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DE2219880A1 - Einrichtung zur regelung der zusammensetzung eines kraftstoff-luft-gemisches fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Einrichtung zur regelung der zusammensetzung eines kraftstoff-luft-gemisches fuer eine brennkraftmaschine

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DE2219880A1
DE2219880A1 DE2219880A DE2219880A DE2219880A1 DE 2219880 A1 DE2219880 A1 DE 2219880A1 DE 2219880 A DE2219880 A DE 2219880A DE 2219880 A DE2219880 A DE 2219880A DE 2219880 A1 DE2219880 A1 DE 2219880A1
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fuel
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air
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Johannes Dipl I Brettschneider
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

R. 835
24.3.1972
Anlage " .
zur Patentanmeldung
und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1
Einrichtung zur Regelung der Zusammensetzung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung aur Regelung des Massenverhältnisses des- einer Brennkraftmaschine zugeführten, von einem der- Brennkraftmaschine zugeordneten Vergaser aufbereiteten Kraftstoff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit von der mit Hilfe einer Meßsonde ermittelten Zusammensetzung des Abgases. .- ' ■
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Robert Bosch GmbH R. 835 Ka/Kb
Stuttgart 2219880
Um eine Brennkraftmaschine hinsichtlich ihres AbgasVerhaltens optimal betreiben zu können, muß das der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch genau auf einen Wert eingeregelt werden, der etwa der Luftzahl A=I entspricht. Die Luftzahl A- kennzeichnet die Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, wobei bei einem stöchiometrischen Gemisch die Luftzahl A- = 1 ist. Unter den ständig wechselnden Betriebsbedingungen in einem Kraftfahrzeug hat sich eine Regelung der Luftzahl A als zweckmäßig erwiesen, wenn dabei als Führungsgröße die Zusammensetzung des Abgases berücksichtigt wird. Die Zusammensetzung des Abgases kann in an sich bekannter Weise mit Hilfe einer Meßsonde ermittelt werden.
Ausgehend von diesen Erkenntnissen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, das Kraftstoff-Luft-Gemisch für Brennkraftmaschinen, deren Kraftstoff-Luft-Gemisch durch einen Vergaser aufbereitet wird, auf einfache V/eise zu regeln. Die Regelung soll dabei auch im rauhen Betrieb eines Kraftfahrzeugs zuverlässig arbeiten. Außerdem soll die Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches auf möglichst einfache Weise erfolgen, um dadurch die Kosten für die Einrichtung gering zu halten.
Diese Aufgabe kann in zweckmäßiger Weise dadurch gelöst werden., daß gemäß der Erfindung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde im Vergaser der Brennkraftmaschine, der Kraftstoffdurchsatz unabhängig vom Luftdurchsatz regelbar ist.
Eine weitere zweckmäßige Lösung der Aufgabe besteht darin, daß gemäß der Erfindung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde im Vergaser der Brennkraftmaschine der Luftdurchsatz durch den Vergaser und über den Luftdurchsatz der Kraftstoffdurchsatz regelbar ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den
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Robert Bosch GmbH F.. 835 Ka/Kb '
Stuttgart
Unteransprüchen, aus der nachfolgenden Beschreibung von · Ausführungsbeispielen und aus den zugehörigen Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1-6 . eine Einrichtung zur Beeinflussung des Kraftstoffdurchsatzes,
Pig. 7 eine Einrichtung zur Veränderung der Kraftstoff-
spiegelhöhe in der Sehwimmerkammer eines Vergasers, Fig. 8 eine weitere zur Veränderung des Kraftstoffdurchsatzes1
geeignete Einrichtung, - .
Fig. 9 einen Vergaser mit veränderlicher Kraftstoffdüse, Fig. IO eine schematische Darstellung des elektrischen Teiles der Regeleinrichtung..
