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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem ein Messorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind, und dass Messorgan proportional der
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unverbrannte oder teilverbrannte Kohlenwasserstoffe, die zu einer beträchtlichen Verunreinigung der Luft führen. Um diese schädlichen Teile des Abgases weitgehend in unschädliche Verbindungen umzuwandeln, leitet man unter anderem die Abgase mit Temperaturen um 600 C über Katalysatoren. Dabei ist es jedoch erforderlich, dass das Abgas eine Zusammensetzung aufweist, die eine praktisch vollständige Umsetzung zu unschädlichen
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bekanntlich mit einem Luftverhältnis X nahe 1 bezeichnet.
Es sind bereits elektronische Kraftstoffeinspritzanlagen für Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen eine
Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Abgase erfolgt (s. deutsche
Offenlegungsschrift 2010793 und USA-Patentschrift Nr. 3, 517, 170).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Hauptpatent beschriebene Kraftstoffeinspritzanlage so zu verbessern, dass das zur Nachverbrennung erforderliche günstige Luftverhältnis X nahe 1 durch zusätzliche Änderung der Rückstellkraft des Messorgans erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäss dadurch gelöst, dass die Vorspannung einer der Primärfeder entgegenwirkenden Sekundärfeder durch einen als Federteller dienenden Anker eines Elektromagneten änderbar ist und der Elektromagnet in an sich bekannter Weise von einer in der Abgasleitung angeordneten Sauerstoffsonde in Abhängigkeit vom Luftverhältnis im Abgas der Brennkraftmaschine steuerbar ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist derart, dass der Anker des Elektromagneten im Ruhezustand von der Sekundärfeder gegen einen ersten Anschlag und in erregtem Zustand des Elektromagneten entgegen der Wirkung der Sekundärfeder gegen einen zweiten Anschlag gepresst wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Bei der dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in ein Saugrohr das einen konischen Abschnitt--2--mit einem darin angeordneten Messorgan --3- aufweist und weiterhin durch einen Verbindungsschlauch --4-- und einen Saugrohrabschnitt--5--mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe --6-- zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine.
Das Messorgan ist eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte--3--, die sich im konischen Abschnitt--2--des Saugrohres nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt, wobei für eine konstante am Messorgan --3-- angreifende Rückstellkraft sowie einen konstanten vor dem MeËotgan--3--herrsehenden Luftdruck, der zwischen dem Messorgan --3-- und der Drosselklappe --6-- herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt.
Das Messorgan --3-- steuert unmittelbar ein ZumeË-und Mengenteilerventil--7--. Zur übertragung der Verstellbewegung des Messorgans --3-- dient ein mit ihm verbundener Hebel--8--, der um einen Drehpunkt --9-- schwenkbar möglichst reibungsfrei gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung mit einer Nase --10-- den als Steuerschieber ausgebildeten beweglichen Ventilteil --11-- des Zumessventils --7-- betätigt. Die der Nase --10-- abgewandte Stirnfläche --12-- des Steuerschiebers --11- wird von Druckflüssigkeit beaufschlagt, die als Rückstellkraft für das Messorgan --3-- dient.
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--16-- ansaugtDruckbegrenzungsventil--19--geschaltet ist.
Aus der Leitung--17--gelangt der Kraftstoff in einen Kanal --22-- im Gehäuse des Mengenteilerventils--7--. Der Kanal --22-- führt zu einer Ringnut--23--des Steuerschiebers--11-und weiterhin über verschiedene Abzweigungen zu Kammern--24--, so dass die eine Seite einer Membran --25-- durch diesen Kraftstoffdruck beaufschlagt wird. Je nach Stellung des Steuerschiebers--11-- überdeckt die Ringnut--23--mehr oder weniger Steuerschlitze--26--, die durch Kanäle --27-- zu je einer Kammer --28-- führen, die durch die Membran--25--von der Kammer--24--getrennt ist.
Aus der Kammer--28--gelangt der Kraftstoff über Kanäle --29-- zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen, die in der Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordnet sind. Die Membran--25--dient als beweglicher Teil eines Flachsitzventils, das durch eine Feder --30-- bei nicht arbeitender
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Kraftstoffeinspritzanlage offengehalten wird. Die je aus einer Kammer-24 und 28--gebildeten
Membrandosen bewirken, dass unabhängig von der zwischen der Ringnut--23--von den Steuerschlitzen --26-- bestehenden Überdeckung, also unabhängig von der zu den Einspritzventilen strömenden
Kraftstoffmenge das Druckgefälle an dem Zumessventil--23, 26--weitgehend konstant bleibt.
Bei der Schwenkbewegung des Hebels --8-- wird die Platte des Messorgans --3-- entsprechend der durchströmenden Luftmenge in den konischen Abschnitt--2--des Saugrohres--1--bewegt, so dass der sich zwischen Platte und Konus ändernde Ringquerschnitt proportional zum Verstellweg des Messorgans--3-- ist. Falls diese Voraussetzung gegeben ist, besteht eine lineare Abhängigkeit der Stellbewegung des Messorgans und der Verschiebebewegung des Steuerschiebers so dass der durch das Saugrohr strömenden
Luftmenge stets eine proportionale Kraftstoffmenge zugemessen wird.
