DE19522514A1 - Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einweg-Kraftstoffzu
führanlage mit einem Kraftstoffbedarfs-Druckregler für eine
Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen.
Bei vielen Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung
ist es wünschenswert, flüssigen Kraftstoff der Einspritzvor
richtung oder den Einspritzvorrichtungen mit einem Druck zu
zuführen, der sich in Abhängigkeit von dem Druck im Luft
ansaugrohr so ändert, daß der Druckabfall an den Einspritz
vorrichtungen konstant bleibt. Sowohl der Druck des Luftan
saugrohres wie auch der Durchsatz des den Einspritzvorrich
tungen zugeführten Kraftstoffes ändert sich mit der Motor
drehzahl, der Last und anderen Betriebsbedingungen. Bei
Kraftstoffzuführanlagen ist es wünschenswert, instationäre
Verzögerungen des Kraftstoffstroms aufgrund von Änderungen
des Kraftstoffbedarfs der Brennkraftmaschine zu minimieren
und die Dämpfung von Kraftstoffschwingungen, die durch die
Einspritzung des Kraftstoffs und die Trägheit des den Ein
spritzvorrichtungen zugeführten Kraftstoffes hervorgerufen
werden, zu maximieren.
Es wurden verschiedene Kraftstoffzuführanlagen ohne Kraft
stoffrückführung entwickelt, von denen eine in der US 5,148,792
gezeigt und beschrieben ist. Diese Anlage enthält
einen Kraftstofftank mit einer Kraftstoffpumpe, die unter
Druck stehenden Kraftstoff durch eine Kraftstoffleitung
einem Kraftstoffverteiler zuführt, der mit einer Kraftstoff-
Einspritzvorrichtung verbunden ist, um den Motorzylinder mit
Kraftstoff zu versorgen. Die Kraftstoffpumpe enthält einen
Druckfühler, der ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von
dem Kraftstoffdruck an den Pumpenauslaß an eine elektroni
sche Steuerung abgibt, um die Drehzahl der Kraftstoffpumpe
so zu ändern, daß in der Kraftstoffleitung ein konstanter
Druck aufrechterhalten wird. Diese Anlage ist jedoch nicht
in der Lage, einen konstanten Druckabfall an den Einspritz
vorrichtungen aufrechtzuerhalten.
Bei anderen vorbekannten Anlagen ist ein Druckregler vorge
sehen, der einen Bezug zum Saugrohr hat, um einen konstanten
Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen aufrechtzuerhal
ten. Ein derartiger Druckregler ist in der US 5,265,644 of
fenbart. Dieser vorbekannte Druckregler ist jedoch nicht in
der Lage, eine Druckerhöhung, die durch eine Expansion des
Kraftstoffes bei einer Temperaturerhöhung vorgerufen wird,
aufzufangen und das vergrößerte Volumen des erwärmten
Kraftstoffes aufzunehmen. Beispielsweise können die Ein
spritzvorrichtungen bei einer Verzögerung der Brennkraft
maschine schließen, wodurch Kraftstoff in dem Kraftstoffver
teiler eingeschlossen wird. Die hohe Temperatur in dem
Kraftstoffverteiler bewirkt, daß der Kraftstoff erhitzt wird
und expandiert, was den Druck in dem Kraftstoffverteiler er
höht.
Ein Druckanstieg und eine Expansion des Kraftstoffes in dem
Kraftstoffverteiler können auch unter Bedingungen auftreten,
die als Hotsoak-Zustand bekannt sind. Ein Hotsoak-Zustand
tritt auf, wenn der Motor sich im Leerlauf befand oder mit
niedriger Drehzahl lief, insbesondere bei heißem Wetter,
oder wenn der heiße Motor abgeschaltet wird. Die hohe Tem
peratur in dem Kraftstoffverteiler plus der heißen Umge
bungsluft bewirken, daß der in dem Kraftstoffverteiler ein
geschlossene Kraftstoff erhitzt wird und expandiert. Ein
gewisser Druckanstieg ist erwünscht, um das Entstehen von
Kraftstoffdämpfen zu verhindern. Ein zu großer Druck in dem
Kraftstoffverteiler ist jedoch unerwünscht, da er Kraftstoff
durch die Einspritzvorrichtungen drücken könnte, was eine
Leckage und/oder Fehlfunktionen zur Folge hat.
Bei diesen Druckreglern mit Bypass wird ein Kraftstoffdruck
oberhalb des vorgegebenen Systemdruckes dadurch entlastet,
daß Kraftstoff durch eine Kraftstoffrückführleitung zu dem
Kraftstofftank zurückgeführt wird. Diese Einrichtungen hal
ten somit nur einen vorgegebenen Systemdruck aufrecht. Da
diese Druckregler keinen Druck verarbeiten können, der höher
als der Systemdruck ist, können sich Kraftstoffdämpfe bil
den, wenn der Kraftstoff übermäßig erhitzt wird.
Die vorliegende Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.
Gemäß der Erfindung wird eine Einweg-Kraftstoffzuführanlage
mit einem Bedarfsregler geschaffen, der einen Solldruck in
dem Kraftstoffverteiler bei normalen Betriebsbedingungen be
grenzt und regelt, der als Speicher wirkt, um eine Expansion
des Kraftstoffes während der Erwärmung des Kraftstoffes in
dem Kraftstoffverteiler auffängt und den erhöhten Druck des
erwärmten Kraftstoffes in dem Kraftstoffverteiler ermöglicht
und aufrechterhält, um eine Dampfbildung zu verhindern, und
der vorzugsweise auf den Unterdruck des Ansaugrohres an
spricht, um bei normalen und instationären Fahrgeschwindig
keiten einen konstanten Druckabfall an den Einspritzvor
richtungen aufrechtzuerhalten.
Um den Druck in dem Kraftstoffverteiler zu begrenzen und zu
regeln, ist der Bedarfsregler der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise mit dem Kraftstoffverteiler an einer Stelle in
der Nähe des Ansaugrohres verbunden. Eine Ansaugrohr-Bezugs
größe läßt sich daher in einfacher Weise dem Bedarfsregler
zuführen, um den Druck in dem Kraftstoffverteiler so zu re
geln, daß ein konstanter Druckabfall an den Einspritzvor
richtungen aufrechterhalten wird.
Vorzugsweise besitzt der Bedarfsregler eine Membran zwischen
einer ersten flüssigkeitsgefüllten Kammer, die mit dem Kraft
stoffverteiler der Brennkraftmaschine kontinuierlich verbun
den ist und vorzugsweise einer ein Gas enthaltenden zweiten
Kammer, die mit dem Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine
verbunden ist. Flüssiger Kraftstoff wird von einer Pumpe mit
im wesentlichen konstantem Druck der ersten Kammer durch ein
Ventil zugeführt, das in Abhängigkeit von Bewegungen der
Membran öffnet und schließt. Bei normalem Betrieb wird hier
durch Kraftstoff dem Kraftstoffverteiler mit einem Druck
(beispielsweise 3,44 bar bzw. 50 psig) zugeführt, der etwas
niedriger als der konstante Druck (beispielsweise 3,79 bar
bzw. 55 psig) ist, den die Pumpe liefert. Wenn bei geschlos
senem Ventil der Kraftstoff in dem Kraftstoffverteiler er
wärmt wird und expandiert, wird die Membran verstellt, wo
durch das Volumen der ersten Kammer vergrößert und dadurch
die Expansion des erwärmten Kraftstoffes ermöglicht wird.
Wenn der Kraftstoff in dem Kraftstoffverteiler ausreichend
erwärmt wird, um seinen Druck über einen maximalen Solldruck
(von z. B. 4,13 bar bzw. 60 psig) zu erhöhen, so öffnet das
Ventil, so daß Kraftstoff abgelassen wird und der Druck auf
den maximalen Solldruck entlastet wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird das Ventil durch
einen Elektromagneten bei bestimmten Hotsoak-Zuständen ge
öffnet, wenn es andernfalls geschlossen wäre. Der Elektroma
gnet hält das Ventil geöffnet, so daß Kraftstoff von der
Kraftstoffpumpe mit einem Druck von 3,79 bar (55 psig) an
den Kraftstoffverteiler abgegeben wird, um das Entstehen von
Kraftstoffdampf zu verhindern.
Vorzugsweise wird der Kraftstoff dem Bedarfsregler mit im
wesentlichen konstantem Druck von einer Pumpe zugeführt, die
von einem elektrischen Motor angetrieben wird, dessen Dreh
zahl so geändert wird, daß ein im wesentlicher konstanter
Auslaßdruck der Pumpe bei veränderlichem Kraftstoffbedarf
aufrechterhalten wird. Die Drehzahl des Pumpenmotors kann
durch die elektronische Steuereinrichtung der Brennkraftma
schine für die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung oder durch
eine auf einen Druckfühler ansprechende getrennte elektroni
sche Schaltung geändert werden. Gegebenenfalls kann Kraft
stoff mit im wesentlichen konstantem Druck von einer Pumpe
geliefert werden, die vorzugsweise mit konstanter Drehzahl
angetrieben wird und die mit einem Kraftstoff-Bypass-Druck
regler verbunden ist, dessen Ausgangsleistung über einen
weiten Bereich des Kraftstoffbedarfs im wesentlichen kon
stant ist.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine Einweg-Kraftstoff
zuführanlage mit einem Kraftstoffdruck-Bedarfsregler ge
schaffen, der Verzögerungen des Kraftstoffstroms aufgrund
eines veränderlichen Kraftstoffbedarfs der Brennkraftma
schine verringert, der ein verbessertes Ansprechverhalten
und eine erhöhte Ansprechgenauigkeit bezüglich eines rasch
veränderlichen Kraftstoffbedarfs der Brennkraftmaschine be
sitzt, der Kraftstoffschwingungen dämpft, der Schwankungen
des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffdrucks
verringert, der die Übertragung von Geräuschen der Ein
spritzvorrichtungen reduziert, der den Einsatz paralleler
Strömungswege für den Kraftstoff zu den Einspritzvorrich
tungen ermöglicht, der bei veränderlichen normalen Be
triebsbedingungen der Brennkraftmaschine vorzugsweise einen
konstanten Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen auf
rechterhält, der erwärmten expandierten Kraftstoff in dem
Kraftstoffverteiler speichert, der einen zu hohen Druck des
erwärmten expandierten Kraftstoffs entlastet, der eine Ver
dampfung des erwärmten Kraftstoffes mindert, der Emissionen
der Brennkraftmaschine reduziert und der robust, dauerfest,
wartungsfrei ist, der einen relativ einfachen Aufbau hat,
der sich wirtschaftlich herstellen und zusammenbauen läßt
und der eine lange Lebensdauer besitzt.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Er
findung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Einweg-Kraft
stoffzuführanlage für eine Brennkraftmaschine
mit einem Kraftstoffbedarfs-Druckregler;
Fig. 2 eine Schnittansicht des Bedarfsreglers mit ge
öffnetem Ventil;
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des Ventils;
Fig. 4 eine Ansicht des Ventils von unten;
Fig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht, die das
Ventil in der normalen Schließstellung zeigt;
Fig. 6 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittansicht,
die den Bedarfsregler während der Expansion des
erwärmten Kraftstoffes zeigt;
Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Einweg-Kraft
stoffzuführanlage mit dem Bedarfsregler der
Fig. 1, der von einer Drehzahl veränderlichen
Kraftstoffpumpe und einem Bypass-Kraftstoffreg
ler mit Kraftstoff versorgt wird;
Fig. 8 ein schematisches Blockdiagramm der Kraftstoff-
Zuführanlage in Fig. 7;
Fig. 9 eine schematische Ansicht einer weiteren Einweg-
Kraftstoffzuführanlage mit dem Bedarfsregler der
Fig. 1, der von einer Pumpe konstanter Drehzahl
und einem Bypass-Regler in Form eines Entlastungs
ventils mit Kraftstoff versorgt wird;
Fig. 10 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbei
spiels des Bedarfsreglers;
Fig. 11 eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbei
spiels des Bedarfsreglers;
Fig. 12 eine schematische Ansicht einer weiteren Einweg-
Kraftstoffzuführanlage mit dem Bedarfsregler der
Fig. 11, der von einer Kraftstoffpumpe veränder
licher Drehzahl und einem Bypass-Regler mit
Kraftstoff versorgt wird und der bei Hotsoak-
Zuständen von einem Temperaturfühler gesteuert
wird;
Fig. 13 eine schematische Ansicht einer weiteren Einweg-
Kraftstoffzuführanlage mit einem Bedarfsregler,
der von einer Zentrifugalpumpe konstanter Dreh
zahl mit Kraftstoff versorgt wird;
Fig. 14 eine Schnittansicht des Bedarfsreglers der Fig. 13;
Fig. 15 eine schematische Ansicht einer weiteren Einweg-
Kraftstoffzuführanlage mit einem Bedarfsregler,
der unter veränderlichen Betriebsbedingungen als
Bezugsgröße den Unterdruck des Luftansaugrohres,
atmosphärischen Druck oder Überdruck empfängt.
