DE19842988A1 - Starter for Otto engine with direct petrol injection has in normal operation fuel sucked from tank by pump mechanically driven by engine and injected under pressure into cylinder - Google Patents

Starter for Otto engine with direct petrol injection has in normal operation fuel sucked from tank by pump mechanically driven by engine and injected under pressure into cylinder

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Abstract

The engine cylinder (11), prior to fuel injection, is filled with aspirated air via an air inlet channel (19). A blow-in tube (18) with controlled feed nozzle injects fuel into the air inlet channel (19) and is connected by a branch conduit (16) with the outlet of the fuel pump (22). In the branch conduit is a cut-off valve (17) which, dependent upon the operating phase of the engine, opens and closes the branch conduit. The cut-off valve is controllable by pressure and the control pressure is taken from the cylinder via a control conduit (13).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Technik von Ottomotoren. Sie betrifft eine Starteinrichtung für einen Ottomotor mit Be­ zindirekteinspritzung, bei welchem Ottomotor im Normalbetrieb der Kraft­ stoff mittels einer vom Motor mechanisch angetriebenen Kraftstoffpumpe aus einem Tank angesaugt und unter Druck über ein Einspritzelement in einen Zylinder des Ottomotors eingespritzt wird, welcher zuvor mit über einen Lufteinlasskanal angesaugter Luft gefüllt worden ist. The present invention relates to the field of technology of Petrol engines. It relates to a starting device for a gasoline engine with Be direct injection, in which gasoline engine in normal operation of the force fabric by means of a fuel pump mechanically driven by the engine sucked in from a tank and under pressure via an injection element a cylinder of the gasoline engine is injected, which previously with an air intake duct of intake air has been filled.  

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Ottomotoren mit Benzindirekteinspritzung, die ohne Hilfsenergie (z. B. von Hand) gestartet werden, müssen möglichst mit dem Beginn des Startvorgangs ein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch erhalten. Hierzu ist es erforderlich, dass über das über das Einspritzelement Kraftstoff in den Zylinder gelangen muss. Da aber Einspritzdüsen, Magnetventile und dgl. mit einem Vordruck arbeiten, muss dieser zunächst erzeugt werden. Die Aufrechterhaltung eines Vordruckes bis zum Start des Motors ist aber bei von der Hand gestarteten Motoren schwierig, da bei jedem neuen Startvorgang zunächst der Vordruck abfällt.Gasoline engines with gasoline direct injection, which do not use auxiliary energy (e.g. by hand) must be started if possible at the beginning of the start process ignitable fuel-air mixture obtained. This requires that via which fuel must enter the cylinder via the injection element. There but injectors, solenoid valves and the like must work with a pre-pressure these are generated first. Maintaining a form until to start the engine is difficult with hand-started engines, because with each new start process, the pre-pressure drops.

Aus dem Deutschen Gebrauchsmuster DE-GM-094 20 396 der Anmelderin ist eine Einrichtung zur Verbesserung des Startverhaltens von Verbrennungsmoto­ ren mit Vergaser bekannt, bei welcher eine Regelkammer des Vergasers über ein am Zylinder angeordnetes Dekompressionsventil gesteuert wird.From the German utility model DE-GM-094 20 396 of the applicant a device to improve the starting behavior of combustion engine ren known with carburetor, in which a control chamber of the carburetor over a decompression valve arranged on the cylinder is controlled.

Aus der DE-C2-44 00 449 ist ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr beim Anlassen eines Motors mit Kraftstoffdirekteinspritzung bekannt, bei dem zunächst mittels einer Hilfsenergie die Kraftstoffpumpe solange betrieben wird, bis ein ausreichender Druck im Kraftstoffsystem erreicht ist, und anschliessend der (elektrische) Anlassers des Motors betätigt wird.DE-C2-44 00 449 describes a method for controlling the fuel supply known when starting an engine with direct fuel injection, in which the fuel pump is initially operated using auxiliary energy, until sufficient pressure is reached in the fuel system, and then the (electric) starter of the engine is actuated.

