DE1252467B

DE1252467B - Vorrichtung zur kontinuierlichen Kraftstoffeinspritzung in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1252467B
Application number: DENDAT1252467D
Authority: DE
Inventors: Neuilly-sur-Seine Andre Louis Mennesson (Frankreich)
Original assignee: Societe Industrielle De Brevets Et D'etudes S.I.B.E., Neuilly-Sur-Seine (Frankreich)
Priority date: 1960-12-02
Publication date: 1967-10-19
Also published as: FR1283207A; DE1191177B; GB962829A; GB969947A; FR81886E

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESGHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche KL: 46 c2 -!

F 02 m

Nummer: 1252467

Aktenzeichen: S 84836 I a/46 c2

Anmeldetag:. 23. April 1963

Auslegetag: 19. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Kraftstoffeinspritzung in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine hinter einem willkürlich betätigbaren Drosselorgan, bei welcher ein Druckregler oder -minderer den Brennstoffdruck vor der oder jeder Einspritzöffnung unter sonst gleichen Bedingungen gleichsinnig mit der in dieser Leitung strömenden Luftmenge ändert una wobei der Regler durch ein zweites, in der Ansaugleitung vor dem ersten Drosselorgan hegendes, der willkürlichen Betätigung entzogenes Drosselorgan gesteuert wird und das zweite* Drosselorgan dauernd im Sinn eines Öffnens durch den zwischen den beiden Drosselorganen herrschenden Unterdruck und den vor dem zweiten Drosselorgan herrschenden Druck entgegen der Kraft von Rückstellmitteln betätigt wird, wobei zwischen den Druckregler und das zweite Drosselorgan ein pneumatischer Stellmotor geschaltet ist, der auf den in einem Raum zwischen den beiden Drosselorganen herrschenden Unterdruck an- ao spricht.

Bei den verschiedenen in dem Hauptpatent beschriebenen Ausführungsformen ist der pneumatische Stellmotor so ausgebildet, daß er als Energiequelle diesen zwischen den beiden Drosselorgahen herrsehenden Unterdruck benutzt, welcher mehr oder weniger geschwächt auf eine dem Stellmotor angehörende Membran zur Einwirkung gebracht wird. Der Höchstwert dieses Unterdrucks kann jedoch nicht zu hoch sein, da sonst die Füllung des Motors bei Vollast beeinträchtigt würde, wodurch die Leistung des Motors verringert würde.

Der Stellmotor muß daher eine Membran mit großem Durchmesser benutzen, um eine für die Steuerung des Druckreglers oder Druckminderers hinreichende Kraft ζμ entwickeln. .

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterbildung der Ausbildung nach dem Hauptpatent und strebt insbesondere eine Verringerung der Abmessungen der Membran des Stellmotors an.

Hierfür ist erfindungsgemäß dieser Stellmotor so ausgebildet, daß er als Energiequelle den Unterdruck benutzt, welcher an der engsten Stelle eines Lufttrichters herrscht, dessen beide Enden mit der Außenluft, vorzugsweise über den allgemeinen Lufteinlaß der Vorrichtung, bzw. mit einer zwischen den beiden Drosselorganen liegenden Stelle der Ansaugleitung verbunden sind.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen in einem lotrechten schematischen Schnitt eine erste und eine zweite Ausfüh-Vorrichtung zur kontinuierlichen
Kraftstoffeinspritzung in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine

Zusatz zum Patent: 1191177

Anmelder: · ·

Societe Industrielle de Brevets
et d'Etudes S. I. B. E,
Neuilly-sür-Seine (Frankreich)

Vertreter: :

Dr. F. Zumstein, Dr. E. Assmann
und Dr. R. Koenigsberger, Patentanwälte,
München, Bräuhausstr. 4

Als Erfinder benannt:
Andre Louis Mennesson,
Neuilly-sur-Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 3. Mai 1962 (896 388)

rungsform einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung;

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsabwandlung einer Einzelheit der Fig. 2;

F i g. 4 zeigt in gleicher Darstellung wie in F i g. 1 und 2 eine Teilansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Die Vorrichtung dient zur Einspritzung von Brennstoff in die Ansaugleitung! einer Brennkraftmaschine hinter einem Drosselorgan 2, welches von dem Fahrer, z. B. mittels einer drehbaren Welle 3, betätigt werden kann, an welcher dieses Organ befestigt ist.

