbeitet das Verstärkungsventil derart, daß der an der dritten Saugöffnung D3 festgestellte Unterdrück, der durch den Betrieb der Brennkraftmaschine E erzeugt wird,- in die Unterdruckkammer 9 eingeführt wird, so daß das Ventilelement 7 in Schließrichtung bewegt wird., Wenn der Unterdruck mit zunehmender Maschinenbelastung abfällt, so wird das Ventilelement 7 entsprechend in Öffnungsrichtung verlagert, wodurch die Verstärkungsfunktion des Verstärkungsventils 6 bezug= lieh des durch die Kraftstoffdüse 4 zugeführten Kraftstoffs vergrößert wird= Wenn die Maschinenbelastung abfällt, so verringert sich die Verstärkungswirkung entgegengesetzt dem vorstehend beschriebenen Effekt» Wenn andererseits das Elektromagnetventil 12 eingeschaltet wird oder betätigt ist, so enthält die Unterdruckkammer 9 des Verstärkungsventils 6 einen Unterdruck, der über die Lufteintrittsöffnung 14 verringert wird» Der Ventilkörper 7 wird dann in seine maximale Öffnungsstellung gebracht, so daß sich dadurch eine maximale Verstärkungswirkung der Kraftstoffzuführung ergibt»

Ein Einwegventil 51 ist in der Unterdruckleitung 11 angeordnet und begrenzt bei stillstehender Brennkraftmaschine E den Betätigungsunterdruck, der das Ventilelement 7 in seiner Schließstellung hält, wodurch ein Austritt von Kraftstoff aus dem Verstärkungsventil 6 verhindert wird.

Eine Abgasrückführungsleitung 15 läuft von einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine E zum Ansaugleitungssystem Mi und enthält ein Rückführungssteuerventil 16„ Dieses Rückführungssteuerventil 16 enthält ein bewegliches Ventilelement 17,

das durch eine Membran 18 betätigt wird. Eine Ventilfeder 20 ist in der Unterdruckkammer 19 über der Membran 18 angeordnet und drückt das Ventilelement 17 zur Schließstellung.

Eine erste Unterdruckleitung L1 läuft von der Saugöffnung D1 über ein elektromagnetisch betätigbares Luftventil 21 zur Unterdruckkammer 19 des Rückführungssteuerventils 16. Eine Querschnittsverengung 24 ist stromabwärts des Ventils 21 in der Unterdruckleitung L1 vorgesehen. Eine zweite Unterdruckleitung L2 läuft von der Saugöffnung D2 zur Unterdruckkammer 19 über ein Regulierventil 28. Das Luftventil 21 schließt jeweils das stromaufwärtige Ende seiner Unterdruckleitung L1 und L2 und erlaubt gleichzeitig eine Verbindung der stromabwärtigen Seite mit der gefilterten Lufteintrittsöffnung 26.

Eine Steuerventilanordnung 23 umfaßt ein unterdruckabhängig arbeitendes Regulierventil 28, das die zweite Unterdruckleitung L2 öffnet oder schließt, sowie ein unterdruckabhängig arbeitendes Luftventil 29 zur Einstellung des Unterdrucks, der auf das Regulierventil 28 einwirkt. Das Regulierventil 28 hat eine Ventilkammer 30, die mit der zweiten Unterdruckleitung L2 verbunden ist, sowie eine Unterdruckkammer 32, die von der Ventilkammer 30 durch eine Membran 31 getrennt ist. Ein flaches, bewegliches Ventilelement 33 ist an der Membran 31 befestigt und öffnet und schließt eine Ventilöffnung 48 am Ende einer Leitung 11a, die zwischen dem Regulierventil 28 und dem Rückführungssteuerventil 16 verläuft. Eine Ventilfeder 34 drückt das Ventilelement 33 in seine Schließstellung.

