DE3103122A1

DE3103122A1 - Brennkraftmaschine mit abgasrueckfuehrung

Info

Publication number: DE3103122A1
Application number: DE19813103122
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: 1981-12-24
Also published as: JPS6145052B2; US4349005A; DE3103122C2; FR2475125A1; GB2068459B; JPS56110533A; GB2068459A; FR2475125B1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dk. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LisKA g~. 3103122

„_ 8000 MÜNCHEN 86, DEN 30. JaD. 1981

oögw

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
27-8, 6rchome, Jingumae
Shibuya-ku

Tokyo / Japan

Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung

130052/0491

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

Abgasrückführungssysteme werden üblicherweise in Brennkraftmaschinen angewendet, 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 verringert 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 Abgasen gleichzeitig eingesetzt werden. Alle diese Möglichkeiten haben jedoch einen in gewissem Grade unerwünschten Einfluß auf das Fahrverhalten eines Fahrzeugs, insbesondere auf die Möglichkeit eines Maschinenbetriebs mit optimaler Charakteristik bei sehr geringer und sehr hoher Fahrgeschwindigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der vorstehend angegebenen Art zu schaffen, das bei niedriger Fahrgeschwindigkeit die Menge zusätzlichen, der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffs zur Kompensation unzureichender Leistung vergrößert und gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit der Abgase, die in den Ansaugkanal zurückgeführt werden, erhöht. Dies hat den Effekt einer Begrenzung des Verbrennungstemperaturanstiegs, der durch die erhöhte Kraftstoffmenge hervorgerufen werden

130052/0491

kann. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, die Menge des Zusatzkraftstoffs sowie die Abgasrückführung bei hoher Fahrgeschwindigkeit zu verringern. Ein solches System könnte zur Verbesserung der Leistungscharakteristik einer Brennkraftmaschine/ zur weiteren Verringerung der Luftverschmutzung und zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs führen.

Die vorstehend genannten Probleme werden erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine Brennkraftmaschine nach der Erfindung, die einen Ansaugkanal mit einer druckempfindlichen Kraftstoffzusatzvorrichtung und einen Abgasrückführungskanal sowie ein Gemischsteuersystem aufweist, zeichnet sich durch die folgenden weiteren Merkmale aus: in dem Abgasrückführungskanal ist ein Regulierventil vorgesehen/ das auf den Ansaugdruck in dem Ansaugkanal anspricht. Ein erstes Steuerventil dient zur Begrenzung des Ansaugdrucks/ der auf .. das Regulierventil einwirkt, und ein zweites Steuerventil betätigt die Kraftstoffzusatzvorrichtung. Mit den beiden Steuerventilen sind ein erster und ein zweiter Geschwindigkeitssensor verbunden. Der erste spricht auf eine relativ hohe Fahrgeschwindigkeit an, der zweite auf eine relativ niedrige Fahrgeschwindigkeit. Dadurch werden das Regulierventil und die Kraftstoffzusatzvorrichtung derart gesteuert, daß die- Strömungsgeschwindigkeit der Abgase im Rückführungskanal und die Menge des Zusatzkraftstoffs im niedrigeren Geschwindigkeitsbereich erhöht und im höheren Geschwindigkeitsbereich verringert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden

130052/0491

anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene schematische

Darstellung eines Systems nach der Erfindung in einer Brennkraftmaschine, und

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Steuerung

des in Fig. 1 gezeigten Systems.

In den Figuren ist eine Brennkraftmaschine E als Antrieb für ein Kraftfahrzeug dargestellt, die mit einem Ansaugleitungssystem Mi und einem Auspuffleitungssystems Me ausgerüstet ist. Ein Vergaser C ist mit einem stromaufwärtigen Ende des Ansaugleitungssystems Mi über einen wärmeisolierenden Stutzen It verbunden.

