DE3143492C1

DE3143492C1 - Gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3143492C1
Application number: DE3143492A
Authority: DE
Inventors: Robert 7050 Waiblingen Happel
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1981-11-03
Filing date: 1981-11-03
Publication date: 1983-03-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Durch die DE-OS 29 42 884 ist eine mehrzylindrige, fremdgezündete Brennkraftmaschine mit einer in einem gesonderten Kompressionsraum angeordneten Einspritzdüse bekannt, deren Einspritzmenge und deren Einspritzbeginn lastabhängig geregelt wird und deren Einspritzende lastunabhängig gleichbleibend etwa innerhalb des zweiten Viertels des Kompressionshubes liegt. Eine weitere in das Saugrohr einspritzende Einspritzdüse wird oberhalb einer bestimmten mittleren Leistung zugeschaltet und deren Einspritzmenge ebenfalls lastabhängig gesteuert.

Eine gemischverdichtende, fremdgezündete Viertakt-Brennkraftmaschine mit Ladungsschichtung gemaß der DE-OS 25 36 317 umfaßt je Zylinder einen Hauptbrennraum und einen Nebenbrennraum. Das den Nebenbrennräumen zugeführte brennstoffreiche Brennstoff-Luft-Gemisch ist dabei über den gesamten

Lastbereich der Brennkraftmaschine annähernd gleich, und das den Hauptbrennräumen zugeführte brennstoffarme Brennstoff-Luft-Gemisch wird der Brennkraftmaschine im unteren Lastbereich quantitativ und im oberen Lastbereich qualitativ geregelt zugeführt.

Bei der Brennkraftmaschine der DE-OS 29 42884 sowie der Brennkraftmaschine der DE-OS 25 36 317 hat sich als nachteilig erwiesen, daß in den Betriebsbereichen, in denen Brennstoff-Luft-Gemisch den Kompressionsräumen und den Saugrohren bzw. den Hauptbrennräumen und den Nebenbrennräumen zugeführt wird, die Abgasemission nicht auf ein umweltfreundliches und den zu erwartenden gesetzlichen Bestimmungen genügendes Maß reduziert werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der allein durch eine zweckmäßige Regelung des Brennstoff-Luft-Gemisches für den Hauptbrennraum und der Vorkammer die Abgasemission optimiert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung beinhalten die Unteransprüche.

Durch die erfindungsgemäße Regelung des Brennstoff-Luft-Gemisches wird die Abgasemission der Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine und bei Erreichung eines verringerten Brennstoffverbrauches derart verbessert, daß zur Erzielung der gesetzlichen Bestimmungen auf die Verwendung eines Katalysators oder Reaktors verzichtet werden kann. Dabei wird insbesondere im unteren Lastbereich eine Verringerung der CO-Emission und der HC-Emission erzielt, wobei die Luftzahl λ Verbrauchs- und abgasoptimal in einem Bereich von 1,2 bis 2,0 ist. Zum Vollastbereich hin wird zur Erzielung maximaler Leistung eine Ieistungsoptimierte Luftzahl λ erreicht, die unter 1 liegt Darüber hinaus wird durch die Erfindung sichergestellt, daß das Zuschalten des Kraftstoff-Abschaltventils ruckfrei erfolgt.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer" .beispielsweisen Ausführungsform dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen teilweisen Querschnitt durch eine Brennkraftmaschine und eine schematische Darstellung der Kraftstoff-Luftgemisch-Versorgung der Brennkraftmaschine,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den die intermittierende Kraftstoffeinspritzung in die Vorkammer, steuernden Steuerschieber nach der Linie II-II der Fig.l,

Fig.3 den Steuerkolben zusammen mit einem strichpunktiert dargestellten Steuerschlitz und

F ig. 4 ein Diagramm, in dem der lastabhängige Luftzahl-Verlauf der Brennkraftmaschine angegeben ist

