DE3842466A1 - Vergaser mit elektrischer leerlaufregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Vergaser für eine Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, in dem eine Einlaßleitung ausgebildet ist, die ein vom Fahrer gesteuertes Drosselorgan und einen Leer­ laufkanal enthält, der stromab des Drosselorgans in die Ein­ laßleitung mündet und Luft sowie Kraftstoff über jeweilige kalibrierte Bohrungen empfängt zur Bildung eines Primärge­ mischs aus Luft und Kraftstoff.

Ein Vergaser soll so ausgebildet sein, daß sich der Durch­ satz an Primärgemisch an die verschiedenen Betriebsphasen der Brennkraftmaschine anpaßt, insbesondere während der Übergän­ ge. Der Leerlaufkanal soll diese Funktion vom Leerlaufbe­ trieb bis zur Auslösung eines Hauptspritzsystems gewährleis­ ten, das im allgemeinen am Hals einer stromauf des Drossel­ organs befindlichen Venturidüse in die Einlaßleitung mündet.

Je nach der Öffnung des Drosselorgans, ausgehend von seiner Leerlaufstellung, soll die Brennkraftmaschine einen zuneh­ menden Gemischdurchsatz aufnehmen, während die Anreicherung des Gemischs konstant bleiben soll.

Man hat Versuche zur Lösung dieses Problems gemacht. Hier­ bei mündete der Leerlaufkanal nicht nur über eine Leerlauf­ bohrung stromab des Drosselorgans (der Durchtrittsquerschnitt dieser Bohrung wird mittels einer einstellbaren Anreiche­ rungsschraube eingestellt), sondern auch noch über sogenann­ te Bypaß- oder Übergangsbohrungen, die von stromauf nach stromab des Drosselorgans verlaufen, wenn dieses, ausgehend von dessen minimaler Öffnungsstellung entsprechend dem Leer­ lauf, öffnet. Diese Bohrungen können als einziger Schlitz ange­ ordnet sein, der zur Achse der Einlaßleitung parallel ist.

Die Progressionsbohrungen und -schlitze sind in den in Serie gefertigten Vergasern nur schwer genau auszuführen. Nun ist aber eine hohe Genauigkeit erforderlich, um den ruckfreien Betrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten, wenn ausge­ hend vom Leerlauf beschleunigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Vergasers, der den Forderungen der Praxis besser als die bisher bekannten Vergaser genügt, der insbesondere die Erzielung eines gleich­ förmigen Übergangs vom Leerlauf bis zur Auslösung des Haupt­ spritzsystems gestattet.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung insbesondere einen Vergaser der oben definierten Art vor, der ein Magnet­ ventil am Leerlaufkanal und eine Steuerschaltung für das Mag­ netventil umfaßt, die folgendes enthält: Eingänge, die mit Gebern für die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine ver­ bunden sind und wenigstens die Drehzahl der Brennkraftma­ schine einschließen und die Zusammensetzung der Auspuffgase ausschließen, einen Ausgang zur Lieferung eines impulsformi­ gen Signals mit veränderlichem zyklischen Verhältnis zum Mag­ netventil und einen Speicher zur Speicherung des zyklischen Verhältnisses für eine Vielzahl von Kombinationen der Be­ triebsparameter.

Bei einer einfachen Ausführungsform sind die Betriebsparame­ ter, die Drehzahl N der Brennkraftmaschine und der Öffnungs­ winkel der Drosselklappe, der ausgehend von der dem Leer­ lauf entsprechenden minimalen Öffnungsstellung gemessen wer­ den kann.

Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung bei Vergasern, die "elektronisch" genannt werden und/oder mit einem Dämpfungs­ system versehen sind, das das Vorliegen eines häufig "Dämpfer" genannten Magnetventils einschließt. Man kann dann am glei­ chen Magnetventil häufig mehrere Funktionen ausführen, wobei die Verwirklichung der Erfindung den Vergaser nicht merklich verkompliziert.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Mündung des Leer­ laufkanals in die Einlaßleitung eines Vergasers gemäß einer üb­ lichen Ausführungsform;

Fig. 2 schematisch die Ausbildung des Leerlaufkanals bei einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung ei­ nes möglichen Gesetzes zur Ver­ änderung des zyklischen Öffnungs­ verhältnisses RCO in Abhängigkeit von der Drehzahl N und vom Öff­ nungswinkel α gemäß einer beson­ deren Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt das Unterteil des Gehäuses 11 eines Vergasers, in dem eine Einlaßleitung 12 ausgebildet ist. Ein in der Ein­ laßleitung 12 angeordnetes Drosselorgan 13 besteht aus einer Drosselklappe 14, deren Achse über ein Gestänge mit einem Beschleunigungspedal verbunden ist.

