DE3232640C2 - Regeleinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für Brenn­ kraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Dieselmotoren und dieselähnliche, mit Benzin betriebene Schicht­ lademotoren bei denen dafür gesorgt wird, daß zumindest zum Zünd­ zeitpunkt im wesentlichen nur, in der Nähe der Zündkerzen zünd­ fähige Gemische vorhanden sind, zeichnen sich bekanntlich durch sehr niedrige Kraftstoffverbrauchszahlen aus. Diese Motoren sind durch hohe Verdichtung ohne Klopferscheinungen und sehr späte Kraftstoffeinspritzung gekennzeichnet. Bei höher werdender Last nimmt jedoch die Rußbildung bei diesen Brennkraftmaschinen infolge der immer kürzer werdenden Gemischaufbereitungszeit überproportional zu, so daß die Leistung derartiger Motoren durch die Forderung nach Einhaltung vorgegebener Rußzahlen begrenzt ist.

Aus der DE-AS 16 01 370 ist es bekannt, im gesamten Lastbereich eine Direkteinspritzung konstant beizubehalten, wobei in einem oberen Teillastbereich ein homogenes Grundgemisch über einen externen Gemischbildner zugeführt wird.

Aus der US 3,174,470 ist es bekannt, in dem unteren Lastbereich mit direkter Einspritzung und äußerer Gemischbildung zu arbeiten, wobei dann in einem oberen Lastbereich die Direkteinspritzung vollständig abgeschaltet wird.

Es ist zwar auch schon bekannt, bei mit Benzin betriebenen Brenn­ kraftmaschinen mit Gemischschichtung im Zylinder eine in zwei Ein­ spritzvorgänge aufgeteilte Einspritzung des Kraftstoffes vorzu­ sehen, wobei die erste Einspritzung vorwiegend abhängig von der Last und die zweite Einspritzung im wesentlichen in Abhängigkeit von der Drehzahl geregelt wird. (DE-AS 19 11 177).

Auch mit einer derartigen Regeleinrichtung läßt sich jedoch die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe nicht lösen, die darin besteht, eine Regeleinrichtung für Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei Aufrechterhal­ tung der günstigen Verbrauchswerte über den größten Teil des Betriebsbereiches die durch die Rußbildung hervorgerufene Leistungsbegrenzung vermeidet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Es hat sich nämlich gezeigt, daß eine nennens­ werte Verringerung der Rußbildung besonders im Vollastbereich dadurch herbeigeführt werden kann, daß der Direkteinspritzung eine ein homogenes Gemisch bildende Kraftstoffzuführung überla­ gert wird, wodurch die nachteilige Leistungsbegrenzung aufge­ hoben und sogar in diesem Betriebsbereich ein in der Tendenz meßbarer Kraftstoffminderverbrauch erreicht wird. Zweckmäßiger­ weise wird dabei die Regelung so durchgeführt, daß bis zu einem gewählten last- und/oder drehzahlabhängigen Betriebspunkt, der beispielsweise bei 75, 80 oder 85% Vollast liegen kann, der Kraft­ stoff nur über die Direkteinspritzung zugeführt wird, während bei weiterer Lasterhöhung die mittels der Direkteinspritzung zugeführte Kraftstoffmenge beibehalten oder auch mehr oder weni­ ger stark zurückgenommen und dafür eine ein homogenes Gemisch bildende Kraftstoffzuführung zusätzlich vorgesehen wird. Dabei kann diese zusätzliche Kraftstoffzuführvorrichtung durch einen den Kraftstoff in oder vor das Saugrohr einbringenden Vergaser oder auch durch eine zweite den Kraftstoff direkt in den Brenn­ raum, jedoch sehr früh im Verdichtungstakt, einspritzende Ein­ spritzvorrichtung gebildet werden. Die Grenze für dieses homogene Grundgemisch sind Klopferscheinungen und Selbstzündungen im Brenn­ raum.

Die von der Erfindung vorgeschlagene unterteilte Kraftstoffzu­ führung kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß beispielsweise mittels eines Gaspedals zwei starr miteinander verbundene Nockenscheiben verdreht werden, von denen eine auf die Einspritzmengenverstellung der Direkteinspritzpumpe ein­ wirkt, während die zweite Nockenscheibe die Kraftstoffmengen­ zuteilung in einem die erste Kraftstoffzuführvorrichtung bil­ denden Vergaser, beispielsweise durch Verstellung einer in einem Nadelvergaser vorgesehenen konischen Nadel, beeinflußt.

Eine andere Möglichkeit zur Realisierung der unterteilten Kraft­ stoffzuführung könnte beispielsweise darin bestehen, eine elek­ tronische Kennfeldsteuerung vorzusehen, bei der Stellgrößen für die bei den Kraftstoffzuführvorrichtungen in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine kennzeich­ nenden Zustandsgrößen gespeichert sind und während des Betriebs zur Einstellung der beiden Kraftstoffzuführvorrichtungen abgege­ ben werden.

Bis zu dem vorgegebenen Betriebspunkt wird demnach die Regelung der Brennkraftmaschine allein durch Veränderung der mittels der Direkteinspritzung zugeteilten Kraftstoffmenge bewirkt, wobei die durch die Direkteinspritzung erreichten Vorteile eines günstigen Kraftstoffverbrauches erhalten werden. Erst bei Überschreitung des vorgegebenen Betriebspunktes wird dann auch die erste Kraft­ stoffzuführvorrichtung, die beispielsweise durch einen herkömmli­ chen Vergaser gebildet sein kann, zur Kraftstoffzuteilung heran­ gezogen, um so durch Bereitstellung eines homogenen Grundgemi­ sches die durch Rußbildung im vollastnahen Bereich bewirkten Leistungsbegrenzungen zu vermeiden. Durch diese unterteilte Kraft­ stoffzuführung ergibt sich ein weitgehend rußfreier Betrieb der Brennkraftmaschine auch im vollastnahen Bereich, wobei es, wie oben bereits angedeutet wurde, zur Einhaltung der zulässigen Rußzahlen auch erforderlich werden kann, die über die Direkteinspritzung zu­ geteilte Kraftstoffmenge im Bereich oberhalb des vorgegebenen Be­ triebspunktes nicht nur konstant zu halten, sondern sogar zurück­ zunehmen.

Claims (2)

1. Regeleinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit einer ersten, ein homogenes Grundgemisch aus Kraftstoff und Luft erzeugenden Kraftstoffzuführvorrichtung und einer zweiten, den Kraftstoff unmittelbar in den Verbren­ nungsraum einspritzenden Kraftstoffzuführvorrichtung, wobei bis zu einem vorgegebenen, last- und/oder drehzahlabhängigen Be­ triebspunkt der Brennkraftmaschine der Kraftstoff nur über die zweite Kraftstoffzuführvorrichtung zugeführt wird und erst bei Überschreitung dieses vorgegebenen Betriebspunktes die erste Kraftstoffzuführvorrichtung zur Kraftstoffzufuhr beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Beaufschlagung der er­ sten Kraftstoffzuführvorrichtung die über die zweite Kraftstoff­ zuführvorrichtung eingespritzte Kraftstoffmenge reduziert wird.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Betriebspunkt oberhalb von etwa 75% der Vollast liegt.