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Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung mit einer
Kraftstoffpumpe, einem Druckregler, einem Injektor, einem Luftsteller
und einer Saugstrahlpumpe in einer kompakten Bauweise.
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Einspritzvorrichtungen
sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt.
Insbesondere aus Kosten- und Bauraumgründen erfordern Kleinbrennkraftmaschinen,
welche nur einen oder nur zwei Zylinder und einen kleinen Hubraum
aufweisen, eigenständige Lösungen. Einsatzgebiete
derartiger Kleinbrennkraftmaschinen sind beispielsweise Zweiräder,
Dreiräder oder Rasenmäher usw. Bekannte Einspritzvorrichtungen
umfassen üblicherweise in einem Tank eine Hochdruckpumpe
mit einem Druckregler, wobei die Hochdruckpumpe Kraftstoff mit einem
vorbestimmten Druck in eine Leitung, z. B. ein Rail o. ä.,
fördert. Am Ende der Leitung ist ein Injektor angeordnet,
welcher gesteuert durch eine Steuereinrichtung Kraftstoff in ein
Saugrohr oder direkt in einen Brennraum einspritzt. Derartige Einspritzeinrichtungen
sind jedoch sehr aufwendig und insbesondere teuer, so dass sie Kleinbrennkraftmaschinen
ebenfalls sehr teuer machen.
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Aus
der
EP 1 340 906 B1 ist
eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit elektronischer Steuerung
bekannt, bei der ein Injektor nahe einem Pumpenkolben angeordnet
ist. Ferner ist hierbei ein Vordruckventil zum Ausüben
eines Vordrucks auf den Kraftstoff in einer Anfangsphase eines Druckhubes
des Kolbens in der Rückleitung des Kraftstoffs zum Tank
vorgesehen. Das Vordruckventil evakuiert dabei einen Teil des in
einer Druckkammer befindlichen Kraftstoffs in die Rückleitung.
Hierdurch kann insbesondere die Bildung von Dampfblasen im Injektor
reduziert werden. Allerdings ist der Aufbau relativ kompliziert
und die Vorrichtung nimmt einen großen Bauraum ein.
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Alternativ
ist es auch möglich, eine Saugstrahlpumpe zum Befüllen
eines Topfes, welcher einer Kraftstoffpumpe vorgeschaltet ist, zu
verwenden. Hierbei wird der Kraftstoff mittels der Saugstrahlpumpe
aus dem Tank in den Topf geleitet. Die Saugstrahlpumpe wird durch
einen von der Druckseite der Kraftstoffpumpe ausgehenden Rücklaufstrom
angetrieben. Hierbei wird der Flüssigkeitspegel im Topf
gegenüber einem Flüssigkeitspegel im Tank angehoben,
so dass beim Ansaugen des Kraftstoffs aus dem Topf ein höherer
Vordruck in der Ansaugleitung herrscht. Dadurch wird die Gefahr
einer Dampfblasenbildung in der Zuleitung zur Kraftstoffpumpe reduziert.
Allerdings ist diese Lösung ebenfalls sehr aufwendig und
teuer.
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Von
daher sind die bekannten Lösungen zur Vermeidung von Dampfblasen
aufgrund ihrer Herstellkosten nicht für einen Einsatz in
kostengünstigen Kleinfahrzeugen geeignet.
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Vorteile der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den
Vorteil auf, dass sie einen sehr kompakten Aufbau aufweist. Ferner
kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung
besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden
und die Bildung von Dampfblasen in der Kraftstoffzuleitung vermieden
werden. Dadurch kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung
insbesondere bei Kleinbrennkraftmaschinen, z. B. bei Zweirädern
oder Rasenmähern o. ä., verwendet werden. Dies
wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die
Einspritzvorrichtung eine Kraftstoffpumpe, einen Druckregler zur Regelung
eines Einspritzdrucks, einen Injektor, einen Luftsteller und eine
Saugstrahlpumpe, bestehend aus einer Treibdüse und einem
Diffusor, umfasst. Die Kraftstoffpumpe, der Druckregler, der Injektor
und der Luftsteller sind dabei integraler Bestandteil eines Einspritzmoduls.
