DE2850703A1

DE2850703A1 - Verfahren zum steuern von ansauggas, das in verbrennungsmotoren eingeleitet wird

Info

Publication number: DE2850703A1
Application number: DE19782850703
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Matsumoto; Keiichi Sugiyama
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1977-11-22
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1979-05-23
Also published as: FR2409386B1; US4232640A; JPS5474021A; AU520799B2; JPS6025604B2; SE7812005L; FR2409386A1; SE441769B; IT7830083A0; GB2010962A; BR7807679A; IT1100341B; AU4179278A; ES475302A1; CA1090218A; GB2010962B

Description

PATtNtANWALTK A. GRÜNECKER

H. KINKELDEY

DR-IN(I

W. STOCKMAIR

DR-ING-A^iCALTECH)

K. SCHUMANN

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

OR HER NAT- OFL-Oet

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANS-TRASSE «3

Verfahren zum Steuern von Ansauggas, das in Verbrennungsmotoren eingeleitet wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbrennungsmotoren und insbesondere auf Verfahren zum Steuern, Regeln bzw. Kontrollieren des Ansauggases, das in Verbrennungsmotoren eingeleitet wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Steuern des Ansauggases in Verbrennungsmotoren mit einem Hauptansaugkanal sowie einem Hilfsansaugkanal, der mit dem Hauptansaugkanal in der Nähe der Ansaugöffnung durch eine öffnung mit verhältnismäßig geringer Querschnittsfläche verbunden ist.

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TELEFON (OSS) 39 38 SS TELEX OS-SB 38Ο TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

Herkömmliche, bekannte Verbrennungsmotoren umfassen mehrere Motortypen mit einem Hilfsansaugkanal·,. der mit dem Hauptansaugkanal durch eine verhältnismäßig kleine öffnung verbunden ist, die in der Nähe der Ansaugöffnung vorgesehen ist. Es sollte allerdings darauf hingewiesen werden, daß derartige Motorentypen so konstruiert sind, daß der Hilfsansaugkanal verwendet wird, urn eine geschichtete Gemischladung zu erzielen, oder eine Treibstoff zufuhr bei Kaltstart oder bei Motorbetrieb unter leichter Belastung zu erzielen, ohne daß sich der Treibstoff an der Wandfläche des Arisaugkartales niederschlägt.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung _t ein Verfahren, zum Steuern, Regeln bzw. Kontrollieren des Ansauggases durch die Ansaugkanäle des obenerwähnten Motortyps derart vorzusehen, daß der Hilfsansaugkanal verwendet wird, um die Verbrennung selbst unter Lastbetrieb zu verbessern.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern des Änsauggases eines Verbrennungsmotors vorzusehen, womit der wirtschaftliche Treibstoffverbrauch merklich verbessert wird, während ein stabiler und glatter Motorbetrieb sichergestellt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zum Erzielen der obengenannten und anderer Ziele ein Verfahren zum Kontrollieren des Ansauggases bei einem Verbrennungsmotor vorgesehen, der eine Hauptansaugeinrichtung aufweist, die von einer Verbrennungskammereinrichtung durch eine Ansaugöffnungseinrichtung führt, eine Hilfsansaugkanaleinrichtung, die mit der Hauptansaugkanaleinrichtung nahe der Ansaugöffnung durch eine öffnungseinrichtung verbunden ist, die zur Verbrennungskammereinrichtung hin ausgerichtet ist, eine handgesteuerte Drosselventileinrichtung, die in der Hilfsansaugkanaleinrichtung vorgesehen ist, und eine

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Steuerventileinrichtung_f die in der Hauptansaugeinrichtung vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, zwischen einer kleinsten und größten Öffnungsstellung in Übereinstimmung mit der Belastung des Motors gesteuert zu werden, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man die kleinste öffnungsstellung der Steuerventileinrichtung während des Motorbetriebs bei Leerlauf und leichter Last beibehält und die Steuerventileinrichtung jedesmal dann rasch öffnet, wenn die Motorbelastung über einen vorbestimmten Wert hinaus zugenommen hat, um hierbei die Steuerventileinrichtung mindestens unter Motorbetrieb bei Vollast bzw. bei schwerer Last in die größte Öffnungsstellung zu bewegen*