Eine Veränderung des Kraftstoffzuleitungsquerschnittes oder eine Veränderung des Querschnittes einer zusätzlichen Kraftstoffleitung kann am zweckmäßigsten durch 'eine Nadel erfolgen, die eine Kraftstoffdüse mehr oder weniger freigibt. In Fig. 1 ist ein derartiges Beispiel gezeigt. In einen Lufttrichter 10 eines Vergasers ragt eine Kraftstoffzuführungsleitung 11 mit ihrem Ende 12 hinein. Das andere Ende 13 der Kraftstoffzu^ führungsleitung 11 ist in einer Schwimmerkammer 14 angeordnet, so daß der in der Schwimmerkammer 14 befindliche Kraftstoff 15 in die Kraftstoffzuführungsleitung 11 gelangen kann. In der Nähe der Sintrittsöffnung der Kraftstoffzuleitung 11 ist eine Nadel 16 angeordnet, die in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal einer weiter nicht dargestellten Abgasrceßsonde in.,Pfeilrichtun'g
verschiebbar ist. Dadurch wird der Kraftstoffzufluß zu der öffnung 12 im Lufttrichter 10 des Vergasers mehr oder weniger freigegeben, so daß der Kraftstoffdurchsatz verändert werden kann. Die Nadel 16 kann dabei, insbesondere bei kleinem Regel- ' bereich, konisch ausgebildet sein. Gegebenenfalls kann die Nadel mit einer anderen geeigneten Kontur versehen sein, so daß der Verschiebungsweg etwa proportional zu einer A -Änderung ist.
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GmbH -Jt- R. 835 Ka/Kb 2219880
Robert Bosch If
Stuttgart
Bei weiteren zweckmäßigen Ausführungsbeispielen kann durch Veränderung der für die Kraftstoffzumessung im Vergaser wirksamen Druckdifferenz zwischen dem Druck im Lufttrichter 10 und dem Druck auf den Kraftstoff 15 in der Schwimmerkammer 1*J eine Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgen. Zweckmäßigerweise kann dabei, wie in Fig. 2 dargestellt, der Lufttrichterquerschnitt des Vergasers in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der weiter nicht dargestellten Abgasmeßsonde geändert werden. Es ist aber auch möglich, den Querschnitt eines Bypasses zu dem Lufttrichter 10 eines Vergasers zu ändern, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist. Dabei ist in dem parallel zu dem Lufttrichter 10 angeordneten Bypass 17 ein Regelventil 18 angeordnet, das in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde mehr oder weniger geöffnet wird und damit den Druck im Lufttrichter verändert, so daß die mitgenommene Kraftstoffmenge im Lufttrichter 10 geändert wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Veränderung der Luftgeschwindigkeit im Lufttrichter und damit zur Veränderung des Unterdruckes an der Kraftstoffzumeßstelle, d.h. am Ende 12 der Kraftstoffzuleitung 11, ist in Fig. 4 dargestellt. Hier führt ein Bypass, der vor dem Lufttrichter 10 des Vergasers angeschlossen ist, z\x einer Stelle des Ansaugrohres, die sich hinter einer Drosselklappe 19 befindet. In diesem Bypass 20 ist analog zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ein Regelventil 21 angeordnet, das in Abhängigkeit vom Ausgangssignal d?r Abgas-Meßsonde mehr oder weniger geöffnet wird, so daß auch hier der Unterdruck an der Kraftstoffzumeßstelle verändert wird, wodurch die mitgenommene Kraftstoffmenge ebenfalls geändert wird.
Ein weiteres zweckmäßiges Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 dargestellt. Hier wird mit Hilfe eines Regelventiles 23 zwischen zwei Anschlüssen, von denen der eine zu einer Stelle im Ansaugrohr des Vergasers führt, und von denen der andere mit dem Außenluftdruck Verbindung hat, der Druck auf den Kraftstoffspiegel in der Schwimmerkammer 1*1 verändert. Durch Veränderung
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des Differenzdruckes zwischen der Stelle im Ansaugrohr des Vergasers und dem Druck auf den Kraftstoffspiegel kann ebenfalls .eine Veränderung des Kraftstoffdurchsatzes erzielt werden. Ein in der Wirkungsweise ähnliches Ausführungsbeispiel wie in Fig. 5 ist in Fig. 6 dargestellt. Hier ist eine Leitung zwischen einer Stelle im Ansaugrohr des Vergasers und der Schwimmerkammer 14 vorgesehen. In die Leitung zum Ansaugrohr des Vergasers ist eine Blende 22 eingebaut, die für einen bestimmten Druck in der Schwimmerkammer 14 sorgen soll. Außerdem ist die Schwimmerkammer 14 aber über das Regelventil 23 mit dem Außendruck verbunden, wobei dieses Regelventil in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Abgas-Meßsonde betätigbar ist, so daß über den Einfluß des Außenluftdruckes auf die Schwimmerkammei* I1J des Vergasers Einfluß auf die zugemessene Kraftstoffmenge im Lufttrichter 10 des Vergasers genommen werden kann. . .
