AT516758A4 - Verfahren zum Betreiben eines durch eine Drosselklappe steuerbaren Zweitakt-Ottomotors - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines durch eine Drosselklappe steuerbaren Zweitakt-Ottomotors mit wenigstens einem Zylinder angegeben, in den Kraftstoff in einer von der Drehzahl und der Drosselklappenstellung abhängigen Menge unmittelbar eingespritzt wird. Um bei einer Motorentlastung die Drehzahl zu stabilisieren, wird vorgeschlagen, dass während einer Motorentlastung beim Überschreiten eines bei einer Motorbelastung von der Drosselklappenstellung bestimmten Drehzahlbereichs der Kraftstoff in jedem zweiten Arbeitszyklus zur Bildung eines fetten Luft- Kraftstoffgemischs in einer größeren Menge in den Zylinder eingespritzt wird.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines durch eine Drosselklappe steuerbaren Zweitakt-Ottomotors mit wenigstens einem Zylinder, in den Kraftstoff in einer von der Drehzahl und der Drosselklappenstellung abhängigen Menge unmittelbar eingespritzt wird.

Bei Zweitakt-Ottomotoren kann durch eine genaue Dosierung der in jedem Arbeitszyklus eingespritzten Kraftstoffmengen ein für die Verbrennung vorteilhaftes Luft-Kraftstoffverhältnis in den jeweiligen einerseits durch die Drosselklappenstellung und anderseits durch die Motordrehzahl bestimmten Betriebspunkten sichergestellt werden, wobei sich im Lastbetrieb eine Drehzahl einstellt, bei der die abgegebene Motorleistung der Motorbelastung entspricht. Fällt jedoch die Motorbelastung weitgehend weg, so dreht der Zweitakt-Ottomotor unter der Voraussetzung eines für die Verbrennung vorteilhaften Luft-Kraftstoffverhältnisses wegen der fehlenden Belastung bis zur Enddrehzahl hoch. Um eine Drehzahlstabilisierung bei einer Motorentlastung zu erreichen, ist es bekannt, das Luft-Kraftstoffgemisch durch Einspritzen einer größeren Kraftstoffmenge bis zur Zündgrenze anzufetten, was den Nachteil mit sich bringt, dass abgesehen von der ungünstigeren Kraftstoffausnützung die Zündkerzen verrußen. Außerdem verschlechtert sich das Ansprechverhalten des Zweitakt-Ottomotors bei einem Lastbetrieb in den Bereichen der angefetteten Gemischbildung.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Drehzahl eines Zweitakt-Ottomotors im Leerlauf auf eine Weise zu stabilisieren, die verbesserte Verbrennungsbedingungen ohne Gefahr einer Verrußung erlaubt.

Ausgehend von einem Verfahren zum Betreiben eines Zweitakt-Ottomotors der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass während einer Motorentlastung beim Überschreiten eines bei einer Motorbelastung von der Drosselklappenstellung bestimmten Drehzahlbereichs der Kraftstoff in jedem zweiten Arbeitszyklus zur Bildung eines fetten Luft-Kraftstoffgemischs in einer größeren Menge in den Zylinder eingespritzt wird. Überschreitet aufgrund dieser Maßnahmen die Drehzahl des entlasteten Zweitakt-Ottomotors jene Drehzahl, die im Lastbetrieb mit der gleichen Drosselklappenstellung das Einhalten einer konstante Drehzahl unter vorteilhaften Verbrennungsbedingungen erlaubt, so wird abweichend von der Steuerung des Lastbetriebs das Luft-Kraftstoffgemisch in jedem zweiten Arbeitszyklus mit der Wirkung angefettet, dass die für einen Zweitaktmotor kennzeichnende Gasdynamik gestört und dadurch ein Hochdrehen des Zweitakt-Ottomotors unterbunden wird. Die auf gute Verbrennungsbedingungen abgestimmte Luft-Kraftstoffmischung in den Arbeitszyklen zwischen den Arbeitszyklen mit einer angefetteten Luft-Kraftstoffmischung sorgt außerdem für eine saubere Verbrennung, die das Verrußen der Zündkerzen verhindert und verbessert somit auch die Kraftstoffausnützung im Vergleich zu einer Gemischanfettung in jedem Arbeitszyklus.

Da durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen lediglich das Hochdrehen des Zweitakt-Ottomotors bei seiner Entlastung unterbunden werden soll, genügt es, dass das abwechselnd zyklusweise Einspritzen einer größeren Kraftstoffmenge zur Bildung eines fetteren Luft-Kraftstoffgemischs auf einen von der Drosselklappenstellung abhängigen Drehzahlbereich beschränkt wird, weil sich durch die in diesem Bereich gestörte Gasdynamik die Drehzahl nicht erhöhen kann und somit die sonst bestehende Gefahr gebannt wird, dass dieser beschränkte Drehzahlbereich überschritten wird und dann der Zweitakt-Ottomotor wieder ungebremst hochdreht.

