DE2610529C2

DE2610529C2 - Vorrichtung zur Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE2610529C2
Application number: DE2610529A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Okazaki Mochizuki; Eizi Anjo Tanaka
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1975-03-14
Filing date: 1976-03-12
Publication date: 1981-12-24
Also published as: US4058100A; DE2610529A1; JPS51105527A

Description

/.. B. Rücksiellkräfte der Fühlklappe oder Membran-Rückstellkräfte des Stellglieds der Fühlklappe eliminieren bzw. kompensieren. Dadurch kann der Druckabfall über der Fühlklappe für alle Stellungen der Drosselklappe im wesentlichen konstant gehalten werden, so daß der Luftdurchsatz mit der Vergrößerung des Durchlaßquerschnitts zwischen Fühlklappe und Ansaugrohr linear proportional ansteigt. Erfindungsgemäß ändert sich der Durchlaßquerschnitt linear mit der Drehstellung der Fühlklappe, so daß bei direkter Kopplung eines Brennsioff-Dosiersystems mit der Fühlklappe stets ein konstantes Luft-Brennstoff-Verhältnis eingeregelt werden kann. Dieser konstante Wert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses kann dann durch einfache Ansteuerung der federvorgespannten Ventileinrichtung gezielt korrigiert werden, je nachdem, in welchem Betriebszustand der Verbrennungsmotor betrieben wird. Diese Korrektur ist aufgrund dessen, daß das Bezugs-Luft-Brennstoff-Vcrhältnis stets auf einen konstanten Wert eingeregelt wird, auch quantitativ festgelegt.

Zu einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gelangt man mit den Merkrr-tlen jes Unteranspruchs 2. Die Veränderung des Durchlaßquerschnitis der Fühlklappe kann auf diese Weise mit einfachsten Mitteln exakt linear proportional zur Winkelstellung der Fühlklappe gehalten werden.

Die Unteransprüche 3 bis 5 bilden in vorteilhafter Weise die Einrichtung zur gezielten Korrektur des Luft-Brennstoff- Verhältnisses in Abhängigkeit von einem Motorparameter weiter.

Aus der DE-AS 23 40 834 ist ein Ansaugleitungsabschnitt bekannt, der so ausgebildet ist, daß der von einer Fühlklappe aufsteuerbare Durchlaßquerschnitt linear proportional zur Winkelstellung der Luftklappe zunimmt.

Aus der DE-OS 2148 968 ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Federkraft-Einstellvorrichtung zeigt, die in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors angesteuert wird.

Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I einen Schnitt einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors.

F i g. 2 eine zweite Ausführungsfcrm einer Vorrichtung obenerwähnter Art und

F i g. 3 eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung obenerwähnter Art.

In Fig. I steht ein nic!:t dargestelltes Luftfilter über ein Saugrohr I mit rechtwinkligem Querschnitt mit einem Verbrennungsmotor so in Verbindung, daß die angesaugte Luft durch das Saugrohr 1 in Richtung des Pfeiles α von einem Eintritt 2 aus durch das Saugrohr strömt. Fine Welle 4 tragt eine Drosselklappe ?. Die Welle 4 ist drehbar im Saugrohr I gelagert und funktional mit einem nicht dargestellten Gaspedal verbunden, so daß das Ausmaß der Öffnung der Drosselklappe 3 auf geeignete Weise entsprechend dem Betriebszustand des Motors gesteuert werden kann.

1 -ItK^- Welle 1 ist mit dem oberen Teil einer rechtwinkligen Fühlklappe f> verbunden. Die Welle 5 isl drehbar im Saugrohr 1 siromaiif der Drosselklappe 5 gelauert. Die I ühlklappe h ist funktional mit einer herkömmlichen Dosieranlage verbunden, von der der Durchfluß des dem Motor /ugeführten Kraftstoff in Abhängigkeit von der V'nkelstellung der Welle ϊ bzw. vier f-'ülilklappe β gesteuert wird. Oben an der Fühlklappe 6 ist ein Arm 7 befestigt, der über eine Verbindungsstange 8 mit einer Membran 12 eines druckbetäiigten Stellantriebs bzw. eines .Steuerglieds 9 in Verbindung steht. Zwischen dem unteren Teil der Fühlklappe 6 und einer Halterung 11, die am Saugrohr! befestigt ist, ist eine Rückstellfeder 10 gespannt, die die Fühlklappe 6 in ihre geschlossene Stellung zu ziehen versucht.

