DE1291934B

DE1291934B - Regeleinrichtung zum Zumessen des in eine Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoffs

Info

Publication number: DE1291934B
Application number: DES106568A
Authority: DE
Inventors: Cadiou Jean
Original assignee: Andre Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1965-10-18
Filing date: 1966-10-18
Publication date: 1969-04-03
Also published as: GB1134129A; LU52162A1; US3421487A; FR1460792A; SE335647B; ES332341A1; BE685724A; NL6613563A

Description

1. ²

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrich- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

tung zum Zumessen des in eine Brennkraftmaschine oben erwähnten Nachteile zu beseitigen. • einzuspritzenden Kraftstoffs, bei der von einer stetig Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß bei oder pulsierend arbeitenden Pumpe Kraftstoff im einer Regeleinrichtung der eingangs geschilderten Art Überschuß auf hohen Druck gebracht, der ein- 5 vorgesehen, daß in der Abflußleitung für den überzuspritzende Kraftstoffanteil durch eine Drosseldüse schüssigen Kraftstoff stromabwärts des Kolbens ein gedrückt wird und der Kraftstoffdurchsatz durch die Gegendruck erzeugt wird und die auf den Kolben Düse durch Steuern der Differenz der Drücke auf wirkende Gegenkraft sich proportional zum Gegenbeiden Seiten der Drosseldüse mittels eines den druck ändert, der im normalen Motorbetrieb, durch Abfluß des Überschusses steuernden Kolbens regelbar 10 den von dem Luftdurchsatz durch die Maschine abist, welcher in einander entgegengesetzten Richtungen hängigen Unterdruck bestimmt ist, wobei der Mittelmit dem Druck vor und dem Druck hinter der Drossel- wert des Gegendruckes für einen gegebenen Luftdüse beaufschlagt wird und auf den eine der Resultie- durchsatz konstant ist, und der im Leerlauf durch renden dieser beiden Drücke entgegenwirkende Ge- eine konstante Drossel erzeugt wird, genkraft ausgeübt wird, die von einem Unterdruck 15 Bei dieser Kraftstoff-Zumessungsvorrichtung, deren abhängig ist, der seinerseits vom Luftdurchsatz durch grundsätzlicher Aufbau bereits geschildert ist, wird die Maschine abhängt. zweckmäßig ein in einem Druckzylinder angeordneter

Es sind bereits Kraftstoff-Zumessungsvorrichtungen Kolben vorgesehen, der durch den Gegendruck bevorstehend beschriebener Art für Ottomotoren be- aufschlagt ist und mit dem den Abfluß des Uberkannt, bei denen der von einer intermittierend arbei- 20 Schusses steuernden Kolben verbunden ist; vorzugstenden Pumpe auf hohen Druck gebrachte Kraftstoff weise wird diese Druckvorrichtung zwischen die mengenmäßig geregelt wird; eine solche Vorrichtung Stirnflächen des Abflußsteuerkolbens eingefügt, ist in der französischen Patentschrift 981 945 be- Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein

schrieben. Bei einem Ausführungsbeispiel in dieser hohes Druckübersetzungsverhältnis möglich, das eine Patentschrift strömt der Kraftstoff durch eine Drossel- 25 genaue und dennoch weiche Steuerung oder Regelung düse, an die über einen Abzweig eine Zumessungs- des Durchsatzes des einzuspritzenden Kraftstoffs kammer angeschlossen ist, die einen Steuerkolben durch eine Steuergröße gestattet, die von dem Motor enthält, welcher den Abfluß des im Überschuß von abgenommen wird, insbesondere durch den Unterder Pumpe geförderten Kraftstoffs steuert und dessen druck in der Luftansaugleitung; die neue Vorrichtung beide Endstirnflächen dem Druck vor der Düse und 30 macht es ferner wegen der Anwendung eines neuen dem Druck hinter der Düse ausgesetzt sind. Die dem Kraftstoff-Zumeßverfahrens möglich, eine sehr genaue Druck vor der Düse ausgesetzte Stirnfläche dieses Kraftstoffzumessung zu erzielen, die unabhängig von Kolbens steuert den Querschnitt einer Kraftstoff- Druckschwankungen bleibt, welche durch die Ein-Ablauföffnung, an die sich eine Rückführungsleitung spritzpumpe hervorgerufen werden, anschließt, welche zu dem Kraftstoff-Vorratsbehälter 35 Zur näheren Erläuterung der erfindungsgemäßen zurückführt. Die jeweilige Stellung dieses Steuer- Einrichtung wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, kolbens wird durch eine äußere Größe, nämlich den das in der Zeichnung veranschaulicht ist. In der Unterdruck in der Motor-Luftansaugleitung, be- Zeichnung zeigt

