DE1648374B1 - Kraftstoff-Einspritzeinrichtung mit elektronischer Steuerung - Google Patents

Description

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erfaßten Meßwertes des Saugrohrdruckes zu besei- dauer eines der Einspritzventile 13 stets eine betigen, stimmte eingespritzte Kraftstoffmenge entspricht. Die Nach der Erfindung wird dies bei einer eingangs Pumpe 16 wird von einem nicht dargestellten Elekgenannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung dadurch er- tromotor angetrieben.

reicht, daß eine am Anker oder einem Ansatz des 5 Jedes der Einspritzventile 13 enthält einen Elektro-Ankers angreifende Dämpfungsvorrichtung vorge- magneten. Wenn Strom durch diesen Elektromagnesehen ist, welche die Lageveränderungen des Ankers ten, geschickt wird, öffnet er das Einspritzventil. Zur gegenüber der Wicklung dämpft. Steuerung der Ventile 13 ist eine elektronische Steuer-Zweckmäßig kann die Dämpfungsanordnung als einrichtung vorgesehen, die im wesentlichen aus Reibungsdämpf anordnung ausgebildet sein. Im Be- io einem Multivibrator 18 und einem Verstärker 19 betrieb hat sich dabei eine Anordnung als besonders steht. An den Ausgang des Verstärkers 19 sind die vorteilhaft erwiesen, die dadurch gekennzeichnet ist, Einspritzventile 13 angeschlossen. Der Multivibrator daß die Reibungsdämpf anordnung ein Kunststoffteil 18 wird von einem Impulsgeber 22 gesteuert, der aus und ein gegen dieses anliegendes Federglied enthält, einem Kontakt 23 besteht, welcher von einem zweidas mit dem Eisenkreis oder dem. Gehäuse mecha- 15 höckrigen Nocken 24 betätigt wird. Der Nocken 24 nisch verbunden ist. Eine solche Dämpfungseinrich- wird mit der Nockenwellendrehzahl der Brennkrafttung weist eine zeitlich gute Konstanz der Reibkraft maschine 10 angetrieben, so daß der Multivibrator auf und hat eine lange Lebensdauer. 18 bei jeder Nockenwellenumdrehung zwei Impulse

Eine sehr einfache Konstruktion erhält man da- abgibt, die die Einspritzventile 13 öffnen, durch, daß das Kunststoffteil als Stift aus Kunstharz, 20 Um die Zeitdauer T der Ausgangsimpulse des MuI-insbesondere aus Polyazetalharz ausgebildet und am tivibrators 17 abhängig vom Vakuum im Saugrohr Anker angeordnet ist und daß ein zweischenkliger 12 zu machen, ist an dieses Saugrohr ein Druck-Federbügel vorgesehen ist, der mit seinen Schenkeln wandler (Meßwandler) 25 angeschlossen, der eine den Stift umgreift, wobei die Schenkel federnd nach- Induktivität enthält, welche je nach Vakuum eine giebig gegen diesen Stift anliegen. 25 verschiedene Größe hat und die Impulsdauer T be-Eine weitere bevorzugte Ausbildung der Dämp- einflußt, so daß bei hohem Vakuum (Drosselklappe fungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die 26 geschlossen) nur kurze Impulsdauern entstehen, Dämpfungsanordnung als pneumatische Dämpfungs- d. h. wenig eingespritzt wird, während bei niedrigem anordnung ausgebildet ist. Sie hat den Vorteil, daß Vakuum (Drosselklappe 26 geöffnet) lange Impulsdie Widerstandskraft der Dämpfung bei kleinen Ge- 30 dauern entstehen und entsprechend viel Kraftstoff schwindigkeiten der Lageveränderung nahezu gleich eingespritzt wird.

