DE2649607A1

DE2649607A1 - Brennstoffsteuervorrichtung fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2649607A1
Application number: DE19762649607
Authority: DE
Inventors: Jun Walter F Datwyler; Jack R Phipps; John B Thuren
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1975-11-18
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1977-06-02
Also published as: US4071013A; FR2332432B1; JPS5263521A; IT1064253B; GB1542869A; CA1069203A; FR2332432A1

Description

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Diplom Ingenieure

Ihr Zeichen: 7 - Tag: 29· Oktober 1976

Yourref.: BendlX 5375-A Date:

THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 48075, U.S.A.

Brennstoffsteuervorrichtung für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft BrennstoffSteuervorrichtungen für Brennkraftmaschinen mit zwei Kartimern und geschichteter Ladung, insbesondere BrennstoffSteuervorrichtungen, die eine an einer einzigen Stelle erfolgende Brennstoffeinführung des (mageren) Hauptgemischs in Verbindung mit einer an mehreren Stellen erfolgenden Brennstoffeinspritzung des (fetten) Zündgemischs verwenden können.

Die Schichtung der Luft-Brennstoff-Ladung für Brennkraftmaschinen wurde lange als wirksame Methode für eine allgemeine Verbesserung der Verbrennung und/oder Verminderung der Luftverunreinigungsstoffe durch den Motorauspuff angesehen, d.h. durch Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickstoffoxide (NO ), durch Zulassen einer mageren gesteuerten Verbrennung. Die wirksamste Verwirklichung des Schichtungsprinzips in funken-

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gezündeten Brennkraftmaschinen, die gegenwärtig für Fahrzeuge hergestellt werden, ist das von der Honda Motor Car Company entwickelte Zweikammersystem, das als deren gesteuertes Verbrennungssystem mit Verbundwirbel (Compound Vortex Controlled Combustion System, CVCC) bezeichnet wird. Ein System dieser Art ist beschrieben in Science and Mechanics, Juli 1973, Seiten 40-43 und in Road and Track, April 1974, Seiten 32-36. Die CVCC-Lösung von Honda sieht im wesentlichen die Fähigkeit vor, ein mageres Luft-Brennstoff-Gemisch durch Funkenzündung eines fetten .Gemischs in einer kleinen Vorbrennkammer wirksam zu verbrennen unter Verwendung des verbrennenden fetten Gemischs zum Zünden eines viel kleineren Volumens der mageren Mischung in einer Hauptbrennkammer. Somit wird die Funkenzündung durch eine Fackelzündung ergänzt, die die Verbrennung von mageren Gemischen bei Luft-Brennstoffverhältnissen ermöglicht, die weit über den normalerweise bei herkömmlicher alleiniger Funkenzündung angetroffenen liegen, Zusätzlich zum Erreichen einer wesentlichen Verminderung der oben genannten Abgasemissionskomponenten ohne das Erfordernis einer Abgasbehandlungsanlage, können eine gute Brennstoffwirtschaftlichkeif und niedrige Systemkosten unter den Bedingungen einer zweckmäßigen Steuerung und Dosierung der fetten und mageren Gemische erzielt werden.

In Brennkraftmaschinen mit zwei Kammern und geschichteter Ladung muß dann das Brennstoffsteuersystem im wesentlichen so arbeiten, daß geeignete magere und fette Gemische den Hauptbzw. Vorbrennkammern jedes Motorzylinders in Abhängigkeit vom Fahrerkommando oder anderen erforderlichen Eingängen geliefert werden. Man muß sich ferner vergegenwärtigen, daß sich ein Brennkraftraaschinensystem mit doppelter Kammer und geschichteter Laaung daher im Hinblick auf die Brennstoffhandhabung bedeutend von einer herkömmlichen Brennkraftmaschine unterscheidet. Ls müssen insbesondere kleine Mengen eines fetten Gemischs erzeugt und verteilt werden, während große Mengen eines mageren Gemischs erzeugt und verteilt werden . Ferner müssen die fetten und mageren Gemische für

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ein bestes Verhalten des Systems optical koordiniert werden.

