DE2301695C3 - Unterdruck-Zündverstelleinrichtung für Fahrzeug-Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Unterdruck-ZündveiT.tellcinrichtung nnch dem Oberbegriff des

Patentanspruchs.

Die Erfindung stellt eine Verbesserung der Unterdruck-Zündverstelleinrichtungen dar, wie sie in der DE-OS 2134901 und der DE-PS 2137234 der Schutzrechtinhaberin beschrieben sind.

Die Unterdruck-Zündverstelleinrichtung entsprechend der DE-OS 2134901 verzögert hierbei eine Frühzündung bei leichten Fahrzeugbeschlemigungen, während sie bei starken Fahrzeugbeschleunigungen sofort eine maximale Spätzündung herstellt, und sie weist weiterhin ein Unterdruckreservoir auf, das eine schnelle Rückführung von einer Spätzündung zu einer normalen Frühzündung nach einer zeitweisen Fahrzeugverzögerung ermöglicht, um die Abgasemission und die Leistung zu verbessern.

Die Unterdruck-Zündverstelleinrichtung entsprechend der DE-PS 2137234 steuert die Zündverstellung einer Brennkraftmaschine, in dem die Frühzündung bei normaler leichter Fahrzeugbeschleunigung verzögert wird, während eine Rückverstellung der Zündverstellung in Richtung Spätzündung während Fahrzeugverzögerungen gleichfalls verzögert wird. Sie sorgt weiterhin für eine schnelle Erreichung einer Spätzündung bei starken Fahrzeugbeschleunigungen und sorgt für eine schnelle Rückverstellung der Zündverstellung auf eine normale Frühzünuung nach einer zeitweisen Fahrzeugverzögerung.

Die Erfindung stellt eine Verbesserung der beiden obengenannten Unterdruck-Zündverstelleinrichtungen dar, indem dis Vorteile dieser Einrichtungen und zusätzlich der Vorteil einer temperaturabhängigen Funktionsweise zur Verbesserung der Abgasemission und der Leistung erzielt werden. Im einzelnen sieht die Erfindung eine Steuerdose vir, die zwischen dem Unterdruckanschluß stromaufwärts der Drosselklappe und der Membrandose der Zündverstelleinrichtung angeordnet ist und die nicht nur für eine Verzögerung der Frühzündung während einer normalen leichten Fahrzeugbeschleunigung, einer raschen Herstellung einer maximalen Spätzündung bei starker Fahrzeugbeschleunigung und einer schnellen Rückstellung von einer Spätzündung zu einer normalen Frühzündung nach einer zeitweisen Fahrzeugverzögerung sorgt, sondern weiterhin eine sichere Funktion der Brennkraftmaschine bei kaltem Wetter ermöglicht, indem unterhalb einer bestimmten Temperatur eine normale Frühzündung hergestellt wird, wobei zu diesem Zeitpunkt die anderen Steuereinrichtungen unwirksam gemacht werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Schaffung einer Unterdruck-Zündverstelleinrichtung, bei der die gewünschten Funktionen durch eine einzige in der Unterdruckleitung vom Ansaugrohr stromaufwärts der Drosselklappe zur Membrandose eingeschaltete Steuerdose erzielt werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert,

Die Figur zeigt eine schematische Ansicht der Teile einer Brennkraftmaschine (Verbrennungsmotor), die mit einer Unterdruck-Zündverstelleinrichtung zusammenwirken. So ist ein Vergaser mit 10, die Unterbrecherplatte eines Zündverteilers mit 12, die die Unterbrecherplatte 12 betätigende Membrandose mit 14 und eine zur Membrandose 14 führende Unterdruckleitung mit 16 bezeichnet.