stimmt. Zu diesem Zweck ist eine diesem Unterdruck F i g. 1 eine schematische Anordnungsskizze, die

ausgesetzte Membran mechanisch über ein Gestänge 40 zur Erläuterung der Erfindung dient, mit dem Abfluß-Steuerkolben verbunden. F i g. 2 einen Schnitt durch ein Kraftstoff-Zutei-

Eine derartig aufgebaute Vorrichtung hat aber lungsgerät, das Korrektureinrichtungen für den Leernoch einige Nachteile. Zuerst ist es nicht einfach, lauf und den Bremsbetrieb der Brennkraftmaschine mit Hilfe einer mechanischen Gestängeübertragung enthält.

das genaue und recht große übersetzungsverhältnis 45 Die F i g. 1 zeigt eine Kraftstoffpumpe 1 a mit hinzu erzielen, das zwingend dem Verhältnis der ein- und hergehendem Kolben, welche Brennstoff durch wirkenden Drücke entsprechen muß, die einerseits in eine Drosseldüse 30 hindurchdrückt. Vor und hinter der. Größenordnung von einigen 100 g je cm² (an der Drosseldüse 30 abzweigende Leitungen 2 und 3 der Membran) und andererseits in der Größen- münden an den Enden eines Zylinders 5, in dem Ordnung von einigen 10 kg je cm² (an dem Steuer- 50 ein Kolben 7 verschiebbar ist. Dieser Kolben 7 wirkt kolben) liegen. Außerdem befindet sich der Steuer- mit der Kante seiner vorderen Stirnfläche 9 als kolben bei einem gegebenen Kraftstoffbedarf des Steuerkolben. Die beiden Stirnflächen des Kolbens Motors in einer Stellung, die ihm durch die starren sind den Drücken P₁ und P₂ ausgesetzt, die vor und Übertragungsorgane aufgezwungen ist, die eine ständig hinter der Drosseldüse 30 abgenommen werden, wirkende Kraft auf den Kolben ausüben. Unter diesen 55 Die Stirnkante der vorderseitigen Stirnfläche 9 Bedingungen können kurzzeitige Druckänderungen des Kolbens 7 steuert den Querschnitt der Auslaßbei dem von der Pumpe geförderten Kraftstoff— ins- Öffnung 38, an die sich eine Abflußleitung 16 für das besondere wenn es sich um eine intermittierend Abführen des im Überschuß geförderten Kraftstoffes arbeitende Pumpe handelt — starke Schwankungen anschließt; in diese Leitung 16 ist eine regelbare der Drücke vor und hinter der Düse hervorrufen, was 6° Drosselvorrichtung eingebaut, die einen Zylinder 43 zumindest bei hohen Frequenzen dieser Schwan- umfaßt, in dem ein Kolben 45 verschiebbar ist. Der kungen, die hohen Drehzahlen des Motors ent- Kolben 45 ist mechanisch mit einer Membran 59 sprechen, zu einem höheren Kraftstoffdurchsatz führt, einer auf Unterdruck ansprechenden Druckdose verals er dem jeweiligen Betriebszustand des Motors ent- bunden, deren Unterdruckraum über eine Verbinspricht; es erfolgt keine entsprechende Korrektur der 65 dungsleitung 64 an eine Venturidüse Fangeschlossen Einstellung des Kolbens über das Gestänge, das seine ist, die in der Ansaugleitung des Motors liegt. Durch Lage beibehält und die konstante Einstellkraft auf den die Drosselvorrichtung bzw. ihren Kolben 45 wird Kolben ausübt. in der Abflußleitung 16 ein Gegendruck P₄ erzeugt,