Die Vorrichtung enthält einen Druckregler, welcher den Brennstoff unter Druck von einem System zur Speisung mit Gleichfluß empfängt und aus welchem der Brennstoff mit einem im allgemeinen kleineren Druck austritt, welcher sich gleichsinnig wie die Luftmenge in der Ansaugleitung 1 ändert.

Das System zur Speisung mit Gleichfluß wird durch eine Pumpe 4 mit Überschußförderung gebildet, welche den Brennstoff einem Vorratsbehälter 5

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über eine Leitung 6 entnimmt und in eine Leitung 7 fördert.

Der zunächst ohne sein Steuersystem beschriebene Druckregler enthält vorzugsweise eine Kammer 8, in welche die Förderleitung 7 mündet und von welcher wenigstens eine Leitung 9 ausgeht, welche mit einer kalibrierten Öffnung 10 verbunden ist, welche in die Ansaugleitung 1 hinter dem Drosselorgan 2 mündet. Hierfür kann die Leitung 9 in eine kalibrierte Öffnung

in der zwischen den Organen 2 und 15 liegenden Zone A herrschenden Unterdrücke auf seinen Sitz 20 zu drücken sucht. Bei beliebigen Betriebsbedingungen des Motors und bei beliebiger Öffnung des Drossel-5 organs 2 öffnet sich das Ventil 15, bis dieser Unterdruck der Kraft der Feder 19 das Gleichgewicht hält, deren Kenngrößen so bestimmt sind, daß dieser Unterdruck praktisch konstant bleibt.

Bei der Ausführung der Fig. 4 wird das zweite

11 auslaufen, welche mit der Öffnung 10 in einer io Drosselorgan durch einen Schieber 15 a gebildet, Flucht liegt, einen kleineren Querschnitt als diese welcher an einem Kolben 21 befestigt ist, welcher hat und in eine mit der Außenluft durch eine regel- quer zu der Ansaugleitung 1 in einem Zylinder 22 bare oder nicht regelbare Öffnung verbundene Kam- gleiten kann. Dieser Kolben steht über den Kanal 23

mer mündet, wobei diese Ausbildung dazu dient, die .auf seiner dem Schieber 15a_abgewandten Seite unter

die eingespritzte Brennstoffmenge bestimmende Öff- 15 der Einwirkung des in der Zone A herrschenden nung 11 gegen die Wirkung des in der Ansaug- Unterdrucks, welchem eine Feder 19 a entgegenleitung 1 herrschenden Unterdrucks zu schützen. Die wirkt, die den Schieber zu öffnen sucht.

Kammer 11 kann in ihrem oberen Abschnitt mehr Bei der Ausführung der F i g. 2 wird das zweite

oder weniger durch ein Ventil 12 geschlossen wer- Drosselorgan durch eine Drehklappe 156 gebildet, den, auf welches entgegen einer Rückholkraft, welche 20 welche an einer exzentrischen Welle 24 so angebracht z.B. von einer Feder 13 ausgeübt wird und es zu ist, daß sie sich unter der Einwirkung des in der öffnen sucht, eine von oben nach unten gerichtete zwischen den beiden Drosselorganen liegenden Kraft wirkt, welche durch das Steuersystem erzeugt Zone A herrschenden Unterdrucks zu öffnen sucht, wird und von der Luftmenge in der Ansaugleitung 1 wobei ihre Rückholmittel durch ein an der Welle 24 abhängt, so daß das Leck zwischen dem Ventil 12 25 befestigtes Gegengewicht 19 b gebildet werden. Die and dem oberen Abschnitt der Kammer 8 abnimmt Kenngrößen des Gegengewichts 19 b (Masse, Hebel- und der Restdruck in der Leitung 9 zunimmt, wenn arm, Winkelstellung in bezug auf die Welle 24) sind die Luftmenge ihrerseits zunimmt. Der von der unter Berücksichtigung der Exzentrizität der Welle 24 Pumpe 4 gelieferte Brennstoffüberschuß wird durch so bestimmt, daß der in der Zone A herrschende einen Kanal 14 abgeführt, durch welchen er entweder 30 Unterdruck praktisch konstant bleibt,
zu dem Vorratsbehälter 5 oder an eine beliebige , Bei allen Ausführungsformen ist jedenfalls die andere Stelle zurückkehrt, welche seine Wiederauf- Luftmenge durch die Stellung des zweiten Drosselnahme durch die Pumpe ermöglicht. . gliedes 15, 15 a oder 15 b gekennzeichnet.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist der Be- Dieses zweite Drosselorgan wirkt auf das Ventil 12

halter 5 durch einen Schwimmerbehälter 5 a und die 35 oder 12 a des Druckreglers über einen pneumatischen Kammer 8 durch eine unmittelbar in den Schwimmer- Unterdruckstellmotor ein, welcher so ausgebildet ist, behälter mündende Kammer 8 α ersetzt. Diese Kam- daß er als Energiequelle den Unterdruck benutzt, mer kann unten mehr oder weniger durch ein Ventil welcher an der engsten Stelle eines Lufttrichters 58