Die auf den Steuerschieber --11-- wirkende Druckflüssigkeit ist Kraftstoff. Hiefur zweigt von der Leitung --17-- eine Leitung --33-- ab, die in einen Druckraum --34-- mündet, in den der Steuerschieber--11--mit seiner Stirnfläche --12-- ragt. In der Leitung--33--ist eine Drossel--35-angeordnet, die den Versorgungskreislauf --17-- des Zumessventils --7-- von dem Steuerdruckkreislauf --33,36-- des Regelorgans --37-- trennt. Die hinter der Drossel --35-- von der Leitung-33- abzweigende Leitung --36-- führt zu dem Regelorgan-37-, um dann von dort über eine Rücklaufleitung --38-- drucklos zum Kraftstoffbehälter --16-- zu gelangen.
Das Regelorgan --37-- ist als Flachsitzventil ausgebildet, bei dem eine Membran --41-- als beweglicher Ventilteil mit einem festen Ventilsitz--42-zusammenarbeitet. Es genügt schon eine geringe Bewegung der Membran-41--, um den vollen Ventilquerschnitt als Ringquerschnitt zu öffnen. Die Membran--41--ist durch eine Primarfeder--43-- belastet, deren Vorspannung von der Stellung der Drosselklappe --6-- abhängig ist. Hiefür dient im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kurvenscheibe--44--, die mit der Welle --45-- der Drosselklappe --6-- verdrehbar ist.
Die Kurvenscheibe --44-- wird durch einen Stift --46-- abgetastet, dessen Stellbewegung über einen Federteller--47--auf die Primärfeder --43-- übertragen wird. Auf die der Primärfeder --43-- gegenüberliegende Seite der Membran--41--wirkt eine Sekundärfeder-48--, die sich an einem Anker --49-- abstützt. Der Anker--49--kann auf einer Hülse --50-- im Innern einer Spule --51-- gleiten und wird im stromlosen Zustand der Magnetspule gegen einen ersten Anschlag-52gepresst. Im erregten Zustand der Spule --51-- liegt der Anker-49-an einem zweiten Anschlag-54an.
Den magnetischen Kreis schliesst ein Topf-53--.
Die Druckbeaufschlagung des Druckraumes --34-- erfolgt über eine als Dämpfung dienende Drossel --56--.
Die Wirkungsweise der Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende : Bei laufender Brennkraftmaschine wird durch die von dem Elektromotor--14--angetriebene Pumpe--15--Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter --16-- angesaugt und über die Leitung --17-- dem Zumessventil --7-- zugeführt. Gleichzeitig saugt die Brennkraftmaschine über das Saugrohr--1, 4, 5--Luft an, 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--verschoben, der dabei einen grösseren Querschnitt der Steuerschlitze--26--freigibt.
Die direkte Verbindung zwischen dem Messorgan --3-- und dem Steuerschieber --11-- ergibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge.
Um das Kraftstoff-Luft-Gemisch je nach dem Abschnitt des Betriebsbereiches der Brennkraftmaschine
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- -3-- in Abhängigkeit von Motorkenngrössen z. B. durch die die Last kennzeichnende Drosselklappenstellung erforderlich. Dies erfolgt dadurch, dass je nach Stellung der Drosselklappe --6-- die Kurvenscheibe --44-den Stift --46-- unterschiedlich verschiebt und damit die Vorspannung der Primärfeder --43-- und den Druck der Druckflüssigkeit ändert. Um die Wirksamkeit eines in der Abgasleitung angeordneten Katalysators zu gewährleisten, muss ein Luftverhältnis von X nahe 1 eingehalten werden. Dazu ist erforderlich, dieses Luftverhältnis in der Abgasleitung ständig zu überwachen und die Kraftstoffzumessung des Zumessventils-7-entsprechend einzuregeln.
Zur Überwachung des Luftverhältnisses in der Abgasleitung kann eine nicht dargestellte Sauerstoffsonde dienen, die über eine Verstärkerschaltung den Steuerstrom für das als Zweipunktregler ausgebildete Regelorgan --37-- liefert. Dabei wird in erregtem Zustand des Elektromagneten --51,53-- der Anker --49-- an den Anschlag--54--gezogen, wodurch sich die Vorspannung der der Primärfeder --43-- entgegenwirkenden Sekundärfeder --48-- vergrössert und der Druck im Steuerdruckkreislauf-33, 36-und damit im Druckraum --34-- sinkt, so dass mehr Kraftstoff zugemessen wird. Der Druck der Druckflüssigkeit und damit die zugemessene Kraftstoffmenge lassen sich durch diese Zweipunktregelung in verhältnismässig engen Grenzen regeln.
Die Zweipunktregelung kann auch für die Aufschaltung einer Mehrmenge bei kalter Brennkraftmaschine eingesetzt werden, insbesondere dann, wenn die Forderung nach einem stufenlos gesteuerten Warmlauf entfällt. Für diesen Anwendungsfall arbeitet das Regelorgan --37-- in einem zeitlich begrenzten Betriebsbereich nicht als Regelorgan, sondern als Steuerorgan.