Fig. 1 zeigt eine Einweg-Kraftstoffzuführanlage 10 mit einem
Kraftstoffdruckregler 12 für eine Brennkraftmaschine. Die
Kraftstoffzuführanlage besitzt ein Kraftstoffmodul 14 mit
einer Kraftstoffsammelleitung 16, die über den Druckregler
12 durch Leitungen 18 und 19 mit einem Kraftstoffverteiler
20 und Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 22 einer Brennkraft
maschine 24 verbunden ist. Die Brennkraftmaschine 24 ist mit
einem Luftansaugrohr 26 und einem Abgasrohr 28 für ein
Kraftfahrzeug verbunden. Im eingebauten Zustand ist das
Kraftstoffmodul 14 in einem Kraftstofftank 30 unterge
bracht, und es besitzt einen Kraftstoff-Niveaufühler 31 und
eine Kraftstoffpumpe 32 mit einem Einlaß, der mit dem Boden
des Tanks durch ein Kraftstoffilter 33 in Verbindung steht,
und einem Auslaß, der mit dem Einlaß der Kraftstoffsammel
leitung 16 in Verbindung steht. Die Kraftstoffpumpe 32 wird
von einem elektrischen Motor 34 angetrieben, dessen Drehzahl
veränderlich ist, um den Druck des von der Kraftstoffpumpe
an die Brennkraftmaschine durch die Leitung 16 abgegebenen
Kraftstoffs zu regeln. Hierdurch wird ein geregelter kon
stanter Auslaßdruck in der Leitung 18 erzeugt, der typi
scherweise ungefähr 3,8 bar (55 PSIG) beträgt. Kraftstoff
verminderten Druckes wird von dem Druckregler 12 an den
Kraftstoffverteiler 20 durch die Leitung 19 abgegeben. Die
Kraftstoffzuführanlage besitzt keine Rückführleitung von dem
Kraftstoffverteiler 20 bzw. dem Druckregler 12 zu dem Kraft
stofftank und wird daher als Einweg-Kraftstoff-Zuführanlage
bezeichnet.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, die den Druckregler
12 zeigt. Der Druckregler 12 besitzt ein Ventil 36, das in
der ganz geöffneten Stellung gezeigt ist und von einer Mem
bran 38 betätigt wird. Sowohl das Ventil 36 wie auch die
Membran 38 befinden sich in einem Gehäuse 40, das von einem
Gehäuseteil 42 und einem Deckelteil 44 gebildet wird. Die
Membran 38 und das Gehäuse 40 bilden eine mit flüssigem
Kraftstoff gefüllte Kammer 46 auf einer Seite der Membran 38
und eine mit Gas gefüllte Kammer 48 auf der anderen Seite
der Membran 38. Das Deckelteil 44 besitzt einen als Rohr
ausgebildeten Kanal 50, der mit der Kammer 48 an einem Ende
in Verbindung steht und mit dem Luftansaugrohr 26 am anderen
Ende verbunden ist. Das Deckelteil 44 wird durch einen
Flansch 52 mit einem gekrümmten Rand 54 befestigt, der um
das Gehäuseteil 42 während des Zusammenbaues der Bauteile
gebördelt wird.
Die Membran 38 besitzt einen relativ dünnen und flexiblen
zentralen Abschnitt 56 und eine in Umfangsrichtung kontinu
ierliche Umfangsrippe 58, die in einer Nut 60 des Gehäuse
teils 42 sitzt und darin durch das Deckelteil 44 gehalten
wird, um eine strömmitteldichte Abdichtung zwischen ihnen und
der Membran 38 zu bilden. Um eine flexiblere und leichter
ansprechende Membran zu bilden, ist sie mit einer in Um
fangsrichtung kontinuierlichen Faltung 62 versehen. Vor
zugsweise hat der aktive Teil der Membran 38 einen Durchmes
ser von ungefähr 18,3 mm (0,720 inch), und er besteht aus
einem flexiblen Elastomer wie z. B. Fluorsilikon-Gummi oder
vorzugsweise einem Acronytrilbutadien-Gummi und kann durch
ein textiles Gebilde verstärkt sein, das in das Elastomer
eingebettet ist.
Flüssiger Kraftstoff wird in die Kammer 46 durch einen Ein
laß 64 in dem Gehäuseteil 42 durch das Ventil 36 hindurch
eingelassen. Kraftstoff wird aus der Kammer 46 durch einen
Auslaß 66 in Form beabstandeter Auslaßöffnungen an den
Kraftstoffverteiler 20 abgegeben. Das Ventil 36 besitzt
einen Ventilkörper 68, der in einer Bohrung 69 des Gehäuse
teils 42 gleitend gelagert ist. Der Ventilkörper 68 besitzt
mehrere axial verlaufende und radial vorstehende Rippen 70,
die mit dem Gehäuseteil 42 Strömungskanäle 72 bilden. Das
Ventil 36 wird von einer Feder 74 vorgespannt, die in einer
Bohrung 76 des Ventilkörpers 36 angeordnet ist und an dem
Gehäuseteil 42 abgestützt ist. Das Ende des Ventilkörpers 68
ist von einem Stopfen 78 aus Gummi verschlossen, der vor
zugsweise am Ventilkörper 68 durch Spritzgießen angebracht
ist. Ein Gewinde 79 sorgt für eine mechanische Befestigung
zwischen dem Stopfen 78 aus Gummi und dem metallischen Ven
tilkörper 68. Eine Kappe 80 mit einem Rand 81 sitzt auf
einem ringförmigen Abschnitt 82 des Ventilkörpers 68 und ist
mit diesem dicht verbunden. Die Kappe 80 besitzt einen Ein
laß 83 in Form einer zentralen Durchgangsbohrung, die von
einem ringförmigen Ventilsitz 84 umgeben wird. Wenn das Ven
til 36 geschlossen ist (Fig. 5), liegt der Stopfen 78 an dem
Ventil 84 an. Die Kappe 80 ist durch einen Preßsitz oder auf
andere Weise an dem Gehäuseteil 42 befestigt und besitzt
mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Noppen 85, die, wenn
sie an der Membran 38 anliegen, eine Kraftstoffströmung in
die Kammer 46 ermöglichen. Vorzugsweise hat der Einlaß 83
einen Durchmesser von ungefähr 4,57 mm (0,18 inch).
Der Ventilkörper 68 wird von einem Betätigungsglied 86 in
Form eines Ventilstiftes erfaßt, der durch das zentrale Loch
in der Membran 38 vorsteht, um an dem Stopfen 78 anzugrei
fen. Der Ventilstift ist an der Membran 38 durch einen Hal
tering 87 mit einem nach oben gedrehten Rand und einer Hal
tescheibe 88 auf der gegenüberliegenden Seite der Membran
befestigt und abgedichtet damit verbunden. Die Membran 38
und das Betätigungsglied 86 werden in Richtung auf den Ven
tilsitz 84 durch eine als Druckfeder ausgebildete Feder 90
vorgespannt, die in der Kammer 48 angeordnet ist und an dem
Haltering 87 und der Kappe 80 anliegt. Die Feder 90 wird in
koaxialer Ausrichtung zu der Längsachse 92 von einer ring
förmigen Schulter 94 in der Kappe 80 gehalten.
Wenn die Brennkraftmaschine 24 einen V-Block mit zwei Zylin
derreihen wie z. B. bei einem V6 oder V8-Motor besitzt, hat
er typischerweise eine getrennte Kraftstoff-Verteilerleiste
20 und Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 22 für jede Zylin
derreihe. Kraftstoff kann beiden Verteilerleisten - entweder
in Parallel- oder Reihenschaltung - von einem einzelnen Be
darfsregler 12 oder gegebenenfalls in Parallelschaltung
durch zwei getrennte Bedarfsregler 12 zugeführt werden, und
zwar jeweils einen für jede Verteilerleiste. Vorzugsweise,
wenn auch nicht notwendigerweise, ist der Bedarfsregler 12
an einer der Verteilerleisten 20 angebracht; wenn zwei Be
darfsregler vorgesehen sind, ist einer an jeder der Vertei
lerleisten angebracht, um sie mit Kraftstoff zu versorgen.
Wenn die Verteilerleiste 20 mit zwei oder mehr beabstandeten
Einspritzvorrichtungen 22 verbunden ist, ist der Bedarfsreg
ler 12 vorzugsweise, wenn auch nicht notwendigerweise, an
der Verteilerleiste angebracht, so daß sein Kraftstoff-Aus
laß 66 ungefähr in der Mitte zwischen den Einspritzvorrich
tungen angeordnet ist, um relativ kurze und im wesentlichen
gleiche Kraftstoffwege zu den Einspritzvorrichtungen zu
schaffen. Wenn die Brennkraftmaschine 2 Verteilerleisten
besitzt, von denen jede zwei oder mehr beabstandete Ein
spritzvorrichtungen aufweist, so ist der Auslaß eines ein
zelnen Bedarfsreglers vorzugsweise, wenn auch nicht notwen
digerweise in der Mitte zwischen den Verteilerleisten und
zwischen den Einspritzvorrichtungen jeder Verteilerleiste
angeordnet, um relativ kurze und im wesentlichen gleiche
Strömungswege zu den Einspritzvorrichtungen zu bilden.
Im Betrieb hat der Druckregler 12 die Funktion, den Druck in
dem Kraftstoffverteiler 20 aufrechtzuerhalten, zu ändern und
zu begrenzen, um einen konstanten Druckabfall an den Ein
spritzvorrichtungen 22 zu erzeugen. Dies wird dadurch er
reicht, daß der Saugrohrdruck über den Kanal 50 an die Kam
mer 48 angelegt wird, um die Membran 38 zu veranlassen, das
Ventil 36 zu betätigen und dadurch den Druck des dem Kraft
stoffverteiler 20 zugeführten Kraftstoffes zu variieren und
zu begrenzen. Da die Kammer 46 mit dem Kraftstoffverteiler
20 durch den Auslaß 66 ständig in Verbindung steht, wird
jede Druckänderung in der Kammer 46 an den Kraftstoffvertei
ler 20 übertragen.
Wenn die Brennkraftmaschine unter stationären Bedingungen
arbeitet, unter denen der Druck in dem Ansaugrohr und der
Durchsatz des an den Kraftstoffverteiler abgegebenen Kraft
stoffes konstant sind, sind die auf das Ventil 35 wirkenden
entgegengerichteten Kräfte ausgeglichen, wobei sich das Ven
til 36 in der Öffnungsstellung befindet, wie dies in Fig. 2
gezeigt ist. Der effektive Unterschied der Kraft, die von
der Feder 90 erzeugt wird und die dem auf die Membran wir
kenden Kraftstoff in der Kammer 46 entgegengerichtet ist,
wird durch das Betätigungsglied 86 auf das Ventil 36 über
tragen. Die auf das Ventil 36 wirkenden entgegengerichteten
Kräfte sind die Kraft, die durch die Vorspannung der Feder
74 erzeugt wird, plus der Kraft, die von dem Unterschied
zwischen dem Druck des Kraftstoffes in der Kammer 46 und des
Kraftstoffes erzeugt wird, der von der Pumpe durch den Ein
laß 64 zugeführt wird und auf die wirksamen Bereiche der
entgegengerichteten Flächen des Ventils 36 einwirkt. Da bei
normalem Betrieb der Brennkraftmaschine üblicherweise dyna
mische und veränderliche und keine stationären Bedingungen
erzeugt werden, übt das Ventil 36 üblicherweise rasche Öff
nungs- und Schließbewegungen aus, um eine im wesentlichen
konstante Druckdifferenz an den Kraftstoffeinspritzvorrich
tungen aufrechtzuerhalten, indem der absolute Druck des von
dem Druckregler an den Kraftstoffverteiler abgegebenen
Kraftstoffs variiert wird.
Unter bestimmten Bedingungen wie z. B. einer Verzögerung der
Brennkraftmaschine bzw. "Hotsoak" schließt das Ventil 36,
und der in dem Kraftstoffverteiler 20 eingeschlossene Kraft
stoff kann sich so stark erhitzen, daß sich sein Volumen
vergrößert. Wenn der Kraftstoff expandiert, bewegen sich die
Membran 38 und damit das Betätigungsglied 86 von dem Ventil
36 weg, und der Druck des in dem Kraftstoffverteiler 20 und
der Kammer 46 eingeschlossenen Kraftstoffes wird größer.
Hierdurch wird der expandierte Kraftstoff gesammelt, und der
erhöhte Druck verzögert und üblicherweise verhindert ein
Verdampfen des erhitzten Kraftstoffes. Die Bewegung der Mem
bran 38 und somit die Vergrößerung des Volumens der Kammer
46 verringern ferner die Druckerhöhung und helfen mit, einen
zu großen Druckaufbau zu verhindern. Ein zu hoher Druck
könnte dazu führen, daß der Kraftstoff in dem Kraftstoff
verteiler 20 durch die Einspritzvorrichtungen 22 ausgetrie
ben wird, was zu Fehlfunktionen führen würde. Wenn aufgrund
der Erwärmung der Druck des expandierten Kraftstoffes zu
groß wird, wird das Ventil 36 entgegen der Vorspannung der
Feder 74 in die Öffnungsstellung bewegt, was eine Druckent
lastung durch ein Zurückfließen des Kraftstoffes an dem Ven
til 36 vorbei durch den Einlaß 64 zur Folge hat, wodurch der
maximale Druckaufbau des in dem Kraftstoffverteiler 20 und
der Kammer 46 eingeschlossenen expandierten Kraftstoffes
begrenzt wird. Wenn der Druck des im Kraftstoffverteiler und
der Kammer eingeschlossenen Kraftstoffes zu dem maximalen
Wert zurückkehrt, schließt das Ventil 36 wieder.
Der maximale Druck, bei dem diese Druckentlastung erfolgt,
ist eine Funktion beider Kräfte, die von der Feder 74 und
der Differenz des Drucks des Kraftstoffs in der Kammer 46
und des an den Einlaß abgegebenen Kraftstoffs 64 erzeugt
werden, der auf die wirksamen Bereiche der entgegengerich
teten Flächen des Ventils 36 wirkt. Der maximale Druck, bei
dem diese Druckentlastung erfolgt, kann somit vorgegeben und
in den Druckregler durch Ändern dieser Variablen eingegeben
werden. Üblicherweise läßt sich dies am einfachsten dadurch
erreichen, daß die Kraft, die von der Feder 74 auf das Ven
til 36 ausgeübt wird, geändert wird.
Als typisches Beispiel kann das Ventil 36 so ausgelegt wer
den, daß bei normalem Betrieb die konstante Druckdifferenz
an den Einspritzvorrichtungen 22 3,44 bar (50 PSIG) beträgt,
der konstante Druck des von dem Kraftstoffmodul 14 an dem
Einlaß 64 abgegebenen Kraftstoffes 3,79 bar (55 PSIG) be
trägt und der maximale Überdruck in der Kammer 46 aufgrund
einer Erhitzung des eingeschlossenen Kraftstoffes, bei dem
die Druckentlastung erfolgt, ungefähr 4,13 bar (60 PSIG) be
trägt. Typischerweise wird der Druckregler 12 bei einer
Brennkraftmaschine mit einem Saugrohr-Unterdruck eingesetzt,
der sich im Bereich von 0,34 bar bis 1,72 bar (5 bis 25
PSIG) ändert. Wenn aufgrund veränderlicher Betriebsbedin
gungen der Druck des im Kraftstoffverteiler 20 und in der
Kammer 46 eingeschlossenen Kraftstoffes auf 3,44 bar (50
PSIG) abfällt, öffnet das Ventil 36 entgegen der Kraft der
Feder 74, um Kraftstoff aus dem Einlaß 64 an den Kraftstoff
verteiler 20 abzugeben. Ein praktisches Ausführungsbeispiel
dieses Druckreglers, der bei diesen Drücken und Betriebs
parametern arbeitet, hat eine Membran 38 mit einem wirksamen
Durchmesser von ungefähr 18,3 mm (0,72 inch), eine Feder 90
mit einer Kraft von ungefähr 89 N (20 Pound) und einer Fe
derrate von ungefähr 6,48 N/mm (37 Pound/inch), ein zentra
les Loch in dem Ventilsitz 84 mit einem Durchmesser von un
gefähr 4,57 mm (0,18 inch) und ein Ventil 36 mit entgegenge
richteten Flächen, die jeweils einen wirksamen Bereich von
ungefähr 0,16 cm² (0,025 inch²) haben.
Fig. 7 zeigt eine Einweg-Kraftstoffzuführanlage 140 für ein
Fahrzeug, bei der der Bedarfsregler 12 mit Kraftstoff eines
im wesentlichen konstanten Drucks von dem Kraftstoffmodul 14
mit einem Bypass-Druckregler 142 versorgt wird. Um dem Be
darfsregler 12 Kraftstoff zuzuführen, ist der Auslaß 144 der
Kraftstoffpumpe 34 mit dem Einlaß 64 des Bedarfsreglers 12
durch die Kraftstoffleitung 18 über ein Einwegventil 146
verbunden, das eine Rückströmung des Kraftstoffs in die
Pumpe verhindert. Um eine Bezugsgröße bereitzustellen, ist
die Durchlaßöffnung 50 des Bedarfsreglers 12 durch einen
Schlauch 148 mit dem Luftansaugkanal 26 der Brennkraftma
schine verbunden, um Kraftstoff vom Pumpenauslaß im Bypass
abzuleiten und dadurch einen konstanten Druck bei veränder
lichem Kraftstoffbedarf aufrechtzuerhalten, ist der Einlaß
150 des Bypass-Reglers 142 mit der Kraftstoffleitung 18
stromab des Einwegventils 146 und stromauf des Bedarfsreg
lers 12 verbunden, und sein Auslaß 152 führt Kraftstoff zu
einem Speicher 154 in dem Kraftstofftank 30 zurück. Vorzugs
weise sind beide Regler mit dem Auslaß der Kraftstoffpumpe
durch ein Filter 155 verbunden (Fig. 8).
Im Betrieb steuert und regelt der Bypass-Regler 142 den
Kraftstoffdruck so, daß ein im wesentlichen konstanter Druck
des dem Bedarfsregler 12 zugeführten Kraftstoffs aufrechter
halten wird, indem ausreichend Kraftstoff aus dem Auslaß 144
der Kraftstoffpumpe im Bypass abgeleitet und dadurch ein
konstanter Einlaßdruck am Bedarfsregler aufrechterhalten
wird, der höher und üblicherweise ungefähr 0,21 bis 0,42 bar
(3 bis 6 psi) höher als der Auslaßdruck des Kraftstoffes
ist, den der Bedarfsregler 12 an die Verteilerleiste 20 und
die Einspritzvorrichtungen 22 der Brennkraftmaschine abgibt.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, umfaßt der Bypass-Regler 142
einen Druckfühler-Schalter 156, dem eine Steuerschaltung 158
mit einem impulsbreiten Modulator und einer Antriebsschal
tung 160 zugeordnet ist, welche die Drehzahl ändert, mit der
der elektrische Motor 32 die Kraftstoffpumpe 34 antreibt.
Die Steuerschaltung 158 treibt die Kraftstoffpumpe mit einer
Drehzahl an, welche eine inverse Funktion des Kraftstoff
drucks am Pumpenauslaß und somit eine direkte Funktion des
Kraftstoffbedarfs der Brennkraftmaschine ist. Eine geeignete
Pumpen-Steuerschaltung dieser Art ist in der US 4,926,829
offenbart und wird daher nicht weiter beschrieben.
Im Betrieb der Kraftstoffzuführanlage 140 fördert die Kraft
stoffpumpe 34 bei Erregung des elektrischen Motors 32 Kraft
stoff zu dem Bedarfsregler 12 mit einem im wesentlichen kon
stanten Druck von beispielsweise 3,79 bar (55 psig). Der
Lieferdruck wird im wesentlichen konstant gehalten durch den
Bypass-Regler 142 und den Druckfühler-Schalter 156 und die
zugehörige Steuerschaltung 158, welche die Drehzahl des Pum
penmotors 32 in Abhängigkeit von dem Kraftstoffbedarf der
Brennkraftmaschine ändert. Obgleich die Last, die Drehzahl
und andere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine sich
ändern, gibt der Bedarfsregler 12 normalerweise Kraftstoff
an die Verteilerleiste 20 und die Einspritzvorrichtungen 22
mit einem im wesentlichen konstanten Druckabfall an den
Einspritzvorrichtungen 22 bei etwas niedrigerem Druck als
3,44 bar (50 psig) ab. Bei bestimmten Bedingungen wie z. B.
eine Verzögerung der Brennkraftmaschine oder einem Hotsoak-
Zustand schließt das Ventil 36 des Bedarfsreglers 12, und
während in der Verteilerleiste eingeschlossener Kraftstoff
erwärmt wird, expandiert er und wird in der Kammer 46 des
Bedarfsreglers 12 gesammelt, wie weiter oben erläutert wur
de. Wenn der Druck des gesammelten Kraftstoffes zu groß
wird, wird das Ventil 36 zwangsweise geöffnet, um einen Teil
des gespeicherten Kraftstoffes abzulassen und dadurch seinen
maximalen Druck auf einen vorgegebenen höheren Druck wie
z. B. 4,13 bar (60 psig) zu begrenzen. Dieser abgelassene
Kraftstoff wird von dem Bypass-Regler 142 in den Speicher
154 bzw. in den Kraftstofftank 30 abgegeben. Bei dieser
Kraftstoffzuführanlage 140 arbeitet der Bedarfsregler 142 im
wesentlichen in der gleichen Weise wie bei der Kraftstoffzu
führanlage 10, und somit wird seine Betriebsweise nicht wei
ter beschrieben.
Wenn bei diesem höheren Druck (beispielsweise 4,13 bar bzw.
60 psig) eine Leckage, Fehlfunktion oder Schädigung des By
pass-Reglers 142 durch eine Rückströmung des Kraftstoffes
durch ihn hindurch droht, kann er durch ein Einwegventil und
ein Druckentlastungsventil geschützt werden, die stromab des
Bypass-Reglers 142 und stromauf des Bedarfsreglers 12 in
Reihe geschaltet angeordnet sind. Das Einwegventil würde
verhindern, daß der Bypass-Regler 142 einer Rückströmung aus
dem Bedarfsregler ausgesetzt wird und das Entlastungsventil
würde von dem Bedarfsregler zurückströmenden Kraftstoff zu
dem Kraftstofftank mit einem Druck zurückführen, der gleich
oder größer als der Druck ist, bei dem das Druckentlastungs
ventil öffnet (wie z. B. 4,13 bar bzw. 60 psig). Wenn dieses
Einwegventil und Druckentlastungsventil verwendet werden,
kann das Einwegventil 146 weggelassen werden.
Fig. 9 zeigt eine weitere Einweg-Kraftstoffzuführanlage 230
mit einem Bedarfsregler 12, dem Kraftstoff mit im wesent
lichen konstantem Druck von einer elektrischen Kraftstoff
pumpe 240 mit einem Bypass-Druckentlastungsventil 250 zuge
führt wird. Die Anlage besitzt einen Kraftstofftank 232 mit
einem Kraftstoffspeicher 234, der die Pumpe 240 mit einem
herkömmlichen Einlaß in den Speicher und einem Auslaßkanal
242 enthält, der mit einem Filter durch ein Einwegventil 248
verbunden ist, das die Abgabe von Kraftstoff aus dem Pumpen
auslaß zuläßt und eine Rückströmung von Kraftstoff zu der
Pumpe verhindert. Der Auslaß des Filters 244 ist mit dem
Einlaß 64 des Bedarfsreglers 12 durch eine Leitung 260 ver
bunden. Um den Druck des dem Bedarfsregler 12 zugeführten
Kraftstoffes zu steuern, ist ein Bypass-Kanal 246 mit der
Leitung 260 zwischen dem Pumpenauslaß und dem Einlaß 64 des
Bedarfsreglers verbunden und vorzugsweise stromab des Fil
ters 244 angeschlossen, um Kraftstoff an den Speicher 234
durch das Druckentlastungsventil 250 zurückzuführen, dessen
als Kugel ausgebildetes Ventilglied 251 von einer Feder 252
in seine Schließstellung gedrückt wird. Die von der Feder
252 erzeugte Kraft ist so eingestellt, daß das Ventil bei
einem Druck (beispielsweise 3,79 bar bzw. 55 psig) öffnet,
der (üblicherweise um ungefähr 0,21 bis 0,42 bar bzw. 3 bis
6 psig) größer als der Druck (z. B. 3,44 bar bzw. 50 psig)
ist, bei dem der Bedarfsregler 12 Kraftstoff durch die Lei
tung 264 zu der Verteilerleiste 20 und den Einspritzvorrich
tungen 22 der Brennkraftmaschine 24 fördert. Vorzugsweise
ist der Bedarfsregler 12 angrenzend an der Brennkraftmaschi
ne 24 angeordnet, um die Verbindung der Durchlaßöffnung 50
mit dem Luftansaugrohr 26 durch die Leitung 262 zu erleich
tern.
Im Betrieb der Kraftstoffzuführanlage 230 wird die Pumpe 240
vorzugsweise mit im wesentlichen konstanter Drehzahl ange
trieben, um Kraftstoff durch die Leitung 242, das Einweg
ventil 248, das Filter 244 und die Leitung 260 zu dem Be
darfsregler 12 zu fördern. Um den Kraftstoff mit im wesent
lichen konstantem Druck (von z. B. 3,79 bar bzw. 55 psig) zu
fördern, wird ein Teil des von der Pumpe abgegebenen Kraft
stoff im Bypass durch die Leitung 246 und das Druckentla
stungsventil 250 in den Speicher 234 bzw. den Tank 232 zu
rückgeführt. Der Bedarfsregler 12 gibt Kraftstoff an die
Verteilerleiste 20 und die Einspritzvorrichtungen 22 der
Brennkraftmaschine bei einem im wesentlichen konstanten
Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen ab, der etwas
kleiner als der Lieferdruck (z. B. 3,44 bar bzw. 50 psig)
ist, wenngleich sich der Kraftstoffbedarf bzw. die Anfor
derung der Brennkraftmaschine bei unterschiedlicher Last,
Drehzahl und anderen Betriebsparametern ändert. Während
einer Verzögerung der Brennkraftmaschine bzw. einem Hotsoak-
Zustand wird Kraftstoff eingeschlossen, und wenn er expan
diert, sammelt er sich in dem Bedarfsregler 12. Wenn der
Druck des eingeschlossenen Kraftstoffs übermäßig bzw. unzu
lässig ansteigt, wird er teilweise durch den Bedarfsregler,
den Bypass-Kanal 246, das Druckentlastungsventil 250 in den
Speicher 234 bzw. den Tank 232 abgelassen. Im Betrieb der
Kraftstoffzuführanlage 230 arbeitet der Bedarfsregler im
wesentlichen in der gleichen Weise wie bei den Kraftstoff
zuführanlagen 10 und 14, und somit wird seine Betriebsweise
nicht weiter beschrieben.
Fig. 10 zeigt einen abgewandelten Kraftstoffregler 110, bei
dem sämtliche Einzelteile, die mit denen des Bedarfsreglers
12 identisch sind, die gleichen Bezugszeichen haben. Der
Bedarfsregler 110 hat einen abgewandelten Ventilsitz, der
von einem O-Ring 112 in einer Trägerscheibe 114 gebildet
wird. Die Trägerscheibe 114 wird in einer Gegenbohrung 116
von einer Kappe 118 gehalten, die auf dem ringförmigen Ab
schnitt 120 des Gehäuses gehalten wird und eine zentrale
Durchgangsbohrung 122 aufweist. Das Ventil 36′ besitzt ein
modifiziertes Gehäuse mit einer geschlossenen Stirnfläche
124, die gegen den O-Ring 112 abgedichtet ist, wenn das
Ventil geschlossen ist. Ein Betätigungsglied 126 in Form
eines Stiftes ragt durch die Stirnfläche des Ventilgehäuses
hindurch und ist daran befestigt und abgedichtet, so daß es
von der Membran 38 erfaßt werden kann, um das Ventil zu
verstellen. Um zum Erfassen des Betätigungsgliedes 126 ist
ein Knopf 128 an dem Federhalter 87, der Membran 38 und der
Abstützscheibe 130 befestigt und abgedichtet. Die Scheibe
130 besitzt in Umfangsrichtung beabstandete und nach unten
ragende Noppen 132, die durch Anlage an der Kappe 118 einen
Spalt zwischen ihnen bilden, so daß Kraftstoff in die Kammer
46 strömen kann. Im Betrieb arbeitet der Bedarfsregler 110
in der gleichen Weise wie der Bedarfsregler 12 der Fig. 2,
abgesehen davon, daß das Betätigungsglied 126 von dem Ventil
getragen wird und unabhängig zu der Membran 38 ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bedarfsreglers 110
ist in Fig. 11 gezeigt, der im wesentlichen den gleichen
Aufbau wie der Bedarfsregler 12 hat, abgesehen davon, daß
zusätzlich ein Elektromagnet 102 vorgesehen ist, der unter
extremen Hotsoak-Bedingungen das andernfalls geschlossene
Ventil 36 öffnet. Der Körper des Ventils 36 besteht aus
einem ferromagnetischen Material wie z. B. Stahl, so daß er
in seine Öffnungsstellung bewegt wird, wenn eine Spule 104
des Elektromagneten 102 elektrisch erregt wird.
Fig. 12 zeigt eine Einweg-Kraftstoffzuführanlage 250, die
den Bedarfsregler 100 dazu benutzt, Dampfbildung stromab des
Bedarfsreglers unter extremen Hotsoak-Bedingungen zu verhin
dern. Kraftstoff wird dem Einlaß des Bedarfsreglers 100 mit
einem im wesentlichen konstanten Druck von z. B. 3,79 bar (55
psig) zugeführt, vorzugsweise von einer Kraftstoffpumpe 34
mit einem elektrischen Motor 32, der mit veränderlicher
Drehzahl von einer elektronischen Steuerschaltung 158 mit
einem impulsbreiten Modulator 160 angetrieben wird, der auf
einen Druckfühler-Schalter 156 anspricht und einen Bypass-
Regler 142 aufweist. Diese Bauteile sind im wesentlichen die
gleichen wie die der Kraftstoffzuführanlage 140 und werden
somit nicht mehr weiter beschrieben.
Bei der Kraftstoffzuführanlage 250 wird der Elektromagnet
102 in Abhängigkeit von einem Signal eines Temperaturfühlers
252 erregt, der vorzugsweise an der Verteilerleiste vorge
sehen ist, um die Temperatur des Kraftstoffs in der Vertei
lerleiste anzuzeigen; er wird vorzugsweise von der elektro
nischen Steuerschaltung 254 (EEC) der Brennkraftmaschine
erregt, wenn die Fahrzeugzündung eingeschaltet wird. Wenn
bei eingeschalteter Zündung der Temperaturfühler 252 an
zeigt, daß die Temperatur des Kraftstoffes in der Vertei
lerleiste oberhalb einer vorgegebenen Mindesttemperatur
liegt, erregt die Steuerschaltung 254 den Elektromagneten
102, um das andernfalls geschlossene Ventil 36 zu öffnen.
Die Steuerschaltung 254 ist mit dem Temperaturfühler 252
durch eine elektrische Leitung 256 verbunden, und das Ma
gnetventil ist mit der Steuerschaltung 254 durch eine
elektrische Leitung 258 verbunden.
Unter extremen Bedingungen kann die Temperatur des in der
Verteilerleiste und der Kammer 46 eingeschlossenen Kraft
stoffes auf 77 bis 104°C (170 bis 220°F) ansteigen. Bei
dieser extremen Temperatur ist es erforderlich, den Druck
des Kraftstoffes in der Verteilerleiste auf einem Minimum
von 3,79 bis 4,13 bar (55 bis 60 psig) zu halten, um Dampf
bildung zu vermeiden. Wenn die Brennkraftmaschine unter
diesen extremen Hoatsoak-Bedingungen angelassen wird, würde
die Druckdifferenz an den Einspritzvorrichtungen auf 3,44
bar (50 psig) abfallen, ehe das Ventil 36 normalerweise
öffnen würde, und dieser Druckabfall hätte eine schlagartige
Verdampfung und die Bildung von Kraftstoffdampf in der Ver
teilerleiste zur Folge, was den Betrieb der Brennkraftma
schine nachteilig beeinflussen würde. Um diesen Zustand zu
vermeiden, erzeugt der Temperaturfühler 252 bei Anstieg der
Temperatur auf über 77°C (170°F) ein Signal, das den Elek
tromagneten 102 aktiviert und das normalerweise geschlossene
Ventil 36 des Bedarfsreglers 100 öffnet, wenn die Zündung
eingeschaltet wird, so daß - ehe die Brennkraftmaschine 24
gedreht wird - der Druck des Kraftstoffes, der von der
Kraftstoffpumpe 34 dem Einlaß 64 des Bedarfsreglers zuge
führt wird, einen ausreichend hohen Druck des Kraftstoffs in
der Verteilerleiste aufrechterhält, um eine Dampfbildung zu
verhindern. Der Temperaturfühler und der Elektromagnet
übersteuern den normalen Reglerbetrieb und halten das Ventil
36 in seiner geöffneten Stellung, bis die Temperatur des
Kraftstoffs unter 77°C (170°F) fällt; hierauf wird der Elek
tromagnet deaktiviert, so daß der Regler in seinen normalen
Betriebszustand zurückkehrt, wie dies weiter oben in Ver
bindung mit dem Bedarfsregler 12 beschrieben wurde.