12 a geschlossen werden, auf welches entgegen der herrscht, dessen eines Ende 58 a mit der Außenluft Wirkung einer z.B. durch sein Eigengewicht erzeug- 40 verbunden ist, und zwar entweder unmittelbar ten Rückholkraft eine von dem Steuersystem erzeugte _: (Fig. 1) oder über eine Kammer oder einen Kanal von unten nach oben gerichtete Kraft wirkt. Der 59, welcher mit dem Lufteinlaß 16 hinter dem üb-Schwimmerbehälter 5 a wird von außen durch eine liehen, nicht dargestellten Filter in Verbindung steht Öffnung 55 belüftet und durch eine nicht dargestellte (Fig. 2 und 4), wobei dieser Unterdruck durch einen Pumpe über einen Kanal gespeist, welcher durch ein 45 Kanal 60 übertragen wird. Das andere Ende 58 b des mit einem Schwimmer 57 verbundenes Nadelventil 56 Lufttrichters 58 ist mit der Zone A zwischen den gesteuert wird. Drosselorganen 2 und 15 (15 a oder 15 b) verbunden.

In dem Steuersystem des'Druckreglers wird das Der Lufttrichter 58 muß so klein sein, daß er

Antriebsorgan durch ein zweites Drosselorgan ge- praktisch selbst bei einer sehr geringen Luftströmung bildet, welches in der Ansaugleitung 1 vor dem 50 in der Leitung 1 den Betrieb des Motors oder der Drosselorgan 2 angeordnet ist und auf welches stan- Einspritzvorrichtung nicht stört. Es zeigt sich, daß in dig im Öffnungssinn der zwischen den beiden Drossel- der Praxis die engste Stelle des Lufttrichters je nach organen herrschende Unterdruck entgegen der Wir- den Abmessungen des Motors im allgemeinen einen kung von Rückholmitteln wirkt, welche im allge- zwischen 1,5 und 4 mm liegenden Durchmesser haben meinen so eingestellt sind, daß dieser Unterdruck 55 muß.

praktisch konstant bleibt oder sich wenigstens in Zur Veränderung der Wirkung des Unterdrucks

Abhängigkeit von der in der Ansaugleitung strömen- entsprechend der Öffnung des Drosselorgans 15 (15 α den Luftmenge nach einer bestimmten Gesetzmäßig- oder 15 b) wird dieser Unterdruck durch Einlassen keit ändert. von unter dem Atmosphärendruck stehender Luft

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 wird das 60 geschwächt, wobei diese beiden Luftentnahmen in zweite Drosselorgan durch ein Tellerventil 15 gebil- der Zone A bzw. der Außenluft über kalibrierte det, welches z.B. lotrecht in dem von unten nach Öffnungen25 und 26 (Fig. 1, 2 und 4) oder 25a

oben verlaufenden Lufteinlaß 16 gleichachsig zu diesem angeordnet ist und einen nach oben gerichteten Fortsatz 17 aufweist, welcher in einer mit der An- 65 saugleitung 1 starr verbundenen Führung 18 gleitet. Die Rückholmittel werden durch eine Feder 19 gebildet, welche das Ventil entgegen der Wirkung des

und 26a (Fig. 3) erfolgen, deren Querschnittsverhältnis durch das Drosselorgan 15 geregelt wird.