Die in der F i g. 1 dargestellte Brennkraftmaschine 1 umfaßt einen Zylinderblock 2, einen Zylinderkopf 3, ein Saugrohr 4 und einen Kolben 5. Der Zylinderkopf 3 weist einen Hauptbrennraum 6 und eine Vorkammer 7 auf, in der eine Zündkerze 8 angeordnet ist und in die Kraftstoff durch eine Vorkammer-Einspritzdüse 9 eingespritzt wird. Durch eine von einem elektrischen Kraftstoff-Abschaltventil 97 beeinflußbare Saugrohr-Einspritzdüse 10 wird Kraftstoff in das Saugrohr 4 eingespritzt Ein dem Saugrohr 4 zugeordnetes Einlaßventil 11 und ein einem Auslaßkanal 12 zugeordnetes Auslaßventil 13 werden über Kipphebel 14 bzw. 15 durch eine Nockenwelle. 16 betätigt Kraftstoff wird von einem Kraftstoffbehälter 17 durch eine elektrisch .angetriebene Kraftstoffpumpe 18 über ein Kraftstoffilter 19 und eine Kraftstoffleitung 20 einer an- sich bekannten luftmessenden, ant'riebslc^en Einspritzanlage 21 mit kontinuierlichem-Kraftstoffzufluß zugeführt. Die Einspritzanlage 21 umfaßt einen mit einem Kraftstoffmengenteiler 22 zusammenwirkenden Luftmengenmesser 23, der mit der von einem in eine Ansaugöffnung 104. angeordnetem Luftfilter 24 anströmenden Verbrennungsluft zusammenwirkt Die Verbrennungsluft strömt hinter dem Luftmengenmesser 23 über eine Verbindungshutze 25 in einen das Leistungswegorgan der Brennkraftmaschine 1, z.B. eine auf einer Welle 26 drehfest angeordnete und von dem Fahrpedalgestänge 27 des nicht gezeigten Fahrpedals beeinflußbare Drosselklappe 28, aufweisenden Drosselklappenstutzen 29. In dem Drosselklappenstutzen 29 ist ebenfalls,eine auf einer Welle 30 drehfest angeordnete Zusatzluft-Drosselklappe 31 angeordnet, die mit der von einem in einer Zusatzluft-Ansaugöffnung 105 angeordneten Luftfilter 32 anströmenden Zusatz-Verbrennungsluft zusammenwirkt

Entsprechend der durch den Luftmengenmesser 23 gemessenen Luftmenge wird von dem Kraftstoffmengenteiler 22 über eine Kraftstoffleitung 33 Kraftstoff einem Kraftstoff-Vorkammermengenteile 34 bzw. bei geöffnetem Kraftstoff-Abschaltventil 97 Kraftstoff von. dem Kraftstoffmengenteiler 22 über eine Kraftstoffleitung 101" der Saugrohr-Einspritzdüse 10 zugeführt. Anhand des Kraftstoff-Vorkammermengenteilers 34 wird deutlich, daß der Erfindungsgegenstand im gezeigten Ausführungsbeispiel bei einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine Verwendung findet da der Kraftstoff-Vorkammermengenteiler 34 zu vier zu den Vorkammer-Einspritzdüsen führende Kraftstoffleitungen 35,36, 37 und 38 aufweist. Durch die Kraftstoffleitung 38 fließt Kraftstoff zu der Vorkammer-Einspritzdüse 9 und durch eine Kraftstoff-Steuerdruckleitung 39 fließt Kraftstoff zu einem Steuerschieber 40. Dieser umfaßt eine Anschlußöffnung 41 für die Kraftstoff-Steuerdruckleitung 39 und vier Anschlußöffnungen 42, 43, 44 und 45 für Kraftstoffleitungen 46, 47, 48 und 49, über die der Steuerschieber 40 mit den Einspritzdüsen verbunden ist, sowie eine Anschlußöffnung 50 für eine Kraftstoff-Rückflußleitung 51, die in den Kraftstoffbehälter 17 mündet Ein bei Einspritzanlagen der aufgezeigten Art bekanntes Steuerdruckventil 52 weist eine durch eine Feder 53 belastete Membran 54 auf, die mit einem durch eine Kraftstoff-Rückflußleitung 55 mit dem Kraftstoffbehälter 17 verbundenen Anschlußstutzen 56 und mit einem durch eine Kraftstoff-Steuerdruckleitung 57 mit der Anschlußöffnung 41 des Steuerschiebers 40 verbundenen Anschlußstutzen 58 zusammenwirkt und einen Steuerdruckraum 102 begrenzt Beeinflußt wird das Steuerdruckventil 52 von einem schwenkbar um eine Achse 59 an dem Drosselklappenstutzen 29 angelenkten Steuerhebel 60, der über einen mit dem Fahrpedalgestänge 27 verbundenen Steuerseil 61, einer Umlenkrolle 62 und einer einen Steuernocken 63 aufweisenden Steuerscheibe 64 fahrpedalabhängig verstellbar ist Die in dem Drosselklappenstutzen 29 angeordnete Zusatzluft-Drosselklappe 31 ist über ein an dem Steuerhebel 60 angelenktes Verstellgestänge 65 beeinflußbar. Das Verstellgestänge 65 umfaßt eine drehfest auf der Welle 30 der Drosselklappe 31 angeordnete Steuerstange 66