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Ansauggas beim Betrieb bei Leerlauf und leichter Last und möglicherweise auch bei Betrieb unter mittlerer Last in die Verbrennungskammereinrichtung durch die verhältnismäßig enge öffnungseinrichtung in der Hilfskanaleinrichtxxng eingeleitet und erzeugt in der Verbrennungskammereinrichtung eine intensive Verwirbelung und Turbulenz, so daß der Treibstoff innig mit Luft vermischt wird, ohne eine Schichtung zu erzeugen, und sich die Verbrennungsflamme rasch ausbreitet _B um eine beträchtlich bessere Verbrennung des Treibstoffes zu erzielen. Wenn das Verfahren der vorliegenden Erfindung auf einen Kraftfahrzeugmotor angewandt wird, der in weiten Last- und Drehzahlbereichen betrieben wird, ist es möglich, einen deutlich besseren, wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch zu erzielen.

Die Steuerventileinrichtung wird vorzugsweise durch den Ansaugdruck bzw. -unterdruck gesteuert. Die Steuerventileinrichtung kann beispielsweise in der geschlossenen Stellung gehalten werden, wenn der Ansaugunterdruck grosser ist als 0,6 bar (Ansaugdruck größer als - 450 mm Hg);

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ein derartiger Ansaugdruck wird bei Motorbetrieb im Leerlauf oder bei leichter Last erzeugt. Wenn der Ansaugunterdruck zwischen 0,173 bar und 0,6 bar liegt (Ansaugdruck liegt zwischen -130 und -450 mm Hg), dann kann die Steuerventileinrichtung in Übereinstimmung mit einem Druckwechsel angesteuert werden; ist allerdings der Ansaugunterdruck kleiner als 0,173 bar (Ansaugdruck kleiner als -130 mm Hg), beispielsweise bei Betrieb unter schwerer Last, dann wird die Steuerventileinrichtung rasch in die größte Öffnungsstellung bewegt.

Die obenerwähnten und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschrei bung eines bevorzugten Ausführungsbe.ispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch nähex* ersichtlich, in denen:

Fig. 1 eine Ansicht eines VertikalSchnitts eines Verbrennungsmotors ist, der zur Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ausgelegt ist,

Fig. 2 die Ansicht eines Schnitts ist, der im wesentlichen längs Linie Il - II in Fig. 1 vorgenommen wurde,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht ist, die insbesondere das Steuerventil und die Betätigungseinrichtung hierfür zeigt,

Fig. 4a vergrößerte Ansichten von Teilen sind, die in ^un Fig. 2 gezeigt sind,

Fig. 5 die Ansicht eines Schnitts ist, der im wesentlichen längs Linie V - V in Fig. 1 vorgenommen wurde,

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ORIGINAL INSPECTED .

Fig. 6a Abänderungen der Ansaugkanalanordnungen zeigen, und b

Fig. 7 die Ansicht eines Schnitts eines anderen Motortyps ist, bei dem das Verfahren der vorliegenden Erfindung ebenfalls durchgeführt werden kann,

Fig. 8 die Ansicht eines Schnitts eines weiteren Motors ist, bei dem das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann,

Fig. 9 die Ansicht eines Schnitts ist, die die Tätigkeiten der Ventile zeigt,

Fig. 10 die Ansicht eines Schnitts ist, der längs Linie X -. X in Fig« S vorgenommen wurde,

Fig. 11 die Draufsicht auf dim in Fig. 10 gezeigten Motor ist,

Fig. 12 eine Teil-Seitenansicht des in Fig. 10 gezeigten Motors ist,

Fig. 13 Diagramme zeigen, die den Motorbetrieb erläutern.

und 14

Fig. 15a eine vergrößerte Ansicht des Steuerventils und der Betätigungseinrichtung ist, und

Pig. 15b ein Ausschnitt aus !Fig. 15a mit der Membranvarriclitung.

Es wird nun auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 1 bis 5 Bezug genommen; dort ist ein Verbrennungsmotor 1 mit einem Zylinderblock 2 und einem Zylinderkopf 3 gezeigt. Im Zylinderblock 2 sind mehrere Zylinderbohrun— gen 2a ausgebildet, von denen in Fig. 1 nur eine gezeigt ist. In jeder der Zylinderbohrungen 2a ist ein Kolben 4 angeordnet, der in der Bohrung 2a verschieblich angeordnet ist und zusammen mit dem Zylinderblock 2 und dem Zylinderkopf 3 einen Verbrennungsraum 5 begrenzt. Jeder der Verbrennungsräume 5 ist mit einem Auspuffkanal 6 durch eine Auspufföffnung verbunden, die dazu eingerichtet ist, durch ein Auspuffventil 7 gesteuert zu werden, sowie mit

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einem Hauptansaugkanal 8 durch eine Ansaugöffnung, die dazu eingerichtet ist, durch ein Ansaugventil 9 gesteuert zu werden. Die Ventilbetätigungsmechanismen sind konventioneller Art, so daß sie nicht weiter beschrieben werden.

Längs des Hauptansaugkanales 8 ist ein Hilfsansaugkanal 11 vorgesehen, der an einem Ende·mit dem Hauptansaugkanal 8 in der Nähe des Ansaugventils 9 durch eine Öffnung verbunden ist, die auf den Verbrennungsraum 5 ausgerichtet ist. Der Hilfsansaugknnnl 11 weist ein handbetätigbares Drosselventil 12 auf. Das Hauptansaugventil 13 weist seinerseits ein Steuerventil 13 auf, das dazu eingerichtet ist, in Übereinstimmung mit der Last am Motor gesteuert zu werden.

Das Steuerventil 13 weist ohm Wolle 13a auf, die auf einem Betätigungsarm 13b befestigt ist, der durch eine Stange 14 mit einer Membranvorrichtung 15 verbunden ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist_f weist die Membranvorrichtung 15 ein Gehäuse 15a und eine Membran 15b auf, um das · Innere des Gehäuses 15a in eine Saugdruckkammer bzw. Unterdruckkammer 15c und eine Atmosphärendruckkanuner 15d aufzuteilen. Die Unterdruckkammer 15c ist durch einen Kanal 16 mit dem Hilfsansaugkanal 11 stromabwärts vom Drosselventil 12 derart verbunden, daß an der Kammer 15c ein Ansaugunterdruck anliegt. Die Atmosphärendruckkammer 15d ist durch eine Leitung 17 mit einem auf Druck ansprechenden Schaltventil 18 verbunden, das eine einzige Öffnung 22 aufweist, die dem Ansaugunterdruck ausgesetzt ist, der durch einen Kanal 16 angelegt wird, und die Verbindung der Leitung 17 mit einer Ansaugunterdruck-Öffnung 18a bewirkt, wenn der Motor steht oder sich in Betrieb unter hoher Last befindet, sowie mit einer Umgebungsdrucköffnung 18b bei Motorbetriebszuständen unter

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COFV\_;

leichter und mittlerer Last, die den Leerlaufbetrieb fassen»

Die Unterdrucköffnung 18a :U;t durch ein Rückschlagventil 19 mit dem Hilfsansaugkarial 11 in. der Nähe des am Zylinderblock 2 gelegenen Endes verbunden. Es sollte deshalb darauf hingewiesen worden, dciß das Steuerventil. 13 in der geschlossenen Stellung gehalten wird, wenn der Ansaugunterdruck 0,6 Bar übersteigt, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist. Wenn der Anaaugunterdruck in Abhängigkeit von einer Zunahme der Motorbelastung verringert wird, darm wird die iUnl luncj das Steuerventils 13 in Übereinstimmung mit dem Aiiiuiiujdruck bestimmt und, wenn das Drosselventil 12 bis zur odor nahe zur voll offene-Steilung geöffnet: wird, wird dan auf Druck ansprechende Schaltventil 18 infolge einer Abnahme im Ansaugunterdruck derart betätigt, daß die Leitung 17, die zur ümgebungsdruckkanimer 15d führt, von ihrer- Verbindung mit der öffnung 18b getrennt und mit der Ansaugdrucköffnung 18a verbunden wird. Somit wird nun der Ansaug— druck der Umgebungsdruckkaimner 15d derart zugeführt, daß die Membran 15b unter der Wirkung einer Feder 15g bewegt wird, um das Steuerventil 13 in die voll offene Stellung zu drücken. Es ist auch möglich, irgendeine andere Einrichtung als die oben beschriebene zum Steuern des Ventils 13 auf die in Fig. 14 gezeigte Weise heranzuziehen. Es könnte beispielsweise eine herkömmliche Membranvorrichtung verwendet werden, wie diese, die in Fig. 15a gezeigt ist, wobei die Feder 15g einen nicht linearen Federbeiwert aufweist. Irgendeine Einrichtung-· kann herangezogen werden, um einen derartigen nicht linearen Federbeiwert zu ergeben. Beispielsweise kann die Feder eine ungleichförmige Steigung oder einen ungleichförmigen Durchmesser aufweisen. Bei. dem in Fig. 15 gezeigten Mechanismus isf- eine Koppelung vorgesehen, um die

