DE19749542C2 - Kraftstoff-Einspritzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronisch gesteuerte bzw. geregelte Kraftstoff- Einspritzvorrichtung, die für Modellflugmotoren vorgesehen ist.

Zu diesem Zweck ist in Glühmotoren des Zweitakt- oder Viertakt-Typs, die als Moto­ ren für Modelle bzw. Modellflugzeuge eingesetzt wurden, ein Vergaser 100 verwendet wor­ den, der einen Aufbau wie er in Fig. 6 gezeigt ist, als Einrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Kraftstoff-Zufuhrrate in einer Verbrennungskammer eines Motors besitzt.

In dem Gehäuse 101 des Vergasers 100 ist ein Ventilkörper 102 in der Form ähnlich einem Zylinder drehbar um die Achse des Ventilkörpers 102 selbst vorgesehen. Rohrleitungen 101a und 101b erstrecken sich vertikal durch das Gehäuse 101, und Luft wird von der oberen Rohrleitung 101a zugeführt. Ein Durchgang 102a erstreckt sich durch den Ventilkörper 102, und der Durchgang ist in Verbindung mit den Rohrleitungen 101a und 101b des Gehäuses 101, wobei die Öffnung abhängig ist von dem Drehwinkel des Ventilkörpers 102. Ein Betäti­ gungsarm 103 ist verbunden mit einem Abschnitt des Ventilkörpers 102, der über das eine Ende des Gehäuses 101 hinaus vorspringt. Ein Betätigungsteil eines Servo-Mechanismus, der in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, ist mit dem Betätigungsarm 103 verbunden, und der Servo-Mechanismus dreht den Ventilkörper 102 in dem Gehäuse 101. Eine Nadel 104 ist an dem Ventilkörper 102 mit einer Schraube befestigt, und der Überstand bzw. Vorsprung in den Ventilkörper 102 ist durch Drehen der Nadel 104 einstellbar.

Ein Kraftstoffsteuer-Nadelventil 105 ist eingebaut an dem anderen Ende des Gehäuses 101. Das Nadelventil 105 hat eine Leitung 106 und eine Nadel 107, die in der Leitung 106 vorgesehen ist. Die Nadel 107 ist an dem Rohr 106 mit einer Schraube befestigt und die Nadel 107 wird in dem Rohr 106 umgekehrt bzw. in umgekehrter Richtung bewegt durch Drehen eines Knopfes 108, der an der Basis der Nadel vorgesehen ist, und die Spitzenöffnung der Leitung 106 kann eingestellt werden. Die Spitze der Nadel 104, die an dem Ventilkörper 102 vorgesehen ist, zeigt zu der Öffnung der Spitze der Leitung 106 des Nadelventils 105.

Kraftstoff, der in die Nadelspitze 105 eingespeist wird, wird von der Öffnung bzw. dem Spalt zwischen der Spitze der Leitung 106 und der Nadel 107 in den Innenraum gespritzt, vermischt mit Luft, die in dem Ventilkörper 102 zugeführt wird, und wird einem Motor zuge­ führt. Da die Flußrate des Kraftstoffs durch Drehen des Knopfes des Nadelventils 107 einge­ stellt werden kann, kann die Kraftstoff-Flußrate (oder Luft/Kraftstoff-Verhältnis) vorausge­ hend so eingestellt werden, daß der Motor mit maximaler Drehzahl sich dreht. Der Servo- Mechanismus dreht den Ventilkörper 102, um die Luftflußrate in dem Ventilkörper 102 ein­ zustellen, und steuert die Flußrate des in den Motor eingespeisten Kraftstoffs.

Gemäß der Stellung des Vergasers 100 wird, wenn der Motor von seinem niedrigen Rotationszustand, z. B. Leerlauf, stark beschleunigt wird, eine Menge Luft in den Ventilkör­ per 102 geführt, wobei jedoch die Kraftstoffzufuhr der Luftzufuhr nicht folgen kann, und so­ mit das Gleichgewicht des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses unausglichen ist. Die Drehung bzw. Drehzahl des Motors steigt nicht glatt, sondern langsam und kann schlechtenfalls gestoppt werden. Insgesamt ist die Reaktion bzw. Antwort nicht gut, der Übergang von niedriger Dreh­ zahl zu hoher Drehzahl oder von hoher Drehzahl zu niedriger Drehzahl erfordert eine lange Zeit, was ein Nachteil der herkömmlichen Motoren ist. Wenn der Modellmotor in einem durch Funkfernsteuerung gesteuerten Modellflugzeug montiert ist, wird ferner der Kraftstoff nicht in ausreichender Weise dem Vergaser zugeführt, und zwar aufgrund des nachteiligen Effektes von Zentrifugalkräften, die durch die Flugbewegung des Modellflugzeugs verursacht werden, so daß eine unzureichende Zufuhr von Kraftstoff eine Fehlfunktion des Motors zur Folge hat.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung hatten bereits ein Kraftstoff-Einspritzsystem erfunden, das auf Modellmotoren zur Lösung des oben genannten Problems anwendbar ist. Dieses Kraftstoff-Einspritzsystem spritzt Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eines Mo­ tors für Modelle unter elektronischer Steuerung ein. Das Kraftstoff-Einspritzsystem hatte zur Aufgabe, den Kraftstoff stabil und unter Einhaltung eines Gleichgewichts des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses einzuspritzen und eine schnelle Antwort in einem Modellmotor zu erhalten, der in schwierigen Betriebszuständen eingesetzt wird.

Die Struktur des genannten Kraftstoff-Einspritzsystems 30, welches die Erfinder der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen hatten, ist in Fig. 5 beschrieben. Wie in Fig. 5 ge­ zeigt, ist das Kraftstoff-Einspritzsystem 30 mit einem etwa zylindrischen Behälter 31 versehen. In dem Behälter 31 ist eine Elektromagnetspule aufgenommen. Ein Stromanschluß 33 zur Zufuhr von Strom zu der Elektromagnetspule 32 ist vorspringend außerhalb des Behälters 31 und durch den Behälter 31 hindurch angeordnet. Ein Magnetkern 34 ist eingesetzt in die Elektromagnetspule 32. Ein Kraftstoff-Versorgungsdurchgang 35 ist durch die Achse des Ma­ gnetkerns 34 hindurch gebildet. Der Magnetkern 34 springt außerhalb des Behälters über das Basisende des Behälters 31 vor, und ein Abschnitt des Magnetkerns 34, der außerhalb des Behälters 31 vorspringt, ist in Verbindung mit der Kraftstoff-Zufuhrleitung 18, die von dem Kraftstofftank 20 geführt ist.

Ein Ventilbehälter 36 ist an dem Ende des Behälters 31 vorgesehen. Eine Kraftstoff- Einspritzöffnung 37 ist an dem Ende des Ventilbehälters 36 gebildet. In dem Behälter 31 ist ein etwa zylindrischer Ventilkörper 38 beweglich in der Elektromagnetspule 32 benachbart dem Magnetkern 34 eingesetzt. Der Ventilkörper 38 ist mit einem Flußdurchgang 39 verse­ hen, der mit dem Kraftstoff-Versorgungsdurchgang 35 in Verbindung steht. Ein Flansch 40 ist an dem Ende des Ventilkörpers 38 gebildet. Ein ringförmiger Kontaktvorsprung 41 zum Kontakt mit der Innenfläche des Ventilbehälters 36 ist auf der Peripherie der Vorderfläche bzw. Stirnfläche des Flansches 40 vorgesehen. Eine Nadel 42 ist befestigt an der Mitte der Stirnfläche des Flansches 40, und die Nadel 42 ist beweglich eingesetzt in die Kraftstoff- Einspritzöffnung 37 des Ventilkörpers 38.

Eine Plattenfeder 44, welche eine Druckeinrichtung zum Drücken des Ventilkörpers 38 auf die Kraftstoff-Einspritzöffnung 37 darstellt, ist zwischen einer Befestigungskompo­ nente 43 der Elektromagnetspule 32 und dem Ventilbehälter 36 vorgesehen. Die Plattenfeder 44 weist einen Befestigungsabschnitt 45 für den Außenring, einen Bewegungsabschnitt 46 für den Innenring, und einen Verbindungsarm 47 auf, der elastisch beide Abschnitte verbindet. Der Befestigungsabschnitt 45 ist zwischen der Befestigungskomponente 43 der Elektroma­ gnetspule 32 und dem Ventilbehälter 36 befestigt, und der Bewegungsabschnitt 46 ist an dem Flansch 40 des Ventilkörpers 38 befestigt.

Obwohl kein Strom der Elektromagnetspule 32 zugeführt wird, ist der Ventilkörper 38 auf die Kraftstoff-Einspritzöffnung 37 gepresst durch die Druckkraft der Plattenfeder 44, wo­ bei der Kontaktvorsprung 41 des Flansches 40 in Kontakt mit der Innenfläche des Ventilkör­ pers 36 gebracht wird, und die Kraftstoff-Einspritzöffnung 37 geschlossen wird. Wenn Strom der Elektromagnetspule 32 zugeführt wird, zieht die Elektromagnetspule 32 den Ventilkörper 38 an und bewegt magnetisch den Ventilkörper 38 zu dem Magnetkern 34 gegen die Druck­ kraft der Plattenfeder 44. Ein Raum wird gebildet zwischen dem Flansch 40 des Ventilkörpers 38 und dem Ventilbehälter bzw. Ventilkasten bzw. Ventilbox 36 als Ergebnis dieser Bewe­ gung. Kraftstoff, der unter einem gewissen Druck in dem Behälter 31 druckbeaufschlagt ist, wird von der Kraftstoff-Einspritzöffnung 37 zur Außenseite des Behälters 31 eingespritzt.

Operationen eines Modellmotors, auf den das Kraftstoff-Einspritzsystem 30 ange­ wandt wird, werden nachfolgend beschrieben. Der von der Kraftstoff-Einspritzöffnung 30 eingespritzte Kraftstoff wird mit Luft vermischt, die eingesaugt wird in Abhängigkeit von der Öffnung des Drosselventils 14 und in einen Zylinder von einem Einlaßventil 17 eingespeist, welches zu einer vorbestimmten Zeit öffnet. Eine Glühkerze 19 zündet das Luft/Kraftstoff- Gemisch in einer vorbestimmten Zeit zum Start der Verbrennung. Verbranntes Gas wird von einem Abgasventil 23 nach außen ausgestossen, welches in einer vorbestimmten Zeit geöffnet wird.