Der Vergaser 10 ist ein Fallstromvergaser mit einem Ansaugkanal 18 (Ansaugrohr), dessen eines Ende bei 20 mit der Atmosphäre und dessen anderes Ende bei 22 mit der Ansaugrohrfortsetzung des Verbrennungsmotors verbunden ist. Der Kanal 18 enthält einen Venturiabschnitt 24 und eine Drosselklappe 26. Die Drosselklappe 26 ist im Kanal 18 schwenkbar angeordnet, um die Strömung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches zu steuern. Der Kraftstoff wird hierbei in herkömmlicher Weise von einer Düse geliefert, die in der m Zeichnung nicht gezeigt ist, jedoch in bekannter Weise im oder unterhalb des Venturiabschnittes 24 in den Ansaugkanal 18 einragt.

Die Drosselklappe 26 ist in ihrer Leerlaufstellung gezeigt, in der sie den Kanal 18 im wesentlichen ab- ι "> schließt, sie kann jedoch in eine nahezu senkrechte Lage bewegt werden, in der sie den vollen Querschnitt des Kanals 18 freigibt. Ein Unterdruckanschluß 28 ist oberhalb (stromaufwärts) der sich in ihrer Leerlaufstellung befindlichen Drosselklappe 26 angeord- -"' net und wird bei einer Bewegung der Drosselklappe 26 in ihre Öffnungsstellung überstrichen. Dadurch wird der Unterdruck im Bereich des Untudruckanschlusses 28 in Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe verändert. Ein weiterer Unterdruck- r> anschluß 30 ist im Ansaugrohrabschnitt 22 angeordnet, dessen Zweck später beschrieben wird.

Der Zündverteiler weist eine Unterbrecherplatte 12 auf, die um einen festen Punkt 31 schwenkbar gelagert ist und somit gegenüber dem Unterbrechernokken 32 beweglich ist, der entsprechend der Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors im vorliegenden Fall sechs Kanten 34 aufweist.

Jede der Kanten 34 wirkt mit dem Unterbrechergleitstück 36 zusammen, um ein Paar von Unterbre- r> cherkontakten 38 zu betätigen. Eine Schwenkbewegung der Unterbrecherplatte 12 entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung Spätzündung oder im Uhrzeigersinn in Richtung Frühzündung wird über eine Zugstange 40 von der Membrandose 14 bewirkt, w

Die Membrandose 14 kann herkömmlichen Aufbau aufweisen. Sie besteht aus einem hohlen Gehäuse 42, dessen Inneres durch eine ringförmige Membran 48 in eine Atmosphärendruckkammer 44 und eine Unterdruckkammer 46 aufgeteilt ist. Die Membran r, 48 ist fest mit der Zugstange 40 verbunden und ist über eine Druckfeder 50 nach rechts in Richtung Spätzündung beaufschlagt. Die Druckkammer 44 weist eine Atmosphärenöffnung (nicht gezeigt) auf, während die Unterdruckkammer 46 über eine Boh- v> rung (nicht gezeigt) mit der Unterdruckleitung 16 verbunden ist.

Bei abgestelltem Verbrennungsmotor bzw. bei anderen noch zu erwähnenden Betriebsstellungen existiert auf beiden Seiten der Membran 48 Atmosphä- r> rendruck, so daß die Druckfeder 50 in der Lage ist, die Zugstange 40 nach rechts zu bewegen, um die geringste Frühzündung bzw. eine Spätzündung einzustellen. Sobald ein Unterdruck in der Unterdruckkammer 46 auftritt, wird die Membran 48 die «> Zugstange 40 nach links ziehen, um eine Frühzündung einzustellen, wobei die Größe der Frühzündung abhängig vom Unterdruck ist.

In der Unterdruckleitung 16 ist zwischen dem UnterdruckanschluS 28 oberhalb der Drosselklappe 26 h> und der Membrandose 14 eine Steuerdose 60 angeordnet, die im weseiijlichen aus einem hohlen Gehäuse 62 besteht. Das Gehäuse 62 ist mit drei Anschlüssen 64,66 und 68 versehen. Der Auslaß 64 ist über eine Leitung 70 mit dem Unterdruckansch'uß 28 verbunden, der Auslaß 66 ist mit der Unterdruckleitung 16 und der Auslaß 68 ist über eine Leitung 72 mit dem Unterdruckanschluß 30 im Ansaugrohrabschnitt 22 verbunden.