Der Vergaser C hat einen Venturikanal 1a im Ansaugkanal 1 Eine Starterklappe 2 ist stromaufwärts des Venturikanals 1a, eine Drosseklappe 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

130052/0491

— q —

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 mit einer Lufteintrittsöffnung 14, die mit einem Filter versehen ist, wenn der Elektromagnet ausgeschaltet wird. Entsprechend wird das Verstärkungsventil 6 offen gehalten, um eine Zunahme des durch die Kraftstoffdüse 4 eingespritzten Kraftstoffs zu bewirken, wenn das Elektromagnetventil 12 abgeschaltet ist oder wenn es eingeschaltet ist, während der Unterdruck an der dritten Saugöffnung D3 unter einem vorbestimmten Wert liegt. Wenn der Unterdruck an der Saugöffnung D3 den vorbestimmten Wert überschreitet, wird das Verstärkungsventil 6 durch Betätigung des Elektromagnetventils 12 geschlossen und unterbricht die verstärkte Kraftstoffzuführung. Die Steuerung des Elektromagnetventils 12 wird im folgenden noch beschrieben.

Eine Abgasrückführungsleitung 15 läuft von einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine E zum Ansaugleitungssystem Mi und enthält ein Rückfuhrungssteuerventxl 16. Dieses Rück-

1 30052/0491

führungssteuerventil 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.

Die 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 elektromagnetisch betätigbares Luftventil 22 und ein Regulierventil 28. Die Luftventile 21 und 22 schließen jeweils das stromaufwärtige Ende ihrer jeweiligen Unterdruckleitung L1 und L2 und erlauben gleichzeitig eine Verbindung der stromabwärtigen Seite mit gefilterten Lufteintrittsöffnungen 26und 27, wenn ihre Elektromagnete eingeschaltet werden.

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 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

130052/0491

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 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 Unterdruckkkammer 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 Quer.schnittsverengung 42 ist an einer Stelle zwischen der Ventilkammer 36 und der Lufteintrittsöffnung 35 vorgesehen.

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

Wenn die Elektromagnetventile 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

130052/0491

wird auf die Kammer 38 des Luftventils 29 über das Elektromagnetventil 21 und die Querschnittsverengung 24 übertragen, so daß er bei überschreiten der Voreinstellung der Ventilfeder 40 das Ventilelement 39 mit der Membran 3 7 anhebt und die dritte Unterdruckleitung L3 öffnet.

Wenn die dritte Unterdruckleitung L3 auf diese Weise geöffnet ist, wird atmosphärische Luft in die Eintrittsöffnung 35 und dann in den Ansaugkanal 1 der Brennkraftmaschine E eingeführt. Dadurch wird der Unterdruck P in der Ventilkammer 36 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 zusammen mit der Membran 31 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 38 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 Unter-

130052/0A91

druckkammer 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 vergrößert. 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 22 so betätigt wird, daß die stromaufwärtige Seite der zweiten Unterdruckleitung L2 gesperrt wird und gleichzeitig die stromabwärtige Seite dieser Leitung mit der Lufteintrittsöffnung 27 verbunden wird, so wird die Ventilkammer 30 des Regulierventils 28 mit atmosphärem Druck versorgt, der das Ventilelement 33 in seine öffnungsstellung bringt, so daß der Betätigungsunterdruck Pe abnimmt. Dadurch wird die öffnung des Rückführungssteuerventils 16 verringert.

130052/0491

wodurch sich ein Abfall der Strömungsgeschwindigkeit der rückgeführten Abgase ergibt.

Wenn das andere Elektromagnetventil 21 so betätigt wird, daß die stromaufwärtige Seite der ersten Unterdruckleitung L1 gesperrt wird und gleichzeitig die stromabwärtige Seite mit der Lufteintrittsöffnung verbunden wird₇ so wird der Betätigungsunterdruck Pe durch Atmosphärendruck ersetzt und das Rückführungssteuerventil 36 in seine Schließstellung gebracht, wodurch sich eine Unterbrechung der Abgasrückführung ergibt.

Das Steuersystem für die vorstehend beschriebenen Elektromagnetventile 12,21 und 22 besteht hauptsächlich aus einem ersten und einem zweiten Fahrgeschwindigkeitsschalter Ss1, Ss2, einem Maschinentemperatürschalter St und einem ersten und einem zweiten Unterdruckschalter SvI₇ Sv2. Diese Schalter sind Sensorschalter. Der Schalter Ss1 schließt, wenn die Fahrgeschwindigkeit in einem hohen Bereich liegt (beispielsweise 45 km/h oder mehr) der Schalter Ss2 öffnet, wenn die Fahrgeschwindigkeit niedrig ist (beispielsweise 20 km/h oder weniger). Der Schalter St stellt die Temperatur des Kühlwassers als Betriebstemperatur der Maschine fest und schließt, wenn die Temperatur in einem niedrigen Bereich liegt (beispielsweise 7O⁰C oder.weniger). Der Schalter Sv1 schließt, wenn der Unterdruck an der dritten Saugöffnung D3 einen relativ größeren vorbestimmten Wert überschreitet (beispielsweise 500 mm Hg). Der Schalter Sv2 schließt, wenn der Unterdruck einen relativ kleineren vorbestimmten Wert überschreitet (beispielsweise 300 mm Hg). Der erste Unterdruckschalter Sv1 ist mit einer Vorrichtung zur Korrektur des Betätigungsunterdrucks abhängig von Änderungen des Atmosphärendrucks versehen.

130052/0491

Die zur Steuerung des in Fig. 1 gezeigten Systems vorgesehenen elektrischen Elemente können in einer Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 angeordnet sein. Der zweite Geschwindigkeitsschalter Ss2 und der zweite Unterdruckschalter Sv2 sind miteinander in Reihe geschaltet. Dieses Schalterpaar ist dem ersten Geschwindigkeitsschalter Ss1 sowie dem Temperaturschalter St parallel geschaltet. Ferner sind eine Stromquelle 43, ein Zündschalter 44 und Dioden 45 und 46 vorgesehen.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Systems erläutert.

Kaltstart der Brennkraftmaschine

In diesem Zustand ist der Temperaturschalter St geschlossen und schaltet das Elektromagnetventil 12 ein, so daß das Verstärkungsventil 6 in seiner Kammer 9 den Unterdruck der dritten Saugöffnung D3 erhält. Wenn, dieser Unterdruck zunimmt, wird das Ventilelement 7 so verlagert, daß die Menge des über die Kraftstoffdüse 4 eingespritzten Kraftstoffs abnimmt, wodurch ein stärker abgemagertes Gemisch von dem Vergaser C abgegeben wird.

Wenn der Schalter St geschlossen ist, so ist auch das Elektromagnetventil 21 betätigt,.und entsprechend wird das Rückführungssteuerventil 16 in seiner Schließstellung gehalten. Es erfolgt keine Abgasrückführung, da der Betätigungsunterdruck'" Pe durch den Atmosphärendruck ersetzt ist- Diese Unterbrechung der Abgasrückführung erfolgt deshalb, weil beim kalten Zustand der Brennkraftmaschine E unverbrannte Anteile (HC, CO) in großen Mengen durch geringe Verbrennungstemperatur des Gemischs erzeugt werden

130052/0491

können. Deshalb sollte das Gemisch stärker abgemagert sein, um die Erzeugung solcher unverbrannter Bestandteile minimal zu halten. Stickoxide werden nicht in wesentlichen Mengen beim Kaltstart der Maschine erzeugt, da eine geringe Verbrennungstemperatur vorliegt, auch wenn keine Abgasrückführung erfolgt.

Warmgelaufene Maschine

A. in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich (z. B.

20 km/h oder weniger):

In diesem Zustand sind der Temperatürschalter St, der erste und zweite Geschwindigkeitsschalter Ss1 und Ss2 sowie der erste und der zweite Unterdruckschalter Sv1 und Sv2 geöffnet, so daß die Elektromagnetventile 12,

21 und 22 abgeschaltet sind. Da die Unterdruckkammer des Verstärkungsventils 6 mit Atmosphärendruck über die Lufteintrittsöffnung 14 während des abgeschalteten Zustands des Ventils 12 in bereits beschriebener Weise versorgt wird, wird das Ventilelement 7 in seine maximale Öffnungsstellung gebracht, so daß die über die Kraftstoffdüse 4 einzuspritzende Kraftstoffmenge zunimmt. Deshalb kann die Maschinenleistung erhöht werden, wenn das Fahrzeug nach dem Anlassen beschleunigt wird, wodurch die Beschleunigung insgesamt verbessert wird. Insbesondere, .kann das vorstehend beschriebene System vorteilhaft bei Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, die mit einem abgemagerten Gemisch arbeiten.

Wenn die Elektromagentventile 21 und 22 abgeschaltet sind, so werden andererseits die erste und die zweite Unterdruckleitung L1 und L2 beide offengehalten, so

130052/0491

daß in bereits beschriebener Weise das Rückführungssteuerventil 16 in seiner öffnung auf einen Wert reguliert wird, der der Menge von der Brennkraftmaschine angesaugter Luft angepasst ist. Dies erfolgt durch die Wirkung des Betätigungsunterdrucks Pe, der durch die Steuerventilanordnung 23 gesteuert wird. Dadurch wird Abgas in den Ansaugkanal über den Rückführungskanal 15 mit einer erforderlichen und ausreichenden Menge eingeführt. Somit wird die Erzeugung unerwünschter Stickoxide durch erhöhte Maschinenleistung wirksam begrenzt. Dieser kontrollierte Zustand wird beibehalten, auch wenn einer der beiden Schalter Ss2 oder Sv2 geschlossen bleibt, solange der erste Geschwindigkeitsschalter Ss1 geöffnet gehalten wird.

B. Geschwindigkeitsbereich 20 - 45 km/h:

1. Wenn der Unterdruck unter 300 mm Hg liegt:

In diesem Zustand ist der erste Geschwindigkeitsschalter Ss1 geöffnet, der zweite Geschwindigkeitsschalter Ss2 geschlossen und der zweite Unterdruckschalter Sv2 geöffnet. Deshalb sind die beiden Elektromagnetventile 12 und 22 abgeschaltet, so daß das Verstärkungsventil 6 und das Rückführungssteuerventil 16 in einem Zustand ähnlich wie im vorstehenden Abschnitt A beschrieben sind. Deshalb werden ausgezeichnete Beschleunigungseigenschaften bei niedriger und mittlerer Geschwindigkeit erzielt, und entsprechend wird die Erzeugung von Stickoxiden wirksam begrenzt..

2. Wenn der Unterdruck 300 mm Hg überschreitet:

In diesem Zustand ist der erste Geschwindigkeits-

130052/0491

schalter Ss1 geöffnet. Der zweite Geschindigkeitsschalter Ss2 und der zweite Unterdruckschalter Sv2 sind beide geschlossen. Die Elektromagnetventile 12 und 22 werden durch diese geschlossenen Schalter Ss2 und Sv2 betätigt, so daß die Verstärkungsfunktion des Verstärkungsventils 6 geschwächt oder beseitigt wird durch den an der dritten Saugöffnung D3 festgestellten und der Unterdruckkammer 9 zugeführten Unterdruck. Gleichzeitig fällt der Betätigungsunterdruck Pe durch die Wirkung der Unterdrucksteuerventilanordnung 23 ab, wodurch das Rückführungssteuerventil 16 zur Schließstellung bewegt wird. Dadurch ergibt sich eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der rückgeführten Abgase. Somit werden die Kraftstoffverbrauchseigenschaften bei dauernd langsamem Fahrbetrieb verbessert.

C. Bei hoher Fahregeschwindigkeit(z. B. 45 km/h oder mehr):

In diesem Geschwindigkeitsbereich ist der erste Geschindigkeitsschalter Ss1geschlossen, wodurch die Elektromagnetventile 12 und 22 eingeschaltet sind. Das Verstärkungsventil 6 erhält in seiner Unterdruckkammer 9 den Unterdruck der dritten Saugöffnung D3, wodurch seine Verstärkungsfunktion geschwächt wird. Gleichzeitig bewirkt die Unterdruck-Steuerventilanorndung 23 eine Verringerung.des Betätigungsunterdrucks Pe, so daß das Rückführungssteuerventil 16 die Abgasrückführung verringert. Auf diese Weise kann der Kraftstoffverbrauch unter Beibehaltung einer zufriedenstellenden Maschinenleistung verringert werden.

130052/0491

D. Bei Verzögerung:

Die Drosselklappe 3 kann plötzlich bei hoher Fahrgeschwindigkeit geschlossen werden, wodurch eine Verzögerung der Brennkraftmaschine eintritt. Wenn in diesem Zustand ein unterdruck über dem Leerlaufwert von beispielsweise 500 mm Hg in einer Zone stromabwärts der Drosselklappe 3 erzeugt wird, so schließt der erste Unterdruckschalter Sv1. Das Elektromagnetventil 21 wird entsprechend betätigt und bewirkt eine Schließung des Rückführungssteuerventils 16, wodurch die Abgasrückführung unterbrochen wird. Diese Unterbrechung erfolgt deshalb, damit Stickoxide in nur vernachlässigbaren Mengen bei der Verzögerung der Maschine erzeugt werden und unverbrannte Bestandteile der Abgase begrenzt werden, die durch die Abgasrückführung erzeugt werden könnten.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Elektromagnetventil 22 ein erstes Steuerventil, das Elektromagnetventil 12 ein zweites Steuerventil, der erste Geschwindigkeitsschalter Ss1 ein erster Geschwindigkeitssensor und der zweite Geschwindigkeitsschalter Ss2 ein zweiter Geschwindigkeitssensor.