Keine dieser Lösungen ist jedoch im Einspritzbetrieb anwendbar, wenn keine oder nicht ausreichend Hilfsenergie für den Startvorgang zur Verfügung steht.However, none of these solutions can be used in injection mode if none or insufficient auxiliary energy is available for the starting process.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Starteinrichtung zu schaffen, die ohne zusätzliche Hilfsenergie einen Motorlauf ermöglicht, und die beim Motorbetrieb dennoch eine optimale Nutzung des inneren Gemischbildungsprinzips sicher­ stellt.It is therefore an object of the invention to provide a starting device without additional auxiliary energy enables an engine to run, and that during engine operation nevertheless an optimal use of the inner mixture formation principle certainly poses.

Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, für den Startvorgang parallel zum Einsprit­ zelement einen Weg bereitzustellen, auf dem auch bei geringem Druck im Kraft­ stoffsystem die Versorgung des Zylinders mit einem zündfähigen Kraftstoff-Luft- Gemisch sichergestellt werden kann.The object is achieved by the entirety of the features of claim 1. The essence of the invention is for the starting process parallel to the injection  zelement provide a way in which even at low pressure in the force the supply of the cylinder with an ignitable fuel-air Mixture can be ensured.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Starteinrichtung nach der Er­ findung ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel ein Einblasrohr umfassen, welches mit seinem einen Ende an die Abzweigleitung ange­ schlossen ist und seinem anderen Ende in den Lufteinlasskanal hinein­ ragt. Hierdurch wird auf besonders einfache und mechanisch robuste Weise eine Gemischbildung in dem Lufteinlasskanal bewirkt. Die Ge­ mischbildung kann dabei weiter verbessert werden, wenn das Einblasrohr gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Ausführungsform mit einer Dosierdüse ausgerüstet ist.A first preferred embodiment of the starting device according to the Er Invention is characterized in that the first means is an injection pipe comprise, which is attached at one end to the branch line is closed and its other end into the air inlet duct protrudes. This makes it particularly simple and mechanically robust Forming a mixture in the air inlet duct. The Ge Mixing can be further improved if the injection pipe According to a preferred development of the embodiment with a Dosing nozzle is equipped.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Star­ teinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die zweiten Mittel ein steuer­ bares Abschaltventil umfassen; und das Abschaltventil durch Druck steu­ erbar ist, sowie dass der Steuerdruck über eine Steuerleitung dem Zylin­ der entnommen wird. Hierdurch kann auf rein mechanischem Wege ohne elektrische Hilfsmittel und Hilfsenergie eine entsprechend Steuerung der Starteinrichtung realisiert werden.A second preferred embodiment of the star according to the invention t device is characterized in that the second means a tax include shut-off valve; and control the shut-off valve by pressure is erbar, and that the control pressure via a control line to the Zylin which is removed. This can be done in a purely mechanical way without electrical aids and auxiliary energy a corresponding control of the Starting device can be realized.

Besonders einfach wird die Steuerung, wenn dem Zylinder ein Dekom­ pressionsventil vorgesehen ist, und der Steuerdruck am Dekompressions­ ventil entnommen wird.The control becomes particularly simple if the cylinder has a decom pressure valve is provided, and the control pressure at the decompression valve is removed.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further embodiments result from the dependent claims.

KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGURBRIEF EXPLANATION OF THE FIGURE

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zu­ sammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt in schematisierter Darstellung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Starteinrichtung mit einer Steuerung über ein Dekompressionsventil.The invention is intended to be explained in the following using exemplary embodiments connection with the drawing will be explained in more detail. The only figure  shows a schematic representation of a preferred embodiment the starting device according to the invention with a control via Decompression valve.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION

In der einzigen Figur ist ein Ottomotor 10 mit einer Starteinrichtung 100 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Ottomotor 10 hat einen Zylinder 11, an dem ein Dekompressionsventil 12 angeordnet ist. Der Kraftstoff für den Normalbetrieb wird über ein Ein­ spritzelement 14 in den Zylinder 11 eingespritzt. Die für die Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffs notwendige Verbrennungsluft wird über ei­ nen Lufteinlasskanal 19 angesaugt, der unterhalb des Einspritzelementes in den Zylinder 11 führt und mit einer Drosselklappe versehen ist.In the single figure, a gasoline engine 10 with a starting device 100 according to a preferred embodiment of the invention is shown. The gasoline engine 10 has a cylinder 11 on which a decompression valve 12 is arranged. The fuel for normal operation is injected into the cylinder 11 via an injection element 14 . The combustion air necessary for the combustion of the injected fuel is drawn in via an air inlet duct 19 which leads below the injection element into the cylinder 11 and is provided with a throttle valve.