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der über eine Verbindungsleitung 37 zur Beaufschla- proportionalen Kraft entgegenwirkt, die durch das gung des Kolbens Ic einer Druckvorrichtung benutzt Einwirken der Drücke P₁ und P₂ auf die Stirnflächen wird; der Kolben Ic ist zur gemeinsamen axialen der Kolbenteile la und Ib zustande kommt. Das Verschiebung fest mit dem Steuerkolben 7 Verhältnis der wirksamen Druckdifferenz P₁ — P₂ zu verbunden. . 5 dem Gegendruck P₄ ist gleich dem Verhältnis der

Bei einer gegebenen Lage der Membran 59, d. h. wirksamen Druckflächen des Kolbens Ic zu der einem bestimmten Unterdruck in der Venturidüse V, des Kolbens 7 a. Wenn beispielsweise dieses Versind die Kolben 7 und 7 c im Gleichgewicht, einer- hältnis 2,5 beträgt und die Druckdifferenz P₁ — P₂ in seits unter der Wirkung des resultierenden Druckes der Größenordnung von 10 kg/cm² liegt, ist der P₁ — P₂, der auf den Kolben 7 wirkt, andererseits io Druck in der Ringkammer 13 von der Größenunter der Wirkung des Gegendruckes P₄, der auf Ordnung 4 kg/cm², d. h. ein niedriger Druck,
den Kolben 7 c wirkt. Der Gegendruck P₄ folgt den Der Druck P₄ in der Ringkammer 13, über die augenblicklichen Änderungen der Druckdifferenz der überschüssige Kraftstoff abströmt, ist in einem P₁ — P₂. gegebenen Augenblick abhängig von dem Kraftstoff-

Die in Fig. 2 veranschaulichte Regelvorrichtung 15 durchsatz durch die von dem Kolben 7a geregelte stellt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für die Abflußöffnung (Loch 38), der seinerseits abhängig Durchführung des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Zu- von den Änderungen des Druckes vor der Drosselmeßverfahrens dar. In ihr sind die einzelnen Elemente düse 30 ist.

der Vorrichtung genauer dargestellt. Infolgedessen treten in der Ringkammer 13 Druck-

Im unteren Teil der F i g. 2 ist die Speisung der 20 Schwankungen oder Druckspitzen gleichzeitig mit Einspritzdüsen 1 / von der Pumpe 1 α dargestellt; entsprechenden Druckschwankungen oder Druckdieser Teil der Vorrichtung enthält Leitungen 1 b, 1 c, spitzen vor der Drosseldüse 30 auf.
1 d und den Verteiler 1 e, über den die Einspritz- Das soeben beschriebene Organ D wird auch als

düsen 1 / gespeist werden. Im Zuge der Leitung Ic »Abfühl«-und Ablaufsteuerorgan bezeichnet; es stellt ist die zur Kraftstoffzumessung notwendige Drossel- 25 grundsätzlich ein Hochdruck-Regelorgan mit einem düse 30 eingeschaltet, vor und hinter der die Leitun- Niederdruckausgang oder -abfluß dar. ·

gen 2 und 3 für die Druckabnahme angeschlossen Die Ringkammer 13 ist über die Leitung 16 mit sind, die ihrerseits zu dem Abflußsteuerorgan D einem regelbaren Drosselorgan verbunden, das nunführen, mehr ausführlich beschrieben wird. Dieses Organ Dieses Abflußsteuerorgan D enthält in einem Ge- 30 enthält einen in einem Zylinder 43 verschiebbaren häuse 6 drei hintereinander angeordnete, koaxiale Kolben 45, auf den der Gegendruck P₄ wirkt. Eine Zylinderbohrungen, in denen ein aus drei koaxialen Membran 59 mit großem Durchmesser ist an einer Kolbenelementen 7a, Ib und 7c von unterschied- ihrer beiden Flächen dem Unterdruck ausgesetzt, liehen Durchmessern zusammengesetzter Steuerkol- der von einer Venturidüse Fin der Ansaugleitung des ben verschiebbar ist. Die Kolbenabschnitte 7 a und Ib 35 Motors abgenommen und über die Verbindungshaben die gleiche wirksame Druckfläche; der KoI- leitung 64 in die Unterdruckkammer 63 der die Memben7c hat eine ganz wesentlich größere wirksame bran 59 enthaltenden Druckdose 57 übertragen wird. Druckfläche. Der Kolbenteil 7 a ist in einer ersten Die andere Fläche der Membran 59 ist dem atmo-Kammer 10, in welche die Leitung 2 mündet, dem sphärischen Druck ausgesetzt; in die Dose 57 ist vor der Drosseldüse 30 herrschenden Druck P₁ aus- 4° hierzu ein Loch 58 gebohrt. Die infolge des Untergesetzt, der dem jeweiligen Momentan-Förderdruck drucks auf die Membran 59 ausgeübte Kraft wirkt der Pumpe entspricht. Der Kolbenteil Ib ist in der der durch den Gegendruck P₄ auf den Kolben 45 Kammer 22, in weiche die Leitung 3 mündet, dem ausgeübten Kraft entgegen.

