DE2148500A1

DE2148500A1 - Brennstoffeinspritzsystem und Brennstoffdruckregler dafuer

Info

Publication number: DE2148500A1
Application number: DE19712148500
Authority: DE
Inventors: Silvester Brian Card
Original assignee: Associated Engineering Ltd
Current assignee: Associated Engineering Ltd
Priority date: 1970-09-30
Filing date: 1971-09-29
Publication date: 1972-04-06
Also published as: GB1320187A; AU3394271A; FR2108747A5; CA937471A; IT938694B; US3771507A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. HUGO WILCKEN · DIPL.-ING. THOMAS WiLCKEN

D - 24 LÜBECK, BREITE STRASSE 52-54

Case 175

28.9.1971 Cz./Sch. Anmelder:

Associated Engineering Limited, Leamington Spa (Warwickshire), Kenilworth Road 60 (Großbritannien)

Brennstoffeinspritzsystem und Brennstoffdruckregler

dafür

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzsystem und einen Brennstoffdruckregler für dieses System.

Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Brennstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von unter Druck stehendem Brennstoff in einen Einlaßkanal oder in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine vorgesehen, das sich kennzeichnet durch eine Bemessungsöffnung für strömenden Brennstoff, die mit dem unter Druck stehenden Brennstoff gespeist wird und die auf ihrer Abströmseite dem vom Einlaßkanal erhaltenen Druck ausgesetzt ist₃ und durch einen Brennstoffdruckregler zur Begelung des Brennstoffes auf einer Druck, der dan Einlaßkanaldruck um einen ß-etrag überschreitet, dar mit größer werdendem absoluten Einlaßkanaldruck zunimmt.

Zweckmäßigerweise wird die Brennstofflieferung zur Bemessungsöffnung für vorbestimmte Zeiten periodiach unterbrochen, um die Strömung des Brennstoffes zu steuern.

9 LObedt (0451) 7 58 88, Privoti Dr. H. Wilden, Curau (04505) 210 · Dipl.-Ing. Th. Wlldcen, Lübeck (0451) 2 51 59 Bank ι Commerzbank A. G., FiI. Lübeck, Kto.-Nr. 39 0187 Postscheck: Hamburg 1381 19

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Geeigneterweise wird die Unterbrechung der Brennstofflieferung durch ein solenoidbetätigtes Injektorventil bewirkt.

Nach einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Brennstoffdruckregler zur Verwendung in einem Brennstoffeinspritzsystem von der Art vorgesehen, die unter Druck stehenden Brennstoff in einen Luftkanal oder in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine einzuspritzen in der Lage ist, der sich kennzeichnet durch ein Glied mit einer dem zu regelnden Brennstoffdruck unterworfenen Fläche, wobei der Brennstoffdruck eine auf das Glied wirkende

Kraft erzeugt, die zum Bewegen des Gliedes neigt, um zwecks Ver-

iminderung des Brennstoffdruckes eine Bemessungsöffnung su offnen,

und durch eine andere Fläche in üem. Regler, die dem Luftdruck

!in dem Kanal ausgesetzt ist, wobei ciie andere Fläche mit dem Glied in einer Weise verbunden ist, nach d*■:.·» eine größere Kraft auf das

Glied erzeugt würde als die entgegengesetzte, auf das Glied durch die erstgenannte Fläche erzeugte Kraft, wenn beide Flächen demiselben Druck unterworfen wären* Vorzugsweise sind die beiden

'Flächen direkt verbunden, Jedoch Ist dia weitergenannts Fläche

!größer als die erstgenannte Fläche,

iDie Erfindung ist nachstehend Isclglicii im ¥ege eines Aueführungsjbeispleles mit Bezug auf die arillegar.de zeichnung näher* erläutert,

die einen Axialschnitt durch eine Aueführungsform der Erfindung zeigt.

Nach der Zeichnung besteht ein Ventil zum Regeln des Druckes der Brennstoffflüssigkeit, die zum Injektor eines Brennstoffeinspritz-

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systems einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, aus einem Ventilgehäuse 10, in dem ein Einlaß- und ein Auslaßweg 11 bzw. 12 für Brennstoffflüssigkeit ausgebildet sind. Die Wege 11 und 12 sind durch eine Bohrung 13 miteinander verbunden, die in einer größeren konzentrischen Bohrung Ik angrenzend an den Aulaßweg 12 endet. Die Verbindungsstelle der Bohrungen 13 und Ik miteinander ist eine Schulter mit einer scharfen Ecke bzw. Kante 15.

Ein hohler zylinderischer Plungsrkolben 16 sitzt in einem genauen Schiebesitz in der Bohrung 13 und wird in Richtung auf das geschlossene Ende 17 der Bohrung 13 durch eine mit einem niedrigen Wert vorgespannte Schraubenfeder 18 gedrückt.

Die Feder 18 wirkt gegen ein fingerhutartiges Teil 19 zurück, das am Ende einer Einstellschraube 20 angeordnet ist. Die letztere ist in eine Endkappe 21 eingeschraubt, die am Ventilgehäuse 10 durch eine überwurfmutter- 22 gehalten wird, um das Auslaßende der Bohrungen 13 und Ik zu schließen. Der Plungerkolben 16 besitzt eine umfangsmäßige Nut 23, die mit einer scharfen Kante 24 ausgebildet ist, die mit der scharfen Kante 15 fluchtet, wenn der Plungerkolben mit dem geschlossenen Ende 17 des Ventilgehäuses in Beührung kommt. Die Nut 23 kommuniziert mit dem Einlaßweg 11 durch Längsnuten 25, die in dem Plungerkolben 16 ausgebildet sind.

Wenn das Ventil unter Druck steht, wird Brennstoff durch den Einlaßweg 11 zugeführt, und dieser erzeugt eine axiale Kraft auf den Plungerkolben 16, der sich in Bezug auf die Zeichnung nach rechts bewegt, um eine Durchflußöffnung bzw. Bemessungsöffnung zwischen

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den scharfen Kanten 15 und 24 zu öffnen. Infolge des niedrigen Wertes der Feder 18 vergrößert der Druck des einströmenden Brennstoffs die genannte öffnung, bis der dadurch strömende Brennstoff den gewünschten regulierten Einlaßdruck aufweist.

Brennstoff, der die regelnde öffnung bzw. die Bemessungsöffnung passiert hat, tritt durch die größere Bohrung 14 und den Auslaßweg 12 aus.

Das Innere des Plungerkolbens 16 und der an die Endkappe 21 an-

jgrenzende Endraum 28 der Bohrung 14 wird durch eine Bohrung 26 'in der Einstellschraube 20, die durch eine gesicherte Mutter 27 •fixiert ist, mit dem Ansaugleitungsdruck beaufschlagt. Der Plunger- |kolben 16 ist zum Ventilgehäuse abgedichtet, und zwar durch Vorsehen einer Membran aus Gummi oder einem anderen geeigneten Material. Die Membran 29 wird gegen eine Endfläche des Ventilgehäuses 'durch eine Distanzhülse 40 gehalten, die durch eine weitere Membran ^!4l aus Gummi oder einem gummiähnlichen Material und durch die Endkappe 21 eingefaßt ist. Die Membran 29 wird gegen die in Bezug auf die Zeichnung rechte Endfläche des Plungerkolbens 16 durch eine mit einer Schulter versehene Hülse 42, die in den Kolben geschraubt ist.und durch die weitere Membran 41 gehalten, die durch eine mit einer Schulter versehene Hülse 30 abgedichtet ist, die in die Hülse 42 eingeschraubt ist.

Auf der Abströmseite der Bemessungsöffnung des Plungerkolbens besitzt dieser einen reduzierten Durchmesserabschnitt 31. Jeder Rückdruck, der vom Auslaßweg 12 erhalten wird, wird tätig sein

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aufgrund der Differenz in der Fläche bzw. in den Flächen zwischen dem Plungerkolben 16 an der scharfen Schulter 24 und dem reduzierten Durchmesserabschnitt 31, um eine Kraft zu erzeugen, die dazu neigt, den Plungerkolben 16 in Bezug auf die Zeichnung nach links zu drücken. Gleichzeitig wirkt der Auslaßrückdruck auf die Membran 29, um auf den Plungerkolben 16 eine Kraft auszuüben, die dazu neigt, den Kolben nach rechts zu bewegen. Bei sorgfältiger Wahl der inneren und äußeren Durchmesser desjenigen Teils der

ι Membran 29, der dem Auslaßrückdruck ausgesetzt, ist es möglich, die gegeneinander auf den Kolben 16 wirkenden, vom Auslaßrück- j druck hervorgerufenen Kräfte auszugleichen. Durch diese Einrichtung wird das Druckregelventil den Druck in seinem Einlaßweg 11 auf einen Wert einstellen, der im wesentlichen von jeden Änderun- | gen des Druckes des Brennstoffes, der durch den Auslaßweg 12 ,

strömt,unabhängig ist.

Der Raum 43 zwischen den Membranen 29 und 41 ist über einen Weg !und einem Rohr 45 mit einer Druckwelle verbunden, die im wesentliehen konstant ist im Vergleich zum Brennstoffdruck und dem

Ansaugleitungsdruck. Eine solche Druckwelle kann ein Behälter mit einem hohen Vakuum, das darin abgedichtet ist, sein, oder ee kann , in einigen Fällen atmosphärischer Druck vorgesehen sein.

Es ist verständlich, daß die wirksame Querschnittsfläche der Membran 29 gleich ist der Querschnittsfläche zwischen den scharfen Kanten 15 und 24. Es ist ebenfalls verständlich, daß die wirksame Querschnittsfläche der Membran 41 und dem daran befestigten Plungerkolben 16, die dem Ansaugleitungsdruck ausgesetzt ist,

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größer ist als die Querschnittsfläche der scharfen Kante 15.

Im Betrieb wird der Brennstoffdruck in dem Einlaßweg 11 den Kolben 16 bewegen, und zwar bis die gemäß dem Brennstoffdruck auf den Kolben wirkende Kraft die aus anderen Ursachen auf den Kolben wirkenden resultierenden Kräfte ausgleicht. Die Kraft gemäß dem Brennstoff gleicht den Brennstoff druck aus, der mit der Querschnittsfläche der scharfen Kante 15 multipliziert wird. Die resultierenden Kräfte gemäß den anderen Ursachen gleichen die Kraft der Feder 18 (im wesentlichen konstant) plus der Kraft im Raum 43, multiplijziert mit der Querschnittsdifferenz der Membranen 29,¹Il (ebenfalls im wesentlichen konstant) plus dem Ansaugleitungsdruck, multipliziert mit der wirksamen Querschnittsfläche der Membran 4l und des Plungerkolbens 16, aus.

Gemäß der wirksamen Querschnittsfläche der Membran 4l,die größer ist als die Querschnittsfläche der Schulter bzw. der scharfen Kante 15, ergibt sich, daß der Brennstoffdruck im Einlaßweg 11 !immer über dem absoluten Ansaugleitungsdruck liegen wird, und der

!Brennstoffdruck wird den Ansaugleitungsdruck um einen Betrag überschreiten, der mit sich vergrößerndem absoluten Ansaugleitungsdruck zunimmt.

Auf diese Weise vergrößert sich die Druckdifferenz über jedem Brennstoff injektor, der vom Einlaßweg 11 aus^gespeist wird und in die Ansaugleitung einspritzt, mit größer werdendem absoluten Ansaugleitungsdruck.

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Statt der Membranen 29 oder 41 können auch andere geeignete Arten von in axialer Richtung frei beweglichen Abschlüssen benutzt werden, z.B. wenn die Hülse k2 an ihrem linken Ende mit einem vergrößerten Endbereich versehen ist und in einer entsprechenden Bohrung im Gehäuse 10 gleitend gelagert ist.

Wenn es vorgezogen wird, können weiterhin die Flächen, die entsprechend dem Brennstoffdruck und dem Ansaugleitungsdruck unterworfen sind, von gleicher Größe sein, jedoch kann die Fläche, die dem Ansaugleitungsdruck unterworfen ist, mit dem Plungerkolben 16 über einen kräftevervielfachenden Hebel oder ein äquivalentes System verbunden sein.

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Claims

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PATENTANWÄLTE

DR. HUGO WILCKEN · DIPL.-ING. THOMAS WILCKEN

D - 24 LÜBECK. BREITE STRASSE 52-S4

Case 175

28.9.1971 Cz./Sch.

Anmelder:

Associated Engineering Limited, Leamington Spa (Warwickshire), Kenilworth Road 60 (Großbritannien)

Patentansprüche

\1. !Brennstoffeinspritzsystem zum Einspritzen vnn unter Druck stehendem Brennstoff in einen Einlaßkanal oder in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch eine Bemessungsöffnung für strömenden Brennstoff, die mit dem unter Druck stehenden Brennstoff gespeist wird und die auf ihrer Abströmseite dem vom Einlaßkanal erhaltenen Druck ausgesetzt ist, und durch einen Brennstoffdruckregler zur Regelung des Brennstoffes auf einen Druck, der den Einlaßdruck um einen Betrag überschreitet, der mit größer werdendem absoluten Einlaßkanaldruck zunimmt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstofflieferung zur Bemessungsöffnung für vorbestimmte Zeiten periodisch unterbrochen ist, um das Strömen des Brennstoffs zu steuern.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechnung der Brennstofflieferung durch ein solenoidbe-

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* LObadt (0451) 7 58 88, Privah Dr. H. Wilckan, Curau (04505) 210 · Dlpl.-Ine. Th. Wllckcn, Lübeck (04Sl) 2 51 5? Bank ι Commarzbank A. G., FiI. LObeck, Kto.-Nr. 39 0187 Postscheck ι Hamburg 1381 1?

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tätigtes Injektorventil bewirkbar ist.
4. Brennstoffregler zur Verwendung in einem Brennstoffeinspritz-, system von der Art, die unter Druck stehenden Brennstoff in einen Luftkanal oder in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine einzuspritzen in der Lage ist, gekennzeichnet durch ein Glied mit einer dem zu regelnden Brennstoffdruck unterworfenen Fläche, wobei der Brennstoffdruck eine auf das Glied wirkende Kraft erzeugt, die zum Bewegen de3 Gliedes neigt, - \

um zwecks Verminderung des Brennstoffdruckes eine Bemessunge- ; öffnung zu öffnen, und durch eine andere Fläche in dem Regler, ^l die dem -Luftdruck in dem Kanal ausgesetzt ist, wobei die andere Fläche mit dem Glied in einer Weise verbunden ist, nach der eine größere Kraft auf dae Glied erzeugt würde als die \ entgegengesetzte, auf das Glied durch die erstgenannte Fläche j erzeugte Xraft, wenn beide Flächen demselben Druck unterworfen !

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5. Brennstoffregler nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flächen direkt verbunden sind, wobei jedoch j die■weitergenannte Fläche größer ist als die erstgenannte '

Fläche,

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209815/T p 7 J

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