DE1526538B2 - Kontinuierlich arbeitende Nie derdruck Brennstoffeinspritzeinnch tung fur eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

3 4

hend verhindert. Kurz vor den Einspritzvorrichtun- angeschlossen, die von der gewöhnlich von der Magen aber wird diese Minimaldruckkomponente wie- schine getriebenen, hier jedoch nicht gezeigten Kraftder abgebaut, so daß die erwünschte Wirkungsweise stoff-Förderpumpe kommt, und außerdem eine Auseintritt, laßleitung 10, die zum Einlaß einer maschinengetrie-

Es sei darauf hingeweisen, daß dem Fachmann 5 benen Kraftstoffpumpeneinrichtung 11 führt, die den selbstverständlich geläufig ist, eine Verdampfung von Kraftstoff unter einem Mindestdruck in der Größen-Brennstoff durch Druckerhöhung im brennstoffüh- anordnung von etwa 0,7 kg/cm² der Einspeisungsrenden System zu vermindern. So zeigt die deutsche Zweigleitung 1 zuführt. Dieser Druck erhöht sich mit Patentschrift 688 840 ein Brennstoffördersystem für zunehmender Maschinendrehzahl. Die Pumpeneineine Vergaserbrennkraftmaschine, bei der die Zulei- io richtung 11 umfaßt eine Vorpumpe 12, die eine tung zum Vergaser unter erhöhten Druck gesetzt ist. Hauptpumpe 13 mit Kraftstoff unter einem Druck Das spezielle Problem, das mit dem Vorschlag ge- speist, der durch das Druckrückschlagventil 14 bemäß der Erfindung zu lösen war, tritt freilich hier stimmt wird, das zwischen den Auslaß der Vornicht auf. pumpe 12 und die Rücklauf leitung 2 geschaltet ist.

Ferner ist zu erwähnen, daß bestimmte konstruk- 15 Die Konstruktion der Hauptpumpe 13 ist im einzeltive Gestaltungen der Ventilmittel, welche bei der nen in F i g. 5 gezeigt, die einen Schnitt längs der Li-Einrichtung gemäß der Erfindung Anwendung finden nie V-V in F i g. 1 darstellt. Die Pumpe besitzt einen können, ähnlich bereits bekannt sind (französische Rotor 80, der auf die Welle 81 aufgekeilt ist, die mit Patentschrift 1 341 392); so ist dort das Verteilerven- einem Zahnrad 82 (Fig. 1) verbunden ist und so til bei einer Einspritzeinrichtung zugleich als Druck- ao durch die Maschine angetrieben wird. Der Rotor 80 halteventil ausgebildet. Bei der Einrichtung nach der besitzt an seinem Umfang Flügel oder Zähne 83 und ser Druckschrift ist aber das Leitungssystem nicht, ist in einem dicht schließenden flachen, zylindrischen wie erfindungsgemäß vorgesehen, mit einem Druck Gehäuse drehbar montiert, dessen eine Endfläche 84 aus einer konstanten und einer variablen Kompo- eine bogenförmige Nut 85 aufweist, die mit den Zähnente beaufschlagt; vielmehr ist er bei niedrigem 25 nen 83 zusammenwirkt und einen Bogen von etwa Brennstoffdurchfluß — abhängig vom Ansaugunter- 305° rings um die Endfläche 84 beschreibt. Ein druck — konstant und nimmt dann etwa mit dem Ende der Nut 85 steht in Verbindung mit einer EinQuadrat des Brennstoffdurchsatzes zu. laßöffnung 86, die von der Vorpumpe 12 beauf-

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Er- schlagt wird, und das andere Ende ist mit einer zu

findung ist in der Zeichnung dargestellt. In der 30 der Einspeisungszweigleitung 1 führenden Auslaßöff-

Zeichnung zeigt nung 87 verbunden. Im Betrieb der Pumpe 13 dreht

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel in schematischer sich der Rotor 80 mit einer Drehzahl, die durch die