Es wurde jedoch ermittelt, daß das oben genannte Kraftstoff-Einspritzsystem, das von den Erfindern der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wurde, noch ein zu lösendes Pro­ blem aufwies. Das Kraftstoff-Einspritzsystem, welches in Fig. 5 gezeigt ist, liefert den Kraftstoff von dem hinteren Ende des Behälters 31, in dem die Elektromagnetspule 32 ent­ halten ist, in dessen Innenraum, wobei der Ventilkörper 38 sich in den Innenraum der Elek­ tromagnetspule 32 bewegt, die mit Kraftstoff gefüllt ist, um die Kraftstoff-Einspritzung zu steuern. In einem solchen Aufbau tritt ein Fehler dahingehend auf, daß Kraftstoff von dem Loch des Behälters 31, durch das der Stromquellenanschluß 33 der Elektromagnetspule 32 geführt ist, nach außen leckt. Da der Ventilkörper 38, welcher eine Kraft von der Elektroma­ gnetspule erhält, sich im Kraftstoff bewegt, ist die Bewegung aufgrund des Widerstandes des Kraftstoffs langsam und der Widerstand kann zu einer langsamen Reaktionsgeschwindigkeit führen.

Die DE 37 16 994 A1 zeigt ein elektromagnetisch betätigtes Ventil eines Kraftstof­ feinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine, wobei das Ventil einen Ventilkörper 4 zum Schließen des Durchganges zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Ventils aufweist, wenn das Solenoid nicht betätigt ist. Wenn das Solenoid nicht betätigt wird, wird der Ventilkörper in die Bohrung gegen die Kraft der Plattenfeder gezogen, und der Durchgang zwischen dem Einlaß und dem Auslaß wird geöffnet. Bei dem Ventil der DE 37 16 994 A1 ist keine Trennung zwischen den Kraftstoffleitungen und dem elektrischen Teil des Ventils gegeben, und dieses Ventil hat daher ebenfalls die oben genannten Mängel.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Eigenschaften des bereits vorgeschlagenen Kraft­ stoff-Einspritzsystems zu verbessern und eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung anzugeben, die geeignet ist, eine Leckage des Kraftstoffs zu verhindern und die Reaktionsgeschwindigkeit des Ventilbetätigungskörpers durch Isolieren des elektrischen Systems von dem Kraftstoff zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ge­ mäß Anspruch 1 gelöst.

Gemäß dem Kraftstoff-Einspritzsystem eines Motors der vorliegenden Erfindung wird eine flexible Öffnungs-/Verschlußkomponente vorgesehen zwischen dem elektrischen System und der Kraftstoffseite als eine Trennwand, und die Öffnungs-/Verschlußkomponente wird verformt, um eine AN/AUS-Steuerung des Kraftstoffs durchzuführen, durch den mit Hilfe einer Elektromagnetspule angetriebenen Ventilbetätigungskörper. Daher verhindert die Tren­ nung von elektrischem System und Kraftstoff gemäß der vorliegenden Erfindung die Leckage von Kraftstoff, und die Anziehungskraft der Elektromagnetspule wird wirksam verwendet, und die Hochgeschwindigkeit-Reaktion wird realisiert, da der Ventilbetätigungskörper keine Widerstandskraft durch den Kraftstoff erfährt. Trotz schwieriger Gebrauchsbedingungen des Motors für Modelle wird der Kraftstoff stabil und unter Einhaltung eines ausgeglichenen Luft/Kraftstoffverhältnisses zugeführt, wobei eine Hochgeschwindigkeits-Reaktion verwirk­ licht ist und somit die Güte eines funkgesteuerten sich bewegenden Körpers verbessert ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Viertakt-Motors, der eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einsetzt.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nach Fig. 1.

Fig. 3 ist eine schematische Strukturansicht eines Zweitakt-Motors, der die Kraft­ stoff-Einspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung einsetzt.

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht des Kraftstoff-Einspritzsystems, das früher von den Erfindern der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wurde.

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Drosselventiles.

Das erste Ausführungsbeispiel einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung gemäß der vorlie­ genden Erfindung wird nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben. Die dementsprechende Ausführungsform weist auf einen Motor für Modelle, der versehen ist mit einer elektronisch gesteuerten Kraftstoff-Einspritzvorrichtung. Der Motor 1 für Modelle (nachstehend als Motor 1 bezeichnet) gemäß dieser Ausführungsform ist ein Motor, der in einem funkferngesteuerten Modellflugzeug befestigt wird. Der Motor 1, gezeigt in Fig. 1, ist ein Viertaktmotor, welcher Methylalkohol-Kraftstoff verwendet, welcher ein Schmieröl und ein Zündbeschleunigungsmittel enthält, z. B. Nitromethan. Die Kapazität der Verbrennungskammer liegt im Bereich von 1 bis 30 cc, der in dem Kurbelgehäuse bzw. der Kurbelkammer 2 erzeugte Druck während der Operation verändert sich im Bereich von 20 kPa bis 100 kPa für einen positiven Spitzendruck und in einem Bereich von -20 kPa bis -100 kPa für einen negativen Spitzendruck. Der positive Druck und der negative Druck sind der Druck auf der Basis der Referenz des Durchschnittsdrucks in der Kurbelkammer 2.

Der Motor 1 wird gesteuert durch eine Steuereinrichtung 4 eines Empfängers 3, der auf dem funkgesteuerten Modellflugzeug befestigt ist. Wenn ein Benutzer den Sender 5 betä­ tigt, empfängt der Empfänger 3 eine Funkwelle von dem Sender 5, und die Funkwelle steuert alle Teile des Modellflugzeuges einschließlich des Motors.

Der Motor 1, der in Fig. 1 gezeigt ist, wird durch einen Starter 6 gestartet. Der Starter 6 wird angetrieben durch Strom, der von der Batterie 8 durch einen Gleichrichter 7 zugeführt wird oder durch zusätzliche druckbeaufschlagte Luft, die von einer Luftflasche 9 zugeführt wird. Das Steuergerät 4 des Funksteuerempfängers 3 steuert den Starter 6 und das Schaltventil 10 der Luftflasche 9.