Das System der Erfindung eignet sich dadurch gut für die beschriebenen Zwecke, daß es eine an einer einzigen Stelle erfolgende Einführung des mageren llauptgemischs in Verbindung mit einer an mehreren Stellen erfolgenden Brennstoffeinspritzung für die Zündung des fetten Gemischs verwendet. Die aus einer derartigen Kombination erwachsenden Vorteile umfassen die höchst genaue Erzeugung und Verteilung des in der VorkaiiJiier verwendeten fetten Gemischs und die höchst wirksame Erzeugung und Verteilung des in der Hauptkammer verwendeten mageren Gemischs. Ferner kann die Verwendung einer Brennstoffeinspritzung in Verbindung mit der Vorkammer eine bedeutende Vereinfachung der Vorkammer-Einlaßsammelrohranordnung zulassen, was in Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern vorteilhaft ist.

Die Erfindung beabsichtigt eine Brennstoffsteueranordnung für Brennkraftmaschinensysteme mit doppelter Kammer und geschichteter Ladung und enthält in Kombination ein an einer einzelnen Stelle einführendes Brennstoffeinführungssystem (Einzelpunkt-Brennstoffeinführungssystem) und ein elektronisches an mehreren Stellen einspritzendes Brennstoffeinspritzsystem (Mehrfachpunkt-Brennstoffeinspritzsystem). Das Einzelpunktsystem kann zur Erläuterung von der in den US-PS 3 510 112 und 3 720 403 beschriebenen Bauweise sein. Das System enthält ein Luftventil zum Abfühlen des Luftstroms, einen Brennstoffimpulsgenerator und ein Brennstoffdosierventil, das zum Dosieren des impulsartig gelieferten Brennstoffs in den Luftstrom vom Luftventil gesteuert wird. Das Brennstoffdosierventil ist so ausgelegt und angeordnet, daß der Brennstoff bei. der Einführung in den Luftstrom fein zerstäubt wird. Ein mechanisches Gestänge zwischen dem Luftventil und dem Brennstoffdosierventil liefert eine zeitliche Luft-Brennstoffabstimmung. Diese Abstimmung kann durch mechanische oder elektromechanische Eingänge oder durch Modulierung eines

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elektrischen Eingangs zum Brennstoffimpulsgenerator abgeändert werden. Das System wird von einem sich an das Einlaßsammeirohr der Brennkraftmaschine anschließenden Drosselventil gesteuert. Das elektronische Brennstoffeinspritzsystem kann von der Bauart sein, bei der der Massenluftstrom durch das "Geschwindigkeit »Dichte "-Verfahren berechnet werden unter Verwendung der Motordrehzahl, des Ansaugrohrdrucks und von Motortemperatursignalen, wobei der benötigte Brennstoffstrom aus einem gespeicherten elektrischen Schema errechnet wird. Es wird somit ein Impuls von geeigneter Dauer geliefert zum Steuern von elektrisch betätigten Brennstoffventilen (Einspritzdüsen), die unmittelbar stromauf der einzelnen Zylindereinlaßöffnungen angeordnet sind.

Die Einzelpunkt- und Mehrfachpunktsysteme arbeiten in Abhängigkeit von direkten (gemessenen) bzw. indirekten (berechneten) Luftstromsignalen, anstatt ausgehend von einem direkten Eingangskommando ,etwa von einem Drosselgestänge. Somit können die beiden Systeme im wesentlichen voneinander unabhängig arbeiten. Um die Gesamtkomplexität des kombinierten Systems zu vermindern, können die einzelnen Systeme in Wechselbeziehung stehen. Somit kann die Luftstromabfühlfunktion der Einzelpunktanordnung verwendet werden zur Lieferung einer geeigneten Luftstrominformation zur Mehrfachpunktanordnung, während die Brennstoffstromberechnungsfunktion der Mehrfachpunktanordnung verwendet werden kann zum Liefern eines geeigneten Brennstoffstromsteuerimpulses zur Einzelpunktanordnung.

Zusammengefaßt wird durch das Einzelpunktsystem ein mageres Luft-Brennstoffgemisch auf der Basis eines Einlaßluftstroms hergestellt, der stromauf des Drosselventils gemessen wird. Das Gemisch wird dann in das Haupteinlaßsammelrohr eingeführt und auf die verschiedenen Hauptzylinderkammern verteilt. Das Mehrfachpunktsystem ermittelt den im Vorkammersammeirohr herr^- schenden Unterdruck, die Motordrehzahl und Temperatur und liefert das erforderliche fette Luft-Brennstoff-Gemisch zu

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den verschiedenen Vorkammern durch Einspritzen von Brennstoffimpulsen an den jeweiligen Einlaßöffnungsbereichen der Vorkammer .

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Brennstoffsteueranordnung für Brennkraftmaschinensysteme mit doppelter Kammer und "geschichteter Ladung, die eine Einzelpunktbrennstoffeinführung des (mageren) Hauptgemischs in Verbindung mit einer Mehrfachpunktbrennstoffeinspritzung für das fette Zündgemisch verwendet.

Lin weiteres kiel der Erfindung besteht in der Schaffung eines BrennstoffSteuersystems der beschriebenen Art mit Vor- und Hauptbrennkammern_f wodurch die Ilehrfachpunktbrennstoffeinspritzung eine genaue Erzeugung und Verteilung des fetten Luft-Brennstoffgercischs zur Vorbrennkammer vorsieht, während das Einzelpunkteinführungssysteru die erforderliche Lrzeugung und Verteilung des mageren Geir.ischs zur Hauptbrennkammer vorsieht.

Lin weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Kombinierung aer Einzelpunkt- und MehrfachpunktbrennstoffSteueranordnungen in der Weise, daP sie im wesentlichen voneinander unabhängig sind um! L*ine n>ax uiuiIg AnpassursqsriihiykeiL ermöglichen bei der herstellung einer gewünschtein Kombination eines mageren Luft-Erennstoffverhältnisses mit einem fetten Luft-Brennstoff verhältnis.

Lin weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Verminderung uer Gesaintkomplexität des kombinierten Systems durch Herstellung einer V/ech selbe Ziehung zwischen den¹ Γ-inzelpunktunci Mehrfachpunktanordnungen.

Lin weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Herstellung einer Wechselbeziehung zwischen den L'inzelpunkt- und Mehrfachpunktanoronungen durch Verwendung der Luftstromabfühlfunktion

ORSGiNAL INSPECTED

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aer Einzelpunktanordnung zur Lieferung einer geeigneten Luftstron:iriforiisation zur Mehrfachpunktanordnung.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der herstellung einer Wechselbeziehung zwischen den Einzelpunkt- und Mehrfachpunktanordnungen durch Verwendung der Brennstoffstromberechnungsfunktion der Mehrfachpunktanordnung zur Lieferung eines geeigneten Strörnungseingangskomniandos zur Einzelpunkt anordnung.

Die Erfindung betrifft kurz zusammengefaßt eine Brennstoff-Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinensysteme mit doppelter Kammer und geschichteter Ladung unter Verwendung einer Einzelpunktbrennstoff steueranordnung für das (magere) Haupt-Luft-Brennstoff gemisch in Korabination mit einer Mehrfachpunktbrennstoffeinspritzanoranung für das (fette) Zündgemisch. Die Einzelpunkt- und Mehrfachpunktanordnungen können dadurch im wesentlichen voneinander unabhängig sein, daß sie die Menge des Luftstroms abfühlen bzw. berechnen und Brennstoff dosieren bzw. einspritzen. Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die Luftstromabfühlfunktion der Einzelpunktanordnung verwendet zur Lieferung einer geeigneten Luftstrominformation zur Mehrfachpunktanordnung, während bei einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung die Brennstoffstromeinspritzfunktion der Mehrfachpunktanordnung verwendet wird zum Liefern einer geeigneten BrennstoffStrominformation zur Einzelpunktanordnung. Die alternativen Ausführungsformen der Erfindung vermindern die Gesaiutkomplexität des kombinierten Systems durch Herstellen einer Wechselbeziehung zwischen der Einzelpunkt- und Mehrfachpunktanordnung, wodurch doppelte Bestandteile und Funktionen beseitigt werden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

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Fig. 1 ein Blockdiagramm eines BrennstoffSteuersystems nach der Erfindung und mit einer Einzelpunktbrennstoffeinführungsanordnung-und einer Mehrfachpunktbrennstoffeinspritzanordnung für die oben angegebenen Zwecke, wobei die Einzelpunkt- und Mehrfachpunktanordnungen im wesentlichen voneinander unabhängig sind;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Einzelpunkt- und Mehrfachpunktanordnungeh dadurch in Wechselbeziehung stehen, daß die Luftstromabfühlfunktion der Einzelpunktanordnung verwendet wird zur Lieferung einer geeigneten Luftstrominformation zur Mehrfachpunktanordnung;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer weiteren abgeänderten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Einzelpunkt- und Mehrfachpunktanordnungen dadurch in Wechselbeziehung stehen, daß die Brennstoffstromabfühlfunktion der Mehrfachpunktanordnung verwendet wird zur Lieferung eines geeigneten BrennstoffStromeingangskommandos zur E inzeIpunktanordnung.

Fig. 1 zeigt ein Einzelpunkteinführungssystem 2 von der Bauart, die in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden kann. Diese Anordnung kann im wesentlichen von der Bauart sein, die im wesentlichen im einzelnen in den genannten US-PS 3 720 304 und 3 510 112 beschrieben ist. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung genügt die Feststellung, daß die Anordnung 2 drei Hauptelemente enthält, nämlich einen Brennstoffimpulsgenerator 4, eine Brennstoffzerstäubungsdüse 6 und ein Luftventil 8.

Der Brennstoffimpulsgenerator 4 kann eine Kolbenpumpe sein, uie von einer Nocken-Federkombination angetrieben wird zur Herstellung einer nominellen geregelten Druckimpulsfolge. Brennstoff wird zurr Impulsgenerator 4 durch eine herkömmliche

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Brennstoffpumpe 10 geliefert, die mit einem Fahrzeugbrennstoff tank 12 verbunden ist. Der Nocken wird über einen Steuereingang von einem Gleichstrommotor gedreht, so daß, wenn der Nocken mit einer annehmbar hohen Drehzahl (3000 U/min) angetrieben wird, Impulse auftreten, die auf' die Zerstäubungsdüse 6 ausgeübt werden.

Die Zerstäubungsdüse 6 wirkt als ein federbelastetes Entlastungsventil, das in eine Schließstellung vorgespannt ist. Die auf die Düse ausgeübten Brennstoffdruckimpulse bewirken ein periodisches Abheben des Ventils vom Sitz und Entladen von Brennstoff. Die Menge des während eines gegebenen Impulses vom Brennstoffimpulsgenerator 4 entladenen Brennstoffs hängt von der Wirkung der Ventilvorspannfeder und der Größe des Brennstoffdruckimpulses ab. Das pulsierende Entladen von Brennstoff in Verbindung rr.it verhältnismäßig hohen Impulsdruckspitzen des Brennstoffs fördert die feine Zerstäubung aes Brennstoffs wie sie für die beabsichtigten Zwecke erwünscht ist. Die Düse 6 ist mit einem Brennstofftank 12 so verbunden, daß Überschußbrennstoff zum Tank zurückgeführt
wird.

Das Luftventil 8 kann ein übliches Plattenventil sein, dessen Platte sich in einer Ventilbohrung bewegt. Die vom Einlaßluftreiniger des Fahrzeugs zum Ventil strömende Luft ergibt eine Kraft auf der Ventilplatte, die über ein mechanisches Gestänge 14 mit der Zerstäubungsdüse 6 verbunden ist, wobei das Gestänge 14 von der Eauart mit belasteter Feder sein kann. Das Gestänge 14 ist so ausgelegt, daß, je größer der Luftstrom ist, umso geringer die Vorspannkraft an der Düse 6 ist und folglich umso größer die Menge des entladenen Brennstoffs ist. Das Gestänge kann zum Dosieren des Luft-Brennstoffverhältnisses eine Nockenanordnung enthalten.

Der vom Brennstoffimpulsgenerator 4 zur Zerstäubungsdüse 6 gelieferte Brennstoff und die vom Fahrzeugluftreiniger zum

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Luftventil 8 gelieferte Luft werden in einem Mischabschnitt gemischt. Das Luft-Brennstoffgemisch wird zu einem Hauptkammerdrosselventil 18 geliefert, das zum Steuern des Luft- und BrennstoffStroms einen Drosseleingang empfängt.

Das Luft-Brennstoffgemisch aus dem Hauptkammerdrosselventil wird zu einem Haupteinlaßsammelrohr 16 und von da aus zu Hauptbrennkammern einer Brennkraftmaschine geliefert. Zwei derartige Kammern 20 und 22 sind für Erläuterungszwecke dargestellt. Der Auslaß aus den Hauptbrennkammern erfolgt zu einer gemeinsamen Auslaßkammer 23. Der Einfachheit wegen sind die Einlaß- und Auslaßventile, Kolben usw. nicht dargestellt.

Die in Fig. 1 dargestellte Einzelpunktbrennstoffeinführungsanordnung ist so ausgebildet, daß ein mageres Luft-Brennstoffgemisch wirksam erzeugt und zu den Hauptbrennkammern verteilt wird.

Die Mehrfachpunktbrennstoffeinspritzungsfunktion der Erfindung wird durch ein elektronisches Brennstoffeinspritzsystem 24 erzeugt, das von üblicher Bauart sein kann. Für die vorliegende Erfindung genügt die Aussage, daß ein elektronisches Brennstoffeinspritzsystem üblicher Bauweise eine elektronische Steuereinheit 26 enthält, die abhängig ist von der Motordrehzahl, der Temperatur und den Drucksignalen im Vorkammersammelrohr zum Berechnen der Luftmasse je Zyklus durch das "Geschwindigkeit«Di chte"-Verfahren, das die erforderliche Masse an Brennstoff je Zyklus aus einem eingebauten elektrischen Schema berechnet. Hierdurch werden elektrische Impulse geeigneter Dauer zum elektrischen Betätigen von Brennstoffeinspritzdüsen 27 und 28 geliefert, die über eine Brennstoffpumpe 10 Brennstoff aus dem Brennstofftank 12 empfangen. Die Einspritzdüsen 27 und 28, die vorzugsweise unmittelbar stromauf von einzelnen Zylindervorkammereinlaßöffnungen angeordnet sind, liefern Brennstoff zu Vorkammern 30 und 32, die mit Kauptkammern 20 bzw. 22 verbunden sind. In diesem

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Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß das Einspritzen unmittelbar in die Vorkammern erfolgen kann, was aber eine Hochdruckeinspritzung erfordert.

Die Vorkammerluftsteuerung und -verteilung erfolgt durch Verbinden eines Vorkammerdrosselventils 21 mit einem Luftstromreiniger stromauf des Ventils 8, so daß die Vorkammerluft nicht zuerst durch das Ventil S hindurchtritt. Das Ventil 21 ist über eine geeignete mechanische Verbindungseinrichtung 17 mit dem Hauptkammerdrosselventil 18 verbunden. Selbstverständlich kann die Verbindungseinrichtung 17 nach Uunsch eine mechanische zeitliche abstimmende Einrichtung enthalten. Auf jeden Fall werden die Drosselventile 18 und 21, wie in der Fig. 1 gezeigt, durch denselben Drosseleingang betätigt.

Das Drosselventil 21 ist mit einem Vorkairmereinlaßsammelrohr 25 verbunden, das seinerseits mit den Vorkair.n-.ern 30 und 3 2 verbunden ist.

Es ist nun ersichtlich, daß bei einer Mehrfachpunktbrennstoffeinspritzanordnurig der beschriebenen Art eine genaue Erzeugung und Verteilung eines fetten Luft-brennstoffgemischs zu den Vorbrennkammern 30 und 3 2 vorgesehen ist.

Somit wird bei dem in Fig. 1 beschriebenen System die Fähigkeit des wirksamen Verbrennens eines mageren Gemischs erzielt durch. Funkenzündung eines fetten Gercischs in einer V leinen Vorkammer unter Verwendung cies brennenden fetten Gemischs, um ein viel größeres Volumen des mageren Gemischs durch Fackelzündung zu zünden, hierdurch wird die Funkenzündung durch die Fackelzündung ergänzt, was die Verbrennung des mageren Gemischs bei Luft-LrennstoffVerhältnissen ermöglicht, die weit über den normalerweise bei der herkömmlichen alleinigen Funkenzündung angetroffenen liegen.

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Aus Fig. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß die Einzelpunktanordnung 2 und die flehrfachpunktanorcnung 24 im wesentlichen voneinander unabhängig arbeiten. Die Einzelpunktanordnung 2 arbeitet in Abhängigkeit vom Luftstrom in das Haupteinlaßsammelrohr, während das Mehrfachpunkteinspritzsystem 24 in Abhängigkeit von der berechneten Luftmasse je Zyklus arbeitet, wobei die Luftmasse auf der Motordrehzahl, der Temperatur und dem Vorkammersarrunelrohrdruck basiert. Das gegenseitige Verhalten der beiden Anordnungen kann hierdurch geeignet nach Wunsch iiti Verhältnis zueinander angepaßt werden ohne dazwischen erfolgende komplizierte Wechselwirkung.

Alternativ kann die Gesaiutkomplexität des in Fig. 1 gezeigten kombinierten Systems dadurch vermindert werden, daß die Einzelpunkt- und Mehrfachpunktanordnungen, wie im Hinblick auf Fig. 2 und 3 beschrieben, in Wechselbeziehung gebracht werden.

Bei einer in Fig. 2 gezeigten alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die Luftstromabfühlfunktion der Einzelpunktanordnung 2 verwendet zur Lieferung eines Luftstromsignals zur elektronischen Steuereinheit 26 des Mehrpunkteinspritzsystems 24. Da das Mehrpunktsystern, wie oben angegeben, für gewöhnlich die Luftmenge berechnet, kann die in Fig. 1 gezeigte Abfühlfunktion für den Vorkammersammelrohrdruck entfallen.

Da der Luftstrom in der Einzelpunktanordnunq 2 durch die Kraft auf das Luftventil 8 im Kinlaßluftweg und durch die resultierende Bewegung dieses Luftventils abgefühlt wird, kann das von der elektronischen Steuereinheit 26 benötigte Luftstromsignal durch eine geeignete Mechanik zu einem elektrischen Umformer 34 geliefert werden, der ein gewöhnliches Potentiometer oder dergleichen sein kann, das über das Gestänge 14 einen mechanischen Eingang empfängt und ein elektrisches Signal liefert, das dem Luftstrom zur elektronischen Steuereinheit 26 entspricht. Die Vorkammerluftsteuerung

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und -verteilung erfolgt wie in bezug auf Fig. 1 beschrieben, jedoch mit einem bedeutenden Unterschied. So ist bei der in Fig. 2 gezeigten Ausfuhrungsform der Erfindung das Drosselventil 21 stromab vom Luftventil 8 so angeschlossen, daß die gesamte Luft zuerst durch' das Luftventil hindurchtritt. Zur Unterstützung der zeitlichen Abstimmung des Vorkammerbrennstoff eingangs kann es erwünscht sein, ein Drosselstellungssignal zur elektronischen Steuereinheit 26 zu liefern, vgl. Fig. 2.

Bei einer in Fig. 3 gezeigten weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung ist eine elektronische Steuereinheit 26 eines Mehrpunkteinspritzsystems 24 angeordnet und erzeugt ein Steuersignal für mageres Luft-Brennstoffverhältnis in Abhängigkeit vom Hauptsammelrohrdruck des Motors, der Temperatur und der Drehzahlsignale, wobei dieses Signal, wie oben angegeben, auf der Basis einer "Geschwindigkeit· Dichte" berechnet wird. Das Steuersignal wird auf einen Umformer 36 übertragen,' der eine herkömmliche elektromechanische Betätigungseinrichtung sein kann. Der Umformer 36 ist über ein geeignetes mechanisches Gestänge 38 an die Zerstäubungsdüse angeschlossen. Es sei darauf hingewiesen, daß das Steuersignal für mageres Luft-Brennstoffverhältnis aus der Steuereinheit 26 vor der übertragung auf den Umformer 36 geeignet abgeändert werden kann z.B. durch einen nicht gezeigten üblichen ftiderstand-Kondensator-Filter und Verstärkerkreis, um durch den Umwandler verwendbar zu sein.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung steht die Berechnungsfähigkeit der elektronischen Steuereinheit 26 zur Verfügung zum Steuern des kombinierten Systems. Somit kann das mechanische Gestänge 14 zwischen dem Luftventil 8 und der Zerstäubungsdüse 6, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, weggelassen werden.

In dieserr Zusanmenhang ist es ersichtlich, daß das mechani-

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sehe Gestänge zwischen dem Luftventil 8 und der Zerstäubungsdüse 6, wie oben angegeben, noch weggelassen werden kann, obwohl eine Form von Luftventil 8 aus aerodynamischen Überlegungen noch im Einlaßweg der Einpunktanordnung erwünscht sein kann.

Aus Fig. 1, 2 und 3 ist ersichtlich, daß die beschriebene Erfindung an mit geschlossenem Kreis arbeitende Luft-Brennstoff Steuertechniken (z.B. Auspuffgassteuerung von Luft-.brennstoffVerhältnissen) angepaßt werden kann. Dies kann z.b. erreicht v/erden durch einen geeigneten L'ingang zum Einzalpunktsystem 2 entweder durch Modulieren des elektrischen Steuereingangs zum Brennstoffimpulsgenerator 4 oder durch Hinzufügung eines elektromechanischen Eingangs zur Αηοχ-dnung zur Einwirkung auf das Gestänge 14 zwischen dem Luftventil 8 und der Zerstäubungsdüse 6 oder unmittelbar auf die Zerstäubungsdüse 6, was für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich ist.

Alternativ kann der Vorteil des geschlossenen Kreises der Erfindung,durch Einführen eines geeigneten elektrischen Eingangs zur elektronischen Steuereinheit 26 verwirklicht werden, was ebenfalls für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich ist.

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung im Hinblick auf Fig. 1, 2 und 3 ist ersichtlich, daß die Kombination eines Einzelpunktbrennstoffeinführungssystercs und eines elektronischen Mehrfachpunktbrennstoffeinspritzsystems geeignete Luft-Brennstoffladungen zu einer Verbrennungskraftmaschine mit Hubkolben und mit einem aus doppelter Kammer und geschichteter Ladung bestehenden System liefert. Die beschriebene Kombination weist einige deutliche Vorteile auf. Das durch das Einzelpunkteinführungssystem erzeugte und verteilte haupt-Luft-Brennstoffgemisch liefert eine gut zerstäubte und genau gesteuerte Ladung. Die spezielle Zerstäubungsfähigkeit

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dieser Anordnung stellt sicher, daß ein homogenes Gemisch gleichmäßig auf die verschiedenen Hauptbrennkantmern der brennkraftmaschine verteilt wird. Die Verwendung der elektronischen Mehrfachpunktbrennstoffeinspritzung stellt sicher, daß eine genaue Brennstoffmenge an den jeweiligen Vorkammern vorhanden ist. Diese Einspritzanordnung beseitigt die Verteilungsprobleme, axe sich sonst beim Leiten eines überfetten Gemischs durch ein Sammelrohr ergeben. Ferner erlaubt die Verwendung der Mehrfachpunktbrennstoffeinspritzung eine mögliche Vereinfarchung der Luftverteilung für das fette VorkamiRergemisch, was aus der Beschreibung der Erfindung und der Zeichnung unter besonderer Bezugnahme auf die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform der Erfindung erkennbar ist. Darüber hinaus ermöglichen die von der elektronischen Brennstoffeinspritzanordnung erzeugten elektronischen Impulse ein aufeinanderfolgendes Einspritzen von Brennstoff in die Vorkammern, was vorteilhaft sein kann. Wegen der Steuerfähigkeit der oben beschriebenen äußeren elektrischen

Eingänge ist die Verwendung der Einzelpunkt- und Mehrfachst

Punktsysteme verträglich mit den mit geschlossenem Kreis arbeitenden Steuertechniken, etwa denjenigen, die Sauerstoffsensoren verwenden zum Steuern der Auslaß-Luft-Brennstoff-Vcrhältnisse oder die verschiedene Motorlaufunruhesensoren verwenden zum Steuern des maximal mageren Betriebs oder des EGR (exhaust gas ratio? = Auslaßgasverhältnis).

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Claims

Patentansprüche

Brennstoffsteuervorrichtung für Brennkraftmaschinen mit zwei Kammern und geschichteter Ladung, wobei jeder Zylinder der Brennkraftmaschine eine mit einer Ilauptbrennkammer verbundene Vorbrennkammer enthält, mit einer Einrichtung zum Einführen eines mageren Luft-Brennstoffgemischs in die einzelnen Hauptbrennkammern, und mit einer Einrichtung zum Einspritzen eines fetten Luft-Brennstoffgemischs in die einzelnen Vorbrennkammern, wobei das fette Luft-Brennstoffgemisch in den einzelnen Vorbrennkammern durch Funkenzündung gezündet wird, und wobei das magere Luft-Brennstoffgemisch in den einzelnen Hauptbrennkammern durch das durch Funkenzündung gezündete fette Luft-Brennstoffgemisch durch Fackelzündung gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (26, 27, 28), die ein fettes Luft-Brennstoffgemisch in die einzelnen Vorbrennkammern (30, 32) einspritzt, eine Einrichtung (26) ent hält, die zeitlich bemessene Impulse geeigneter Dauer liefert. ,
2. Brennstoffsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einführen eines mageren Luft-brennstoffgemischs in die einzelnen Hauptbrennkammern folgendes aufweist: eine Lufteinlaßeinrichtung, eine Luftstromsteuereinrichtung (8), die mit der Lufteinlaßeinrichtung verbunden ist, eine Brennstoffeinlaßeinrichtung (10, 12), eine Brennstoffstromsteuereinrichtung (4, 6), die n;it der Brennstoffeinlaßeinrichtung (10, 12) und mit der Luftstromsteuereinrichtung (8) verbunden ist und von aer Luftstromsteuereinrichtung (8) betätigt wird, eine Einrichtung (16) zum Mischen des gesteuerten Luft- und BrennstoffStroms, eine Hauptbrennkammerdrosseleinrichtung (18), die mit der Mischeinrichtung (16) verbunden ist, und eine Hauptbrennkammereinlaßsamme!rohranordnung (19), die rait der Drosseleinrichtung (18) und den Hauptbrenn-

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kammern (20, 22) verbunden ist.
3. Brennstoffsteuervorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Vorbrennkammerdrosseleinrichtung (21, Fig. 1), die stromauf der Luftstromsteuereinrichtung (8) angeschlossen und mit der liauptbrennkaironerdrosseleinrichtang (18) verbunden und hiermit betätigbar ist, unu eine Vorbrennkamrriereinlaßsamir.elrohranordnung (25) , die mit der Vorkammerdrosseleinrichtung (21) und den Vorbrennkammern (30; 32)' verbunden ist.
4. BrennstoffSteuervorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet aurch eine Einrichtung zum Liefern eines Motordrehzahlsignals, eine Einrichtung zum Liefern eines Temperatursignals und eine Einrichtung zum Liefern eines Signals für ueri Druck im Vorbrennkammersammelrohr, wobei die Einrichtung (26), die zeitlich bemessene Impulse geeigneter Dauer für das Einspritzen eines fetten Luft-Brennstoffgemischs in die einzelnen Vorbrennkammern (30, 32) liefert, von der Drehzahl, der Temperatur und den Vorkämmersamme1-rohrdrpcksignalen abhängig ist zum Liefern der Impulse.
5. BrennstoffSteuervorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Vorbrennkammerdrosseleinrichtung (21, Fig. 2), die stromab der Luftstromsteuereinrichtung (8) angeschlossen und mit der Hauptbrennkammerdrosseleinrichtung (18) verbunden und hiermit betätigbar ist, und durch eine Vorbrennkammereinlaßsammelrohreinrichtung (25), die an die Vorbrennkammerdrosseleinrichtung (21) und die Vorbrennkammern (30, 32) angeschlossen ist.
6. BrennstoffSteuervorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Umformer (34), der an die Luftstromsteuereinrichtung (8) angeschlossen und von der hierdurch bewirkten Steuerung abhängig ist zum Liefern eines Luftstrom-

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signals, aurch eine Einrichtung zum Liefern eines Motordrehzahlsignals und durch eine Einrichtung zum Liefern eines Temperatursignals^ wobei die Einrichtung (26), die zeitlich bemessene Impulse geeigneter Dauer für das Einspritzen eines fetten Luft-Brennstoffgemischs in die einzelnen Vorbrennkammern (30, 32) liefert, abhängig _; ist vom Luftstrom, der Drehzahl und den Temperatursignalen zum Liefern der Impulse.
7. Brennstoffsteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbrennkammern (30, 32, Fig. 3) an die Hauptbrennkammereinlaßsammelrohreinrichtung (19) angeschlossen sind.
8. Brennstoffsteuervorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Liefern eines Motordrehzahlsignals, durch eine Einrichtung zum Liefern eines Temperatursignals und durch eine Einrichtung zum Liefern eines Drucksignals für das Hauptverbrennungskammereinlaßsammelrohr, wobei die Einrichtung (26), die zeitlich bemessene Impulse geeigneter Dauer für das Einspritzen eines fetten Luft-Brennstoffgemischs in die einzelnen Vorbrennkammern (30, 32) · liefert, abhängig ist von der Drehzahl der Temperatur und den Drucksignalen im Hauptbrennkaminersamnielrohr zum Liefern der Impulse.
9. Brennstoffsteuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (26), die zeitlich bemessene Impulse geeigneter Dauer für das Einspritzen eines fetten Luft-Brennstoffgemischs in die einzelnen ^; Vprbrennkamraern (30, 3 2) liefert und die von der Drehzahl, der Temperatur und den Drucksignalen im Hauptkammersammelrohr abhängig ist zum Liefern der Impulse, ein mageres Luft-brennstoffsteuersignal liefern kann, und daß eine UKiforrnereinrichtung (36) vorgesehen ist, die an die Einrichtung (26) angeschlossen ist, die die zeitlich bemessenen

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Impulse und das Steuersignal für mageres Luft-Brennstoffgemisch liefert, und die mit der Brennstoffstromsteuereinrichtang (4, 6) verbunden und abhängig ist vom Steuersignal für mageres Luft-Brennstoffgemisch zum Betätigen der BrennstoffStromsteuereinrichtungen (4, 6).

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