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gewünschte Eigenschaft zu erzielen. Somit ist der Ann 13b einer Spiralfeder 13c zugeordnet _r die mit der Feder 15g zusammenwirkt. Die Feder 13c ist mit einem Ende an einem Anschlag 10 und mit dem anderen Ende am Arm 13 b derart angeschlossen, daß sie in Abhängigkeit von der Bewegung des Armes 13b quer zur Achse 13a des Armes 13b bewegt wird. Ea sollte deshalb hervorgehoben werden, daß die Feder 13c die Vorspannung des Armes 13b im Gegen— Uhrzeigersinn bewirkt, wenn sich das andere Ende au£ der linken Seite der Linie L-L in Fig. 15b befindet, jedoch im Uhrzeigersinn., wenn dcis andere Ende sich auf der rechten Seite der Linie L-L befindet. Somit ist, wenn der Ansaayunterdruck stromabwärts vom Drosselventil im Beispiel der Fig. 14 zwischen 0,173 und 0,6 Bcir liegt, das andere Ende der Feder 13 c an der linken Seite der Linie L-L unter Wirkung der Membran 15b derart angeordnet, daß die Wirkung der Feder 15g auf das Ventil 13 durch die Wirkung der Feder 13c verringert ist.

Wenn die Motorbelastung derart erhöht wird, daß der An— saugunterdruck auf einen so geringen Wert wie 0,173 Bar (-130mm Hg) abnimmt, dann wird das andere Ende der Spiralfeder von der linken Seite der Linie L-L zu deren rechten Seite bewegt, so daß sich die Wirkung der Feder 13c zur Wirkung der Feder 15g addiert, so daß das Steuerventil 13 rasch mit einer sehr geringen Abnahme des Ansaugunterdrucks geöffnet wird. Die Stellung des "Armes 13b ist in Fig. 15b strichpunktiert gezeigt.

Es wird nun auf den Zusammenhang zwischen Haupt- und Hilfsansaugkanal 8 und 11 Bezug genommen; es wird darauf hingewiesen, daß der Hilfsansaugkanal 11 einen Düsenabschnitt 11a mit kleiner Querschnittsfläche aufweist, der für jede Zylinderbohrung 2a vorgesehen ist, einen Verteilerkanal 11b, der mit den Düsenabschnitten

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11a verbunden ist und sich parallel zur Reihe der Zylinderbohrungen erstreckt, sowie einen Einlaßabschnitt 11c, der mit dem Verteilerkanal 11b verbunden ist und durch einen Strömungsmesser 23 zum Messen der Strömung der Ansaugluft zur Umgebung geöffnet ist. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist das Drosselventil 12 in einer Ventil— trommel 20 angeordnet,die mit dem Strömungsmesser 23 durch ein Verbindungsrohr 24 verbunden ist, das aus federndem bzw. nachgiebigem Material wie etwa Gummi hergestellt ist«

Der Hauptansaugkanal 8 ist an seinem Ende stromaufwärts vom Steuerventil 13 mit dem Hilfsansaugkanal 11 an einer Stelle stromabwärts vor« Drosselventil 12 verbunden- Das Steuerventil 13 weist keine wesentliche Wirkung auf die Menge der Ansaugluft auf, sondern seine Hauptfunkt±on liegt darin, die Luft durch den Hilfsansaugkanal 11 zu steuern. Das Steuerventil 13 ist in einer Ventil— trommel 43 angeordnet, die eine Öffnung 16a aufweist^ um den Ansaugunterdruck stromabwärts vom DrosselventiX

12 zu entnehmen, sowie einen Kanal 51, um rückgeführtes Verbrennungsgas aus dem Auspuffkanal 6 wieder einzuleiten .

Der Hauptansaugkanal 8 weist eine Expansionskammer 8a auf, die auch als Ansaugverrohrung bzw. Saugrohr bzw-Verteilerrohr wirkt und stromabwärts vom Steuerventil

13 angeordnet ist. Die Expansionskammer oder das Verteilerrohr 8a ist an einen Ansaugkanalblock 8b angeschlossen, der Innenkanäle aufweist, die jeweils zu den Verbrennungsräumen 5 führen, und der einstückig mit dem oben erwähnten Verteilungsabschnitt 11b des Hilfsansaugkanales 11 ausgebildet ist."Am Block 8b sind Treibstoffeinspritzdüsen 25 angebracht, von denen jeweils eine für jeden Ver-

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brennungsraum 5 vorgesehen ist, obwohl in Fig. 1 nur eine gezeigt ist.

Es wird nun auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen; es wird darauf hingewiesen, daß der Verbrennungsraum 5 eine zweiteilige bzw. von zwei Ausbuchtungen gebildete Ausbildung aufweist, die bekannterweise die Erzeugung einer Quetschwirkung zum Intensivieren der Gasturbulenz im Verbrennungraum bewirkt. Wie in Fig. 4a und 4b gezeigt, ir.t, kann allerdings die Quetschzone teilweise in dem Bereich, der in der Abgaberichtung aus dem Düsenabschnitt 11a gelegen ist, derart weggelassen werden, daß dje Geschwindigkeit des Ansauggases aus dem Dusοnabschnitt 11η nicht verringert wird oder abnimmt, indem es gegen dia Quetschzone auftrifft. An der StelJo, an der die '/.llmlkmzo 26 angeordnet ist, wie in Fig. 4b gezeigt ist, wird das Ansauggemisch, das durch die Ansaugöffnung in den Verbrennungsraum 5 eingeleitet wird, im Gegenuhrzeigersinn, wie durch einen Pfeil gezeigt, längs der Oberfläche des Auspuffventiles umgeleitet, das sich nun bei hoher Temperatur befindet, wobei die Treibstoffpartikel im Gemisch vom Auspuffventil 7 erhitzt und zerstäubt werden, bevor das Gemisch die Zündkerze 26 erreicht. Somit kann das Gemisch ohne Zündaussetzer gezündet werden und überdies kann eine gleichförmige Vermischung von Treibstoff und Luft über den Verbrennungsraum hinweg hergestellt werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Verwendung des Treibstoffeinspritzmotors begrenzt, der oben beschrieben ist> sondern kann in gleicher Weise auch auf einen Normalvergasermotor Anwendung finden. Es wird nun auf Fig. 7 Bezug genommen; dort ist ein Motor 1 gezeigt, der im Aufbau mit dem vorher beschriebenen Motor mit Ausnahme der Ansauganlage übereinstimmt. Der Motor 1, der hier gezeigt ist, weist eine Ansauganlage auf, die einen

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-y-

Ansaugverzweiger 41 und einen Vergaser 42 aufweist, zwischen denen eine Ventiltrommel 43 für das Steuerventil 13 angeordnet ist.

Der Vergaser 42 ist ein mehrstufiger Vergaser, der eine obere Trommel bzw. ein oberes Gehäuse 42a und eine untere Trommel bzw. ein unteres Gehäuse 42b aufweist, die mit einem Hauptkanal 44 ausgebildet sind, der ein von Hand gesteuertes Hauptdrosselvenl: i.l 12 aufweist, sowie mit einem Nebenkanal 45, der ein Nebcndrosselventil 12a aufweist. Im Hauptkanal 44 int ein Chokeventil 46 vorgesehen, und dies Kanäle 4 4 und 4Γ> weisen Treibstoff düsen 47 auf. Das Ventilgehäuse 4 3 InI. mit einem Kanal 51 aus— gebildet, der dazu eiinger lolikdl: JnL, Verbrennungsgas aufzunehmen, das von dem Auspuffkanal 6 durch ein /vuspuff— gas-Rückführsteuerventil 52 zurückgeleitet wird. Das Ventil 52 weist, einen Ventilabschnitt 53 und einen Betätigungsabschnitt 54 auf, und der Betätigungsabschnitt 54 ist durch einen Kanal 55 mit. einer Saug- bzw. Unter— druckquelle 56 verbunden. Die Unterdruckquelle 5C ist derart angeschlossen, daß sie einen Unterdruck durch ein Rückschlagventil 56a empfängt. Im Kanal 5i> ist ein Steuerventil 57 vorgesehen, das einem bekannten Typ angehören kann, der üblicherweise als Verstärker für das Auspuffgas-Rückführungsverhältnis bezeichnet wird und dazu eingerichtet ist, durch Drucksignale betätigt zu

werden, die durch die Kanäle 58 und 59 übertragen werden. Das Ventil 57 bewirkt das öffnen das Kanals 55 in Übereinstimmung mit dem Drucksignal vom Kanal 58, so daß das Ventil 52 mit Ausnahme des Leerlauf--' und Vollastbetriebes bzw. Betriebes bei schwerer Last geöffnet wird. Ferner bewirkt das Ventil 57 die Steuerung der öffnung des Kanals 55 und deshalb die öffnung des Ventils 52 in Übereinstimmung mit dem Druckfiltjnn.1. durch den Kanal 59, um hierbei die Menge des itk'kyofUhrten Verbrennungsgases zu regulieren. Die Auspuffgasrückführung ist nicht neu,

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es sollte jedoch darauf hingewiesen werden, daß die Menge des rückgeführten Verbrennungsgases in Übereinstimmung mit der Tätigkeit des Steuerventils 13 gesteuert werden, kann.

Die Fig. 6a und 6b zeigen Anordnungen, bei denen der Abstand zwischen dem Drosselventil 12 und dem Steuerventil 13 derart verringert ist _f daß jede Längenzunahme der Ansauganlage vermieden werden kann. In den Anordnungen sind die Ventile 12 und 13 teilweise einander überlagerte wenn beide Ventile sich in voll offener Stellung" befinden. In der Anordnung der Fig. 6a weisen die Ventile 12 und 13 Wellen auf, die in Querrichtung gegeneinander versetzt sind, allerdings liegt in der Anordnung der Fig. 6b keine derartige versetzte Anordnung vor.

Es wird nun auf Fig. 8 Bezug genommen, die ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt? der dort gezeigte Motor unterscheidet sich von dem in Fig. 1 gezeigten Motor dahingehend, daß der Hauptansaug— kanal 8 ein stromaufwärtsgelegenes Ende aufweist, das völlig vom Hilfsansaugkanal 11 getrennt ist. Somit hat beim dargestellten Ausführungsbeispiel das Steuerventil 13 einen Einfluß auf die Gesamtmenge der Ansaugluft» Deshalb ist der Motor mit einer Einrichtung zum Begrenzen der Wirkung des Steuerventils 13 derart versehen, daß das Steuerventil 13 im Vergleich mit dem Öffnungsgrad des Drosselventils 12 nicht übermäßig geöffnet wird.

Die Begrenzungseinrichtung weist eine Stange 61 auf_r die einen Arm 12b an der Welle 12a des Drosselventils 12 und den Arm 13c der Welle 13a des Steuerventils 13 verbindet. Die Stange 61 ist mit dem Arm 16c durch einen Schlitz 13d im Arm 13c derart verbunden, daß ein Totgang vorgesehen ist. Somit kann das Steuerventil 13 innerhalb

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des Ausmaßes der Öffnung des Drosselventils 12 frei bewegt werden, kann jedoch nicht über dieses Ausmaß hinaus bewegt werden.

Es wird nun auf den Betrieb des oben beschriebenen Motors Bezug genommen; es wird darauf hingewiesen, daß das Steuerventil 13 in der offenen Stellung gehalten wird, wenn der Motor steht, da die Membran 15b nur unter dem Einfluß der Feder 15g steht und kein Saugunterdruck aufgebracht wird. Somit stört das Steuerventil 13 nicht den Treibstoff,.längs der Wandfläche des Kanals 8 zu strömen, wenn der Motor zum Star.t angelassen wird~

Sobald der Motor gestartet ist, wird im Hilfsansaugkanal 11 stromabwärts vom Drosselventil 12 ein Saugunterdruck erzeugt, und der Saugunterdruck wird durch den Kanal 16 auf die Ansaugunterdruckkammer 15c der Membranvor— richtung 15 übertragen. Der unterdruck wird auch am Schaltventil 18 angelegt, so daß der Kammer 15d der Umgebungsdruck zugeführt wird. Somit wird die Membran 15b gegen die Wirkung der Felder 15g verformt, um das Steuerventil 13 zu schließen. Die Stellung wird während des Motorbetriebs bei leichter Last aufrechterhalten-

In dieser Stellung wird ein wesentlicher Teil des An— sauggases durch den Hilfskanal 11 und die Düse 11a in den Hauptkanal 8 und von dort in den Verbrennungsraum 5 mit hoher Geschwindigkeit hindurch— und eingeleitet. In diesem Fall ist die kleinste Öffnung des Steuerventils 13 vorzugsweise im Verhältnis zur Düse 11a derart bestimmt, daß die Strömungsgeschwindigkeit, wie sie in diesem Augenblick erzeugt wird, größer;.ist als die Strömungsgeschwindigkeit des Wirbels, der im Verbrennungsraum 5 bei Betrieb unter schwerer Last erzeugt wird, bei dem sich das Steuerventil in weit offener Stellung befindet. Genauer gesagt, die kleinste Öffnung

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des Steuerventils 13 sollte kleiner sein als 20°, als Winkelstellung des Ventils 13 ausgedrückt. Es ist herausgefunden worden_r daß die hohe Geschwindigkeit des Ansauggasstroms die Erzeugung οinen intensiven Wirbels und einer Turbulenz im Verbroimungnrnum 5 erzeugt, so daß eine stabile Verbrennung hergestellt werden kann und gleichzeitig die Möglichkeit von Fehlzündungen bzw. Zündaussetzern und unvollständiger Verbrennung verringert wird- Es ist deshalb möglich, den wirtschaftlichen Treib stoff verbrauch, in merklichem Ausmaß zu verbessern.

Wenn das Drosselventil 12 geöffnet ist, tnm einen erhöhten Ausstoß zu liefern, dann wird der Strom des Ansauggases durch den Hilfskanal 11 in entsprechender Welse ver — größert, so daß Wirbel und Turbulenz noch welter intensiviert werden. Es sollte allerdings darauf hingewiesen werden, daß die Düse 11a eine Querschnittsfläche aufweist, die so klein ist, daß ein Wirbel mit einer bedeutenden Geschwindigkeit selbst im Leerlaufbetrieb erzeugt wird, so daß der Strömungswiderstand aa Düsen— abschnitt 11a in Abhängigkeit von einer Zunahme der Menge des Ansauggases durch den Hilfskanal 11 in. einem derartigen Ausmaß erhöht wird, daß die Verbesserung des wirtschaftlichen Treibstoffverbrauchs nicht länger erzielt werden kann.

Wenn deshalb die Leistungsabgabe des Motors bis auf einen gewissen Wert erhöht wird, dann wird das Steuerventil 13 mittels der Membranvorrichtung 15 geöffnet. Genauer gesagt, wenn das Drosselventil 12 geöffnet wird, dann wird der Ans augunter druck im Kanal 11 stromabwärts vom Drosselventil 12 derart verringert, daß die Membran 15b unter der Wirkung der Feder 15g bewegt wird, bis die Abnahme des Ansaugunterdrucks ausgeglichen ist. Somit wird das Steuerventil 13 entsprechend geöffnet, um den Strom durch die Düse 11a zu verringern. Wenn die

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-yr- At

Öffnung des Steuerventils 13 unzulänglich ist, dann wird ein erhöhter Strömungswiderstand in der Düse 11a derart vorliegen, daß eine nach teil.lye Wirkung im wirtschaftlichen. Treibstoffverbrauch erzielt wird.

Wenn andererseits die Öffnung übermäßig groß ist, wird eine geringe Verbesserung in der Verbrennung des Gemischs vorliegen.

Es wird nun auf Fig. 13 Bezug genommen; die Kurve Ä zeigt das Verhältnis zwischen der Motorbelastung und dem äff— nungsgrad des Steuerventils 13, wobei die Probleme des. wirtschaftlichen Treibstoffverbrauchs und der Verbrennung des Gemischs gleichzeitig gelöst werden können. Es wird anhand der Zeichnung darauf hingewiesen, daß bei Nenn— lastbetrieb von 40 km/h der wirtschaftliche Treibstoff— verbrauch verbessert werden kann, wenn der Öffnungsgrad des Steuerventils 13 erhöht wird, es liegt allerdings ein nachteiliger Effekt bei dar: «labilen Verbrennung" vor, wenn der Öffnungsgrad mehr als 9° beträgt. Wenn, der Öffnungsgrad weniger als 9° beträgt, wird eine Zunahme im Treibstoffverbrauch vor Liegen, obwohl die Ver— " brennung stahl.1Ia lo.rt werc'lon Itrtiiu« En sollte fernex" darauf hingewiesen werden, daß, wenn der Öffnungsgrad des Steuerventils 13 größer ist als 35°, die Verwirbelung, und die Turbulenz infolge des Hilfskanals 11 keinerlei Wirkung auf den wirtschafliehen Treibstoffverbrauch und auf die stabile Verbrennung aufweist. Die Art der Kurve A hängt natürlich von der speziellen Konstruktion der Motoren ab.

Wenn der Motor einer beträchtlichen Last ausgesetzt wird, wie etwa dann, wenn das Kraftfahrzeug einen Berg hinauffährt, dann wird das Drosselventil 12 weit geöffnet, so

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com. β*-

daß der Ansaugunterdruck im Kanal 11 stromabwärts vom Drosselventil 12 verringert wird und der Ansaugdruck sich dem Umgebungsdruck nähert. Dann bewirkt das Schaltventil 18 die Öffnung des Steuerventils 13- Als Ergebnis wird es einem wesentlichen Teil des Ansauggases ermöglicht, durch den Hauptansaugkanal 8 zu strömen. Es ist somit möglich, irgendeinen Verlust infolge des Steuerventils 13 zu vermeiden und deshalb irgendeine Zunahme im Treibstoffverbrauch zu vermeiden.

Die Erfindung wurde nun unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben, es sollte jedoch festgehalten werden, daß die Erfindung keineswegs auf die Einzelheiten der dargestellten Konstruktionen und der beschriebenen Verfahren begrenzt ist, sondern daß Änderungen und Anpassungen vorgenommen werden können, ohne daß man den Bereich der Erfindung verläßt.

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Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

□IPL-ING.

H. KINKELDEY

W. STOCKMAIR

DR-INS-A^ (CALTECH»

K. SCHUMANN

DR HER NAT--Om--PH*S

P. H. JAKOB

OVL-MS.

G. BEZOLD

CR BER MAT-DlPL-OCM

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE A3

22. ΪΓον. 1978 P 13 338

YAMAHA HATSUDOKI KABUSHIKI KAISHA

No. 2500, Shingai, Pwata-shi, Shizuoka-ken, Japan

Patentan sprüche

Verfahren zum Steuern des Änsauggases in einen Verbrennungsmotorr der einen Hauptansaugkanal aufweist, der durch eine Ansaugöffnungseinrichtung zu einer Verbrennungsraumeinrichtung führt, eine KiIfsansaugkanaleinrichtung, die mit der Hauptansaugkanaleinr ich tung nahe der Ansaugöffnungseinrichtung durch eine öffnungseinrichtung verbunden ist, die der Verbrennungsraumeinrichtung zugewandt ist, eine handgesteuerte Drosselventileinrich— tung, die in der Hilfsansaugeinrichtung vorgesehen ist, und eine Steuerventileinrichtung, die in der Hauptansaugkanaleinrichtung vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, zwischen einer kleinsten und einer größten Öffnungslage in Übereinstimmung mit der Belastung des Motors verstellt zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die kleinste Öffnungsstellung der Steuerventileinrichtung (13) während des Betriebes des Motors (1) bei Leerlauf und

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TELEFON (OS9> 22 2862 TELEX OS-2S38O TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

bei leichter Last beibehält und daß man die Steuerventileinrichtung jedesmal dann rasch öffnet, wenn die Motorbelastung über einen vorbestimmten Wert zugenommen hat, um hierbei die Steuerventileinrichtung mindestens bei Motorbetrieb unter schwerer Last bzw. Vollast in die größte Öffnungsstellung zu bewegen.
2. verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (13) derart gesteuert wird, daß sie ihren tiffnungsgrad in Übereinstimmung mit der Motorbelastung in einen Motorbelastungsbereich zwischen dem genannten vorbestimmten Wert und einem zweiten vorbestimmten Wert ändert, der niedriger ist als der erstgenannte Werte
3. verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung

(13) in Übereinstimmung mit dem Ansaugunterdruck gesteuert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugunterdruck von der Hilfsansaugkanaleinrich— tung (11) stromabwärts von der Drosselventileinrichtung (12) entnommen wird.

5* Verfahren nach einem der Ansprüche t bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (13) so gesteuert wird, daß sie ihren Öffnungsgrad in Übereinstimmung mit der Motorbelastung in einem mittleren Belastungs— bereich ändert.

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