Wie in Fig. 1, 2 und 4 dargestellt, können die Öffnungen 25 und 26 in ein und dieselbe Kammer 27 münden, und die Öffnung 25, durch welche die Luft in die Kammer 27 unter dem Atmosphärendruck ein-

geführt wird, kann einen konstanten Querschnitt haben, wobei diese Öffnung entweder unmittelbar (Fig. 1 und 4) oder über den Lufteinlaß 16 und gegebenenfalls die Kammer 59 (Fig. 2) ins Freie mündet, während die Öffnung 26, durch welche die Luft in diese Kammer unter dem in der Zone A herrschenden Unterdruck eingeführt wird, einen veränderlichen Querschnitt hat. Dieser veränderliche Querschnitt kann durch das zweite Drosselorgan mittels eines Steuerschiebers verändert werden, z. B. mittels eines drehbaren Steuerschiebers, oder, wie in Fig. 1, 2 und 4 dargestellt, mittels einer Nadel28, deren Querschnitt sich über ihre Länge ändert und welche in einen die Kammer 27 mit dem Kanal 60 verbindenden Durchlaß geringen Querschnitts eintritt, so daß sie mit der Wand dieses Durchlasses eine ringförmige Öffnung 26 mit veränderlichem Querschnitt abgrenzt. In Fi g. 1 wird die Nadel 28 von dem Fortsatz 17 des Drosselventils 15 bzw. in F i g. 4 von einem an dem Schieber 15 a befestigten Stab 61 getragen, während in Fig. 2 die Stange28 mit der Klappe 15 b durch einen Lenker 62 verbunden ist, welcher an einen mit der Nadel fest verbundenen Stab 63 angelenkt ist.

Bei der Ausführung der F i g. 3 ist der Querschnitt der Öffnung 26 a konstant, welche an dem Kanal 60 vorgesehen ist, und durch welche der Unterdruck an der engsten Stelle des Lufttrichters 58 auf die Kammer 27 übertragen wird, während die Öffnung 25 a, über welche diese Kammer 27 mit der Außenluft verbunden ist, einen veränderlichen Querschnitt hat. Die Ausbildung wird jedenfalls so getroffen, daß sich der in der Kammer 27 herrschende resultierende Unterdruck (dem Absolutwert nach) gleichsinnig mit der durch die Ansaugleitung 1 strömenden Luftmenge ändert.

Der in der Kammer 27 herrschende resultierende Unterdruck wird durch einen Kanal 29 auf ein System veränderlichen Volumens übertragen, welches entweder durch zwei Membranen 30 und 31 (Fi g· 1) mit verschiedener Fläche, oder durch eine einzige Membran 30 (F i g. 2 und 4) begrenzt wird, wobei die Membranen durch einen Stab 32 mit dem Ventil 12 oder 12 a verbunden sind.

Die Vorrichtung kann durch Berichtigungseinrichtungen vervollständigt werden, welche den auf das System veränderlichen Volumens 30, oder 30, 31 wirkenden resultierenden Unterdruck der Kammer 27 und somit den Einspritzdruck in Abhängigkeit von anderen Parametern als der in der Ansaugleitung 1 strömenden Luftmenge verändern, z. B. in Abhängigkeit von dem hinter dem Drosselorgan 2 herrschenden Unterdruck, der Drehzahl des Motors, wenigstens einer der die Arbeitsweise des Motors bestimmenden Temperaturen usw.

Beispielshalber ist in F i g. 1 angenommen, daß dieser Parameter die Drehzahl des Motors oder genauer die Stellung des Drosselorgans 2 ist und daß die Berichtigungseinrichtungen den Gehalt des Luft-Brennstoff-Gemischs bei starken Belastungen des Motors vergrößern sollen, um die Ventile des Motors durch Kühlung des Innern des Brennraums zu schützen und die Höchstleistung des Motors zu erzielen. Hierfür wird zur Verbindung der Kammer 27 mit der Außenluft mit der Öffnung 25 konstanten Querschnitts eine Öffnung 33 kombiniert, welche z. B. in den Kanal 29 mündet und mit einer Kammer 34 in Verbindung steht, welche durch einen Durchlaß 35 ins Freie mündet. Die Öffnung 33 wird durch ein Verschlußglied 36 geregelt, auf welches eine Feder 37 in der Öffnungsrichtung wirkt, und welches durch einen Stab 38 verlängert wird, dessen Ende auf dem Weg eines an der Welle 3 des Drosselorgans 2 befestigten Hebels 39 liegt.