jeweiligen Momentandruck P₂ hinter der Drossel- Die dabei wirksamen Kräfte stehen in dem Verdüse 30 ausgesetzt. Diese beiden' Drücke wirken 45 hältnis einerseits der betreffenden Drücke und anderergegeneinander; ihre Resultierende ist die Differenz seits der wirksamen Druckflächen der Membran 59 der Drücke P₁ — P₂. und des Kolbens 45. Wenn das Verhältnis der Druck-

Der Kolben 7 α hat an seinem vorderseitigen Ende 9, flächen beispielsweise 30 ist, erkennt man, daß die das sich in der Kammer 10 befindet, eine kleine durch einen Unterdruck von etwa 135 g/cm² beringförmige Dichtfläche mit einem zentralen Loch 38 5° dingte Membrankraft in der Lage ist, eine durch den von kleinem Durchmesser, das über einen axialen Gegendruck P₄ in der Größenordnung von 4 kg/cm² Kanal 37 und einen Schrägkanal 39 mit einer Ring- auf den Kolben 45 ausgeübten Kraft das Gleichkammer 13 in Verbindung steht, in welche der über- gewicht zu halten.

schüssige Kraftstoff abfließt. Der Kolbenteil 7 a hat Das Gleichgewicht bzw. das Ausgleichen der beiden — um seiner kleinen Dichtfläche um das Loch 38 55 Kräfte gestattet es, den Abfluß der überschüssigen Rechnung zu tragen — einen etwas größeren Außen- Kraftstoffmenge zu steuern oder zu regeln und einen durchmesser als der Kolben 7 b. Die kleine Dicht- mittleren Gegendruck P₄ festzulegen, der proportional fläche des Kolbens 7 a kann sich auf die End wand dem mittleren Wert des Unterdruckes an der Venturi- oder einen ebenen Anschlag (Platte 8) an der Zylinder- düse ist. Da für den über den Verteiler und die Einabschlußwand anlegen, so daß das Loch 38 geschlossen 60 spritzdüsen eingespritzten Kraftstoff die Leitungen wird; der Abfluß des überschüssigen Kraftstoffs wird und Düsenöffnungen wie Drosseln wirken, bedeutet dadurch gesteuert, daß der Kolben sich etwas von dies, daß auch der Kraftstoffdurchsatz durch die der Zylinderabschlußwand entfernt. Einspritzdüsen dem Durchsatz der dem Motor zuInder ringförmigen Kammer 13 herrscht der Gegen- geführten Luft proportional ist.
druck P₄, aus der Kraftstoffabflußleitung. Dieser Ge- ⁶5 Zu dieser Regelung ist der Kolben 45 hohl ausgendruck wirkt auf den Kolbenteil 7 c von großem geführt, und eine an seinem Umfang vorgesehene Durchmesser und übt auf den Kolben eine Kraft aus, Umfangsnut 48 steht über zumindest eine radiale die der resultierenden, der Druckdifferenz P₁ — P₂ Bohrung 47 mit dem Kolbeninneren in Verbindung,

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also mit der Kammer 40, in der der Gegendruck P₄ kleineren Durchmesser als der Zylinderdurchmesser herrscht. abgesetzt ist und der mit einer Steuerkante eine seit-

Die Umfangsnut 48 kommt bei einer bestimmten liehe Abflußöffnung 86 unter der Wirkung einer auf Stellung des Kolbens 45 in Verbindung mit einer den Kolben drückenden Feder 88 abschließt. Der Ringkammer 44, die durch Vergrößern der Bohrung 5 Umfang der Schulter 85 am oberen Kolbenende des Zylinders 43 an dessen oberem Ende geschaffen schließt normalerweise die öffnung 82 der Leitung 86 ist und das Abströmen des Überschuß-Kraftstoffes ab, die an die Rückflußleitung angeschlossen ist. gestattet, der dann über eine Umfangsnut 41 und Der Kolben schließt auch eine weitere seitliche eine Rückflußleitung 52 zurück in das Kraftstoff- öffnung 84 ab, die über eine äußere Axialnut des Vorratsgefäß fließt. 10 Zylinders 79 mit einer dritten öffnung 83 in Ver-

Dieses soeben beschriebene steuerbare Drossel- bindung steht, die ihrerseits über eine Leitung 89 organ wird durch eine Dämpfungseinrichtung ver- mit einer vierten Kammer 90 des Zylinders der vollständigt, beispielsweise in Form einer Scheibe 49, Abflußregelvorrichtung D in Verbindung steht. Die die sich in der scheibenartigen Kammer 50 bewegt, öffnung 84 wird ein wenig vor der öffnung 82 gederen Innendurchmesser nur wenig größer ist als der 15 öffnet; diese zeitliche Differenz ergibt sich durch eine Außendurchmesser der Scheibe 49. axiale Versetzung L zwischen den oberen Rändern

Das soeben beschriebene Organ ist gewissermaßen dieser öffnungen.

ein Druckverstärkungsorgan, das eine Niederdruck- Der Bodenraum des Zylinders 79 steht mit der stufe aufweist. äußeren Atmosphäre über einen Kanal 81 in Ver-

Es folgt nun die Beschreibung einer Korrekturein- 20 bindung. In der Ruhelage dieser Kraftstoffspareinrichtung, die für die Kraftstoffsteuerung im Leerlauf richtung besteht über das Zylinderinnere eine Verdes Motors dient. bindung zwischen dem Kanal 81 und der öffnung 83,

Hinter der Drosseldüse 30 ist parallel zu einer also auch zwischen der Ringkammer 90 in der Vor-Leerlaufkraftstoff-Zumeßdüse 36 ein Absperrhahn 1 g richtung- D und der Atmosphäre. Der Kolben 87 geschaltet, der zum Absperren nur einen kleinen 25 trennt diese Verbindung etwas vor dem Freigeben Drehwinkel benötigt und von einem das Motordreh- der öffnung 84.

moment steuernden Organ, etwa dem Gestänge zwi- Die gesamte soeben eingehend beschriebene Kraft-

schen Gaspedal und Drosselklappe, in der Nähe der stoff-Regelvorrichtung gestattet eine sehr korrekte Leerlaufstellung dieses Gestänges derart gesteuert Zumessung des Kraftstoffs zu den Einspritzdüsen der wird, daß er sich bei Erreichen der Leerlaufstellung 30 Brennkraftmaschine unter einem geeigneten hohen schließt und die Zumeßdüse 36 für den Leerlauf mit Druck, wobei für die genaue Zumessung der erzeugte der normalen Betriebs - Drosseldüse 30 in Reihe Gegendruck wesentlich ist, der in jedem Augenblick schaltet. den Abfluß des Uberschußkraftstoffes steuert und auf

Die Unterdruckstufe der Regelvorrichtung wird diese Weise den tatsächlichen Kraftstoffdurchsatz zu vervollständigt durch einen Stößel 68, der durch 35 den Einspritzdüsen regelt, in dem er die vor und eine Feder 69 nach oben gedrückt wird und mittels hinter der für die Kraftstoffzumessung maßgebenden eines im Schwenkpunkt 66 gelagerten Doppelhebels 67 Drosseldüse 30 vorhandenen Druckdifferenzen ausbetätigbar ist, der gleichzeitig mit dem Absperrhahn 1 g gleicht bzw. diese Druckdifferenz dem Kraftstoffdurch das Gaspedal betätigt werden kann; wenn der Solldurchsatz anpaßt. Diese Aufgabe fällt dem als Stößel 68 über die Membran 59 und eine durch den 40 Abfühl- und Abflußregelorgan bezeichneten Organ D Deckel 53 gehaltene Abdichtmembran 56 der Unter- zu, das als eine Hochdruckstufe beschrieben wurde, druckkammer 63 den Kolben 45 nach unten drückt, und das zusammen mit den Einrichtungen für die verhindert er, daß die Kolbenumfangsnut 48" mit der Schaffung des Gegendruckes die wesentlichste Ein-Ringkammer 44 in Verbindung kommt und gleich- richtung für die Kraftstoffzumessung darstellt, zeitig wird eine mit dem Kolbeninnenraum in Ver- 45 Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise: Es bindung stehende Nut 72 des Kolbens mit einer wurde gezeigt, daß die Kolbenteile la, Ib und Ic radialen Öffnung 73 des Zylinders 43 verbunden, die unter der Wirkung des in der einen Richtung wirkenüber eine Leitung 74 mit der Rückflußleitung 52 in den Druckes P₁ und des in der entgegengesetzten Verbindung steht. Auf diesem Weg muß jedoch der Richtung wirkenden Druckes P₂ auf die entsprechen-Kraftstoff noch eine kleine Drossel 77 durchströmen. 50 den äußeren Kolbenabschnitte la und Tb sowie der Man erkennt, daß in dieser Stellung der Vorrich- Wirkung eines Gegendruckes P₄ im Gleichgewicht tung der von der Pumpe mit Überschuß geförderte gehalten werden, der auf die wirksame Ringfläche oder auf hohen Druck gebrachte Kraftstoff sich in des Kolbenabschnitts Ic wirkt; die Differenz P₁ — P₂, zwei Ströme aufteilt, von denen der eine — zur Ver- die durch die Differenz der Drücke auf die Kolbenbrennung in den Zylindern bestimmte — Fluß die 55 Stirnflächen s der Kolben teile la und Ib gegeben beiden in Reihe geschalteten Düsen 30 und 36 durch- ist, wird durch den Druck P₄ ausgeglichen, der auf strömt, während der andere, der als Überschuß in " die Ringfläche s' des Kolbenteils Ic wirkt. Die Beden Vorratsbehälter zurückgebracht wird, durch die Stimmung oder Schaffung des Gegendruckes erfolgt feste Drossel 77 strömt. in dem Ablauf für den überschüssigen Kraftstoff, der

Die gesamte bisher beschriebene Regelvorrichtung 60 sich auf der Niederdruckseite abspielt und durch die ist noch vervollständigt durch eine Einrichtung zur Verbindung zwischen der Ringnut 48 mit der Steuer-Kraftstoffersparnis, die dann in Tätigkeit tritt, wenn kante der Ringkammer 44 gesteuert wird. Diese das Fahrzeug entweder aus seiner Bewegungsenergie Kantensteuerung unterliegt dem Gleichgewicht der oder bei Fahrt im Gefälle den Motor antreibt, der Kräfte, die einerseits auf die Membran 59 mit der dann als Bremse wirkt. Diese Vorrichtung besteht aus 65 Oberfläche S durch den Unterdruck ρ und anderereinem Zylinder 79, der an die Abflußleitung 74 für seits auf den Kolben 45 mit der wirksamen Druckden Leerlaufbetrieb angeschlossen ist und in dem fläche s" durch den Gegendruck P₄ ausgeübt werden, sich ein Kolben 87 verschiebt, dessen Kopf auf einen Solange der Austritt für den Kraftstoflabfluß ge-

schlossen ist, kann · der Gegendruck P₄ anwachsen, und in den Zylinderteilen des Organs D werden die fest miteinander verbundenen Kolbenteile gegen die Abschlußwand 8 des Zylinders fest angedrückt, um jeden Kraftstoffabfluß zu verhindern. Sowie der Kolben 45 mit seiner Nut 48 über die untere Kante der Kammer 44 hinaus angehoben wird, fließt Kraftstoff in die Kammer 44 ab, der Gegendruck P₄ hört auf zuzunehmen und stellt sich auf einen mittleren Wert ein, der von dem Unterdruck ρ in der Venturi- ίο düse in der Motoransaugleitung abhängig ist.

Die Differenz P₁ — P₂ stellt sich ihrerseits auf denjenigen Augenblickswert ein, der dem zu erzielenden Gleichgewicht oder der entsprechenden. Gleichgewichtslage entspricht.

Wenn der Unterdruck ρ unter der Membran 59 abnimmt, hebt sich die Membran an und der Abflußquerschnitt für den Uberschußbrennstoff wird vergrößert. Diese Vergrößerung des Abflußquerschnitts verringert den Gegendruck P₄; dies führt dazu, daß der Kolbenteil la weiter von der Zylinderbodenwand 8 abrückt und eine größere Kraftstoffmenge über die Leitung 2 aus der Leitung 1 b abgezweigt wird, womit der Durchsatz durch die Drosseldüse 30, der Druck P₁ und die Kraftstofförderung zu den Einspritzdüsen 1 / abnehmen.

Dieses läßt sich rechnerisch in der folgenden Weise ausdrücken:

(P₁-P₂)S = P₄S',

P₄s" = pS.

Wenn man aus diesen Gleichungen P₄ eliminiert, so erhält man

(Pi -P₂)Jr = PJy-

Da die wirksamen Druckflächen unveränderlich sind, so bedeutet dies

P₁-P₂ = Kp.

Das heißt aber, daß der Kraftstoffdurchsatz, der zu den Einspritzdüsen gelangt, dem Luftdurchsatz proportional ist.

Eine sehr gute Arbeitsweise im Betrieb und eine günstige mechanische Auslegung konnten bei den folgenden Verhältnissen erreicht werden:

— von 3 bis 4, ■

— ungefähr 25 .

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Es lassen sich natürlich auch abweichende Werte wählen, wenn besondere Bedingungen für das Einspritzen oder die Luftzufuhr vorliegen, etwa bei mit Luftüberdruck gespeisten Motoren.

Die soeben grundsätzlich erläuterte Arbeitsweise gilt für den gesamten Motorbetriebsbereich des Motors.

Bei dem Leerlaufbetrieb ist die zusätzliche Meßdüse 36 in die Kraftstoffspeiseleitung eingeschaltet und in die Kraftstoffabflußleitung die »Leerlaufdrossel« 77. Beim vollständigen Loslassen des Gaspedals wird der Hahn 1 g geschlossen und gleichzeitig der Stößel 68 auf die Membran 59 abgesenkt, so daß der Abfluß des Kraftstoffes über die Ringnut 48 des Kolbens 45 verhindert ist; es wird vielmehr die Bohrung 73 im Zylinder 43 durch entsprechende Verbindung über die Kolbennut 72 in den Abflußkreislauf eingeschaltet, die dann den Ablauf über die Leitung 74 und die Drossel 77 gestattet. In diesem Betriebszustand gibt es kein Gleichgewicht zwischen Luft und Kraftstoffmenge, da sich die Kraftstoffzufuhr zu dem Motor selbst regelt.

Die Einrichtung zur Kraftstoffersparnis hat die Aufgabe, die Zufuhr größerer Kraftstoffmengen zu den Einspritzdüsen zu verhindern, wenn der Motor durch das Fahrzeug angetrieben wird und das Gaspedal losgelassen ist. Die Kraftstoffpumpe hat zwar dabei eine höhere Drehzahl als im freien Leerlauf und fördert infolgedessen eine große Kraftstoffmenge in der Zeiteinheit. Diese Kraftstoffmenge würde bei ihrem Hindurchströmen durch die Drossel 77 einen sehr hohen Gegendruck in den Kammern 40 und 13 hervorrufen. Es würde außerdem ein hoher Druck in der Leitung Id vorhanden sein, und die Einspritzdüsen erhielten große Brennstoffmengen.

