DE1245211B - Einspritzvergaser fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

F02d

Deutsche Kl.: 46b2-16

Nummer: 1245 211

Aktenzeichen: B 654531 a/46 b2

Anmeldetag: 9. Januar 1962

Auslegetag: 20. Juli 1967

Die Erfindung betrifft einen Einspritzvergaser für Brennkraftmaschinen, in dessen sich zwischen Kraftstofförderpumpe und Maschine erstreckender Kraftstoffleitung eine mit der Drosselklappe verbundene willkürlich betätigbare Zündeinrichtung und ein Ventil zur Regelung des in der Leitung fließenden Kraftstoffstromes angeordnet sind, wobei das Ventil stromab der Zündeinrichtung angeordnet ist und über eine mit ihm verbundene druckmittelbetätigte Einrichtung verstellbar ist, die von einem in Abhängigkeit von der Stellung eines Servoventil veränderlichen Servodruck beaufschlagbar ist, welches auf die mittels einer Meßvorrichtung gemessene Differenz des in der Ansaugleitung vor und in einer Venturidüse herrschenden Luftdrucks anspricht.

Ein derartiger Einspritzvergaser ist durch die USA.-Patentschrift 2565 329 bekanntgeworden. Bei dem bekannten Einspritzvergaser wird außerdem der Servodruck in Abhängigkeit von dem Druck in der Ansaugleitung vor der Drosselklappe geregelt. Für die Regelung des Ventils zur Änderung der in der Leitung fließenden Kraftstoffmenge sind bei dem bekannten Einspritzvergaser insgesamt drei räumlich voneinander getrennte, aber in Wirkverbindung miteinander stehende Regel- und Stellorgane vorgesehen. Über zwei dieser Regel- und Stellorgane wird auch ein Druckabfall entlang der Kraftstoffleitung erfaßt und in Beziehung zu dem Druck im Ansaugrohr gesetzt. Diese Art der Berücksichtigung des Druckabfalls ist jedoch kompliziert; darüber hinaus ist die gesamte Anordnung aufwendig und daher störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Einspritzvergasern für Brennkraftmaschinen der eingangs erwähnten Art auf einfachere Weise den Druckabfall in der Kraftstoffleitung zu berücksichtigen und darüber hinaus eine im ganzen kompaktere und weniger störanfällige, einfachere Einrichtung zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Servoventil außerdem auf die Differenz der in der Leitung vor und nach der Zumeßeinrichtung herrschenden Kraftstoff drücke anspricht und mit der Meßvorrichtung gekuppelt ist.

Das Ansprechen der Einrichtung auf die Differenz der in der Leitung vor und nach einer gesteuerten Bemessungsöffnung herrschenden Kraftstoffdrücke und die Kupplung mit der Meßvorrichtung ist durch die deutsche Patentschrift 919 853 im Zusammenhang mit einer Regeleinrichtung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine bekanntgeworden. Dort wirken jedoch die Kraftstoff druckdifferenz und die Luftdruckdifferenz auf ein Servoventil zur Steuerung eines Einspritzvergaser für Brennkraftmaschinen

Anmelder:

The Bendix Corporation,

Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:
^ao Haase Eimer, South Bend, Ind. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
_a5 V. St. v. Amerika vom 6. Februar 1961 (87 471)

Strömungsmittels, das ein Regelstangen- oder Drosselklappenverstellglied beaufschlagt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in der Zeichnung dargestellt ist, beschrieben.

F i g. 1 ist eine Schemaansicht einer Brennstoffzuteilungsanlage;

F i g. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des in F i g. 1 gezeigten Reglers;

F i g. 3 ist eine Ansicht in Richtung der Pfeile 3-3 der Fig. 2;

F i g. 4 stellt eine Abwicklung nach der Linie 4-4 der F i g. 3 dar.

In der F i g. 1 ist eine Brennstoffzuteilungsanlage für eine Brennkraftmaschine 12 dargestellt, welche einen Einström- oder Luftansaugkanal 14 aufweist. In dem Einströmkanal ist eine Venturidüse 16 angeordnet, um an verschiedenen Punkten einen Druckunterschied zu erzeugen, d. h. in den Staurohren 18 und der Einlaßöffnung 20.

