DE3034052C2 - Brennkraftmaschine. - Google Patents

Description

nung bringen und damit eine zusätzliche Änderung des effektiven Querschnitts der Engstelle bzw. der Engstellen im Luftzufuhrungskanal bewirken, wodurch eine weitere öffnung des ersten Steuerventils für die Abgasrückführung erfolgt.

Durch die Erfindung wird eine schlechte Verbrennung verhindert, die auftreten könnte, wenn eine hohe Geschwindigkeit der Abgasrückführung bei geringer Maschinentemperatur aufrechterhalten würde. Ferner wird eine Leistungsverschlechterung vermieden, die auftreten kann, wenn bei relativ hoher Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung und relativ geringer Fahrgeschwindigkeit ein plötzlicher Drehzahlabfall erfolgt Wenn die Maschinentemperatur und die Fahrgeschwindigkeit über einem vorbestimmten Wert liegen, wird ein Maximum an Luft zugeführt, um den Unterdruck zur Betätigung des Rückführungssteuerventils zu erhöhen, so daß die Abgasrückführung relativ schnell erfolgt Auf diese Weise können unerwünschte Abgasmissionen verringert und die Antriebsleistung verbessert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur beschrieben, die schematisch die wichtigsten Teile einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung zeigt

In der Figur ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Ansaugkanal 2 für ein Kraftstoff-Luftgemisch dargestellt Eine Drosselklappe 3 ist in einem Vergaser 4 angeordnet, der mit dem Ansaugkanal 2 verbunden ist. Die Brennkraftmaschine hat ferner einen Abgaskanal 5, mit dem die Abgase von der Brennkraftmaschine abgeführt werden Ein Rückführungskanal 6 verbindet den Abgaskanal 5 mit dem Ansaugkanal 2. Ein erstes Steuerventil 7 steuert die Strömung der Abgase vom Abgaskanal 5 durch den Rückführungskanal 6 in den Ansaugkanal Z Dieses erste Steuerventil 7 hat eine Unterdruck-Betätigungsvorrichtung mit einer Membran 8.

Ein Luftzuführungskanal 9 verbindet den Ansaugkanal 2 mit der Atmosphäre über ein zweites Steuerventil 11 und eine erste Engstelle 10. Von hier aus ist eine Verbindung mit einem Luftfilter 12 über jeweils einen von mehreren Wegen vorgesehen, die in einem noch zu beschreibenden Druckregler 13 vorgesehen sind. Das zweite Steuerventil 11 hat eine Unterdruck-Betätigungsvorrichtung mit einer Membran 14.

Ein Regelventil 18 dient zur Steuerung der Betätigung des ersten Steuerventils 7 und des zweiten Steuerventils 11. Das Regelventil 18 hat eine Membran 19. Ein Raum 21 über der Memb.an 19 ist mit dem Raum 22 unter der Membran 14 des zweiten Steuerventils 11 verbunden. Der Raum 23 unter der Membran 19 ist mit einer Venturianordnung 24 des Vergasers 4 über eine Leitung 25 verbunden. Dem Raum 23 wird ein relativ hoher Unterdruck zugeführt, wodurch das Regelventil 18 so bewegt wird, daß ein offenes Ende 26 der Leitung 27 angeschlossen wird, wenn die Brennkraftmaschine mit offener Drosselklappe 3 läuft. Eine Saugleitung 31 verbindet eine Unterdruckaustrittsöffnung 31a mit einem Raum 28 über der Membran 8 des ersten Steuerventils 7 sowie mit einem Raum 30 über der Membran 14 des zweiten Steuerventils 11 über Leitungen 27 und 29. Der Unterdruckaustritt 31a ist an einer Stelle unmittelbar stromaufwärts der Leerlaufstellung der Drosselklappe 3 vorgesehen.

