DE2643113A1

DE2643113A1 - Einrichtung zum steuern des luft- kraftstoffverhaeltnisses in einem mit einem vergaser ausgestatteten verbrennungsmotor zugefuehrten gemisch

Info

Publication number: DE2643113A1
Application number: DE19762643113
Authority: DE
Inventors: Takatoshi Masui; Masaki Mituyasu
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1976-06-09
Filing date: 1976-09-24
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2643113C3; DE2643113B2; US4144855A; JPS52149524A

Description

26A3113

Einrichtung zum Steuern des Luft-Kraftstoffverhältnisses im einem mit einem Vergaser ausgestatteten Verbrennungsmotor zugeführten Gemisch

Wenn einem Verbrennungsmotor ein Luft-Kraftstoffgemisch im erforderlichen Luft-Kraftstoffverhältnis zugeführt werden soll, dann ist es erforderlich, die angesaugte Luft und den Kraftstoff in ihren gegenseitigen Mengen ständig und genau zu regeln. Ein gewöhnlicher Vergaser zur Herstellung eines solchen Luft-Kraftstoff gemischs weist im allgemeinen eine Venturi-Düse auf, welche einen Unterdruck erzeugt, von welchem flüssiger Kraftstoff in die Ansaugleitung des Motors angesaugt wird. Die Menge des angesaugten Kraftstoffs wird dabei vom vorgenannten Venturi-Unterdruck bestimmt. Solche Vergaser weisen jedoch den Nachteil auf, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis auch von Umgebungsbedingungen beeinflußt wird, wie beispielsweise Temperatur und Druck, was sich nachteilig auf die Betriebseigenschaften des Motors auswirkt.

Um diese Nachteile zu beseitigen, ist bereits ein Steuerungssystem für das Luft-Kraftstoffverhältnis vorgeschlagen worden, das einen Sauerstoffsensor enthält, welcher zur Messung der in den Abgasen vorhandenen Sauerstoffkonzentration bestimmt ist und ein elektromagnetisch betätigbares Ventil steuert, das in einer Luft und Kraftstoff mischenden Leitung oder einer Nebenluftleitung angeordnet ist. Die Menge des Kraftstoffs, der vom Venturi-Unterdruck angesaugt wird, wird somit zusätzlich von diesem elektromagnetisch betätigbaren Ventil gesteuert. Dieses System weist jedoch den Nachteil auf, daß, wenn eine große Luftmenge pro Zeiteinheit vom Motor angesaugt wird oder sich diese Luftmenge plötzlich ändert, es schwierig

-4-

809811/0561

"♦ 26Α3113

ist, schnell genug die entsprechende Menge Nebenluft bereitzustellen, die erforderlich ist, um das Luft-Kraftstoffverhältnis im Gemisch auf den Soll-Wert einzustellen. Dieses Verhältnis zeigt also mitunter starke Abweichungen vom Soll-Wert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte Einrichtung zum Steuern des Luft-Kraftstoffverhältnisses im einem mit einem Vergaser ausgestatteten Verbrennungsmotor zugeführten Gemisch anzugeben, das in der Lage ist, das Luft-Kraftstoffverhältnis des Gemischs auch bei sich ändernden angesaugten Luftmengen stets richtig einzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden.

In der Zeichnung ist ein Vergaser mit einer variablen Venturi-Düse mit dem Bezugszeichen 10 dargestellt. Dieser Vergaser 10 ist in einer Ansaugleitung 12 angeordnet und enthält eine Schwimmerkammer 14, eine Mischkammer 16, die mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, eine Unterdruckkammer 18, die mit der Ansaugleitung 12 in Verbindung steht, und einen Kolben 20. . Ein solcher Vergaser ist als sogenannter SU-Vergaser bekannt. Wenn eine hier nicht dargestellte Drosselklappe geöffnet wird, dann steigt der Unterdruck in der Venturi-Düse 13 des Vergasers an, wodurch auch der Unterdruck in der Kammer 18 zunimmt. Da der Druck in der Mischkammer 16 stets dem atmosphärischen Außendruck entspricht, bewegt sich der Kolben 20 gegen die Kraft einer Feder 22 nach oben und vergrößert dadurch den freien Querschnitt einer KraftstoffZuführungsöffnung, in welcher eine Düsennadel 24 angeordnet ist, die am Kolben 19 befestigt

-5-

809811/0561

ist und zu ihrem freien Ende hin spitz zuläuft. Der Füllstand des Kraftstoffs in der Schwimmerkammer 14 wird von einem Schwimmer 26 stets konstant gehalten. Ein Vergaser 10 dieses Typs kann automatisch die Strömungsgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoffgemischs, das durch die Venturi-Düse 13 strömt, konstant halten, weil sich der freie Querschnitt der Venturi-Düse in Abhängigkeit von der angesaugten Luftmenge automatisch ändert.

Die von einem Luftfilter 28 gereinigte Luft wird mit dem Kraftstoff vom Vergaser 10 durchmischt und in die Brennkammern des Motors geleitet.

Eine Einrichtung zum Messen der Sauerstoffkonzentration im Abgas, nämlich ein Sauerstoffsensor 34, ist in der Abgasleitung 32 des Motors angeordnet. Das Ausgangssignal dieses Sensors 34 wird einem Rechner 36 zugeführt, welcher ein elektromagnetisch betätigbares Ventil 40 steuert, das in einer Nebenluftleitung 38 angeordnet ist. Die Nebenluftleitung 38 mündet am einen Ende in die Mischkammer 16 am Vergaser 10 und ist am anderen Ende an ein zweites Ventil

41 angeschlossen, das beispielsweise ein Membranventil ist. Das Ventil 41 enthält eine Luftkammer, die in zwei Teilkammern

42 und 44 unterteilt ist. Die eine Teilkammer 42 steht über eine Öffnung 52 mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung, während an die andere Teilkammer 44 die Nebenluftleitung 38 angeschlossen ist. Die beiden Teilkammern sind voneinander durch einen Ventilsitz mit einer darin ausgebildeten öffnung 58 getrennt. Die Teilkammer 44 ist an ihrer einen Seite von einer Membran 48 abgeschlossen, die ihrerseits eine Druckkammer 46 abschliesst, in die das eine Ende einer Verbindungsleitung 54 mündet, deren anderes Ende nahe dem Luftfilter 28 in die Ansaugleitung 12 des Motors mündet. An der Membran 48 ist

-6-

809811/0561

mittels eines Stabes ein Ventilkörper 50 befestigt, der in der öffnung 58 des Ventilsitzes angeordnet ist und in seinßn unterschiedlichen Stellungen den freien Öffnungsquerschnitt der öffnung 58 unterschiedlich weit öffnet. Eine Schraubenfeder drückt gegen die Membran 48 in Richtung auf eine Verkleinerung der Druckkammer 46.

Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Steuerungseinrichtung soll nachfolgend näher erläutert werden. Der dynamische Luftdruck, der im wesentlichen proportional der pro Zeiteinheit angesaugten Luftmenge ist, wird über die Verbindungsleitung der Druckkammer 46 des Ventils 41 vermittelt. Wenn der dynamische Druck ansteigt, dann bewegt sich die Membran 48 gegen die Kraft der Druckfeder 56 nach unten. Sollte der dynamische Druck ungenügend sein, um die Membran 48 gegen die Feder 56 zu bewegen, dann kann ein hier nicht gezeigter geeigneter Druckverstärker Verwendung finden. Der Ventilkörper 50 bewegt sich ebenfalls nach unten und vergrössert aufgrund seiner konischen Gestalt den freien Öffnungsquerschnitt der Ventilöffnung 58 zwischen den beiden Teilkammern 44 und 42. Wird dagegen die angesaugte Luftmenge kleiner, dann nimmt der dynamische Druck in der Druckkammer 46 ab, der Ventilkörper 50 bewegt sich unter der Kraft der Druckfeder 56 nach oben, wodurch der freie Querschnitt der öffnung 58 kleiner wird.

Auf diese Weise kann die Menge der Nebenluft in Abhängigkeit von der pro Zeiteinheit vom Motor angesaugten Luftmenge verändert werden, so daß hierdurch eine geeignete Nachstellung des Luft-Kraftstoffverhältnisses im angesaugten Gemisch erzielt wird.

809811/0561

Kö/Hi

Claims

PATENTANWÄLTE

D-S MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 4Θ D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE

BERLIN: DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER

MÜNCHEN: DIPL.-INQ. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-ING. EKKEHARD KÖRNER

28 461/2

TOYOTA JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Aichi-ken / Japan

Ansprüche

(\ J Einrichtung zum Steuern des Lu£t-Kra£tsto£fverhältnisses im einem mit einem Vergaser ausgestatteten Verbrennungsmotor zugeführten Gemisch, gekennzeichnet durch einen in der Motorabgasleitung (32) angeordneten Sensor (34) zum Ermitteln der Sauerstoffkonzentration im Abgas, ein elektromagnetisch betätigbares Ventil (40), das in einer Nebeniuftleitung (38) des Vergasers angeordnet ist, welches in Abhängigkeit des Sensorausgangssignals geöffnet oder geschlossen wird, sowie ein zweites Ventil (41) mit einem Luftdurchlass (58) in der Nebenluftleitung (38), das die Menge der durch die Nebenluftleitung (38) strömenden Luft in Abhängigkeit von der vom Motor angesaugten Luftmenge regelt.

-2-

809811/0561

MÜNCHEN: TELEFON (O89) 22 5585 BERLIN: TELEFON (O3O) 8 312O88

KABEL: PROPINDUS · TELEX O5 24244 KABEL: PROPINDUS · TELEX O1 84O57

ORIGINAL INSPECTED

_ 2 —
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (41) eine Membran (48) enthält, welche vom in der Ansaugleitung (12) des Motors herrschenden dynamischen Druck betätigt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (41) eine von der Membran (48) abgeschlossene Druckkammer (46) aufweist, deren Innenraum in der Nähe des Luftfilters (28) mit der Ansaugleitung (12) verbunden ist, daß auf der anderen Seite der Membran (48) eine Luftkammer ausgebildet ist, die durch einen Ventilsitz in zwei Teilkammern (42, 44) unterteilt ist, von welchen die eine Teilkammer (42) mit der Umgebungsluft in Verbindung steht und in die andere Teilkammer (44) die Nebenluftleitung (38) mündet, und daß an der Membran ein Ventilkolben (50) befestigt ist, mit dessen Hilfe der freie Querschnitt der im Ventilsitz vorhandenen öffnung (58) veränderbar ist.

-3-

809811/0561