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Die Brennstoffzuteilungsanlage 10 weist einen Hilfsregler 22, einen Zumessungsteil 24, einen Zuflußverteiler 26, Ausströmdüsen 28 und ein Durchflußmeßgerät 30 auf. Unter Druck stehender Brennstoff gelangt aus einer nicht gezeigten Quelle an die Einlaßöffnung 32, von dort über die Leitung 34 zu der Zündvorrichtung 36, die mit einer Mischungsregelplatte 38 versehen ist, die mehrere Zumeßeinschnürungen 40 aufweist, mit denen die Verbindung mit einer Leitung 42 wahlweise geregelt werden kann. Eine Leerlaufregelplatte 44 ist mittels des Hebelgestänges 48, 50, 52 mit der Drosselklappe 46 in dem Einströmkanal verbunden und kann auf die Leitung 42 einwirken, um den Durchfluß durch diese während des Leerlaufbetriebes der Maschine zu regeln. Der zugemessene Brennstoff fließt von der Leitung 42 durch die Leitung 54, das Regelventil 56 und die Leitung 58 zu dem Verteiler 26 und von dort durch die Ausströmleitungen 60 zum endgültigen Ausströmen durch die Düsen 28. In einer bevorzugten Ausführungsform münden die Düsen 28 in den Einströmkanal der Maschine ein, und für jeden Zylinder der Maschine ist eine Düse vorgesehen. Es wird aber betont, daß die Anzahl der Düsen sowie die Einmündungsstelle verändert werden können und daß in dem Falle, in dem eine einzelne Düse verwandt wird, der Verteiler 26 weggelassen werden kann.

Der Zumeßteil24 ist mit einem Gehäuse 62 versehen, dessen Inneres durch eine Membrane 68, die mit dem Regelventil 56 in Eingriff steht, in die Kammern 64 und 66 unterteilt wird.

Der Hilfsregler 22 ist mit einem Mantel oder Gehäuse 70 versehen, welches mit einer ersten und einer zweiten Membrane 72 und 74 versehen ist, die zusammen mit einer zwischen ihnen angeordneten starren Zwischenwand 76 die vier Kammern «78, 80, 82 und 84 bilden. Die Kammer 78 ist durch die Leitung 86 mit der Einlaßöffnung 20 und über den Durchlaß 88 mit dem Einströmkanal unterhalb der Drosselklappe 46 verbunden. Die Kammer 80 ist durch den Durchlaß 90 mit den Staurohren 18 verbunden. Der Unterschied zwischen den Drücken in den Kammern 78 und 80 erzeugt eine Kraft, die für die Luftströmung im Kanal 14 kennzeichnend ist und dazu neigt, die Membrane 72 nach links zu bewegen, wie aus F i g. 1 ersehen werden kann. Die Kammer 82 ist mittels der Leitungen 92 und 34 an die Brennstoffeinlaßöffnung 32 angeschlossen. Die Kammer 84 ist über die Leitung 94 mit der Brennstoffzuteilungsleitung 54 verbunden. Die Kammer 84 ist auch in dem Zumeßteil 24 durch die Leitung 96 mit der Kammer 64 verbunden. Die Strömung von der Kammer 84 zur Leitung 96 wird durch ein Kugelventil (Servoventil) 98 reguliert, das an der Membrane 74 befestigt ist.

Wie am besten aus F i g. 2 ersehen werden kann, ist die Zwischenwand 76 mit einer Bohrung 100 versehen, in der ein Lager 102 angeordnet ist. Das Lager 102 ist mit zwei Steinlagern 104 ausgestattet, welche mit einer Präzisionsmittelbohrung 106 versehen sind. Die Steinlager können aus künstlichen Saphiren, Rubinen od. dgl. bestehen. Die Membrane 72 ist mit einer Bohrung 108 versehen, die gleichachsig zu der Bohrung 106 liegt. Ein aus hochwertigem Federdraht hergestellter Bügel 110 ist in den Bohrungen 108 und 106 hin- und herbeweglich angeordnet und an dem einen Ende 112 an der Membrane 74 angebracht. In der Kammer 78 ist eine Buchse 114 hin- und herbeweglich auf dem Bügel 110 aufgeschoben und mit mehreren radial verlaufenden Schlitzen 116 verschiedener Tiefe versehen, wie am besten aus F i g. 3 und 4 ersehen werden kann. Der Bügel 110 ist mit einem umgebogenen Abschnitt 118 versehen, der so ausgeführt ist, daß er wahlweise in einen der Schlitze 116 eingreifen kann. Eine zwischen der Buchse 114 und der Membrane 72 angebrachte Feder 120 drückt die Buchse 114 nach außen von der Membrane 72 fort in eine Richtung, um das Kugelventil 98 zu öffnen.

ίο Die Buchse 114 ist in einem vorherbestimmten Abstand von der Membrane 72 angeordnet, so daß bei einer Verschiebung der Membrane 72 unter dem Einfluß des Druckunterschiedes zwischen den Drücken in den Kammern 78 und 80 nach links die Membrane 72 die Buchse 114 berührt und dadurch die Feder 120 wirkungslos macht.

Der Druckunterschied zwischen dem unbemessenen Brennstoffdruck in Kammer 82 und dem abgemessenen Brennstoffdruck in Kammer 84 drückt die

ao Membrane 74 nach rechts und schließt das Ventil 98; wie aus Fig. 1 gesehen werden kann. Die Membranen 72 und 74 suchen eine Stellung auf, in der die auf sie einwirkenden Kräfte ausgeglichen sind, und dadurch stellen sie das Kugelventil 98 so ein, daß es den

as Durchfluß von Hilfsbrennstoff durch die Leitung 9& die Kammer 64 und durch den in der Membrane 68 angeordneten Durchlaß oder die Ausflußöffnung 122 in die Kammer 66 regelt.

Während des Betriebes wird der Brennstoff von der Einlaßöffnung durch die Zündvorrichtung 36 abgemessen, von wo dann ein Teil des zugemessenes! Brennstoffes über die Leitung 54 durch das Regelventil 56 in die Kammer 66 fließt. Ein anderer Teil des zugemessenen Brennstoffs fließt zu Kammer 84 iü

dem Hilfsregler 22, von dort durch das Kugelventil 98 in die Kammer 64 durch den geeichten Durchfluß 122 in die Kammer 66. Die Stellung des Hilfsventil 98 wird als eine Funktion des Unterschiedes in dem Luftdruck in dem Einströmkanal und des Unterschiedes im Brennstofftank aii den gegenüberliegenden Seiten der Zumeßeinschnürung bestimmt. Es muß beachtet werden, daß der Hilfsregler selbsttätig Änderungen im Einlaßbrennstofftank dadurch ausgleicht* daß sich der Hilfsdruck unmittelbar mit den Veränderangen im Einlaßdruck ändert, was eine entsprechende Änderung im Druck des zugemessenen Brennstoffs bewirkt, wodurch das Zumeßgefälle oder das Druckgefälle über der Zumeßeinschnürung bei Änderungen des Einlaßbrennstoffdrucks konstant bleibt.

Während des Leerlaufs, wenn die Strömung durch den Einlaßkanal gering und Schwankungen unterworfen ist, kann es vorkommen, daß eine ausreichende und/oder genaue Kraft zur richtigen Betätigung der Membrane 72 des Hilfsreglers nicht vorhanden ist.

Während dieses Zustande geringer Luftströmungen beim Leerlaufbetrieb übt die Leerlauffeder 120 eine Kraft auf die Buchse 114 aus, die das Kugelventil 96 öffnet. Die Feder 120 ist verhältnismäßig schwach bemessen, um eine im wesentlichen konstante Kraft

ßo innerhalb ihres Arbeitsbereiches zu erzeugen. Wenn die unterschiedlichen Luftdrücke, die auf die Membrane 72 einwirken, einen vorherbestimmten Wert erreicht haben, wird das Spiel in der Einwegverbindung zwischen der Buchse 114 und der Membrane 72 ausgeglichen, so daß tätsächlich eine feste Verbindung zwischen der Buchse 114 und der Membrane 72 geformt ist, wodurch die Feder 120 unwirksam gemacht wird.

Der Hilfsregler 22 regelt den Hilfsbrennstoffdruck während des Normalbetriebes als eine Funktion der auf die Membranen 72 und 74 einwirkenden Druckunterschiede und während des Leerlaufbetriebes als eine Funktion der von der Feder 120 ausgeübten Kraft, die auf die Kammer 64 übertragen wird, um auf die Membrane 68 in der Richtung einzuwirken, in der das Regelventil 56 zur Offen-Stellung gedrängt wird. Das Regelventil 56 wird durch eine Feder 124 und den Brennstoffdruck in der Kammer 66 zur ge- ίο schlossenen Stellung hin gedrängt. Der Hilfsbrennstoff in der Kammer 64 fließt durch den geeichten Durchlaß 122 in die Kammer 66, um zu den Ausströmdüsen 28 weitergeleitet zu werden. Auf diese Weise sind keine Rückführleitungen zum Rückführen des Hilfsbrennstoffes in den Brennstofftank oder an die Brennstoffquelle vorhanden. Es sollte bemerkt werden, daß bei Erhöhung des Brennstoffflusses zur Maschine der Hilfsdruck in der Kammer 64 die Membrane 68 nach unten gleiten läßt, um das Regelventil 56 weiter zu öffnen und gleichzeitig etwas von dem Brennstoff der Kammer 66 in die Ausströmleitung 58 zu leiten. So schließt die Betätigung des Regelventils 56 für eine Brennstofferhöhung selbsttätig die Formung einer Beschleunigungsladung von Brennstoff durch die Abwärtsbewegung der Membrane 68 ein.

Die Steinlager 104 in der Zwischenwand 76 sind bei genauen Abmessungen zu einem niedrigen Preis im Handel erhältlich. Desgleichen ist der für den Bügel 110 benutzte Federdraht im Handel in genauen Abmessungen erhältlich. Die Anordnung des Bügels 110 im Lager 104 schafft bei geringen Kosten und äußerst kleinen Reibungseigenschaften eine gute Abdichtung zwischen den Kammern 80 und 82. Die Benutzung der Buchse 114 mit veränderlicher Schlitztiefe schafft eine einfache, genaue und billige Einrichtung zur Verstellung der Verbindung zwischen den Membranen 72 und 74, um die Unterschiede in den Herstellungstoleranzen auszugleichen. Um die wirksame Länge des Bügels 110 zu ändern, ist es nur erforderlich, die Buchse 114 gegen die Feder 120 niederzudrücken und sie zu drehen, um einen anderen Schlitz in Eingriff mit dem gedrehten Abschnitt 118 des Bügels 110 zu bringen.

Es muß beachtet werden, daß die Zumeßvorrichtung36 in dem Zumeßteil24 Brennstoff unter dem höchsten Druck in der Anlage empfängt, nämlich unter dem Einlaßbrennstoffdruck. Das Brennstoffdruckgefälle im Zumeßteil 24 findet an den Zumeßeinschnürungen statt. Diese Anordnung vermindert die Neigung des Brennstoffes zu verdampfen, wie es z. B. der Fall ist, wenn das Regelventil oberhalb der Zumeßeinschnürung angeordnet wird.

Weiterhin sollte bemerkt werden, daß der Durchflußregler 22 nur sehr kleine Unterschiede der Brennstoff- und Luftdrücke benötigt, um das Ventil 98 zu betätigen. Der Fluß des Hilfsbrennstoffs braucht nur sehr gering zu sein, wodurch sich die Luft- und Brennstoffmembranen nur geringfügig bewegen müssen, z. B. in der Größenordnung einiger hundertstel Millimeter. Auf Grund der geringen Bewegung der Membranen sind die durchschnittlichen Flächenänderungen sowie Federkräfte dieser Membranen vernachlässigbar. Weiterhin kann auf Grund des geringen Luftdruckunterschiedes, der zur Betätigung der Luftmembrane 72 erforderlich ist, der Lufteinlaßkanal verbreitert werden, so daß die Venturidüse eine geringere Behinderung darstellt, als das in vorher bekannten Vorrichtungen der Fall war, und somit ein verbessertes Ansaugen und einen erhöhten Luftzufluß zur Maschine zu ermöglichen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einspritzvergaser für Brennkraftmaschinen, in dessen sich zwischen Kraftstofförderpumpe und Maschine erstreckender Kraftstoffleitung eine mit der Drosselklappe verbundene willkürlich betätigbare Zumeßeinrichtung und ein Ventil zur Regelung des in der Leitung fließenden Kraftstroffstromes angeordnet sind, wobei das Ventil stromab der Zumeßeinrichtung angeordnet ist und über eine mit ihm verbundene druckmittelbetätigte Einrichtung verstellbar ist, die von einem in Abhängigkeit von der Stellung eines Servoventils veränderlichen Servodruck beaufschlagbar ist, welches auf die mittels einer Meßvorrichtung gemessene Differenz des in der Ansaugleitung vor und in einer Venturidüse herrschenden Luftdrucks anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Servoventil (98) außerdem auf die Differenz der in der Leitung vor und nach der Zumeßeinrichtung (36) herrschenden Kraftstoffdrücke anspricht und mit der Meßvorrichtung gekuppelt ist.

2. Einspritzvergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Servoventil (98) in einer Zweigleitung (94, 96) angeordnet ist, die von der Brennstoffleitung zwischen Zumeßeinrichtung (36) und Regelventil (56) abzweigt und stromab des Regelventils (56) in die Brennstoffleitung wieder einmündet, und daß der Servodruck in der Zweigleitung stromab des Servoventils (98) aufbaubar ist.

3. Einspritzvergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Servoventil (98) mit einer beweglichen Wand (74) verbunden ist, die einen Raum in zwei Kammern (82, 84) aufteilt, deren eine stromauf und deren andere stromab der Zumeßeinrichtung (36) an die Brennstoffleitung angeschlossen ist.

4. Einspritzvergaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung eine mit der ersten beweglichen Wand (74) verbundene zweite bewegliche Wand (72) aufweist, die ebenfalls zwei Kammern (78, 80) voneinander trennt, von denen die eine mit der Ansaugleitung (14) vor, die andere mit der Ansaugleitung in der Venturidüse verbunden ist.

5. Einspritzvergaser nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden beweglichen Wände (72, 74) koaxial und parallel im Abstand zueinander angeordnet sind und mittels einer Stange (110) verbunden sind, die an ihrem einen Ende an der ersten beweglichen Wand (74) befestigt und in koaxialen Bohrungen (108, 106) in der zweiten beweglichen Wand (72) und einer im wesentlichen starren Wand (76), welche die beiden mittleren Kammern (80, 82) voneinander trennt, verschiebbar gelagert ist, daß eine Buchse (114) in der Kammer (78) angeordnet ist und relativ zur zweiten beweglichen Wand (72) verschiebbar ist, und daß die Stange (110) an ihrem anderen Ende einen umgebogenen Teil (118) besitzt, der in eine von in der Buchse (114) gebildeten Nuten (116) eingreift.

6. Einspritzvergaser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (114) mit einer Reihe axialer Nuten (116) unterschiedlicher Tiefe versehen ist, in die der umgebogene Teil (118) der Stange (110) wahlweise eingreifen kann.

7. Einspritzvergaser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten beweglichen Wand (72) und der Buchse (114)

eine

Leerlauffeder (120) eingesetzt ist, die die Buchse bezüglich der beweglichen Wand (72) in Öffnungsrichtung des Servoventils (98) vorspannt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 712708, 919 853;
USA.-Patentschriften Nr. 2 361227, 2 565 329.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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