Null ist und daß deshalb keine Hysterese des Meß- Der Aufbau des Meßwandlers 25 ist in den F i g. 2

wertes auftritt, wie das bei Reibungsdämpfungen der bis 4 näher dargestellt. Sein Gehäuse besteht aus zwei

Fall ist. Gehäuseteilen 30, 31, die ineinandergreifen und durch

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung er- 35 einen O-Ring 32 gegeneinander abgedichtet sind, so

geben sich aus den im folgenden beschriebenen und daß ihr Innenraum 33 hermetisch abgeschlossen ist.

in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei- Durch eine Anschlußleitung 34 (F i g. 1 und 3) ist

spielen. dieser Innenraum über ein Rückschlagventil 35

Es zeigt (Fig. 4) und eine in dieses eingearbeitete Drossel-

Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer 40 bohrung36 mit dem Saugrohr 12 verbunden. Das

Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung, Rückschlagventil ist so eingestellt, daß es bei Druck-

F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen Druck- unterschieden von mehr als 0,05 kg/cm² öffnet, wandler längs der Linie II-II in Fig. 3, An einer in das Gehäuseteil 30 eingespannten F i g. 3 eine Seitenansicht des Druckwandlers der Querplatte 37 ist ein Eisenkörper 38 befestigt, der F i g. 2, teilweise im Schnitt, 45 einen Querschnitt in Form eines Doppel-U hat und F i g. 4 einen Schnitt durch den Druckwandler, in vorteilhafter Weise als Wickelbandkern ausgeführt längs der Linie IV-IV der Fig. 3, ist. Er umschließt eine Spule 39, die zwei getrennte F i g. 5 eine Ansicht einer Blattfeder, wie sie im Wicklungen enthält, welche einen Teil des Multivi-Druckwandler verwendet wird, brators 18 bilden. Der Eisenkörper 38 weist an den Fig. 6 und 7 eine Variante des Druckwandlers 50 beiden Stirnseiten je eine Bohrung 42, 43 auf, in nach den Fig. 2 bis 4; Fig. 7 ist im vergrößerten denen ein Eisenkern44 mit radialem Spiel axial verMaßstab dargestellt, schiebbar angeordnet ist. Dieser Eisenkern ist an F i g. 8 und 9 eine zweite Variante des Druck- seinem oberen Ende (bezogen auf F i g. 2) mit einer Wandlers nach den F i g. 2 bis 4 und Blattfeder 45 verschraubt; in seine untere Stirnseite Fig. 10 und 11 eine dritte und vierte Variante im 55 ist eine Achse46 aus nichtmagnetischem Material, vergrößerten Maßstab. z. B. Messing, eingepreßt und ihrerseits mit einer

Die in F i g. 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzeinrich- Blattfeder 47 verschraubt.

tung dient zum Betrieb einer vierzylindrigen Brenn- F i g. 5 zeigt die Form der Blattfeder 47, die mit

kraftmaschine 10. In jedem der vier Abzweigstutzen derjenigen der Blattfeder 45 identisch ist. Sie hat

des Saugrohrs 12 ist nahe bei dem (nicht dargestell- 60 etwa den Querschnitt eines Doppel-M, so daß sie

ten) Einlaßventil des betreffenden Zylinders ein Ein- radialen Bewegungen des Eisenkerns 44 einen großen

spritzventil 13 angeordnet, das jeweils über eine Widerstand entgegensetzt, axialen Bewegungen da-

Kraftstoffleitung 14 an einen Verteilerbehälter 15 gegen einen kleinen Widerstand. Dadurch kann sich

angeschlossen ist, der durch eine Pumpe 16 mit Kraft- der Eisenkern 44 axial ohne Gleittreibung bewegen,

stoff aus einem Vorratstank 17 gespeist wird. Durch 65 so daß er bereits bei kleinen Druckänderungen im

ein nicht gezeigtes Überdruckventil wird erreicht, daß Saugrohr 12 seine Stellung ändert. Gleichzeitig wird

der Kraftstoff im Verteilerbehälter 15 unter konstan- durch einen radialen Luftspalt von etwa

tem Druck steht, so daß einer bestimmten Öffnungs- 0,1... 0,5 mm zwischen ihm und dem Eisenkörper

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38 erreicht, daß die Permeabilität des Eisenkörpers preßt und bewirkt, daß der Eisenkern 44 wie erfor-

38 und des Eisenkerns 44 nur geringen Einfluß auf derlich rasch nach unten verschoben wird und die

die Induktivität der Spule 39 hat. Induktivität der Wicklungen 39 erhöht, was eine Er-

Wie aus den Fig. 2, 4 und 5 ersichtlich, ist die höhung der Einspritzdauer Γ (Fig. 1) bewirkt, so Blattfeder 47 (und entsprechend die Blattfeder 45) an 5 daß mehr Kraftstoff durch die Ventile 13 eingespritzt

ihrem Mittelsteg 48 mit dem Eisenkern 44 verbunden wird.

und an ihren beiden äußeren Stegen 49, 50 über Di- Wenn sich dann über den Luftspalt zwischen dem

stanzstücke mit der Querplatte 37 verschraubt. Eben- Rand 71 und der Innenwand 72 der Druck ausge-

so ist die Blattfeder 45 über Distanzstücke mit einer glichen hat, wirkt der höhere Druck direkt auf die Platte 55 verbunden, die ihrerseits am Eisenkörper io Membrandosen 58, 59 ein und drückt diese zusam-

38 befestigt ist. men, so daß der Eisenkern 44 weiterhin in seiner

Durch eine vorgespannte Schraubenfeder 56, die unteren Lage bleibt.

mit einem Großteil ihrer Länge in einer Vertiefung Wird die Drosselklappe 26 geschlossen, so sinkt

57 des Gehäuseteils 30 liegt, wird der Anker 44 ge- der Druck im Saugrohr 12 und der umgekehrte Vorgen zwei evakuierte Membrandosen 58, 59 gepreßt, 15 gang spielt sich ab, so daß der Eisenkern 44 nach

welche sich über eine Einstellschraube 62 am Ge- oben verschoben wird. Auch hierbei wirkt die Scheibe

häuseteil 31 abstützen. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, 70 als Dämpforgan.

sind die Membrandosen58, 59 über zwei Lagerstel- Die Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Lösung für

Ien63, 64 auf der einen Seite mit dem Gehäuseteil die Dämpfung der axialen Bewegungen des Eisen-31, auf der anderen Seite mit dem Eisenkern 44 be- 20 kerns 44. In diesen Figuren ist nur die Vertiefung 57

weglich verbunden, so daß sich die Membrandosen des Gehäuseteils 30 mitsamt der Feder 56 und der

58, 59 entsprechend einstellen können und die Blatt- den Eisenkern 44 führenden Blattfeder 45 dargestellt,

federn 45 und 47 radial nicht belasten. Außerdem Der übrige Aufbau des Meßwandlers entspricht dem-

wird hierdurch die Montage vereinfacht. jenigen nach den Fi g. 2 bis 5. Die Scheibe 70 kann

Im oberen Gehäuseteil 30 ist eine elektrische An- 35 jedoch entfallen.

Schlußvorrichtung65 luftdicht eingebaut und ent- Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6

sprechend mit den Anschlüssen der Spule 39 ver- und 7 ist als Dämpfungsorgan ein raketenförmiger

bunden. Stift 75 vorgesehen, der in axialer Verlängerung des

Beim Betrieb in der Nähe einer Brennkraft- Eisenkerns 44 auf diesem montiert ist und in die maschine — die in F i g. 1 als kurze Leitung darge- 30 Schraubenfeder 56 hineinragt. Wie F i g. 7 erkennen

stellte Anschlußleitung 34 wird mit Vorteil min- läßt, besteht dieser Stift 75 aus einem Kunststoff, der

destens 50 cm lang gebaut — treten Erschütterungen auf einen Fortsatz 76 des Eisenkerns 44 aufgespritzt

auf, die zusammen mit den periodischen Druck- ist. Als Material für den Stift 75 hat sich Polyoxy-

schwankungen im Saugrohr 12 auf den Eisenkern 44 methylen gut bewährt, das unter dem registierten einwirken und bei bestimmten Frequenzen Resonanz- 35 Warenzeichen DELRIN auf dem Markte ist.

Schwingungen dieses Eisenkerns 44 verursachen Gegen den Stift 75 liegt, diesen mit seinen

können. Schenkeln umgreifend, ein zweischenkliger Feder-

Zum Dämpfen dieser Schwingungen ist auf einer bügel 77 an, der in seiner Mitte am Boden der Verflanschartigen Verbreiterung 69 der Achse 46 eine tiefung 57 befestigt ist. Eine Befestigung mit einem Scheibe 70 befestigt, deren Rand 71 hochgebogen ist. 40 Niet ist dargestellt. Statt dessen könnte der Feder-Dieser Rand 71 hat einen nur geringfügig kleineren bügel 77 auch in einer Nut im Boden der Vertiefung Durchmesser als die zylindrische Innenwand 72 des 57 verstemmt werden.

Gehäuseteils 30, das an dieser Stelle kreisförmigen Die beiden Schenkel des Federbügels 77 liegen mit

Querschnitt hat, wie das Fig. 4 zeigt. (In Fig. 4 ist einer Kraft gegen den Stift75 an, die so bemessen

der Deutlichkeit halber die Scheibe 70 nicht einge- 45 ist, daß sich der Eisenkern in axialer Richtung erst

zeichnet). bewegt, wenn eine bestimmte Mindestkraft auf ihn

Zwischen dem Rand 71 und der Innenwand 72 wirkt. Im vorliegenden Fall beträgt diese Mindeskraft

befindet sich also nur ein ganz geringer Luftspalt. etwa 20 bis 30 g. Der Federbügel 77 besteht aus

Der Meßwandler 25 arbeitet wie folgt: Bewegt sich einer Bronzelegierung. Es ergibt sich dadurch eine

unter der Wirkung einer Erschütterung der Eisenkern 50 sehr gute Konstanz der Dämpfkraft auch nach

44 z. B. in axialer Richtung nach oben, dann erhöht längerem Betrieb.

sich der Druck im Gehäuseteil 30 und vermindert Die F i g. 8 und 9 zeigen ein drittes Ausführungs-

sich der Druck im Gehäuseteil 31. Dieser Druckunter- beispiel, und zwar, ähnlich wie beim ersten Ausf üh-

schied gleicht sich über den Luftspalt zwischen dem rungsbeispiel, eine Dämpfung mit einer Membrane.

Rand 71 und der Innenwand 72 aus. Durch die 55 Als Membran wird hier eine dünne kreisringför-

Drosselwirkung dieses Luftspalts wird dabei die Be- mige Kunststoffolie 79 verwendet, die an ihrem

wegung des Eisenkerns 44 stark gedämpft. äußeren Rand in einen Ringwulst 80 eingespannt ist

Bei Druckänderungen im Saugrohr 12 wird durch und mit ihrem inneren Rand zwischen zwei Blech-

die Scheibe 70 erreicht, daß der Meßwandler 25 rasch scheiben 81, 82 festgeklemmt wird. Durch diese

anspricht. Erhöht sich z. B. durch Öffnen der Drossel- 60 Blechscheiben und die Membran 79 ist ein Loch 83

klappe 26 der Druck im Saugrohr 12, so wirkt dieser gebohrt, das als Drossel dient.

Druck auch über das sich zum Gehäuseteil 30 hin Die Membran nach den F i g. 8 und 9 wird im

öffnende Rückschlagventil 35 in diesem Gehäuseteil Ausfuhrungsfoeispiel nach den Fig. 2 bis 5 an Stelle

oberhalb der Scheibe 70, während der Druck im Ge- der Scheibe 70 verwendet, und zwar werden die

häuseteil 31 unterhalb der Scheibe 70 zunächst kon- 6g Scheiben 81, 82 an Stelle der Scheibe 70 auf die

stant bleibt. Auf die Scheibe 70 wirkt also eine Druck- flanschartige Verbreiterung 69 aufgeschraubt und der

differenz und erzeugt eine nach unten gerichtete Ringwulst 80 wird entweder in die Innenbohrung 72

Kraft, welche die Membrandosen 58, 59 zusammen- eingepreßt oder zwischen den Gehäuseteilen 30 und

31 verschraubt. Die Membran 79 teilt also den von den Gehäuseteilen 30 und 31 gebildeten Innenraum in zwei getrennte Räume, die nur über die Drossel 83 miteinander verbunden sind.