Wie vorstehend ausgeführt, sind gemäß der Erfindung ein erster Geschwindigkeitssensor, der bei relativ hoher Fahrgeschwindigkeit anspricht,und ein zweiter Geschwindigkeitssensor, der bei relativ niedriger Fahrgeschwindigkeit anspricht, mit einem ersten Steuerventil zur Steuerung, eines Rüdkführungssteuerventils und mit einem zweiten Steuerventil zur Steuerung einer Kraftstoffzusatzvorrichtung verbunden. Das Rückführungssteuerventil

130052/0491

und die Kraftstoffzusatzvorrichtung werden so gesteuert, daß bei niedriger Fahrgeschwindigkeit die Abgasrückführung und die zusätzliche Kraftstoffzuführung verstärkt werden, während bei hoher Fahrgeschwindigkeit beide Betriebswerte verringert werden. Durch diese Anordnung und Art der Steuerung können das Fahrverhalten, d.h. das Start- und Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs bei niedriger Geschwindigkeit verbessert werden, wobei gleichzeitig die Luftverschmutzung die die Abgase sehr stark verbessert werden Andererseits kann bei hoher Fahrgeschwindigkeit der Kraftstoffverbrauch verbessert und der Leistungsabfall der Maschine minimal gehalten werden.

130052/0491

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung und einem Ansaugkanal mit einer druckabhängig arbeitenden Kraftstoff zusatzvorrichtung/ gekennzeichnet durch ein Steuersystem für das Kraftstoff-Luftgemisch mit folgenden Elementen:

Ein Rückführungssteuerventil (16) in einem Abgasrückführungskanal· (15)j das auf den Unterdruck in dem Ansaugkanal· (1) anspricht, ein erstes Steuerventil· (22) zur Begrenzung des vom Ansaugkanal (1) dem Rückführungssteuerventil· (16) zugeführten Unterdrucks, ein zweites Steuerventil· (12) zur Betätigung der druckabhängig arbeitenden Kraftstoffzusatzvorrichtung (6) _r ein erster und ein zweiter Fahrgeschwindigkeitssensor (Ss1, Ss2), die mit dem ersten bzw. zweiten Steuerventil· (22, 12) verbunden sind, wobei der erste Fahrgeschwindigkeitssensor (Ss1) in einem reiativ hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich anspricht und der zweite Fahrgeschwindigkeitssensor (Ss2) in einem reiativ niedrigen Fahrgeschwindigkeitsbereich anspricht,

so daß das Rückführungssteuerventil· (16) und die Kraftstoff zusatzvorrichtung (6) derart gesteuert werden, daß die Strömungsgeschwindigkeit der rückgeführten Abgase und die Menge des der Brennkraftmaschine zugeführten Zusatzkraftstoffs im niedrigeren Fahrgeschwindigkeitsbereich vergrößert und im höheren Fahrgeschwindigkeitsbereich verringert werden.
2. Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung und einem An-

130052/0491

saugkanal mit Kraftstoffzusatzvorrichtung sowie einem Rückführungssteuerventil in einer Abgasrückführungsleitung/ die vom Abgaskanal zu dem Ansaugkanal führt, gekennzeichnet durch ein Steuersystem für Kraftstoff-Luftgemisch mit folgenden Elementen:

Ein Regulierventil· (28) zur Steuerung des Rückführungssteuerventils (16)/ ein erstes Steuerventil (22) zur Steuerung des Rückführungssteuerventils zwecks Variation der Strömungsgeschwindigkeit der Abgase, ein zweites Steuerventil (12) zur Steuerung der Kraftstoffzusatzvorrichtung (6) zwecks Variation der Zuführung von Zusatzkraftstoff zur Brennkraftmaschine, ein erster und ein zweiter Fahrgeschwindigkeitssensor (Ss1, Ss2), die mit dem ersten bzw. zweiten Steuerventil (22/ 12) verbunden sind/ wobei der erste Fahrgeschwindigkeitssensor (Ss1) in einem relativ hohen Geschwindigkeitsbereich anspricht, und der zweite Fahrgeschwindigkeitssensor (Ss2) in einem relativ niedrigen Fahrgeschwindigkeitsbereich anspricht/

so daß das Rückführungssteuerventil (16) und die Kraftstoff zusatzvorrichtung (6) derart gesteuert werden/ daß die Strömungsgeschwindigkeit der rückgeführten Abgase und die Menge der Brennkraftmaschine zugeführten Zusaztkraftstoffs im niedrigeren Geschwindigkeitsbereich erhöht und im höheren Geschwindigkeitsbereich verringert werden.
3. Brennkraftmaschine ^nach Anspruch 1 oder 2₇ dadurch gekennzeichnet,, daß das erste und das zweite Steuerventil (22, 12) mit dem zweiten Fahrgeschwindigkeitssensor (Ss2) über einen Unterdrucksensor (Sv2) verbunden

130052/0A9?

sind, der auf einen Unterdruck anspricht, welcher durch den Maschinenbetrieb erzeugt wird und einen vorbestimmten Wert überschreitet.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Maschinentemperatursensor (St) der auf eine Maschinentemperatür unter einem vorbestimmten Wert anspricht und mit dem ersten und dem zweiten Steuerventil (22, 12) parallel zu dem ersten und dem zweiten Fahrgeschwindigkeitssensor (Ss1, Ss2) verbunden ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine erste Unterdruckleitung (L1), die an eine Unterdruckkammer (19) in dem Rückführungssteuerventil (16) angeschlossen ist, durch einen dem Ansaugkanal (1) zugeordneten Vergaser mit Venturikanal (1a) und einer Drosselklappe (3), durch den Anschluß der ersten Unterdruckleitung (L1) an eine erste Saugöffnung (D1) nahe der Drosselklappe (3), durch eine an dem Venturikanal (1a) angeordnete zweite Saugöffnung (D2), an die eine zweite Unterdruckleitung (l2) angeschlossen ist, durch eine Unterdruck-Steuerventilanordnung (23), die an die beiden Saugleitungen (L1, L2) angeschlossen ist und den Grad der Verringerung des an der ersten Saugöffnung (D1) herrschenden Unterdrucks durch Zumischung des Unterdrucks der zweiten Saugöffnung (D2) steuert und ein Regulierventil (28) mit einer Ventilkammer (30) in der zweiten Unterdruckleitung (L2) umfaßt, wobei der Ventilkammer (30) eine Unterdruckkammer (32) mit einer dazwischen liegenden Membran (31) benachbart ist, durch eine Verbindungsleitung zwischen der Unterdruckkammer (19) des Rückführungssteuerventils (16) und der Ven-

130052/0491

tilkammer (30) , durch ein an der Membran (31) befestigtes Ventilelement (33) zur öffnung oder Schließung eines offenen Endes der Verbindungsleitung, durch ein Luftventil (29) mit einer Ventilkammer (36), das in einer Steuerleitung (L3) liegt, die an den Ansaugkanal (1) an einer Stelle stromabwärts der Drosselklappe (3) angeschlossen ist, und das mit der Unterdruckkammer (19) des Rückführungssteuerventils (16) verbunden ist und eine Unterdruckkammer (38) enthält/ die von der Ventilkammer (36) durch eine Membran (3 7) getrennt ist und mit der Unterdruckkammer (19) des Rückführungssteuerventils (16) verbunden ist, durch ein an der Membran (37) des Luftventils (29) befestigtes Ventilelement (39) zur Öffnung und Schließung der stromabwärtigen Seite der Steuerleitung (L3), durch eine Querschnittsverengung (42) zwischen dem Luftventil (29) und einer Lufteintrittsöffnung (35), die zu der Steuerleitung (L3) führt, und durch die Verbindung der das erste Steuerventil (22) enthaltenden zweiten Unterdruckleitung (L2) mit der Atmosphäre bei Betätigung des ersten Steuerventils (22).

130052/0481