Der über das Einspritzelement 14 eingespritzte Kraftstoff wird von einer Kraftstoffpumpe 22, die mechanisch (über eine Welle oder dgl.) von dem Ottomotor 10 angetrieben wird, aus einem Tank 21 angesaugt und unter Druck zum Einspritzelement 14 befördert. Vom Einspritzelement 14 geht eine Kraftstoffrückleitung 15 zurück zum Tank 21. In der Kraftstoffrücklei­ tung 15 ist weiterhin ein Druckregler 20 angeordnet, der den Druck am Eingang des Einspritzelementes 14 regelt.The fuel injected via the injection element 14 is drawn in from a tank 21 by a fuel pump 22 , which is driven mechanically (via a shaft or the like) by the gasoline engine 10 , and is conveyed under pressure to the injection element 14 . A fuel return line 15 goes from the injection element 14 back to the tank 21 . In the fuel return line 15 , a pressure regulator 20 is also arranged, which regulates the pressure at the input of the injection element 14 .

Die Starteinrichtung 100 nach der Erfindung umfasst nun ein mit einer Dosierdüse ausgestattetes Einblasrohr 18, welche von aussen kommend mit einem Ende in den Lufteinlasskanal 19 hineinragt. Mit dem anderen Ende ist das Einblasrohr 18 über eine Abzweigleitung 16 an die Kraft­ stoffrückleitung 15 zwischen Einspritzelement 14 und Druckregler 20 an­ geschlossen. In der Abzweigleitung ist zur Steuerung des Kraftstoffflusses zum Einblasrohr 18 ein Abschaltventil 17 angeordnet, welches mecha­ nisch durch einen Steuerdruck auf- und zugesteuert werden kann. Der notwendige Steuerdruck wird dem Zylinder 11 des Ottomotors 10 über das Dekompressionsventil 12 entnommen und über eine daran ange­ schlossene Steuerleitung 13 (in der Figur gestrichelt eingezeichnet) dem Steuereingang des Abschaltventils 17 zugeführt.The starting device 100 according to the invention now comprises an injection tube 18 which is equipped with a metering nozzle and which, coming from the outside, projects into the air inlet duct 19 with one end. With the other end, the injection pipe 18 is closed via a branch line 16 to the fuel return line 15 between the injection element 14 and the pressure regulator 20 . In the branch line, a shut-off valve 17 is arranged to control the fuel flow to the injection pipe 18 , which can be opened and closed mechanically by a control pressure. The necessary control pressure is taken from the cylinder 11 of the gasoline engine 10 via the decompression valve 12 and supplied to the control input of the shutoff valve 17 via a control line 13 connected to it (shown in dashed lines in the figure).

Die Startphase der dargestellten Einrichtung kann nun wie folgt beschrie­ ben werden:
Zu Beginn des Startvorgangs beginnt die mechanisch gekoppelte Kraft­ stoffpumpe 22 entsprechend ihrer Auslegung Kraftstoff zu fördern, da die Kraftstoffmenge aufgrund der geringen Motordrehzahlen während des Startvorgangs gering ist, wird auch der Druck im Kraftstoffkreislauf kaum steigen, d. h., das Einspritzelement 14 wird kaum Kraftstoff in den Zylinder 11 einspritzen können. Nachteilig wirkt sich in diesem Zusammenhang auch die Tatsache aus, dass die eventuell vorhandene Bordspannung während des Startvorgangs gering ist, so dass eine kompensatorische Vergrößerung der Öffnungszeit für das Einspritzelement 14 kaum mög­ lich ist.The start phase of the device shown can now be described as follows:
At the start of the starting process, the mechanically coupled fuel pump 22 begins to deliver fuel according to its design, since the amount of fuel is low due to the low engine speeds during the starting process, the pressure in the fuel circuit will hardly increase, ie, the injection element 14 will hardly fuel in the Can inject cylinder 11 . A disadvantage in this context is the fact that the on-board voltage that may be present during the starting process is low, so that a compensatory increase in the opening time for the injection element 14 is hardly possible.