Anhand der Zeichnung, in der der Zusammenhang zwischen der Motordrehzahl und der Drosselklappenstellung bei einer Motorbelastung in einem kartesischen Koordi natensystem dargestellt ist, wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Zweitakt-Ottomotors näher erläutert. Üblicherweise wird ein linearer Zusammenhang zwischen der auf der Abszisse des dargestellten Koordinatensystems aufgetragenen Drehzahl n eines Zweitakt-Ottomotors und der auf der Ordinate ablesbaren Drosselklappenstellung α angestrebt, wie dies die Kurve 1 veranschaulicht. Es ergibt sich eine vergleichsweise einfache, belastungsbedingte Motorsteuerung unter vorteilhaften Verbrennungsbedingungen, weil in jedem durch die Drosselklappenstellung α und die Motordrehzahl n bestimmten Betriebspunkt ein für die Verbrennung optimiertes Luft-Kraftstoffverhältnis durch das Einspritzen einer für diesen Betriebspunkt vorprogrammierten Kraftstoffmenge sichergestellt werden kann. Wegen des linearen Zusammenhangs zwischen der Drosselklappenstellung α und der Motordrehzahl n genügt es, für die zur Motorsteuerung vorgesehenen Steuereinrichtung lediglich einzelne Betriebspunkte a, (η,, α,) für den Verlauf der Drosselklappenstellung α in Abhängigkeit von der Motordrehzahl n anzugeben und die Zwischenwerte zwischen den Betriebspunkten ai+i (ni+1, ai+-i) und a, (η,, α,) zu interpolieren, wie dies in der Zeichnung durch beispielshaft eingezeichneten Betriebspunkte a, und a,+i angedeutet wird.

Wird der Zweitakt-Ottomotor entlastet, so würde er ohne Gegenmaßnahmen bei jeder Drosselklappenstellung bis zur Enddrehzahl hochdrehen, weil das für eine stabile Motordrehzahl ausreichende Gegenmoment nicht zur Verfügung steht. Aus diesem Grund wird beim Überschreiten eines durch die jeweilige Drosselklappenstellung α bestimmten Drehzahlbereichs die zyklische Einspritzung des Kraftstoffs in den Zylinder geändert, und zwar in dem Sinn, dass durch eine erhöhte Einspritzmenge in jedem zweiten Arbeitszyklus das Luft-Kraftstoffgemisch angefettet und aufgrund der damit verbundenen zyklisch abwechselnd unterschiedlichen Verbrennung die typische Gasdynamik eines Zweitakt-Motors so gestört wird, dass ein weiteres Hochdrehen unterbunden wird.

Das zyklisch abwechselnde Einspritzen von geringeren und höheren Kraftstoff mengen zur Stabilisierung der jeweiligen Drehzahl bei einer Motorentlastung ist aller- dings nur während eines Drehzahlbereichs erforderlich, in dem die Motordrehzahl bei einer gegebenen Drosselklappenstellung wegen der abwechselnden Aufeinanderfolge von angefetteten und nicht angefetteten Luft-Kraftstoffmischungen sicher stabilisiert wird. In höheren Drehzahlbereichen kann somit die für die Drehzahlstabilisierung vorgesehene, zyklisch abwechselnde Einspritzung niedrigerer und höherer Kraftstoffmengen entfallen. Die strichpunktiert eingezeichnete Kurve 2 veranschaulicht diese Grenze, sodass nur im Bereich zwischen den Kurven 1 und 2 die abwechselnde Gemischbildung angefetteter und nicht angefetteter Luft-Kraftstoffmischungen durchgeführt wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Ansprechverhalten des unter Last betriebenen Zweitakt-Ottomotors in einem Bereich unterhalb der Kurve 2 nicht durch die abwechselnd unterschiedliche Gemischbildung beeinträchtigt wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum Betreiben eines durch eine Drosselklappe steuerbaren Zweitakt-Ottomotors mit wenigstens einem Zylinder, in den Kraftstoff in einer von der Drehzahl und der Drosselklappenstellung abhängigen Menge unmittelbar eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Motorentlastung beim Überschreiten eines bei einer Motorbelastung von der Drosselklappenstellung bestimmten Drehzahlbereichs der Kraftstoff in jedem zweiten Arbeitszyklus zur Bildung eines fetten Luft-Kraftstoffgemischs in einer größeren Menge in den Zylinder eingespritzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zyklusweise abwechselnde Einspritzen einer größeren Kraftstoffmenge zur Bildung eines fetteren Luft-Kraftstoffgemischs auf einen von der Drosselklappenstellung abhängigen Drehzahlbereich beschränkt wird.