Das Einspritzmodul ist dabei sehr kompakt und kleinbauend und kann
komplett vormontiert werden. Dadurch muss die Saugstrahlpumpe lediglich
an den entsprechenden Anschluss des Einspritzmoduls angeschlossen
werden. Die vier integralen Bauteile des Einspritzmoduls sind dabei
vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse des Einspritzmoduls
angeordnet. Die Saugstrahlpumpe stellt dabei sicher, dass im Einspritzmodul
die Entstehung von Dampfblasen verhindert wird, so dass Beschädigungen
des Einspritzmoduls und die Zumessung von falschen Mengen an Kraftstoff
vermieden werden können. Somit weist die erfindungsgemäße
Einspritzvorrichtung ein kompaktes Einspritzmodul und zusätzlich
eine Saugstrahlpumpe auf, so dass ein störungsfreier Betrieb
der kraftstofffördernden Bauteile gewährleistet
ist und die Bildung von Dampfblasen vermieden werden kann.
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Die
Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Besonders
bevorzugt ist die Saugstrahlpumpe ebenfalls ein integraler Bestandteil
des Einspritzmoduls. Somit umfasst das kompakte Einspritzmodul fünf
Bauteile, nämlich die Kraftstoffpumpe, den Druckregler,
den Injektor, den Luftsteller und die Saugstrahlpumpe. Hierdurch
kann ein Platzbedarf für das Einspritzmodul minimiert werden
und das komplette Einspritzmodul kann im voraus montiert werden.
Die Saugstrahlpumpe kann besonders einfach dadurch integriert werden,
dass der Diffusor und die Treibdüse vollständig
im Gehäuse der Einspritzvorrichtung angeordnet sind.
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Vorzugsweise
umfasst die Einspritzvorrichtung genau einen Aktuator, welcher gleichzeitig
die Kraftstoffpumpe und den Luftsteller betätigt. Dadurch kann
insbesondere ein separater Aktuator für den Luftsteller
bzw. die Kraftstoffpumpe entfallen, so dass die Bauteileanzahl signifikant
reduziert wird. Hierdurch ergibt sich selbstverständlich
auch eine Kostenreduktion. Somit übernimmt der einzige
Aktuator der Einspritzvorrichtung erstens die Funktion des Pumpenantriebs
und zweitens die Funktion des Stellantriebs für den Luftsteller.
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Der
einzige Aktuator der Einspritzvorrichtung ist vorzugsweise ein Magnetaktuator
mit genau einer Spule und genau einem Anker. Hierdurch kann ein besonders
einfacher und kostengünstiger Aufbau realisiert werden.
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Vorzugsweise
ist der Tank im Fahrzeug an einer höheren Position als
die Saugstrahlpumpe angeordnet. Hierdurch kann ebenfalls ein höheres Druckniveau
in der Saugstrahlpumpe realisiert werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst
die Einspritzvorrichtung eine Rückführleitung,
welche unter Druck stehenden Kraftstoff von einem Druckraum zur Saugstrahlpumpe,
genauer zur Treibdüse, zurückführt. Der
Druckraum kann dabei eine Pumpkammer der Kolbenpumpe oder eine Vordruckkammer
sein.
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Besonders
bevorzugt umfasst die Kraftstoffpumpe eine Vorkammer, welche nach
der Saugstrahlpumpe angeordnet ist. In der Vorkammer ist der Kraftstoff
auf einen vorbestimmten Wert unter Druck setzbar.
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Besonders
bevorzugt ist zwischen der Vordruckkammer und der Saugstrahlpumpe
ein Rückschlagventil angeordnet. Das Rückschlagventil öffnet dabei
erst, wenn durch die Saugstrahlpumpe ein vorbestimmter Öffnungsdruck
erreicht ist. Ferner stellt das Rückschlagventil sicher,
dass Kraftstoff nicht aus der Vordruckkammer zurück in
die Saugstrahlpumpe strömen kann.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst
die Kraftstoffpumpe einen Kolben, welcher als Stufenkolben mit einer
ersten Kolbenfläche und einer zweiten Kolbenfläche
ausgebildet ist. Dabei ist die erste Kolbenfläche größer
als die zweite Kolbenfläche. Dadurch kann der Stufenkolben
in zwei verschiednen Kammern unterschiedliche Drücke erzeugen.
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Vorzugsweise
ist die erste Kolbenfläche in der Vorkammer angeordnet
und die zweite Kolbenfläche ist in der Pumpkammer angeordnet.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist
im Kolben der Kraftstoffpumpe eine Durchgangsbohrung angeordnet,
welche die Vorderdruckkammer mit der Pumpkammer verbindet. In der
Durchgangsbohrung ist dabei ein Rückschlagventil angeordnet,
welches ein Rückströmen des Kraftstoffs von der
Pumpkammer in die Vordruckkammer verhindert. Durch diese Ausgestaltung
des Kolbens kann insbesondere die Teilezahl der Kraftstoffpumpe
signifikant reduziert werden, da keine separate Leitung oder kein
zusätzliches Gehäuse für ein Rückschlagventil
notwendig ist, da alles in dem Kolben integriert ist.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst
die Kraftstoffpumpe ein erstes Kolbenelement, ein zweites Kolbenelement
und eine Membran. Die Membran ist dabei in Bewegungsrichtung der
Kolbenelemente zwischen dem ersten und zweiten Kolbenelement angeordnet.
Die beiden Kolbenelemente sind dabei auf einer gemeinsamen Achse
angeordnet. Ferner bildet die Membran dabei einen Wandbereich der Vordruckkammer.
Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau.
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Um
eine möglichst kostengünstige Herstellbarkeit
der Saugstrahlpumpe zu realisieren, ist die Saugstrahlpumpe vorzugsweise
aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Dadurch kann die Saugstrahlpumpe
beispielsweise mittels Spritzgießen hergestellt werden
und auch gleichzeitig mit weiteren Bauteilen der Einspritzvorrichtung,
z. B. dem Gehäuse durch Spritzgießen, hergestellt
werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist
in der Vordruckkammer eine kompressible Druckpuffereinrichtung,
beispielsweise eine mit Gas gefüllte Blase, angeordnet.
Durch das Druckpuffermedium in der Druckpuffereinrichtung kann eine
erfolgte Druckerhöhung in der Vordruckkammer gehalten werden.
Als Druckpuffermedium kann beispielsweise ein in der Blase angeordnetes
kompressibles Medium, z. B. Luft, dienen.
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Zeichnung
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben.
In der Zeichnung ist:
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1 eine
schematische Ansicht eines Kleinmotors mit einer Einspritzvorrichtung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 eine
schematische Schnittansicht eines Einspritzmoduls mit einer Saugstrahlpumpe
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
und
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3 eine
schematische Schnittansicht eines Einspritzmoduls mit einer Saugstrahlpumpe
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein
Kleinmotor 1 mit einer erfindungsgemäßen
Einspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
im Detail beschrieben.
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1 zeigt
schematisch den Aufbau des Kleinmotors 1, welcher als Einzylindermotor
ausgebildet ist. Der Kleinmotor 1 umfasst einen Zylinder 3, einen
darin hin- und herbewegbaren Kolben 4, eine Steuereinheit 5 und
einen Tank 6. Der Tank 6 ist über eine
Kraftstoffzuleitung 6a mit einem Einspritzmodul 2 verbunden.
Am Ende der Kraftstoffzuleitung ist eine Saugstrahlpumpe 40 unmittelbar
am Einspritzmodul 2 angeordnet. Eine Rückführleitung 32 geht
von dem Einspritzmodul 2 zurück zur Saugstrahlpumpe 40. Wie
aus 1 schematisch ersichtlich ist, ist der Tank 6 über
dem Einspritzmodul 2 angeordnet. Dadurch läuft
der Kraftstoff durch die Kraftstoffzuleitung 6a aufgrund
der Schwerkraft zum Einspritzmodul 2, so dass dadurch schon
eine leichte Druckerhöhung an der Saugstrahlpumpe erfolgt.
Das Einspritzmodul 2 ist sehr schematisch dargestellt und
umfasst eine Kraftstoffpumpe, einen Druckregler, einen Injektor und
einen Luftsteller, so dass das Einspritzmodul 2 sehr kompakt
aufgebaut ist.
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Der
Kleinmotor 1 umfasst ferner eine Drosselklappe 7,
welche in einem Saugrohr 8 angeordnet ist. Am Zylinder 3 ist
ferner eine Zündkerze 9, ein Einlassventil 10 und
ein Auslassventil 11 angeordnet. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet
eine Bypassleitung für Luft, welche vom Saugrohr 8 Luft
von einem Bereich in Strömungsrichtung der Luft vor der
Drosselklappe 7 abzweigt und direkt zum in das Einspritzmodul 2 integrierten
Luftsteller führt. Ein Auslass der Bypassleitung 12 liegt
dabei unmittelbar benachbart zum Injektor des Einspritzmoduls 2.
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Der
Kleinmotor 1 umfasst ferner eine Abgasleitung 13,
welche durch das Auslassventil 11 freigegeben bzw. verschlossen
wird. Ferner ist ein Sauerstoffsensor 14 an der Abgasleitung 13 vorgesehen, welcher
mit der Steuereinheit 5 verbunden ist und die Steuereinheit 5 ist
ferner mit einem Kühlwassersensor 15, einem Öltemperatursensor 16 und
einer Sensoreinheit 17 für die Erfassung einer
Drosselposition, einer Temperatur im Saugrohr 8 und eines
Drucks im Saugrohr 8 verbunden. Die Steuereinheit 5 steuert dabei
anhand der erhaltenen Signale die Einspritzvorrichtung 2.
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Die
erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung umfasst
somit, wie in 2 gezeigt, ein Einspritzmodul 2 mit
einer Kraftstoffpumpe 20a, einem Druckregler 20b,
einem Injektor 20c und einem Luftsteller 20d, welche
in einem gemeinsamen Gehäuse 25 angeordnet sind,
und kann besonders kompakt und kleinbauend ausgelegt werden. Ferner
kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung
sehr kostengünstig hergestellt werden und insbesondere
schon im voraus als komplettes Einspritzmodul 2 vormontiert werden,
so dass es lediglich in den Kleinmotor 1 als Kompaktbaugruppe
eingebaut werden muss. Durch die Integration der vier Einzelteile
Kraftstoffpumpe, Druckregler, Injektor und Luftsteller ist somit
eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit gewährleistet.
Die Kraftstoffpumpe und der Luftsteller werden dabei von einem gemeinsamen
Aktuator betätigt. Zusätzlich ist eine Saugstrahlpumpe 40 vorgesehen. Dadurch
kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung 2 beispielsweise
in Kleinmotoren für Zweiräder oder Rasenmäher
verwendet werden.
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Wie
in 2 gezeigt, umfasst das Einspritzmodul eine Spule 21 sowie
einen mit der Spule 21 zusammenwirkenden Anker 22.
Der Anker 22 ist, wie aus 2 ersichtlich
ist, mit einem ersten Kolbenteil 23 und einem zweiten Kolbenteil 24 fest
verbunden. Dadurch werden bei einer Bewegung 22 die beiden Kolbenteile 23, 24 gemeinsam
mitbewegt. Der erste Kolbenteil 23 ist dem Luftsteller 20d zugeordnet
und gibt an einem Sitz 12a einen Querschnitt der Bypassleitung 12 frei
bzw. verschließt die Bypassleitung 12.
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Wie
weiter aus 2 ersichtlich ist, umfasst das
Einspritzmodul 2 ein Gehäuse 25, welches
aus mehreren Einzelteilen 25a, 25b, 25c, 25d hergestellt ist.
Für eine kostengünstige Herstellung übernehmen die
Einzelteile des Gehäuses dabei verschiedene Funktionen.
Beispielsweise ist am Einzelteil 25 des Gehäuses
der Sitz 12a ausgebildet. Weiter umfasst das Einspritzmodul
eine erste Vordruckkammer 26, eine zweite Vordruckkammer 27 und
eine Pumpkammer 28. Die erste Vordruckkammer 26 und
die Pumpkammer 28 sind dabei mit dem zweiten Kolbenteil 24 in
Kontakt. Das zweite Kolbenteil 24 bildet dabei einen Teil
der Kraftstoffpumpe 20a. Wie aus 2 ersichtlich
ist, ist das zweite Kolbenteil 24 als Stufenkolben ausgebildet
und weist eine erste Kolbenfläche 24a und eine
zweite Kolbenfläche 24b auf. Die erste Kolbenfläche 24a befindet
sich mit dem in der ersten Vordruckkammer 26 befindlichen
Kraftstoff in Kontakt und die zweite Kolbenfläche befindet
sich mit dem in der Pumpkammer 28 befindlichen Kraftstoff
in Kontakt. Das zweite Kolbenteil 24 wird dabei durch Führungsbereiche,
welche an den Gehäuse-Einzelteilen 25c und 25d gebildet
sind, geführt.
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Die
erste Vordruckkammer 26 ist über eine Leitung 30 mit
der zweiten Vordruckkammer 27 verbunden, wobei in der Leitung
ein erstes Rückschlagventil 29 angeordnet ist.