Bewegt sich der Eisenkern 44 in axialer Richtung, so muß die Luft von der einen zur anderen Seite der Membran 79 durch die Drossel 83 strömen. Dabei wird die Bewegung des Eisenkerns 44 gedämpft.

Die Verwendung der Membran nach den F i g. 8 und 9 hat den Vorteil, daß bei der Bearbeitung der Innenwand 72 keine besondere Genauigkeit gefordert

wird, wie das beim Ausführungsbeispiel nacl F i g. 2 bis 5 der Fall ist. Auch kann die Däm durch die Bemessung der Drossel 83 genau ve bestimmt werden.

Die Fig. 10 imd 11 zeigen zwei weitere Mö; keiten der Dämpfung durch Umhüllen der Schrai feder 56 (vergrößert dargestellt) mit einer däm den Schicht 85 aus Gummi oder Kunststoff. Vor weise wird ein stark dämpfender Kunststoff vei det. Er kann durch Eintauchen der Schrauben 56 auf sie aufgebracht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209 519/:

Claims (4)

1 2 ist, der mit seinen Schenkeln den Stift umgreift, Patentansprüche: wobei die Schenkel federnd nachgiebig gegen diesen Stift anliegen.

1. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für eine 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge-Brennkraftmaschine mit einer elektronischen 5 kennzeichnet, daß die Dämpfungsanordnung als Steuereinrichtung und mit mindestens einem elek- pneumatische Dämpfungsanordnung (70, 79, 83) tromagnetisch betätigbaren Einspritzventil, das ausgebildet ist.

synchron zu den Umdrehungen der Brennkraftmaschine von der Steuereinrichtung geöffnet und

während eines von der Steuereinrichtung gelie- io

ferten elektrischen Öffnungsimpulses offengehalten wird, und ferner mit einem wenigstens eine
Wicklung mit veränderbarer Induktivität in

seinem an das Ansaugrohr der Brennkraft- Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzmaschine angeschlossenen Gehäuse enthaltenden 15 einrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Druckwandler, dessen Wicklung die zeitliche elektronischen Steuereinrichtung und mit mindestens Dauer der elektrischen Öffnungsimpulse mit ab- einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzvensinkendem, im Ansaugrohr der Brennkraft- til, das synchron zu den Umdrehungen der Brennmaschine herrschendem Druck verkleinert, welcher kraftmaschine von der Steuereinrichtung geöffnet und Druckwandler in einer zueinander gleichachsigen 20 während eines von der Steuereinrichtung gelieferten Anordnung im Innern seines Gehäuses wenigstens elektrischen Öffnungsimpulses offengehalten wird, eine evakuierte Druckdose, die gegen eine Stell- und ferner mit einem wenigstens eine Wicklung mit schraube im Gehäuse abgestützt ist, einen zylin- veränderbarer Induktivität in seinem an das Ansaugdrischen, mit der anderen Seite der Druckdose rohr der Brennkraftmaschine angeschlossenen Geverbundenen Eisenanker sowie eine schrauben- 25 häuse enthaltenden Druckwandler, dessen Wicklung wendeiförmige, zur Aufnahme der von der Druck- die zeitliche Dauer der elektrischen Öffnungsimpulse dose auf den Anker ausgeübten Stellkräfte die- mit absinkendem, im Ansaugrohr der Brennkraftnende Druckfeder enthält, die sich mit einem maschine herrschendem Druck verkleinert, welcher ihrer Enden gegen das von der Druckdose ab- Druckwandler in einer zueinander gleichachsigen Angekehrte Ende des Ankers abstützt und mit ihrem 30 Ordnung im Innern seines Gehäuses wenigstens eine anderen Endabschnitt in einer Bohrung in einem evakuierte Druckdose, die gegen eine Stellschraube nach außen sich erstreckenden Hals des Gehäuses im Gehäuse abgestützt ist, einen zylindrischen, mit aufgenommen ist, wobei ein über den Eisenanker der anderen Seite der Druckdose verbundenen Eisensich schließender, in einem durch die gemeinsame anker sowie eine schraubenwendelförmige, zur AufAchse geführten Längsschnitt doppel-U-förmiger 35 nähme der von der Druckdose auf den Anker aus-Eisenkreis vorgesehen ist, der im Gehäuse fest- geübten Stellkräfte dienende Druckfeder enthält, die steht und eine durchgehende, zur gemeinsamen sich mit einem ihrer Enden gegen das von der Druck-Achse koaxiale Bohrung sowie in seinem Innern dose abgekehrte Ende des Ankers abstützt und mit die zur Bohrung koaxiale Wicklung und den in ihrem anderen Endabschnitt in einer Bohrung in einem der Bohrung und der Wicklung längsbeweglichen 40 nach außen sidh erstreckenden Hals des Gehäuses Anker enthält und mit zwei doppel-M-förmigen aufgenommen ist, wobei ein über den Eisenanker sich außerhalb des Eisenkreises angeordneten Blatt- schließender, in einem durch die gemeinsame Achse federn versehen ist, von denen jeweils eine an geführten Längsschnitt doppel-U-förmigen Eisenkreis ihrem Mittelschenkel mit einem der aus dem vorgesehen ist, der im Gehäuse feststeht und eine Eisenkreis vorstehenden Enden des Ankers ver- 45 durchgehende, zur gemeinsamen Achse koaxiale Bohbunden und an ihren Außenschenkeln am Ge- rung sowie in seinem Innern die zur Bohrung koaxiale häuse bzw. am Eisenkreis befestigt ist nach Pa- Wicklung und den in der Bohrung und der WicktentanmeldungP 15 26508.4-13, dadurchge- lung längsbeweglichen Anker enthält und mit zwei kennzeichnet, daß eine am Anker (44) oder doppel-M-förmigen, außerhalb des Eisenkernes aneinem Ansatz (75) des Ankers angreifende Dämp- 50 geordneten Blattfedern versehen ist, von denen jefungsvorrichtung (70, 77, 79, 85) vorgesehen ist, weils eine an ihrem Mittelschenkel mit einem der aus welche die Lageveränderungen des Ankers (44) dem Eisenkreis vorstehenden Enden des Ankers vergegenüber der Wicklung (39) dämpft. bunden und an ihren Außenschenkeln am Gehäuse

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- bzw. am Eisenkreis befestigt ist, nach Patentanmelkennzeichnet, daß die Dämpfungsanordnung als 55 dung P 15 26 508.4-13.

Reibungsdämpfungsanordnung (75; 77) ausgebil- Durch die Ansaugvorgänge entstehen im Saugrohr

detist. der Brennkraftmaschine periodische Druckschwan-

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- kungen, die auf den Druckwandler einwirken und kennzeichnet, daß die Reibungsdämpfungsanord- bei bestimmten Drehzahlen zu Resonanzschwingunnung ein Kunststoffteil (75) und ein gegen dieses 60 gen in diesem führen können. Auch Karosserieanliegendes Federglied (77) enthält, das mit dem schwingungen sowie Stromimpulse im Druckwandler Eisenkreis (38) oder dem Gehäuse (57) mecha- können solche Schwingungen auslösen.

nisch verbunden ist. Derartige Schwingungen sind naturgemäß uner-

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- wünscht, weil sie die vom Druckwandler gelieferten kennzeichnet, daß das Kunststoffteil als Stift (75) 65 Meßwerte verfälschen, so daß zu viel oder zu wenig aus Kunstharz, insbesondere aus Polyoxymethylen Kraftstoff eingespritzt wird.

ausgebildet und am Anker angeordnet ist und daß Es ist eine Aufgabe der Erfindung, mit einfachen

ein zweischenkliger Federbügel (77) vorgesehen Mitteln diese Verfälschungen des vom Druckwandler