DE2203018C3 - Fuel injection system - Google Patents

Fuel injection system

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DE2203018C3 DE2203018A DE2203018A DE2203018C3 DE 2203018 C3 DE2203018 C3 DE 2203018C3 DE 2203018 A DE2203018 A DE 2203018A DE 2203018 A DE2203018 A DE 2203018A DE 2203018 C3 DE2203018 C3 DE 2203018C3
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Wilfried 7257 Ditzingen Sautter
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Description

Leitung 14 dem Zumeßventil 7 zuführt. Von der Leitung 14 zweigt eine Leitung 15 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 16 geschaltet ist, das bei zu großem Systemdruck Kraftstoff in einen Kraftstoffbehälter 17 zurückfließen läßt.Line 14 feeds the metering valve 7. From the line 14 branches off a line 15 into which a pressure relief valve 16 is connected, which is too large System pressure allows fuel to flow back into a fuel tank 17.

Der Steuerschieber 11 wird durch Druckflüssigkeit beaufschlagt, die als Rückstellkraft für das Meßorgan 3 dient und über eine Leitung 20 mit einer Drossel 21 auf den Steuerschieber wirkt.The control slide 11 is acted upon by hydraulic fluid, which acts as a restoring force for the measuring element 3 is used and acts on the control slide via a line 20 with a throttle 21.

Die Zumessung am Zumeßventil 7 erfolgt bei konstanter Druckdifferenz, die durch ein Differenzdruckventil 23 aufrechterhalten wird, das als Flachsitzventil mit einem festen Ventilsitz 24 und einer Membran 25 ausgebildet ist. Die Membran 25 trennt zwei Kammern 26 und 27. Die Kammer 26 steht über eine Leitung 28 mit dem Zumeßventil 7 in Verbindung. Aus der KAmmer 26 gelangt der zugemessene Kraftstoff über einen Kanal 29 in Richtung des Pfeiles 30 zu einem nicht dargestellten Mengentciler, der die Kraftstoffmenge auf die einzelnen in der Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordneten Einspritzventile gleichmäßig verteilt. Das Differcnzdrückventil 23 wird in Öffnungsrichtung von einer Feder 31 belastet. In der durch die Membran 25 von der Kammer 26 getrennten Kammer 27 herrscht über eine Leitung 32 der Kraftstoffdruck vor der Zumessung. In der Kammer 27 ist ein Elektromagnetsystem 34 mit einem Tauchspulanker 35, einer Spule 36, einem Weicheisenkern 37, einem Permanentmagneten 38 und einer Weicheisenplatte 39 angeordnet. Die Weicheisenplatte 39 hat einen Kern 40, der in den an einer Blattfeder (Spinne) 41 aufgehängten Tauchspulanker 35 hineinragt. Die Verbindung zwischen der Blattfeder 41 und der Membran 25 stellt ein Zwischenteil 42 her.The metering at the metering valve 7 takes place at a constant pressure difference that is generated by a differential pressure valve 23 is maintained as a flat seat valve with a fixed valve seat 24 and a Membrane 25 is formed. The membrane 25 separates two chambers 26 and 27. The chamber 26 is standing Via a line 28 with the metering valve 7 in connection. From the chamber 26 comes the metered Fuel via a channel 29 in the direction of arrow 30 to a flow meter, not shown, which controls the amount of fuel placed on the individual in the vicinity of the engine cylinder in the intake manifold Injectors evenly distributed. The differential pressure valve 23 is loaded by a spring 31 in the opening direction. In the through the membrane 25 of The chamber 27, which is separate from the chamber 26, prevails via a line 32, the fuel pressure before the metering. In the chamber 27 there is an electromagnetic system 34 with a moving coil armature 35, a coil 36, a soft iron core 37, a permanent magnet 38 and a soft iron plate 39. The soft iron plate 39 has a core 40 which is suspended from a leaf spring (spider) 41 Moving coil armature 35 protrudes. The connection between the leaf spring 41 and the diaphragm 25 is established an intermediate part 42 ago.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende:The mode of operation of the fuel injection system shown in Fig. 1 is as follows:

Bei laufender Brennkraftmaschine wird über das Saugrohr 1,4 und 5 Luft angesaugt, durch die das Meßorgan 3 eine gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt. Entsprechend der Auslenkung des Meßorgans 3 wird über den Hebel 8 auch der Steuerschieber 11 des Zumeßvcntils7 verschoben, der den Kraftstoff strom in der Leitung 14, 28 mehr od;r weniger drosselt. Die direkte Verbindung zwischen dem Mi-ßorgan 3 und dem Steuerschieber 11 ergibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmerge.When the internal combustion engine is running, air is sucked in via the intake manifold 1, 4 and 5, through which the Measuring element 3 experiences a certain deflection from its rest position. According to the deflection of the Measuring element 3 is also moved via the lever 8 of the control slide 11 of the Zumeßvcntils7, which the Fuel flow in line 14, 28 more or less throttles. The direct connection between the Mi-ßorgan 3 and the control slide 11 results in a constant ratio of air volume and metered fuel amount.

Um das Kraftstoff-Luft-Gemisch je nach dem Abschnit*. des Botriebsbcrciches. der Brennkraftmaschine reicher oder ärmer halten zu können, ist eine Änderung der an sich konstanten Druckdifferenz am Zumeßventil 7 in Abhängigkeit von Motorkenngrößen, z. B. vom Sauerstoffgehalt im Abgas erforderlich. Hierfür ist eine sogenannte Sauerstoffsonde geeignet, die in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnet ist und über eine elektronische Schaltung die durch die Spule 36 des Elektromagnetsystems 34 fließende Stromstärke ändert. Dadurch wird der Tauchspulanker 35 mehr oder weniger durch die Magnetkraft zum Kern 40 hin gezogen, also in Richtung einer Entlastung der Feder 31. Die zugemessene Kraftstoffmenge ist also durch Änderung des Differenzdruckes am Zumeßventil 7 beeinflußbar, wobei die Rückmeldung durch die Ausgestaltung des Elektromagnetsystems 34 mit einem Tauchspulanker 35 und einem Permanentmagneten 38 hysteresefrei er-To adjust the fuel-air mixture depending on the section *. of the operating history. To be able to keep the internal combustion engine richer or poorer is a change the constant pressure difference at the metering valve 7 depending on engine parameters, e.g. B. required by the oxygen content in the exhaust gas. A so-called oxygen probe, which is arranged in the exhaust pipe of the internal combustion engine, is suitable for this is and via an electronic circuit that by the coil 36 of the electromagnetic system 34 flowing current changes. As a result, the moving coil armature 35 is more or less through the Magnetic force drawn towards the core 40, that is, in the direction of relieving the pressure on the spring 31. The measured The amount of fuel can therefore be influenced by changing the differential pressure at the metering valve 7, with the feedback through the design of the electromagnetic system 34 with a moving coil armature 35 and a permanent magnet 38 hysteresis-free

ic folgt. Das Differenzdruckventil 23 steuert eine nachgeschaltete nicht dargestellte Mengenteilereinrichtung vor.ic follows. The differential pressure valve 23 controls a downstream Flow divider device not shown before.

In F ί g. 2 sind die gegenüber der Fig. 1 gleichbleibenden Teile der Kraftstoffeinspritzanlage mit glei-In F ί g. 2 are the same as in FIG Parts of the fuel injection system with the same

is chen Bezugsziffern bezeichnet. Die Kraftstoffeinspritzanlage in F i g. 2 enthält ein Zumeß- und Mengenteilerventil 50, dem Kraftstoff aus der Leitung 14 durch einen Kanal 51 zugeführt wird. Aus dem Kanal 51 gelangt der Kraftstoff in eine Ringnut 52 des Steuerschiebers 11. Je nacn Stellung des Steuerschiebers 11 überdeckt die Ringnut 52 mehr oder weniger Steuerschlitze 53, die durch Kanäle 54 zu je einer Kammer 55 führen, die durch die Membran 56 von einer Kammer 57 getrennt ist. Aus den Kammern 55is designated reference numerals. The fuel injection system in Fig. 2 contains a metering and flow divider valve 50, to which fuel is supplied from line 14 through a channel 51. From the canal 51 the fuel enters an annular groove 52 of the control slide 11. Depending on the position of the control slide 11 covers the annular groove 52 more or less control slots 53, each through channels 54 to one Lead chamber 55, which is separated from a chamber 57 by the membrane 56. From chambers 55