Das Luftventil 29 besteht aus einer Ventilkammer 36 in einer dritten Unterdruckleitung L3, die von der dritten Saugöffnung D3 zu einer Lufteintrittsöffnung 35 läuft, die mit einem Filter versehen ist. Eine Unterdruckkammer 38

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ist von der Ventilkammer 36 durch eine Membran 37 getrennt. Ein bewegliches Ventilelement 39 an der Membran 37 ist so angeordnet, daß es eine Ventilöffnung 49 am offenen Ende der dritten Unterdruckleitung L3 variiert. Eine Ventilfeder 40 drückt das Ventilelement 39 in seine Schließstellung. Das Ventilelement 39 dieses Ventils 29 hat eine Konfiguration ähnlich dem Ventilelement 17 des Rückführungssteuerventils 16. Die Unterdruckkammer 38 steht mit der ersten Unterdruckleitung L1 stromabwärts des Regulierventils 28 in Verbindung, während die Ventilkammer 36 mit der Unterdruckkammer 32 über eine Querschnittsverengung 41 verbunden ist. Eine weitere Querschnittsverengung 42. ist an einer Stelle zwischen der Ventilkammer 36 und der Lufteintrittsöffnung 35 vorgesehen. Eine Nebenquerschnittsverengung hat eine kleinere öffnung. Ein Kanal 52 überbrückt nur die Nebenquerschnittsverengung 42,· Zwischen dem Kanal 52 und der Lufteintrittsöffnung 35 ist ein Elektromagnetventil vorgesehen, das normalerweise den Kanal 52 schließt und ihn bei Einschaltung seines Elektromagneten öffnet.

In der vorliegenden Beschreibung wird unter "stromaufwärts" und "stromabwärts" der Unterdruckleitungen jeweils die "Unterdruckquellenseite" bzw. die "Lufteintrittsseite" verstanden .

Wenn die Elektromagnetventil 21 und 22 abgeschaltet sind, arbeitet die Ventilanordnung 23 folgendermaßen;

Ein Unterdruck wird im Bereich der Drosselklappe 3 oder stromabwärts der Drosselklappe 3 erzeugt, wenn die Brennkraftmaschine E arbeitet, und wird als Unterdruck Pc an der ersten Saugöffnung D1 festgestellt. Der Unterdruck Pc wird auf die Kammer 38 des Luftventils 29 über das Elektromagnetventil 21 und die Querschnittsverengung 24 übertragen,

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so daß er bei Überschreiten der Voreinstellung der Ventilfeder 40 das Ventilelement 39 mit der Membran 37 anhebt und die dritte Unterdruckleitung L3 öffnet.

Wenn die dritte Unterdruckleitung L3 auf diese Weise geöffnet ist, wird atmosphärische Luft in die Eintrittsöffnung eingeführt und, in der Strömungsgeschwindigkeit durch die Querschnittsverengung 42₁ und die Querschnittsverengung begrenzt, in den Ansaugkanal 1 der Brennkraftmaschine E über die Ventilkammer 36 und die Ventilöffnung 49 eingeführt. Dadurch wird der Unterdruck P in der Ventilkammer des Luftventils 29 auf die Unterdruckkammer 32 des Regulierventils 28 übertragen. Wenn der Unterschied zwischen dem Unterdruck P und dem Unterdruck Pv an der zweiten Saugöffnung D2 die Voreinstellung der Ventilfeder 34 überschreitet, so wird das Ventilelement 33 zusammen mit der Membran angehoben und öffnet die Ventilöffnung 48. Ein Teil des Unterdrucks Pv tritt aus der Ventilöffnung 48 aus und verringert die Intensität des Unterdrucks, der zuvor über die Querschnittsverengung 24 zu dem Unterdruck Pe in der Leitung 11a geführt hat. Dieser Unterdruck Pe dient als Betätigungsdruck für das Rückführungssteuerventil 16.

Durch die vorstehend beschriebene Verringerung der Intensität des Unterdrucks wird der Unterdruck in der Kammer verringert, und entsprechend wird die öffnung des Luftventils 29 verringert, wodurch ein entsprechender Abfall des Unterdrucks in der Ventilkammer 36 auftritt. Der Unterdruck in der Kammer 32 des Regulierventils 28 fällt gleichfalls ab, so daß das Ventilelement 33 die Ventilöffnung 48 schließt. Dann nimmt der Unterdruck Pe zu. Dieser Betriebszyklus wiederholt sich. Da diese Wiederholung sehr schnell auftritt, wird die Menge der in der dritten

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Unterdruckkammer L3 geführten Luft proportional der Luftmenge, die von der Brennkraftmaschine E angesaugt wird, so daß der Unterdruck P einen Wert hat, der demjenigen des Unterdrucks Pv nahekommt.

Wenn die angesaugte Luftmenge gering ist, so ist der Unterdruck P höher als der Unterdruck Pv, und entsprechend wird das Ventilelement 33 des Regulierventils 28 in seine Öffnungsstellung gebracht, so daß der Betätigungsdruck Pe für das Rückführungssteuerventil 16 verringert wird. Wenn andererseits die Menge der angesaugten Luft zunimmt, so nimmt der Unterdruck Pv zu, so daß das Ventilelement 33 in seine Schließstellung gelangt und den Betätigungsdruck Pe vergrößerte Auf diese Weise werden das Luftventil 29 und das Rückführungssteuerventil 16 durch ein und denselben Unterdruck Pe betätigt. Ferner haben ihre Ventilelemente 39 und 17 eine ähnliche Konfiguration. Deshalb ist die Menge der in der dritten Unterdruckleitung L3 strömenden Luft, d.h. die Menge der von der Brennkraftmaschine E angesaugten Luft, proportional der Menge an Abgasen, die in den Ansaugkanal zurückgeführt werden, so daß die Brennkraftmaschine E mit Abgasen in einem permanent konstanten Rückführungsverhältnis gespeist wird.

Wenn andererseits das Elektromagnetventil 21 so betätigt wird, daß die stromaufwärtige Seite der ersten Unterdruckleitung L1 gesperrt wird und gleichzeitig die stromabwärtige Seite dieser Leitung mit der Lufteintrittsöffnung verbunden wird, so wird der Betätigungsunterdruck Pe durch den Atmosphärendruck, ersetzt, wodurch das Rückführungssteuerventil 16 geschlossen^xund die Abgasrückführung unterbrochen wird.

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Das Steuersystem für die Elektromagnetventile 12, 21, 22 umfaßt hauptsächlich einen Geschwindigkeitsschalter Ss, einen ersten und einen zweiten Temperaturschalter St1 und St2 sowie einen ersten und einen zweiten Unterdruckschalter Sv1 und Sv2. Die Schalter Sv1 und Sv2 stehen mit der dritten Saugöffnung D3 über Unterdruckleitungen 53 und 54, ein Elektromagnetventil 55 in der Unterdruckleitung 53 und einen Atmosphärendruckschalter Sa in Verbindung. Der Schalter Ss öffnet, wenn die Fahrgeschwindigkeit unter einen vorbestimmten Wert abfällt (z.B. unter 20 km/h). Der Schalter St1 stellt die Temperatur des Kühlwassers als die Maschinentemperatur fest und schließt, wenn die Temperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet (z.B. 75⁰C). Der Schalter St2 stellt gleichfalls die Temperatur des Kühlwassers der Maschine fest und wenn diese einen vorbestimmten Wert (z.B. 6O⁰C) überschreitet, so öffnet er. Der Schalter Sv1 schließt, wenn der an der dritten Saugöffnung D3 festgestellte Unterdruck einen vorbestimmten Wert überschreitet (z.B. 500 mm Hg). Der Schalter Sv2 schließt, wenn dieser Unterdruck einen relativ kleineren vorbestimmten Wert überschreitet (z.B. 300 mm Hg). Der Schalter Sa stellt den Atmosphärendruck fest. Wenn dieser unter einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 660 mm Hg abfällt, so öffnet er. Das Elektromagnetventil 55 schließt die stromaufwärtige Seite der Unterdruckleitung 53 und ermöglicht gleichzeitig die Verbindung der stromabwärtigen Seite mit der mit einem Filter versehenen Lufteintrittsöffnung. Wenn sein Elektromagnet eingeschaltet wird, öffnet es die Unterdruckleitung 53. Der erste Unterdruckschalter Sv1 ist mit einem Balgen 50 zur Korrektur des Wertes seines Betätigungsdrucks abhängig von einer Änderung des Atmosphärendrucks versehen.

Die elektrischen Schaltelemente des in Fig. 1 gezeigten Steuersystems können gemäß der Schaltung nach Fig. 2 geschaltet sein.

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Die Elektromagnetventile 12 und 22 sind parallel zueinander über den ersten Temperaturschalter St1 an die Stromquelle 43 angeschlossen. In dem Speisestromkreis des Elektromagnetventils 12 sind der zweite Unterdruckschalter Sv2 und der Atmosphärendruckschalter Sa in Reihenschaltung angeordnet. Das Elektromagnetventil 21 ist mit der Stromquelle 43 über den ersten Unterdruckschalter Sv1 und den Temperaturschalter St2 verbunden, die einander parallelgeschaltet sind. Das Elektromagnetventil 55 ist mit der Stromquelle 43 über den Geschwindigkeitsschalter Ss verbunden. Der Zündschalter der Brennkraftmaschine E ist mit 44 bezeichnet.

Wenn die Brennkraftmaschine E durch Betätigen des Zündschalters· 44 gestartet wird, so wird das Elektromagnetventil 12 durch die Schalter Sa, St 1 und Sv2 eingeschaltet,, wenn auch diese Schalter geschlossen sind, d.h. wenn der Atmosphärendruck einen Normalwert annimmt, weil das Fahrzeug in einer geringen Höhe betrieben wird, die Antriebsmaschine warmgelaufen ist (z.B. Kühlwassertemperatur im Zylinderblock 70⁰C oder mehr), die Maschinenbelastung weitgehend unter einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 300 mm Hg abgefallen ist, wie es bei einer plötzlichen Beschleunigung oder beim Fahren einer Steigung der Fall ist. Durch diese Betätigung des Elektromagnetventils 21 wird die Verstärkungsfunktion des Verstärkungsventils 6 maximal und dadurch die Menge des vom Vergaser C gelieferten Kraftstoffs erhöht. Dadurch wird eine hohe Maschinenleistung sowie ein besseres Fahrverhalten des Fahrzeugs erzielt.

Gleichzeitig mit der· Betätigung des Elektromagnetventils 12 wird auch das Elektromagnetventil 22 durch den Schalter St1 betätigt, der dann geschlossen wird, so daß die Strömungsgeschwindigkeit der rückgeführten Abgase erhöht wird. Dadurch wird die Erzeugung von Stickoxiden begrenzt, die

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andernfalls durch die erhöhte Maschinenleistung erzeugt würden.

Wenn einer der drei Schalter Sa, Sv2 oder St1 geöffnet ist, d.h. wenn das Fahrzeug in großer Höhe bei niedrigem Atmosphärendruck betrieben wird oder wenn die Maschine unter geringer Belastung läuft oder wenn sie im kalten Zustand ist, so wird das Elektromagnetventil 12 abgeschaltet, wodurch die verstärkende Wirkung des Verstärkungsventils 6 verringert wird. Der Grund für die Abschaltung des Elektromagnetvnetils 12 liegt insbesondere beim Betrieb in großer Höhe darin, daß das vom Vergaser C erzeugte Gemisch angereichert ist, da in großer Höhe die Luftdichte infolge des niedrigen Atmosphärendrucks verringert ist.

Wenn die Maschine kalt ist, wird der zweite Temperaturschalter St2 geschlossen und schaltet das Elektromagnetventil ein. Dadurch wird der Betätigungsunterdruck für das Rückführungssteuerventil 16 über den Lufteintritt 26 verringert, so daß dieses Ventil geschlossen und die Abgasrückführung unterbrochen wird. Dies bedeutet, daß die Verringerung der Verstärkungswirkung des Verstärkungsventils 6 und die Unterbrechung der Abgasrückführung gleichzeitig eintreten. Der Grund für diese gleichzeitige Wirkung liegt darin, daß Stickoxide in nur kleinen Mengen erzeugt werden, wenn die Maschine kalt ist und daß es günstig ist, die Erzeugung unverbrannter Bestandteile in den Abgasen zu begrenzen.

Wenn das Fahrzeug verzögert wird (Motorbremsung), während die Fahrgeschwindigkeit in einem mittleren oder hohen Bereich liegt, und das Elektromagnetventil 55 durch den Geschwindigkeitsschalter Ss geschlossen ist, so wird der Schalter Sv1 durch den auf ihn einwirkenden Unterdruck geschlossen und der Schalter Sv2 geöffnet, wenn der durch den Maschinenbetrieb

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erzeugte Unterdruck über einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 500 mm Hg ansteigt. Deshalb wird die Verstärkungswirkung des Verstärkungsventils 6 unterbrochen und gleichzeitig die Abgasrückführung unterbrochen. Der Grund für diese Art der Steuerung liegt darin, daß die Menge der in den Abgasen erzeugten Stickoxide bei einer solchen Fahrzeugbremsung gering ist.

Wenn die Fahrgeschwindigkeit in einem niedrigen Bereich von beispielsweise 20 km/h oder weniger liegt, so ist der Schalter Ss geöffnet und der Elektromagnet 55 abgeschaltet, so daß der Schalter Sv1 geöffnet wird und den Betätigungsunterdruck für das Ventil 55 über die Lufteintrittsöffnung 56 verringert. Dadurch kehrt das Elektromagnetventil 21 in seine Normalstellung zurück, und die Abgasrückführung wird wieder aufgenommen.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung= Sie unterscheidet sich von dem in Fig. 2 gezeigten nur in der Anordnung zweier Elektromagnetventile 22. und 22„ anstelle eines einzigen Elektromagnetventils 22 nach Fig. 1 „ Ein erster und ein zweiter Nebenstromkanal 52. und 52₂ sind mit der Unterdruckleitung L3 zwischen der Ventilkammer 36 des Luftventils 29 und der Lufteintrittsöffnung 35 so vorgesehen, daß die Nebenquerschnittsverengung 42₂ überbrückt wird. Der erste Nebenstromweg 52.. ist mit einer zweiten Nebenquerschnittsverengung 42₃ mit kleinerer öffnung als die Nebenquerschnittsverengung 42„ versehen und enthält das Elektromagnetventil 2 2.. , welches damit in Reihe geschaltet ist. Der zweite Nebenstromweg 52„ enthält das Elektromagnetventil 22₂ allein. In Fig. 3 sind mit dem System nach Fig. übereinstimmende Bestandteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Elektromagnetventile 22. und 22₂ sind im Ruhezustand geschlossen.

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Der Strömungswiderstand zwischen der Lufteintrittsöffnung und dem Luftventil 29 ist durch die Reihenschaltung der Hauptquerschnittsverengung 42. und der Nebenquerschnittsverengung 42„ auf einen Maximalwert eingestellt, wenn die Elektromagnetventile 22₁ und 22„ beide geschlossen, d.h. nicht betätigt sind. Der Strömungswiderstand hat einen Mittelwert über die parallel zueinander geschalteten Nebenquerschnittsverengungen 42„ und 42.,, wenn nur das Elektromagnetventil 22.. geöffnet, d.h. betätigt ist. Der Strömungswiderstand erreicht einen Minimalwert, wenn die Hauptquerschnittsverengung 42₁ allein geöffnet und das Elektromagnetventil 22_ geöffnet ist. Da der Strömungswiderstand auf diese Weise in drei Stufen einstellbar ist, kann die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Unterdruckleitung L3 entsprechend gesteuert werden, wodurch eine feine und genaue Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit der rückgeführten Abgase möglich ist.

Fig. 4 zeigt eine Schaltung zur Steuerung des in Fig. 3 gezeigten Systems. Das Elektromagnetventil 22. und der erste Nebenstromweg 52. sind mit der Stromquelle 43 über den ersten Temperaturschalter St1 verbunden. Das Elektromagnetventil 22„ im zweiten Nebenstromweg 52„ ist mit der Stromquelle 43 über den in Reihe geschalteten Geschwindigkeitsschalter Ss und den ersten Temperaturschalter St1 verbunden. Ferner ist eine Diode 57 vorgesehen.

Die Arbeitsweise des in Fig. 3 gezeigten Systems ist folgendermaßen: Ist die Maschine kalt, so ist der Schalter St1 geöffnet, so daß die Elcktromagnetvontile 22. und 22- beide geschlossen sind. Entsprechend nimmt der Strömungswiderstand einen Maximalwert an, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der. rückgeführten Abgase minimal gehalten wird. Wenn die Maschine warmgelaufen und der Schalter St1 geschlossen ist, so nimmt der Strömungswiderstand einen Mittelwert an,

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wenn die Geschwindigkeit in einem niedrigen Bereich liegt und der Schalter Ss geöffnet ist. Somit wird die Strömungsgeschwindigkeit der rückgeführten Abgase auf einen größeren Wert angehoben. Wenn die Fahrgeschwindigkeit in einen hohen Bereich kommt und der Schalter Ss schließt, so nimmt der Strömungswiderstand einen Minimalwert an, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der rückgoführten Abgase weiter erhöht wird. Die anderen Funktionen der in Fig. 3 gezeigten Anordnung stimmen mit denjenigen der in Fig. 1 gezeigten überein.

Wie vorstehend beschrieben, enthält eine Brennkraftmaschine nach der Erfindung ein Rückführungssteuerventil, das auf Unterdruck anspricht und in einem Rückführungskanal angeordnet ist, der zum Ansaugkanal der Maschine führt. Ferner ist ein Regulierventil mit einer Saugleitung verbunden, die an den /msaugkanal angeschlossen ist, und dient zur Steuerung des Betätigungsunterdrucks für das Rückführungssteuerventil abhängig von dem in der Saugleitung erzeugten Unterdruck. Eine Einstellvorrichtung ist in der Saugleitung an einer Stelle stromaufwärts des Anschlußpunktes des Regulierventils vorgesehen und dient zur Einstellung des Strömungswiderstandes in der Saugleitung. Auf diese Weise wird die Einstellvorrichtung durch eine vorbestimmte Steuergröße gemeinsam mit einer Steuerung für die zusätzliche Kraftstoffeinführung gesteuert, die in den Ansaugkanal mündet. Durch diese Anordnung kann die Strömungsgeschwindigkeit der rückgeführten Abgase gleichzeitig so gesteuert werden, daß sie zunimmt, wenn die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge zunimmt, und zwar abhängig von einer Änderung der Steuergröße. Dadurch kann die Leistungsabgabe der Maschine verbessert und gleichzeitig die Luftverschmutzung verringert werden. Die vorstehend genannte Steuergröße ist bei beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die Maschinentemperatur,

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kann jedoch auch die Drehzahl, die Belastung (Ansaugunterdruck) und der Atmosphärendruck sein.

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Claims

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Patentansprüche

.) Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung und einem Ansaugkanal mit einer druckabhängig arbeitenden Kraftstoffzusatzvorrichtung , gekennzeichnet durch ein Abgasrückführungssystem mit folgenden Elementen:

Ein Rückführungssteuerventil (16) in einem Abgasrückführungskanal (15), das auf den Unterdruck in dem Ansaugkanal (1) anspricht, und eine Steuer-Unterdruckleitung (L3), die an den Ansaugkanal (1) angeschlossen ist und eine Vorrichtung (42., 42₂) zur Veränderung ihres Strömungswiderstandes enthält, die auf eine vorbestimmte Steuergröße abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine oder des von ihr angetriebenen Fahrzeugs anspricht,

so daß das Rückführungssteuerventil (16) und die Kraftstoff zusatzvorrichtung (6) derart gesteuert werden, daß die Strömungsgeschwindigkeit der· rückgeführten Abgase und die Strömungsgeschwindigkeit des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffs abhängig von der Steuergröße geändert werden.

2« Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergröße die Kühlwassertemperatür oder die Fahrgeschwindigkeit oder die Maschinenbelastung oder der Atmosphärendruck ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer-Unterdruckleitung (L3) mehrere Querschnittsverengungen (42.,, 42„) sowie ein Ventil (22) zur wahlweisen Führung einer Strömung durch die Querschnitts-

Verengungen (42 , 42„) zwecks Änderung des Strömungswiderstandes enthält.

4. Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung und einem Ansaugkanal mit druckabhängig arbeitender Kraftstoffzusatzvorrichtung sowie einem Abgasrückführungskanal, gekennzeichnet durch ein Steuersystem für die Abgasrückführung mit folgenden Elementen:

Eine erste Unterdruckleitung (L1), die von einer ersten Saugöffnung (D1) des Ansaugkanals (1) nahe der Drosselklappe (3) eines im Ansaugkanal (1) angeordneten Vergasers (C) ausgeht, ein in dem Abgasrückführungskanal (15) angeordnetes Rückführungssteuerventil (16) mit einer Unterdruckkammer (19), an die die erste Unterdruckleitung (L1) angeschlossen ist, eine zweite Saugöffnung (D2) in einem Venturiabschnitt (1a) des Vergasers (C), an die eine zweite Unterdruckleitung (L2) angeschlossen ist, eine dritte Saugöffnung (D3) in dem Ansaugkanal (1) an einer Stelle stromabwärts der Drosselklappe (3), an die eine Steuer-Unterdruckleitung (L3) angeschlossen ist und zu einer Lufteintrittsöffnung (35) führt, ein mit einer Ventilkammer (30) in der zweiten Unterdruckleitung (L2) liegendes Regulierventil (28), das ferner eine Membran (31) sowie eine Unterdruckkammer (32) enthält, einer Verbindungsleitung (11a) zwischen der Unterdruckkammer (19) des Rückführungssteuerventils (16) und der Ventilkammer (30) des Regulierventils (28), ein auf der Membran (31) des Regulierventils (28) befestigtes Ventilelement (3 2) zur Öffnung oder Schließung eines offenen Endes der Verbindungsleitung (11a), ein Luftventil (29) mit einer Ventilkammer (36) in der Steuer-Unterdruckleitung (L3), die mit der Unterdruckkammer (32) des Regulierventils (28) verbunden

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ist und mittels einer Membran (37) von einer Unterdruckkammer (38) getrennt ist, welche wiederum mit der Unterdruckkammer (19) des Rückführungssteuerventils (16) verbunden ist, ein Ventilelement (39) an der Membran (37) des Luftventils (29) zur öffnung oder Schließung der stromabwärtigen Seite der Steuer-Unterdruckleitung (L3), und eine Vorrichtung (42., 42₂, 42₃) zur Änderung des Strömungswiderstandes zwischen dem Luftventil (29) und der Lufteintrittsöffnung (35) ,

so daß die Kraftstoffzusatzvorrichtung (6) und das Rückführungssteuerventil (6) gleichzeitig durch eine vorbestimmte Steuergröße steuerbar sind«

•5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergröße die Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine ist.

.■ Brennkraftmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung des Strömungswiderstandes Querschnittsverengungen (42^ 42₂, 42₃) in der Steuer-Unterdruckleitung (Lo) an einer Scelle zwischen dem Luftventil (29) und der Lufteintrittsöffnung (35), mindestens ein Eebenstromkanal (52) zur überbrückung einer Querschnittsverengung (z.B, 42-) ^un(^ ^ein Elektromagnetventil (22^) zur öffnung oder Schließung des Nebenstromkanals (52) vorgesehen sind.

To Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die druckabhängig arbeitende Kraftstoffzusatzvorrichtung (6) ein Kraftstoffzuführungsventil im Vergaser (C) aufweist, welches über eine Unterdruckleitung mit dem Ansaugkanal (1) stromabwärts der Drosselklappe (3) verbunden

ist, und daß ein zweites Elektromagnetventil (12) zur öffnung oder Schließung der Unterdruckleitung (11) vorgesehen ist.

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenstromkanal einen ersten und einen zweiten Abschnitt (52.., 52„) aufweist, die jeweils mit einem Elektromagnetventil (22., 22„) verbunden sind, wobei diese Elektromagnetventile (22.. , 22₂) unabhängig voneinander durch unterschiedliche Steuergrößen betätigbar sind und das eine mit dem anderen verbunden ist.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Steuergrößen die Temperatur des Kühlwassers und die Fahrgeschwindigkeit sind.

10. Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung und einem Ansaugkanal mit einer druckabhängig arbeitenden Kraftstoffzusatzvorrichtung sowie einem Abgasrückführungskanal, gekennzeichnet durch ein Steuersystem für die Abgasrückführung mit folgenden Elementen:

Ein Rückführungssteuerventil· (16) in dem Abgasrückführungskanal· (15), das auf den Ansaugunterdruck im Ansaugkanal· (1) anspricht, eine Drucksteuerventiianordnung (23) zur Steuerung des Unterdrucks, der vom Ansaugkanal (1) dem Rückführungssteuerventil (16) zugeführt wird, wobei die Drucksteuerventilanordnung (23) eine Druckkammer (32) und eine Ventilkammer (30) aufweist und die Ventiikammer (30) ein Ventil·el·ement\ (33) zur ReguMerung des dem Rückführungssteuerventil· (16) zugeführten Unterdrucks aufweist, eine Steuer-Unterdruckieitung (L3), die die Druckkammer (32) mit dem Ansaugkanal· (1) verbindet, eine Luftieitung, die

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die Druckkammer (32) mit der Atmosphäre verbindet, und eine Vorrichtung (42,, 42₂) zur Änderung des Strömungswiderstandes in der Luftleitung, die auf eine vorbestimmte
Steuergröße abhängig von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine oder des von ihr angetriebenen Fahrzeugs
anspricht,

so daß das Rückführungssteuerventil (16) und die Kraftstoff zusatzvorrichtung (6) derart gesteuert werden, daß die Strömungsgeschwindigkeit der rückgeführten Abgase und die Strömungsgeschwindigkeit des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffs abhängig von der vorbestimmten
Steuergröße verändert werden»

ο Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergröße die Temperatur des Kühlwassers
der Brennkraftmaschine oder die Fahrgeschwindigkeit oder die Maschinenbelastung oder der Atmosphärendruck ist„

ο Brennkraftmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß rnerhere Querschnittsverengungen (42.,, 42_?) sowie ein Ventil (22) zur wahlweisen Führung einer Strömung durch diese hindurch zwecks Änderung des Strömungswider Standes vorgesehen sind»