Eine Leitung 32 ist Teil des Luftzuführungskanals 9 und führt von dem Raum 22 zu dem Druckregler 13 bzw. zu dessen erster Engsielle 10. Eine Leitung 33, die auch zu dem Luftzuführungskanal 9 gehört, führt von der ersten Engstelle 10 zu dem Sitz eines Elektromagnetventils 15 sowie über eine zweite Engstelle 17 zu dem Sitz eines Elektromagnetventils 16. Wenn beide Elektromagnetventile 15 und 16 geschlossen sind, so wird atmosphärische Luft über eine Verbindungsleitung 39, die zweite Engstelle 17 und eine Leitung 41 sowie über die Leitung 33 und die erste Engstelle 10 geführt

Eine Stromquelle 34 liefert elektrische Energie an einen Fahrgeschwindigkeitssensor 35. der eine öffnung

ίο des Elektromagnetventils 15 bewirkt Eine weitere Stromquelle 36 liefert elektrische Energie an einen Kühlmitteltemperatursensor 37, der das Elektromagnetventil 16 öffnet Ist das Ventil 15 geöffnet so wird atmosphärische Luft durch den Luftfilter 12 und über die Leitung 33 sowie die erste Engstelle 10 in den Raum 22 des zweiten Steuerventils U sowie in den Raum 21 des Regelventils 18 geführt Wenn das Ventil 16 geöffnet ist, so wird atmosphärische Luft durch eine dritte Engstelle 20 und die Leitung 38 in die Leipzig 33 sowie über die erste Engsteüe !0 geführt Die Strömung atmosphärischer Luft aus dem Luftfilter 12 durch die dritte Engstelle 20 und die Leitung 38 bleibt erhalten, wenn die Ventile 15 und 16 geöffnet sind.

Beim Betrieb wirkt der Unterdruck in der Saugleitung 31 üoer die Leitung 27 derart, daß das erste Steuerventil 7 geöffnet wird. Ferner wirkt er über die Leitung 29 derart, daß das zweite Steuerventil 11 geöffnet wird. Eine Zunahme des Unterdrucks in der Leitung 27 öffnet das erste Steuerventil 7, wodurch die Abgasrückführung durch den Rückführungskanal 6 verstärkt wird. Wenn der Unterdruck in der Leitung 27 infolge einer öffnung des Endes 26 dieser Leitung 27 durch das Regelventil 18 abfällt so wird das erste Steuerventil 7 in Richtung seiner Schließstellung bewegt und die Abgasrückführung verringert Ferner wird das zweite Steuerventil 11 in Richtung seiner Schließstellung bewegt. Wenn das offene Ende 26 der Leitung 27 durch das Regelventil 18 geschlossen ist, hat der Saugdruck in der Leitung 27 einen höheren Wert, so daß das erste Steuerventil 7 und das v*eite Steuerventil 11 in Richtung ihrer öffnung bewegt werden. Das Regelventil 18 öffnet und schließt das offene Ende 26 der Leitung 27 entsprechend dem Druckunterschied in den Räumen 21 und 23. Der Unterdruck im Raum 21 wird durch die Strömung atmosphärischer Luft durch die Leitung 32 geregelt.

Die Strömungsrate atmosphärischer Luft durch die Leitung 32 wird durch den Druckregler 13 gesteuert. Die erste Engstelle 10 ist immer wirksam. Sie hat eine relativ große öffnung von beispielsweise 1,8 mm Durchmesser. Die zweite Engstelle 17 kann eine mittlere Größe von beispielsweise 1,2 mm Durchmesser haben, uH. riie dritte Engstelle 20 kann einen relativ kleinen Durchmesser in der Größenordnung von 0,75 mm haben.

Wenn beide Elektromagnetventile 15 und 16 geschlossen sind, so wird atmosphärische Luft über die mittlere Engstelle 17 und die große Engstelle 10 geführt. Wenn die Kühlmitteltemperatur einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 65° Celsius überschreitet, so öffnet der Sensor 37 das Elektromagnetventil 16. und die atmosphärische Luft strömt dann durch beide Engstcllen 17 und 20 sowie durch die Engstelle 10. Wenn die Fahrgeschwindigkeit f-inen vorbestimmten Wert von beispielsweise 20 km/h uberscnreitet, so öffnet der Sensor 35 das Elektromagnetventil 15, und die Strömung atmosphärischer Luft wird dann direkt in die Leitung 33 geführt, wobei ein kleiner Anteil durch die mittlere Engstelle 17 zur Leitung 33 und zur ersten Enestelle 10

strömt. Wenn beide Elektromagnetventile 15 und 16 geöffnet sind, so wird der größere Anteil direkt in die Leitung 33 geführt, während kleinere Anteile durch beide Engstellen 17 und 20 strömen.

