DE4010940C2 - Verfahren und Anordnung zum Abstellen einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstellen einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung desselben.

Bei Brennkraftmaschinen wird durch die erheblichen Schwankungen der Brennraumdrücke im Kompressions- und Expansionstakt eine ungleichförmige Drehbewegung der Kurbelwelle erzeugt. Die dabei auftretenden Kräfte stützen sich über das Kurbelgehäuse und die Maschinenlager beispielsweise beim Antriebsmotor eines Fahrzeugs an der Fahrzeug­ karosserie ab und regen diese zur Vibration an, wodurch der Komfort nachteilig beeinflußt wird. Diese Vibrationsneigung ist wegen des hohen Verdichtungsverhältnisses und des großen Brennraumvolumens besonders ausgeprägt bei Dieselmaschinen, wenn sie bei kleinen Drehzahlen betrieben werden. Im normalen Betrieb der Maschine, also beispiels­ weise im Fahrbetrieb eines mit ihr ausgerüsteten Fahrzeugs, wirkt man diesem Nachteil außer durch träge Massen an der Kurbelwelle durch elastische Maschinenlager entgegen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 34 25 378 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Diesel-Brennkraftmaschine, insbesondere in Betriebsphasen, in denen die Drehzahl der Brennkraftmaschinen niedrig und die Maschinenlast gering ist, bekannt, mit welchem eine wirksame Verringerung der Motorvibrationen und der Geräuschbildung erreicht werden soll, ohne daß es zu einem ungleichmäßigen Verbrennungsablauf und zu einem erhöhten Ausstoß an Stickoxyden kommt. Bei dem bekannten Verfahren wird bei niedriger Drehzahl und Last, insbesondere bei Leerlauf, bei dem die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine bei niedriger Drehzahl und Last gedrosselt wird, während des Betriebs mit gedrosselter Luft­ zufuhr zumindest ein Teil der der Brennkraftmaschine zugeführten Ansaugluft erwärmt, wobei in diesem Betriebszustand Abgase der Brennkraftmaschine zur Ansaugseite zurück­ geleitet werden.

Diese Gegenmittel haben sich aber nicht als ausreichend für den Fall des Abstellens der Brennkraftmaschine erwiesen. Dieses Abstellen der Maschine erfolgt (außer bei Otto­ maschinen durch Abstellen der Zündung) durch sofortige Unterbrechung der Kraftstoff­ zufuhr. Die trägheitsbedingte anschließende Auslaufbewegung des Triebwerks führt auch nach Abschalten der Maschine für kurze Zeit zum Aufbau von Spitzendrücken in den Brenn­ räumen und dadurch zu extremen Schüttelamplituden der Maschine, die über die Maschi­ nenlager beispielsweise in eine Fahrzeugkarosserie übertragen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, das bzw. die das Auftreten derartiger Schüttelamplituden unmittelbar nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine zumindest weitgehend verhindert.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkma­ len des Patentanspruchs 1; eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens beschreibt Anspruch 5, während die übrigen Unteransprüche zweckmäßige Ausbildungen des Verfah­ rens bzw. der Anordnung wiedergeben.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird also in dem Abschaltvorgang eigentlich wider­ sprechender Weise die Kraftstoffzufuhr für eine kurze Zeit aufrechterhalten. Dies ist erforderlich, damit die Maschine in dem in Strömungsrichtung hinter dem Drosselglied liegenden Bereich des Saugrohrs einen so großen Unterdruck aufbauen kann, daß die an­ gestrebte Absenkung der Spitzendrücke in den Brennräumen während der letzten Ver­ brennungszyklen sichergestellt ist. Dieses Ziel wird verständlicherweise dadurch unter­ stützt, daß man gemäß Patentanspruch 9 das Drosselglied möglichst nahe an den Brenn­ räumen der Maschine anordnet, also den definierten Bereich möglichst kurz wählt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, das schematisch eine als Antriebsmotor für ein Kraftfahrzeug dienende Die­ selmaschine mit ihren in diesem Zusammenhang interessierenden Einzelheiten sowie die erfindungsgemäßen Maßnahmen zeigt. Bereits jetzt sei darauf hingewiesen, daß die Er­ findung auf sehr unterschiedliche Weisen realisiert werden kann, so daß die Figur tat­ sächlich nur eine von vielen möglichen Ausführungsformen darstellt.

Die eigentliche Dieselmaschine, daß heißt ihr Zylinderblock, ist bei 1 angedeutet; ihren Brennräumen (Zylinderräumen) wird über das Saugrohr 2 Verbrennungsluft und über die Einspritzpumpe 3 aus dem Kraftstofftank 4 Kraftstoff zugeführt. An dieser Stelle sei eingefügt, daß der Einsatz der Erfindung nicht auf Dieselmaschinen oder allgemein Ma­ schinen mit Kraftstoffeinspritzung beschränkt ist, sondern sie sinngemäß auch bei Ver­ gasermaschinen Einsatz finden kann.

Das Ein- und Ausschalten der Maschine 1 erfolgt in ebenfalls üblicher Weise über den Zündschalter 5, der in seiner Abschaltstellung gezeichnet ist. Bei Verschwenken des Zündschalters 5 im Sinne des Pfeils 6 wird die Maschine 1 eingeschaltet Dazu wird dann über die Diode 7 das Relais 8 im Sinne des Öffnens des Kraftstoff-Abschaltventils 9 in der Kraftstoffleitung 10 betätigt. Ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen würde dagegen bei der gezeichneten Position des Zündschalters 5 der Erregerstromkreis des Relais 8 un­ terbrochen und demgemäß das Abschaltventil in der Figur durch Federkraft nach links bewegt sein, so daß es die Kraftstoffleitung 10 unterbricht.

Im Saugrohr 2 ist zwischen einer den Ansaugquerschnitt schließenden und einer den An­ saugquerschnitt völlig freigebenden Position schwenkbar die Drosselklappe 11 angeord­ net, die im Betrieb der Maschine 1 ihre beispielsweise durch einen Anschlag im Saugrohr vorgegebene Öffnungsposition einnimmt, während Maßnahmen getroffen sind, die sicher­ stellen, daß unmittelbar nach dem Bewegen des Zündschalters 5 in seine Abschaltstellung die Drosselklappe 11 für kurze Zeit ihre beispielsweise ebenfalls durch einen Anschlag vorgegebene Schließposition einnimmt. Zu diesem Zweck ist im Erregerstromkreis des Re­ lais 12 in Reihe mit dem in seiner Abschaltposition befindlichen Zündschalter 5 die Ver­ zögerungsschaltung 13 vorgesehen, die durch Aktivierung des Relais 12 für beispielswei­ se eine Sekunde ab Umlegen des Zündschalters 5 in seine Abschaltstellung dafür sorgt, daß der Steuerkolben 14 in dem Zweiwegeventil 15 seine dargestellte Lage einnimmt, in der er den Atmosphärenanschluß 16 von dem Anschluß 17 für die Druckdose 18 ab­ trennt, dagegen die Druckdose 18 mit der vom Motor 1 betriebenen Vakuumpumpe V ver­ bindet. Bei normalem Betrieb der Maschine 1, also Lage des Zündschalters 5 in Reihe mit der Diode 7, nimmt der Kolben 14 dagegen seine bei 14' angedeutete Lage ein, in der er die Druckkammer 19 der Druckdose 18 mit der Atmosphäre verbindet.

Die Druckdose 18 bildet das Stellglied für die Drosselklappe 11, da ihre Membran 20 über die Stange 21 kraft- bzw. momentenübertragend mit der Drosselklappe 11 verbunden ist. Bei Unterdruck in der Druckkammer 19, wie er nach Abschalten der Maschine 1 wäh­ rend der durch die Verzögerungsschaltung 13 vorgegebenen Verzögerungszeit vorliegt, ist die Membran 20, wie gezeichnet, in der Figur nach rechts bewegt und hat dabei über die Stange 21 und die exzentrische Anlenkung derselben an der Schwenkachse der Drossel 11 diese in ihre Schließpositon entgegen der Wirkung der Druckfeder 22 verschwenkt. Nach Ablauf der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 13 bewegt sich dagegen der Steu­ erkolben in seine bei 14' angedeutete Position, und infolge Belüftung des Druckraumes 19 der Druckdose 18 wird die Drosselklappe 11 wieder in ihre Öffnungsstellung verschwenkt, in der sie parallel zur Achse des Saugrohrs 2 verläuft.

Damit die Maschine 1 für kurze Zeit nach der so erzeugten Unterbrechung der Verbren­ nungsluftzufuhr noch weiterläuft und demgemäß Unterdruck in dem zwischen der Drossel­ klappe 11 und den Brennräumen der Maschine liegenden Bereich 23 des Saugrohrs 2 er­ zeugt, wird die an sich durch Umlegen des Zündschalters 5 in seine gezeichnete Abschalt­ stellung eingeleitete Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr durch Schließen des Abschalt­ ventils 9 dadurch um beispielsweise 0,2 Sekunden verzögert, daß nun die weitere Verzöge­ rungsschaltung 24 aktiviert wird, die während dieser Verzögerungszeit das Relais 8 wei­ ter erregt, so daß das Abschaltventil 9 während dieser Zeit die Kraftstoffzufuhr, wie durch Schraffur angedeutet, bestehen läßt. Verständlicherweise wird der Unterdruck im Saugrohrbereich 23 um so schneller erzeugt, je kürzer dieser Bereich ist.

Besitzt die Maschine ohnehin im Saugrohr eine Drossel, beispielsweise als Leistungs­ stellglied, kann diese zu der beschriebenen zumindest drastischen Verringerung, bevor­ zugt Unterbrechung der Verbrennungsluftzufuhr herangezogen werden.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine einfache Möglichkeit zur zumindest weitgehenden Verringerung von Schüttelamplituden einer Brennkraftmaschine beim Abstellen infolge Ungleichförmigkeit der Kurbelwellenbewegung geschaffen.

Claims (9)

1. Verfahren zum Abstellen einer Brennkraftmaschine, der Kraftstoff und Verbrennungs­ luft zugeführt werden und der ein Zündschalter zugeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß nach Bewegen des Zündschalters (5) in seine Abstellposition die Verbrennungs­ luftzufuhr unverzögert zumindest erheblich gedrosselt, dagegen die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr für eine vorgegebene Zeit verzögert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluftzufuhr unverzögert unterbrochen wird.

3. Verfahrern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr um wenige Zehntel Sekunden verzögert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dros­ selung der Verbrennungsluftzufuhr nach größenordnungsmäßig einer Sekunde aufgeho­ ben wird.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zündschalter (5) beim Abstellen zwei Verzögerungs­ schaltungen (13, 24) aktiviert, die in einem Erregerstromkreis jeweils eines Relais (12, 8) liegen, von denen eines (8) dann ein Drosselglied (11) im Saugrohr (2) der Ma­ schine (1) im Schließsinne verstellt, während das andere Relais (8) dann ein Kraft­ stoff-Abschaltventil (9) aufsteuert bzw. offenhält.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem einem Relais (12) ein Kolben (14) eines Zweiwegeventils (15) mit einem Atmosphärenanschluß (16), ei­ nem Unterdruckanschluß (bei 19) und einem Anschluß (17) zu einer Druckdose (18) ver­ bunden ist, die als Stellglied für das Drosselglied (11) dient.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied eine Drosselklappe (11) ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied eine ohnehin für andere Funktionen vorhandene Drosselklappe (11) ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied (11) im Saugrohr (2) brennraumnah angeordnet ist.