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Einrichtung zum alternativen Betreiben eines Otto-Motors
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mit Benzin oder Flüssiggas Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung
zum alternativen Betreiben eines Otto-Motor.s mit Benzin or T'liissiggas, mit einem
Umschalter für die Betriebsart.
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Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge in der Weise auszurüsten, daß sie alternativ
mit Benzin aus einem Benzintank oder Fliissig gas aus hinein Flüssiggastank betrieben
werden können. TJm die Betriebsart Benzin/Flüssiggas umzuschalten, ist im Kraftfahrzeug
dabei ein Umschalter vorgesehen, mit dem einmal die
Treibstoffzufuhr,
zum anderen jedoch auch beispielsweise die Füllstandsanzeige vom Benzintank auf
den Fliissiggastank umgeschaltet wird.
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Die bekannten Einrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß die Zündanlage
auf den Betrieb mit Benzin eingestellt ist und nicht unge:-3chaltet wird, obwohl
bekannt ist, daß bei einem Otto-Motor der Zündzeitpunkt beim Betrieb mit Plüssiggas
zweckmäßigerweise nach früh verstellt wird.
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Zwar sind auch komplexe Regelanordnungen fiir Otto-Motoren bekannt
die den Zündzeitpunkt selbsttätig entsprechend dem Motorve@halten verstellen, diese
komplexen Einrichtungen sind jedoch außerordentlich aufwendig und teuer.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine einfache
Einrichtung zu schaffen, mit der ein alterativer Flüssiggasbetrieb eines Otto-Motors
dahingehend optimiert werden darin, daß der Zündzeitpunkt auf Werte eingestellt
wird, die dem Fliissiggas-Betrieb entsprechen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemß dadurch gelöst, daß der Umschalter
auf eine Ziindanlage des Motores derart einwirkt, daß beim Umschalten von Benzin-
auf Flüssiggasbetrieb der Zündzeitpunkt um einen vorbestimmten Wert nach fritz verstellt
wird.
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Weitere Verbesserungen und Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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So wird eine besonders einfache erfindungsgemäße Einrichtung durch
möglich, daß neben dem üblicherweise für Benzin-13etrieb vorhandenen Bezugsmarken-Senso@
im Zündverteiler ein zweiter, für Flüssiggas-Betrieb in seiner Winkelstellung optimierter
Bezugsmarken-Sensor vor gesehen und beim Umschalten der Betriebsart von dem einen
auf den anderen Sensor umgeschaltet wird.
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Als besonders ginstiger Wert hat sich dabei eine Verstellung des Ziindzeitpunktes
um 15° Kurbelwellenwinkel nach frih erwiesen, so dtß eine besonders einfach und
problemlos zu montierende Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung darin
besteht, die Bezugsmarken-Sensoren bei einem Vierzylinder-Motor um etwa 75° gegeneinander
zu versetzen.
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Eine besonders gute Wirkung wird erzielt, wenn sowohl fir den üblichen
Sensor wir auch fir den Sensor fiir Flüssiggas-Betrieb ein Tiall-Sensor verwendet
wird, der über eine rotierende Blendenglocke mit einem Magneten zusammenwirkt.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch für
die Sensoren auch ein Reflektionssensor verwendet werden, bei dem ein Lichtsender
und ein Lichtempf@nger iiber einen Lichtstrahl miteinander in Wirkungsverbindung
stehen, der von einem reflektierenden Te-il der Blendenglocke reflektiert wird.
Ordnet mltn diesen Sensor überdies auf der tnnenseite der Blendenglocke an, besteht
ein wei@erer Vorzug darin, daß eine besonders niedrige Verschmutzungsgefahr besteht,
da durch die Fliehkraft die Schmutzpartikel im Zündverteiler nach außen getragen
werden.
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Schließlich wird ein beson@ers scharfer Schaltbetrieb eines derartigen
Reflektionssensors dadurch erzielt, daß der Lichtstrahl spaltförmig ausgebildet
wird, so daß sich an den Kanten von reflektierendem zu nichtreflektierendem Bereich
der Blendenglocke ein besonders scharfer Übergang ergibt.
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Weitere Vorteile und Verbesserungen sind in der Zeichnung und der
Beschreibung enthalten.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer
erfindunggemäßen Einrichtung ; Fig. 2 eine Sicht in einen Zän@verteiler für eine
Einrichtiing ?rem:tß Fig. 1; Fig.3a@b eine Seiten- und Draufsicht auf eine Blendenglocke
mit erfindungsgemäß angeordneten Sensoren; Fig.4a@b zwei Ausführungsformen von erfindungsgemäßen
Einrichtungen mit Reflektiossensoren; Fig. 6 eine Seitenansicht eines in Fig. 4
verwendeten Reflektionssensors @n Fig. 1 stellt 10 einen Otto-Motor eines Kraftfahrzeuges
dar, zu dem eine Tankleitung 11 führt. In der Tankleitung 11 ist ein Magnetventil
1@ angeordnet, mit dem die Tankleitung 11 alternativ über eine Benzinleitung 13
mit einem Benzintank
14 oder iiber eine Flüssiggasleitung 15 mit
einem Flüssiggastank 16 verbunden werden kann. Ein Erregerspule 17 des Magnetventils
12 ist auf einen Umschalter fiir die Betriebsarten "Benzin" und "Flüssiggas" gefiihrt.
Der Umschalter 18 steuert ferner ein Relais 19, dessen Wechselkontakt 20 entweder
einen Füllstandgeber 22 im Benzintank 14 oder einen Füllstandgeber 23 im Flüssiggastank
16 auf ein Anzeigegerät 21 schaltet. Schließlich führt ein dritter Ausgang des Umschalters
18 zu einer Zindanlage 24 des Otto-Motors 10.
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Befindet sich der Umschalter 1:3 in der eingezeichneten StelLung "Renzin"
ist die Tankleitung 11 und damit der Otto-Motor 10 mit dem Benzintank 14 verbunden,
dessen Fillstandsgeber 22 - wie eingezeichnet - auf das Anzeigegeri.t 21 arbeitet.
In dieser Betriebsart arbeitet der Otto-Motor 10 auf die iibliche Weise.
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Wird nun der Umschalter 13 in die Betriebsart "Flüssiggas" umgeschaltet,
wird nicht nur iiber das MagnetventiL 12 die Tankleitung 11 an den Flüssiggastank
16 angeschlossen und dessen Füllstandsgeber 23 in des Anzeigegerät 21, es wird vielmehr
zusätzlich erfindungsgemäß die Ziindanlage 24 in der Weise beaufschlagt, daß der
Zündzeitpunkt um einen bestimmten Betrag, vorzugsweise 150 Kurbelwellenwinkel, nach
"früh" verstellt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geschieht dies
mit einer Anordnung im Zündverteiler, wie sie Fig. 2 zeigt. Das dort dargestellte
Zündverteiler-Gehäuse 30 ist axial von einer Zündverteiler-Welle 31 durchsetzt,
die in
Fig. 2 nicht dargestellte Mittel zum Erzeugen eines Bezugsmarken-Signales
fiir die Zündanlage 24 antreibt. Hierzu dient einmal ein üblicher Bezugsmarken-Sensor
32 mit Anschlüssen 33, der sich in einer definierten Winkelstellung im Zündverteiler-Gehäuse
:50 befindet, so daß definierte Aussagen über den oberen Totpunkt des Otto-Motors
10 aufgrund des Bezugsmarken-Signales möglich sind. Erfindungsgemäß ist nun neben
dem üblichen Bezugsmarken-Sensor 32 noch ein weiteren Bezugsmarken-Sensor 34 mit
Anschliissen 35 vorgesehen, der gegenüber dem ersten Bezugsmarken-Sensor 32 um einen
Winkel von vorzugsweise 75° versetzt ist. Dieser bevorzugte Winkel von 75° ergibt
sich bei einem Vierzylinder-Motor daraus, daß die gewollte Versetzung der Sensoren
32, 34 gegeneinander 15° beträgt, eine Winkelstellung, die aus baulichen Gründen
jedoch schlecht realisierbar ist. Daher wird ein Winkel von 90° - 150 -= 75° realisiert.
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Wird nun der Umschalter 18 in Fig. 1 umgelegt, wird die Zündanlage
24 vom üblichen Bezugsmarken-Sensor 32 im Benzin-Betrieb auf den weiteren Bezugsmarken-Sensor
34 im Flüssiggas-Betrieb umgeschaltet. Der Zündzeitpunkt des Otto-Motors 10 verändert
sich damit um 150 nach friih, so daB ein optimaler Flüssiggas-Betrieb möglich ist.
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Als Sensoren 32, 34 können dabei verschiedene Arten von Sensoren dienen.
Bei der in Fig. 3 a + b dargestellte Varlante sind die Sensoren 32, 34 auf der Außenseite
einer Blendenglocke aus ferromagnetischem Material angeordnet, die Fig. 3a in der
Seitenansicht und Fig. 3b in der Draufsicht zeigt. Die Blendenglocke 40 verfügt
dabei über geschlossene
Abschnitte 41 und offene Abschnitte 42.
Den auf der Außenseite der Blendenglocke 40 befindlichen Sensoren 32, 34 stehen
auf der Innenseite der Blendenglocke 40 Permanentmagnete 47 bzw. 44 gegenüber. Liegt
nun beispielsweise zwischen Permanentmagnet 43 und Bezugsmarken-Sensor 32 ein geschlossener
Abschnitt 41, wird ein im Bezugsmarken-Sensor 32 befindliches Hall-Element nicht
beaufschlagt, während es bei dazwischen liegendem offenen Abschnitt 42 vom Magnetfeld
des Permanentmagneten 43 beeinflußt wird. Für die Anordnung von Permanentmagnet
44 und zweitem Bezugsmarken-Sensor 34 gilt entsprechendes.
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Gemäß einer weiteren Variante, die in Fig. 4 a + b dargestellt ist,
wird statt eines Hall-Elementes als Bezugsmarken-Sensor ein sogenannter Reflektions-Sensor
SO verwendet. Bei der in Fig. 4 a dargestellten Variante befindet sich dieser Reflektions-Sensor
50 außerhalb der Blendenglocke 40 bei der in Fig. 4b dargestellten Variante in der
Blendenglocke 40.
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Der Reflektionssensor 50 besteht aus einem Lichtsender 52 und einem
Lichtempf;inger 53, wobei beispielsweise der nicht sender 52 einen Fotodiode und
der Lichtempfinger 53 ein Fototransistor sein können. Der vom Sender 52 ausgesandte
Lichtstrahl 54 wird dann, wenn dem Reflektionssensor 50 ein geschlossener Abschnitt
41 der Blendenglocke 40 gegenilber steht, von des:3en reflektierender Oberfläche
')5 reflektiert und gelangt zum Empfänger 53. Entsprecherrd reflektieren die offenen
Abschnitte 42 der l3lendenglocke 40 nattirlich nicht, so daß beim Vorbeibewegen
dieser offenen Abschnitte 42 kein
Signal im Empfänger 53 erzeugt
wird. An den Anschlüssen 51 des Reflektions-Sensors 50 sind damit Signale in Abhängigkeit
von den vorbeilaufenden Abschnitten 41, 42 abnehmbar.
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Wie aus Fig. 4 b ersichtlich ist, kann auch die Innenseite des geschlossenen
Abschnittes 41 nit einer reflektierenden Oberfläche 56 ausgestattet sein un mit
einem im Inneren der Blendenglocke 40 angeordneten Reflektionssensor 50 zusammenwirken.
Der physikalische Ablauf ist dabei derselbe, wie vorstehend zu Anordnung gemäß Fig.
4a erläutert. Der Vorteil der Anordnung gemäß Fig. 4b liegt demgegenüber darin,
daß die Verschmutzungsgefahr, die bei optischen Elementen immer eine besondere Rolle
spielt, dabei deswegen reduziert ist, weil ggf. in der Blendenglocke 40 befindliche
Schmutzpartikel durch die Fliehkraft der rotierenden Blendenglocke 40 nach außen
getragen werden und den Reflektionssensor 50 nicht verschmutzen können.
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Der Ijbergang vom geschlossenen Abschnitt 41 zum offenen Abschnitt
42 ist bei den in Fig. 4 dargestellten Anordnungen eine gerade Kante. Wire nun der
wirksame Querschnitt von Sender 52 und Empfänger 53 sowie des Lichtstrahles 54 kreisförmig,
würde der kreisförmige Strahl 54 an seinem äußeren Umfange vom Übergang zwischen
den Abschnitten 41, 42 erfaßt und tier Lichtstrahl 54 würde nach Art eines zunehmenden
bzw.
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abnehmenden Mondes am Itljmpfinger 53 erscheinen, wodurch eine Verschmierung
des Überganges von geschlossenem zu offenem Abschnitt 41, 42 entstünde. Aus diesem
Grunde wird in weiter Ausgestaltung der Erfindung eine Anordnung verwnndet, wie
sie Fig. 5 zeigt. Dabei sind die genannten wirksamen Querschnitte
von
Sender 52, Empfänger 53 und damit Strahl 54 spaltförmig ausgestaltet, wie dies die
Spalte 60, 61 von Sender 52 und Empfänger 53 zeigen. Die Achse des Spaltes 60, 61
liegt dabei parallel zu den ttbergängen der Abschnitte 41, 42, so daß sich beim
Übergang von einem Abschnitt zum anderen ein scharfes Schaltverhalten ergibt, weil
der volle Lichtstrahl durch den Übergang unterbrochen bzw. durchgelassen wird.