S5 gelangt der Kraftstoff über Kanäle 58 zu den einzelnen nicht dargestellten Hinspritzventilen, die in der Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordnet sind. Die Membran 56 dient als bewegliches Teil je eines als zweites Differenzdruckventil ausgebildeten Flachsitzventils. Von der Kraftstoffleitung 14 zweigt eine Leitung 60 mit einer Drossel 61 ab, die zu den Kammern 57 der einzelnen Differenzdruckventile führt. Der Kraftstoffdruck in den Kammern 57 ist durch das Differenzdruckventil 23 über die Leitung 28 änderbar, wobei der Kraftstoff aus der Kammer 26 des Differenzdruckventils 23 in Offenstellung des Ventils durch den Kanal 29 in den Kraftstoffbehälter 17 zurückfließen kann.S5, the fuel arrives at the individual via channels 58 injection valves, not shown, which are arranged in the vicinity of the engine cylinder in the intake manifold are. The membrane 56 serves as a movable part, one each designed as a second differential pressure valve Flat seat valve. From the fuel line 14 branches off a line 60 with a throttle 61, which leads to the Chambers 57 of the individual differential pressure valves leads. The fuel pressure in the chambers 57 is changeable by the differential pressure valve 23 via the line 28, the fuel from the chamber 26 of the differential pressure valve 23 in the open position of the valve through the channel 29 into the fuel tank 17 can flow back.

Die Wirkungsweise der in F i g. 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 beschriebenen Kraftstoffeinspritzanlage. Der am Differenzdruc.'iventil 23 durch das Elektromagnetsystem 34 in Abhängigkeit z. B. von dem Sauerstoffgehalt im Abgas der Brennkraftmaschine änderbare Druckabfall hat eine Modifiziening des Differenzdruckes an den zweiten Differenzdruckventilen 59 zur Folge. Da das Elektromagnetsystem 34 hysteresefrei arbeitet und in dem hydraulischen Kreis keine hysteresebehafteten Teile vorhanden sind, erfolgt die Rückmeldung fehlerfrei, d. h., auch bsi fehlerbehafteter Stellung des Meßorgans 3 wird die Nachführung durch das Signal der Sauerstoffsonde so vorgenommen, daß die Kraftstoffnachregelung fehlerfrei auf λ nahe 1 erfolgt. Dies ermöglicht es, die Anforderungen an das Meßorgan 3 zu senken und es kle.ner und billiger zu bauen. Das Meßorgan 3 übernimmt dann im wesentlichen die Vorwahl beim Übergang zwischen den einzelnen Beiriebsbereichen.The mode of operation of the in F i g. The fuel injection system shown in FIG. 2 corresponds essentially to the fuel injection system described in FIG. The valve on the differential pressure 23 through the electromagnetic system 34 depending on z. B. from the oxygen content in the exhaust gas of the internal combustion engine changeable pressure drop results in a modification of the differential pressure at the second differential pressure valves 59. Since the electromagnetic system 34 works hysteresis-free and there are no parts subject to hysteresis in the hydraulic circuit, the feedback is error-free, i.e. even if the measuring element 3 is in an incorrect position, the signal from the oxygen sensor is used to track the fuel in such a way that the fuel readjustment to λ close to 1 is error-free he follows. This makes it possible to lower the demands on the measuring element 3 and to build it smaller and cheaper. The measuring element 3 then essentially takes over the preselection during the transition between the individual operating areas.

Hierzu 1 Blau ZeichnungenFor this 1 blue drawings

Claims (4)