Das Gehäuse 62 weist eine erste feste Trennwand 74 auf, die das Gehäuse in zwei Druckräume 76 und 78 aufteilt. Die Trennwand 74 enthält eine Anzahl öffnungen, die eine gesteuerte Verbindung zwischen den Druckräumen 76 und 78 ermöglichen. Diese öffnungen bestehen einmal aus einer Drosselverbindung 80 aus gesintertem Metall, einem hierzu parallelen Überdruckventil 82 und einer Direktverbindung 84. Die Drosselverbindung 70 ermöglicht nur einen langsamen Ausgleich der Dnickunterschiede zwischen den beiden Druckräumen 76 und 78 und ermöglicht somit nur eine verzögerte Verstellung der Unterbrecherplatte in Richtung Frühzündung, sobald der Unterdruck im Unterdruckanschluß 28 steigt. Das Überdruckventil 82 weist herkömmlichen Aufbau auf und öffnet, sobald der Druck im Druckraum 76 den im Druckraum 78 herrschenden Druck übersteigt, um eine schnelle Verbindung zwischen den Unterdruckleitungen 64 und 66 unter Umgehung der Drosselverbindung 80 herzustellen. Die Direktverbindung 84 stellt eine weitere Umgehungsverbindung zwischen den Druckräumen 76 und 78 her, die zu bestimmten Zeitpunkten eine freie Verbindung zwischen den Druckräumen 76 und 78 herstellt, wie nachfolgend noch beschrieben wird.

Die der Trennwand 74 abliegende Wand des Druckraumes 78 wird durch eine flexible Membran 86 gebildet, die über eine Feder 88 gegen das offene Ende der Direktverbindung 84 gehalten wird, um diese abzuschließen. Die Membran 86 stellt somit im wesentlichen ein Ventil dar, das die Direktverbindung 84 schließt oder öffnet, um einen Druckausgleich zwischen den Druckräumen 76 und 78 zu ermöglichen. Die Kraft der Feder 88 wird so gewählt, daß sie die Membran 86 in allen Betriebszuständen, außer während Fahrzeugverzögerungen, in ihrer die Direktverbindung 84 abschließenden Lage hält. Während Fahrzeugverzögerungen kann hierbei der Unterdruck in der Unterdruckleitung 72 hohe Werte, wie z. B. über 533 mm Hg-Säule, erreichen.

Im Gehäuse 62 ist weiterhin benachbart der Dire ktverbindung 84 und der Membran 86 ein temperaturabhängiges Bimetallelement 92 angeordnet. Das temperaturabhängige Bimetallelement 92 besteht aus sich seitlich erstreckenden Armen 94, die in ihrer gezeigten Stellung nicht mit den anderen Einrichtungen zus?^r.inenwirken. Unterhalb einer bestimmten Umgebungstemperatur verformen sich jedoch die Arme 94 nach oben uci bewegen die Membian 86 in die in gestrichelten Linien ge^eigte Stellung 96, in der sie aus ihrer die Direktverbindung 84 abschließenden Lage abgehoben ist, wodurch eine direkte Verbindung zwischen den D ι uckräumen 76 und 78 hergestellt ist.

Zu diesem Zeitpunkt wird daher die Frühzündung nur entsprechend dem Unterdruck im Unterdruckanschluß 28 unbeeinflußt von der Drosselverbindung 80, dem Überdruckventil 82 oder dem Unterdruck im Ansaugrohr eingestellt. Mit anderen Worten, für einen Betrieb des Verbrennungsmotors bei kaltem Wetter werden all die anderen Steuereinrichtungen in der Steuerdose 60 unwirksam gemacht.

Funktionsweise

Vordem Starten des Verbrennungsmotors herrscht in den Druckkammern 44 und 46 der Membrandose 14 Atmosphärendruck, und die Zündverstellung ist auf maximale Spätzündung eingestellt, wie es zum Starten erwünscht ist.

Wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird und zu laufen beginnt, so ergibt die geschlossene Stellung der Drosselklappe im Unterdruckanschluß 28 im wesentlichen Atmosphärendruck und die Zündverstellung bleibt auf Spätzündung eingestellt. Beim öffnen der Drosselklappe für eine leichte, normale Fahrzeugbeschleunigung kann der Unterdruck im Druckraum 76 wegen der Drossel 80 nur verzögert im Druckraum 78 wirksam werden. Das Überdruckventil 82 bleibt hierbei geschlossen, da im Druckraum 78 ein höherer Druck herrscht. Die Direktverbindung 84 bleibt auch

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gV3VIUU33l.il, UCt UIV IMOIt UVI I VUCI OO HUI UVI UCIII bei einer Fahrzeugverzögerung auftretendem hohen Unterdruck überwunden werden kann. Somit wird die Membran 48 verzögert nach links bewegt, um die Zünd verstellung langsam in Richtung Frühzündung zu verstellen.

Wird nun die Drosselklappe plötzlich weit geöffnet, wie es für eine starke Fahrzeugbeschleunigung erforderlich ist, wobei eine bestimmte, jedoch noch nicht die maximale Frühzündung zu diesem Zeitpunkt erreicht war, so wird der plötzliche Abfall des Unterdruckes im Unterdruckanschluß 28 im Druckraum 76 einen höheren Druck herstellen, als er im Druckraum 78 herrscht, wodurch das Überdruckventil 82 geöffnet wird und der Druck im Druckraum 76 direkt auf die Membran 46 einwirken kann. Das ermöglicht der Druckfeder 50 die Zugstange 40 nach rechts zu verschieben und die Unterbrecherplatte 12 in Richtung Spätzündung zu verschwenken. Darauffolgend wird die Zündverstellung wieder in Richtung Frühzündung bewegt entsprechend dem Anstieg des Unterdruckes im Unterdruckanschluß 28, sobald das Fahrzeug beschleunigt und die Drosselklappe 26 langsam aus ihrer voll geöffneten Stellung zurückgeht.

Wird jedoch die Drosselklappe schnell in ihre Schließstellung zurückgeführt, so befindet sich im Unterdruckanschluß 28 im wesentlichen Atmosphärendruck. Bei dem sich verzögernden Verbrennungsmotor wird jedoch der Unterdruck im Unterdruckanschluß 30 aasreichend hoch sein, um die Membran 86 entgegen der Kraft der Feder 88 anzuheben, wodurch die Direktverbindung 84 geöffnet wird. Dadurch wird eine direkte Verbindung für den Atmosphärendruck im Unterdruckanschluß 28 zur Unterdruckkammer 46 hergestellt, wodurch die Unterbrecherplatte 12 in Richtung maximaler Spätzündung verschwenkt wird.

Dies ist erwünscht, um den Ausstoß von schädlichen Abgasen zu verringern.

Wird nach einer solchen Fahrzeugverzögerung erneut beschleunigt, indem die Drosselklappe 26 geöffnet wird, so wird, da es etwa 5 Sekunden dauert, bis der Unterdruck im Ansaugrohr auf den Druck im Unterdruckanschluß 28 abgefallen ist, die Membran 86 die Direktverbindung 84 noch eine Zeitlang offen halten. Daher wird der Unterdruck im Unterdruckanschluß 28 vom Druckraum 76 über die Direktverbindung 84 und die Unterdruckleitung 16 direkt der Unterdruckkammer 46 der Membrandose 14 zuge-

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lUllll, nUUUtl.ll Uli VrVaVlllllVIIVII UIV glVIVIIV I 1UM/.UII-dung wieder eingestellt wird, die vor der Fahrzeugverzögerung vorhanden war.

Fällt die Umgebungstemperatur unter einen bestimmten Wert, so kann das temperaturabhängige Bimetallelement 92 die Membran 86 von der Direktverbindung 84 abheben und eine direkt Verbindung zwischen den Druckräumen 76 und 78 herstellen. Auf diese Weise wird, solange die Temperatur unter dem bestir; inten Wert liegt, die Zündverstellung nur in Abhängigkeit vom Unterdruck im Unterdruckanschluß 28 erfolgen.