Wenn die Kühlmitteltemperatur bei kleiner Fahrge- s schwindigkeit niedrig ist, so schalten beide Sensoren 35 und 37 die Elektromagnetventile 15 und 16 ab, so daß sie geschlossen sind. Die Ansaugrate von Luft in die Leimung 32 bleibt dann gering. Entsprechend ist der Unterdruck im Raum 21 relativ hoch, so daß das Regelventil 18 geöffnet wird, während das erste Steuerventil 7 geschlossen bleibt. Dadurch ergibt sich eine entsprechende Verringerung der Strömungsrate im Rückführungskanal 6. Es ist so möglich, eine schlechte Verbrennung zu vermeiden, die auftreten könnte, wenn eine große is Abgasmenge bei niedriger Maschinentemperatur zurückgeführt würde.

wenn die Temperatur des Kühlmittels ansteigt, so daß der Sensor 37 betätigt wird, und wenn die Fahrgeschwindigkeit noch niedrig ist, so wird der Sensor 35 nicht betätigt. Es öffnet also nur das Elektromagnetventil 16. In diesem Fall sind die erste Engstelle 10 und die zweite und die dritte Engstelle 17 und 20 wirksam. Die zweite und dritte Engstelle 17 und 20 haben dann einen Gesamtquerschnitt, der beispielsweise äquivalent einem Öffnungsdurchmesser in der Größenordnung von 1,4 mm ist. Dadurch wird die in die Leitung 32 eingeführte Luftmenge vergrößert, so daß eine mittlere Strömungsrate zurückzuführender Abgase eintritt. Dies bedeutet, daß die Erfindung eine Verschlechterung der Antriebsleistung bei plötzlichen Drehzahlabfall und relativ starker Abgasrückführung vermeidet.

Wenn das Elektromagnetventil 15 gleichfalls geöffnet ist und die Fahrgeschwindigkeit zunimmt, so wird die Strömung atmosphärischer Luft in erster Linie durch die erste Engsieüe 10 begrenzt, so daß die rückzuführenden Abgase in relativ großer Menge durch den Rückführungskanal 6 strömen.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

45

Claims (7)

1 2 zweite, zur ersten parallel liegende Engstelle (20) Patentansprüche: erfolgt, daß bei öffnung des zweiten Ventils (15) eine Luftströmung über die erste Engstelle (17) und einen

1. Brennkraftmaschine (1) mit einem Ansaugkanal parallel zu dieser liegenden nicht verengten Kanal (2) zur Zuführung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches, 5 erfolgt und daß bei Öffnung beider Ventile (15, 16) in dem eine Drosselklappe (3) angeordnet ist, mit eine Luftströmung über beide Engstellen (17, 20) einem den Ansaugkanal (2) stromabwärts der Dros- und den nicht verengten Kanal erfolgt

selkiappe (3) mit einem Abgaskanal (5) zur Abfüh- 8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch

rung von Abgasen verbindenden Abgase in die gekennzeichnet, daß die zweite Engstelle (20) einen

Brennkraftmaschine (1) rückführenden Rückfüh- 10 kleineren Querschnitt als die erste Engstelle (17) hat.

rungskanal (6), in dem ein erstes Steuerventil (7) an- 9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprü-

geordnet ist, und mit einem eine Lufteintrittsöffnung ehe 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die im

(12) aufweisenden Luftzuführungskanal (9), in dem Druckregler (13) enthaltenen Ventile (15, 16) Elek-

e:n zweites Steuerventil (11) angeordnet ist, bei der tromagnetventile sind und jeweils durch einen auf

jedes der Steuerventile (7; 11) eine unterdruckab- 15 einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine

hängige Betätigungsvorrichtung (8, 28; 14, 30) auf- ansprechenden Sensor (35,37) gesteuert sind

weist und bei der ein in seiner Stellung von dem 10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprü-

Unterdruck in dem Ansaugkanal (2) abhängiges Re- ehe 1,4,7 oder 8. dadurch gekennzeichnet, daß meh-

gelventil (18) zum Steuern der Höhe des Unter- rere Engstellen (10, 17, 20) vorgesehen sind, die

drucks in der Betätigungsvorrichtung (8, 28) für das 20 wahlweise abhängig von einem oder mehreren Be-

erste Steuerventil (7) vorgesehen ist, dadurch triebsparametern der Brennkraftmaschine wirksam

gekennzeichnet, daß der Luftzuführungska- schaltbar sind,
nal (9) stromabwärts der Drosselklappe (3) mit dem

Ansaugkana! (2) verbunden ist, daß das Regelventil

(18) auch den Unterdruck in der Betätigungsvorrich- 25
tung (14,30) für das zweite Steuerventil (11) steuert,

daß das Regelventil (18) in seiner Stellung außerdem Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach

von dem Saugdruck in dem Luftzuführungskanal (9) dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

abhängig ist. daß zwischen der Lufteintrittsöffnung Nach einem Prospekt der Firma A. Pierburg, Autoge-

(12) und dem zweiten Steuerventil (11) ein Druckre- 30 rätebau JC G, Neuß, Nr. 991 316 041/09-77, Seiten 1 -4

gier (13) angeordnet ist, der eir, Ventil (15) und eine m. Zchng, über Abgasrückführventile und APG-Zusatz-

erste Engstelle (17) enthalt, und daß eine Betäti- geräte ist eine Brennkraftmaschine dieser Art bekannt,

gungsvorrichtung (35) zum Bei/ '.igen des Ventils bei der der Luftzuführungskanal in den Abgaskanal

(15) des Druckreglers (13) in Abhängigkeit eines Be- mündet und bei der das in dem Abgaskanal vorgesehene

triebsparameters für die Brennkraftmaschine derart 35 zweite Steuerventil bestimmt, ob Luft direkt aus der

vorgesehen ist, daß der Druck, der auf das zweite Atmosphäre oder über ein Gebläse durch den Luftzu-

Steuerventil (11) einwirkt, zu verändern ist. führungskanal in den Abgaskanai eingeführt wird, um

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch Abgas im Abgaskanal zu oxidieren, bevor es einen Kagekennzeichnet, daß der Betriebsparameter die talysator durchströmt

Fahrgeschwindigkeit eines mit der Brennkraftma- «o Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ver-

schine (1) ausgerüsteten Fahrzeugs ist. schlechterung der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Ge-

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch misches bei hoher Abgasgeschwindigkeit im Rückfühgekennzeichnel. daß der Betriebsparameter die rungskanal, wenn die Maschinentemperatur niedrig ist, Temperatur eines Kühlmittels der Brennkraftma- oder aber auch bei einer plötzlichen Verringerung der schine(l)ist 45 Drehzahl der Brennkraftmaschine, wenn die Abgasge-

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprü- schwindigkeit im Rückführungskanal hoch ist, zu verche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß in dem meiden. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Luftzuführungskanal (9) stromaufwärts des zweiten Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Steuerventils (11) eine Engstelle (10) vorgesehen ist, Anspruchs 1 gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen sind die die Luftströmung unabhängig von der Arbeits- 50 in den Unteransprüchen angegeben.

stellung des im Druckregler (13) enthaltenen Ventils Durch die Erfindung kann der effektive Querschnitt

(15) begrenzt. der Engstelle bzw. der Engstellen im Luftzuführungska-

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprü- nal abhängig von der Fahrgeschwindigkeit und der ehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck- Kühlmitteltemperatur gesteuert werden. Wenn die regler (13) zwei Ventile (15, 16) enthält, die durch 55 Kühlmitteltemperatur beispielsweise unter 65° Celsius unterschiedliche Betriebsparameter gesteuert sind. liegt kann ein Sensor die Anzahl und die Größe von

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch Engstellen im Luftzuführungskanal zwecks Kcduziegekennzeichnet, daß das eine Ventil (15) durch die rung der Luftströmung steuern, wodurch die Rückströ-Temperatuf eines Kühlmittels der Brennkraftma- mungsgesehwindigkeit auf einem niedrigen Wert gehalschine (1) und das andere Ventil (16) durch die Fahr- μ ten wird. Wenn die Kühlmitteltemperatur den vorbegeschwindigkeit eines mit der Brennkraftmaschine stimmten Wert übersteigt, kann ein Ventil geöffnet wer-(1) ausgerüsteten Fahrzeugs gesteuert ist. den und den effektiven Querschnitt der Engstelle b/w.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprü- der Engstellen im Luftziiführungskanal so verändern, ehe 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei daß das erste Steuerventil im Rückführungskanal eine Schließung beider Ventile (15,16) eine Luftströmung 65 größere Strömungsgeschwindigkeit der rückgeführten über eine erste Engstelle (17) erfolgt, daß bei Off- Abgase ermöglicht. Wenn die Fahrgeschwindigkeit einung nur eines (16) der beiden Ventile (15, 16) eine nen Wert von beispielsweise ca. 20 km/h überschreitet, Luftströmung über die erste Engstelle (17) und eine kann ein weiterer Sensor ein weiteres Ventil zur öff-