DE2310056C3

DE2310056C3 - Einrichtung zur Verminderung der Schadstoffemission im Abgas einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2310056C3
Application number: DE2310056A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SA
Priority date: 1972-11-24
Filing date: 1973-02-28
Publication date: 1979-05-03
Also published as: BE806798A; DE2310056A1; DE2310056B2; FR2208453A5; US3948236A; SE403167B; SU542478A3; IT1009048B; JPS4998633U; GB1440501A; JPS529938Y2

Description

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Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Verminderung der Schadstoffemission im Abgas einer Brennkraftmaschine, die ein pneumatisch gesteuertes Ventil umfaßt, über das unter dem Förderdruck eines Luftgebläses stehende Zusatzluft in einen Abschnitt des Ansaugsystems eingeführt wird, der zwischen Zylindereinlaß und einem vorgeschalteten Vergaser liegt, wobei das pneumatisch gesteuerte Ventil durch den Druck im Ansaugsystem stromab des Vergasers betätigt ist, sowie außerdem mit einer Lufteinblasleitung, die, ausgehend von der Förderleitung des Luftgebläses, in das Abgassystem mündet.

Bei derartigen aus der DE-OS 21 01 667 bekannten Einrichtungen ist zum Erzielen eines günstigen Mischungsverhältnisses von Brennstoff und Luft sowie eines schadstoffarmen Abgases vorgesehen, die Zufuhr von Primärluft zum Ansaugkanal ebenso wie die Zufuhr von Sekundärluft zum Auspuffkanal in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine zu steuern, wobei ein nachgeschalteter Abgasreaktor nur dann in Betrieb gesetzt wird, wenn das Abgassystem ein schadstoffreiches Abgas in die Atmosphäre abgeben könnte.

Bei der bekannten Einrichtung wird in einem Betriebsbereich, beispielsweise bei Schiebebetrieb, zusätzlich Luft in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine stromab der Drosselklappe des Vergasers eingeführt, wenn vom Vergaser ein Brennstoff-Luft-Gemisch geliefert wird, das hinsichtlich seines Mischungsverhältnisses ohnehin nicht besonders günstig ist. Gerade in diesem Bereich wird aber zusätzlich Luft zugeführt, so daß das in die Brennkraftmaschine einströmende Brennstoff-Luft-Gemisch nicht mehr gezündet werden kann und zu einem erhöhten Schadstoffausstoß mit den Abgasen führt. Allerdings wird auch bei der bekannten Anordnung in das Abgassystem zusätzlich Luft eingeführt, so daß die Schadstoffe zwar verbrennen, jedoch zu einer unverhältnismäßig hohen Belastung und somit zu einem vorzeitigen Verschleiß des nachgeschalteten Abgasreaktors führen.

Im allgemeinen wird der Brennstoffanteil des für den Beirieb νυπ Vergasermotoren notwendigen Brerinsioff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen des Motors (Luftdruck, Drehzahl und Belastung) im Vergaser geregelt, indem entweder die Luftförderiiienge oder die Brennstoff-Fördermenge beeinflußt wird.

Im ersten Fall steuert man die im Mischkanal ankommende Luftmenge mittels einer barometrischen Druckdose und einer Unterdruckdose, die an das Ansaugrohr oder an den verstärkten Unterdruck im Venturirohr des Vergasers angeschlossen ist

Im zweiten Fall wird mit ähnlichen Mitteln eine Steuernadel für die Kraftstoffzufuhr beeinflußt

Wenn sehr kleine Augenblicksänderungen der Fördermenge überwacht werden müssen, fehlt beiden bekannten Maßnahmen die Empfindlichkeit und die Zuverlässigkeit So stellt die mit Unterdruck in einem Mischkanal mit sehr kleinem Querschnitt von beispielsweise nur 0,7 mm ankommende Luftmenge eine schwer zu überwachende Größe dar. Weiterhin ist bekannt daß die die Brennstoffmenge beeinflussenden Nadeln genau gearbeitet und empfindliche Teile sind, die leicht beschädigt werden können. In der Serienfabrikation lassen sich mit derartigen Mitteln nur schwer gleichbleibende Ergebnisse erzielen. Diese Maßnahmen erlauben keine Regelung im Verzögerungsbereich, in dem das Mischsystem dann wirkungslos ist und sie sind selbst bei normalen Betriebsdrehzahlen in komplizierten Versorgungssyrtemen, etwa bei Doppelvergasern, praktisch nicht anwendbar.

Aus der DE-OS 21 22 230 ist eine Einrichtung zur Kraftstoffersparnis und zur Verminderung der schädlichen Abgasbestandteile bei gemischverdichtenden Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen bekannt, bei der der Gemischbildungseinheit eine verschließbare Luftzuführungsöffnung im Saugrohr nachgeschaltet ist, die in Abhängigkeit vom Unterdruck im Saugsystem selbsttätig auf- bzw. zugeregelt wird. Dazu dient eine zwischen Gemischbildungseinheit und Saugrohr angeschlossene Unterdruckdose. — Die bekannte Einrichtung läßt keine altimetrische Korrektur zu und spricht nicht auf starke Belastungs- und hohe Drehzahländerungen an, weil der Ansaug-Unterdruck nicht ausreicht, die Zweitluftzufuhr wirksam zu regeln.

Die DE-PS 4 65 849 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Gemischtemperatur und des Mischungsverhältnisses bei Höhenmotoren, bei der mit zunehmender Höhenlage der Maschine das Ladegemisch in Abhängigkeit vom Verdichtungsdruck im Maschinenzylinder zum Ausgleich des Temperaturabfalls der Ansaugluft mehr und mehr beheizt und gleichzeitig zur Verhinderung einer Überfettung infolge des Druckabfalls der Ansaugluft durch Zusatzluftzufuhr oder Brennstoffdrosselung mehr und mehr verdünnt wird. — Die bekannte Vorrichtung dient nicht der Verminderung der Schadstoffemission im Abgas einer Brennkraftmaschine.

Das gleiche gilt für die deutschen Patentschriften 7 14 202 (a) und 4 52 592 (b), die einen schwimmerlosen Vergaser für Brennkraftmaschinen (a) bzw. eine Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln für mit Überdruck laufende Flugzeugmotoren (b) beschreiben. Zweck der Erfindung nach (a) ist es, bei einem schwimmerlosen Vergaser für Brennkraftmaschinen in Flugzeugen, die Hubgröße der Brennstoffdüsennadel im Verhältnis zur Hubgröße des gleichzeitig mit der Nadel vom Gashebel betätigten Luftschiebers entsprechend dem wechselnden Luftdruck mittels einer Barometerdo-5€ ZU VerSriucrn. — mit ucf ν öiTiCiiiüug gCrnSu^u; SGn

die Brennstoffzufuhr in Obereinstimmung mit der Flughöhe für Flugmotoren, die unter Oberdruck laufen, durch eine barometrische Kapsel selbsttätig geregelt werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, die Mängel der eingangs näher beschriebenen Einrichtung zur Verminderung der Schadstoffemission im Abgas einer Brennkraftmaschine zu beheben und so weiterzuentwickeln, daß sie den Anforderungen einer Brennkraftmaschine an das ihr zugeführte Brennstoff-Luft-Gemisch besser als bisher gerecht wird und daß insbesondere die Abgase der Brennkraftmaschine in allen Betriebsbereichen einen möglichst geringen Schadstoffanteil aufweisen.

Diese Aufgabe ist bei der eingangs beschriebenen Einrichtung und im Oberbegriff des Anspruchs festgelegten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem pneumatisch gesteuerten Ventil ein pneumatischer Verstärker vorgeschaltet ist, dem als Steuerdruck der in einem Venturirohr des Vergasers herrschende Druck und als Arbeitsdruck der im Ansaugsystem stromab des Vergasers herrschende Druck zugeleitet werden.

Die Einrichtung nach der Erfindung gewährleistet die Regelung der atmosphärischen Druckänderungen für alle Geschwindigkeitsbereiche und Betriebsverhältnisse 2s der Brennkraftmaschine ohne nennenswerten baulichen Aufwand bei guter Ansprech-Empfindlichkeit, selbst bei starker Belastung und hoher Geschwindigkeit, wo der Unterdruck in der Ansaugleitung ungenügend wird und die hohe Geschwindigkeit des Luftdurchganges an der engsten Stelle des Venturirohres einen Unterdruck durch Stauwirkung in der Leitung erzeugt und so eine gute Empfindlichkeit des pneumatisch gesteuerten Ventils bewahrt. Die Arbeitsweise des Vergasers wird dadurch nicht beeinträchtigt

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 ist eine Stirnansicht eines Motors mit der erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 2 zeigt den gleichen Motor von oben gesehen, mit teilweise im Schnitt gezeichneten Luftmengenregelventilen.

Die Einrichtung besteht aus einer Luftpumpe 1, die gleichzeitig dem Einleiten von Luft in den (nicht gezeichneten) Auspufftopf dient, einer barometrischen Druckdose 4, einer Klappe 3, die den Luftstrom entsprechend dein Barometerdruck regelt, einem pneumatischen Verstärker 6 für den am Venturirohr 11 des Vergasers C abgenommenen Unterdruck, einem von dem verstärkten Unterdruck pneumatisch gesteuerten Ventil 5, daß die Luftmenge entsprechend der Belastung und der Drehzahl des Motors Mreguliert, und einem Lufteinlaß 10 im Ansaugsystem A unterhalb des Vergasers C

Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen:

Ein Teil der von der Luftpumpe 1 gelieferten Luft wird von einem Rohr 2 zur Klappe 3 geleitet, die von der barometrischen Druckdose 4 gesteuert wird. Druckdose 4 und Klappe 3 sind so aufeinander abgestimmt, daß bei Normaldruck (760 mm Hg) der Luftdurchlaß geschlossen ist Sobald der Luftdruck abnimmt, beginnt die Druckdose 4 die Klappe 3 zu öffnen und der Luftdurchlaß ist regelbar.

Diese Anordnung dient dazu, den Luftstrom entsprechend dem atmosphärischen Luftdruck zu regeln, wobei der Vergaser auf ein normales Brennstoff-Luft-Gemisch bei normalem Luftdruck (760 mm Hg) eingestellt ist

Nachdem die Luft die Klappe 3 passiert hat, strömt sie zu dem pneumatisch gesteuerten Ventil 5, welches von dem Unterdruck gesteuert wird, der am Venturirohr 11 des Vergasers C abgenommen und von dem pneumatischen Verstärker 6 verstärkt worden ist Dieser Verstärker ist einerseits an eine Leitung 8, die den Unterdruck am Venturirohr 11 und andererseits an eine zweite Leitung 9 angeschlossen, die den Unterdruck der Ansaugleitung als Verstärkungsmittel liefert. Das pneumatisch gesteuerte Ventil 5 und der pneumatische Verstärker 6 dienen gemeinsam dazu, den Luftstrom entsprechend der Drehzahl und der Belastung des Motors zu regeln. Bei voller Belastung und höchster Drehzahl ist der Unterdruck im Venturirohr 11 größer und infolgedessen erreichen die öffnung des Ventils und der Luftstrom ebenfalls ihren Höchstwert

Von dem pneumatisch gesteuerten Ventil 5 aus wird die Luft durch eine Leitung 7 in das Ansaugsystem A geführt; die Einströmöffnung liegt in der Nähe und in Strömungsrichtung unterhalb des Vergasers C

Durch diese Anordnung kann die Menge der eingelassenen Luft so gesteuert werden, daß sich der Brennstoffanteil im Brennstoff-Luft-Gemisch trotz unterschiedlichen atmosphärischen Luftdrucks nicht ändert

Als pneumatischer Verstärker kann ein handelsüblicher Fluid-Verstärker dienen, der den Unterdruck im Ansaugsystem als Energiequelle ausnützt

Um bei Abgasnachbehandlungsanlagen eine befriedigende Lebensdauer zu erreichen, muß die Betriebstemperatur des katalytischen Reaktors begrenzt werden, was nur durch Konstanthaltung des Brennstoffanteils im Brennstoff-Luft-Gemisch möglich ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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Patentanspruch:

Einrichtung zur Verminderung der Schadstoffemission im Abgas einer Brennkraftmaschine, die ein pneumatisch gesteuertes Ventil umfaßt. Ober das unter dem Förderdruck eines Luftgebläses stehende Zusatzluft in einen Abschnitt des Ansaugsystems eingeführt wird, der zwischen Zylindereinlaß und einem vorgeschalteten Vergaser liegt, wobei das pneumatisch gesteuerte Ventil durch den Druck im Ansaugsystem stromab des Vergasers betätigt ist, sowie außerdem mit einer Lufteinblasleitung, die, ausgehend von der Förderleitung des Luftgebläses, in das Abgassystem mündet, dadurch gekennzeichnet, daß dem pneumatisch gesteuerten Ventil (5) ein pneumatischer Verstärker (6) vorgeschaltet ist, dem als Steuerdruck der in einem Venturirohr (11) des Vergasers (C) herrschende Druck und als Arbeitsdruck der im Ansaugsystem (A) stromab des Vergasers (C) herrschende Druck zugeleitet werden.