ι 2 der optimalen Kraftstoffewispritzmenge erforderlich. Patentansprüche: So öenötigen z.B. die unter anderem zur Abgasent giftung verwendeten Katalysatoren zur praktischι 2 of the optimal fuel injection quantity required. Patent claims: For example, the catalysts used, among other things, for exhaust gas decontamination are required in practice 1. Kraftstoffeinspritzanlage für gemischter- vollständigen Umsetzung der schädlichen AnteUe im dichtetende, fremdgezündete Brennkraftmaschi- 5 Abgas zu unschädlichen Verbindungen em Luftvernen mit kontinuierlicher Einspritzung in das hältnis von λ nahe 1.1. Fuel injection system for mixed, complete implementation of the harmful components in the sealing, externally ignited internal combustion engine, 5 exhaust gas to harmless compounds in the air with continuous injection in the ratio of λ close to 1. Saugrohr, in dem ein Meßorgan sowie eine will- Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eineSuction pipe in which a measuring element and a will- The invention has the object of providing a kürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander Kraftstoffeinspritzanlage zu entwickeln, bei der dierecently to develop actuatable throttle valve one behind the other fuel injection system in which the angeordnet sind und das Meßorgan entsprechend Rückmeldung der Motorkenngroßen nahezu fehler-are arranged and the measuring element according to the feedback of the engine parameters is almost faulty der durchströmenden Luftmenge gegen eine io frei erfolgtthe amount of air flowing through takes place against an io Rückstellkraft bewegt wird und dabei das beweg- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-Restoring force is moved and thereby the moving- This object is achieved according to the invention liche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeord- löst, daß die Druckdifferenz am Zumeßventil durchLiche part of an arranged in the fuel line solves that the pressure difference at the metering valve through neten Ventils für die Zumessung einer der Luft- ein hysteresefreies Eleketromagnetsystem mit einemNeten valve for metering one of the air - a hysteresis-free electromagnetic system with a menge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, Permanentmagnet und einem Tauchspuianker änder-Adjusted the amount of fuel proportional to the amount of fuel, permanent magnet and a moving coil armature wobei die Zumessung bei konstanter, jedoch in 15 bar ist.where the metering is constant, but at 15 bar. Abhängigkeit von Motorkenngrößen änderbarer Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung beDruckdifferenz erfolgt, dadurch gekenn- steht darin, daß das Elektromagnefsystem an einem zeichnet, daß die Druckdifferenz am Zumeß- Differenzdruckventil wirkt, das als Flachsitzenventil ventil (7, 60) durch ein hysteresefreies Eiektro- ausgebildet ist, mit einer Membran als beweglichem magnetsystem (34) mit einem Permanentmagnet 20 Ventilteil, und die Membran von einer Federkraft (38) und einem Tauchspulanker (35) änderbar und der veränderlichen Kraft des Elektromagnetsyist. stems in Öffnungsrichtung des DifferenzdruckventilsA preferred embodiment of the invention is changeable as a function of engine parameters takes place, characterized by the fact that the electromagnetic system on a shows that the pressure difference acts on the metering differential pressure valve, which acts as a flat seat valve valve (7, 60) is formed by a hysteresis-free electric, with a membrane as a movable magnet system (34) with a permanent magnet 20 valve part, and the diaphragm by a spring force (38) and a moving coil armature (35) and the variable force of the electromagnet system. stems in the opening direction of the differential pressure valve 2. Kraftstoffeinspntzanlage nach Anspruch 1, bewegbar ist.2. fuel injection system according to claim 1, is movable. dadurch gekennzeichnet, daß das Elektromagnet- Eine ebenfalls bevorzugte Ausgestaltung der Er-characterized in that the electromagnet- A likewise preferred embodiment of the system (34) an einem Diffx_renzdruckventil (23) 25 findung ist, daß der Tauchspu!anker reibungsfrei ansystem (34) on a diffx_renzdruckventil (23) 25 finding is that the plunger anchor is friction-free wirkt, das als Flachsitzventil ausgebildet ist, mit einer Blattfeder (Spinne) aufgehängt ist.acts, which is designed as a flat seat valve, is suspended with a leaf spring (spider). einer Membran (25) als beweglichem Ventilteil, Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfin-a membrane (25) as a movable valve part, Another preferred embodiment of the invention und die Membran (25) von einer Federkraft (31) dung bzw. eine erfindungsgemäße Lösung der Auf-and the membrane (25) by a spring force (31) or a solution according to the invention und der veränderlicher. Kraft des Elektromagnet- gäbe ist derart, daß durch das Differenzdruckventiland the more changeable. The force of the electromagnet is such that through the differential pressure valve systems (34) in Öffnungsrichtung des Differenz- 30 die Druckdifferenz an einem zweiten, die Druckdiffe-system (34) in the opening direction of the differential 30 the pressure difference at a second, the pressure difference druckventils (23) bewegbar Λ. renz an einem Zumeß- und Mengenteilerventil je-pressure valve (23) movable Λ. on a metering and flow divider valve each 3. KraftstoffeinspriLianlag^ nach Anspruch 1, weils konstant haltenden Differenzdruckventil ändadurch gekennzeichnet, daß tier Tauchspulanker cierbar ist.3. Fuel injection system ^ according to claim 1, because the differential pressure valve held constant changes characterized in that animal moving coil armature is cbaren. (35) reibungsfrei an einer Blattfeder (Spinne) Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in(35) frictionless on a leaf spring (spider). Two exemplary embodiments of the invention are shown in FIG (41) aufgehängt ist. 35 der Zeichnung dargestellt und werden im tolgenden(41) is suspended. 35 of the drawing and are shown in the following 4. Kraftstoffeinspntzanlage nach dem Oberbe- näher beschrieben. Es zeigt4. The fuel injection system is described in more detail below. It shows griff des Anspruchs 1, insbesondere nach An- Fig. 1 eine Kraftstoffeinspruanlage ohne Men-attack of claim 1, in particular according to Fig. 1, a fuel injection system without men- spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das genteiler,Claim 1, characterized in that the genteiler, Differenzdruckventil (23) die Druckdifferenz an F i g. 2 eine Kraftstoffeinspntzanlage mit Mengen-Differential pressure valve (23) the pressure difference at F i g. 2 a fuel injection system with quantity einem zweiten, die Druckdifferenz an einem Zu- 40 teiler.a second, the pressure difference at a distributor. meß- und Mengenteilerventil (50) jeweils kon- Bei der in F i g. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritz-measuring and flow divider valve (50) each con- In the case of FIG. 1 shown fuel injection stant haltenden Differenzdruckventil (59) ander- anlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung bar ist. in ein Saugrohr 1, das einen konischen Abschnitt 2The constant differential pressure valve (59) on the other system causes the combustion air to flow in the direction of the arrow is cash. in a suction pipe 1, which has a conical section 2 mit einem darin angeordneten Meßorgan 3 aufweist, 45 und weiterhin durch einen Verbindungsschlauch 4with a measuring element 3 arranged therein, 45 and furthermore by a connecting hose 4 und einen Saugrohrabschnitt 5 mit einer willkürlichand a suction pipe portion 5 with an arbitrary betätißbaren Drosselklappe 6 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraft-actuatable throttle valve 6 to one or more cylinders, not shown, of an internal combustion engine Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffein- maschine. Das Meßorgan ist eine quer zur Ströspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezün- 50 mungsrichtung angeordnete Platte 3, die sich im kodete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Ein- nischen Abschnitt 2 des Saugrohres nach einer annäspritzung in das Saugrohr, in dem ein Meßorgan so- hemd linearen Funktion der durch das Saugrohr wie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hin- strömenden Luftmenge bewegt, wobei für eine kontereinander angeordnet sind und das Meßorgan ent- stante am Meßorgan 3 angreifende Rückstellkraft sosprechend der durchströmenden Luftmenge gegen 55 wie einen konstanten vor dem Meßorgan 3 herreine Rückstellkraft bewegt wird und dabei das be- sehenden Luftdruck der zwischen dem Meßorgan 3 wegliche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeord- und der Drosselklappe 6 herrschende Druck cbenneten Ventils für die Zumessung einer der Luftmenge falls konstant bleibt.The invention relates to a single fuel machine. The measuring element is transverse to the extrusion system for mixture-compressing, external ignition 50 directional arranged plate 3, which is in the coded Internal combustion engines with continuous niches, section 2 of the intake manifold after an injection molding in the suction tube, in which a measuring element so-called linear function of the through the suction tube Moves the amount of air flowing in like an arbitrarily actuatable throttle valve, whereby for one counter to each other are arranged and the measuring element would arise on the measuring element 3 acting restoring force accordingly the amount of air flowing through against 55 as a constant in front of the measuring element 3 herreine Restoring force is moved and the air pressure between the measuring element 3 movable part of a pressure which is arranged in the fuel line and the throttle valve 6 Valve for metering one of the air volumes if it remains constant. proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, wobei die Das Meßorgan 3 steuert unmittelbar ein Zumeß-adjusted proportional amount of fuel, the measuring element 3 controls directly a metering Zumessung bei konstanter, jedoch in Abhängigkeit 60 ventil 7. Zur Übertragung der Verstellbewegung des von Motorkenngroßen änderbarer Druckdifferenz er- Meßorgans 3 dient ein mit ihm verbundener Hebel 8, folgt. der um einen Drehpunkt 9 schwenkbar möglichst rei-Metering at constant, but dependent on 60 valve 7. To transfer the adjustment movement of the pressure difference that can be changed by engine parameters, measuring element 3 is used by a lever 8 connected to it, follows. which is pivotable about a pivot point 9 as possible Bei einer bekannten Kraftstoffeinspntzanlage die- bungsfrci gelagert ist und bei seiner Schwenkbeweser Art (deutsche Patentschrift 1212 780) ist die gung mit einer Nase 10 das als Steuerschieber ausge-Druckdifferenz am Zumeßventil stufenweise in Ab- 65 bildete bewegliche Ventilteil 11 des Zumeßventils 7 hängigkeit von der Gaspedalstellung, also von der betätigt.In a known fuel injection system, the bungsfrci is mounted and in its pivoting movement Art (German patent specification 1212 780) is the supply with a nose 10 that is used as a control slide pressure difference Movable valve part 11 of the metering valve 7, shown step by step in Figure 65, on the metering valve dependence on the accelerator pedal position, i.e. on the actuated. Last, änderbar. Die immer strenger werdenden Ab- Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine nichtLoad, changeable. The ever more stringent ab- The fuel supply is done by a non gasbestimmungen machen eine sehr genaue Regelung dargestellte Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff über einegas regulations make a very precise regulation shown, the fuel via a
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