Ein Dreherfassungssensor 12 zum Erfassen der Position der sich drehenden Kurbel 11 als Huberfassungseinrichtung zum Erfassen des Operationszyklus des Motors 1 und zum Ausgeben des Hubsignals ist vorgesehen in der Kurbelkammer 2. Der Dreherfassungssensor 12 erfaßt die Drehung des Motors 1 zur Abstimmung mit der Kraftstoff-Einspritz-Zeit. Der Ausgang von dem Dreherfassungssensor 12 wird an die Steuereinrichtung 4 des Funk­ steuerempfängers 3 gesendet und dient dazu, den Motor 1 zu steuern.

Ein Einlaßverteiler 13 des Motors 1 ist versehen mit einem Drosselventil 14 zum Steu­ ern der Einlaßluft. Eine Drosselventil-Antriebseinrichtung 15 steuert die Öffnung des Dros­ selventils. Ein Einlaßluft- und Temperatursensor 16 ist vorgesehen an dem Luftansaug-Einlaß des Einlaßverteilers 13, wobei das von dem Sensor erzeugte Signal an die Steuereinrichtung 4 des Funksteuerempfängers 3 geliefert wird und verwendet wird, um den Motor 1 zu steuern.

Das Kraftstoff-Einspritzsystem 50 ist vorgesehen nahe des Einlaßventils 17 des Ein­ laßverteilers 13. Druckbeaufschlagter Kraftstoff wird zugeführt von dem Kraftstofftank 20 in das Kraftstoff-Einspritzsystem 50. Der Innenraum des Kraftstofftanks 20 und die Kurbel­ kammer 2 sind miteinander verbunden durch das Prüfventil 24 und den Regulierer 21, wobei nur der positive Druck von dem positiven und negativen Druck, erzeugt in der Kurbelkammer 2, durch das Prüfventil 24 herausgenommen wird, und der Druck auf einen ungefähr konstan­ ten Druck durch den Regulierer 21 geregelt wird. Daher wird ein etwa konstanter Druck auf den Kraftstoff in dem Kraftstofftank 20 aufgebracht. Ferner, wie in Fig. 1 gezeigt, kann der Innenraum des Kraftstofftanks 20 druckbeaufschlagt werden, durch Verbindung des Luft­ drucks der Luftflasche mit dem Regulierer 21 unter Verwendung der Luftflasche 9 als Druck­ beaufschlagungseinrichtung. Der auf den Kraftstoff in dem Kraftstofftank 20 aufgebrachte Druck ist etwa gleich dem positiven Druck, der in der Kurbelkammer 2 des Motors 1 erzeugt wird, und zwar ist im Detail der Spitzenwert (der Maximalwert) etwa im Bereich von 20 kPa bis 100 kPa. Der von dem Kraftstofftank 20 ausgegebene Kraftstoff wird dem Kraftstoff- Einspritzsystem 50 durch den Filter 22 zugeführt.

Als nächstes wird das Kraftstoff-Einspritzsystem 50 von diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. Das Kraftstoff-Einspritzsystem 50 hat einen etwa zylinderähnlichen Ventilbe­ hälter bzw. Ventilkasten 51. Ein Verbindungsloch 52 ist an der hinteren Endfläche des Ventil­ behälters 51 gebildet, und die Öffnungsseite des etwa zylinderähnlichen Behälters 53 ist mit dem Verbindungsloch 52 verbunden. In dem Innenraum des Verbindungslochs 52 ist ein Ver­ bindungsraum 54, d. h. eine Ringstufen-Rille an einem etwa mittleren Abschnitt der hinteren Endfläche des Ventilbehälters 51 gebildet. In dem Innenraum des Ventilbehälters 51 sind eine Kraftstoff-Zuführleitung 55 und eine Kraftstoff-Einspritzleitung 56 gebildet. Eine Einlaßöff­ nung 57 der Kraftstoff-Zuführleitung 55 ist vorgesehen an der peripheren Fläche des Ventilbehälters 51, und eine Auslaßöffnung 58 ist vorgesehen an einer Seite des Verbindungsraums 54. Ein Einlaß 59 der Kraftstoff-Einspritzleitung 56 ist an der Mitte des Verbindungsraums 54 vorgesehen, und eine Auslaßöffnung 60 ist vorgesehen an der vorderen Endfläche des Ventil­ behälters 51. Mit anderen Worten ist die Zuführleitung 55 verbunden mit der Einspritzleitung 56 durch den Verbindungsraum 54. Ein Prüfventil 61 ist an der Zuführleitung 55 vorgesehen.

Ein Ventilkörper 62A in Form eines Diaphragmas bzw. einer Federplatte 62 ist an der hinteren Endfläche des Ven­ tilbehälters 51 befestigt. Die Federplatte 62 ist eine scheibenförmige Komponente, die aus einem flexi­ blen Material gemacht ist. Die Außenperipherie der Federplatte 62 ist durch einen Ringhalter 63 zwischen dem Ventilbehälter 51 und einem Behälter 53 befestigt, und die Federplatte 62 unterteilt den Raum zwischen dem Verbindungsraum 54 des Ventilbehälters 51 und dem In­ nenraum des Behälters 53. Mit anderen Worten ist der Verbindungsraum 54 abgedichtet von dem Innenraum des Behälters 53. Ein kontinuierlicher Ringsteg 64 ist gebildet an der mittle­ ren Fläche der Ventilbehälter 51-Seite der Federplatte 62. Der Steg 64 ist in Kontakt mit der hinteren Endfläche des Ventilbehälters 51 an der Peripherie der Einlaßöffnung 59 der Ein­ spritzleitung 56, und dient als Trennung zwischen der Zuführleitung 55 und der Einspritzlei­ tung 56. Die Federplatte 62 ist eine Öffnungs-/Verschlußkomponente zum Öffnen und Schlie­ ßen der Einlaßöffnung 59 der Einspritzleitung 56 in dem Innenraum des Verbindungsraums 54, und dient dazu, zwischen der Zuführleitung 55 und der Einspritzleitung 56 durch elasti­ sche Verformung zu verbinden bzw. zu schließen.

Eine Elektromagnetspule 65 ist enthalten in dem Innenraum des Behälters 53. Ein Ma­ gnetkern 66 ist befestigt mit einer Befestigungsschraube 67 an dem hinteren Ende des Innen­ raums der Elektromagnetspule 65. Ein Stromversorgungskabel 68 der Elektromagnetspule 65 ist geführt zu der Außenseite von einem Loch 69, das auf der hinteren Endfläche des Behälters 53 gebildet ist.

Ein Ende des Ventilbetätigungskörpers 70 ist befestigt an der hinteren Endfläche der Federplatte 62, nämlich der Mitte der Fläche der Seite, die zu der Elektromagnetspule 65 der Federplatte 62 zeigt. Der Ventilbetätigungskörper 70 ist eine zylinderähnliche Komponente mit einem Flansch 70a an dem Ende, und die hintere Seite ist eingesetzt in die Elektromagnet­ spule 65. Zwischen der vorderen Endfläche der Elektromagnetspule 65 und dem Halter 63 ist eine Plattenfeder 71 vorgesehen, die als eine Druckeinrichtung dient, und mit Zwischenlage­ rung eines Abstandshalters 72 befestigt. Die Außenseite der Plattenfeder 71 ist befestigt zwischen dem Abstandshalter 72 und dem Halter 63, und die Innenseite der Plattenfeder 71 ist in Eingriff mit dem Flansch 70a des Ventilbetätigungskörpers 70. Die Plattenfeder 71 drückt den Ventilbetätigungskörper 70 auf die Seite des Ventilbehälters 51.

Als nächstes wird ein Betrieb dieses Ausführungsbeispieles beschrieben. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Motor 1 für Modelle dieser Ausführungsform ein Viertaktmotor, dessen Operation fortgesetzt wird durch Wiederholen des Ansaughubs, Kompressionshubs, Explosi­ onshubs und Auslaßhubs. Der Luftdruck in der Kurbelkammer 2 schwankt aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens P während der Operation. Der Druck in der Kurbelkammer 2 ist vermindert, wenn der Kolben P während eines Auslaßhubs nach oben geht. Der Druck in der Kurbelkammer 2 ist erhöht, wenn der Kolben P während eines Ansaughubs nach unten geht. Der Druck in der Kurbelkammer 2 ist vermindert, wenn der Kolben P während eines Kompressionshubs nach oben geht. Der Druck in der Kurbelkammer 2 ist erhöht, wenn der Kolben P während eines Explosionshubes nach unten geht. Wie vorstehend beschrieben, wird der pulsierende Druck (Luftdruck) erzeugt in der Kurbelkammer 2 in Reaktion auf die Bewe­ gung des Kolbens P. Der schwankende Luftdruck schwankt in einem Bereich mit einem posi­ tiven Druckspitzenwert von etwa 20 kPa bis 100 kPa und mit einem negativen Spitzendruck­ wert von -20 kPa bis -100 kPa bezogen auf die Referenz des Durchschnittsdrucks in der Kur­ belkammer 2.

Nur der positive Druck aus dem schwankenden Luftdruck, zugeführt von der Kurbel­ kammer 2, wird durch das Prüfventil herausgenommen, weiter herausgeleitet durch den Re­ gulierer 21 und dann auf den Kraftstoff in dem Kraftstofftank 20 als positiver Druck mit ver­ minderter Druckvariation aufgebracht. Der druckbeaufschlagte Kraftstoff in dem Kraftstoff­ tank 20 wird dem Kraftstoff-Einspritzsystem 50 zugeführt.

Ein Antriebssignal wird an die Elektromagnetspule 65 des Kraftstoff-Einspritzsystems 50 synchron mit dem Operationshub des Motors 1 gegeben. Obwohl kein Strom der Elektro­ magnetspule 65 zugeführt wird, drückt die Plattenfeder 71 den Ventilbetätigungskörper 70 auf die Seite des Ventilbehälters 51. Der Steg 64 der Federplatte 62 kombiniert mit dem Ventil­ betätigungskörper 70 ist in Kontakt mit der vorderen Endfläche des Ventilbehälters 51 und schließt die Einlaßöffnung 59 der Einspritzleitung 56. Daher verbleibt der druckbeaufschlagte Kraftstoff in dem Innenraum des Ventilbehälters 51 und wird nicht eingespritzt.

Wenn ein Strom der Elektromagnetspule 65 zugeführt wird, wird der Ventilbehälter 70 magnetisch in Kontakt gebracht mit dem Magnetkern 66. Der mittlere Abschnitt der Feder­ platte kombiniert mit dem Ventilbetätigungskörper 70 wird elastisch zu der Seite des Behäl­ ters 53 verformt. Der Steg 64 der Federplatte 62 löst sich ab von der vorderen Endfläche des Ventilbehälters 51, und die Einlaßöffnung 59 der Einspritzleitung 56 ist in Verbindung ge­ stellt mit der Auslaßöffnung 58 der Zuführleitung 55 durch den Verbindungsraum 54. Daher gelangt der druckbeaufschlagte Kraftstoff durch den Innenraum des Ventilbehälters 51 und wird aus der Einspritzleitung 56 in den Innenraum eines Zylinders gespritzt.

Da der Raum in dem Ventilbehälter 51 zum Halten des Kraftstoffs abgeteilt ist von dem Raum in dem Behälter 53, welcher die Elektromagnetspule 65 und den Ventilbetäti­ gungskörper 70 enthält und zwar durch die Federplatte 62, nimmt gemäß dem Kraftstoff- Einspritzsystem 50 dieses Beispiels der Ventilbetätigungskörper 70 nicht den Widerstand des Kraftstoffs auf, wenn der Ventilbetätigungskörper bewegt wird. Daher reicht im Vergleich mit dem Kraftstoff-Einspritzsystem 30 mit dem Ventilbetätigungskörper 70, der sich in Kraftstoff bewegt und vorausgehend durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wur­ de, die relativ kleinere Kraft der Elektromagnetspule zum Antrieb aus.

Der Kraftstoff wird abgedichtet in dem Ventilbehälter 51 und erreicht den Behälter 53, welcher die Elektromagnetspule enthält, nicht, und der Kraftstoff wird daher nicht durch das Loch 69 des Behälters 53 austreten, um das Stromversorgungskabel 68 der Elektromagnet­ spule 65 nach außen zu führen.

Gemäß dem Kraftstoff-Einspritzsystem 50 dieses Beispiels antwortet der Motor emp­ findlich auf die Operation des Modells und blockiert nicht aufgrund mangelnder Kraftstoff­ versorgung oder übermäßiger Kraftstoffversorgung.

Das zweite Beispiel dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nach­ stehend beschrieben unter Bezugnahme auf Fig. 3. Dieses Beispiel betrifft einen Zweitakt­ motor für Modelle, die mit einem elektronisch gesteuerten Kraftstoff-Einspritzsystem verse­ hen sind. Ein Zweitaktmotor hat weder ein Einlaßventil 65 noch ein Auslaßventil im Gegen­ satz zu einem Viertaktmotor, wobei eine Auslaßöffnung 73, ein Einlaßanschluß 74 und ein Spülanschluß 75 an einem Zylinder direkt gebildet sind, wie in Fig. 3 gezeigt und ein Kol­ ben P selbst zum Öffnen und Schließen dieser Anschlüsse arbeitet. Dieselben funktionellen Komponenten in Fig. 3, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, tragen dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 und deren detaillierte Beschreibung ist hier ausgelassen. Das Kraftstoff- Einspritzsystem 50 dieses Beispiels hat denselben Aufbau wie er im ersten Beispiel beschrie­ ben ist und wie in Fig. 3 gezeigt ist, das Kraftstoff-Einspritzsystem 50 ist an der Vergaser­ seite (Seite des Drosselventils 14) befestigt.

Wenn der Kolben P mit der Explosion von Verbrennungsgas nach unten geht, wird die Abgasöffnung 73 geöffnet, um die Entladung des Verbrennungsgases zu beginnen, sodann wird der Spülanschluß 75 geöffnet. Der Druck in dem Zylinder wird gesenkt, und der Druck in der Kurbelkammer 2 wird erhöht. Die Luft in der Kurbelkammer 2 strömt in den Zylinder von dem geöffneten Spülanschluß 75 und schließt Verbrennungsgas in dem Zylinder durch die Abgasöffnung 73 aus. Wenn der Kolben P nach oben geht, wird der Druck in der Kurbel­ kammer 2 negativ, Luft beginnt von dem Einlaßanschluß 74 in die Kurbelkammer 2 zu strö­ men. Wenn der Kolben P nach oben zu dem oberen Totpunkt geht, schließt der Kolben P die Abgasöffnung 70 und den Spülanschluß 72, um den Innenraum des Zylinders luftdicht zu machen, und ein Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder wird komprimiert. Wenn der Kolben P zu dem oberen Totpunkt gelangt, zündet die Glühkerze 19 das Luft/Kraftstoffgemisch, um die Verbrennung zu beginnen. Die Explosionskraft zwingt den Kolben P jetzt nach unten zu gehen, und der Motor geht in einen Auslaßhub. Da in diesem Beispiel das Kraftstoff- Einspritzsystem 50 an der Seite des Drosselventils 14 befestigt ist, wird das Kraftstoff- Einspritzsystem 50 von dem Ende eines Einlaßhubs betätigt, und spritzt fein verteilten Kraft­ stoff in die Kurbelkammer 2 während eines Kompressionshubs.

Das dritte Beispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 4 beschrieben.

Das Kraftstoff-Einspritzsystem 80 dieses Beispiels ist ein Kraftstoff-Einspritzsystem, welches das in dem ersten und zweiten Beispiel, gezeigt in Fig. 2, beschriebene Kraftstoff- Einspritzsystem 50 weiter verbessert. In dem in Fig. 2 gezeigten Kraftstoff-Einspritzsystem 50 tritt der Kraftstoff ein von der Auslaßöffnung 58 der Zuführleitung 55, die gegenüber der Außenseite der kreisförmigen Federplatte 62 angeordnet ist, und geht ab von der Einlaßöff­ nung 59 der Einspritzleitung 56, die gegenüberliegend der Innenseite des mittleren Stegs 64 angeordnet ist. In dem Kraftstoff-Einspritzsystem 80 des dritten in Fig. 4 gezeigten Beispiels tritt umgekehrt der Kraftstoff von der Einlaßöffnung 82 der Zuführleitung 81, die gegenüber­ liegend der Innenseite des Stegs 64 auf der mittleren Seite der kreisförmigen Federplatte 62 angeordnet ist, ein und geht ab von der Einlaßöffnung 64 der Einspritzleitung 63, die gegenüberliegend der Außenseite des Stegs 64 angeordnet ist. Obwohl dieser Aufbau unterschied­ lich ist, tragen die in Fig. 4 gezeigten und die in Fig. 2 gezeigten entsprechenden Kompo­ nenten dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 2, und deren detaillierte Beschreibung wird aus­ gelassen.

Da der Kraftstoff unter einem konstanten Druck beaufschlagt wird, stoppt ein Druck, der auf die Federplatte 62 durch den verbleibenden Kraftstoff aufgebracht wird, in dem Ven­ tilbehälter 51, während die Einspritzung nicht proportional zu dem Gebiet betrieben wird, in dem die Federplatte 62 in Kontakt mit dem druckbeaufschlagten Kraftstoff ist. Wenn das Ge­ biet bzw. die Fläche, auf der die Federplatte 62 in Kontakt ist mit dem druckbeaufschlagten Kraftstoff kleiner ist, ist die Plattenfeder 71 mit einer kleineren Druckkraft ausreichend, um die Federplatte 62 auf die den Ventilbehälter 51 zu drücken, um den Kraftstoff zu stoppen.

Unter der Annahme, daß der Durchmesser des verformbaren Abschnitts der kreisför­ migen Federplatte 62D ist, und der Durchmesser des Stegs 64d ist, ist, wie in Fig. 4 ge­ zeigt, eine Kraft des Kraftstoffs ausgeübt auf den Außenringabschnitt des Steges 64 propor­ tional zu der Fläche des Außenringabschnitts des Stegs, nämlich π{(D/2)² - (d/2)²}. Die auf den inneren kreisförmigen Abschnitt des Stegs 64 ausgeübte Kraft ist proportional zu der Flä­ che des inneren kreisförmigen Abschnitts des Stegs 64, nämlich π{(D/2)².

Im Hinblick auf die gewöhnliche Größe der Elektromagnetspulen, die für Kraftstoff- Einspritzsysteme von Modellmotoren eingesetzt werden und hinsichtlich des Durchmessers der Einspritzleitung, die geeignet ist zum Zuführen von Kraftstoff in einen Motor für Modelle, werden die Durchmesser der Federplatte 62 und des Stegs 64 bestimmt, wobei das Ergebnis generell die folgende Gleichung (1) für die Beziehung zwischen den oben genannten zwei Flächen der zwei Abschnitte der Federplatte 62 wiedergibt.

π{(D/2)² - (d/2)²} < π(d/2)² (1)

Das Folgende ist der Grund für den Erhalt der oben genannten Beziehung (1). Zu­ nächst ist der Durchmesser des Ventilbetätigungskörpers 70 notwendig, um geeignet zu sein für den Durchmesser des Stegs 64, welcher als Dichtkomponente dient. Wenn der Durchmes­ ser des Stegs größer ist als der Durchmesser des Ventilbetätigungskörpers, wird die Feder­ platte 62 gebogen, wenn das Ventil geschlossen ist, und die Dichtfunktion ist nicht konsistent.

Um den Kraftstoff unter Verwendung eines Ventils mit einem kleineren Durchmesser konsi­ stent abzudichten, welcher durch ein Elektromagnetventil mit geringem Stromverbrauch betä­ tigt wird, ist es notwendig, einen Steg 64 mit einem Durchmesser zu verwenden, der geeignet ist für den Durchmesser des Ventilbetätigungskörpers und um den Steg auf die Seite des Ven­ tilbehälters 51 zu drücken, und zwar durch Ausüben einer Kraft auf den Steg von der Hinter­ seite der Federplatte. Als nächstes ist der Abstand zwischen dem befestigten Abschnitt auf der Außenperipherie der Federplatte 62 und dem Steg 70, der als Dichtkomponente dient, wün­ schenswert länger bzw. größer. Der Grund für einen solchen größeren Abstand liegt darin, daß der größere Abstand der Federplatte 62 ermöglicht, mit einer geringeren Kraft verformt zu werden, wenn das Ventil geöffnet wird, um Kraftstoff einzuführen. Entsprechend den oben genannten zwei Gründen ist es daher vorteilhaft, daß der Durchmesser des mittleren Stegs 70, der als Dichtkomponente dient, relativ klein zu dem Gesamtdurchmesser der Federplatte 62 ausgelegt wird.

In dem in Fig. 2 gezeigten Kraftstoff-Einspritzsystem, auf das die oben genannte Größenbeziehung Anwendung findet, da der Kraftstoffdruck auf den äußeren Ringabschnitt der Federplatte 62 mit einer größeren Fläche ausgeübt wird, wird eine größere Kraft ausgeübt auf den Ventilbetätigungskörper 70 im Vergleich mit dem Fall, wenn die Kraft auf den inne­ ren Abschnitt des Stegs 64 ausgeübt wird. Um daher die Einspritzung des Kraftstoffs zu stop­ pen, ist eine entsprechende Druckkraft der Plattenfeder 71 erforderlich. Im Ergebnis ist eine große Anziehungskraft der Elektromagnetspule 65 erforderlich, um den Ventilbetätigungskör­ per 70 gegen die Druckkraft zu bewegen. In dem Fall jedoch, wenn das Gebiet bzw. die Flä­ che des oben genannten äußeren Ringabschnitts kleiner ist als die Fläche des kreisförmigen inneren Abschnittes des Stegs 64, kann eine Plattenfeder 71 mit einer relativ kleinen Druck­ kraft verwendet werden, und eine Elektromagnetspule mit einer kleinen Anziehungskraft kann verwendet werden, in dem in Fig. 2 gezeigten Kraftstoff-Einspritzsystem 50 mit einem Dia­ phragma 62, wobei Kraftstoffdruck ausgeübt wird auf den äußeren Ringabschnitt der Feder­ platte 62.