Im Gehäuse ist ein Leerlaufkanal 17 ausgebildet, der über nicht gezeigte kalibrierte Drosselstellen Luft und Kraft­ stoff aufnimmt. Dieser Kanal mündet in die Einlaßleitung 12 über eine Bohrung 16, die selbst dann stromab der Drossel­ klappe 13 angeordnet ist, wenn diese die Leerlaufstellung oder minimale Öffnungsstellung einnimmt, in der sie in Fig. 1 dargestellt ist. Der Leerlaufkanal 17 mündet auch in die Einlaßleitung 12 über Übergangsbohrungen 16 a, die so ange­ ordnet sind, daß sie aufeinanderfolgend von stromauf nach stromab des Rands der Drosselklappe 13 verlaufen, wenn diese ausgehend von ihrer minimalen Öffnungsstellung öffnet.

Bei den herkömmlichen Vergasern ist der von der Bohrung 16 gebildete Durchtrittsquerschnitt mittels einer Nadelschraube 18 einstellbar, die mit einer Bremsfeder 19 versehen ist.

Der Vergaser gemäß einer in Fig. 2 schematisch dargestellten Ausführungsform der Erfindung enthält auch ein Gehäuse 11, das von einem Einlaßkanal 12 durchdrungen ist, in dem sich eine Drosselklappe 13 befindet. Der Leerlaufkanal 17, ge­ speist mit Luft ausgehend vom Lufteintritt 20 über eine ka­ librierte Bohrung 21 und mit Kraftstoff ausgehend von einem Schwimmergehäuse über eine weitere kalibrierte Bohrung 22, mündet diesmal in die Einlaßleitung über eine Bohrung 16 stromab des Rands der Drosselklappe unabhängig von deren Öffnung. Ein von der Erfindung nicht betroffenes und daher nicht dargestelltes Hauptspritzsystem mündet am Hals einer in der Einlaßleitung 12 eingebauten Venturidüse 23 über eine zentrale Rohrleitung 24.

Der Durchtritt des Primärgemischs durch die Bohrung 16 wird durch ein Magnetventil 28 mit einem Verschlußglied 29 ge­ steuert, das verschiebbar ist zwischen einer Anlagestellung an einem die Bohrung 16 umgebenden Sitz und einer Stellung, in der es den Sitz freigibt. Eine nicht gezeigte Rückstell­ feder will das Verschlußglied in eine seiner Endlagen bewe­ gen, im allgemeinen in seine Stellung mit voller Öffnung.

Eine Wicklung 30 des Magnetventils dient bei Erregung zur An­ lage des Verschlußglieds an seinem Sitz.

Das Magnetventil 28 hat einen impulsförmigen Betrieb mit ei­ nem zyklischen Öffnungsverhältnis, das in Abhängigkeit vom Wert verschiedener Betriebsparameter der Brennkraftmaschine veränderlich ist. Die Erregungssignale des Magnetventils 28 werden über eine Schaltung 31 geliefert. Diese Schaltung hat mehrere Eingänge,von denen bei der dargestellten Ausführungsform der eine mit einem Geber 32 verbunden sind, der ein dem Öff­ nungswinkel der Drosselklappe 13 proportionales analoges Aus­ gangssignal liefert, während der andere mit einem Drehzahlge­ ber 33 der Brennkraftmaschine verbunden ist. Dieser Drehzahl­ geber kann am Zündsystem angebracht sein und bei jedem Zünd­ funken der Brennkraftmaschine einen Impuls liefern.

Die Schaltung kann einen im allgemeinen bekannten Aufbau ha­ ben. Sie hat einen Analog-Digital-Umsetzer, der eine numeri­ sche Darstellung des Öffnungswinkels α gestattet, und einen kartographischen Speicher, gebildet z.B. durch ein program­ mierbares Netz, der einen Wert des zyklischen Öffnungsverhält­ nisses jedem Wertepaar α, N entspechen läßt. Die Schaltung kann vorgesehen sein, damit die von der Schaltung 31 zum Mag­ netventil 28 geschickte Impulsfolge der vom Geber 33 gelie­ ferten Frequenz der Zündimpulse entspricht. Jedenfalls arbei­ tet die Schaltung in den meisten Fällen mit einer festen Frequenz in der Größenordnung von 100 Hz.

Die Schaltung 31 kann mit einer Handeinstelleinrichtung ver­ sehen sein, die in Fig. 2 durch einen Eingang 34 schematisch dargestellt ist und durch einen einstellbaren Widerstand ge­ bildet sein kann, der die Charakteristiken des Analog-Digital- Umsetzers modifiziert, der an dem Eingang angeordnet ist, der z.B. mit dem Geber für den Winkel α, verbunden ist.

Der Betrieb der beschriebenen Vorrichtung ist unmittelbar ersichtlich. Er kann einem Veränderungsgesetz des zyklischen Öffnungsverhältnisses RCO des Magnetventils in Abhängigkeit von der Drehzahl N und vom Winkel α von der in Fig. 3 darge­ stellten Art entsprechen. Die Werte des RCO werden zunächst in der Steuerschaltung 31 gespeichert. Beim Leerlauf, während die Drehzahl der Brennkraftmaschine minimal und der Öffnungswinkel der Drosselklappe gleich Null ist,wird das zyklische Öffnungsverhältnis auf 80% gehalten. Wenn der Öffnungswinkel der Drosselklappe etwa 10° übersteigt und wei­ ter zunimmt, verringert die Steuerschaltung 31 fortschreitend das zyklische Öffnungsverhältnis. Bei gegebener Öffnung der Drosselklappe hängt dieses zyklische Verhältnis auch von der vom Motor angenommenen Drehzahl ab, was insbesondere dessen Durchgehen verhindert.

Der in Fig. 3 gezeigte Satz von Kurven kann durch Versuche am Prüfstand oder auf der Straße bestimmt werden.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist der Leerlauf­ kanal mit keiner Handeinstellschraube versehen. Man könnte jedoch außer dem Leerlaufkanal 17 einen zusätzlichen Kanal mit Handeinstellung beibehalten.

Im besonders bedeutenden Fall eines Vergasers mit elektroni­ scher Steuerung kann das Magnetventil 28 auch zur Ausführung weiterer Funktionen verwendet werden, insbesondere derjenigen der Abschaltung bei Verzögerung und Dämpfung während der Ab­ schaltung der Zündung der Brennkraftmaschine.

Zur Ausführung der Abschaltfunktion, während die Brennkraft­ maschine verzögert, d.h. wenn α=0 ist und die Drehzahl N der Brennkraftmaschine über einem gegebenen Wert liegt, während die Brennkraftmaschine mit den Rädern verbunden ist, genügt es, die Steuerschaltung 31 mit einem zusätzlichen Eingang zu versehen der mit einem Kontakt 35 am Getriebegehäuse verbun­ den ist zur Feststellung ob die Brennkraftmaschine mit den Rädern gekuppelt ist.

Die Dämpfungsfunktion während der Abschaltung der Zündung der Brennkraftmaschine kann ohne Hinzufügen von zusätzlichen Ge­ bern ausgeführt werden: Die Funktion besteht einfach im Ge­ schlossenhalten des Magnetventils 28 während einer gegebenen Zeitdauer nach der Abschaltung der Zündung, welche der Geber 33 ermitteln kann.

Der Vergaser enthält ein Gehäuse, in dem eine Einlaßleitung ausgebildet ist, die ein vom Fahrer gesteuertes Drossel­ organ und einen Leerlaufkanal enthält, der stromab des Drosselorgans in die Einlaßleitung mündet und über kali­ brierte Bohrungen Luft und Kraftstoff aufnimmt zur Bildung eines primären Gemischs aus Luft und Kraftstoff. An­ stelle einer Einstellschraube enthält der Vergaser ein am Leerlaufkanal angeordnetes Magnetventil und eine Schaltung zur Steuerung des Magnetventils, die folgendes enthält: Eingänge, die mit Gebern für Betriebspara­ meter der Brennkraftmaschine verbunden sind, die wenigstens die Drehzahl N der Brennkraftmaschine umschließen und die Zusam­ mensetzung der Auspuffgase ausschließen, einen Ausgang zur Lieferung eines impulsförmigen Signals mit veränderlichem zyklischem Verhältnis RCO zum Magnetventil und einen Speicher zur Speicherung des Werts des zyklischen Verhältnis­ ses für eine Vielzahl von Kombinationen der Betriebsparameter.

Claims (4)

1. Vergaser für eine Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse, in dem eine Einlaßleitung ausgebildet ist, die ein vom Fahrer gesteuertes Drosselorgan und einen Leerlaufkanal enthält, der stromab des Drosselorgans in die Einlaßlei­ tung mündet und Luft sowie Kraftstoff über jeweilige ka­ librierte Bohrungen empfängt zur Bildung eines Primärge­ mischs aus Luft und Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet,
daß der Leerlaufkanal ausschließlich stromab des Drossel­ organs in die Einlaßleitung mündet,
daß am Leerlaufkanal (17) ein Magnetventil (28) angeord­ net ist, und
daß eine Steuerschaltung (31) für das Magnetventil (28) folgendes enthält: Eingänge, die mit Gebern (32, 33) für Betriebsparameter der Brennkraftmaschine verbunden sind, die die Drehzahl (N) der Brennkraftmaschine und den Öffnungsgrad des Drosselorgans umfassen, einen Ausgang für die Lieferung eines impulsförmigen Signals mit veränderlichem zyklischem Vehältnis zum Magnetven­ til (28) und einen Speicher zur Speicherung des Werts des zyklischen Verhältnisses für eine Vielzahl von Kom­ binationen von Werten der Betriebsparameter vom Leer­ lauf bis zur Auslösung des Hauptspritzkreises.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine die Drehzahl (N) und der Öffnungswinkel (α) der Drossel­ klappe sind.

3. Vergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung für das Magnetventil (28) die­ sem ein impulsförmiges Signal mit einer festen Frequenz von im allgemeinen etwa 100 Hz liefert.

4. Vergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil geschlossen gehalten wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine größer als ein ge­ gebener Wert, der Öffnungswinkel der Drosselklappe gleich Null und die Brennkraftmaschine mit den Rädern gekuppelt ist.