Fig. 13 zeigt eine Einweg-Kraftstoffzuführanlage 280 mit
einem modifizierten Bedarfsregler 282, der an einer Vertei
lerleiste 20 angebracht ist und mit Kraftstoff eines im
wesentlichen konstanten Drucks von einem Kraftstoffmodul 14
versorgt wird, das eine Zentrifugalpumpe 284 aufweist, wel
che von einem elektrischen Motor 286 mit konstanter Drehzahl
angetrieben wird. Wenn die Zentrifugalpumpe 284 mit kon
stanter Drehzahl angetrieben wird, liefert sie einen im we
sentlichen konstanten Auslaßdruck über einen großen Bereich
von Kraftstoffdurchsätzen. Kraftstoff wird von dem Auslaß
288 der Pumpe 284 zu dem Einlaß 64 des Bedarfsreglers durch
ein Einwegventil 290 gefördert, das einer Rückströmung zur
Pumpe und einer Kraftstoffleitung 292 verhindert.
Wie in Fig. 14 dargestellt ist, erhält der modifizierte Be
darfsregler 282 seine Bezugsgröße nicht von dem Ansaugrohr
der Brennkraftmaschine, und seine Fluidkammer 48 könnte
durch eine Öffnung in der Kappe 44 unmittelbar mit der umge
benden Atmosphäre verbunden sein. Vorzugsweise besitzt er
jedoch eine geschlossene und abgedichtete gasgefüllte Kammer
48, die bei einer Leckage, einem Reißen oder einem Fehlver
halten der Membran 38 verhindert, daß flüssiger Kraftstoff
an die Atmosphäre bzw. aus dem Bedarfsregler heraus gelangt.
Um zu verhindern, daß Temperaturänderungen des Gases bzw.
des Fluids (wie z. B. Luft) in der Kammer 48 den Auslaßdruck
des Bedarfsreglers beeinträchtigt oder ändert, wird eine
Expansion bzw. Kontraktion des Gases in der Kammer 48 durch
einen hochflexiblen Balg 294 aufgefangen, der in der Kammer
48 angeordnet ist und einen ringförmigen Rand 296 aufweist,
welcher in einem Loch 298 der Kappe sitzt und dicht mit die
ser verbunden ist. Da der Balg 294 auf einer Seite mit der
Kammer 48 und auf der anderen Seite mit der umgebenden At
mosphäre in Verbindung steht, kann er eine Expansion und
Kontraktion des Gases innerhalb der Kammer 48 aufgrund von
Temperaturänderungen ausgleichen. Wenn kein Temperaturaus
gleich erwünscht ist, kann die Kammer 48 einfach von einer
undurchlässigen starren Kappe 44 verschlossen und abge
dichtet werden; dies würde allerdings einen Anstieg des Aus
laßdrucks des Bedarfsreglers von ungefähr 0,27 bar (4 psig)
erzeugen, wenn die Temperatur von ungefähr -40°C (-40°F) auf
mehr als 93°C (200°F) ansteigt. Da der elektrische Motor 286
und somit die Pumpe 284 mit konstanter Drehzahl angetrieben
werden, kann die Leistungsversorgung mit Strom einer kon
stanten Spannung erfolgen, die durch eine elektronische
Steuereinrichtung (EEC) 300 der Brennkraftmaschine oder un
mittelbar durch das elektrische System des Fahrzeugs ge
liefert und geregelt wird. Die übrigen Bauteile des Bedarfs
reglers 282 sind die gleichen wie die des Bedarfsreglers 12,
welche die gleichen Bezugszeichen haben, und somit wird die
Beschreibung dieser Bauteile nicht wiederholt.
Im Betrieb der Anlage 280 wird die Zentrifugalpumpe 284 mit
im wesentlichen konstanter Drehzahl von dem elektrischen Mo
tor 286 angetrieben, um Kraftstoff bei im wesentlichen kon
stantem Druck an den Einlaß 64 des Bedarfsreglers 282 durch
das Einwegventil 290 und die Kraftstoffleitung 292 abzuge
geben. Der Ist-Druck, mit dem die Pumpe Kraftstoff abgibt,
kann durch Ändern der Drehzahl geändert werden, mit der die
Pumpe angetrieben wird. Wenn Kraftstoff an den Bedarfsregler
282 bei konstantem Druck von z. B. 3,79 bar (55 psig) abge
geben wird, gibt der Bedarfsregler 282 Kraftstoff an die
Verteilerleiste 20 und die Einspritzvorrichtungen 22 der
Brennkraftmaschine 24 mit einem etwas niedrigeren Druck wie
z. B. 3,44 bar (50 psig) ab, wenngleich sich der Kraftstoff
bedarf bzw. die Anforderung der Brennkraftmaschine bei un
terschiedlicher Last, Drehzahl und anderen Betriebsparame
tern ändert. Wenn die Brennkraftmaschine unter einem sta
tionären Zustand mit konstantem Durchsatz des der Vertei
lerleiste zugeführten Kraftstoffes arbeiten würde, wären die
auf das Ventil 36 einwirkenden entgegengerichteten Kräfte
ausgeglichen, wenn sich das Ventil in der Öffnungsstellung
befindet, wie in Fig. 14 dargestellt ist. Da jedoch bei nor
malem Betrieb der Brennkraftmaschine dynamische und verän
derliche und somit nicht stationäre Betriebszustände ent
stehen, führt das Ventil 36 üblicherweise rasche Öffnungs- und
Schließbewegungen aus, um einen im wesentlichen kon
stanten Druck von z. B. 3,44 bar (50 psig) des Kraftstoffes
aufrechtzuerhalten, der der Verteilerleiste und somit den
Einspritzvorrichtungen zugeführt wird.
Unter bestimmten Bedingungen wie z. B. einer Verzögerung der
Brennkraftmaschine bzw. einem Hotsoak-Zustand schließt das
Ventil 36 des Bedarfsreglers 282, und wenn sich der in der
Verteilerleiste eingeschlossene Kraftstoff erwärmt, expan
diert er und sammelt sich in der Kammer 46 des Bedarfsreg
lers, wie weiter oben erläutert wurde. Wenn der Druck des
gesammelten Kraftstoffes zu groß wird, wird das Ventil 36
zwangsweise geöffnet, um einen Teil des angesammelten
Kraftstoffes abzulassen und dadurch seinen maximalen Druck
auf einen vorgegebenen höheren Druck wie z. B. 4,13 bar (60
psig) zu begrenzen. Dieser abgelassene Kraftstoff wird in
das Kraftstoffmodul 14 bzw. den Tank 30 durch ein Druckent
lastungsventil 294 abgegeben, das in die Zuführleitung 292
des Bedarfsreglers zwischen dem Einwegventil 290 und dem
Bedarfsregler geschaltet ist.
Fig. 15 zeigt eine abgewandelte Einweg-Kraftstoffzuführ
anlage 310, bei der die Fluidkammer 48 des Bedarfsreglers 12
unter zumindest einigen Betriebszuständen der Brennkraftma
schine atmosphärischem oder überatmosphärischem Druck statt
dem Druck des Ansaugrohres ausgesetzt werden kann. Bei
spielsweise kann es bei Hotsoak-Bedingungen wünschenswert
sein, die Kammer 48 mit atmosphärischem oder überatmosphäri
schem Druck zu beaufschlagen, um dadurch den Druck des
Kraftstoffes, der den Einspritzvorrichtungen beim Starten
der Brennkraftmaschine und während des Betriebs der Brenn
kraftmaschine zugeführt wird, zu erhöhen (um eine Verdamp
fung des Kraftstoffs zu mindern oder zu vermeiden), bis die
Temperatur des Kraftstoffes in der Verteilerleiste 20 auf
eine normale Betriebstemperatur abfällt, die üblicherweise
kleiner als ungefähr 77°C (170°F) ist. Unter einigen Be
triebszuständen der Brennkraftmaschine wie z. B. Vollast oder
maximale Beschleunigung kann es wünschenswert sein, die Kam
mer 48 mit atmosphärischem oder überatmosphärischem Druck zu
beaufschlagen, um den Kraftstoffdruck und somit den Be
triebsbereich sowohl die maximale Kraftstoffmenge, die die
Einspritzvorrichtungen an die Brennkraftmaschine abgeben
können, zu vergrößern.
Wie in Fig. 15 gezeigt ist, kann Luft überatmosphärischen
Drucks von einer Druckquelle in Form eines Verdichters 312
erzeugt und durch ein magnetgesteuertes Ventil 314 der
Durchlaßöffnung 50 der Kammer 48 des Bedarfsreglers 12 zuge
führt werden. Der Auslaß des Verdichters 312 ist mit einer
ersten Einlaßöffnung des Ventils 314 durch eine Förderlei
tung 316 verbunden, und die Auslaßöffnung des Ventils 314
ist mit der Durchlaßöffnung 50 des Bedarfsreglers durch die
Leitung 318 verbunden. Um Luft atmosphärischen Drucks dem
Bedarfsregler 127 zuzuführen, steht eine zweite Einlaßöff
nung des Ventils durch die Einlaßleitung 320 mit der umge
benden Atmosphäre in Verbindung. Um der Durchlaßöffnung 50
des Bedarfsreglers mit dem Druck des Luftansaugrohres zu
beaufschlagen, ist ein dritter Einlaß des Ventils 314 mit
dem Luftansaugrohr 26 durch die Leitung 322 verbunden.
Vorzugsweise wird das Ventil 314 durch eine elektronische
Steuereinrichtung 324 (EEC) der Brennkraftmaschine gesteu
ert, die typischerweise die Menge des Kraftstoffes, der der
Brennkraftmaschine 24 unter verschiedenen Betriebszuständen
zuzuführen ist, berechnet und bestimmt und die Einspritzvor
richtungen 22 der Brennkraftmaschine entsprechend betätigt.
Ihn die Steuereinrichtung 324 mit einem Signal entsprechend
der Temperatur des den Einspritzvorrichtungen zugeführten
Kraftstoffes zu versorgen, kann ein Temperaturfühler 326 an
der Verteilerleiste 26 angebracht und mit der Steuerein
richtung 324 elektrisch verbunden sein. Da die Steuerein
richtung 324 die Menge des an die Brennkraftmaschine abzu
gebenden Kraftstoffes berechnet und festlegt, kann sie auch
die Drehzahl des elektrischen Motors 34 und somit die Dreh
zahl der Pumpe 32 steuern, um einen im wesentlichen kon
stanten Druck von z. B. 3,79 bar (55 psig) des Kraftstoffes
aufrechtzuerhalten, der von dem Auslaß der Pumpe zu dem
Einlaß 64 des Bedarfsreglers 12 gefördert wird. Die Steu
ereinrichtung kann den Pumpenmotor 34 durch ein System mit
offener Regelschleife antreiben, in welchem sie die Spannung
des Stroms steuert, der an den elektrischen Motor angelegt
wird, um die Drehzahl der Pumpe zu ändern, und zwar ohne das
Erfordernis einer auf den Pumpenauslaßdruck ansprechenden
Druckfühlerregelung, wie sie in der mit geschlossener Regel
schleife versehenen Anlage 140 der Fig. 7 und 8 und Anlage
250 der Fig. 12 verwendet wird.
Bei all den beschriebenen Anlagen dämpft der Bedarfsregler
die Kraftstoff-Druckschwankungen, die durch den Betrieb der
Einspritzvorrichtungen erzeugt werden und isoliert praktisch
die Kraftstoff-Förderleitung und sämtliche Bauteile der
Kraftstoff-Zuführanlage stromauf des Bedarfsreglers gegen
über diesen Druckschwankungen und der Übertragung von Ge
räusch, die durch diese Schwankungen bei Betrieb der Ein
spritzvorrichtungen erzeugt wird.
Im Betrieb wird der Auslaßdruck des Bedarfsreglers durch
eine Betätigung des Ventils in Abhängigkeit von einem ersten
Bewegungsbereich der Membran zum Öffnen und Schließen des
Ventils geregelt; wenn bei geschlossenem Ventil der einge
schlossene Kraftstoff expandiert, wird er über einen zweiten
Bewegungsbereich der Membran unabhängig von dem Ventil ge
sammelt und wenn die Expansion des eingeschlossenen Kraft
stoffes einen zu hohen Druck erzeugt, öffnet er unmittelbar
das Ventil, um einen Teil des eingeschlossenen Kraftstoffes
abzulassen und den maximalen Druck des verbleibenden gesam
melten Kraftstoffes zu begrenzen.
Claims (44)
1. Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine mit einem
Luftansaugrohr (26) und mindestens einer Kraftstoff-Ein
spritzvorrichtung (22) versehene Brennkraftmaschine (24),
mit einem Bedarfsregler (12) mit einem Gehäuse (40), einer
Membran (38), die zusammen mit dem Gehäuse (40) eine expan
dierbare Kraftstoffkammer (46) bildet, wobei die Membran
(38) relativ zu dem Gehäuse (40) in Richtung einer Volumen
verringerung der expandierbaren Kammer (46) elastisch vor
gespannt wird, einem Kraftstoff-Auslaß (66) aus der expan
dierbaren Kammer (46) zur kontinuierlichen Verbindung mit
der Einspritzvorrichtung (22), einem Bedarfsregler-Einlaß
(64), der von dem Gehäuse (40) getragen wird, um Kraftstoff
an die expandierbare Kammer (46) abzugeben, einer elektri
schen Kraftstoffpumpe (32) mit einem Pumpeneinlaß, der mit
einem Kraftstofftank (30) in Verbindung steht, und einem
Pumpen-Auslaß, der mit dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers
(12) in Verbindung steht, um ihn bei normalen Betriebsbe
dingungen mit Kraftstoff eines im wesentlichen konstanten
Drucks zu versorgen, einem Ventil (36), das zwischen dem
Reglereinlaß (64) und der expandierbaren Kammer (46) ange
ordnet und der Membran (38) zugeordnet ist, um sich in eine
Öffnungs- und Schließstellung zu bewegen und dadurch den
Strom des gesamten Kraftstoffes aus dem Reglereinlaß (64)
durch die expandierbare Kammer (46) zu regeln und den ge
samten Kraftstoff aus der expandierbaren Kammer der Ein
spritzvorrichtung (22) in Abhängigkeit von dem Kraftstoff
bedarf der Brennkraftmaschine (24) bei normalen Betriebsbe
dingungen zuzuführen, wobei die Membran (83), wenn das Ven
til (36) schließt und der zwischen der Einspritzvorrichtung
(22) und dem Ventil (36) eingeschlossene Kraftstoff expan
diert, sich relativ zu dem Gehäuse (40) bewegt und dadurch
das Volumen der expandierbaren Kammer (46) vergrößert und
somit eine Expansion des eingeschlossenen Kraftstoffes er
möglicht.
2. Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine mit einem
Luftansaugrohr (26) und mindestens einer Kraftstoff-Ein
spritzvorrichtung (22) versehenen Brennkraftmaschine (24),
mit einem Bedarfsregler (12) mit einem Gehäuse (40), einer
Membran (38), die zusammen mit dem Gehäuse (40) eine expan
dierbare erste Kammer (46) und eine zweite Kammer (48) bil
det, wobei die Membran gegenüberliegende Flächen hat, von
denen die eine nur mit der ersten Kammer (46) und die andere
nur mit der zweiten Kammer (48) in Verbindung steht, wobei
die zweite Kammer (48) einen Kanal (50) aufweist, der mit
dem Luftansaugrohr (26) der Brennkraftmaschine (24) in Ver
bindung steht, einem Kraftstoff-Auslaß (66) aus der ersten
Kammer (46), der mit der Einspritzvorrichtung verbunden ist,
um sie mit Kraftstoff zu versorgen, einem Kraftstoff-Einlaß
(64), der von dem Gehäuse (40) getragen wird und zur Kraft
stoffversorgung der ersten Kammer (46) dient, einer elektri
schen Kraftstoffpumpe (32) mit einem Pumpeneinlaß, der mit
einem Kraftstofftank (30) in Verbindung steht und einem
Pumpenauslaß, der mit dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers
(12) in Verbindung steht, um ihm bei normalen Betriebsbedin
gungen Kraftstoff bei im wesentlichen konstantem Druck zuzu
führen, wobei die Membran (38) relativ zu dem Gehäuse (40)
in Richtung einer Volumenverringerung der expandierbaren
ersten Kammer (46) elastisch vorgespannt ist, einem Ventil
(36), das von dem Gehäuse getragen wird und in der Verbin
dung zwischen dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers und der
ersten Kammer (46) angeordnet und der Membran (38) zugeord
net ist, so daß das Ventil in eine Öffnungs- und Schließ
stellung bewegbar ist, um den Kraftstoffstrom von dem Einlaß
des Bedarfsreglers in die erste Kammer so zu regeln, daß ein
im wesentlichen konstanter Druckabfall an der Einspritzvor
richtung bei normalen Betriebsbedingungen erzeugt wird, wo
bei die Membran, wenn das Ventil schließt und der zwischen
der Einspritzvorrichtung und dem Ventil angeschlossene
Kraftstoff expandiert, sich relativ zu dem Gehäuse bewegt
und dadurch das Volumen der ersten Kammer vergrößert, um
dadurch eine Expansion des eingeschlossenen Kraftstoffes zu
ermöglichen.
3. Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine mit einem
Luftansaugrohr (26) und mindestens einer Kraftstoff-Ein
spritzvorrichtung (22) versehenen Brennkraftmaschine (24),
mit einem Bedarfsregler (12) mit einem Gehäuse (40), einer
Membran (38), die zusammen mit dem Gehäuse (40) eine expan
dierbare Kraftstoffkammer (46) bildet, wobei die Membran
(38) relativ zu dem Gehäuse (40) in Richtung einer Volumen
verringerung der expandierbaren Kammer (46) elastisch vorge
spannt wird, einem Kraftstoff-Auslaß (66) aus der expandier
baren Kammer (46) zur kontinuierlichen Verbindung mit der
Einspritzvorrichtung (22), einem Bedarfsregler-Einlaß (64),
der von dem Gehäuse (40) getragen wird, um Kraftstoff an die
expandierbare Kammer (46) abzugeben, einer elektrischen
Kraftstoffpumpe (32) mit einem Pumpeneinlaß, der mit einem
Kraftstofftank (30) in Verbindung steht, und einem Pumpen-
Auslaß, der mit dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers (12) in
Verbindung steht, um ihn bei normalen Betriebsbedingungen
mit Kraftstoff eines im wesentlichen konstanten Drucks zu
versorgen, einem Ventil (36), das in der Verbindung zwischen
dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers (12) und der expandier
baren Kammer (46) angeordnet und der Membran zugeordnet ist,
um sich in eine Öffnungs- und Schließstellung bewegbar zu
sein und dadurch den Strom von Kraftstoff aus dem Einlaß
(64) des Bedarfsreglers durch die expandierbare Kammer (46)
zu regeln und den gesamten Kraftstoff aus der expandierbaren
Kammer (46) der Einspritzvorrichtung (22) zuzuführen und
zwar in Abhängigkeit von dem Kraftstoffbedarf der Brenn
kraftmaschine (24) bei normalen Betriebsbedingungen der
Brennkraftmaschine, um einen Soll-Kraftstoffdruck an der
Einspritzvorrichtung ohne Rückführleitung stromab des Kraft
stoffauslasses zum Zurückführen von Kraftstoff zu dem Kraft
stofftank aufrechtzuerhalten.
4. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, mit einem Druckfühler, der zwischen dem Aus
laß der Pumpe (34) und dem Ventil (36) des Bedarfsreglers
(12) angeordnet ist und auf Änderungen des Kraftstoffdrucks
anspricht, und einer elektronischen Antriebsschaltung (158),
die mit dem Druckfühler und dem elektrischen Motor (32) der
Kraftstoffpumpe (34) verbunden ist, um die Drehzahl des
elektrischen Motors und somit der Kraftstoffpumpe so zu
ändern, daß Kraftstoff bei im wesentlichen konstantem Druck
dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers zugeführt wird.
5. Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektronische Antriebsschaltung
(158) einen impulsbreiten Modulator (160) zum Ändern der
Drehzahl des die Kraftstoffpumpe (34) treibenden elektri
schen Motors (32) aufweist.
6. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Bypass-Regler
(142) mit einem Kraftstoffeinlaß, der mit dem Auslaß der
Kraftstoffpumpe (34) stromauf des Ventils (36) des Bedarfs
reglers (12) verbunden ist, und einem Auslaß zum Zurückfüh
ren von Kraftstoff zu dem Kraftstofftank (30), wobei der
Bypass-Regler (142) so ausgebildet ist, daß er zumindest
einen Teil des Kraftstoffes aus dem Pumpenauslaß in einen
Bypass fördert, um den dem Reglereinlaß (64) zugeführten
Kraftstoff auf einem im wesentlichen konstanten Druck zu
halten.
7. Kraftstoffzuführanlage nach den Ansprüchen 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler einen Druck
fühler-Schalter (156) aufweist, der dem Bypass-Regler (142)
zugeordnet und mit der elektronischen Antriebsschaltung
(158) elektrisch verbunden ist.
8. Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe (34) bei
normalem Betrieb durch den elektrischen Motor (32) so ange
trieben wird, daß er eine im wesentlichen konstante Drehzahl
hat.
9. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Druckentlastungs
ventil (250) mit einem Einlaß, der mit dem Pumpenauslaß
stromauf des Ventils (36) des Bedarfsreglers (12) verbunden
ist, und einem Auslaß, der Kraftstoff zu dem Kraftstofftank
(30) zurückführt, wobei das Druckentlastungsventil (250) so
ausgebildet ist, daß es Kraftstoff aus dem Pumpenauslaß in
einen Bypass zurückführt, um den dem Einlaß (64) des Be
darfsreglers (12) zugeführten Kraftstoff auf einen im we
sentlichen konstanten Druck zu halten.
10. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pum
penauslaß und dem Ventil (36) des Bedarfsreglers (12) ein
Einwegventil (146; 248) angeordnet ist, das einen Kraftstoff
strom von der Pumpe zu dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers
zuläßt und das eine Rückströmung des Kraftstoffes aus dem
Bedarfsregler (12) durch die Kraftstoffpumpe (34) verhin
dert.
11. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehen
den Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen dem Bypass-Regler (142) und dem Ven
til (36) des Bedarfsreglers (12) ein Einwegventil (146) an
geordnet ist, das einen Kraftstoffstrom von der Pumpe zu dem
Einlaß des Bedarfsreglers ermöglicht und eine Rückströmung
des Kraftstoffes aus dem Bedarfsregler zu der Kraftstoffpum
pe verhindert.
12. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Seite
der Membran (36) mit der expandierbaren Kammer (46) in Ver
bindung steht und der Bedarfsregler (12) ferner eine Fluid
kammer (48) aufweist, die mit der anderen Seite der Membran
(38) in Verbindung steht und eine Durchlaßöffnung aufweist,
die mit dem Luftansaugrohr (26) in Verbindung steht, so daß
bei normalem Betrieb der Brennkraftmaschine der Bedarfsregler
(12) einen im wesentlichen konstanten Druckabfall an den
Einspritzvorrichtungen (22) auch unter veränderlichen Be
triebszuständen der Brennkraftmaschine aufrechterhält.
13. Kraftstoff-Zuführanlage nach einem der vorherge
henden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen
Kraftstoffverteiler (20), der mit mehreren Kraftstoff-Ein
spritzvorrichtungen (22) in Verbindung steht, wobei der
Auslaß (86) des Bedarfsreglers (12) mit dem Kraftstoffver
teiler in Verbindung steht, um Kraftstoff den Einspritzvor
richtungen zuzuführen, wobei der Bedarfsregler (12) von dem
als Leiste ausgebildeten Kraftstoffverteiler (20) getragen
wird.
14. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorherge
henden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten Kraft
stoffverteiler, der mit mindestens zwei Einspritzvorrichtung
gen in Verbindung steht, einen zweiten Kraftstoffverteiler,
der mit mindestens zwei zweiten Einspritzvorrichtungen in
Verbindung steht, wobei der Auslaß (66) des Bedarfsreglers
(12) mit dem ersten Kraftstoffverteiler und dem zweiten
Kraftstoffverteiler in Verbindung steht, um Kraftstoff den
ersten und zweiten Einspritzvorrichtungen zuzuführen, wobei
der Bedarfsregler (12) von einem der als Leiste ausgebilde
ten Kraftstoffverteiler getragen wird.
15. Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1
bis 13, gekennzeichnet durch einen ersten Kraftstoffvertei
ler, der mit mindestens zwei Kraftstoff-Einspritzvorrich
tungen in Verbindung steht, einen zweiten Kraftstoffvertei
ler, der mit mindestens zwei zweiten Einspritzvorrichtungen
in Verbindung steht, wobei ein erster Bedarfsregler von dem
als Leiste ausgebildeten ersten Kraftstoffverteiler getragen
wird und einen ersten Kraftstoffauslaß aufweist, der mit dem
ersten Kraftstoffverteiler zur Kraftstoffversorgung der
ersten Einspritzvorrichtung in Verbindung steht, und ein
zweiter Bedarfsregler von dem als Leiste ausgebildeten
zweiten Kraftstoffverteiler getragen wird und einen zweiten
Kraftstoffauslaß aufweist, der mit dem zweiten Kraftstoff
verteiler zur Versorgung der zweiten Einspritzvorrichtung in
Verbindung steht.
16. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorherge
henden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen als Leiste aus
gebildeten Kraftstoffverteiler (20), der mit einer ersten
Einspritzvorrichtung und einer zu der ersten Einspritzvor
richtung beabstandeten zweiten Einspritzvorrichtung in Ver
bindung steht, wobei der Kraftstoffauslaß (66) des Bedarfs
reglers (12) mit dem Kraftstoffverteiler (20) zwischen der
ersten und der zweiten Einspritzvorrichtung in Verbindung
steht, um sowohl die erste wie auch die zweite Einspritzvor
richtung mit Kraftstoff zu versorgen, wobei der Bedarfsregler
(12) von dem Kraftstoffverteiler (20) getragen wird.
17. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorherge
henden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Betätigungsglied
(86; 104), das dem Ventil (36) des Bedarfsreglers (12; 100)
zugeordnet ist, um das andernfalls geschlossene Ventil zu
öffnen, wenn die Temperatur des der Einspritzvorrichtung
(22) zugeführten Kraftstoffes größer als ein vorgegebener
Wert ist.
18. Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied aus einem Elektro
magneten (104) besteht, der von dem Bedarfsregler (100) ge
tragen wird und dem Ventil (36) des Bedarfsreglers zugeord
net ist.
19. Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 18, gekenn
zeichnet durch einen Temperaturfühler, der ein elektrisches
Signal entsprechend der Temperatur des der Einspritzvor
richtung (22) zugeführten Kraftstoffes erzeugt, und eine
elektronische Steuerschaltung (158), die dem Temperaturfühler
und dem Elektromagneten (104) zugeordnet ist, um den
Elektromagneten zu erregen und dadurch das Ventil (36) des
Bedarfsreglers (12) zu öffnen, wenn die Temperatur des der
Einspritzvorrichtung (22) zugeführten Kraftstoffes größer
als der vorgegebene Wert ist.
20. Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1
bis 16, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler, der die
Temperatur des der Einspritzvorrichtung (22) zugeführten
Kraftstoffes erfaßt, und ein Betätigungsglied (104), das dem
Ventil des Bedarfsreglers zugeordnet ist, um das andernfalls
geschlossene Ventil zu öffnen, und das auf den Temperatur
fühler anspricht, um das Ventil des Bedarfsreglers zu öff
nen, wenn die Temperatur des der Einspritzvorrichtung zuge
führten Kraftstoffes größer als ein vorgegebener Wert ist.
21. Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1
bis 16, gekennzeichnet durch ein temperaturabhängiges Betä
tigungsglied (104), das dem Ventil (36) des Bedarfsreglers
(12) zugeordnet ist, um das andernfalls geschlossene Ventil
geöffnet zu halten, wenn die Temperatur des der Einspritz
vorrichtung zugeführten Kraftstoffes größer als sein vorge
gebener Wert ist.
22. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine
Druckquelle (312) überatmosphärischen Drucks aufweist, daß
nur eine Seite der Membran (38) mit der expandierbaren Kam
mer (46) in Verbindung steht und daß der Bedarfsregler (12)
eine Fluidkammer (48) aufweist, die mit der anderen Seite
der Membran (38) in Verbindung steht und eine Durchlaßöff
nung (50) aufweist, die mit der Druckwelle (312) in Verbin
dung treten kann, so daß bei Betrieb der Brennkraftmaschine
(24) der Druck an den Einspritzvorrichtungen (22) durch
Druckbeaufschlagung der Fluidkammer (48) mit dem überatmos
phärischen Druck geändert werden kann.
23. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorherge
henden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektronische
Steuereinrichtung (324) der Brennkraftmaschine, die die
Menge des Kraftstoffes, der der Brennkraftmaschine (24)
unter veränderlichen Betriebsbedingungen zugeführt wird,
bestimmt und die Drehzahl, mit der der elektrische Motor
(34) die Kraftstoffpumpe (32) antreibt, in Abhängigkeit von
der Kraftstoffmenge ändert, die von der elektronischen
Steuereinrichtung bestimmt wird, um der Brennkraftmaschine
bei veränderlichen Betriebsbedingungen zugeführt zu werden.
24. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft
stoffpumpe (32) aus einer Zentrifugalpumpe besteht, die von
einem elektrischen Motor (34) mit im wesentlichen konstanter
Drehzahl angetrieben wird.
25. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, bei der zwischen dem Pumpenauslaß und dem
Ventil des Bedarfsreglers ein Einwegventil angeordnet ist,
das einen Kraftstoffstrom von der Pumpe zum Bedarfsregler
ermöglicht und eine Rückströmung des Kraftstoffes von dem
Bedarfsregler zur Kraftstoffpumpe verhindert, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich beim Schließen des Ventils (36) des Be
darfsreglers (12) und einer Expansion des zwischen den Ein
spritzvorrichtungen (22) eingeschlossenen Kraftstoffes die
Membran (38) relativ zu dem Gehäuse (40) bewegt, um das
Volumen der expandierbaren Kammer (46) zu vergrößern und
dadurch die Expansion des eingeschlossenen Kraftstoffes zu
ermöglichen.
26. Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 25, gekenn
zeichnet durch ein Druckentlastungsventil (250) mit einem
Einlaß, der mit dem Pumpenauslaß stromab des Einwegventils
(248) und stromauf des Ventils (36) des Bedarfsreglers (12)
verbunden ist, und mit einem Auslaß zum Zurückführen von
Bypass-Kraftstoff zu dem Kraftstofftank (232), wobei das
Druckentlastungsventil (52) so ausgebildet ist, daß es nor
malerweise geschlossen ist und geöffnet wird, um eine Rück
strömung von expandiertem Kraftstoff aus dem Bedarfsregler
(12) zu dem Kraftstofftank (232) bei einem Druck herbeizu
führen, der größer ist als der Druck, mit dem die Pumpe den
Kraftstoff dem Bedarfsregler zuführt.
27. Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1
bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumpenaus
laß und dem Ventil des Bedarfsreglers ein Einwegventil (248)
angeordnet ist, das einen Kraftstoffstrom von der Pumpe zu
dem Bedarfsregler ermöglicht und eine Rückströmung von
Kraftstoff aus dem Bedarfsregler durch die Kraftstoffpumpe
verhindert, daß zwischen dem Einwegventil (248) und dem Ven
til (36) des Bedarfsreglers (12) ein Druckentlastungsventil
(250) angeordnet ist, das normalerweise geschlossen ist und
das bei einem vorgegebenen Druck, der größer als der Druck
des dem Bedarfsregler von der Kraftstoffpumpe (240) zuge
führten Kraftstoffes ist, öffnet, um Kraftstoff aus dem
Einlaß des Bedarfsreglers (12) zu dem Kraftstofftank (232)
zurückzuführen, wobei das Ventil (36) des Bedarfsreglers
(12) in Richtung auf seine Schließstellung elastisch vorge
spannt wird und wobei die Membran (38) beim Schließen des
Ventils des Bedarfsreglers und bei einer Expansion des Vo
lumens des zwischen den Einspritzvorrichtungen (22) und dem
Ventil des Bedarfsreglers eingeschlossenen Kraftstoffes sich
relativ zu dem Gehäuse (40) bewegt, um das Volumen der ex
pandierbaren Kammer (46) zu vergrößern und dadurch die Ex
pansion des eingeschlossenen Kraftstoffes zu ermöglichen,
und wobei das Ventil des Bedarfsreglers, wenn der einge
schlossene Kraftstoff ausreichend expandiert, so daß der
Druck des eingeschlossenen Kraftstoffes auf einen Wert an
steigt, der größer als der Druck des Kraftstoffes an dem
Auslaß der Kraftstoffpumpe ist, sich öffnet, um Kraftstoff
aus der expandierbaren Kammer durch den Einlaß des Bedarfs
reglers und das Druckentlastungsventil (250) zu dem Kraft
stofftank (232) abzulassen und dadurch den Druck des Kraft
stoffes in der expandierbaren Kammer auf den vorgegebenen
Druck zu verringern, worauf das Ventil des Bedarfsreglers
fließt.
28. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, bei der nur eine Seite der Membran (38) mit
der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung steht, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bedarfsregler (12) eine starre Um
hüllung aufweist, die eine Fluidkammer (48) bildet, welche
nur mit der anderen Seite der Membran (38) kontinuierlich in
Verbindung steht und die ein Gas abgedichtet enthält.
29. Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1
bis 27, bei der nur eine Seite der Membran (38) mit der ex
pandierbaren Kammer (46) in Verbindung steht, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Bedarfsregler eine Umhüllung (44) auf
weist, die eine Fluidkammer (48) bildet, welche mit nur der
anderen Seite der Membran (38) kontinuierlich in Verbindung
steht, wobei ein flexibles membranartiges Teil (294) auf
seiner einen Seite mit der Fluidkammer (48) und auf seiner
anderen Seite mit der Atmosphäre außerhalb der Fluidkammer
(48) in Verbindung steht und die Fluidkammer ein Gas abge
dichtet enthält, so daß das membranartige Teil (294) eine
Expansion und Kontraktion des Gases in der Fluidkammer (48)
aufgrund von Temperaturänderungen ermöglicht.
30. Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 29, dadurch
gekennzeichnet, daß das membranartige Teil (294) aus einem
Balg besteht, der von der Umhüllung (44) getragen und in der
Fluidkammer (48) angeordnet ist, wobei die Umhüllung eine
starre Umhüllung ist.
31. Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1
bis 27, bei der nur eine Seite der Membran (38) mit der ex
pandierbaren Kammer (46) in Verbindung steht, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Bedarfsregler (12) eine Fluidkammer
(48) aufweist, die nur mit der anderen Seite der Membran
(38) in Verbindung steht und eine Durchlaßöffnung aufweist,
die mit der Atmosphäre außerhalb des Bedarfsreglers (12) in
Verbindung steht.
32. Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1
bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Seite der Mem
bran (36) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung
steht, der Bedarfsregler (12) eine Fluidkammer (48) auf
weist, die nur mit der anderen Seite der Membran (36) in
Verbindung steht und eine Durchlaßöffnung (50) aufweist, die
mit der Fluidkammer (46) in Verbindung steht, und daß eine
Druckquelle (312) Überatmosphärischen Drucks und ein Ventil
(314) vorgesehen sind, das zwischen einer ersten und einer
zweiten Stellung bewegbar ist, wobei in der ersten Stellung
die Durchlaßöffnung mit der Druckquelle verbunden ist, um
die Fluidkammer (44) unter bestimmten Betriebsbedingungen
der Kraftstoffzuführanlage mit Überdruck zu versorgen, und
in der zweiten Stellung die Beaufschlagung der Fluidkammer
mit Überdruck unterbrochen wird.
33. Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1
bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Seite der Mem
bran (36) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung
steht, daß der Bedarfsregler (12) eine Fluidkammer (48)
aufweist, die mit der anderen Seite der Membran (36) in
Verbindung steht und eine Durchlaßöffnung (50) aufweist, die
mit der Fluidkammer (48) in Verbindung steht, und daß die
Kraftstoffzuführanlage ein Ventil (314) aufweist, das zwi
schen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar ist,
wobei in der ersten Stellung die Durchlaßöffnung unter be
stimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine (24) mit
dem Luftansaugrohr (26) verbunden wird und in der zweiten
Stellung die Durchlaßöffnung unter bestimmten Betriebsbe
dingungen der Kraftstoffzuführanlage mit der Atmosphäre
verbunden wird.
34. Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1
bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Seite der Mem
bran (36) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung
steht, daß der Bedarfsregler (12) eine Fluidkammer (48) auf
weist, die mit der anderen Seite der Membran in Verbindung
steht und eine Durchlaßöffnung (50) aufweist, die mit der
Fluidkammer (46) in Verbindung steht, und daß die Kraft
stoffzuführanlage eine Druckquelle (312) überatmosphärischen
Drucks und ein Ventil (314) aufweist, das zwischen einer
ersten, einer zweiten und einer dritten Stellung bewegbar
ist, wobei in der ersten Stellung die Durchlaßöffnung mit
der Atmosphäre verbunden wird, in der zweiten Stellung die
Durchlaßöffnung mit dem Luftansaugrohr (26) der Brennkraft
maschine (24) verbunden wird und in der dritten Stellung die
Durchlaßöffnung mit der Druckquelle (312) verbunden wird.
35. Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (38)
durch den Betrieb der Einspritzvorrichtungen (22) erzeugte
Kraftstoffdruck-Schwankungen dämpft und der Bedarfsregler
(12) die Bauteile der Kraftstoffzuführanlage stromauf des
Bedarfsreglers (12) gegen das Geräusch isoliert, das bei
Betrieb der Einspritzvorrichtung durch diese Kraftstoff
druck-Schwankungen erzeugt wird.
36. Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1
bis 27 in Verbindung mit Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen dem Einwegventil (248) und dem Bedarfs
regler (12) ein Druckentlastungsventil (250) angeordnet ist,
das normalerweise geschlossen ist und bei einem vorgegebenen
Druck, der größer als der Druck des dem Bedarfsregler (12)
zugeführten Kraftstoffdruckes ist, öffnet, um Kraftstoff aus
dem Einlaß des Bedarfsreglers (12) zu dem Kraftstofftank zu
rückzuführen.
37. Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1
bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Seite der Mem
bran (38) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung
steht und der Bedarfsregler (12) eine Fluidkammer (48) auf
weist, die mit der anderen Seite der Membran in Verbindung
steht und eine Durchlaßöffnung (50) aufweist, die mit der
Fluidkammer in Verbindung steht, und daß die Kraftstoff
zuführanlage ein Ventil (314) aufweist, das in eine erste
Stellung bewegbar ist, in der die Durchlaßöffnung (50) mit
dem Luftansaugrohr (26) verbunden ist und daß in eine zweite
Stellung bewegbar ist, um die Durchlaßöffnung (50) mit der
Atmosphäre zu verbinden und dadurch die Brennkraftmaschine
zu starten und in Gang zu halten, wenn die Temperatur des
der Einspritzvorrichtung (22) zugeführten Kraftstoffes
größer als ein vorgegebener Wert ist, der größer ist als die
Temperatur des Kraftstoffes, die der Einspritzvorrichtung
bei normalen Betriebsbedingungen zugeführt wird.
38. Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 37, dadurch
gekennzeichnet, daß die vorgegebene Temperatur mindestens
76,5°C (170°F) beträgt.
39. Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine mit einem
Luftansaugrohr (26) und mindestens einer Kraftstoff-Ein
spritzvorrichtung (22) versehenen Brennkraftmaschine (24),
mit einem Bedarfsregler (12) mit einem Gehäuse (40), einer
Membran (38), die zusammen mit dem Gehäuse (40) eine expan
dierbare Kraftstoffkammer (46) bildet, wobei die Membran
(38) relativ zu dem Gehäuse (40) in Richtung einer Volumen
verringerung der expandierbaren Kammer (46) elastisch vor
gespannt wird, einem Kraftstoff-Auslaß (66) aus der expan
dierbaren Kammer (46) zur kontinuierlichen Verbindung mit
der Einspritzvorrichtung (22), einem Bedarfsregler-Einlaß
(64), der von dem Gehäuse (40) getragen wird, um Kraftstoff
an die expandierbare Kammer (46) abzugeben, einer elektri
schen Kraftstoffpumpe (32) mit einem Pumpeneinlaß, der mit
einem Kraftstofftank (30) in Verbindung steht, und einem
Pumpen-Auslaß, der mit dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers
(12) in Verbindung steht, um ihn bei normalen Betriebsbe
dingungen mit Kraftstoff eines im wesentlichen konstanten
Drucks zu versorgen, einem Ventil (36), das zwischen dem
Reglereinlaß (64) und der expandierbaren Kammer (46) ange
ordnet und der Membran (38) zugeordnet ist, um sich in eine
Öffnungs- und Schließstellung zu bewegen und dadurch den
Strom des gesamten Kraftstoffes aus dem Reglereinlaß (64)
durch die expandierbare Kammer (46) zu regeln, wobei der
gesamte Kraftstoff von der expandierbaren Kammer (46) den
Einspritzvorrichtungen (22) in Abhängigkeit von dem Kraft
stoffbedarf der Brennkraftmaschine (24) bei normalen Be
triebsbedingungen zugeführt wird, um einen Soll-Kraftstoff
druck an den Einspritzvorrichtungen ohne Leitung stromab des
Kraftstoffauslasses des Bedarfsreglers zum Zurückführen von
Kraftstoff zu dem Kraftstofftank aufrechtzuerhalten, und die
Membran (38) durch den Betrieb der Einspritzvorrichtungen
(22) erzeugte Kraftstoffdruck-Schwankungen dämpft und der
Bedarfsregler (12) die Bauteile der Kraftstoffzuführanlage
stromauf des Bedarfsreglers (12) gegen das Geräusch iso
liert, das bei Betrieb der Einspritzvorrichtung durch diese
Kraftstoffdruck-Schwankungen erzeugt wird.
40. Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 39, gekenn
zeichnet durch mindestens einen als Leiste ausgebildeten
Kraftstoffverteiler (20), der mit mehreren Einspritzvorrich
tungen (22) verbunden ist, wobei der Kraftstoffauslaß (66)
des Bedarfsreglers (12) mit dem Kraftstoffverteiler (20) zur
Kraftversorgung der Einspritzvorrichtungen verbunden ist und
der Bedarfsregler (12) von dem Kraftstoffverteiler (20) ge
tragen wird.
41. Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 39, gekenn
zeichnet durch mindestens einen als Leiste ausgebildeten
Kraftstoffverteiler, der mit mehreren Einspritzvorrichtungen
verbunden ist, wobei der Kraftstoff-Auslaß (66) des Bedarfs
reglers (12) mit dem Kraftstoffverteiler verbunden ist, um
die Einspritzvorrichtungen mit Kraftstoff zu versorgen, und
der Bedarfsregler benachbart zu dem Kraftstoffverteiler an
geordnet ist.
42. Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine mit einem
Luftansaugrohr (26) und mindestens einer Kraftstoff-Ein
spritzvorrichtung (22) versehene Brennkraftmaschine, mit
einem Bedarfsregler (12) mit einem Gehäuse (40), einer Mem
bran (38), die zusammen mit dem Gehäuse eine expandierbare
erste Kammer (46) und eine zweite Kammer (48) bildet, wobei
eine Seite der Membran (38) nur mit der ersten Kammer (46)
und die andere Seite der Membran nur mit der zweiten Kammer
(48) in Verbindung steht, einem Kraftstoff-Auslaß (66) der
ersten Kammer (46), der mit der Einspritzvorrichtung (22)
der Brennkraftmaschine (24) zu deren Kraftstoffversorgung
verbunden ist, einem von dem Gehäuse getragenen Kraftstoff-
Einlaß, durch den Kraftstoff der ersten Kammer zugeführt
wird, einer elektrischen Pumpe (32) mit einem Pumpeneinlaß,
der mit einem Kraftstofftank (30) in Verbindung steht und
einem Pumpenauslaß, der mit dem Einlaß (64) des Bedarfsreg
lers (12) in Verbindung steht, um ihm Kraftstoff mit im
wesentlichen konstantem Druck unter normalen Betriebsbedin
gungen zuzuführen, wobei die Membran (38) relativ zu dem
Gehäuse in Richtung einer Volumenverringerung der expandier
baren ersten Kammer elastisch vorgespannt ist, einem Ventil
(36), das zwischen dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers und
der expandierbaren Kammer (40) angeordnet und der Membran
(38) zugeordnet ist, so daß es zwischen einer Öffnungs- und
Schließstellung bewegbar ist, um den Kraftstoffstrom aus dem
Bedarfsregler (12) durch die expandierbare Kammer zu regeln
und den gesamten Kraftstoff aus der expandierbaren Kammer
den Einspritzvorrichtungen (22) zuzuführen, und zwar in Ab
hängigkeit von dem Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine
(24) bei normalen Betriebsbedingungen, um den Soll-Kraft
stoffdruck an der Einspritzvorrichtung ohne eine Leitung
stromab des Kraftstoff-Auslasses zum Zurückführen von Kraft
stoff zu dem Kraftstofftank aufrechtzuerhalten, einer Druck
quelle (312) überatmosphärischen Druckes, einer Durchlaß
öffnung (50), die mit der zweiten Kammer (48) verbunden ist
und einem Ventil (314), das in einer ersten Stellung beweg
bar ist, um die Druckquelle mit der Durchlaßöffnung zu ver
binden und dadurch den Druck zu erhöhen, mit dem der Be
darfsregler Kraftstoff der Einspritzvorrichtung (22) zu
führt.
43. Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 42, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventil (314) in eine zweite Stellung
bewegbar ist, um die Durchlaßöffnung mit dem Luftansaugrohr
(26) zu verbinden.
44. Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 42 oder 43,
gekennzeichnet durch einen Fühler, der auf die Temperatur
des der Einspritzvorrichtung zugeführten Kraftstoffes an
spricht, um eine Bewegung des Ventils (314) in die erste
Stellung herbeizuführen, wenn die Temperatur des der Ein
spritzvorrichtung (22) zugeführten Kraftstoffes größer als
ein vorgegebener Wert ist.
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