DD246144A1 - Einrichtung zum einspritzen von kraftstoff an brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betriebene Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff an Brennkraftmaschinen mit gerader Zylinderzahl. Ziel der Erfindung ist es, die Steuerbarkeit der eingespritzten Kraftstoffmenge in unkomplizierter Art und Weise bei minimalem Energiebedarf zu realisieren. Damit ist es unter Zuhilfenahme einer Steuerelektronik moeglich, auf einfachem Wege der Brennkraftmaschine ein optimales Kraftstoff-Luftgemisch zuzufuehren und den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemission zu senken. Erfindungsgemaess wird dies durch die Kopplung der Anker zweier Teilsysteme erreicht, wodurch weder Federn noch Membrenen erforderlich sind.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff an Brennkraftmaschinen, vorzugsweise für Brennkraftmaschinen mit einer geraden Zylinderzahl.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik »

Bekannt ist aus der DE-OS 2356335 eine Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff an Brennkraftmaschinen. Diese im wesentlichen charakterisiert durch ein Einspritzpumpenelement, weiches mit einem elektromagnetischen Antrieb betrieben wird. Der Antriebsteil ist durch eine Membran vom Pumpenteil getrennt. Als nachteilig ist bei dieser Lösung der durch die ständige Verformung der Membran verursachte große spezifische Energiebedarf zu betrachten.

Weitere Lösungen sind aus der DE-OS 2751457 und DD-PS 213472 bekannt. Hier besteht keine räumliche Trennung von Antriebsund Hydraulikteil. Die Systeme werden durch einen Solenoid betrieben, wobei der Anker mit Hilfe einer Feder in die Ausgangslage zurückbewegt wird. Hierbei treten folgende Nachteile auf: einerseits muß beim Förderhub zusätzlich zur hydraulischen Verdrängungsarbeit Federspannarbeit verrichtet werden, um die Rückstellfeder zu spannen und andererseits wird die Steuerbarkeit durch das schwingende Feder-Masse-System (Anker-Rückstellfeder) negativ beeinflußt (Resonanzerscheinungen).

Aus der DD-OS 157428 ist ein System zur Dosierung von Flüssigkeiten für Brennkraftmaschinen bekannt. Bei dieser Lösung wurde versucht, den Nachteil des Feder-Masse-Systems zu umgehen.

Den Kern des Systems bildet eine doppelseitig wirkende Elektromagneteinheit mit einem in einer Hülse freibeweglichen Anker, dessen Bewegungsgrenzen durch Membranen gebildet werden. Durch wechselseitiges Ansteuern der Spulen wird der Anker zwischen seinen Endlagen bewegt. Der Hydraulikteil, der sich beiderseitig an das durch Membranen abgetrennte Antriebssystem anschließt, ist als rotationssymmetrischer Exponentialtrichter mit einem Kraftstoffzufluß, der durch Rückschlagventil absperrbar ist und einer Druckleitung zur Einspritzdüse ausgebildet. Beim Aufschlagen des Ankers auf die Membranen wird im Hydraulikteil ein Druckstoß erzeugt, infolgedessen der Einspritzvorgang ausgelöst wird

Bei diesem treten folgende Nachteile auf:

— Unterbringung der Antriebsmagneten in einem gemeinsamen Gehäuse führt zu einer gegenseitigen Beeinflussung (Trafoeffekt).

— Erhöhter Energiebedarf durch den Einsatz von Membranen (Formänderungsarbeit).

— Hydraulikteil hat ausgesprochenen Speichercharakter und bewirkt eine Beeinträchtigung der dynamischen Vorgänge.

— Die konstruktive Ausführung der Solenoidbaugruppe läßt schlechte Magneteigenschaften erkennen, woraus erhöhter Energiebedarf resultiert. -

— Die Form des Hydraulikteiles (Exponentialtrichter) bringt fertigungstechnisch große Probleme.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, bei einem Einspritzsystem für Brennkraftmaschinen die Steuerbarkeit der eingespritzten Kraftstoffmenge in unkomplizierter Art und Weise bei minimalem Energiebedarf zu verbessern. Damit ist es unter Zuhilfenahme einer entsprechenden Steuerelektronik möglich, auf einfachem Wege der Brennkraftmaschine ein optimales Kraftstoff-Luft-Gemisch zuzuführen und damit den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemission zu senken.

Wesen der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß für Brennkraftmaschinen ein Einspritzsystem geschaffen wird, welches in unkomplizierter Art und Weise eine Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge bei minimalem Energiebedarf ermöglicht. Der Einsatz des Systems ist vorzugsweise für Brennkraftmaschinen mit gerader Zylinderzahl vorgesehen. Ihrem Wesen nach ist die Erfindung sowohl für Saugrohr-, als auch für Direkteinspritzung geeignet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Antriebssystem aus zwei in getrennten Gehäusen untergebrachten Elektromagneten besteht, deren geometrische Lagezuordnung mit Hilfe eines biegesteifen, knickfesten, vorzugsweise aus nichtmagnetisierbaren Werkstoff bestehenden Verbindungselementeserfolgt und die Anker der Elektromagneten über eine im Verbindungselement gleitend angeordneten, aus nichtmagnetisierbaren Werkstoff bestehenden Zugstange verbunden sind. An den beiden StirnseiterTder Anker sind kolbenartige Verlängerungen angeordnet, die wechselseitig die Zuflußbohrung verschließen und den Druckstoß erzeugen.

