DE2543118C3

DE2543118C3 - Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Zusatzluft stromab vom Vergaser in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2543118C3
Application number: DE2543118A
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Paris Rivere
Original assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Renault SA
Priority date: 1974-09-26
Filing date: 1975-09-26
Publication date: 1981-08-06
Also published as: GB1476852A; SU869568A3; JPS5228935B2; JPS5160826A; FR2286285A1; DE2543118B2; SE401021B; BE833751A; US4062337A; FR2286285B1; SE7510407L; DE2543118A1; IT1055609B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Zusatzluft stromab vom Vergaser in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine während des Lastbetriebes, mit den Unterdruck im Saugrohr, den Zustand der Motorabgase sowie über die Zündfrequenz die Motordrehzahl feststellenden Steuereinrichtungen, mit einer in Abhängigkeit von den durch diese Steuereinrichtungen eingegebenen Meßgrößen ein Regelsignal erzeugenden elektronischen Steuerschaltung und mit einem in Abhängigkeit von dem Regelsignal der Steuerschaltung die Zufuhr von Zusatzluft bestimmenden Steuerventil.

Eine derartige Vorrichtung zur Verringerung der Luftverschmutzung ist aus der DE-OS 20 64 266 bekannt und verfügt über ein die Zufuhr von Zusatzluft steuerndes Magnetventil, das in Abhängigkeit vom Ansaugdruck, der Temperatur der Abgase und der Fahrzeuggeschwindigkeit über eine diese Meßgrößen verarbeitende elektronische Steuerschaltung geöffnet oder geschlossen wird.

Bei einer anderen, aus der DE-OS 21 04 301 bekannten Vorrichtung zum Verringern der schädlichen Abgasbestandteile wird durch öffnen eines Magnetventils oberhalb einer bestimmten Motordrehzahl Zusatzluft über eine kalibrierte Drossel stromaufwärts von der Drosselklappe des Vergasers in den Einlaßstutzen des Vergasers eingeführt, wodurch das Gemisch bei höheren Geschwindigkeiten abgemagert wird. Die noch vorhandenen schädlichen Abgasbestandteile müssen in einem besonderen Reaktor in der Abgasleitung durch Nachverbrennen weiter verringert werden.

In der DE-AS 10 43 717 ist ein Verfahren zur Entgiftung der Abgase von Brennkraftmaschinen beschrieben, bei dem die noch brennbaren Bestandteile der Abgase mittels eines Katalysators nachverbrannt

werden und die entstehende Temperatur zur proportionalen Steuerung der Zufuhr von Zusatzluft verwendet wird. Dieses Verfahren ist sehr träge und ermöglicht lediglich eine grobe Gemischsteuerung.

Die jeweils in das Saugrohr einströmende Zusatzluftmenge läßt sich mit den bekannten Vorrichtungen nicht genau einstellen, weil das die Zufuhr von Zusatzluft steuernde Ventil unabhängig von den genauen jeweiligen Druckverhältnissen arbeitet

