DE1266051B - Kraftstoffeinspritzanlage - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL

F02d

Deutsche Kl.: 46b2-16

Nummer: 1266 051

Aktenzeichen: B 895511 a/46 b2

Anmeldetag: 25, Oktober 1966

Auslegetag: 11. April 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer Einspritzeinrichtung und mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der durch die Einspritzeinrichtung eingespritzten Kraftstoffrnenge in Abhängigkeit vom Druck im Saugrohr hinter einer Drosselklappe, wobei zwischen dem Saugrohr und einem vom Saugrohrdruck beeinflußten Druckgeber für die Steuereinrichtung eine Drossel angeordnet ist, um die Luftschwingungen im Saugrohr nur gedämpft auf den Druckgeber zu übertragen.

Der Druck im Saugrohr einer Brennkraftmaschine ist auch bei konstanter Stellung der Drosselklappe nicht gleichbleibend, sondern schwankt periodisch durch das ständige Öffnen und Schließen der Einlaßventile und die damit verbundenen Ansaugvorgänge der einzelnen Zylinder. Besonders bei einer Kraftstoffeinspritzanlage mit elektronischer Steuereinrichtung wirken diese Druckschwankungen störend, da eine solche Steuereinrichtung praktisch trägheitslos auf solche Druckschwankungen reagiert. Außerdem können diese Druckschwankungen den Druckgeber der Steuereinrichtung zu Resonanzschwingungen anregen.

Aus der schweizerischen Patentschrift 295 781 ist es einerseits bekannt, bei einer Kraftstoffeinspritzanlage zwischen das Saugrohr und den Regler einer Diesel-Einspritzpumpe eine Drossel anzuordnen, die so ausgebildet ist, daß im Leerlauf Schwingungen des Reglersystems entstehen, die nach den Angaben dieser Patentschrift ein besseres Verhalten des Dieselmotors im Leerlauf bewirken sollen, andererseits ist in dieser Patentschrift auch vorgeschlagen, das Drosselorgan verstellbar zu machen, um die Drosselung der Verbindungsleitung zur Schwingungsdämpfung so zu verstärken, daß bei Höchstdrehzahl keine störenden Schwingungen im Druckgeber auftreten.

Bei einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine mit Fremdzündung arbeitende Brennkraftmaschine sind solche Schwingungen über einen weiten Drehzahlbereich unerwünscht. Die Drossel muß deshalb so klein bemessen werden, daß im Druckgeber höchstens Schwingungen sehr kleiner Amplitude auftreten können. Dies ergibt aber Nachteile für das sogenannte Übergangsverhalten der Brennkraftmaschine, vor allem beim Beschleunigen. Beim Beschleunigen wird die Drosselklappe rasch geöffnet, d. h., der Druck im Saugrohr steigt rasch an. Durch die Drossel wird dieser rasche Anstieg aber nur verzögert zum Druckgeber übertragen und die Steuereinrichtung reagiert deshalb erst nach einer gewissen Verzögerungszeit auf das Öffnen der Drosselklappe. Ein solches Ver-Kraftstoffeinspritzanlage

Anmelder:

Robert Bosch G. m. b. H.,

7000 Stuttgart, Breitscheidstr. 4

Als Erfinder benannt:

Rudolf Babitzka, 7140 Ludwigsburg-Hoheneck;

Dr. rer. nat. Günther Baumann,

Hermann Hoelle,

Dr.-Ing. Hermann Scholl, 7000 Stuttgart

halten ist naturgemäß unerwünscht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu vermeiden. Der Vorschlag der schweizerischen Patentschrift 295 781 ist zur Lösung dieser Aufgabe nicht geeignet, da zwar beim raschen Öffnen der Drosselklappe auch sogleich eine Änderung der Drosselwirkung vor dem Druckgeber eintritt, jedoch einerseits in diesem Fall diese Drosselwirkung verstärkt wird und zum anderen die Veränderung bzw. Aufhebung der Drosselwirkung vor dem Druckgeber nicht abhängig von dem vor dem Druckgeber herrschenden Druck erfolgt, welcher erst Drehzahl und Drosselklappenstellung gemeinsam berücksichtigt.

Erfindungsgemäß wird bei einer eingangs genannten Kraftstoffeinspritzanlage die geschilderte Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Druckgeber für eine mit Fremdzündung arbeitende Brennkraftmaschine parallel zu dieser Drossel ein Überdruckventil angeordnet ist, das öffnet, wenn der Druck im Saugrohr um einen vorbestimmten Wert größer ist als der Druck im Druckgeber.
Dieses Überdruckventil ist beim normalen Betrieb geschlossen. Sobald jedoch beim Beschleunigen der Druckunterschied zwischen Saugrohr und Druckgeber einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird es geöffnet und der Druck kann sich ausgleichen. Man erhält hierdurch ein sehr gutes Ubergangsverhalten beim Beschleunigen.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1113 851 ist die Verwendung einer Einrichtung bekannt, bei der abhängig von der Druckdifferenz zwischen dem Druck der Außenluft und dem Druck im Saugrohr im Schiebebetrieb und bei hoher Drehzahl, also einer hohen Druckdifferenz, ein Ventil betätigt wird, das die Einspritzmenge auf Null verstellt. Das Über-

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gangsverhalten wird durch diese bekannte Einrich- Am Eingang des Saugrohrs 12 ist eine durch ein

tung nicht verbessert. Gaspedal 28 verstellbare Drosselklappe 29 hinter

In Weiterbildung des Gegenstands der Erfindung einem Luftfilter 30 angeordnet. Ist die Drosselklappe ■wird der Öffnungsdruck des Überdruckventils mit 29 geschlossen, so ist das Vakuum im Saugrohr 12

Vorteil auf einen Wert eingestellt, der etwa 0,05 kp/ 5 groß. Ist sie dagegen geöffnet, so ist das Vakuum im

cm² beträgt. Versuche haben gezeigt, daß man bei Saugrohr 12 klein, d. h., dort herrscht der normale

diesem Wert ein gutes Übergangsverhalten beim Be- Luftdruck.

schleunigen erhält, während die normalen Schwan- F i g. 2 zeigt den Druckgeber 22. Er besteht im kungen des Saugrohrdruckes noch nicht zum Öffnen wesentlichen aus zwei druckdicht miteinander verdes Überdruckventils führen. Naturgemäß hängt die io bundenen Gehäuseteilen 34 und 35, wobei im oberen

Größe dieses Werts vom verwendeten Motortyp ab. Gehäuseteil 34 im wesentlichen der elektrische Teil

Gegebenenfalls ist es auch möglich, ein weiteres untergebracht ist, im unteren Teil 35 dagegen der

Überdruckventil für den umgekehrten Fall vorzu- mechanische Teil in Form von zwei evakuierten

sehen, daß der Druck im Druckgeber größer ist als Blechdosen 36, 37, wie man sie auch vierfach in

der Druck im Saugrohr. Auch kann man ein einziges 15 Aneroidbarometem findet. Im unteren Gehäuseteil vorgesteuertes Überdruckventil verwenden, das auf 35 mündet die Leitung 23, die zum Saugrohr 12 führt.

Druckunterschiede in beiden Richtungen anspricht. Die Anschlüsse des elektrischen Teiles sind nicht dar-

Welche dieser Lösungen man bevorzugt, hängt haupt- gestellt.

sächlich von der Art der Brennkraftmaschine und Wie aus F i g. 2 ersichtlich, besteht der elektrische

dem konstruktiven Aufbau der Einspritzanlage ab. 20 Teil aus einer Wicklung 38, die in einem Eisenteil 39

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbil- von etwa U-fönpigem Querschnitt untergebracht ist.

düngen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich In diesem Eisenteil ist ein zylindrischer Eisenkern 42

aus dem im folgenden beschriebenen und in der gegen die Kraft einer Feder 41 verschiebbar gelagert.

Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigt Die Wirkungsweise des Druckgebers 12 ist leicht

Fig. 1 eine vierzylindrige, mit Fremdzündung 25 verständlich: Ist das Vakuum im Gehäuse 34, 35

arbeitende Brennkraftmaschine sowie die mit ihr zu- groß, dann dehnen sich die Membrandosen 36, 37

sammenarbeitende Kraftstoffeinspritzanlage, in sehe- ihre mechanische Spannung aus und verschieben ent-

matischer Darstellung, gegen der Kraft der Feder 41 den Eisenkern 42 nach

F i g. 2 einen Druckgeber für die Kraftstoffein- oben, d. h. aus dem Eisenteil 39 heraus, und verrin-

spritzanlage nach Fig. 1, 30 gern so die Induktivität der Wicklung 38. Ist um-

F i g. 3 eine Einzelheit des Druckgebers nach gekehrt das Vakuum klein, so werden die Membran-

F i g. 2, in vergrößerter Darstellung, und dosen 36, 37 durch den Luftdruck zusammengepreßt,

Fig. 4 und 5 zwei Schaubilder zum Erläutern der und der Eisenkern 42 wird in das Eisenteil 39 hin-

Wirkungsweise des Druckgebers. eingeschoben, wodurch sich die Induktivität der

In Fig. 1 ist mit 10 eine vierzylindrige Brennkraft- 35 Wicklung 38 erhöht.

maschine bezeichnet, deren Zündkerzen 11 von einer An der Mündung der Leitung 23 in das Gehäusenicht dargestellten Zündanlage mit Strom versorgt teil 35 ist ein Überdruckventil 43 angeordnet, das in werden. In unmittelbarer Nähe der nicht dargestell- F i g. 3 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist. Es ten Einlaßventile sitzen auf den vier Abzweigstutzen besteht aus einem tellerförmigen Schließglied 44, das eines Saugrohrs 12 vier elektromagnetische Einspritz- 40 mit einem kreisringförmigen Ventilsitz 45 zusammenventile 13, deren Magnetwicklungen jeweils mit arbeitet, der in das untere Gehäuseteil 35 eingeeinem Pol an Masse angeschlossen sind und mit dem arbeitet ist. Wegen der niederen auftretenden Drücke anderen Pol über einen Widerstand 14 mit dem KoI- werden an ihn keine hohen Anforderungen gestellt lektor eines von zwei Leistungstransistoren 15 bzw. 16 Im Schließglied 44 ist eine Drosselbohrung 46 vorverbunden sind, die Teile einer Ausgangsstufe 17 45 gesehen, die bei geschlossenem Überdruckventil 43 sind, welche von einer elektronischen Steuereinrich- eine Verbindung vom Druckgeber 22 zum Saugrohr tung 18 gesteuert wird. Diese erhält von einem Signal- 12 herstellt. Wie ersichtlich, liegt das Überdruckventil geber 19 Steuerimpulse, die mit der Drehzahl der 43 parallel zu ihr. Falls erwünscht, könnte diese Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10 synchroni- Drossel natürlich auch im Ventilsitz oder an einer siert sind. 50 anderen Stelle vorgesehen werden.

Außerdem ist ein Druckgeber 22 vorgesehen, der Das Schließglied 44 wird durch eine Feder 47 beüber eine Leitung 23 an das Saugrohr 12 angeschlos- lastet, die am unteren Gehäuseteil 35 befestigt ist. Sie sen ist und der die elektronische Steuereinrichtung 18 ist so eingestellt, daß das Schließglied 44 dann von beeinflußt. Für den Aufbau dieses Druckgebers sind seinem Sitz 45 abhebt, wenn der Druck auf seiner verschiedene Möglichkeiten gegeben. Zum Beispiel 55 dem Saugrohr 12 zugewandten Seite um etwa kann er als druckabhängig verstellbarer Widerstand, 0,05kp/cm² größer ist als der Druck auf seiner dem als druckabhängig verstellbarer Kondensator oder als Druckgeber 22 zugewandten Seite. Dadurch ist druckabhängig verstellbare Induktivität (bzw. Über- sichergestellt, daß es bei den normalen Druckschwantrager) ausgebildet sein. Wesentlich für die vor- kungen im Ansaugrohr 12 noch nicht öffnet, so daß liegende Erfindung ist hauptsächlich die Art seines 60 diese durch die Drossel 46 nur stark gedämpft auf Anschlusses an das Saugrohr 12, wie sie unten bei den Druckgeber 22 einwirken,
den F i g. 2 und 3 noch ausführlich erläutert wird. Die F i g. 4 und 5 zeigen den Druckverlauf im

Die Einspritzventile 13 werden über Leitungen 24 Saugrohr 12 (Druck p_s) und den Druckverlauf im

aus einem Verteilerbehälter 25 mit Kraftstoff kon- Druckgeber 22 (Druck p_D). Fig. 4 zeigt diesen

stanten Drucks versorgt, der von einer Pumpe 26 aus 65 Druckverlauf für den Fall, daß nur die Drossel 46

einem Kraftstoffbehälter 27 gepumpt wird. Je nach vorgesehen ist, und F i g. 5 den Druckverlauf, wenn

Öffnungsdauer der Einspritzventile 13 wird eine ent- außer der Drossel 46 auch noch das Überdruckventil

sprechende Quantität dieses Kraftstoffs eingespritzt. 43 vorgesehen ist.

Der Druck p_s im Saugrohr 12 steigt beim Beschleunigen, d. h. dem öffnen der Drosselklappe 29, rasch an, wie F i g. 4 und 5 zeigen. Ist nur die Drossel 46 vorgesehen, nicht jedoch ein Überdruckventil, so folgt der Druck ρ_ΰ im Druckgeber 22 nur langsam nach, wie das Fig. 4 zeigt, da durch die Drossel46 nur eine begrenzte Luftmenge strömen kann. Hat der Beschleunigungsvorgang bei t_± begonnen, so ist erst zu einem Zeitpunkt t₂ ein Zustand erreicht, wo die Drücke p_s und p_D nur noch um A ρ differieren.

Wird dagegen gemäß der Erfindung des Überdruckventil 43 vorgesehen, so öffnet dieses bereits zum Zeitpunkt t₃, wenn die Druckdifferenz Δ ρ erreicht ist, und diese Druckdifferenz bleibt während des gesamten Beschleunigungsvorgangs erhalten. Wird zum Zeitpunkt t_i die Druckdifferenz wieder kleiner als Ap, so schließt das Überdruckventil 43 wieder und der weitere Ausgleichsvorgang spielt sich dann gleich wie bei Fig. 4 ab.

Wie man beim Vergleich der Fig. 4 und 5 sieht, verhalten sich die Zeiten (i₂·—Z₁) zu (i₃ — t_t) ungefähr wie 6:1, d. h., mit der Erfindung wird etwa sechsmal schneller ein nicht störender Druckunterschied Δ ρ erreicht.

Wie ersichtlich, erzielt der Gegenstand der Erfindung mit einfachen Mitteln ein sehr gutes Übergangsverhalten beim Beschleunigen. Durch Anordnungen eines in umgekehrter Richtung öffnenden zweiten Überdruckventils kann die gleiche Wirkung auch beim Wegnehmen des Gases erreicht werden, soweit das erforderlich ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer Einspritzeinrichtung und mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der durch die Einspritzeinrichtung eingespritzten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit vom Druck im Saugrohr hinter einer Drosselklappe, wobei zwischen dem Saugrohr und einem vom Saugrohrdruck beeinflußten Druckgeber für die Steuereinrichtung eine Drossel angeordnet ist, um die Luftschwingungen im Saugrohr nur gedämpft auf den Druckgeber zu übertragen, da durchge kennzeichnet, daß bei einem Druckgeber (22) für eine mit Fremdzündung (11) arbeitende Brennkraftmaschine (10) parallel zu der Drossel (46) ein Überdruckventil (43) angeordnet ist, das öffnet, wenn der Druck (p_s) im Saugrohr (12) um einen vorbestimmten Wert (A p) größer ist als der DrUCk(P₀) im Druckgeber (22).

2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsdruck des Überdruckventils (43) etwa 0,05 kp/cm² beträgt.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (43) als an sich bekanntes, von einer Feder (47) belastetes Schließglied (44) ausgebildet ist, das mit seinem Sitz (45) am Gehäuse (35) des Druckgebers (22) zusammenarbeitet.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (46) im Schließglied (44) eingearbeitet ist (Fig. 3).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1113 581;
schweizerische Patentschrift Nr. 295781;
französische Patentschrift Nr. 1410 920.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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