Die obige Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wie bereits ausgeführt, kennzeichnet die Stellung des Drosselorgans 15 (15 a, 15 b) die strömende Luftmenge. Je größer diese ist, um so mehr wird das Drosselorgan geöffnet und um so größer ist der Querschnitt der ringförmigen Öffnung 26 (oder um so kleiner ist der Querschnitt der Öffnung 25 a). Um so größer ist auch der in der Kammer 27 herrschende Unterdruck und um so mehr wird daher die große Membran 30 angesaugt (in F i g. 1 nach unten oder in F i g. 2 nach oben), um so mehr wird der Leckdurchlaß zwischen dem Ventil 12 oder 12 a und der Kammer 8 oder 8 a verringert, und um so höher ist der Einspritzdruck. Durch zweckmäßige Wahl des Querschnitts der Öffnung 25 oder 26 a und gegebenenfalls der Öffnung 33 und des Gesetzes der Veränderung des Querschnitts der ringförmigen Öffnung 26 oder 25 a in Abhängigkeit von der Stellung des Drosselorgans 15 (15 a, 15 b) kann so die eingespritzte Brennstoffmenge jederzeit an die in der Ansaugleitung 1 strömende Luftmenge angepaßt werden. In der Nähe der Höchstleistung des Motors wird das Drosselorgan 2 voll geöffnet. Der Hebel 39 betätigt dann den Stab 38 und schließt die Öffnung 33, wodurch unter sonst gleichen Umständen der auf die Membrananordnung 30, 31 wirkende Unterdruck und somit der Einspritzdruck und die eingespritzte Menge vergrößert werden.

Der Vorteil des Lufttrichters 58 besteht darin, daß er einen für den Betrieb des Druckreglers genügend hohen Unterdruck erzeugt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß der wirklich zwischen den beiden Drosselorganen erzielte Unterdruck je nach den Motoren und bisweilen je nach den Benutzungsbedingungen des Motors zwischen 30 und 50 g/cm² liegt. ■

Nun führt ein Unterdruck von z.B. 30 g/cm² für den Druckregler zu einer Membran 30 beträchtlicher Größe, deren Durchmesser größenordnungsmäßig 10 oder 12 cm beträgt.

Der Lufttrichter 58, welcher diesen Unterdruck mit etwa 2,5 vervielfacht, ermöglicht eine beträchtliche Verringerung der Abmessungen der Membran und somit des allgemeinen Platzbedarfs der Druckregelvorrichtung. Wie bereits ausgeführt, muß dieser . Lufttrichter genügend klein sein, da beim Langsamlauf ein etwa konstanter Unterdruck zwischen den beiden Drosselorganen aufrechterhalten werden muß, obwohl der Lufttrichter ständig Luft zwischen die beiden Drosselorgane einführt.

Wenn entsprechend den Abmessungen der Motoren die obenerwähnten Querschnitte des Lufttrichters benutzt werden, gelingt die Lösung dieser Aufgabe.

Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht also die Herstellung erheblich weniger sperriger und genauerer Apparate, wodurch der Gestehungspreis derselben gesenkt und gleichzeitig ihre Betriebssicherheit erhöht wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Kraftstoffeinspritzung in die Ansaugleitung einer Brenn-

kraftmaschine hinter einem willkürlich betätigbaren Drosselorgan, bei welcher ein Druckregler oder -minderer den Brennstoff druck vor der oder jeder Einspritzöffnung unter sonst gleichen Bedingungen gleichsinnig mit der in dieser Leitung strömenden Luftmenge ändert und wobei der Regler durch ein zweites, in der Ansaugleitung vor dem ersten Drosselorgan liegendes, der willkürlichen Betätigung entzogenes Drosselorgan gesteuert wird und das zweite Drosselorgan dauernd im Sinn eines Öffnens durch den zwischen den beiden Drosselorganen herrschenden Unterdruck und den vor dem zweiten Drosselorgan herrschenden Druck entgegen der Kraft; von Rückstellmitteln betätigt wird, wobei zwischen den Druckregler und das zweite Drosselorgan ein pneumatischer Stellmotor geschaltet ist, der auf den in einem Raum zwischen den beiden Drosselorganen herrschenden Unterdruck an-

spricht, nach Patent 1191177, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor so ausgebildet ist, daß er als Energiequelle den Unterdruck benutzt, welcher an der engsten Stelle eines Lufttrichters (58) herrscht, dessen beide Enden (58 a, 58 b) mit der Außenluft, vorzugsweise über den allgemeinen Lufteinlaß (16) der Vorrichtung bzw. mit einer zwischen den beiden Drosselorganen (2, 15 oder 15 b) liegenden Stelle der Ansaugleitung (1) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge-: kennzeichnet, daß die engste Stelle des Lufttrichters (58) einen zwischen 1,5 und 4 mm liegenden Durchmesser hat. ,

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 283 207;
britische Patentschrift Nr.'744 806.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen