DE1068511B

DE1068511B - Vorrichtung z>um Steuern der Brennstoffzufuhr bei Verbrennungskraftmaschmen

Info

Publication number: DE1068511B
Application number: DENDAT1068511D
Authority: DE
Inventors: Dunstable Bedfordshire Richard Henry Syson (Großbritannien)
Original assignee: Engineering Research ix Application Limited, Dunstable, Bedfordshire (Großbritannien)
Publication date: 1959-11-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Brennstoffzuführungssysteme für Motore, bei denen der Brennstoff kontinuierlich in eine Einlaßleitung eingespritzt wird, welche eine Anzahl von Zylindern eines beispielsweise mit Kerzenzündung arbeitenden Zwei- oder ' Viertaktverbrennungsmotors speist. Die Menge des eingespritzten Brennstoffes muß entsprechend dem Gewicht der Luft variiert werden, die pro Zeiteinheit in die Arbeitszylinder des Motors eingeführt wird. Das Gewicht der Luft, die von dem Motor pro Zeiteinheit eingeführt wird, hängt unter anderem unmittelbar von der Drehzahl des Motors ab.

Um ein konstantes Brennstoff-Luft-Verhältnis zu erhalten, muß die Menge des eingespritzten Brennstoffes direkt proportional dem Gewicht der eingeführten Luft sein.

Gegenüber den üblichen pneumatischen Regeleinrichtungen von Einspritzbrennkraftmaschinen geht die Erfindung von einer Einrichtung aus, bei welcher eine besondere Luftpumpe (z. B. Unterdruckpumpe) vorgesehen ist, die — ohne als Versorgungsquelle für den Verbrennungsluftbedarf der Brennkraftmaschine zu dienen — von letzterer angetrieben wird und derart ausgelegt ist, daß sich die von ihr erzeugte Druckdifferenz (Unterdruck) gegenüber dem Atmosphärendruck im Verhältnis des Quadrates der Motordrehzahl verändert, wobei diese Druckdifferenz als Meßgröße für die Regelung der Brennstoffzufuhr dient.

Regeleinrichtungen dieser Art müssen —■ allgemein gesehen — als bekannt gelten, wenn auch ihre Anwendung bei Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung (für diese Anwendung wird ein selbständiger Schutz nicht begehrt) noch nicht unmittelbar vorgeschlagen wurde. Diese Regeleinrichtungen bieten in bekannter Weiser die Möglichkeit, die Gestaltung des Druckraumes zur Erzeugung der Regelimpulse so vorzunehmen, wie es für die Betätigung der Regelorgane erwünscht ist. Sie arbeitet unabhängig von Druckschwankungen in der Einlaßleitung, die durch das Arbeiten der Kolben und Ansaugventile hervorgerufen werden können, und es besteht die Möglichkeit, den Bereich der impulsgebenden Druckunterschiede größer zu machen als bei der Verwendung des Saugrohrunterdruckes als alleinige pneumatische Meßgröße.

Ausgehend von der Anwendung dieser beschriebenen Regeleinrichtung bei Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Saugrohreinspritzung sieht die Erfindung neuerdings vor, statt gesonderter Antriebe für die Luftpumpe einerseits und die den Einspritzdruck erzeugende Brennstoffpumpe andererseits ein gemeinsames Antriebsorgan für diese beiden Pumpen zu verwenden, wie dies an sich bei Brennstoff-Vorrichtung

zum Steuern der Brennstoffzufuhr bei Verbrennungskraftmaschinen

Anmelder: Engineering

Research & Application Limited, Dunstable, Bedfordshire (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Weickmann

und Dr.-Ing. A. Weickmann, Patentanwälte,

München 2, Brunnstr. 8/9

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 28. April 1955

Richard Henry Syson, Dunstable, Bedfordshire

(Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

pumpen-Scheibenwischerunterdruckpumpen-Kombinationen bekannt ist.

Es brauchen somit für die regelimpulsgebende Luftpumpe keine eigenen Antriebsvorrichtungen geschaffen werden, so daß die Möglichkeit besteht, bereits bestehende Motorenkonstruktionen ohne Schwierigkeiten auf nach der Erfindung arbeitende Einspritzvorrichtungen umzustellen.

Eine Ausführung der Erfindung wird im folgenden durch ein Beispiel an Hand der schematischen Zeichnung beschrieben, welche eine Apparatur gemäß der Erfindung teilweise im Schnitt darstellt.

Die Vorrichtung besteht aus drei Haupteinheiten, nämlich aus

1. einer Brennstoffpumpen-Luftpumpen-Einheit 10,

2. einer Brennstoff-Meß-Einheit 11,

3. einer Brennstoff-Einspritz-Einheit 12.

Die Einheit 10 ist zur leichteren Installation zusammen auf der Maschine montiert. Die beiden Pumpen werden in der gleichen Stellung und auf dem gleichen Flansch montiert wie die allgemein bekannte, mechanische Brennstoffpumpe eines normalen Vergasersystems. Die Einspritzdüse nimmt ihren Platz in der Einlaßleitung unterhalb der Drosselklappe 16 ein.

Eine normale Brennstoffpumpe 17 wird durch den üblichen Hebel 18 und einen durch den Motor ange-

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triebenen Exzenter 19 betätigt, wobei Brennstoff von einem Tank 20 durch einen Filter 21 geleitet wird und durch ein Rohr 22 fließt. Der Hebel 18 betätigt einen zusätzlichen Arm 23, Stößel 24 und Membran 25 einer Vakuumpumpe, die übliche Ventile, wie beispielsweise 26, und eine Rückfeder 27 aufweist. Diese Pumpe evakuiert Luft aus einer Vakuumglocke 28.

Luft kann in diese Vakuumglocke durch eine Düse eingelassen werden, die von einem konischen Nadelventil 29 kontrolliert wird. Diese Düse saugt ihre Luft aus der Atmosphäre durch ein Loch 30, einen Filter 31 mit Ansauggeräuschdämpfer an. Die Luftmenge, die durch diese Düse strömt, ist proportional der Druckdifferenz zwischen der Atmosphäre und der Vakuumglocke. Da der Hub der Membran 25 konstant ist, ist auch das Volumen der Luft, die von 25 gepumpt wird, direkt proportional der Drehzahl des Motors. Deshalb besteht in der Vakuumglocke ein Druck, der sich in dem Maße ändert wie das Quadrat der Motordrehzahl.

Das Nadelventil 29 sitzt an einer Kapsel 32, deren Inneres über eine Röhre 33 mit dem Temperatur-Meßkörper 14 in der Einlaßleitung verbunden ist.

Die Vakuumglocke 28 steht durch die Leitung 37 in Verbindung mit einer Seite 36 einer Membran 34. Die andere Seite 35 der Membran 34 ist zur Atmosphäre hin geöffnet und wird durch eine Feder 38 gehalten. Die Membran 34 ist mit der Membran 40 einer zweiten beweglichen Wandanordnung durch einen Stößel 41 verbunden.

Brennstoff wird einer Seite 47 dieser Anordnung von der Röhre 22 zugeführt, vorbei an einem Überdruckventil 49 und einer Düse, die von einem Nadelventil 50 gesteuert wird. Die Membran 40 ist an ihren entgegengesetzten Seiten der von einer Brennstoffdüse hervorgerufenen Druckdifferenz ausgesetzt, die von einem zweiten konischen Nadelventil 42 gesteuert wird. Der aus dieser Düse ausströmende Brennstoff tritt in eine Bohrung 43 ein, die bei 44 mit der anderen Seite 48 der Membran 40 verbunden ist. Sie ist über ein Verbindungsglied 52 und die Röhre 53 mit der Einspritzdüse 12 verbunden. Das Überdruckventil 49 ist durch die Röhre 54 mit dem Tank 20. verbunden.

Die Druckdifferenz über 42 ist dem Quadrat der Brennstoffmenge proportional, die durch die Meßdüse 42 strömt, bzw. es ist diese Brennstoffmenge proportional dem Ausdruck:

differenz erzeugt dann einen Fluß durch die Meßdüse 42, der proportional der Quadratwurzel von N² ist, d. h. proportional von N, der Motordrehzahl.

Der Druckabzweig 13 geht von der Einlaßleitung 15 ab zu einem Raum 55, welcher eine Druckkapsel 56 enthält, die die Stellung der Meßnadel 42 reguliert. Diese Druckkapsel besteht aus zwei Abschnitten ober- und unterhalb einer Zwischenwand 58, wobei der größere Abschnitt ringsum geschlossen und der

ίο Innenraum des kleineren Abschnittes mit einem Saugabzweig 57 verbunden ist. Auf diese Weise bewirkt die Vergrößerung des absoluten Druckes in der Einlaßleitung 15, daß die Kapsel zusammenschrumpft und die Hauptmeßnadel 42 zurückzieht, so daß die Menge des durch die Düse gehenden Brennstoffes vergrößert wird.

Zusätzlich bewirkt eine Vergrößerung des Auspuff-Rückdruckes, da dieser über 57 mit der Innenseite des kleinen Abschnittes der Kapsel kommuniziert, daß dieser Abschnitt sich ausdehnt und somit die Meßnadel 42 im Schließsinne bewegt. Auf diese Weise hängt die Menge des Brennstoffstromes vom absoluten Druck in der Einlaßleitung 15 minus eines Teiles des Auspuff-Rückdruckes ab.

Die Form der Nadel 29 ist derart, daß die Menge des Brennstoffstromes umgekehrt proportional der absoluten Temperatur der Füllung ist. Die Temperatursteuerung der Nadel ist derart, daß eine Vergrößerung der Fülltemperatur das Nadelventil öffnet und den Unterdruck auf die Vakuumglocke reduziert. Diese Druckverkleinerung reduziert wiederum die Menge des Brennstoffstromes durch den Mechanismus, welcher bereits oben beschrieben wurde.

Claims

PATENTANSPRUCH:

dabei ist P₁ der absolute Brennstoffdruck auf der Zuflußseite der Meßdüse 42, während P₂ der absolute Brennstoffdruck auf der Ausflußseite der Düse ist.

Der in der Vakuumglocke erzeugte und mit der Seite 36 der Membran 34 kommunizierende Unterdruck drängt das Nadelventil 50 auf die offene Stellung zu. Die öffnung des Nadelventils bewirkt, daß der Druck der Brennstoffpumpe mit der Meßdüse 42 in Verbindung gebracht wird, wobei sich der Fluß durch diese Düse so lange vergrößert, bis die Membranen 40 und 34 in den Gleichgewichtszustand gelangen.

Der Unterdruck in der Vakuumglocke ist proportional N². Wenn das Nadelventil 50 im Gleichgewicht ist, ist die Druckdifferenz an beiden Seiten der Membran 40 auch N² proportional. Diese DruckEinrichtung zur kontinuierlichen Druckzerstäubung von Kraftstoff in die Einlaßleitung einer Brennkraftmaschine mit mechanisch angetriebener Kraftstoffpumpe und mit Regelung der eingespritzten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl der Maschine, gekennzeichnet durch eine besondere Luftpumpe (z. B. Unterdruckpumpe 10), welche — ohne als Versorgungsquelle für den Verbrennungsluftbedarf der Maschine zu dienen —· von letzterer angetrieben wird und derart ausgelegt ist, daß sich die von ihr erzeugte Druckdifferenz (Unterdruck) gegenüber dem Atmosphärendruck im Verhältnis oder mindestens annähernd im Verhältnis des Quadrates der Motordrehzahl verändert, wobei diese Druckdifferenz als Meßgröße für die Regelung der Kraftstoffzufuhr dient, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Brennkraftmaschine einerseits und der Luftpumpe (10) sowie der Einspritzpumpe (17) andererseits vorgesehene Antrieb mittels eines beiden Pumpen gemeinsamen Antriebsorganes (z. B. Schwinghebel 18) erfolgt.
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In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 712 708; deutsche Patentanmeldung K 17486 I a/46b² (bekanntgemacht am 14. 4. 1955);

britische Patentschriften Nr. 402 526, 560196, 577 560, 681346;
USA.-Patentschriften Nr. 2 446 339, 2 570 560.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen