WO2016201467A1 - Verfahren zum betreiben eines durch eine drosselklappe steuerbaren zweitakt-ottomotors - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines durch eine drosselklappe steuerbaren zweitakt-ottomotors Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a controllable by a throttle two-stroke gasoline engine with at least one cylinder is injected directly into the fuel in a dependent of the speed and the throttle position.
  • Throttle position and on the other hand by the engine speed certain operating points are ensured, with a speed setting in load operation, in which the output engine power corresponds to the engine load.
  • the two-stroke gasoline engine turns on the assumption of advantageous for the combustion air-fuel ratio because of the lack of load to the final speed high.
  • the invention is therefore based on the object to stabilize the speed of a two-stroke gasoline engine at idle in a way that improved
  • the invention solves the problem by the fact that during a motor discharge when exceeding a at a
  • Engine load is injected from the throttle position certain speed range of fuel in every second cycle to form a rich air-fuel mixture in a larger amount in the cylinder.
  • Throttle position allows the maintenance of a constant speed under favorable combustion conditions, so unlike the control of the load operation, the air-fuel mixture is enriched in every second cycle with the effect that the characteristic of a two-stroke engine
  • Throttle position dependent speed range is limited, because the speed can not increase by the disturbed in this area gas dynamics and thus the otherwise existing danger is banned that this limited speed range is exceeded and then the two-stroke gasoline engine again unchecked high.
  • Injection of the fuel into the cylinder changed, in the sense that the air-fuel mixture is enriched by an increased injection quantity in every second cycle and due to the associated cyclically alternately different combustion, the typical gas dynamics of a two-stroke engine is so disturbed that further revving is prevented.
  • Curve 2 in dashed lines illustrates this limit, so that only in the area between curves 1 and 2 the alternating mixture formation of enriched and non-enriched air-fuel mixtures is carried out.
  • This has the advantage that the response of the operated under load two-stroke gasoline engine in a region below the curve 2 is not affected by the alternately different mixture formation.

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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

Verfahren zum Betreiben eines durch eine Drosselklappe steuerbaren
Zweitakt-Ottomotors Technisches Gebiet
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.
Stand der Technik
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. Um bei Zweitakt-Ottomotoren die Abgasbelastung mit Kohlenwasserstoffen bei einer Belastung im Bereich der Leerlaufdrehzahl zu verringern, ist es bekannt (US 5 282 448 A), die für die Gemischbildung angesaugte Luftmenge bei gleichzeitiger Erhöhung des Kraftstoffs entsprechend der geforderten Belastung zu verringern, was zu einer Anfettung des Luft-Kraftstoffgemischs führt, allerdings bei einer steigenden Motorbelastung.
Darstellung der Erfindung
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. Kurze Beschreibung der Zeichnung
Anhand der Zeichnung, in der der Zusammenhang zwischen der Motordrehzahl und der Drosselklappenstellung bei einer Motorbelastung in einem kartesischen Koordinatensystem dargestellt ist, wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Zweitakt-Ottomotors näher erläutert. Weg zur Ausführung der Erfindung
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 a,+i (η,+ι , α,+ι ) 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
Kraftstoffmengen zur Stabilisierung der jeweiligen Drehzahl bei einer
Motorentlastung ist allerdings 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

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. 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.
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