Form, Motordrehzahl bestimmt wird, und Kraftstoff, der

Fig.2 und3 Querschnitte längs den Linien II-II durch die Einlaßöffnung 86 eintritt, wird rings um

und III-III der F i g. 3 bzw. 2 eines Bauteiles des Sy- 35 die Nut 85 mittels der Zähne 83 mit einer von der

stems nach F i g. 1, Motordrehzahl abhängigen Geschwindigkeit ge-

F i g. 4 einen Schnitt durch ein anderes Bauteil des schleudert. Am entgegengesetzten Ende der Nut wird

Systems der F i g. 1 und die Geschwindigkeitsenergie des Kraftstoffes in

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Druckenergie umgewandelt, so daß der Kraftstoff

Fig. 1. 40 nun durch die Auslaßöffnung 87 getrieben wird. So-

Das in F i g. 1 gezeigte System besitzt ein Kraft- mit wird der Druck des durch die Auslaßöffnung

Stoffumlaufleitungssystem mit einer Kraftstoffein- strömenden Kraftstoffes direkt durch die Motordreh-

speisungszweigleitung 1 und einer Kraftstoffrücklauf- zahl gesteuert.

leitung 2. Die Einspeisungsleitung 1 weist eine Ver- Die Hauptpumpe 13 fördert in die Einspeisungs-

teilerkammer 3 mit Auslaßmündungen 4 auf, die 45 Zweigleitung 1, in der ein Kraftstoffzumeßventil an-

durch Leitungsabschnitte 50 mit Kraftstoffeinspritz- geordnet ist, das vom Maschinenansaugkanalvakuum

einrichtungen 51 verbunden sind, die in Zweigleitun- oder von der Öffnung der Maschinendrosselklappe

gen angeordnet sind, welche von dem Maschinenan- gesteuert wird, um den Querschnitt einer Zumeßöff-

saugkanal zu den entsprechenden Maschinenzylin- nung in der Einspeisungszweigleitung 1 zu verändern

dem führen. Jede Einspritzeinrichtung besitzt ein 5° und damit den Kraftstofffluß zu der Kammer 3 in Ab-

Kraftstoffrohr 52, das sich längs eines in einer Aus- hängigkeit vom Einlaßkanalvakuum oder von der

laßmündung 54 endenden äußeren Rohres 53 er- Drosselklappenöffnung einzustellen,

streckt. Das Kraftstoffrohr endet in einer als Durch- Eine Ausführungsform eines Zumeßventils 15 ist

flußausgleichsbegrenzer dienenden Kapillarröhre 55 schematisch dargestellt und besitzt obere und untere

kurz vor und fluchtend mit der Auslaßmündung 54. 55 Kammern 60 und 61. Die obere Kammer 60 besitzt

Das äußere Rohr 53 ist durch eine Öffnung 56 gegen einen Einlaß 62 für den Anschluß an den Maschi-

die Atmosphäre belüftet. Die Kapillarröhre 55 be- nenluftansaugkanal, um die Ansaugkanalunterdruck-

sitzt gegenüber der Auslaßmündung 54 einen solchen änderungen in das Innere der Kammer 60 zu über-

Bohrungsdurchmesser, daß der durch die Kapillar- tragen, wobei die Bewegung eines Kolbens 63 in die-

röhre austretende Kraftstoff durch die Auslaßmün- 60 ser gegen die Wirkung einer Feder 64 in Abhängigdung 54 abgegeben wird, ohne die Wandungen der keit von solchen Veränderungen bewirkt wird. Der

Auslaßmündung zu berühren. Die Rücklaufzweiglei- Kolben 63 ist durch ein Glied 65 mit einem drehbar tung 2 erstreckt sich von einer Auslaßmündung 5 in gelagerten Nocken 66 in der Kammer 61 gekoppelt, der Kammer 3, in der ein Durchflußbegrenzer 6 an- so daß die Bewegung des Kolbens den Nocken zur geordnet ist, über ein Druckbelastungsventil 7 und 65 Drehung bringt und so den Nockenfolger 67 vereinen Dampfabscheider 8 bis zu dem nicht gezeigten dreht. Eine Verdrehung des Nockenfolgers führt zu

Kraftstofftank der Maschine. einer Verdrehung des Ventilrohres 68 in einer Muffe

An den Dampfabscheider 8 ist die Einlaßleitung 9 69. Das Ventilrohr 68 ist an einem Ende geöffnet

und am anderen Ende geschlossen, wobei das offene der nach der Darstellung in F i g. 4 vom unteren

Ende mit Jer Einspeisungszweigleitung 1 hinter dem Ende der Kammer 36 gebildet wird. Die Membranen

Ventil 15 in Verbindung steht. Vor dem Ventil 15 37, 38 besitzen je eine Membranscheibe 41, auf die

steht die Einspeisungszweigleitung 1 über eine recht- jeweils Vorspannfedern 42, 43 einwirken, die durch

eckige Öffnung 70 in der Muffe 69 mit dem Inneren 5 Einstellmuttern 44 und Einstellschrauben 45 jeweils

des Ventilrohres 68 unter Steuerung eines Quer- eingestellt werden können. Die Federn 42 bzw. 43

Schlitzes 71 in der Wandung des Ventilrohres in Ver- sind verhältnismäßig kräftige bzw. verhältnismäßig

bindung. Die Weite des Schlitzes 71 ändert sich über schwache Federn, die eine sehr genaue Einstellung

seine Länge, so daß eine Verdrehung des Ventilroh- der Druckbelastung der Membranen 37 und 38 er-

res 68 in der Muffe 69 die Fläche des Schlitzes, die io lauben.

mit der rechteckigen öffnung 70 fluchtet, verändert Die Einläße 34, 35 sind mit der Rücklaufzweiglei-

und somit den Durchfluß des Kraftstoffes durch das tung 2 (Fig. 1) verbunden, und zwar mit dem Zweig,

Zumeßventil 15 steuert. der vom Auslaß 5 kommt und zu dem Auslaß der

F i g. 2 und 3 zeigen im einzelnen die Kammer 3 Vorpumpe 12 führt, während die Auslaßkammer 36

und das in ihr enthaltene Membranventil. Die Kam- 15 über die Rücklaufzweigleitung 2 mit dem Dampfab-

mer 3 besitzt einen Einlaß 16, der zu einer ringförmi- scheider 8 verbunden ist.

gen Einlaßkammer 17 führt, die durch eine federnde Der Dampf abscheider 8 (Fig. 1) enthält einen im Membran 19 von der Auslaßkammer 18 getrennt ist, wesentlichen trichterförmigen Konus 46, der an seiwobei die Membran eine Membranplatte 20 trägt. ner Tülle mit der Rücklaufzweigleitung 2 und dem Die Membran 19 arbeitet als ein Abschlußventil und 20 Kraftstoffeinlaß 9 verbunden ist. Eine verengte steuert den Durchfluß von Kraftstoff von der Kam- Dampfablaßleitung 47 an der Oberseite des Abmer 17 in die Kammer 18 über eine zentrale Kam- scheiders erlaubt einen Rückstrom von Dampf von mer 21 und eine zentrale öffnung 22 sowohl in der dem Abscheider zu dem nicht gezeigten Kraftstoff-Membran 19 als auch in der Membranplatte 20. Die tank.
Wandung der zentralen Kammer 21 bildet einen Sitz 25 Vor Inbetriebsetzung des Systems wird die Feder für die Membran, und diese wird durch eine zwi- in der Kammer3 (wie in Fig. 2 und3 gezeigt) so sehen der Platte 20 und einer Federplatte 24 an- eingestellt, daß die Belastung auf der Membran 19 geordnete Feder 23 mit einer konstanten Andruck- ausreichend groß ist, um die Membran sich von ihkraft belastet. Die Belastung der Membran 19 durch rem Sitz nur bei Kraftstoffdrücken abheben zu lasdie Feder 23 ist durch eine Einstellschraube 25 ein- 30 sen, die oberhalb des erwähnten minimalen Kraftstellbar. Außerdem ist in der Kammer 17 ein ringför- Stoffdruckes liegen, um dadurch die Kraftstoffvermiger Kraftstoffilter 26 angeordnet. dampfung in den Bauteilen des in F i g. 1 gezeigten Die Kammer 17 besitzt eine Auslaßbohrung 27, Systems infolge der Maschinentemperatur zu verhindie zu einer Kammer 28 führt, in der eine Ring- dem oder wesentlich zu reduzieren. Der Kraftstoffscheibe 29 und eine axial einstellbare Stange 30 an- 35 druck in der Kammer 18 ist geringer als der Druck in geordnet sind, die durch die Scheibe 29 hindurch- der Kammer 17 um einen Betrag, der gleich ist dem führt und einen Abschnitt 31 aufweist, deren Quer- obenerwähnten minimalen Druck, so daß der Kraftschnittsfläche quer zur Achse der Stange 30 sich über stofffluß zu den Einspritzeinrichtungen genau auf die die Länge der Achse ändert und deren Stellung rela- Maschinendrehzahl abgestimmt ist.
tiv zur Ringscheibe 29 die Kraftstoffdurchflußmenge _4O Das Drucklastventil 7 stellt sicher, daß der Kraftdurch die letztere bestimmt. Somit erfüllen die stoffdruck in der Rücklaufzweigleitung 2 ausreicht, Stange 30 und die Ringscheibe 29 die Funktion des um die Verdampfung in dieser Zwergleitung zu unBegrenzers 6 in Fig. 1. Die Kammer 28 ist mit dem terbinden oder im wesentlichen zu verhindern, und Auslaß 5 verbunden, der zu der Rücklaufzweiglei- die durch die Membran 37 belastende Feder ausge- (^ φ tung 2 führt und der auf der der Durchlaßbohrung 27 45 übte Andruckkraft wird auf einen Wert eingestellt, abgekehrten Seite der Scheibe 29 angeordnet ist. Die der geringer ist als die durch die Feder 23 auf die Stellung der Stange 30 und dementsprechend der Membran 19 ausgeübte Andruckkraft. Falls sich in-Wirksame Querschnitt der Ringscheibe 29 wird folge Überhitzung Kraftstoffdampf bildet, wird er im durch die Einstellschraube 32 bestimmt, gegen die Separator 8 abgeschieden.

der Durchflußbegrenzer mittels einer Feder 33 in 50 Bei Betrieb des oben beschriebenen Systems beAnlage gehalten wird. stimmt die durch die Feder 23 auf die Membran 19 Üblicherweise sind das Druckbelastungsventil 7 ausgeübte Andruckkraft den Mindestkraftstoffdruck und das Rückschlagventil 14 in einem gemeinsamen in der Einspeisungszweigleitung 1, und der DurchGehäuse untergebracht, das im einzelnen in F i g. 4 flußbegrenzer und das Ventil 7 bilden zusammen dargestellt ist. 55 einen ähnlichen Durchflußwiderstand in der Rück-Das Gehäuse besitzt Kraftstoffeinlässe 34, 35, die laufzweigleitung 2. Der Kraftstoff wird den Einvon einer gemeinsamen Auslaßkammer 36 durch Spritzeinrichtungen 51 durch die maschinengetiiefederbelastete federnde Membranen 37 bzw. 38 ge- bene Pumpeneinrichtung 11 zugemessen, die mit dem trennt sind. Der Einlaß 34 steht in Verbindung mit Zumeßventil 15 zusammenwirkt. Die Pumpeneineiner ringförmigen Einlaßkammer 39, deren Abgabe 60 richtung bestimmt den Kraftstoffdruck in der Einan die Auslaßkammer 36 durch die Membran 37 ge- Speisungszweigleitung in Abhängigkeit von Verändesteuert wird, die mit einem Ventilsitz zusammen- rungen der Maschinendrehzahl und das Zumeßventil wirkt, der nach der Darstellung in F i g. 4 durch das 15 wird von dem Vakuum im Maschinenluftansaugobere Ende der Kammer 36 gebildet wird. Ähnlich kanal gesteuert, um den Kraftstofffluß zur Kammer 3 steht die Einlaßöffnung 35 mit einer ringförmigen 65 in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung zu Einlaßkammer 40 in Verbindung, deren Abgabe an steuern. Von der Verteilerkammer 3 teilt sich der die Auslaßkammer 36 durch die Membran 38 gesteu- Kraftstofffluß zwischen die Einspritzeinrichtungen 51 ert wird, die mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, und die Rücklaufzweigleitung 2 auf, und zwar in Ab-

hängigkeit von der Einstellung der Begrenzerstange 30, von der Begrenzung durch den Durchflußbegrenzer 55 in den eigentlichen Einspritzeinrichtungen und von der Federbelastung der Membran 37. Der Druck in der Rücklaufzweigleitung wird durch das Ventil 7

auf dem Wert gehalten, der erforderlich ist, um das Verdampfen von Kraftstoff in der Rücklaufzweigleitung unter normalen Maschinentemperaturbedingungen zu unterbinden oder im wesentlichen zu verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Niederdruck-Brennstoffeinspritzeinrichtung für Patentansprüche: eine Brennkraftmaschine mit einem Brennstoffum lauf-Leitungssystem mit einer Zuführ- und einer 5 Rücklaufleitung, aus der Zuführleitung Brennstoff

1. Kontinuierlich arbeitende Niederdruck- aufnehmenden Einspritzvorrichtungen und einem in Brennstoffeinspritzeinrichtung für eine Brenn- die Zuführleitung eingeschalteten maschinengetriebekraftmaschine mit einem Brennstoffumlauf-Lei- nen Druckerzeuger zur Aufrechterhaltung des Brenntungssystem mit einer Zuführ- und einer Rück- Stoffumlaufes in dem Leitungssystem unter einem mit laufleitung, aus der Zuführleitung Brennstoff auf- io wachsender Maschinendrehzahl ansteigenden Druck, nehmenden Einspritzvorrichtungen und einem in wobei Druckbelastungsventilmittel zum Vermeiden die Zuführleitung eingeschalteten maschinenge- nachteiliger Folgen einer Brennstoffverdampfung triebenen Druckerzeuger zur Aufrechterhaltung vorgesehen sind.

des Brennstoffumlaufes in dem Leitungssystem Eine solche Einrichtung ist aus der Veröffentli-

unter einem mit wachsender Maschinendrehzahl 15 chung »Motorrundschau«, 1964, Seiten 624 bis 626,

ansteigenden Druck, wobei Druckbelastungsven- insbesondere Bild 3 bekannt.

tilmittel zum Vermeiden nachteiliger Folgen Die Brennstoffverdampfung selbst, deren Nachteieiner Brennstoffverdampfung vorgesehen sind, lige Folgen — nämlich die Dampfblasenbildung und dadurch gekennzeichnet, daß zur Ver- insbesondere deren Austritt durch die Einspritzvorminderung der Brennstoffverdampfung in dem 20 richtung — mit den Druckbelastungsventilmitteln Leitungssystem (1, 2) die Zufuhr von Brennstoff vermieden werden sollen, wird offenbar als unabänvon der Zuführleitung (1) zu den Einspitzvorrich- derlich hinzunehmende Tatsache aufgefaßt.
tungen (51) über ein erstes Druckbelastungsventil Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine (3) erfolgt, welches eine mit der Zuführleitung Einrichtung der eingangs genannten Gattung zu (1) und der Rücklaufleitung (2) in Verbindung 35 schaffen, bei der die Brennstoffverdampfung selbst stehende erste Kammer (17), eine mit den Ein- im größten Teil des Leitungssystems unterbunden ist, spritzvorrichtungen (Sl) in Verbindung stehende der Brennstoff den Einspritzvorrichtungen aber mit zweite Kammer (18) und ein federnd in eine ge- einem weitgehend drehzahlproportionalen Druck zuschlossene, die Verbindung zwischen der ersten geführt wird. Dieser Druck kann, bei niedrigen Dreh- und der zweiten Kammer (17 und 18) unterbre- 30 zahlen, aber ungenügend sein, um die Verdampfung chende Stellung vorgespanntes Verschlußstück zu verhindern; infolgedessen muß im Leitungssystem (19) aufweist, welches unter der Einwirkung gegebenenfalls ein höherer Druck aufrechterhalten eines einen vorbestimmten Minimalwert über- werden als an den Einspritzvorrichtungen,
schreitenden Brennstoffdruckes in der Zuführlei- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch tung (1) in eine Stellung bewegbar ist, in der die ₃₅ gelöst, daß zur Verminderung der Brennstoff verVerbindung zwischen der ersten und der zweiten dampfung in dem Leitungssystem die Zufuhr von Kammer (17 und 18) um einen solchen mit dem Brennstoff von der Zuführleitung zu den Einspritz-Brennstofffluß variierenden Betrag geöffnet wird, vorrichtungen über ein erstes Druckbelastungsventil daß mittels eines in die Rücklaufleitung (2) ein- erfolgt, welches eine mit der Zuführleitung und der geschalteten zweiten Druckbelastungsventils (7) ₄₀ Rücklaufleitung in Verbindung stehende erste Kamder Brennstoffdruck in der Zuführleitung (1) zwi- _mer, eine mit den Einspritzvorrichtungen in Verbinschen dem Druckerzeuger (11) und der ersten dung stehende zweite Kammer und ein federnd in Kammer (17) wenigstens auf dem vorbestimmten eine geschlossene, die Verbindung zwischen der er-Minimalwert gehalten wird, während der Brenn- _sten und der zweiten Kammer unterbrechende Stelstoffdruck an den Einspritzvorrichtungen (51) al- ₄₅ lung vorgespanntes Verschlußstück aufweist, welches lein durch den Druckerzeuger (11) bestimmt ist, _unter der Einwirkung eines einen vorbestimmten Mi- und daß beide Druckbelastungsventile (3, 7) so nimalwert überschreitenden Brennstoff druckes in der eingestellt sind, daß der vorbestimmte Minimal- Zuführleitung in eine Stellung bewegbar ist, in der wert des Brennstoffdruckes ausreicht, um die die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Brennstoffverdampfung beim Betrieb der Ma- ₅₀ Kammer um einen solchen mit dem Brennstofffluß schine mindestens wesentlich zu vermindern. variierenden Betrag geöffnet wird, daß mittels eines

2. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 1, da- in die Rücklaufleitung eingeschalteten zweiten durch gekennzeichnet, daß die Druckbelastungs- Druckbelastungsventils der Brennstoffdruck in der ventile (3, 7) federbelastete Membranventile sind. Zuführleitung zwischen dem Druckerzeuger und der

3. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 1, da- 55 ersten Kammer wenigstens auf dem vorbestimmten durch gekennzeichnet, daß die erste Kammer Minimalwert gehalten wird, während der Brennstoff-(17) des ersten Druckbelastungsventils (3) einen druck an den Einspritzvorrichtungen allein durch hochstehenden, ringförmigen Ventilsitz bildet den Druckerzeuger bestimmt ist, und daß beide und daß das Verschlußstück (19) aus einer Mem- Druckbelastungsventile so eingestellt sind, daß der bran besteht, die durch eine Feder (23) unter 60 vorbestimmte Minimalwert des Brennstoffdruckes einer Belastung, die gleich dem vorbestimmten ausreicht, um die Brennstoffverdampfung beim Be-Minimalwert des Brennstoffdruckes ist, gegen trieb der Maschine mindestens wesentlich zu verminden Ventilsitz gepreßt wird, wobei die Membran dem.

eine Öffnung (22) aufweist, die innerhalb der Be- Mit dieser Ausbildung ergibt sich, daß der Druck

grenzung des Ventilsitzes angeordnet ist. 65 in der Zuführ- und Rücklaufleitung sich aus einem

konstanten Minimaldruck und einem variablen, drehzahlabhängigen Druck zusammensetzt, wobei der Minimaldruck die Verdampfung zumindest weitge-