In dem Fall, wenn die oben genannte Gleichung (1) gilt und ein Kraftstoff- Einspritzsystem 80 dieses Beispiels, gezeigt in Fig. 4, verwendet wird, ist die auf den Ven­ tilbetätigungskörper 70 ausgeübte Kraft klein, da der Kraftstoffdruck ausgeübt wird auf den inneren Abschnitt des Stegs 64 mit einer kleineren Fläche im Vergleich mit dem Fall, wenn der Kraftstoffdruck auf den äußeren Ringabschnitt der Federplatte 62 ausgeübt wird. Daher reicht eine kleine Druckkraft der Plattenfeder 71, die zum Stoppen der Kraftstoffeinspritzung verwendet wird, um die Funktion durchzuführen, und im Ergebnis reicht eine kleine Anzie­ hungskraft der Elektromagnetspule 65, um den Ventilbetätigungskörper 70 gegen die Druck­ kraft zu bewegen.

Gemäß dem Kraftstoff-Einspritzsystem 80 des in Fig. 4 gezeigten Beispiels kann das Kraftstoff-Einspritzsystem 80 befestigt werden an einem Motor für Modelle in unterschiedli­ cher Richtung gegenüber dem Kraftstoff-Einspritzsystem 50, das in Fig. 2 gezeigt ist, wel­ ches eine Einspritzleitung 83 hat, die in der axialen Richtung der Elektromagnetspule 65 vor­ springt, da die Einlaßöffnung 85 der Kraftstoff-Zufuhrleitung 61 und die Auslaßöffnung 86 der Einspritzleitung 83 in derselben Richtung weisend vorgesehen sind, nämlich der periphe­ ren Fläche des Ventilbehälters 51. Das Kraftstoff-Einspritzsystem 50 oder das Kraftstoff- Einspritzsystem 80 können nach Belieben gewählt werden, hinsichtlich der effektiven Ver­ wendung des Raums um den Motor für die Modelle.

Die Kraftstoff-Einspritzsysteme 50 und 80, die in den jeweiligen Beispielen vorste­ hend beschrieben wurden, können bei einem Motor für Modelle vorgesehen sein, der auf ei­ nem funkferngesteuerten Modell befestigt wird. Das Modell ist nicht auf funkgesteuerte Mo­ dellflugzeuge für Hobbyzwecke beschränkt, sondern umfaßt auch verschiedene bewegliche Körper, die auf industriellem Gebiet verwendet werden, an denen ein relativ kleiner Motor befestigt ist, im Detail beispielsweise Modellfahrzeuge und Modellboote.

Claims (4)

1. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (50) für Modellmotoren (1), mit einem Ventilbe­ hälter (51), einer Kraftstoff-Zuführleitung (55), die an dem Ventilbehälter vorgesehen ist, ei­ ner Kraftstoff-Einspritzleitung (56), die an dem Ventilbehälter vorgesehen ist, einem Verbin­ dungsraum (54), der an dem Ventilbehälter vorgesehen ist, um die Zuführleitung mit der Ein­ spritzleitung zu verbinden, einem Ventilkörper (62A), der in dem Verbindungsraum angeordnet ist, einer Elektromagnetspule (65) und einem Magnetkern (66), der in dem Innenraum der Magnetspule vorgesehen ist, einem Ventilbetätigungskörper (70), der bei der Elektromagnet­ spule angeordnet ist und gegen den Magnetkern (66) gezogen wird, wenn ein Strom an die Elektromagnetspule angelegt wird, um den Ventilkörper zu betätigen und sodann die Zuführ­ leitung mit der Einspritzleitung zu verbinden, und einer Druckeinrichtung (71), um den Ventilkörper (62A) in die Schließstellung zu drücken, in der der Ventilkörper (62A) die Zuführleitung gegenüber der Ein­ spritzleitung abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper eine flexible Öff­ nungs-/Verschlußkomponente (62) aufweist, die an dem Ventilbehälter (51) befestigt ist, den Raum des Ventilbetätigungskörpers (70) bzw. des Magnetkernes (66) von dem Verbindungs­ raum (54) trennt und durch den Ventilbetätigungskörper (70) verformt wird.

2. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Zuführleitung (55) und die Kraftstoff-Einspritzleitung (56) jeweils zu dem Ver­ bindungsraum (54) hin gerichtete Öffnungen aufweisen, und daß die flexible Öffnungs- /Verschlußkomponente (62) zum Abschließen der Öffnung der Kraftstoff-Zuführleitung (55) ausgebildet ist.

3. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Zuführleitung (55) und die Kraftstoff-Einspritzleitung (56) jeweils zu dem Ver­ bindungsraum (54) hin gerichtete Öffnungen aufweisen, und daß die flexible Öffnungs- /Verschlußkomponente (62) zum Abschließen der Öffnung der Kraftstoff-Einspritzleitung (56) ausgebildet ist.

4. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für Modellmotoren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Öffnungs-/Verschlußkomponente (62) scheibenförmig ausgebildet ist und einen Steg (64) aufweist, der an dem mittleren Abschnitt der Öffnungs-/Verschlußkomponente (62) zum Abtren­ nen zwischen der Zuführleitung und der Einspritzleitung angeordnet ist.