Wird nun - wie im dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt - Kraftstoff durch die mechanisch angetriebene Kraftstoffpumpe 22 weiter in das Sy­ stem gepumpt, kann der Kraftstoff über die durch das Abschaltventil 17 gesteuerte Abzweigleitung 16 durch das Einblasrohr 18 in den Luftein­ lasskanal 19 eingeblasen werden. Das Abschaltventil 17 gibt die Ab­ zweigleitung 16 solange frei, bis ein Steuerdruck anliegt, welcher (im Ausführungsbeispiel) am Dekompressionsventil 12 entnommen wird. Die Druckentnahme kann aber selbstverständlich auch an anderen Stellen des Zylinders 11 erfolgen.Is then - as shown in the illustrated embodiment - fuel pumped by the mechanically driven fuel pump 22 further stem in the Sy, the fuel can be injected via the controlled by the shut-off valve 17 branch line 16 through the sparger 18 in the air inlet flow channel nineteenth The shut-off valve 17 releases the branch line 16 until a control pressure is present, which (in the exemplary embodiment) is removed from the decompression valve 12 . The pressure can of course also be taken at other locations on the cylinder 11 .

Steigt nach erfolgter Zündung bzw. erfolgtem Start des Motors die Dreh­ zahl, fördert die Kraftstoffpumpe 22 genügend Kraftstoff, um einen ent­ sprechenden Druck im System aufzubauen, so dass das Einspritzelement 14 normal betrieben werden kann. Das Abschaltventil 17 wird dann durch den Zylinderdruck geschlossen und der Kraftstoffkreislauf erfolgt über die Kraftstoffrückleitung 15 und den Druckregler 20 zurück in den Tank 21. Der Motor arbeitet dann im reinen Einspritzbetrieb.After the ignition or engine start, the speed increases, the fuel pump 22 delivers enough fuel to build up a corresponding pressure in the system so that the injection element 14 can be operated normally. The shut-off valve 17 is then closed by the cylinder pressure and the fuel circuit takes place via the fuel return line 15 and the pressure regulator 20 back into the tank 21 . The engine then works in pure injection mode.

Wird der Motor abgeschaltet, wird das kraftstofführende System drucklos, in dem der Kraftstoff in den Tank 21 zurückfliesst. So wird vermieden, dass durch einen eventuellen Restdruck Kraftstoff über das Abschaltventil 17 und das Einblasrohr 18 unkontrolliert in den Zylinder 11 gelangt.If the engine is switched off, the fuel-carrying system in which the fuel flows back into the tank 21 is depressurized. This prevents fuel from entering the cylinder 11 in an uncontrolled manner due to a possible residual pressure via the shut-off valve 17 and the injection pipe 18 .

Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung auf einfache Weise und ohne zu­ sätzliche Hilfsenergie eine wirkungsvolle Starterleichterung, die insbeson­ dere mit rein mechanischen Mitteln realisiert werden kann. Overall, the invention results in a simple manner and without additional auxiliary energy is an effective start relief, in particular which can be realized with purely mechanical means.  

BezugszeichenlisteReference list

1010th

Ottomotor
Petrol engine

1111

Zylinder
cylinder

1212th

Dekompressionsventil
Decompression valve

1313

Steuerleitung
Control line

1414

Einspritzelement
Injection element

1515

Kraftstoffrückleitung
Fuel return

1616

Abzweigleitung
Branch line

1717th

Abschaltventil
Shut-off valve

1818th

Einblasrohr (mit Dosierdüse)
Injection pipe (with dosing nozzle)

1919th

Lufteinlasskanal
Air intake duct

2020th

Druckregler
Pressure regulator

2121

Tank
tank

2222

Kraftstoffpumpe (mechanisch angetrieben)
Fuel pump (mechanically driven)