Aus dem Vorhergehenden \t\ zu ersehen, daß die Erfindung eine einzige Steuenäose schafft, um die gewünschte Steuerung der Zündverstellung zur Verbesserung der Abgasemission und zur Verbesserung der Leistung zu erzielen. Die erfindungsgemäße Steuerdose sorgt nicht nur für eine verzögerte Frühzündung während leichter, normaler Fahrzeugbeschleunigung, einer schnellen Rückstellung auf Spätzündung während scharfer Fahrzeugbeschleunigung und Fahrzeugverzögerung, sondern sorgt darüber hinaus für eine schnelle Rückverstellung von einer Spätzündung auf die vorher eingestellte Frühzündung bei zeitweisen Fahrzeugverzögerungen. Darüber hinaus sorgt die erfindungsgemäße Steuerdose für eine einwandfreie Funktion des Verbrennungsmotors bei kaltem Wetter, indem die Zündverstellung für diesen Betriebsbereich ausschließlich in Abhängigkeit vom Unterdruck im Unterdruckanschluß 28 im Vergaser und von der Stellung der Drosselklappe 26 erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 23 Öl 695

   Patentanspruch:

   Unterdruck-ZündversteUetnrichtung für Fahrzeug-Brennkraftmascbinen, mit einer Membrandose und einer darin eingespannten Membran, die über eine Unterdruckleitung dem Unterdruck im Ansaugrohr ausgesetzt ist und die Unterbrecherplatte des Zündverstellers verstellt, wobei in die Unterdruckleitung eine Steuerdose eingeschaltet ist, welche zwecks verzögerter Weiterleitung des Unterdrucks zur Membrandose eine Drosselstelle aufweist, die bei teilweise geöffneter Ansaugrohr-Drosselklappe (langsame Fahrzeug-Beschleunigung) wirksam ist und Frühzündung langsamer eintreten läßt, und welche zwecks unverzögerter Weiterleitung des Unterdrucks zur Membrandose eine Direktverbindung aufweist, die beim Schließen der Drosselklappe (damit Fahrleug-Verengerung) wirksam ist und Spätzündung »nverzögert eintreten laßt, wobei die Direktverbindung auch bei erneuter Beschleunigung (im Anschluß an eine Verzögerung) wirksam ist und Frühzündung schneller eintreten läßt, dadurch gekennzeichnet,

   a) daß die Steuerdose (60) über eine erste Unterdruckleitung (70) mit dem Ansaugrohr stromaufwärts der Drosselklappe (26) und über eine zweite Unterdruckleitung (72) mit dem Ansaugrohr stromabwärts der Drosselklappe verbunden ist,

   b) daß die Steueroase (60^N -:ine Trennwand (74) aufweist, weiche ^wei Druckräume (76, 78) schafft, wobei in den ers'-n Druckraum (76) die erste Unterdruckleitung (70) mündet, während im zweiten Druckraum (78) die Unterdruckleitung (16) zur Membrandose (14) entspringt, und wobei die beiden Druckräume Verbindung miteinander haben entweder über die genannte Drosselstelle (80) oder über ein parallel zu letzterer angeordnetes, bei Überdruck im ersten Druckraum wirksames Überdruckventil (Einwegventil 82) oder über die genannte Direktverbindung (84),

   c) daß der zweite Druckraum (78) mittel;, einer Membran (86) von einem dritten Druck raum der Steuerdose (60) getrennt ist, in welchen die zweite Unterdruckleitung (72) mündet, wobei die Membran bei schwächerem Unterdruck in der /weiten Unterdruckleitung in einer die Direktverbindung (84) sperrenden Lage gehalten wird, während bei dort stärkerem Unterdruck die Membran eine die Direktverbindung öffnende Lage einnimmt, und

   d) daß die Direktverbindung (84) unterhalb einer vorbestimmten Temperatur mittels eines temperaturahhängigen Elements (z. B. Bimetallelement (92) unterdruckunabhängig offengehalten wird.

   ίο