" und eine an diese und an den Steuerhebel 60 angelenkte Verbindungsstange 67, und das Fahrpedalgestänge 27 umfaßt einen auf der Fahrpedalwelle 68 drehfest angeordneten Steuerhebel 69, eine auf der Achse 26 der Drosselklappe 28 angeordnete Steuerstange 70 und eine an dem Steuerhebel 69 und der Steuerstange 70 angelenkte Verbindungsstange 71.

Der in Fig,2 in detaillierter Form dargestellte Steuerschieber 40 besteht aus einem Schieberkörper 72, in dem die Anschlußöffnungen 41 bis 45 und 50 angeordnet sind, von denen jedoch aufgrund der gewählten Schnittdarstellung in der Fig.2 nur die Anschlußöffnungen 41, 42, 44 und 50 veranschaulicht sind. In einer axialen Steuerkolbenführung 73 in dem Schieberkörper 72 ist ein Steuerkolben 74 längsverschiebbar angeordnet. Der Steuerkolben 70 weist zwischen seinen Enden 75 und 76 einen durch eine Freidrehung gebildeten Steuerraum 77 auf, in dessen Bereich das Ende 75 des Steuerkolbens 74 mit einer Steuer-Schrägkante 78 versehen ist. Koaxial zum Stuerkolben 74 ist in der Steuerkolbenführung 73 ein Steuerschlitzträger 79 angeordnet, der über einen Steuerschlitz 80 und einer Verbindungsleitung 81 die Anschlußöffnung 50 der Kraftstoffrückführleitung 51 mit dem Steuerraum 77 verbindet, und über mit der Steuer-Schrägkante 78 zusammenwirkende Steuerschlitze und entsprechende Verbindungsleitungen die Anschlußöffnungen der Kraftstoffleitungen von den Vorkammer-Einspritzdüsen mit dem Steuerraum 77 verbindet. Aufgrund der gewählten Schnittdarstellung sind in F i g. 2 lediglich ein Steuerschlitz 82 dargestellt, der über eine Verbindungsleitung 83 die Anschlußöffnung 42 der Kraftstoffleitung 46 mit dem Steuerraum 77 verbindet, und ein Steuerschlitz 84, der über eine Verbindungsleitung 85 die Anschlußöffnung 44 der Kraftstoffleitung 48 mit dem Steuerraum 77 verbindet. Die Steuerdruckleitung 57 steht über die Anschlußöffnunge 41 und eine Verbindungsleitung 86 mit der Stirnseite 87 des Endes 75 des Steuerkolbens 74 in Wirkverbindung. Das Ende 76 des Steuerkolbens 74 weist einen mit einem Sperrschlitz 88 versehenen Sperrzapfen 89 auf, der in einer entsprechenden Sackbohrung 90 in einem Steuerzapfen 91 der Nockenwelle 16 in Zusammenwirkung mit einer in dieser Sackbohrung 90 angeordneten Druckfeder 92 axial verschiebbar ist. Durch einen den Steuerzapfen 91 durchdringenden und in dem Sperrschlitz 88 geführten Sperrstift 93 sind der Steuerkolben 74 und die Nockenwelle 16 in Drehrichtung miteinander gekoppelt.

In der F i g. 3 ist die dimensionale Verhältnismäßigkeit zwischen der Steuer-Schrägkante 78 und einem Steuerschlitz dargestellt, der im gezeigten Ausführungsbeispiel durch den Steuerschlitz 82 in strichpunktierter Darstellung veranschaulicht ist.

Das in der Fig.4 dargestellte Diagramm umfaßt rechtwinklig aufeinander stehende Koordinaten 94 und 95 sowie eine den lastabhängigen Luftzahl-Verlauf veranschaulichende Kurve 96. Auf der Koordinate 94 ist die Luftzahl λ und auf der Kooridnate 95 ist die Last der Brennkraftmaschine 1 aufgetragen. Stellungen der Zusatzluft-Drosselklappe 31 veranschaulichende Kennlinien sind mit 98 und 99 und eine eine Stellung der Drosselklappe 28 veranschaulichende Kennlinie ist mit 100 bezeichnet.

Nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine 1 läuft diese im Leerlauf, und die Drosselklappe 28 und die Zusatzluft-Drosselklappe 31 stehen aufgrund des nicht betätigten Fahrpedals in Schließstellung. Das in der Kraftstoffleitung 101 angeordnete Kraftstoff-Abschaltventil 97 ist im Leerlauf geschlossen und kann lastabhängig zu- oder abgeschaltet werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Zu- oder Abschalten des Kraftstoff-Abschaltventils 97 lastabhängig so erfolgen, wie dies durch die DE-OS 29 42 884 bekannt ist. Dabei ist in dem Betätigungsgestänge des Fahrpedals eine schwenkbare Nockenscheibe angebracht, die mit einem elektrischen Schalter zusammenwirkt. Bei Fahrpedalstellungen, die dem Leerlauf und dem unteren Lastbereich entsprechen, ist der Schalter geöffnet und ein Auf/Zu-Ventil geschlossen. Oberhalb eines etwa mittleren Lastbereiches wird der Schalter durch die Nockenscheibe geschlossen und das dem anmeldungsgemäßen Kraftstoff-Abschaltventil 97 entsprechende Auf/Zu-Ventil geöffnet, so daß der Saugrohr-Einspritzdüse Kraftstoff zugeführt werden kann. Luft wird dem Hauptbrennraum 6 und der Vorkammer 7 der Brennkraftmaschine 1 im Leerlauf über eine an sich bekannte, nicht gezeigte Leerlaufeinrichtung und das Einlaßventil 11 zugeführt. Die von der Kraftstoffpumpe 18 über das Kraftstoffilter 19 und durch die Kraftstoffleitung 20 dem Kraftstoffmengenteiler 22 in allen Betriebsphasen der Brennkraftmaschine 1 zugeführte gleichbleibende Kraftstoffmenge durchströmt den durch die Literaturstelle »Bosch, Technische Unterrichtung Benzineinspritzung K-Jetronic 1974« bekannten Kraftstoffmengenteiler 22 derart, daß der Kraftstoff in die Unterkammer eines einem Saugrohr-Einspritzventil zugeordneten Differenzdruckventils eintritt, über den Kraftstoffzulauf des in Ruhestellung befindlichen Steuerkolbens in die Unterkammer eines einem weiteren Saugrohr-Einspritzventil zugeordneten Differenzdruckventils strömt und von dieser Unterkammer über den Systemdruckregler der zu dem Vorkammer-Kraftstoffmengenteiler 34 führenden Kraftstoffleitung 33 zugeführt wird. Von dem Vorkammer-Kraftstoffmengenteiler 34 fließt ein Teil des Kraftstoffes durch die Kraftstoff-Steuerdruckleitung 39, durch die auch in die AnscMußöffnung 41 des Steuerschiebers 40 mündende Kraftstoff-Steuerdruckleitung 57 und den Anschlußstutzen 58 in den Steuerdruckraum 102 und von diesem über den Anschlußstutzen 56 und der Kraftstoff-Rückflußleitung 55 in den Kraftstoffbehälter 17. Entsprechend der Größe des Steuerdruckraumes 102 baut sich in dem Kraftstoffsystem vor dem Steuerdruckventil 52 ein Steuerdruck auf, der über die Kraftstoff-Steuerdruckleitung 57 und die Anschlußöffnung 41 des Steuerschiebers 40 auf den Steuerkolben 74 wirkt und höher ist als der Abspritzdruck der Vorkammer-Einspritzdüsen. Entsprechend uer Höhe des Steuerdruckes wird der Steuerkolben 74 aus seiner Grundstellung, in der u. a. die Steuerschlitze 82 und 84 voll geöffnet sind, entgegen der Federkraft der Druckfeder 92 in Pfeilrichtung D verschoben. Von dem Vorkammer-Kraftstoffmengenteiler 34 wird der nicht durch die Kraftstoff-Steuerdruckleitung 39 fließende Teil des Kraftstoffes durch die Kraftstoffleitungen 35, 36,37 und 38 den Vorkammer-Einspritzdüsen zugeführt. Von diesen fließt ein Teil dieses Kraftstoffes durch die Kraftstoffleitungen 46, 47, 48 und 49 und den Anschlußöffnungen 42,43,44 und 45 in den Steuerschieber 40. Diese Teilmenge wird u. a. durch die Verbindungsleitungen 83 und 85 und den Steuerschlitzen 82 und 84 dem Steuerraum 77 zugeführt, von dem der Kraftstoff über den Steuerschlitz 80, der Verbindungsleitung 81, der Anschlußöffnung 50 und der Kraftstoff-

Rückflußleitung 51 in den Kraftstoffbehälter 17 fließt Die Größe dieser Teilmenge wird von der Stellung des Steuerkolbens 74 beeinflußt und deren Durchfluß durch den Steuerschieber 40 von der Steuer-Schrägkante 78 des Steuerkolbens 74 im Zusammenwirken u. a. mit den Steuerschlitzen 82 und 84 gesteuert Die gegenüber dieser Teilmenge verbleibende Restmenge von dem von den Vorkammer-Einspritzdüsen zugeführte Kraftstoffmenge wird durch die Vorkammer-Einspritzdüsen in die Vorkammern eingespritzt

Beim Beschleunigen der Brennkraftmaschine 1 aus dem Leerlauf heraus wird durch die sich in Pfeilrichtung A verdrehende Fahrpedalwelle 68 und über das Fahrpedalgestänge 27 die Drosselklappe 28 bis hin zum Vollastbereich kontinuierlich geöffnet. Gleichzeitig wird über das Steuerseil 61, der Umlenkrolle 62 und die den Steuernocken 63 aufweisende und sich in Pfeilrichtung C entgegen der Federkraft einer nicht gezeigten Zugfeder verdrehende Steuerscheibe 64 der Steuerhebel 60 in Pfeilrichtung B verschwenkt Dadurch wird über das Verstellgestänge 65 auch die Zusatzluft-Drosselklappe 31 geöffnet und das Volumen des Steuerdruckraumes 102 infolge der sich auf die Anschlußstutzen 56 und 58 zubewegenden Membrane 54 verkleinert Durch diese lastabhängige Verkleinerung des Steuerdruckraumes 102 erhöht sich in dem Kraftstoffsystem vor dem Steuerdruckventil 52 der Steuerdruck. Dieser erhöhte Steuerdruck wird über die Kraftstoff-Steuerdruckleitung 57 an dem Steuerkolben 74 wirksam und verschiebt diesen entgegen der Federkraft der Druckfeder 92 weiter in Pfeilrichtung D. Dadurch wird u. a. der Öffnungsquerschnitt der Steuerschlitze 82 und 84 verkleinert und somit die über den Steuerschlitz 80, der Verbindungsleitung 81, der Anschlußöffnung 50 und der Kraftstoff-Rückflußleitung 51 in den Kraftstoffbehälter 17 zurückfließende Kraftstoffmenge verringert, so daß die von den Vorkammer-Einspritzdüsen in die Vorkammern eingespritzte Kraftstoffmenge erhöht wird. Da der Brennkraftmaschine 1 in dieser Betriebsphase jedoch Luft über die Drosselklappe 28 zugeführt, deren Stellung über den Steuernocken 63 und dem Steuerhebel 60 den Steuerdruck beeinflußt, und zusätzlich Luft über die Zusatzluft-Drosselklappe 31, wird trotz der den Vorkammern zugeführten erhöhten Kraftstoffmenge das Kraftstoff-Luft-Gemisch gegenüber dem Leerlauf abgemagert, d. h., die Luftzahl λ wird erhöht

Anhand des Diagramms der F i g. 4 ist die lastabhängige Beeinflussung der Luftzahl λ durch die Zusatzluft-Drosselklappe 31 veranschaulicht. Im Leerlaufbereich der Brennkraftmaschine 1, der durch die Koordinate 94 symbolisiert ist, ist die Luftzahl λ annähernd 1,2. Bei zunmehmender Last der Brennkraftmaschine 1 wird der Steuernocken 63 in eine mit 63a bezeichnete Stellung gedreht, in der der Steuerdruck am größten ist und die Zusatzluft-Drosselklappe 31 voll geöffnet ist Bis zu diesem Lastbereich der Brennkraftmaschine 1, der annähernd 25% der Vollast entspricht und in der F i g. 4 durch die Kennlinie 98 veranschaulicht ist, ist die Luftzahl λ kontinuierlich bis auf annähernd 2 angestiegen. In einem Lastbereich der Brennkraftmaschine 1, der etwa 50% der Vollast entspricht und in dem die Drosselklappe 28 annähernd halb geöffnet ist, ist der Steuernocken 63 in eine mit 63b bezeichnete Stellung gedreht worden, in der der Steuerdruck so hoch ist wie im Leerlauf und die Zusatzluft-Drosselklappe 31 voll geschlossen ist. Bis zu diesem in der F i g. 4 durch die Kennlinie 99 veranschaulichten Lastbereich ist die Luftzahl λ bis auf etwa 1,4 abgefallen, wird jedoch im Bereich dieses Lastbereiches von dem Kraftstoffsystem der Saugrohr-Einspritzdüsen in einer später beschriebenen Form beeinflußt Mit abfallendem Steuerdruck ist der Steuerkolben 74 durch die Druckfeder 92 entgegen der Pfeilrichtung D verschoben und somit die in die Vorkammern eingespritzte Kraftstoffmenge verringert worden.

Bis zu diesem Lastbereich ist zwar der Luftmengenmesser 23 von der zur Drosselklappe 28 strömenden Luft beaufschlagt und entsprechend der Luftmenge verstellt worden, jedoch blieb diese Verstellung sowie die daraus resultierende Verstellung des Steuerkolbens in dem Kraftstoffmengenteiler 22 auf das gesamte Kraftstoffsystem ohne Einfluß, da die Kraftstoffleitung von dem entsprechenden Differenzdruckventil zu der Saugrohr-Einspritzdüse 10 durch das Kraftstoff-Abschaltventil 97 gesperrt ist.

Die durch die DE-OS 29 42 884 bekanntgewordene Nockenscheibe zum lastabhängigen Zu- oder Abschalten des Kraftstoff-Abschaltventils 97 ist gemäß der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet, daß der der Nockenscheibe zugeordnete elektrische Schalter geschlossen und somit die Kraftstoffleitung 101 durch das Kraftstoff-Abschaitventil 97 geöffnet wird, kurz bevor die Brennkraftmaschine 1 den etwa 50% der Vollast entsprechenden Lastbereich aufweist. Dieser Lastbereich, bei dem die Luftzahl λ z.B. annähernd 1,5 betragen kann, ist durch die Kennlinie 103 der F i g. 4 veranschaulicht. Dadurch wird erreicht, daß beim Zuschalten des Kraftstoff-Abschaltventils 97 der Steuerdruck im Kraftstoffsystem aufgrund des sich weiter in Pfeilrichtung C drehenden Steuernockens 63 noch nicht derart weit abgefallen ist, daß dieser niedriger ist als der Abspritzdruck der Vorkammer-Einspritzdüsen bzw. daß beim Zuschalten des Kraftstoff-Abschaltventils 97 der Brennkraftmaschine 1 durch die Vorkammer-Einspritzdüsen nur eine für diesen Lastbereich unangemessen geringe Kraftstoffmenge zugeführt wird. Dies gewährleistet einen ruckfreien Übergang von der Betriebsphase der Brennkraftmaschine, in der dieser Kraftstoff über die Vorkammer-Einspritzdüsen zugeführt wird zu der Betriebsphase, in der der Brennkraftmaschine 1 Kraftstoff über die Saugrohr-Einspritzdüsen zugeführt wird. Bei geöffnetem Kraftstoff-Abschaltventil 97 fließt der von der Kraftstoffpumpe 18 geförderte Kraftstoff wie bisher über die Kraftstoffleitung 20 in die Unterkammern der Differenzdruckventile des Kraftstoffmengenteilers 22. Der Steuerkolben des Kraftstoffmengenteilers 22 ist durch den Luftmengenmesser 23 entsprechend der anströmenden Luft, deren Menge in dieser Betriebsphase der Brennkraftmaschine ausschließlich durch die lastabhängig weiter öffnende Drosselklappe 28 geregelt wird, derart verschoben, daß ein Teil des Kraftstoffes über den Kraftstoffzulauf des Steuerkolbens zu den Oberkammern der Differenzdruckventile und von diesen über die Kraftstoffleitung 101 zu den Saugrohr-Einspritzventilen fließt, die diese Kraftstoffmenge in das Saugrohr 4 einspritzen. Die nicht von den Saugrohr-Einspritzventilen 10 abgespritzte Restmenge Kraftstoff fließt von den Unterkammern der Differenzdruckventile über den Systemdruckregler in die Kraftstoffleitung 33 und durch diese zu den Vorkammer-Kraftstoffmengenteiler 34. Von diesem wird der Kraftstoff, wie bereits beschrieben, zu den Vorkammer-Einspritzventilen 9, zum Steuerschieber 40 und zum Steuerdruckventil 52 geleitet. Da in diesem Lastbereich der Brennkraftmaschine 1 sich der Steuerdruckraum 102 des Steuerdruckventils 52 durch den sich

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fahrpedalabhängig entgegen der Fallrichtung B verschwenkten Steuerhebel 60 derart vergrößert hat, daß sich in dem Kraftstoffsystem vor dem Steuerdruckventil 52 durch die geringe anströmende Kraftstoffmenge kein über den Abspritzdruck der Vorkammer-Einspritzdüsen liegender Steuerdruck aufbauen kann, wird der Kraftstoff über die Kraftstoff-Rücklaufleitungen 51 und 55 dem Kraftstoffbehälter 17 zugeführt. Während des Verdrehens der Drosselklappe 28 von der Stellung, die

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dem etwa 50% der Vollast entsprechenden Lastbereich entspricht, in die dem Vollastbereich entsprechenden Stellung, wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch das Steuerdruckventil der Einspritzanlage 21 in an sich bekannter Weise angefettet. Dadurch wird die LuftzahlA bis zu in der Fig.4 durch die Kennlinie 100 symbolisierten Vollastbereich kontinuierlich bis auf einen Wert von annähernd I₁ vorzugsweise geringfügig unter 1, z. B. 0,97, verringert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Hauptbrennraum und einer Vorkammer, in der eine Zündkerze und eine Vorkammer-Einspritzdüse angeordnet sind und wobei die Vorkammer-Einspritzdüse lastabhängig zu- und abschaltbar und deren Einspritzmenge lastabhängig beeinflußbar ist, sowie mit einer Saugrohr-Einspritzdüse, die von einem annähernd mittleren Teillastbereich bis zum Vollastbereich zugeschaltet ist und deren Einspritzmenge ebenfalls lastabhängig beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer-Einspritzdüse (9) vom Leerlauf (94) bis zu einem annähernd mittleren Teillastbereich (99) zugeschaltet ist und über diesen gesamten Betriebsbereich Kraftstoff durch die Vorkammer-Einspritzdüse (9) mengenmäßig lastabhängig beeinflußt in die Vorkammer (12) eingespritzt wird, in der Betriebsphase der Brennkraftmaschine (1) vom Leerlauf (94) bis zu dem Teillastbereich (99), bis zu dem die Vorkammer-Einspritzdüse (9) zugeschaltet ist, die Luftzahl λ sich von annähernd 1,2 auf annähernd 2,0 erhöht und dann auf annähernd 1,4 abfällt, und in der Betriebsphase der Brennkraftmaschine (1) von dem Teillastbereieh(103), ab dem die Saugrohr-Einspritzdüse (10) zugeschaltet wird, bis zum Vollastbereich (100) die Luftzahl λ ■ von annähernd 1,5 auf annähernd 1, vorzugsweise geringfügig unter 1, z. B. 0,97, abfällt.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der annähernd mittlere Teillastbereich (99), bis zu dem die Vorkammer-Einspritzdüse (9) zugeschaltet ist, größer ist als der annähernd mittlere Teillastbereich (103), ab dem die Saugrohr-Einspritzdüse (10) zugeschaltet wird.

3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betriebsphase der Brennkraftmaschine (1) vom Leerlauf (94) bis zu dem Teillastbereich (99), bis zu dem die Vorkammer-Einspritzdüse (9) zugeschaltet ist, die Luftzahl λ von einer lastabhängig verstellbaren Zusatzluft-Drosselklappe (31) beeinflußbar ist, die die durch eine Zusatzluft-Ansaugöffnung (105) anströmende Luftmenge regelt.

4. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betriebsphase der Brennkraftmaschine (1) vom Leerlauf (94) bis zu dem Teillastbereich (99), bis zu dem die Vorkammer-Einspritzdüse (9) zugeschaltet ist, die Luftzahl λ durch eine von einem lastabhängig geregelten Steuerdruckventil (52) bemessenen Kraftstoffmenge beeinflußbar ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerdruckventil (52) mit einem Steuerhebel (60) zusammenwirkt, der verschwenkbar am Drosselklappenstutzen (29) angelenkt ist und von einem auf einer Steuerscheibe (64) angeordneten Steuernocken (63) verschenkbar ist, wobei die Steuerscheibe (64) über ein mit dem Fahrpedalgestänge (27) verbundenen Steuerseil (61) fahrpedalabhängig verdrehbar ist.

6. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzluft-Drosselklappe (31) über ein an dem Steuerhebel (60) angelenktes Verstellgestänge (65) beeinflußbar ist.

7. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerdruckventil (52) einen Steuerschieber (40) beeinflußt, der den durch das Vorkammer-Einspritzventil (9) abspritzenden Teil einer von einem an sich bekannten Vorkammer-Kraftstoffmengenteiler (34) dem Vorkammer-Einspritzventil (9) zugeführten Kraftstoffmenge bestimmt.

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (40) einen Von einem durch das Steuerdruckventil (52) geregelten Steuerdruck beeinflußten Steuerkolben (74) umfaßt, der eine mit zu den Vorkammer-Einspritzventilen (9) führende Steuerschlitze (82, 84) zusammenwirkende Steuer-Schrägkante (78) und einen mit einem zu einem Kraftstoffbehälter (17) führenden Steuerschlitz (80) zusammenwirkenden Steuerraum (77) aufweist.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (74) endseitig einen mit einem Sperrschlitz (88) versehenen Sperrzapfen (89) aufweist, der in einer Säckbohrung (90) in einem Steuerzapfen (91) einer Nockenwelle (16) geführt ist, und der Steuerkolben (74) in Zusammenwirkung mit einer in der Sackbohrung (90) angeordneten Druckfeder (92) axial verschiebbar ist und durch einen den Steuerzapfen (91) durchdringenden und in dem Sperrschlitz (88) geführten Sperrstift (93) mit der Nockenwelle (16) in Drehrichtung gekuppelt ist.

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Jer Betriebsphase der Brennkraftmaschine (1) von dem Teillästbereich (103), ab den die Saugrohreinspritzdüse (10) zugeschaltet wird, bis zum Vollastbereich der Saugrohr-Einspritzdüse (10) Kraftstoff durch eine an sich bekannte luftmessende, antriebslose Einspritzanlage (21) mit kontinuierlichem Kraftstoffzufluß zubemessen wird und der durch die Saugrohr-Einspritzdüse (10) nicht abgespritzte Kraftstoff von der Einspritzanlape (21) über den Vorkammer-Kraftstoffmengenteiler (34) und den Steuerraum (77) und den Steuerschlitz (80) des Steuerschiebers (40) dem Kraftstoffbehälter (17) zugeleitet wird.