100100

Starteinrichtung
Starting device

Claims (7)

1. Starteinrichtung (100) für einen Ottomotor (10) mit Bezindi­ rekteinspritzung, bei welchem Ottomotor (10) im Normalbetrieb der Kraft­ stoff mittels einer vom Motor mechanisch angetriebenen Kraftstoffpumpe (22) aus einem Tank (21) angesaugt und unter Druck über ein Einspritze­ lement (14) in einen Zylinder (11) des Ottomotors (10) eingespritzt wird, welcher zuvor mit über einen Lufteinlasskanal (19) angesaugter Luft ge­ füllt worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass erste Mittel (18) vorhanden hin, mittels derer Kraftstoff in den Lufteinlasskanal (19) eingedüst werden kann, dass die ersten Mittel (18) über eine Abzweigleitung (16) mit dem Ausgang der Kraftstoffpumpe (22) verbunden sind, und dass in der Ab­ zweigleitung (16) zweite Mittel (17) angeordnet sind, welche die Ab­ zweigleitung (16) in Abhängigkeit von der Betriebsphase des Ottomotors (10) öffnen und schliessen.1. Starting device ( 100 ) for a gasoline engine ( 10 ) with Bezindi direct injection, in which gasoline engine ( 10 ) during normal operation of the fuel by means of a mechanically driven fuel pump ( 22 ) sucked in from a tank ( 21 ) and under pressure via an injection element ( 14 ) is injected into a cylinder ( 11 ) of the gasoline engine ( 10 ), which has previously been filled with air sucked in via an air inlet duct ( 19 ), characterized in that first means ( 18 ) are present, by means of which fuel is injected into the air inlet channel may be (19) is injected in that the first means (18) are connected via a branch line (16) to the output of the fuel pump (22), and that in the down branch line (16) second means (17) are arranged, which open and close the branch line ( 16 ) depending on the operating phase of the gasoline engine ( 10 ). 2. Starteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel ein Einblasrohr (18) umfassen, welches mit seinem einen Ende an die Abzweigleitung (16) angeschlossen ist und seinem an­ deren Ende in den Lufteinlasskanal (19) hineinragt.2. Starting device according to claim 1, characterized in that the first means comprise an injection pipe ( 18 ) which is connected at one end to the branch line ( 16 ) and at its end protrudes into the air inlet duct ( 19 ). 3. Starteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einblasrohr (18) mit einer Dosierdüse ausgerüstet ist.3. Starting device according to claim 2, characterized in that the injection tube ( 18 ) is equipped with a metering nozzle. 4. Starteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die zweiten Mittel ein steuerbares Abschaltventil (17) umfassen.4. Starting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second means comprise a controllable shut-off valve ( 17 ). 5. Starteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltventil (17) durch Druck steuerbar ist, und dass der Steuerdruck über eine Steuerleitung (13) dem Zylinder (11) entnommen wird.5. Starting device according to claim 4, characterized in that the shut-off valve ( 17 ) can be controlled by pressure, and that the control pressure is removed from the cylinder ( 11 ) via a control line ( 13 ). 6. Starteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Zylinder (11) ein Dekompressionsventil (12) vorgesehen ist, und dass der Steuerdruck am Dekompressionsventil (12) entnommen wird.6. Starting device according to claim 5, characterized in that a decompression valve ( 12 ) is provided on the cylinder ( 11 ), and that the control pressure at the decompression valve ( 12 ) is removed. 7. Starteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass von dem Einspritzelement (14) eine Kraftstoffrücklei­ tung (15) über einen Druckregler (20) in den Tank zurückführt, und dass die Abzweigleitung (16) zwischen dem Einspritzelement (14) und dem Druckregler (20) an die Kraftstoffrückleitung angeschlossen ist.7. Starting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that from the injection element ( 14 ) a fuel return line ( 15 ) via a pressure regulator ( 20 ) returns to the tank, and that the branch line ( 16 ) between the injection element ( 14 ) and the pressure regulator ( 20 ) is connected to the fuel return line.
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