DE4432350A1 - Gemischverdichtende Brennkraftmaschine mit einer bei Saugrohr-Rückzündungen wirksamen Steuervorrichtung zur Unterbrechung einer Maschinenbetriebseinrichtung, insbesondere Kraftstoffzufuhr - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1 auf eine gemischverdichtende Brennkraft­ maschine mit einer bei Saugrohr-Rückzündungen wirksamen Steuervorrichtung zur Unterbrechung einer Maschinenbe­ triebseinrichtung, insbesondere Kraftstoffzufuhr, wobei die Unterbrechung über einen zumindest auf einen physika­ lischen und/oder chemischen Effekt der Rückzündung an­ sprechenden Sensor ausgelöst ist.

Aus der DE-A 25 26 550 ist ein mechanischer Sensor be­ kannt in Form eines eine Wanddurchbrechung einer Ansaug­ anlage verschließenden Deckels, der durch den Druck einer Saugrohr-Rückzündung absprengbar ist und der mit dem Ab­ sprengen einen elektrischen Steuerkreis unterbricht zur Abschaltung einer Kraftstoffpumpe oder des Zündstromkrei­ ses der Brennkraftmaschine.

Weiter sind aus der GB-PS 1 454 392 ein piezo-elektri­ scher Sensor sowie ein mechanischer Drucksignalumformer für eine Ansauganlage zur Erfassung einer Rückzündung im Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Signale dieser bekannten Einrichtungen zum Fluten des An­ saugsystems mit einem inerten Gas dienen.

Die in beiden Dokumenten beschriebenen Vorrichtungen be­ wirken eine sofortige Betriebsunterbrechung der jeweili­ gen Brennkraftmaschine, was bei einer zum Antrieb eines Fahrzeuges dienenden Brennkraftmaschine ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine gat­ tungsgemäße Brennkraftmaschine die Steuervorrichtung so zu gestalten, daß eine totale Betriebsunterbrechung der Brennkraftmaschine bei einer Saugrohr-Rückzündung vermie­ den ist.

Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch ge­ löst, daß die Maschinenbetriebseinrichtung - z. B. ein Saugrohr-Einspritzventil - des jeweiligen, mit einer Saugrohr-Rückzündung belasteten Zylinders der Brennkraft­ maschine sensorgesteuert unterbrochen ist.

Mit der Erfindung ergibt sich in vorteilhafter Weise le­ diglich eine zylinderselektive Betriebsunterbrechung der Brennkraftmaschine, so daß im Fall einer oder mehrerer Saugrohr-Rückzündungen insbesondere in einem Saugrohr eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit verminderter Leistung weiterbetrieben ist. Nach Abklingen der Rückzün­ dungen wird der ausgeblendete Zylinder bzw. werden die ausgeblendeten Zylinder wieder zugeschaltet.

In Ausgestaltung der Erfindung ist ein optoelektronischer Sensor gewählt, der auf eine vorbestimmte Wellenlänge bzw. auf einen vorbestimmten Strahlungsbereich der Rück­ zündungs-Flamme anspricht. Ein derartiger Sensor bietet neben dem Vorteil einer raschen Signalbildung den weite­ ren Vorteil der Auswahl in der Abstimmung auf bestimmte Charakteristika der Flammen unterschiedlicher, bekannter Kraftstoffe.

So wird für eine Brennkraftmaschine mit äußerer Gemisch­ bildung im Saugrohr mittels Wasserstoff als Kraftstoff in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung für die Steuer­ vorrichtung ein auf die UV-Strahlung der Wasserstoff- Rückzündungsflamme ansprechender optoelektronischer Sen­ sor vorgeschlagen. Da bekanntlich gasförmiger Wasserstoff bereits durch sehr heiße, flammenlose Restgase im Zylin­ der oder auch durch sehr heiße, nicht glühende Bauteile entzündbar ist und der Wasserstoff ferner mit einer farblosen Flamme verbrennt, ist mit einem UV-empfindli­ chen Sensor eine wirksame, rasch ansprechende Steuervor­ richtung für eine mit Wasserstoff betriebene Brennkraft­ maschine erzielt.

Weiter ermöglicht ein UV-empfindlicher Sensor mit rascher Signalbildung in vorteilhafter Weise, daß die Steuervor­ richtung schon bei einer eventuellen Rückzündung während einer Wasserstoffeinblasung in das jeweilige Saugrohr die Kraftstoffzufuhr sofort abschaltet. Damit kann in vor­ teilhafter Weise die Brenndauer der Rückzündungs-Flamme verkürzt und ein nachteiliges Aufheizen der Ansauganlage vermieden werden.

Für die vorgeschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung ist der Sensor bevorzugt zylindernah im/am jeweiligen Saugrohr angeordnet, d. h. stromauf des Bereiches der Ent­ stehung üblicher Saugrohr-Rückzündungen an der Einlaßven­ til-Öffnung. Um bei einer mehrzylindrigen Brennkraftma­ schine die Anzahl der Sensoren ohne Einbuße an Qualität der Steuervorrichtung zu reduzieren, werden im/am jewei­ ligen Saugrohr angeordnete Lichtwellenleiter vorgeschla­ gen, die zylinderfern zu Gruppen gefaßt und je Gruppe mit einem optoelektronischen Sensor in Verbindung stehen. Mit der gruppenweisen Zusammenfassung unter Einbeziehung der OT-Marke eines Referenzzylinders der Brennkraftmaschine kann ebenfalls jeder mit einer Rückzündung belastet Zy­ linder erfaßt werden für eine zylinderselektive Betriebs­ unterbrechung. Vorzugsweise erfolgt diese Zusammenfassung unter Vermeidung unmittelbar nacheinander zündender Zy­ linder mit dem Vorteil einer eindeutigen Zuordnung der erkannten Rückzündungs-Flammen zum jeweiligen Saugrohr.

Schließlich kann als Sensor auch eine Ionenstromsonde dienen, wie sie zum Beispiel aus der DE-C 32 10 810 als Flammenfrontfühler für Brennkraftmaschinen bekannt ist.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Schemabildes beschrieben.

Eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftma­ schine 1 umfaßt je Zylinder 2 ein Saugrohr 3 einer An­ sauganlage 4. Für eine äußere Gemischbildung im Saugrohr 3 ist dieses mit einem Kraftstoff-Einspritzventil 5 aus­ gerüstet. Diesem Einspritzventil 5 benachbart angeordnet ist ein vorzugsweise auf die von einem Einlaßventil 6 ge­ steuerte Öffnung 7 gerichteter Sensor 8. Der Sensor 8 spricht zumindest auf einen physikalischen und/oder che­ mischen Effekt einer im Saugrohr 3 auftretenden Rückzün­ dung an, wobei sein Signal einer Signalverarbeitung 9 in einer Motor-Steuervorrichtung 10 zur Unterbrechung einer Maschinenbetriebseinrichtung zugeführt ist.

Zur Vermeidung einer durch eine Saugrohr-Rückzündung aus­ gelösten totalen Betriebsunterbrechung der Brennkraftma­ schine 1 wird erfindungsgemäß lediglich die Maschinenbe­ triebseinrichtung, z. B. das Einspritzventil 5, des jewei­ ligen, mit einer Saugrohr-Rückzündung belasteten Zylin­ ders 2 der Brennkraftmaschine 1 sensorgesteuert unterbro­ chen. Nach Abklingen einer oder mehrerer Rückzündungen wird das ausgeblendete Einspritzventil 5 des Zylinders 2 wieder zugeschaltet.

Für eine frühzeitige und rasche Signalbildung ist vor­ zugsweise ein optoelektronischer Sensor 8 gewählt, der auf eine vorbestimmte Wellenlänge bzw. auf einen vorbe­ stimmten Strahlungsbereich der Rückzündungsflamme an­ spricht.

Im Falle einer Brennkraftmaschine mit äußerer Gemischbil­ dung im Saugrohr 3 mittels gasförmigem Wasserstoff (H2) als Kraftstoff findet ein auf UV-Strahlung ansprechender optoelektronischer Sensor 8 Verwendung. Dainit ist bei ei­ ner mit Wasserstoff betriebenen Brennkraftmaschine 1 eine frühest mögliche Erfassung einer Saugrohr-Rückzündung er­ zielbar. Ein derartiger Sensor 8 ist auch in der Lage, bei einer Rückzündung schon während einer Wasserstoffein­ blasung in das Saugrohr 3 die Steuervorrichtung 10 zu ak­ tivieren für eine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr bzw. der Einblasung.

Im Rahmen der Erfindung kann bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine 1 die Anzahl der in/an den Saugrohren 3 angeordneten Sensoren 8 ohne Einbuße an Steuerungsqua­ lität dadurch reduziert werden, daß die Steuervorrichtung 10 im/am jeweiligen Saugrohr 3 angeordnete Lichtwellen­ leiter (nicht gezeigt) umfaßt, die zylinderfern zu Grup­ pen gefaßt sind und je Gruppe mit einem optoelektroni­ schen Sensor in Verbindung stehen. Vorzugsweise erfolgt die Gruppen-Zusammenfassung unter Vermeidung unmittelbar nacheinander zündender Zylinder 2 mit dem Vorteil einer eindeutigen Zuordnung der erkannten Rückzündungs-Flamme zum jeweiligen Saugrohr 3.

Als im zylindernahen Bereich geeigneter Sensor kann auch eine Ionenstromsonde dienen, insbesondere bei einer mit üblichen Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen betriebenen Brennkraftmaschine 1.

Claims (7)

1. Gemischverdichtende Brennkraftmaschine mit einer bei Saugrohr-Rückzündungen wirksamen Steuervorrichtung zur Unterbrechung einer Maschinenbetriebseinrich­ tung, insbesondere Kraftstoffzufuhr,

• - wobei die Unterbrechung über einen zumindest auf einen physikalischen und/oder chemischen Effekt der Rückzündung ansprechenden Sensor (8) ausgelöst ist, dadurch gekennzeichnet,
• - daß die Maschinenbetriebseinrichtung (Saugrohr- Einspritzventil 5) des jeweiligen, mit einer Saugrohr-Rückzündung belasteten Zylinders (2) der Brennkraftmaschine (1) sensorgesteuert un­ terbrochen ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (8) zylindernah im/am jeweiligen Saugrohr (3) angeordnet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf eine vorbestimmte Wellenlänge bzw. einen vorbestimmten Strahlungsbereich der Rückzündungs- Flamme ansprechender optoelektronischer Sensor (8) gewählt ist.

4. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (10) bei einer äußeren Ge­ mischbildung im Saugrohr (3) mittels Wasserstoff (H2) als Kraftstoff einen auf die UV-Strahlung der Rückzündungs-Flamme ansprechenden Sensor (8) umfaßt.

5. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (10) sensorgesteuert bei einer Rückzündung während einer Wasserstoffeinbla­ sung in das jeweilige Saugrohr (3) die Kraftstoffzu­ fuhr unterbricht.

6. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Steuervorrichtung (10) im/am jeweiligen Saugrohr (3) angeordnete Lichtwellenleiter um­ faßt, die
• - zylinderfern zu Gruppen gefaßt sind und je Gruppe mit einem optoelektronischen Sensor (8) in Verbindung stehen.

7. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor (8) eine Ionenstromsonde dient.