Die Elektromagneten mit den zugehörigen Ankern stellen jeweils ein eigenständiges optimiertes Teilsystem dar. Durch die räumliche Trennung der Magnetkreise erfolgt keine gegenseitige Beeinflussung. Guten elektromagnetischen Eigenschaften ist durch die konstruktive Auslegung der Solenoidteilgruppen Rechnung getragen, indem parasitäre Luftspalte minimiert wurden. Eine Beeinflussung der Kraftkennlinie der Solenoide ist durch eine entsprechende Gestaltung von Ankerend- bzw. Ankergegenstück möglich. Die Einstellung des optimalen Anfangsluftspaltes der Teilsysteme erfolgt durch Änderung des Abstandes der Gehäuse mit Hilfe der Verbindungshülse.

Durch wechselseitiges Beaufschlagen der Elektromagnete mit elektrischer Energie werden die starr miteinander verbundenen Anker zwischen ihren Endlagen bewegt. Die Realisierung des Druckhubes erfolgt durch das Auftreffen des Ankers bei der Bewegung in das Ankergegenstück auf den Schlagkörper. Hierbei wird die Einspritzung durch Druckstoß und/oder Verdrängung vorgenommen. Die Arbeitsräume des Systems sind über Druckleitungen mit den Einspritzdüsen verbunden, so daß der Erfindungsgegenstand für zwei Zylinder wirksam wird. Der Schlagkörper verschließt beim Förderhub die Kraftstoffzulaufbohrung. Die Rückstellung des Ankers erfolgt durch den Arbeitsvorgang des anderen Teilsystems. Der Schlagkörper wird mit Hilfe einer Feder in die Ausgangslage zurückgestellt. Die Füllung des Arbeitsrauimes erfolgt während der Rückstellungdes Schlagkörpers über eine Kraftstoffzulaufbohrung. In der Kraftstoffzuführung ist eine Einrichtung zum Unterbinden des Rückströmens, vorzugsweise ein Rückschlagventil, installiert. Sind die Schlagkörper in die Anker eingepreßt, verringert sich die aufzubringende Energie, jedoch arbeitet das System dann nur noch nach dem Verdrängungsprinzip. Die Arbeitsfrequenz des Systems ist der Drehzahl der Brennkraftmaschine proportional. Die Steuerung der Einspritzmenge erfolgt mit Hilfe einer Steuerelektronik, indem die den Magnetspulen zugeführte elektrische Energie beeinflußt wird.

Ausführungsbeispiel

.3

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

In der Figur 1 ist ein Schnitt durch die Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff an Brennkraftmaschinen dargestellt. Die Hydraulikteile I, la bestehen aus den Aufnahmekörpern 1,1a mit eingearbeitetem Ankerendstück, Schlagkörpern 5,5a, Arbeitsräumen 6,6a und Rückschlagventilen 7,7 a. Die über die Verbindungshülse 9 verbundenen Antriebsteile II, Il a beinhalten die Gehäusekörper 2,2 a mit eingearbeitetem Ankerendstück, die Magnetspulen 3,3 a und die über die Zugstange 8 verbundenen Anker 4,4a. Der Abstand 1 der Gehäusekörper 2 wird mit Hilfe der eingeschraubten Verbindungshülse 9 eingestellt und mit Muttern 10 fixiert.

Wird die Magnetspule 3 von einem Strom durchflossen, dann bewegt sich der Anker 4 infolge der Magnetkraft in Richtung Ankergegenstück. Der in den Arbeitsraum 6 ragende und in den Anker eingepreßte Schlagkörper 5 verdrängt dabei den Brennstoff, weicher an der Einspritzdüse abgespritzt wird. Da der Anker 4 über eine Zugstange 8 mit dem Anker 4a verbunden ist, wird der Anker 4a in Richtung Ankerendstück bewegt. Der in den Anker 4a eingepreßte Schlagkörper 5a vollzieht dabei den Rückhub und saugt demzufolge Kraftstoff durch das Rückschlagventil 7 a in den Arbeitsraum.

Durch wechselseitiges Beaufschlagen der Magnetspulen 3 und 3a mit elektrischer Energie werden die Anker 4 und 4a zwischen ihren Endlagen oszillierend bewegt. Das wechselseitige Anlegen der erforderlichen Spannung wird mit Hilfe einer Steuerelektronik realisiert, wobei die Arbeitsfrequenz des Systems proportional der Drehzahl der Brennkraftmaschine ist. Die Abspritzmenge pro Arbeitsspiel wird durch die Höhe der angelegten Spannung beeinflußt.

Claims (2)

1. Patentanspruch:

   1. Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff an Brennkraftmaschinen mit einem elektromagnetischen Antriebssystem zur Erzeugung eines hydraulischen Druckstoßes, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebssystem aus zwei in getrennten Gehäusen untergebrachten Elektromagneten gebildet ist, deren geometrische Lagezuordnung mit Hilfe eines biegesteifen, knickfesten, vorzugsweise aus nichtmagnetisierbaren Werkstoff bestehenden Verbindungselementes erfolgt und die Anker der Elektromagneten über eine im Verbindungselement gleitend angeordneten, aus nichtmagnetisierbaren Werkstoff bestehenden Zugstange verbunden sind.
2. 2. Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff an Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Stirnseiten der Anker kolbenartige Verlängerungen angeordnet sind.