Schließlich ist es auch möglich, wie in Fig. 7 dargestellt, durch Veränderung der Höhe des Kraftstoffspiegels den wirksamen Differenzdruck zu verändern und-damit die Kraftstoffzumessung in dem Lufttrichter 10'des Vergasers zu beeinflussen. Der Kraftstoffspiegel kann dabei in.seiner Höhe beispielsweise durch Verschwenkung der Schwimmerkammer 14 oder durch Verschiebung eines Schwimmers 23 oder durch Verschiebung einer von dem Schwimmer beeinflußbaren Düse 24 erfolgen.
Eine weitere Möglichkeit zur Veränderung des Kraftstoffdurchsatzos ist in Fig. 8 angedeutet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist eine Hülse 25, die Querbohrungen 26 aufweist, in einer Hülse 27 die .Querbohrungen 28 aufweist, verschiebbar angeordnet. Um die Hülsen 25 und 27 ist eine mit Kraftstoff getränkte Vorrichtung vorgesehen, durch die Luft zugeführt wird. Je nach Stellung der Hülsen 25 und 27 zueinander überdecken sich die Bohrungen 26 und 28 mehr oder weniger, so daß
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der Luftdurchsatz durch diese Bohrungen und damit durch die mit Kraftstoff getränkte Vorrichtung geändert wird. Auch über diese Vorrichtung ist eine zweckmäßige Beeinflussung des Luftdurchsatzes und damit des Kraftstoffdurchsatzes möglich.
Die in den Ausführungsbeispielen 1 bis 8 angegebenen Wegveränderungen können in zweckmäßiger Weise mit einer Schaltanordnung ausgelöst werden, die in Fig. 9 schematisch angedeutet i3t. Die Abgas-Meßsonde 29 ist dabei mit ihrem Ausgang an den Eingang eines als Integral-Regler geschalteten Operationsverstärkers 30 angelegt, an dessen zweiten Eingang eine Vergleichsspannung angelegt ist. Je nach Ausgangssignal der Abgas-Meßsonde 29 wird der Integral-Regler 30 ein Signal liefern, das die Spule 31 eines Stellgliedes 32 beeinflußt und dabei eine Verschiebung eines Stellgliedes 33 hervorruft » Mit Hilfe dieses Stellgliedes 33 können beispielsweise die Regelventile 18,21 oder 23 betätigt werden, es kann aber auch mit Hilfe dieses Stellgliedes 33 die Schwimmerkammer 14 geschwenkt werden oder aber die Hülsen 25 und 27 gegeneinander verechobea werden. Auch die Veränderung des Lufttrichters nach dem Ausführungsbeispiel· gemäß Fig. 2 kann mit Hilfe des Stellgliedes 33 erfolgen.
Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn die beschriebenen Einrichtungen so eingestellt sind, daß sie im Falle des Versagens der Regeleinrichtung selbsttätig, z.B. durch eine Feder, in eine Stellung gebracht werden, in der der Brennkraftmaschine ein besonders mageres Gemisch zugeführt wird.
Es besteht auch die Möglichkeit, Vergaser mit veränderlichen Luft- und Kraftstoffdüsen (sogenannte CD-Vergaser) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Abgasmeßsonde zu betätigen.
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Robert Bosch GmbH R. 835 Ka/Kb
Stuttgart
Ein Ausführungsbeispiel ist in Pig. 9 dargestellt. Eine Kraf t st off aus tritts öffnung 3^ kann je nach, Stellung einer · Nadel 35 mehr oder weniger Kraftstoff abgeben. Die Lage des die+35 tragenden Kolbens 36 ist dabei durch die Druckdiffesenz und das Kolbengewicht bestimmt. Mit einer zusätzlichen Kraft, die beisüielsweise von einem Stellmotor erzeugt wird und die abhängig von dem Ausgangssignal der Abgas-Meßsonde ist, kann der bei.34 angedeutete Querschnitt vergrößert bzw. verkleinert werden. Damit ergibt sich eine Änderung des Unterdruckes an der Kraftstoffaustrittssteile und damit auch der Kraftstoffdurchsats. + Nadel -
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Claims (1)

  1. Robert Bosch GmbH R. 835 Ka/Kt* ο tbööf)
    Stuttgart
    Ansprüche
    fl/^Einrichtung zur Regelung des Massenverhältnisses des einer
    Brennkraftmaschine zugeführten, von einem der Brennkraftmaschine zugeordneten Vergaser aufbereiteten Kraftstoff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit von der mit Hilfe einer Meßsonde ermittelten Zusammensetzung des Abgases, dadurch gekennzeichnet,daß in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde (29) im Vergaser der Brennkraftmaschine der Kraftstoffdurchsatz unabhängig vom Luftdurchsatz regelbar ist.
    2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kraftstoffzuleitung (11) zum Vergaser in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde (29) veränderbar ist.
    3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzleitung zur Zuführung von Kraftstoff zum Vergaser vorgesehen ist, deren Querschnitt in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde (29) beeinflußbar ist.
    4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kraftstoffzuleitung mit Hilfe einer in Abhängigkeit von Ausgangssignal der Meßsonde (29) verschiebbaren Nadel (16) veränderbar ist.
    309843/0749
    ooIQQQΠ
    Robert Bosch GmbH " - R. 835 Ka/Kb^* |3αου
    Stuttgart
    5. Einrichtung zur Regelung des Massenverhältnisses des einer Brennkraftmaschine zugeführten, von einem der Brennkraftmaschine, zugeordneten Vergaser aufbereiteten Kraftstoff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit von der mit Hilfe einer Meßsonde ermittelten % Zusammensetzung des Abgases, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde im Vergaser der Brennkraftmaschine der Luftdurchsatz durch den Vergaser und über den Luftdurchsatz der Kraftstoffdurchsatz regelbar ist. .
    6. Einrichtung nach Anspr.uch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufttrichterquerschnitt des Vergasers in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde (29) veränderbar ist.
    7. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß ■ r ( ■ parallel zum Lufttrichter des Vergasers ein Bypass (17 bzw. 20) geschaltet ist, dessen Querschnitt in Abhängigkeit vom Aμsgangs~ signal der Meßsonde (29) veränderbar ist. '
    8. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß
    ein Bypass vorgesehen ist, der vom.Lufttrichtereingang des ., Vergasers zum Ansaugrohr nach einer Drosselklappe (19) führt, wobei der Querschnitt des Bypasses in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde (29) veränderbar ist.
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    991QRßO
    Robert Bosch GmbH - R. 835 Ka/Kb ι^οου
    Stuttgart
    9. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (23) zur Beeinflussung des Luftdruckes in der S chwi rune rk ainner (1*1) des Vergasers vorgesehen ist.
    10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (23) mit einer Luftleitung zwischen dem Lufttrichter (10) und der Schwimmerkammer (Ik) des Vergasers sowie dem Außenluftdruck Verbindung hat.
    11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der vom Lufttrichter (10) zur Schwimmerkammer Cl1*) führenden Verbindungsleitung eine Blende (22) angeordnet ist.
    12. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Kraftstoff-Spiegels in der Schwimmerkammer (I1I) des Vergasers in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde (29) veränderbar ist.
    13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die S chwi mme rk amine r (I1I) des Vergasers in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde (29) schwenkbar ist.
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    -11- ' :
    Robert Bosch GmbH R. 835 Ka/Kb 22 19880
    Stuttgart
    Ik. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (23) des Vergasers und/oder die von den Schwimmer zu beeinflussende Kraftstoffaustrittsöffnung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meßsonde (29) in Bezug auf den Kraftstoffspiegel höhenve rs'chiebb ar ausgebildet ist.
    15. Einrichtung nach Anspruch 1? dadurch gekennzeichnet, daß zv/ei mit Querbohrungen (26,28) versehene, gegeneinander
    t verschiebbare Hülsen (25,27) zur Bestimmung des Kraftstoffdurchsatzes vorgesehen sind, wobei die Lage der Hülsen (2,5,27) und damit de** Querbohrungen (26^28) zueinander in Abhängigkeit vom Aus gangs signal der Meßsonde (29.) veränderbar ist.
    16. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein , Vergaser mit veränderlicher Luft- und/oder'Kraftstoffdüse vorgesehen ist, dessen die Luft- und/oder Kraftstoffdüse (31I) veränderndes Stellglied (35) zusätzlich in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Abgas-Meßsonde (29) beeinflußbar ist.
    30-9843/0749
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