DE2639920A1

DE2639920A1 - Kraftstoff-einspritzeinrichtung

Info

Publication number: DE2639920A1
Application number: DE19762639920
Authority: DE
Inventors: Ernst Prof Dr Fiala
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1976-09-04
Filing date: 1976-09-04
Publication date: 1978-03-09
Also published as: JPS5332228A; US4307692A

Description

VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: E 222J
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ü 3. 9. 78

Kraftstoff-Einspritzeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur kontinuierlichen Einspritzung von Kraftstoff in das Saugrohr einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine.

Sie zunehmenden Ansprüche an die Abgasqualität und an den Kraftstoffverbrauch beim Betrieb von Brennkraftmaschinen, insbesondere der Motoren von Kraftfahrzeugen, erfordern eine hohe Qualität der Kraftstoffzumessung und Kraftstoffaufbereitung. Das führt zu immer komplizierteren Vergasern oder zu sehr aufwendig konstruierten Benzineinspritzanlagen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, einen Gemischbildner zu schaffen, der die Vorteile der Benzineinspritzung, nämlich eine exakte Zumessung und Verteilung des Kraftstoffes auf die einzelnen Zylinder bei einem trocken bleibenden Saugrohr, ohne den dabei sonst entstehenden feinmecha-

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nisehen Aufwand infolge der hohen Einspritzdrücke und kleinen Volumenströme aufweist. Außerdem soll eine nach Möglichkeit noch intensivere Gemischaufbereitung erzielt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Einspritzeinrichtung erreicht, die eine nach Art eines Vergasers in
Abhängigkeit von einem im Saugrohr erzeugten Unterdrück den Kraftstoff zumessende Kraftstoffzumeßvorrichtung aufweist, die über ein Düsensystem mit einer Pumpe zur Förderung des mit Luft vermischten Kraftstoffes zu den den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Ansaugstutzen des Saugrohres verbunden ist. Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den TTnteransprüchen,

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung verbindet also die Vorteile eines herkömmlichen Vergasers, die in einer relativ
einfachen Kraftstoffzumessung in Abhängigkeit von dem im Saugrohr, und zwar im Bereich eines Lufttrichters beziehungsweise im Bereich der Drosselklappe, erzeugten Unterdruck bestehen, mit dem Vorteil einer Uiederdruckeinspritzvorrichtung, bei der durch die Zuführung des Kraftstoffes/äxe den einzelnen Zylindern zugeordneten Ansaugstutzen nahe den Einlaßventilen eine exakte und gleichmäßige Verteilung des Kraftstoffes auf die einzelnen Zylinder erreicht wird. Das Vermischen des Kraftstoffes mit Luft und die Erhöhung des Druckniveaus dieses Kraftstoff-Luft-Gemisches mittels der besonderen Pumpe, sowie das Einbringen dieses energiereichen Kraftstoff-Luft-Gemisches über Zerstäuberdüsen in die Ansaugstutzen des Saugrohres erbringen zudem eine sehr günstige und wirkungsvolle Gemischaufbereitung, die zu einer guten, das heißt vollständigen und schadstoffarmen Verbrennung beiträgt.

Weitere Vorteile und die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung enthalten, die das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt in teils schematischer Darstellungsweise einen
Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Kraftartoffeinspritzeinrichtung.

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In der Zeichnung ist mit 1 ein Teil des Saugrohres bezeichnet, das "bei 1 a einen im Querschnitt verengtem Lufttrichter und in Strömungsrichtung gesehen hinter diesem Lufttrichter eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 2 aufweist. Die Kraftstoff zündvorrichtung ist nach Art eines herkömmlichen Vergasers aufgebaut und weist eine Schwimmerkammer 3 auf, in der der über eine Pumpe von einem Kraftstofftank herangebrachte Kraftstoff auf einem im wesentlichen konstanten Kraftstoffniveau gehalten wird. An die Schwimmerkammer 3 ist über eine Hauptdüse 4 eine Kraftstoffleitung 5 angeschlossen, die über davon abzweigende Leitungen 8 und 9 mit einer im Bereich der engsten Stelle des Luftrichters 1 a in das Saugrohr einmündenden Ansaugöffnung 10 sowie über eine zweite Leitung 12 mit dem im Bereich der Drosselklappe 2 am Saugrohr angeordneten Übergangsbohrungen 13 verbunden ist. In die Leitung 8 ragt ein Mischrohr 7 hinein, dem über eine Luftkorrektur düse 6 Luft aus dem Saugrohr zugeführt wird. Diese Luft tritt im Bereich des Mischrohres 7 in den Kraftstoffstrom über, so daß in der Leitung 9 ein stark überfettetes Kraftstoff-Luft-Gemisch vorhanden ist. Kurz vor der Ansaugöffnung 10 ist die Gemischleitung 9 über eine Luft-Kraftstoff-Gemischdüae 17 mit einer zu einer Pumpe 27 führenden Ansaugleitung 18 verbunden.

Eine zweite Ansaugleitung 20 ist über eine Gemischdüse 19 niit der Leerlauf-Gemischleitung 12 verbunden, in der über eine Leerlaufluftdüse 11 Luft aus dem Saugrohr zugemischt wird. Mit 14 ist eine Leerlaufregulierschraube bezeichneύ, mit der die durch das Leerlaufsystem durchgesetzte Kraftstoffmenge eingestellt werden kann. Kurz vor den Übergangsbohrungen 13 befindet sich in der Leerlauf-Gemischleitung ein Speicherraum 21, in dem überschüssiger Kraftstoff gesammelt werden kann.

An die Kraftstoffleitung 5 ist weiterhin noch eine Leitung 16 angeschlossen, die zu einem direkt in das Saugrohr 1, und zwar vor dem Lufttrichter 1 a hineinragenden, herkömmlichen Yollastanreicherungsrohr 15 führt.

Mit 22 ist eine Kraftstoffförderlextung bezeichnet, die von einer hier nicht gezeigten, bei schnellen Verstellungen der Drosselklappe

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betätigten Beschleunigungspumpe mit zusätzlichem Kraftstoff beaufschlagt wird. Dieser zusätzliche Kraftstoff gelangt in einen Auffangtrichter 23,, der über eine Düse 24 mit einer dritten, zu der Pumpe 27 führenden Ansaugleitung 25 verbunden ist. Die drei Pumpenansaugleitungen IS, 20 und 25 sind bei der in der Zeichnung gezeigten Aus führüngs form zu einer gemeinsamen, zur Pumpe 27 führenden Ansaugleitung'zusammengefaßt. Diese Pumpe kann beispielsweise als elektrisch angetriebene Zahnradpumpe ausgebildet sein und fördert das angesaugte Kraftstoff-Luft-Gemisch in eine Mengenteilvorrichtüng 28, in der das angesaugte Gemisch über Zuteildüsen 30 gleichmäßig auf den einzelnen Zylindern zugeordnete Gemischförderleitungen 29 verteilt wird, die über Einsprühdüsen in die den einzelnen Zylindern zugeordneten Ansaugstutzen des Saugrohres nahe den Einlaßventilen einmünden.

Die Förderleistung der Pumpe 27 und die Abmessung insbesondere der Gemischdüsen 17 und 19 müssen nun so gewählt sein, daß die Druckverhältnisse in den Gemischleitungen $ und 12 im wesentlichen von den an den Ansaugstellen 10 beziehungsweise I3 herrschenden Unterdrücken des Saugrohres bestimmt werden, daß aber andererseits kein Kraftstoff über diese Ansaugöffnungen in das Saugrohr übertritt. Vielmehr soll der gesamte Kraftstoff vermischt mit Luft über die Ansaugleitungen 18 beziehungsweise 20 und die gemeinsame Ansaugleitung 26 von der Pumpe 27 angesaugt und zu der Mengenteilvorrichtung 28 gefördert werden. Auch die zusätzliche, bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs zugemessene Kraftstoffmenge wird über diese Pumpe in die Ansaugstutzen der einzelnen Zylinder gefördert. Lediglich der bei Volllast der Brennkraftmaschine erforderliche Kraftstoffmehrbedarf soll wie bei herkömmlichen Vergasern durch das direkt in das Saugrohr hineinragende Anreicherungsrohr 15 zugegeben werden. Auch die Kraftstoff anreicherung beim Kaltstart der Brennkraftmaschine soll, wie dies bei Vergasern üblich ist, mittels einer den Unterdruck in dem Lufttrichter erhöhenden, besonderen Starterklappe erzeugt werden, die vor dem Lufttrichter angeordnet ist und durch Handbetätigung oder durch temperaturabhängige Steuerung geschlossen wird.

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Dar in der Leerlaufgemischleitung 12 vor den Übergangsbohrungen 13 angeordnete Speicherraum 21 dient dazu, überschüssigen, in der Leitung 12 vorhandenen Kraftstoff beim Abschalten der Zündung und der Pumpe 27 aufzunehmen. Dieser Kraftstoff gelangt dann nicht mehr in das Saugrohr, so daß ein bisher übliches Leerlaufabschaltventil entfallen, kann.

In der Zeichnung nicht gezeigt sind Vorrichtungen zur Aufheizung· des von der Pumpe geförderten Kraftstoff-Luft-Gemisches, die beispielsweise in Form von elektrischen Widerstandsheizungen zwischen der Pumpe 27 und der Mengenteilvorrichtung 28 angeordnet sein könnten. Mit Vorteil könnte dem von der Pumpe geförderten Kraftstoff-Luft-Gemisch-Strom auch Abgas, aus der Abgasleitung der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Die Rückführung von Abgasen in das von der Brennkraftmaschine angesaugte Volumen führt bekanntlich zu einer Verringerung der in den Abgasen enthaltenen Schadstoffe, insbesondere der Stickoxyde. Die Zuführung der Abgase an der von der Erfindung vorgeschlagenen Stelle, nämlich in den von der Pumpe 27 angesaugten Kraftstoff-Luft-Gemischstrom sichert eine gleichmäßige Aufteilung auf die einzelnen Zylinder. Durch das hohe Temperaturniveau der zugemischten Abgase kann zudem bei Vorhandensein eines geeigneten Katalysators eine teilweise Reaktion des stark überfetteten Kraftstoff-Luft-Gemisches durch Aufspaltung der flüssigen beziehungsweise dampfförmigen Kraftstoffbestandteile in gasförmige erreicht werden, was zu einer weiteren Verbesserung der motorischen Verbrennung beitragen kann.

Schließlich besteht noch ein Vorschlag der Erfindung darin, die von der Beschleunigungspumpe geförderte Kraftstoffmenge nicht in eine gesonderte Leitung ,/direkt in die Kraftstoffleitung 5 zuzuführen. Dieses zusätzliche, bei einer Beschleunigung der Brennkraftmaschine geförderte Kraftstoffvolumen wird dann nur zu einem Teil durch die Hauptdüse 4 in die Schwimmerkammer 3 zurückgedrückt, zu einem anderen Teil aber über die Leitungen 8, 9 und 12 sowie die Ansaugleitungen 18 und 20 direkt der Pumpe zugeführt.

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Claims

ANSPRÜCHE

1./ Einrichtung zur kontinuierlichen Einspritzung von Kraftstoff in das Saugrohr einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch eine nach Art eines Vergasers in Abhängigkeit von einem im Saugrohr (1) erzeugten Unterdruck den Kraftstoff zumessende Kraftstoffzumeßvorrichtung, die über ein !Düsensystem (17, 19, 24) mit einer Pumpe (27) zur Förderung des mit Luft vermischten Kraftstoffes zu den den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Ansaugstutzen des Saugrohres verbunden ist.

2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-, zeichnet, daß die Kraftstoffzumeßvorrichtung ein einerseits über eine Hauptdüse (4) mit einer Schwimmerkammer (3) und andererseits über eine Ansaugöffnung (10) mit der engsten Stelle eines in dem Saugrohr (1) angeordneten Lufttrichters (1 a) verbundenes Kraftstoff leitungssystem (5, 8, 9) aufweist, das über eine Düse (17) mit einer Ansaugleitung (18) der Pumpe (27) verbunden ist.

5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzumeßvorrichtung ein den Kraftstoff im Leerlauf förderndes, einerseits über die Hauptdüse (4) an die Schwimmerkammer (3) und andererseits über Übergangsbohrungen (13) an das Saugrohr (1) nahe der Drosselklappe (2) angeschlossenes Leerlauf-Kraftstoff-Leitungssystem (12) aufweist, das über eineDüse (19) mit einer Ansaugleitung (20) der Pumpe (27) verbunden ist.

4. Kraftstoff einspritzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Leitungssysteme (8, 9; 12) Luftkorrekturdüsen (6; 11) zur Zumischung von Luft aus dem Saugrohr (1) aufweisen.

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5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4> dadurch gekennzeichnet, daß eine von einer bei schnellen Verstellungen der Drosselklappe (2) betätigten Beschleunigungspumpe beaufschlagte Kraftstofförderleitung (22) vorgesehen ist, die über eine Düse (24) mit einer Ansaugleitung (25) der Pumpe (27) verbunden ist.

6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine von einer bei schnellen Verstellungen der Drosselklappe (2) betätigten Beschleunigungspumpe beaufschlagte Kraftstofförderleitung (22) vorgesehen ist, die an das Haupt-Kraftstoffleitungssystem (5) angeschlossen ist.

7. Kraftstoff einspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpe (27) eine das geförderte Luft-Kraftstoff -Gemisch auf die den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Ansaugstutzen des Saugrohres (1) aufteilende Mengenteilvorrichtung (28) nachgeschaltet ist.

8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß in dem Leerlauf-Kraftstoffleitungssystem (12) vor den Übergangsbohrungen (I3) ein den Kraftstoff beim Abstellen der Pumpe (27) sammelnder Speicherraum(21) angeordnet ist.

9· Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei Vollast Kraftstoff direkt in das Saugrohr (1) an einer Stelle vor dem Luftrichter (1 a) zugebendes Kraftstoffanreicherungsrohr 15 vorgesehen ist, das mit der Hauptdüse (4) verbunden ist.

10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Saugrohr (1) vor dem Lufttrichter (1 a) eine beim Kaltstart von Hand oder automatisch in Abhängigkeit von einer charakteristischen Temperatur schließbare Starterklappe angeordnet ist.

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11. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizvorrichtung zur Aufheizung des -von der Pumpe (27) geförderten Kraftstoff-Luft-Gemisches vorgesehen ist.

12. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis

11, gekennzeichnet durch Rückführung eines Seils der Abgase
der Brennkraftmaschine in das von der Pumpe geförderte Kraftstoff-Luft-Gemisch.

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