Die Sparvorrichtung arbeitet nun wie folgt: Sowie der Druck vor der Drossel 77 einen vorher bestimmten Wert erreicht, wird der Kolben 87 gegen die Wirkung der ihn nach oben drückenden Feder 88 nach unten gedrückt. Er stellt dann eine Verbindung über die Abzweigleitung 78, die Öffnung 84, den Anschluß 83 und die Leitung 89 mit der vierten Kammer 90 des Organs D her, die im normalen Motorbetrieb mit der Atmosphäre verbunden war und in der sich nunmehr ein Druck aufbaut, der gleich dem Druck in der Kammer 13 ist. Da damit die Gegenkraft weitgehend verringert ist, kann die Druckdifferenz P₁ — P₂ die zusammengefaßten Kolben nach rechts drücken, um den Abfluß des über die Leitung 2 zufließenden Uberschußkraftstoffes zu vergrößern. Nach einer axialen Verschiebung des Kolbens 87, die dem Wert L entspricht, wird außerdem die Rücklaufleitung 82, 86 geöffnet, wodurch ein zusätzlicher Querschnitt für den Rücklauf geschaffen wird, was den Gegendruck P₄ herabsetzt und damit den Druck vor der Drosseldüse 30 so weit abfallen läßt, daß praktisch kein Kraftstoff mehr zu den Einspritzdüsen gelangt.

Wenn die Drehzahl des Motors abnimmt, schließt der Kolben 87 wieder die Verbindungsleitung 89, und die Einrichtung befindet sich wieder in dem Zustand für den Motorleerlauf.

Claims

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung zum Zumessen des in eine Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoffs, bei der von einer stetig oder pulsierend arbeitenden Pumpe Kraftstoff im Überschuß auf hohen Druck gebracht, der einzuspritzende Kraftstoffanteil durch eine Drosseldüse gedrückt wird und der Kraftstoffdurchsatz durch die Düsen durch Steuern der Differenz der Drücke auf beiden Seiten der Drosseldüse mittels eines den Abfluß des Überschusses steuernden Kolbens regelbar ist, welcher in einander entgegengesetzten Richtungen mit dem Druck vor und dem Druck hinter der Drosseldüse beaufschlagt wird und auf den eine der Resultierenden dieser beiden Drücke entgegenwirkende Gegenkraft ausgeübt wird, die von einem

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Unterdruck abhängig ist, der seinerseits vom Luftdurchsatz durch die Maschine abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abflußleitung für den überschüssigen Kraftstoff stromabwärts des Kolbens ein Gegendruck erzeugt wird und die auf den Kolben wirkende Gegenkraft sich proportional zum Gegendruck ändert, der im normalen Motorbetrieb durch den von dem Luftdurchsatz durch die Maschine abhängigen Unterdruck bestimmt ist, wobei der Mittelwert des Gegendruckes für einen gegebenen Luftdurchsatz konstant ist, und der im Leerlauf durch eine konstante Drossel erzeugt wird.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in einem Druckzylinder angeordneten Kolben (7 c), der durch den Gegendruck (P₄) beaufschlagt ist und mit dem den Abfluß des Überschusses steuernden Kolben (7) verbunden ist.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder zwischen den Stirnendflächen des den Abfluß des Überschusses steuernden Kolbens angeordnet ist, die ihrerseits den vor und hinter einer Drosseldüse abgenommenen Drücken (P₁ und P₂) ausgesetzt sind.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine regelbare Vorrichtung (43, 45) zur Drosselung des Abflusses, die den Gegendruck (P₄) erzeugt, mit einem Dämpfungsorgan (49, 50) versehen ist.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Abfluß steuernde Kolben, der dichtend verschiebbar in einem Zylinder geführt ist, im Bereich seiner Mitte eine Schulter aufweist, die mit einer entgegengesetzten Schulter des Zylinders den Druckzylinder (Ringraum 13) bildet, in dem der Gegendruck (P₄) wirkt.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Abfluß steuernde· Kolben mit einem axialen Kanal (37) für den Abfluß des Uberschußkraftstoffes versehen ist und das dem Einlauf dieses Kanals entsprechende Kolbenende mit einer ihm gegenüberliegenden Wand oder Platte (8) des Zylinders zusammenwirkt, um eine Durchflußsteueröffnung (38) mit regelbarer Durchflußweite bzw. regelbarem Durchflußquerschnitt zu bilden.

7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Drosselvorrichtung (43,45) die den Gegendruck (P₄) in der Abflußleitung erzeugt, mit der Membran (59) einer auf Unterdruck ansprechenden Druckdose, (57) verbunden ist, deren Unterdruckraum (63) mit einer Venturidüse (F) in. Verbindung steht, die sich in der Luftzufuhrleitung des Motorsbefindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen