DE2002444C3 - Kraftstoffeinspritzanlage fur gemischverdichtende fremdgezundete Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem ein Meßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind, von denen ersteres proportional der durchströmenden Luftmenge durch die an ihm angreifende Differenz des vor und nach ihm im Saugrohr herrschenden Luftdrucks gegen eine möglichst konstante Rückstellkraft bewegt wird und entsprechend dieser Auslenkung ein Kraftstoffzumeßventil betätigt, wodurch der Luftmenge eine proportionale Kraftstoffmenge zugemessen wird, und die Saugrohrabschnitte vor und nach dem Meßorgan durch ein Ventil verbindbar sind, welches entgegen einer Schließkraft auf Grund

einer an ihm herrschenden bestimmten Druckdifferenz

öffnet.

Der Zweck derartiger Kraftstoffeinspntzanlagen ist, für einen Ottomotor unter allen Betriebsbedingungen selbsttätig ein günstiges Kraftstoffluftgemisch-Verhältnis zu schaffen, um so den Kraftstoff möglichst vollständig zu verbrennen und dadurch bei höchstmöglicher Leistung der Brennkraftmaschine bzw. kleinstmöglichem Kraftstoffverbrauch die Entstehung von giftigen Abgasen zu vermeiden oder auf einen zulässigen Wert zu vermindern, weshalb die Kraftstoffmenge den Erfordernissen jedes Betriebszustandes der Brennkraftmaschine entsprechend sehr genau zugemessen werden muß. Hierzu ist es erforderlich, daß die eingangs genannte Proportionalität der Luftmenge zur Kraftstoffmenge grundsätzlich nicht gestört wird, jedoch in Abhängigkeit von Motorkenngrößen wie Last, Drehzahl und Temperatur änderbar ist (sogenannte λ-Korrektur).

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzanlage dieser Art (siehe US-Patentschrift 25 83 406) dient als Rückstellkraft des Meßorgans eine Feder, deren Vorspannung in Abhängigkeit von der Motortemperatur (Motorkenngröße) änderbar ist.

Bei einer anderen bekannten Kraftstoffcinsprit/anlage dieser Art (DT-AS 11 97 686) ist das Meßorgan mit einem entgegen der Strömungsrichtung öffnenden Entlastungsventil zur Verminderung von Saugruhrrückschlägen ausgestattet.

Es ist ebenfalls bekannt (vgl. ATZ, 1969, Seite 115, Bild 10), im Schiebebetrieb den nach einer Drosselklappe herrschenden Saugrohrunterdruck durch ein die Saugrohrabschnitte vor und hinter der Drosselklappe verbindendes Ventil zu begrenzen.

Weiterhin ist bekannt bzw. vorgeschlagen worden (US-PS 21 28 079 bzw. älteres DT-Patent 18 14 848), zur Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einen Bypass um das Meßorgan temperaturabhängig zu steuern.

Derartige Anlagen haben jedoch den Nachteil, daß, wenn der Motor im Leerlauf oder im Schiebebetrieb läuft und die Drosselklappe plötzlich in eine Stellung gedreht wird, die einer höheren Drehzahl für Normalbetrieb entspricht, das Meßorgan bei den bekannten Kraftstoffeinsprilzanlagen eine plötzliche stoßartige Auslenkung erfährt, da außer dem erhöhten Luftdurchsatz noch das Volumen des Saugrohres von einem niederen Druck auf einen höheren Druck aufgefüllt werden muß. Hierdurch erfolgt eine nachteilige Übersättigung des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Außerdem führt der hohe Anfangsimpuls zu Überschwingungen der Luftmeßeinrichtung, die nicht masselos gebaut werden kann, wodurch sich diese genannte Anreicherung weiter verstärkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzanlage der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die genannten Nachteile nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventil in Ansaugrichtung der Brennkraftmaschine öffnet, sobald die Druckdifferenz am Meßorgan den Wert übersteigt, der benötigt wird, um das Meßorgan in Öffnungsrichtung zu bewegen.

Mit Hilfe dieses Ventils wird erreicht, daß diese Anfangsstöße nicht entstehen können oder zumindest sehr stark vermindert werden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient als Schließkraft eine Feder, deren Vorspannung

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insbesondere temperaturabhängig änderbar ist. So kann beispielsweise die Vorspannung der Feder in kaltem Zustand des Motors erhöht werden, wodurch das. Überschwingen des Meßorgans stärker ist als bei warmem Motor. In jedem PaII ist das Überschwingen jedoch so schwach, daß keine nachteiligen Einflüsse entstehen. Dadurch wird eine beschleunigte Anreicherung des Kraftstoffluftgemisches erzielt, wie für diesen Zustand wünschenswert ist.

Für verschiedene Bauformen der Meßorgane sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Krfindung derart, dall das Meßorgan als Ventilplatte ausgebildet ist. die exzentrisch auf einer Achse gelagert ist, um die sie entgegen der Kräh einer Feder kippbar ist, oder daß das Meßorgan durch einen Bypass umgehbar ist, in dem das Ventil als federbelastetes Klappenventil angeordnet ist. oder daß als Ventil ein auf dem Meßorgan angeordnetes, federbelastctes Klappenventil dient, oder daß als Meßorgan ein auf einer Führungsstangc angeordneter und normalerweise mit dieser in Sirömungsrichiung verschiebbarer Teller dient, der als Ventil auf der Führungsstange entgegen der Kraft einer Feder verschiebbar ist.

Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind vereinfacht in der Zeichnung dargestellt. Fs zeigen

Fig. 1,2 und 3 drei verschiedene Ausführungsbeispie-Ie an einer Kraftstoffeinspritzanlage,

F i g. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel an einer etv\ as anders gestalteten Kraftstoffein-,pntzanlage

In der in F ig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspnuanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichiung durch einen in einem Gehäuse 1 angeordneten Luftfilter 2, einen Saugrohrabschnitt 3, in dem ein Meßorgan 4 angeordnet ist, einen Verbindungsschlauch 5 und durch einen Saugrohrabschnitt 6 mit einer über eine Welle 26 (Fig.4) willkürlich betätigbaren Drosselklappe 7. Das Meßorgan 4 bewegt sich im Saugrohrabschnitt 3 nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge. Das Meßorgan 4 ist als quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte ausgebildet, die entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 8 um eine Achse 9 kippbar ist, die an einem zur Übertragung der Verstellbewngung der Platte 4 dienenden Hebel 10 angeordnet ist. Dieser Hebel 10 ist auf einer Achse 11 möglichst reibungslos gelagert und betätigt bei seiner Schwenkbewegung mit einer Nase 12 ein bewegliches Ventilteil 13 eines Kraftstoffzumeß- und Verteilerventils 14. Als Rückstellkraft dient eine Feder 15 mit einer sehr flach verlaufenden Charakteristik, so daß bei Verschieben des Drosselorgans 4 und entsprechendem Zusammenschieben der Feder 15 deren Rückstellkraft nahezu gleich groß bleibt. Die Ruhelage des Hebels 11 wird durch eine Stellschraube 16 bestimmt.

Die Kraftstoffversorgung erfolgt über eine Kraftstoffpumpe 18, die durch einen Elektromotor 19 angetrieben, den Kraftstoff aus einem Behälter 20 ansaugt und über eine Leitung 21 dem Zumeßventil 14 zuführt. Von der Leitung 21 zweigt eine Rücklaufleitung 22 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil (Druckhalteventil) 23 geschaltet ist. Vom Zumeßventil 14 wird der mengenmäßig zugemessene Kraftstoff über Leitungen 24 den einzelnen Einspritzventilen zugeführt, die meist in der Nähe der entsprechenden Motorzylinder im Saugrohr angeordnet sind.

Filtergehäuse 1 und Saugrohrabschnitt 3 sind unmittelbar zusammengebaut, und zwar derart, daß die vom Motor angesaugte Luft nach Druchdringen des Fillers 2 unmittelbar die Fläche der Platte 4 beaufschlagt, welche bei Stillstand des Motors den Eingang des Saugrohres verschließt. Diese Fläche kann wesentlich größer gehalten werden als die der Drosselklappe 7, wodurch die Platte 4 ein entsprechend großes Arbeitsvermögen erhält. Der Filter 2 benötigt ohnehin einen verhältnismäßig großen Durchmesser, weshalb eine entsprechend groß ausgeführte Platte 4 vorgese hen werden kann. Die Drosselklappe 7 hingegen kann verhältnismäßig klein gehalten werden, um möglichst wenig Raum zu beanspruchen.

Sobald die Druckdifferenz im Saugruhr 3. die durch den Druck vor und nach dem Meßorgan 4 entsteht, die Druckdifferenz überschreitet, die ausreicht, um das Meßorgan 4 entgegen der Kraft der Feder 15 auszulenken, wird die Platte des Meßorgans 4 um die Achse 9 entgegen der Kraft der Feder 8 gekippt. Die Kraft der Feder 8 ist entsprechend bemessen. Ein solches Überschreiten der Druckdifferenz tritt durch plötzliche Druckstöße auf, wenn beim Gasgeben und entsprechendem öffnen der Drosselklappe im Leerlauf oder .Schiebebetrieb durch den erhöhten Luftdurchsatz das Volumen des Saugrohres von einem niederen Druck auf einen höheren Druck aufgefüllt werden muß.

Bei dem 111 F \ g. 2 dargestellten zweiten Auslührungs beispiel gleichen die wesentlichen Teile der F.insprit/anlage denen des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zu diesem ist jedoch hier das Meßorgan 4 fest am Schwenkhebel 10 angeordnet, es ist also nicht kippbar. Stattdessen ist zur Ableitung des Überdrucks ein das Meßorgan 4 umgehender Bypass 25 vorgesehen, der durch eine Klappe 26 verschlossen ist. die durch eine Feder 27 belastet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es verhältnismäßig leicht, die Vorspannung der Feder 27 durch ein temperaturabhängig arbeitendes Glied 40 zu ändern.

In F i g. 3 ist ein baulich besonders einfach ausgebildetes Ausführungsbeispiel dargestellt. Auch hier ist das Meßorgan 4 wie bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel fest am Schwenkhebel 10 angeordnet, wobei als Überdruckventil ein durch eine Feder 29 belastetes Platienventil 30 dient, das eine öffnung 28 im Meßorgan 4 steuert.

Im Gegensatz zu den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 das Meßorgan 4 in Achsrichtung des Saugrohres 6 bewegt. Hierfür ist das Meßorgan 4 mit dem einen Ende einer Führungsstange 32 verbunden, welche in einer koaxial und ortsfest im Saugrohr angeordneten Buchse 33 axial verschiebbar gelagert ist. In einer Gewindebohrung des dem Meßorgan 4 gegenüberliegenden Endes der Führungsstange 32 ist ein Kuppelteil 34 eingeschraubt. Das Kuppelteil 34 hat eine Ringnut 35. In dem Saugrohr 6 ist eine Welle 36 verdrehbar gelagert, deren Achse die Achse des Saugrohres senkrecht kreuzt. Auf dieser Welle sitzi ein Hebel 37, der mit einem Zapfen 38 in die Nut 35 des Drehteils 34 eingreift. An dem zwischen Welle 36 und Zapfen 38 gelegenen Abschnitt des Hebels 37 ist das ■■ine Ende einer Rückstellfeder 15 befestigt. Durch die Welle 36 wird über nicht dargestellte Mittel die Verstellung des beweglichen Venlilleils des hier nicht dargestellten Zumeßventils bewirkt. Zur Überdruckentlastung ist das Meßorgan 4 auf der Führungsstange 32 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 39 axial verschiebbar, wobei sich der Ringspalt zwischen Saugrohrabschnitt 2 und Meßorgan 4 vergrößert, ohne störenden Einfluß auf das Zumeßventil auszuüben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Palentansprüche:

1. Kraftstoffeinspritzanlage für gemisch verdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem ein Meßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind, von denen ersteres proportional der durchströmenden Luftmenge durch die an ihm angreifende Differenz des vor und nach ihm im Saugrohr herrschenden Luftdrucks gegen eine möglichst konstante Rückstellkraft bewegt wird und entsprechend dieser Auslenkung ein Kraftstoffzumeßventil betätigt, wodurch der Luftmenge eine proportionale »5 Kraftstoffmenge zugemessen wird, und die Saugrohrabschnitte vor und nach dem Meßorgan durch ein Ventil verbindbar sind, welches entgegen einer Schließkraft auf Grund einer an ihm herrschenden bestimmten Druckdifferenz öffnet, dadurch ge- ;to kennzeichnet, daß das Ventil in Ansaugrichtung der Brennkraftmaschine öffnet, sobald die Druckdifferenz am Meßorgan (4) den Wert übersteigt, der benötigt wird, um das Meßorgan (4) in Öffnungsrichtung /u bewegen.

2. Kraftstoffeinspritzanlagc nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sehließkraft eine Feder (8, 27, 29, 39) dient, deren Vorspannung insbesondere temperaturabhängig änderbar ist.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßorgan (4) als Ventilplatte ausgebildet ist, die exzentrisch auf einer Achse (9) gelagert ist, um die sie entgegen der Kraft einer Feder (8) kippbar ist (F i g. 1)

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßorgan (4) durch einen Bypass (25) umgehbar ist, in dem das Ventil als federbelastetes Klappenventil (26, 27) angeordnet ist (F i g. 2).

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventil ein auf dem Meßorgan (4) angeordnetes, federbelastetes Klappenventil (28,2$) dient (F i g. 3).

6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßorgan (4) ein auf einer Führungsstange (32) angeordneter und normalerweise mit dieser in Strömungsrichtung verschiebbarer Teller (4) dient, der als Ventil auf der Führungsstange (32) entgegen der Kraft einer Feder (39) verschiebbar ist.