Die Membran 12 unterteilt den Innenraum eines Gehäuses 9/A in eine obere Bezugsdruckkammer, die in Verbindung mit einem Druckanschluß 13 steht, der stromauf der Fühlklappe 6 im Saugrohr ausgebildet ist, und eine untere Steuerkammer 9ß, die über eine Unterdrucksteuerkammer 25 eines druckempfindlichen Membran-Regelventils 15 mit einem Druckanschluß 14 in Verbindung steht, der stromab der Fühlklappe 6 im Saugrohr 1 ausgebildet ist. Die Membran 12 kann vorn Druckunterschied zwischen der Beziigsdruckkammer und der unteren Steuerkammer ausgelenkt werden und dadurch über die Verbindungssiange 8 und den Arm 7 die Fühlklappe 6 verschwenken.

Das Regelventil 15 umfaßt ein oberes Gehäuse 22. ein unteres Gehäuse 32 sowie eine Membran !6, deren Rand zwischen dem oberen Gehäuse 22 unJ dem unteren Gehäuse 32 so eingesetzt ist. daß sie eine erste oder ouere Druckkammer 17 und eine zweite oder untere Druckkammer 18 abteilt. Das untere Ende eines Ventilschaftes 19 ist an der Membran 16 in deren Mitte befestigt, und das obere Ende dieses Vtntilschaftes geht in ein halbkugelförmiges Vcntilclement 20 über, für das ein Ventilsitz 23 an der oberen Wund des oberen Gehäuses 22 ausgebildet ist. Der Ventilschaft 19 sit/.i verschiebbar in einer für luftdichten Abschluß sorgenden Ventilschaftführung 21. Die Unterdrueksteuerkammer 25 steht mit der umgebenden Atmosphäre über einen veränderbaren Strömungskanal 24 in Verbindung, der vom Ventilelement 20 und seinem Ventilsitz 23 begrenzt wird. In der zweiten Druckkammer 18 ist zwischen der Membran 16 und einem Federsitz 27 in Form eines Kolbens eine Rückstellfeder 26 angeordnet. Du^1-Ch den Boden des kolbenförmigen Federsit/es 27 ist ein Luftloch 28 gebohrt. Dieser kolbenförmige Federsitz 27 ist verschiebbar in einen zylindrischen Abschnitt J2;/ des unteren Gehäuses 32 eingepaßt und mit dom oberen linde eines Stößels 29 verbunden, der verschiebbar durch eine für luftdichten Abschluß sorgende Stößelführung 31 verläuft, die in den Boden des zylindrischen Abschnitts 32.·; des unteren Gehäuses 32 eingesetzt ist. Am unteren Ende des Stößels 29 ist drehbar eine Rolle 30 angebracht, die in Kontakt mit einer Nockenscheibe 33 steht, die von einer Nockenwelle 34 getragen wird, die ihrerseits funktional in Verbindung mit der Welle 4 der Drosselklappe 3 steh'.

Die erste Druckkammer 17 des Mcmbranventils !5 steht mit einem Druckanschluß 35 in Verbindung, der im Saugrohr 1 stromauf der FOhlklappe 6 ausgebildet ist. Die zweite Druckkammer 18 steht mit einem Druekansehluß 36 in Verbindung, der stromab der Fühlklappe 6 im Saugrohr ausgebildet ist.

In der Innenwand des Saugrohres 1 ist eine gekrümmte Ausnehmung 17 in einem dein unteren Rand der Fühlklappc 6 zugewandten Bereich v> ;nisf?ebildet. daß tier zwischen der Unterkante der l'uhlklappe 6 und der gekrümmten Ausnehmung 57 bestehende freie Strömungs(|uerschn '■' in linearem Verhältnis zum Ausmaß der Öffnung der Fühlklappc f>. d.h. zur Drehstellunj: der Welle >. steht. In das Saugrohr I mündet i'in I mlaß 18 eine¹. B>passk.inaK. der dafür

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sorgt. il.il¹ hei vollständig geschlossener Drosselklappe 3 im Leerlauf ties Motors durch ilen Bspasskanal cmc geeignete Menge ,ingesaugter Luft /um Motor strömen kann, damit stabiler Leerlau! ties Motors erreicht wird. Im folgenden w ird die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen ersten 'Visfuhrungsform erläutert. Wenn der Motor angelassen worden ist und die Drosselklappe 3 geöffnet ist. strömt durch ilen L.intritt 2 angesaugte Luft in Richtung ties Pfeiles ,ι in tlas Saugrohr 1. so dall die I uhlklappe f> entgegen tier Kraft tier Rückstellfeder IO in Abhängigkeit vom Ansauglufldurchfluß verdrehi wird. Der Druck stromab tier Fühlklappe 6 ist geringer als tier Druck stromauf der F'ühlklappe β aufgrund des von der Fühlklappe 6 hervorgerufenen Druckverlustes. Der stromauf der Fühlklappe 6 herrschende Unterdrück VA ird über tlen Druckanschluß I 3 auf die obere Kammer des Stellgliedes 9 und über den Druekanschluß 35 auf die erste Druckkammer 17 im Regelventil 15 gegeben. Der stromab der I ühlklappe β herrschende Unterdruck wird über tlen Dnickanschkili 36 auf die /weite Druckkammer 18 im Regelventil 15 und über den Druckanschiuß 14 sovMc die I 'ntertlrucksleuerkammcr 25 im Membranventil 15 auf die Steuerkammer 9/i im Stellglied 9 gegeben. Die I uhlklappe f> nimmt eine Stellung ein. in der die einerseits von der Luftströmung und tier Membran 12 über die Verbindungsstange 8 und den Arm 7 auf die Fühlklappe ausgeübte Kraft im Gleichgewicht ist mit der andererseits von der Rückstellfeder IO auf die 1 uhlklappe ausgeübten Kraft. Ls sei nun der Druckabfall bzw. die Druckdifferenz an der I uhlklappe 6 im Gleichgewichtszustand betrachtet. Wenn tier Druck stromauf tier L'ühlklappe (S mit /' 1 und tier Druck stromab tier ['uhlklappe 6 mit P 2 bezeichnet w ird. ¹A irtl die Druckdifferenz durch folgende Gleichung w ledergegeben:

Der freie Stromungsquerschnitt des veränderbaren S!T(>murigsk.:na!s 24 zwischen dem Ventilelemem 20 und seinem Ventilsitz 23 wird mit A bezeichnet. Ferner sei fur die folgende Erklärung angenommen, daß dieser freie S'romungsquerschnitt bzw. diese Fläche den konKre'en Wert Λ 0 hat. wenn die Druckdifferenz gleich einer mit JP" bezeichneten Bezugsdruckdifferenz ist. IrT₁ folgender, werden die drei Fälle untersucht, daß J P=J PO oder JP<JPOoderJP>JPO,st.

I)JP=JPO

I rre- dieser Bedingung beträgt die Druckdifferenz an der Membran 16 im Regelventil 15 JPO. Der freie Siromurgsquer<-i.hnitt bzw. die Fläche des StrömungskanüK 24 ist de'initionsgemäß A 0. Da die Unterdrucks'cjerkamn"." 25 über den Strömungskanal 24 mit der F i.ä.nc Λ 'Ί mi; der umgebenden Atmosphäre in Verbird'iriii s^Teht. ist der auf die Unterseite de^r

Mi! ,·- 12 :rr Stellglied 9 wirkende Unterdrück a:jf

P 2^f! ·. j--:-J^-;. ! nter diesen Bedingungen ist das irr, { ^hr/·-- <.'-:·-*·-- ,njf die Fühlklappe 6 vom .Stellglied 9 und '·'·?■ Cv- I. !"'Tornung ausgeübte Drehmoment gleich de~ vvecceriaesetzt wirkenden Drehmoment de Rückstellfeder 10 Die Druckdifferenz an de- Fühlkiap
De 6 iv :ir- JP^r>.

2)JP< JPO

Dr-xkdifferer

JP

ah

h-S- 1β -;-

-- .-'ο- /ehe- .-:- Krah ^^μ =ο daß
ie .- i- p.; .λ- 26 ττ:;hr nach .-, atisgelenkl wirtl. was zur I olge hat. dall tlas Venlilele ment 20 weiter nach oben vom Ventilsitz 23 abgehoben v»ird. Dies wiederum hat zur Folge. (IaU der freie Stromiingsquerschnitt Λ des Strömlingskanals 24 grol.ler als Λ ti wird, so dall der auf die Unterseite der Membran 12 im Stellglied 9 wirkende Unterdrück stärker vermindert wird. Dies wiederum hat zur Folge, dall die Membran 12 mehr nach oben aiisgelenkl wird und the I ühlklappe b aufgrund der Kraft der

in Ruckstellfeder IO in Schliellrichtung verstellt wird. Dadurch wird tier Driickverlust erhöht, so daß die Druckdifferenz an der Fühlklappe 6 bis auf die Hezugsdruckdifferenz JPO ansteigt. Wenn die Druckdifferenz J/' bis auf die Hc/ugsdruckdiffercnz /I/O

ι s angestiegen ist. ist der Gleichgewichtszustand erreicht.

3)JP>JP0

Dies ist der entgegengesetzte ('all zum zweiten I all. so daß die l'ühlklappe 6 in Öffnungsrichtung ver-

.'Ii schwenkt wird. Dabei wird der Driickverlust über tier I ühlklappe 6 vermindert, so daß die Druckdifferenz J/' bis zur Bezugsdruckdifferenz JPO abnimmt. Wenn dann JP= J/'0 ist. ist der Gleichgewichtszustand erreicht.

Die Druckdifferenz JP an der Fühlklappe 6 kann

.··, somit für alle Werte des Ansaugluftdurchflusses zuverlässig in einem bestimmten, zulässigen Toleranz bereich um die Bezugsdruckdifferenz APQ gehalten werden Dies gilt sogar für tlen Leerlauf, da dann die Ansaugluft durch den Bvpasskanal in den Motor strömt

in wie dies bereits erläutert wurde. Wie bereits ebenfalls erläutert wurde, ist die Größe der von der Unterkante der Fühlklappe 6 und der gekrümmten Ausnehmung 37 des Saugrohres I begrenzten Öffnung linear proportional zur Drehsteilung der Fühlklappe 6. Demzufolge ist

ί, der Durchfluß der durch die von der Fühlklappe 6 begrenzte Öffnung fließenden Ansaugluft linear propor lional zur Winkelstellung der F'ühlklappe6.

Im folgenden wird die Funktionsweise der ersten Ausführungsform in Verbindung mit einer Kraftstoff-

!■ einspritzanlage erläutert, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors steuert. In der Regel ist ein fettes Gemisch bzw. kleines Luft-Kraftstoff-Verhältnis erforderlich. wenn der Motor im Leerlauf oder bei niedriger

■i"> Belastung oder bei hoher Belastung arbeitet und die Drosselklappe entweder nur wenig oder sehr weit geöffnet ist. wogegen ein mageres Gemisch bzw. großes Luft-Kraftstoff-Verhältnis erforderlich ist. wenn der Motor in einem mittleren Lastbereich arbeitet und die

-■■ Drosselklappe eine Mittelstellung einnimmt, damit Kraftstoff gespart wird und der Gehalt an Abgaverunreinigungen möglichst gering ist. Die Nockenfläche der Nockenscheibe 33 weist aus diesem Grund einen Abschnitt fur niedrige Belastung, einen Abschnitt für miniere Belastung und einen Abschnitt für hohe Belastung auf. wobei sich die Al/Stände dieser drei Abschnitte von der Achse der Nockenwelle 34 voneinander unterscheiden. Da die Nockenwelle 34 funktional mit der Welle 4 der Drosselklappe 3 verbunden ist. hängt die Stellung der mit der Nockenscheibe 33 in Berührung stenenden Rolle 30 und somit des Federsitz.es 27 von der Drehstellung der Drosselkiappenwelle 4 und somit von der Größe der Öffnung an der Drosselklappe 3 ab Zur Erläuterung sei

-" angenommen daßdann. wenn die Bezugsdruckdifferenz JPO herrsch; und der Strörnungskana! 24 die freie Bezuss'iäche A 0 hai und der Motor unter mittlerer Belastung arbeitet, der kolbenförmige Federsitz 27 die

liezugsstcllung IA) einnimmt und das eingestellte I .ud-Kraftstoff-Verhältnis (las Ikvugs Luft-K rait M ι iff Verhältnis AO ist. Wenn die Drosselklappe 3 dann an¹· der Stellung rmt mittlerer Öffnung in eine Slclhiim mit weiter Öffnung gebt lieht wild. d. h. wenn die licl.isiiing des Motors ansteigt, wird die mit der Welk' 4 der Drosselklappe 3 funktional verbundene Nockenscheibe 33 .· gedreht, daß der Noekenfliichenabschniti für hohe Belastung in Kontakt mit dem Nockenabtaster Ivw. der Rolle 30 gebracht wird, so duIi die Rolle 30 und somit der Federsitz 24 abgesenkt werden. Dies hat zur Folge, daß das untere finde der Rückstellfeder 26 abgesenkt und die Spannung der Rückstellfeder 26 vermindert wird, so daß die von der leder 26 erzeugte Rückstellkraft ebenfalls abnimmt. I3ei der Bezugsdruckdil'ferenz ΔΡ0 nimmt daher der Ventilschaft 19 eine niedrigere Stellung als im mittleren l.astbereieh ein, so daß eier freie Strömungsquerschnitt Λ des Strömungsde Einrichtung bei der ersten Aiisfiihriingsform ausgebildet. Hei der Aiisführungsfonn gemäß I i g. 2 umfaßt das untere (icliäuse 32 des Membranventil 15 einen unteren zylindrischen Abschnitt 32Λ. der unmittelbar unterh.ilb des oberen zylindrischen Abschnitts .32;/. in den verschiebbar der Federsit/ 27 eingesetzt ist. koaxial zum unteren Abschnitt an diesen angeformt ist. In den unteren z.vlindnschen Abschnitt 12b ist verschiebbar ein Kolben 42 eingepaßt, der mit dem unteren Ende des St(MkIs 29 verbunden ist. Der Innenraiim des unteren zylindrischen Abschnitts 32/i wird vom Kolben 42 in eine obere Kammer und eine untere Kammer 42;/ unterteilt, wobei die obere Kammer über ein Entlüftungsloch 46 mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht und die untere Kammer 42;/ einen l.ufteinlaß 47 sowie einen Unterdruekeinlaß 48 aufweist. In der unteren Kammer 42;/ sitzt zwischen dem Kolben 42 und dem Boden des

2Ί kleiner wird und d:-is Stellglied 9 die unteren /^v!indnschcp

ϊ?Λ

Rjhlklappe 6 weiter geöffnet hält. Die Glcichgewichtsstdlung der Fühlklappe wird daher bei weiter geöffneter Fühlklappe 6 und bei einer Druckdifferenz Δ P erreicht, die niedriger als die Bezugsdruckdifferenz Δ PO ist. Der Durchfluß durch die von der Fühlklappe 6 bestimmte Durchflußöffnung ist daher bei größerer Öffnung geringer, da eine kleinere D^ruckdifferenz herrscht. Dies heißt mit anderen Worten, daß die Fühlklappe bei gleichem Durchfluß weiter geöffnet ist, wenn der Motor stark belastet ist. als wenn der Motor unter mittlerer Belastung arbeitet. Die Welle 5 der Ff ilklappe 6 ist funktional mit der Kraftstoffdosieranlage so verbunden, daß die Menge des zugemessenen Kraftstoffs proportional zur Winkelstellung der Welle 5 ist Dies hat zur Folge, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältni« λ kleiner als das Bezugs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A 0 wird, auch wenn die Fühlklappe 6 gleich weit geöffnet ist. Dies heißt, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis; bei hoher Belastung kleiner als bei mittlerer Belastung wird. Bei niedriger Belastung lauf; im wesentlichen ein analoger Vorgang ab.

Da in den Boden des Feersetzes 27 das Luftloch 28 gebohrt ist, wirkt keine Druckdifferenz zwischen der Oberseite und der Unterseite des Bodens des Federsitzes 27.

Wie vorstehend beschrieben wurde, wird sichergestellt, daß die Dreh- bzw. Winkelstellung der Welle 5 der Fühlklappe 6 linear proportional zum Ansaugluftdurchfluß ist. Wenn ein fettes Gemisch bzw. niedriges Luft-Kraftstoff-Verhältnis erforderlich ist. wird die Druckdifferenz ΔΡ an der Fühlklappe 6 bei gleicher Stellung der Fühlklappe 6 vermindert, so daß der Ansaugluftdurchfluß abnimmt. Da die Größe der Öffnung an der Fühlklappe 6 und somit die Drehstellung der Welle 5 unverändert bleiben, bleibt auch die Menge des zugemessenen und eingespritzten Kraftstoffs unverändert. Dies hat zur Folge, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis A kleiner als das Bezugs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A 0 wird. Die Erfindung kann sowohl auf Kraftstoffeinspritzanlagen angewendet werden, bei denen die Drehstellung der Fühlkiappe 6 und somit der Welle 5 mechanisch festgestellt wird, als auch auf Kraftstoffeinspritzanlagen, bei denen diese Drehstellung elektrisch erfaßt wird.

Die in Fig. 2 dargestellte zweite Ausfühmngsform stimmt mit der unter Bezugnahme auf Fi g. 1 beschriebenen ersten Ausführungsform weitgehend überein: lediglich die Einrichtung zur Feststellung des Öffnungsgrads der Drosselklappe ist anders als die entsprechen-

der 45, die den Kolben 42 nach oben zu drücken versucht.

Ein elektromagnetisch betätigtes Schiebeventil 49. mittels dessen das Drucksignal ausgewählt wird, das auf die untere Kammer 42;/ gegeben wird, umfaßt ein Gehäuse 50. einen Tauchkern 51, der verschiebbar in das Gehäuse 50 eingepaßt ist und an seinem Umfang eine umlaufende Ringnut 51a aufweist, eine Rückstellfeder 52, die den Tauchkern 51 nach rechts (in F i g. 2) zu drücken versucht, eine erste Düse 53. die in Verbindung mit der umgebenden Atmosphäre steht, eine am Gehäuse 50 ausgebildete zweite Düse 54. die mit einem Druckanschluß 65 verbunden ist, der sich am Saugrohr 1 stromab der Drosselklappe 3 befindet, eine in das Gehäuse 50 geschraubte Stellschraube 55 zur Lageeinstellung des Tauchkerns 51, einen am Gehäuse 50 ausgebildeten ersten Auslaß 56. der in Verbindung mit dem Lufteinlaß 47 steht, einen am Gehäuse ausgebildeten zweiten Auslaß 57. der in Verbindung mit dem Unterdruckeinlaß 48 des Membranventils 15 steht, sowie eine Elektromagnetspule bzw. ein Solenoid 58 zur Verschiebung des Tauchkerns 51.

Eine Welle 60. die funktional mit der Welle 4 der Drosselklappe 3 verbunden ist. trägt einen Arm bzw. bewegbaren Kontakt 59, der wahlweise in Berührung mit einem festen Kontakt 61 für niedrige Belastung oder einem festen Kontakt 62 für hohe Belastung treten kann. Der bewegbare Kontaktarm 59 ist elektrisch mit einem Anschluß des Solenoids 52 verbunden, und die festen Kontakte 61 und 62 sind elektrisch über eine Spannungsquelle mit dem anderen Anschluß des Solenoids 58 verbunden.

Am Unterdruckeinlaß 48 befindet sich ein Rückschlagventil 63. zu dem eine Feder 64 gehört.

Im folgenden wird die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform erläutert. Bei mittlerer Belastung des Motors steht der bewegbare Kontaktarm 59 mit keinem der festen Kontakte 61 und 62 in Berührung, so daß das Solenoid 58 nicht erregt ist und der Tauchkern 51 von der Rückstellfeder 52 nach rechts (in Fig. 2) gedrückt wird, wobei er dann eine solche Stellung hat. daß die Ringnut 51 a des Tauchkerns 51 für eine Verbindung zwischen den ersten Düse 53 und dem ersten Auslaß 56 sorgt. Dies hat zur Folge, daß durch den Lufteinlaß 47 atmosphärische Luft in die untere Kammer 42a im Membranventil 15 gelangt, so daß der Kolben 42 von der Rückstellfeder 45 nach oben gedrückt werden kann. In diesem Betriebszustand der Vorrichtung ist die Druckdifferenz JPan der Fühlkiap-

pc 6 gleich der He/ugsdriickdilferen/ -1 /'(). und das sich ergebende Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist gleich dem Bezugs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AO. Hei einer ItIiö hung der Belastung wird der bewegbare Kontaktarm 59 πι Berührung mit dem festen Kontakt 62 für hohe Belastung gebracht, so daß das Solenoid 58 erregt wiril und den Tauchkern 5! nach links (in I i g. 2) zieht. Dies hat zur Folge, ti:¹ 'Λ der Tauehkern ^ril in eine Stellung verschoben wird, in der seine Kingnut 51;; eine Verbindung /wischen der /weiten Düse 54. die mit dem Druckanschluß 65 verbunden ist, und dem /weiten Auslaß 57 herstellt, wie dies in f·" i g. 2 dargestellt ist. Dadurch gelangt der stromab tier Drosselklappe .3 herrschende Unterdruck über das Schiebeventil 49 und das Rückschlagventil 63 in die untere Kammer 42./. wo tlicser Unterdruck so auf den Kolben 42 wirkt, daß tier Kolben 42 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 45 nach unten verschoben wird, wobei et den I edersit/. 27 mitnimmt. Das Rückschlagventil 63 sorgt ilafür, daß die Kammer 42,7 geschlossen bleibt, auch wenn der von stromab der Drosselklappe 3 übertragene Unterdruck unter den vorher zur Kammer 42.) übertragenen Unterdruck abnimmt, so daß der Kolben 42 in seiner abgesenkten Stellung gehalten werden kann. In diesem Zustand wird die Druckdifferenz an der Rihlklappc 6 niedriger als die Be/ugsdruckdifferenz .1/'O. was zur Folge hat. daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis niedriger als das Bezugs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AO wird. Die Funktionsweise im Leerlauf oder bei niedriger Belastung entspricht der vorstehend beschriebenen Funktionsweise.

Die in F i g. 3 dargestellte dritte Ausführungsform stimmt weitgehend mit der vorstehend unter Bezugnahme auf F i g. 2 beschriebenen zweiten Ausführungsform uberein. Bei der zweiten Ausführungsform wird das Solenoid 58 des Schiebeventils 49 vom bewegbaren Kontaktarm 59 gesteuert, der auf der Welle 60 sitzt, die funktional mit der Welle 4 der Drosselklappe 3 verbunden ist, so daß der Frrcgungszustand des Solenoids 58 von der Winkelstellung der Drosselklappe 3 abhängt. Bei der dritten Federsitzes wird die trregung des Solenoids 58 von einem Unterdruckschalter 66 gesteuert, der Änderungen der Belastung des Motors erfühlen kann. Der Unterdruckschalter 66 besitzt ein oberes Gehäuse 71.ι und ein unteres Gehäuse 71b. die miteinander verbunden sind, eine Membran 67. deren Rand /wischen dem oberen Gehäuse 71,7 und dem linieren Gehäuse ⁷I/' eingeklemmt ist und die den Innenraum ties Unterdnickschalters 66 in eine obere Druckkammer 67,? und eine untere Druckkammer 67/; unterteilt, einen Federsit/ 68. tier an der Membran 67 befestigt ist. eine Rückstellfeder 69. die in die obere Druckkammer 67;/ /wischen dem oberen Gehäuse 71,7 und dem Federsitz 68 eingesetzt ist. ein oberes Paar Kontaktstifte 70,ϊ. die durch die Oberseite des oberen Gehäuses 71,ι um ein bestimmtes Stück in die obere Druckkammer 67;/ ragen, ein unteres Paar Kontaktstifte 70b. die um eine bestimmte Länge durch tue Bodenwantl ties unteren Gehäuses 7\b in die untere Druckkammer 67/» ragen, und einen F.inlaß 72. über tlen die obere Druckkammer 67,7 mit dem Druckanschluß 65 des Saugrohres 1 verbunden ist. Fliner der oberen Kontaktstifte 70.) und einer der unteren Kontaktstifte 70£> ist elektrisch mit dem Minuspol einer Spannungsquelle verbunden. Die anderen Kontaktstifte 70,7 und 70b sintl mit einem Anschluß des Solenoids 58 verbunden, dessen anderer Anschluß mit dem Pluspol tier Spannungsquelle verbunden ist. Die Kraft tier Rückstellfeder 69 ist so gewählt, daß sich die Membran 67 bei mittlerer Belastung des Motors /wischen den oberen und unteren Kontaktstiften bzw. l'lektrotlen 70,z und 70Λ befindet und demzufolge der an der Membran 67 befestigte Federsit/ 68 mit keinem der Kontaktstift in Berührung steht. Daher bleibt tlas Solenoid 58 des als Schiebeventil 49 ausgebildete Druckwählventils bei mittlerer Belastung des Motors aberregt. Eiei hoher Belastung des Motors ist der Unterdruck, der in der oberen Druckkammer 67,7 wirkt, größer, so daß die Membran 67 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 69 nach oben (in Fig. 3) ausgelenkt wird und dadurch der Federsitz 68 in Berührung mit den oberen Kontaktstiften 70.7 gelangt. Dies hat /ur Folge, daß das Solenoid 58 erregt wird. Wenn dagegen die Belastung des Motors niedrig ist, wird die Membran 67 nach unten (in F i g. 3) ausgclenkt. so daß der Federsit/ 68 in Berührung mit den unteren Kontaktstiften 706 gelangt. Auch dies hat /ur Folge, daß das Solenoid 58 erregt wird. Mit Ausnahme dieser Steuerung der Erregung des Solenoids 58 mittels des Unterdnickschalters arbeitet die dritte Ausführungsform praktisch in gleicher Weise wie die /weite Ausführungsform.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors, mit einer in einer Ansaugleitung stromauf einer Drosselklappe schwenkbar gelagerten und mit einer Kraftstoff-Dosiereinrichtung gekoppelten Fühlklappe, die in Schließstellung federvorgespannt und über ein membranbetätigtes Steilglied ansteuerbar ist, das eine mit der Ansaugleitung stromauf der Fühlklappe verbundene Bezugsdruckkammer und eine mit der Saugleitung zwischen Drossel- und Fühlklappe in Verbindung stehende Steuerkammer aufweist, die an eine federvorgespannte membranbetätigte Ventileinrichtung angeschlossen ist, deren eine Membrankammer mit dem Druck stromab der Fühlklappe und deren andere Membrankammer mit dem Druck stromauf der Fühlklappe beaufschlagbar ist und durch die dn den Druck zwischen Fühl- und Drosselklappe übersteigender Dr-jck in die Steuerkammer einleitbar ist, d adurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (15) ein Regelventil ist. dessen Membran (16) stets mit dem Druckabfall über der Fühlklappe (6) beaufschlagt ist und einen Ventilstößel (20) trägt, durch den eine den Druckabfall an der Fühlklappe (6) auf einen konstanten Wert haltende Verbindung der Steuerkammer (9B) zur Atmosphäre steuerbar ist, daß die Federvorspannung der Ventileinrichtung (15) in Abhängigkci' von einem Motorparameter verstellbar ist und daß mit der FühlklaDpe (6) ein sich linear mit ihrer Drehstellung verändernder Durchlaßquerschnitt einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des Saugrohrcs (I) neben dem Vorderende der Fühlklappe (6) eine Vertiefung (37) vorgesehen ist. deren Profil die lineare Abhängigkeit der Winkelstellung der Fühlklappe (6) vom Durchlaßquerschnitt bestimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Vorspannung der Venlileinrichtung (15) ein Stößel (29) vorgesehen ist, der mittels einer mit der Drosselklappe (3) gekoppelten Kurvenscheibe (33) verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Vorspannung der Venlileinrichtung (15) ein Stößel (29) vorgesehen ist. der in Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe über eine .Schallvorrichtung (49, 59 bis 62) mit dem Druck nach der Drosselklappe als Arbeitsdruck beaulschlagbar ist, wobei die Schaltvorrichtung (49, 59 bis 62) ein elektromagnetisch betätigtes Schiebeventil (49) aufweist, dessen eine Sclialtslelliing die Beaufschlagung des Stößels (29) mil dem Arbeitsdruck bewirkt und dessen andere Stellung eine Verbindung zur Atmosphäre herstellt, wobei die Aktivierung ties Magnetventils (49) über einen mit der Drosselklappe (3) gekoppelten Drehschaller(59bis62)erl.-ilgt.

¹V Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, tlal.t die Aktivierung des Magnetventils (49) mittels eine". membranhelaiiLMeu I inlerdnii ^schalters (66) crloliM dessen Steiierdrutk von der Stellung der I )n>".selklappe (3) abhängig ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Lufi-Brennstoff-Verhültnisses eines Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Es ist aus der DE-AS 11 97 686 eine Vorrichtung oben ■> erwähnter Gattung bekannt, bei der die membranbetätigte Ventileinrichtung von einem Nebenluftmotor gebildet ist, dessen eine Kammer so an das Ansaugsystem angeschlossen ist, daß sie im Leerlauf des Motors vom Druck stromauf und bei teilgeöffneter Drosselklap-

ID pe vom Druck stromab der Drosselklappe beaufschlagt ist. Die Beaufschlagung der anderen Ventilkammer erfolgt dabei auf die Weise, daß bei teilweise geöffneter Drosselklappe der Druck stromauf und bei voll geöffneter Drosselklappe der Druck stromab der

is Fühlklappe wirksam wird. Diese einander entgegenwirkenden Drücke, deren Relation sich mit dem Öffnungsgrad der Drosselklappe ständig ändert, steuern eine Druckleitung an, durch welche die Steuerkan.mer des membranbeiätigten Stellglieds der Fühlklappe beaufschlagbar ist. Auf diese Weise wird der Druck in der Steuerkammer, der zur annähernden Konstanthaltung des Druckabfalls über der Fühlklappe dienen soll und mit dem Saugleitungsabschnitt zwischen Fühl- und Drosselklappe in Verbindung steht, in Abhängigkeit von

2-> ausgewählten ßetriebszuständen des Motors korrigiert, so daß der Druckabfall über der Fühlklappe gezielt durch die Ventileinriihtung gesteuert werden kann, um das Luft-Brennstoff-Verhältnis entsprechend dem jeweiligen Betriebszustand des Motors vom einzuregeln-

(O den Bezugs-Luft-ßrennstoff-Verhältnis bewußt abweichen zu lassen.

Die Regelung des Druckabfalls über der Fühlklappe auf einen konstanten Wert ist mit dieser bekannten Vorrichtung jedoch nur bedingt realisierbar, da sich

l". durch die Ansteuerung der Fühlklappc über eine federvorgespannte Membran ein mit zunehmender Fühlklappenöffnung ebenfalls zunehmender Druckabfall über der I'ühlklappe einstellt. Aus diesem Grund ist es mit der bekannten Vorrichtung unmöglich, den

•id Luftdurchsatz mit der Fühlklappenstellung linear propoitional anzuheben. Die Fühlkiappe ist direkt mit einer ßrennstoff-Dosiercinriehtung gekoppelt, so daß das Luft-Brennstoff-Vcrhältnis bei sich in gewissen Grenzen ändernder Drosselklappenstellung mit dieser

ι-, bekannten Vorrichtung nicht exakt konstant gehalten werden kann. Die Steuerung bzw. die Korrektur des I.ufl-Brcnnstoff-Verhältnisses in Abhängigkeit von den Bctricbszuslünden des Motors wird damit aber mit der bekannten Vorrichtung zwar qualitativ realisiert, sie ist

Vi jedoch aufgrund der ungenauen Einregelung des Bezugs- Luft -Brennstoff- Verhältnisses quantitativ nicht exakt festgelegt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Pantent-

v. anspnichs I so weiterzubilden, daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis stets auf einen exakt vorbestimmten Wert eingeregelt und in Abhängigkeit von Üelriebspaiamctern lies Motors quantitativ genau und gezielt korrigiert werden kann.

mi Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I angegebenen Merkmalen gelost.

Die erfinduugsgemäßcn Maßnahmen schallen einen

Regelkreis für den Druckabfall .in der I linlklappe bzw. fur dci Druck zwischen IiIhI und Drosselklappe Der

'■■'. Druckabfall übet" der Fühlklappe steuert über die Vcntileinrichliing den Drink in der Steuerkammer, so daß eine Rückführung gesell,illen wird, welche Slorgm Uli-, der V οι in hlüML' bzw. -.l·". Re;.'elungss\<.tems. wie