Ferner ist die zweite Vordruckkammer 27 über ein
zweites Rückschlagventil 31 mit der Pumpkammer 28 verbunden.
In bekannter Weise kann dann aus der Pumpkammer 28 über
ein Rückschlagventil des Injektors 20c Kraftstoff
in das Saugrohr 8 eingespritzt werden.
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Die
zweite Vordruckkammer 27 ist ferner über eine
Leitung 32 mit der Saugstrahlpumpe 40 verbunden.
Dabei ist in der Leitung 32 der Druckregler 20b angeordnet.
Der Druckregler 20b dieses Ausführungsbeispiels
umfasst dabei eine Drossel 35. Alternativ kann statt der
Drossel auch ein Rückschlagventil vorgesehen werden. Die
Saugstrahlpumpe 40 ist in der Zuleitung 6a vom
Tank 6 angeordnet. Wie aus 2 ersichtlich
ist, umfasst die Saugstrahlpumpe 40 lediglich eine Treibdüse 41 und
einen Diffusor 42. Dadurch kann die Saugstrahlpumpe 40 sehr
einfach und kostengünstig, beispielsweise als Kunststoffspritzteil,
bereitgestellt werden. Die Saugstrahlpumpe 40 ist dabei
in einem gekrümmten Leitungsabschnitt 6a' angeordnet,
so dass der aus der Treibdüse 41 austretende Kraftstoff
parallel zur Strömungsrichtung des Kraftstoffs vom Tank 6 austritt. Wie
weiter aus 2 ersichtlich ist, ist das Ende
des Diffusors 42 mit der ersten Vordruckkammer 26 verbunden,
wobei zwischen der ersten Vordruckkammer 26 und dem Diffuser 42 noch
ein drittes Rückschlagventil 43 angeordnet ist.
Die Saugstrahlpumpe 40 ist dabei unmittelbar am Gehäuse
angeordnet.
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Der
zweite Kolbenteil 24 wird mittels einer Rückstellfeder 34 zurückgestellt,
welche sich an einer Kammerwand 33 der ersten Vordruckkammer 32 abstützt
und gegen die erste Kolbenfläche 24a drückt.
Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 36 einen mit Luft gefüllten
Hohlraum. Hierbei sei angemerkt, dass der Hohlraum 36 nicht
zwingend vorgesehen sein muss, es jedoch auch möglich ist,
dass beispielsweise das Rückstellelement für das
zweite Kolbenteil 24 auch im Hohlraum angeordnet sein kann,
so dass das Rückstellelement nicht im Kraftstoff befindlich
ist.
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Die
Funktion der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
ist dabei wie folgt. Wenn Kraftstoff in das Saugrohr 8 eingespritzt
werden soll, wird die Spule 21 bestromt, so dass sich der
Anker 22 in Richtung des Pfeils A bewegt. Da der Anker 22 fest
mit dem ersten Kolbenteil 23 und dem zweiten Kolbenteil 24 verbunden
ist, bewegen sich die beiden Kolbenteile gleichzeitig mit dem Anker 22 in
Richtung des Pfeils A. Dadurch öffnet der Luftsteller 20d.
Gleichzeitig erfolgt in der ersten Vordruckkammer 26 eine
Druckerhöhung, da die erste Kolbenfläche 24a weiter
in die erste Vordruckkammer 26 hineinbewegt wird. Aufgrund
dieser Druckerhöhung öffnet das erste Rückschlagventil 29,
so dass unter Druck stehender Kraftstoff in die zweite Vordruckkammer 27 strömt.
Ferner wird über die zweite Kolbenfläche 24b der
sich in der Pumpkammer 28 befindliche Kraftstoff unter
Druck gesetzt, wobei der Injektor 20c ab einem vorbestimmten
Druckniveau selbstständig öffnet und Kraftstoff
in das Saugrohr 8 einspritzt. Da ferner die zweite Vordruckkammer 27 über
die Leitung 32 mit der Saugstrahlpumpe 40 verbunden
ist, liegt Kraftstoff mit einem vorbestimmten Druck auch an der Saugstrahlpumpe 40 an.
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Nach
einer Beendigung der Einspritzung wird die Bestromung der Spule 21 wieder
aufgehoben und der Anker 22 mittels der Rückstellfeder 34, welche
das zweite Kolbenteil 24 zurückstellt, ebenfalls
in seine Ausgangsposition zurückgestellt. Dies gilt selbstverständlich
auch für das fest mit dem Anker 22 verbundene
erste Kolbenteil 23, so dass der Luftsteller 20d ebenfalls
verschlossen wird. Die Rückstellung des zweiten Kolbenteils 24 bewirkt gleichzeitig
eine Ansaugung von neuem Kraftstoff. Zum einen wird Kraftstoff aus
der zweiten Vordruckkammer 27 über das zweite
Rückschlagventil 31 in die Pumpkammer 28 angesaugt
und andererseits wird Kraftstoff durch Öffnen des dritten
Rückschlagventils 43 aus dem Tank 6 angesaugt.
Um bei dieser Ansaugung zu vermeiden, dass Dampfblasen entstehen,
ist die Saugstrahlpumpe 40 vorgesehen. Die Saugstrahlpumpe 40 stellt über
die Treibdüse 41 den Antrieb der Saugstrahlpumpe
bereit. Als Antrieb dient dabei der Treibstrahl aus der Treibdüse 41.
Hierzu kommt zu dem aus dem Tank kommenden Volumenstrom des Kraftstoffs
noch ein zusätzlicher Volumenstrom über die Treibdüse 41.
Der Treibdüse 41 wird dabei unter Druck stehender
Kraftstoff aus der zweiten Vordruckkammer 27 über
die Leitung 32 zugeführt. Der Kraftstoff aus der
Treibdüse verlässt diese mit einer höheren
Geschwindigkeit und aufgrund von innerer Reibung ergibt sich eine
turbulente Strömung, welche in den Diffusor 42 eintritt.
Im Diffusor erfolgt eine stetige Druckerhöhung, so dass
vermieden werden kann, dass Dampfblasen im Kraftstoff entstehen
können. Bei einem bestimmten Druckniveau öffnet
dabei das dritte Rückschlagventil 43, so dass
der Kraftstoff in die erste Vordruckkammer 26 zugeführt
werden kann. Wie aus 4 ersichtlich
ist, ist das Ende des Diffusors unmittelbar am Gehäuse 25 angeordnet.
Es sei angemerkt, dass es grundsätzlich auch möglich
ist, dass die Saugstrahlpumpe 40 vollständig im
Einspritzmodul 2 angeordnet ist. Dadurch kann ein noch
kompakterer Aufbau realisiert werden. Ferner sei angemerkt, dass
die Treibdüse 41, der Diffusor 42 sowie
der um 90° gekrümmte Leitungsabschnitt 6a' aus
einem Kunststoffmaterial in einem Schritt, beispielsweise durch
Kunststoffspritzen, hergestellt werden können. Dadurch
kann die Saugstrahlpumpe 40 besonders kostengünstig
bereitgestellt werden.
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Somit
muss das Einspritzventil neben dem zur Einspritzung nutzbaren Volumenstrom
zusätzlich noch den zum Antrieb der Saugstrahlpumpe 40 notwendigen
Volumenstrom über die Leitung 32 umwälzen.
Die diesem zusätzlichen Volumenstrom übertragene
Druckenergie wird dann dazu genutzt, den Druck im Ansaugbereich über
den Tankdruck anzuheben, so dass mit Sicherheit die Bildung von
Dampfblasen im Ansaugbereich vermieden werden kann. Zur weiteren
Druckerhöhung ist zusätzlich noch der Tank 6 etwas
oberhalb des Einspritzmoduls 2 angeordnet, so dass sich
auch dadurch im Ansaugbereich eine gewisse Druckerhöhung
ergibt. Ein besonders hoher Druck in der ersten Vordruckkammer 26 wird erreicht,
wenn ein Verhältnis des eingespritzten Volumenstroms zum
angesaugten Volumenstrom (umgewälzter Volumenstrom plus
eingespritzter Volumenstrom) relativ klein ist. D. h., der umgewälzte
Volumenstrom ist sehr viel größer als der eingespritzte Volumenstrom.
Alternativ kann auch ein Durchmesser in der Treibdüse 41 relativ
klein gewählt werden, um einen hohen Druck in der ersten
Vordruckkammer zu erreichen.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 3 eine Einspritzvorrichtung
mit einem Einspritzmodul 2 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben. Gleiche
bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie
im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
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Im
Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist das Einspritzmodul
des zweiten Ausführungsbeispiels noch kompakter aufgebaut.
Insbesondere kann beim zweiten Ausführungsbeispiel auf eine
zweite Vordruckkammer sowie eine separate Leitung verzichtet werden.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Kraftstoffpumpe 20a des
zweiten Ausführungsbeispiels eine Membran 50 sowie
einen in einem Zylinder freiliegenden Kolben 51. Im freiliegenden
Kolben 51 ist eine Durchgangsbohrung 52 vorgesehen,
welche eine Vordruckkammer 26 mit einer Pumpkammer 28 verbindet.
In der Durchgangsbohrung 52 ist dabei ein erstes Rückschlagventil 29 angeordnet.
Die Membran 50 ist am Gehäuse 25 des Einspritzmoduls
fest fixiert und bildet eine Kammerwand der Vorkammer 26.
Weiter umfasst die Kraftstoffpumpe 20a des zweiten Ausführungsbeispiels
einen Stößel 53, welcher fest mit dem
Anker 22 verbunden ist. Der Stößel 23 sowie
ein Kolbenteil 23 des Luftstellers 20d sind fest
mit dem Anker 22 verbunden und bewegen sich daher gemeinsam.
Zur Rückstellung des Ankers 22 ist ferner eine
Rückstellfeder 54 vorgesehen.
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Die
Funktion des Einspritzmoduls 2 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel ist dabei wie folgt. Wenn eine
Einspritzung von Kraftstoff vorgenommen werden soll, wird die Spule 21 bestromt,
so dass sich der Anker 22 mitsamt dem Stößel 53 und
dem Kolbenteil 23 in Richtung des Pfeils A bewegt. Dadurch kommt
der Stößel 53 mit der Membran 50 in
Kontakt, welche in die Vordruckkammer 26 gedrückt
wird. Dadurch ergibt sich eine Druckerhöhung in der Vordruckkammer 26,
wobei eine Obergrenze des Drucks durch das erste Rückschlagventil 29 definiert
ist. Wenn die Membran 50 eine kleine Wegstrecke in Richtung
des Pfeils A zurückgelegt hat, kommt diese mit einem Kontaktbereich 51a am
freiliegenden Kolben 51 in Berührung, so dass
an die Membran gemeinsam mit dem freiliegenden Kolben 51 bewegt wird.
Hierdurch wird der Kolben 51 entgegen der Federkraft der
Rückstellfeder 34 bewegt, und der Druck in der
Pumpkammer 28 steigt an. Sobald ein vorbestimmtes Druckniveau
erreicht ist, öffnet der Injektor 20c, so dass
Kraftstoff, wie durch den Pfeil B angedeutet, in das Saugrohr 8 eingespritzt
werden kann. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird ein
Teil des Volumenstroms dabei nicht in das Saugrohr eingespritzt,
sondern über die Leitung 23 zur Saugstrahlpumpe 40 geführt.
Die Saugstrahlpumpe 40 funktioniert dabei wie im ersten
Ausführungsbeispiel, so dass durch die Druckrückführung
und die Saugstrahlpumpe eine Bildung von Dampfblasen im Ansaugbereich
der Kraftstoffpumpe vermieden wird. Das zweite Ausführungsbeispiel
weist somit eine reduzierte Teileanzahl auf und kann sehr kompakt
und kleinbauend bereitgestellt werden. Dadurch ist es besonders
für Kleinmaschinen geeignet.
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Zu
allen beschriebenen Ausführungsbeispielen sei angemerkt,
dass ein gemeinsamer Aktuator gleichzeitig sowohl die Kraftstoffpumpe 20a als
auch den Luftsteller 20d betätigt. Damit muss
insbesondere nur ein elektrischer Anschluss für den Aktuator vorgesehen
werden, welcher erfindungsgemäß immer gleichzeitig
den Luftsteller 20d und die Kraftstoffpumpe 20a betätigt.
Dadurch wird immer gleichzeitig mit der Kraftstoffeinspritzung auch
eine zusätzliche Luftzufuhr über die Bypassleitung 12 erreicht,
so dass bei der Gemischaufbereitung im Saugrohr 8 auch
eine bessere Vermischung des Kraftstoffs in der zugeführten
Luft erreicht wird. Ferner ermöglicht das Vorsehen der
Saugstrahlpumpe 40 sicher das Auftreten von Dampfblasen
im Ansaugbereich der Kraftstoffpumpe im Betrieb.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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