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Steuerventil eine die Zufuhr von Zusatzluft in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine stromab des Vergasers der Brennkraftmaschine im Hinblick au' deren Bedürfnisse im Lastbetrieb besser regelnde Steuercharakteristik aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Steuerventil von einem pneumatischen Ventil gebildet ist, das eine Steuerdruckkammer aufweist, die von einer an das Saugrohr stromab vom Vergaser angeschlossenen Ansaugdruckkammer durch eine in Richtung der Steuerdruckkammer durch eine Feder belastete erste Membran getrennt ist, wobei die Membran mit einem Steuerschieber zusam.nenwirkt, der eine Verbindung der Ansaugdruckkammer mit einer Zwischendruckkammer über Steueröffnungen in Abhängigkeit des Differenzdruckes zwischen den in der Ansaugdruckkammer und den in der Steuerdruckkammer herrschenden Drücken herstellt, sowie einer von der Zwischendruckkammer durch eine zweite Membran getrennten, ebenfalls an das Saugrohr stomab vom Vergaser angeschlossenen Bezugsdruckkammer, wobei die zweite Membran einen Schieber in Abhängigkeit des Differenzdruckes zwischen den in der Bezugsdruckkammer und der Zwischendruckkammer herrschenden Drücken betätigt und über Öffnungen den Anschluß der Zwischendruckkammer an die Atmosphäre schafft, wobei die Sieuerdruckkammer über ein periodisch betätigtes Umschaltventil wechselweise an das Saugrohr der Brennkraftmaschine stromab vom Vergaser bzw. eine Druckquelle angeschlossen ist, deren Druck größer als der im Saugrohr herrschende Druck ist und sich die Zuschaltdauer des höheren Druckes bei steigender Drehzahl und/oder verringertem Sauerstoffanteil im Abgas der Brennkraftmaschine verlängert.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ermöglicht wegen der besonderen Druckverhältnisse in ihren verschiedenen Kammern eine äußerst präzise und genaue Regelung der Zufuhr von Zusatzluft. Dabei ist die Differenz zwischen den Drücken in der Zwischendruckkammer und der Ansaugdruckkammer im wesentlichen proportional zu dem in der Ansaugdruckkammer herrschenden Druck. Der in der Steuerdruckkammer vorhandene Druck liegt dabei zwischen dem Druck in der Ansaugdruckkammer und dem höheren Druck in der Zwischendruckkammer.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
durch die Unteransprüche 2 bis 6 gekennzeichnet.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispie'e
Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fi g. 1 eine Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Zusatzluft gemäß der Erfindung in einer schematischen Darstellung,

Fig.2 ein Ausführungsbeispiel eines in der Vorrichtung nach F i g. 1 verwendeten Steuerventils in einem axialen Schnitt,

Fig.3 ein anderes Ausführungsbeispiel des Steuerventils nach F ί g. 2 in einem axialen Schnitt,

Fig.4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Steuerventils nach F i g. 2 in einem axialen Schnitt und

F i g. 5 den Anschluß eines Steuerventils nach den F i g. 2 bis 4 an ein elektrisch betätigtes Magnetventil

sind

des zur Erzeugung eines Steuerdruckes.

Eine Brennkraftmaschine 1 (Fig. 1) weist ein Saugrohr 2 auf, das sie mit einem Vergaser 3 verbindet Der Vergaser 3 ist durch ein Rohr 4 mit einem Luftfilter 5 verbunden. Die Brennkraftmaschine 1 ist andererseits mit einer Auspuffleitung 6 versehen, in die eine elektrische Gasanalysensonde 7 mündet, mit der z. B. der restliche Sauerstoffanteil gemessen werden kann. Die von der Sonde 7 abgegebenen Fehle.-signale, die

ίο beispielsweise einen zu geringen Sauerstoffanteil anzeigen, werden auf eine elektronische Steuerschaltung 8 übertragen, die ein Eiektroventil 9 mit einem entsprechenden Strom versorgt Das Eiektroventil 9 liefert dabei einen Steuerdruck an ein pneumatisches Steuerventil 10, welches über zwei Leitungen 11 und 12 einen den Vergaser 3 umgehenden Nebenschluß zwischen den Ansaugrohren 4 und 2 bildet. Ober diesen Nebenschluß kann das angesaugte Gemisch ärmer gemacht, d. h. mit Luft verdünnt werden. Stellt die Sonde 7 dagegen zuviel Sauerstoff in den Auspuffgasen fest, so steuert sie über die Steuerschaltung 8 eine Anreicherung des Gemisches. Die Steuerschaltung 8 erhält andererseits eine Information über die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 in Form eines von dem Zündstromkreis 13 der Brennkraftmaschine gelieferten Frequenzsignales.

Das pneumatische Steuerventil 10 ist als Regelventil mit zwei in Reihe liegenden Stufen ausgebildet und verbindet die unter einem Druck Po stehende Leitung 11, der auch in dem Rohr 4 herrscht und im wesentlichen dem Atmosphärendruck entspricht, mit der in das Saugrohr 2 mündenden und damit unter dem Ansaugdruck Pa stehenden Leitung 12. Zwischen den beiden genannten Druckstufen herrscht in einem Zwischenbereich des Steuerventiles 10 ein dazwischenliegender Druck Pi. Das Steuerventil 10 wird mit einem Steuerdruck Pc beaufschlagt, dessen Erzeugung weiter unten erläutert wird. Aus F i g. 1 ist bereits ersichtlich, daß zum Steuern der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht der in dem Lufttrichter des Vergasers 3 herrschende Unterdruck, der dem Quadrat der angesaugten Luftmenge proportional ist, sondern der in dem Saugrohr 2 der Brennkraftmaschine 1 herrschenden Druck Pa verwendet wird, der immer unter dem Atmosphärendruck liegt und in der Praxis etwa zwischen 150 und 950 p/cm² schwankt. Der Druck Pa hängt dabei von der Motordrehzahl und vor allem von dem Öffnungswinkel der Drosselklappe ab. Der Druck Pi liegt, wie bereits erwähnt, zwischen den Drücken Po und Pa, und der Steuerdruck Pc liegt, wie weiter unten zu ersehen ist, ebenfalls zwischen diesen beiden Drücken.

Die stromaufwärts liegende Stufe des Steuerventils 10 ist so ausgebildet, daß sie eine der Druckdifferenz Pc-Pa proportionale Steueröffnung schafft, wie aus dem linken Teil von F i g. 2 ersichtlich ist. Ein axial beweglicher zylindrischer Steuerschieber 14 weist einen Mantel 15 auf, der mit Schlitzen 16 versehen und in einer zylindrischen Büchse 17 gleitend gelagert ist. Die Büchse 17 ist in einer Querwand 18 aufgenommen, die das Gehäuse 19 des Steuerventils 10 in zwei Teile trennt. Der Steuerschieber 14 ist durch eine Stange 20 mit einer Membran 21 verbunden, die den linken Teil des Gehäuses 19 in eine Steuerdruckkammer 22, die über eine Rohrstutzen 23 an den Steuerdruck Pc angeschlossen ist, und in eine zwischen der Membran 21 und der Querwand 18 liegende Ansaugdruckkammer 24 unterteilt. Die Ansaugdruckkammer 24 ist durch einen

Rohrstutzen 25 an die Leitung 12 angeschlosen und damit, wie aus Fig. 1 ersichtlich, mit dem in dem Saugrohr 2 herrschenden Druck Pa verbunden. Zwischen der Querwand 18 und einer die Membran 21 in ihrer Mitte verstärkende Scheibe ist eine Feder 26 angeordnet, die so eingestellt ist, daß sie bei vollständig geschlossenem Steuerschieber 14, d.h. wenn Pc gleich Pa ist, eine nahezu verschwindende Kraft ausübt. Der durch den nicht abgedeckten Teil der Schlitze 16 gegebene Querschnitt für den Luftdurchtritt zwischen der unter dem Druck Pi liegenden rechten Seite der Querwand 18 und der unter dem Druck Pa liegenden linken Seite dieser Querwand ist der Auslenkung der Feder 26 proportional und entspricht damit im Gleichgewichtszustand dem auf die Membran 21 einwirkenden Differenzdruck Pc-Pa multipliziert mit der wirksamen Membranoberfläche.

Der zylindrische Steuerschieber 14 kann, wie aus F i g. 2 ersichtlich, außerdem einen Flansch 27 aufweisen, an dem sich ein Dichtring 28 abstützt, der bei Entspannung der Feder 26 einen druckdichten Verschluß zwischen den zwei genannten Kammern gewährleistet. Der Steuerschieber 14 kann außerdem eine in einer Zwischenquerwand 29 gleitend gelagerte zylindrische Verlängerung aufweisen, womit er mechanisch einwandfrei geführt ist. In diesem Fall weist die Zwischenquerwand 29 große Durchbrechungen 30 auf. womit gewährleistet ist, daß auf ihren beiden Seiten derselbe Druck Λ herrscht, so daß auch die zylindrische Verlängerung des Steuerschiebers 14 in der Zwischenquerwand 29 nicht druckdicht geführt sein muß.

Erfindungsgemäß ist die stromaufwärts liegende Stufe des Steuerventils 10 zum genauen Regeln des Zwischendruckes Pieingerichtet, so daß die Druckdifferenz Pi — Pa soweit möglich dem Druck Pa proportional ist.

Dazu können beispielsweise, wie aus der rechten Seite der Fig. 2 ersichtlich ist, in der Außenwand des Gehäuses 19 in Längsrichtung ausgerichtete Schlitze 31 ausgebildet und im Inneren dieses Bereiches des Gehäuses 19 ein Schieber 32 verschieblich gelagert sein, der je nach seiner Stellung einen mehr oder weniger großen Teil der Schlitze 31 abdeckt oder freigibt. Der das Gehäuse 19 im Bereich der Schlitze 31 außen umgebende Raum steht unter dem Druck Po, indem er beispielsweise, wie in der Zeichnung nicht dargestellt, mit dem Inneren des Luftfilters 5 verbunden ist. Der Schieber 32 weist mehrere große Verbindungskanäle 33 auf, und damit stehen die auf seine beiden Stirnflächen einwirkenden Drücke im Gleichgewicht.

Der Schieber 32 ist durch eine ein- oder mehrteilige Stange 34 einerseits mit einer Membran 35 verbunden, die ein I eil einer Druckmeßdose 36 ist. in deren innerem Vakuum herrscht. Die Druckmeßdose 36 ist von einer Trennwand 37 getragen, die in dem Gehäuse 19 befestigt und im Bereich ihres Außenumfangs mit Öffnungen 38 versehen ist. Der Schieber 32 ist andererseits durch die Stange 34 mit einer Membran 39 verbunden, die die Zwischendruckkammer, in der der Druck Pi herrscht, von einer anderen, in der Zeichnung rechts liegenden Bezugsdruckkammer trennt, welche über einen Stutzen 40 und eine Leitung 41 mit der Leitung 12 verbunden ist, in welcher der Druck Pa herrscht Die dabei auf die Membran 39 einwirkende Kr?ft die der Druckdifferenz Pi-Pa proportional und. da Pi größer als Pa, nach rechts (in der Zeichnungsdarstellung) gerichtet ist steht mit der (in F i g. 2) nach links gerichteten Kraft im Gleichgewicht, die der Druck Pi auf die Membran 35 ausübt. Daraus ergibt sich, daß das Verhältnis —pj —einen konstanten Wert aufweist, der nur von dem Verhältnis der Querschnitte der beiden Membranen 35 und 39 abhängt, oder, was gleichbedeutend ist, daß Pa/Pi konstant ist, oder schließlich, daß Pi-Pa sowohl zu Pa als auch zu Pi proportional ist. In dem Teil des Gehäuses 19, in dem der so geregelte Zwischendruck Pi herrscht, mündet ein Rohrstutzen 42,

ίο über den der Druck Pientnommen werden kann.

Bei dem aus F i g. 3 ersichtlichen anderen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuerventils 10a ist der in der Zeichnung links liegende Teil, d. h. die stromabwärts liegende Stufe, genau gleich der des Ausführungsbeispieles nach F i g. 2. während der rechts in der Zeichnung liegende Teil, d. h. die stromaufwärts liegende Stufe einen etwas abgeänderten Aufbau aufweist, bei dem die Notwendigkeit des Einbaus der Druckmeßdose 36 entfällt. Der dem vorstehenden Ausführungsbeispiel entsprechende Schieber 32 ist ebenfalls über eine Stange 34a mit einer Membran 39a verbunden, die eine Zwischendruckkammer, in der der Druck Pi herrscht, von einer Bezugsdruckkammer trennt, in der der über einen Leitungsanschluß 40a zugeführte Druck Pa herrscht. Am rechten Ende des Ventilgehäuses ist hier aber eine dritte Membran 43 angeordnet, die ebenfalls mit der Stange 34a verbunden ist und einen Raum 44, in dem über einen Anschluß 4b der Druck Pa aufrecht erhalten wird, von einem

jo Innenraum 46 trennt, in dem dank einer Öffnung 47 in der Gehäusewand der Druck Po herrscht. Die drei Anschlußstutzen 45, 40a und 25 sind über ein Leitungssystem 41a gemeinsam mit der Leitung 12 verbunden. Der unter dem Druck Po stehende Innenraum 46 ist von der links von ihm liegenden und unter dem Druck Pa stehenden Bezugsdruckkammer durch eine feste Querwand 48 getrennt, durch die die Stange 34a beweglich aber druckdicht hindurchgeführt ist. Zwischen der Querwand 48 und der Membran 39a ist eine Druckfeder 49 angeordnet, die so eingestellt ist. daß sie einen möglichst konstanten Druck ausübt, der gleich dem Produkt des Atmosphärendrucks Po mit dem Querschnitt der Membran 43 ist. Dabei steht die von dieser Druckfeder 49 ausgeübte Kraft dauernd im Gleichgewicht mit dem auf die linke Seite der Membran 43 einwirkenden Atmosphärendruck, womit schließlich im Gleichgewicht das Verhältnis '_ " konstant ist und

nur von dem Verhältnis der Querschnittsflächen der zwei Membranen 39a und 43 abhängt. Daraus ergibt sich, wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel, daß das Verhältnis Pi/Pa und dessen Kehrwert ebenfalls konstant SiHu.

Bei dem aus F i g. 4 ersichtlichen, etwas einfacheren Ausführungsbeispiel ist der linke Teil eines erfindungsgemäßen Steuerventils 106 ebenfalls dem des Steuerventils 10 identisch, während der rechte Teil weitgehend dem Ausführungsbeipiel der Fig.3 entspricht jedoch nur eine Membran 396 aufweist Daraus ergibt sich, daß der Zwischendruck Pi durch diese stromaufwärts liegende Stufe des Regelventils 10ö auf einen konstanten Wert eingeregelt wird und nicht auf einen zu Pa proportionalen Wert. Dieses Steuerventil 106 kann aber, wie sich aus dem folgenden ergibt, mit einem ausreichend genauen Regelergebnis verwendet werden. Das den Steuerdruck Pc liefernde Elektroventil 9 ist als ein in JA- oder NEIN-Schaltung betriebenes Dreiwege-Magnetventil 50 ausgebildet das entweder

direkt oder auch auf indirektem Wege mit Hilfe eines Steuerunterdruckes elektrisch betätigbar ist, und zwar durch einen ein Solenoid 51 durchfließenden Steuerstrom (F i g. 5).

Das Magnetventil 50 dient dazu, im Ruhezustand, d. h. bei nicht durch den Solenoiden 51 fließendem Steuerstrom, den als Steuereingang dienenden Rohrstutzen 23 des Steuerventils 10 mit der an den Stutzen 25 angeschlossenen und unter dem niederen Druck Pa stehenden Leitung 12 durch eine Leitung 54 zu verbinden.

Im Arbeitszustand, d. h. bei das Solenoid 51 durchfließendem Steuerstrom, verbindet das Magnetventil 50 den Rohrstutzen 23 mit einer Leitung 55, die einen über dem Druck Pa liegenden Druck, z. B. den Druck Pi, aufweist. Die Leitung 55 kann aber auch unter Umgebungsdruck stehen, wobei der Anschlußstutzen 42 verschlossen ist. Vorzuziehen ist aber, daß die Leitung 55 zu dem Anschlußstutzen 42 führt und damit unter dem Druck Pi steht, wodurch eine genaue Steuerung möglich ist, da der Mittelwert von Pcnäher bei P/als bei Po liegt.

Das Magnetventil 50, sei es nun direkt oder indirekt betätigt, funktioniert im JA- oder NEIN-Belrieb (»alles oder nichts«). Wird die ein Volumen V aufweisende Steuerdruckkammer 22 des Steuerventils 10 abwechselnd mit einem niederen Druck Pa und mit einem höheren Druck Pi verbunden, so ist bei jedem Wechsel eine Mindestauffüllzeit oder -entleerungszeit erforderlich, damit der Druck in der Steuerdruckkammer 22 tatsächlich den niederen oder höheren Wert annehmen kann. Diese Mindestzeit kann in einfacher Weise aus den kleinsten Querschnitten Sa und Si der beiden Strömungskanäle 23—54 bzw. 23—55, aus dem Volumen V der Steuerdruckkammer 22 und aus der

ίο Schallgeschwindigkeit ein der Luft bei einem Druck Pl berechnet werden.

Das Solenoid 51 wird durch einen Steuerstrom mit rechteckimpulsförmigem Verlauf durchflossen, der durch die Steuerschaltung 8 erzeugt wird, wobei zwei Bedingungen erfüllt sein müssen: einerseits müssen die Stromeinschakzeit 77 und die Abschakzeit Ta jeweils kleiner als die Auffüllzeit bzw. die Entleerungszeit sein, und andererseits muß eine Unsymmetrie geschaffen werden, damit die Entleerung die Auffüllung überwiegt.

Dabei ist eine dritte Bedingung zu erfüllen, nämlich daß die Menge q der zugeführten Luft der Menge Q des durch den Motor angesaugten Gemisches soweit wie möglich proportional ist. Durch eine Berechnung aufgrund dieser drei Bedingungen können die Werte Ti

2^r> und Ta ermittelt werden. Das Ergebnis ist folgendes:

Ti =

15
8

IV c(Si + Sa)

Pi - Pa 2-Pa

[I

ι +

64 A ■ Pa■ N 75 ' Pi - Pa

Ta > Ti

Pi
Pa

Si Sa

worin >■ das Verhältnis der spezifischen Wärme des Gases bei konstantem Druck und bei konstantem Volumen. N die Drehzahl des Motors und A ein Koeffizient ist, der von den Abmessungen des Regelventils nicht abhängt. Unter Berücksichtigung der durch die stromaufwärtsliegende Stufe des Steuerventils 10 vorgegebenen Bedingung, d. h. daß das Verhältnis

konstant ist, erkennt man, daß die Zeit Ti

Pi - Pa

Pa
praktisch nur von der Drehzahl Ndes Motors abhängt.

Eine Vereinfachung könnte dadurch erreicht werden, daß für die beiden Strömungswege 23-54 und 23-55 der gleiche Durchflußquerschnitt gewählt wird. d. h. Si ist gleich 5a, woraus sich zwar unsymmetrische »Impulse« ergeben würden, allerdings in einem

Pi

konstanten Verhältnis, da-^-wegen der stromaufwärtsliegenden Stufe des Steuerventils 10 konstant ist. Um die Ausführung der elektronischen Schaltung zu vereinfachen, ist es allerdings vorzuziehen, die Unsymmetrie nicht durch Vergrößern der Zeit Ta, sondern durch Vergrößern des Querschnittes Sa zu schaffen, so daß Sa/Si—Pi/Pa, womit es dann möglich ist, Ta=Ti zu wählen. Beim Anschluß der Leitung 55 an den Anschlußstutzen 42 liegt der Wert der beiden vorstehenden Verhältnisse etwa bei 1,08, während in dem Fall der Verwendung von Po anstelle Pi eine entsprechende Rechnung einen höheren Wert für das genannte Verhältnis ergibt

Die elektronische Steuerschaltung S liefert den

.Steuerstrom in Impulsform, dessen Frequenz in Abhängigkeit von der Motordrehzahl durch die jeweils entsprechende Funktion für 77 gegeben ist und der den Solenoid 51 des Elektroventils 50 ansteuert

Aufgrund der Unsymmetrie, die dadurch eingeführt wird, daß Ta größer als 77oder Sa größer als S/gemacht wird, überwiegt die Entleerung immer über die Auffüllung, womit der Druck zwischen einem Minimalwert, der immer den gleichen Wert aufweist und gleich Pa ist, und einem Maximalwert schwankt, der sich nur in Abhängigkeit von der Öffnungszeit verändert, da

ίο andererseits die Öffnungszeit kleiner als die maximale Auffüllzeit ist. Der mittlere Steuerdruck Pc verändert sich in der gleichen Weise wie der maximale Druck, d. h. er hängt direkt von der Frequenz der durch die vorstehende Steuerschaltung 8 erzeugten Impulse ab.

Die gesamte Regeleinrichtung muß auch noch die Meßergebnisse der Sonde 7 berücksichtigen, um die zugeführte Zusatzluftmenge q durch Verändern der Signalfrequenz des Steuerstromes zu regeln. Die von der Sonde 7 gelieferte veränderliche Spannung verändert die Zeit 77in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehall der Abgase zusätzlich zu der normalen Veränderung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl. Ist das Gemisch zu fett, wird 77 vergrößert, so daß die Zusatzluftmenge q zunimmt Die Zeit 77nimmt dagegen

ϊ5 in den Intervallen, in" denen das Gemisch zu mager ist, langsam ab, womit die zugeführte Zusatzluftmenge q verringert wird.

Die vollständige Steuerschaltung 3 weist außerdem einen elektronischen Drehzahlmesser auf. der die

bo Motordrehzahl anhand der von dem Zündschalter 13 übermittelten Zündfrequenz bestimmt Der Drehzahlmesser unterbricht die Zusatzluftzufuhr, sobald die Motordrehzahl in die Nähe der Leerlaufdrehzahl gelangt z.B. unter 1300U/min liegt oder sobald die Drehzahl einen Oberwert z. B. 5000 U/min, überschreitet oberhalb dessen die Zuführung von Zusatzluft nicht mehr notwendig ist Diese Unterbrechung kann auch durch andere JA- oder NEIN-Signale gesteuert werden.

die beispielsweise durch einen die Rückkehr des Gaspedales in seine Ruhelage anzeigenden Schalter geliefert werden, wobei beispielsweise beim Verzögern der Fahrzeuggeschwindigkeit die Zufuhr von Zusatzluft ebenfalls unterbrochen wird.

Mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung läßt sich das einer Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoff-Luftgemisch äußerst präzise steuern, obwohl die dazu verwendeten Einrichtungen sehr wenig aufwendig sind. Mit den Ausführungsbeispielen der Regelventile nach Fig.2 und 3 wird eine äußerst genaue Regelung

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erreicht; die mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 erreichbaren Ergebnisse sind aber auch vollkommen zufriedenstellend, da die zusätzlich eingeführte Luftmenge q einen Anteil von nicht mehr als 5 — 10% des angesaugten Volumens Q beträgt. Dadurch werden die durch Schwankungen des Druckes Pa verursachten Relativänderungen stark gedämpft und es führen die Meßergebnisse der die Konzentration messenden Sonde zu ausreichend feinfühligen und wirksamen Korrekturen der Steuerung.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Zugluft stromab vom Vergaser in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine während des Lastbetriebes, mit den Unterdruck im Saugrohr, den Zustand der Motorabgase sowie über die Zündfrequenz die Motordrehzahl feststellenden Steuereinrichtungen, mit einer in Abhängigkeit von den durch diese Steuereinrichtungen eingegebenen Meßgrößen ein Regelsignal erzeugenden elektronischen Steuerschaltung und mit einem in Abhängigkeit von dem Regelsigna! der Steuerschaltung die Zufuhr von Zusatzluft bestimmenden Steuerventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (10) von einem pneumatischen Ventil gebildet isi, das eine Steuerdruckkammer (22) aufweist, die von einer an das Saugrohr (2) stromab vom Vergaser (3) angeschlossenen Ansaugdruckkammer (24) durch eine in Richtung der Steuerdruckkammer (22) durch eine Feder (26) belastete erste Membran (21) getrennt ist, wobei die Membran (21) mit einem Steuerschieber (14, 15) zusammenwirkt, der eine Verbindung der Ansaugdruckkammer (24) mit einer Zwischendruckkammer über Steueröffnungen (16) in Abhängigkeit des Differenzdruckes zwischen den in der Ansaugdruckkammer (24) und den in der Sleuerdruckkammer (22) herrschenden Drücken herstellt, sowie einer von der Zwischendruckkammer durch eine zweite Membran (39) getrennten, ebenfalls an das Saugrohr (2) stromab vom Vergaser (3) angeschlossenen Bezugsdruckkammer, wobei die zweite Membran (39) einen Schieber (32) in Abhängigkeit des Differenzdruckes zwischen den in der Bezugsdruckkammer und der Zwischendruckkammer herrschenden Drücken betätigt und über öffnungen (31) den Anschluß der Zwischendruckkammer an die Atmosphäre schafft, wobei die Steuerdruckkammer (22) über ein periodisch betätigtes Umschaltventil wechselweise an das Saugrohr

(2) der Brennkraftmaschine stromab vom Vergaser

(3) bzw. eine Druckquelle angeschlossen ist, deren Druck größer als der im Saugrohr (2) herrschende Druck ist und sich die Zuschaltdauer des höheren Druckes bei steigender Drehzahl und/oder verringertem Sauerstoffanteil im Abgas der Brennkraftmaschine verlängert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Luftzufuhr in die Ansaugdruckkammer (24) steuernde Steuerschieber (14) einen zylindrischen Mantel (15) mit gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Schlitzen (16) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den die Luftzufuhr aus der Atmosphäre in die Zwischendruckkammer steuernden zylindrischen Schieber (32) gleichmäßig über den Umfang des Ventilgehäuses (19) verteilte Längsschlitze (31) abdeckbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (32) mit zwei Membranen (35,39) verbunden ist, von denen eine (39) einerseits mit dem in Schließrichtung des Schiebers (32) wirkenden Zwischendruck (Pi) und andererseits mit dem Saugdruck (Pa) beaufschlagt ist, und die andere, eine kleinere Oberfläche aufweisende Membran (35) einerseits mit dem in Öffnungsrichtung wirkenden Zwischendruck (Pi) und andererseits mit einem

Vakuum beaufschlagt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (32) durch eine Stange {34a) mit zwei Membranen (39a, 43) verbunden ist, von denen eine (43) einerseits mit dem in Schließrichtung des Schiebers (32) wirkenden Zwischendruck (Pi) und andererseits mit dem Ansaugdruck (Pa) beaufschlagt ist, und die andere Membran (39a) einerseits mit dem in Schließrichtung wirkenden Atmosphärendruck (Po)und andererseits mit dem Ansaugdruck (Pa) beaufschlagt ist und daß dem Schieber (32) und den Membranen (39a, 43) eine sie mit einer Kraft, die der des auf die zweite Membran (39a) einwirkenden Atmosphärendrucks entspricht, in Öffnungsrichtung drückende Feder (49) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (32) durch eine Stange mit einer einzigen Membran (396,} verbunden ist, die einerseits mit dem auf sie in Schließrichtung des Schiebers (32) wirkenden Zwischendruck (Pi) und andererseits mit dem Ansaugdruck fPaJbeaufschlagt ist, und daß der Membran (39b) eine sie und den Schieber (32) in Öffnungsrichtung drückende Feder (49) zugeordnet ist.