DE2003927A1 - Regeleinrichtung fuer das Kraftstoffluftgemisch bei mit Fremdzuendung arbeitenden Einspritzbrennkraftmaschinen - Google Patents

Regeleinrichtung fuer das Kraftstoffluftgemisch bei mit Fremdzuendung arbeitenden Einspritzbrennkraftmaschinen

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DE2003927A1 DE19702003927 DE2003927A DE2003927A1 DE 2003927 A1 DE2003927 A1 DE 2003927A1 DE 19702003927 DE19702003927 DE 19702003927 DE 2003927 A DE2003927 A DE 2003927A DE 2003927 A1 DE2003927 A1 DE 2003927A1
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Description

R. 9766
23.1.1970 Ks/Kb
Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1, Breitscheidstrasse 4-
Regeleinrichtung für das Kraftstoffluftgemisch bei mit Fremdzündung arbeitenden Einspritzbrennkraftmasehinen
Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für das Kraftstoffluftgemisch bei mit Fremdzündung arbeitenden Einspritzbrennkraftmasehinen mit einem vorzugsweise drehzahlabhängig arbeitenden Verstellglied, dessen Verstellbewegungen über . zwei Zwischenhebel auf das Fb'rdermengenver stellglied der Einspritzeinrichtung übertragbar sind, wobei der Drehpunkt des zweiten Zwischenhebels auf einem Korrekturhebel angeordnet ist, der eine Steuerkurve trägt und an den von Betriebsgrößen des Motors abhängige Stellglieder ang: if en, von denen eines ein von der Kühlmitteltemperatur des Motors beeinflußtes Temperaturmeßglied ist·
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Bei derartigen Regeleinrichtungen ist es erforderlich, neben anderen Betriebsgrößen auch die Ansaugluft- und Zylinderkopftemperatur des Motors bei der Gemischbildung zu berücksichtigen und die Kraftstoffördermenge der Einspritzeinrichtung in Abhängigkeit von diesen Temperaturen zu verändern.
Bei einer bekannten Regeleinrichtung dieser Art (deutsche Patentschrift 1 171 201) wird die temperaturabhängige Änderung der Kraftstoffördermenge durch ein vom Kühlwasser eines wassergekühlten Motors umströmtes Temperaturmeßglied gesteuert. Diese Mengenänderung dient aber nur der V/armlaufkorrektur, bei der eine für den einwandfreien Lauf des Motors im kalten Zustand benötigte Kraftstoffmehrmenge bis zu einer Kühlwassertemperatur von etwa 35°C kontinuierlich verringert wird. Oberhalb dieser Temperatur v/ird die Kraftstoff ördermenge von dem Temperaturmeßglied nicht mehr beeinflußt.
Da es sich bei wassergekühlten Motoren um sogenannte temperaturstabilisierte Motoren handelt, d.h. der Kühlwasserdurchlauf wird durch Steuerelemente an den Betriebszustand des Motors angepasst, ist die Zylinderkopftemperatur im wesentlichen konstant und die zu beachtenden und einzuhaltenden Grenzwerte für den Anteil schädlicher Stoffe in den Abgasen (Kalifornientest) können bei entsprechender Einstellung der Korrekturglieder eingehalten v/erden. Die für die Gemischbildung maßgebenden Temperaturen des Einlaßkanals und des Zylinderkopfes werden also gut durch die Kühlwassertemperatur wiedergegeben.
Bei luftgekühlten, nicht temperaturstabilisierten Motoren, deren Kühlluftmenge drehzahlabhängig ist und nicht gesteuert wird, ist die Zylinderkopftemperatur sehr stark vom Betriebs-
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zustand des Hotors und der Lufttemperatur abhängig, und eine Abgaszusammensetzung, die die zulässigen Grenzwerte nicht überschreitet, ist insbesondere im Stadtfahrbetrieb nur schwer zu erreichen.
Dazu wurde bereits vorgeschlagen, in die Zylinderkopfwandung des Hotors und in den Ansaugluftkanal elektrische Temperaturfühler einzubauen, die Steuersignale für entsprechende Stellglieder erzeugen. Das ist aber bei Einspritze:·nrichtungen mit mechanischen Regeleinrichtungen schwierig zu verwirklichen, zu aufwendig und teuer.
Es wurde weiterhin vorgeschlagen, die Motoröltemperatur in ähnlicher V/eise wie die Kühlwassertemperatur zur Steuerung auszunutzen. Dies läßt sich jedoch nicht befriedigend verwirklichen, da das öl viel zu träge auf Temperaturänderungen reagiert.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung der bekannten Bauart zu schaffen, diebei luftgekühlten, nicht temperaturstabilisierten Motoren die Kraftstoff ordermenge der Einspritzeinrichtung beim Varmlauf und im anschließenden Betriebsbereich so an die Luft- und Zylinderkopftemperaturen anpaßt, daß ein einwandfreier Lauf des Motors erzielt wird und die Grenzwerte für den Anteil schädlicher Stoffe in den Abgasen nicht überschritten werden.
.Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das vorzugsweise aus einer Vielzahl von Wärmedehnelementen mit einer großen Oberfläche bestehende Temperaturmeßglied von einem Teil der von den Motorzylindern aufgeheizten Kühlluft eines luftgekühlten;
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nicht temperaturstabilisierten Motors umflossen wird, und daß die Steuerkurve am Korrekturhebel einen ersten sehr steilen Kurventeil für die Warmlaufkorrektur und einen zweiten wesentlich flacheren Kurventeil für die von der Betriebstemperatur des Motors abhängige Korrektur der Einspritzmenge hat. Von großem Vorteil ist dabei die Verwendung eines einzigen Temperaturmeßgliedes.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung und eine genaue Anpassung der Kraftstoffördermenge an die Temperatur des Motors ergibt sich, wenn der Übergang vom ersten steilen Kurventeil in den zweiten wesentlich flacheren Kurventeil bei etwa 35° Kühlmitteltemperatur erfolgt (Fig.3) und wenn bei steigender Kühlmitteltemperatur die Bewegung der Steuerkurve bei etwa 80 durch das Ende des zweiten Kurventeils begrenzt ist.
Damit die zu messenden Temperaturänderungen auch bei niedrigen Drehzahlen und bei geringem Luftdurchsatz schnell vom Temperaturmeßglied erfaßt und in Steuerwege umgesetzt werden können, bestehen bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung die Värmedehnelemente aus tellerfederförmigen Bimetallplatten, die paarweise gegeneinander gerichtet in einer Reihe in einem gemeinsamen Gehäuse des Temperaturmeßgliedes angeordnet sind und sich einerseits an einem Widerlager im Gehäuse und andererseits an einem Bund eines Betätigungsbolzens abstützen, der die Bewegung der Wärmedehnelemente auf den Korrekturhebel überträgt.
Ein Beispiel der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung wird in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
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ORIGINAL INSPECTEO
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Fig. 1 die Regeleinrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 2 einen Schnitt durch das Temperaturmeßglied in vergrößertem Maßstab,
Fig. 3 ein Diagramm des von der Regeleinrichtung gesteuerten, temperaturabhängigen Fördermengenverlauüs der Einspritzpumpe.
Auf der Antriebswelle 10 einer nur andeutungsweise dargestellten Einspritzpumpe 11 für einen luftgekühlten, nicht temperaturstabilisierten Otto-Motor sitzt ein Fliehkraftversteller 12, dessen Fliehgewichte 13 bei Drehzahländerungen auf einen Raumnocken 14 wirken, der als drehzahlabhängig arbeitendes Verstellglied entgegen der Kraft einer Feder
15 verschiebbar ist und seinerseits von einem Bedienungshebel
16 über Übertragungsglieder 17 derart verdreht werden kann, daß in bekannter V/eise je nach Stellung des Bedienungshebels 16 ein anderer Bereich am Umfang des Raumnockens 14 mit einer Tastrolle 20 eines als Winkelhebel ausgebildeten ersten Zwischenhebels 21 in Verbindung kommt. Der Bedienungshebel 16 ist in an sich bekannter und nicht dargestellter Weise mit dem Gashebel und mit der Drosselklappe des Motors verbunden.
Drehzahlabhängige Längsbewegungen und durch den Bedienungshebel 16 verursachte Drehbewegungen des Raumnockens 14 ergeben je nach der Form einer in Eingriff mit der Tastrolle 20 befindlichen Kurvenbahn 22 auf der Oberfläche des Raumnockens 14 eine Schwenkbewegung des ersten Zwischenhebels 21, die auf einen zweiten Zwischenhebel 25 übertragen wird. Der zweite Zwischenhebel 25 hat als Drehpunkt eine Achse 26, die auf einem Korrekturhebel 27 sitzt, der an seinem einen Ende 28 eine Steuerkurve 29 trägt. Die Steuerkurve 29 gleitet bei Bewegungen des Korrekturhebels 27 an einem gehäusefesten Bolzen 30 entlang. Das andere Ende 31 des Korrekturhebels 27
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ist mittels einer Lasche 32 und einem Lager 33 an ein nur strichpunktiert angedeutetes Gehäuse 3^ der Regeleinrichtung 35 angelenkt. Die Verbindung der einzelnen Bauteile mit dem Gehäuse 3^ ist in der schematischen Darstellung von Fig. 1 durch Schraffur angedeutet.
Der zweite Zwischenhebel 25 hat an einem Ende einen Schlitz 36, in den ein Stift 37 des Winkelhebels 21 eingreift. An seinem anderen Ende hat er einen zweiten Schlitz 38, in dem ein am Fördermengenverstellglied 40 der .Einspritzpumpe 11 fester Stift 41 geführt ist, so daß Bewegungen des V/inkelhebels 21 oder der Achse 26 des zweiten Zwischenhebels 25 auf das Fördermengenverstellglied 40 übertragen werden.
Zwischen der Achse 26 und der Lasche 32 stützt sich mit ihrem einen Ende 42 eine Druckstelze 43 auf dem Korrekturhebel 27 ab, während das andere Ende 44 der Druckstelze 43 an einem Hebel 45 angreift. Die schneidenförmig ausgebildeten Enden 42 und 44 der Stelze 43 sitzen in einer Kerbe 46 des Korrekturhebels 27 und einer Kerbe 47 des Hebels 4J?. Die Lage der Druckstelze 43 ist durch eine Feder 48 gesichert, deren Schräglage gleichzeitig die Steuerkurve 29 des Korrekturhebels 27 so an den Bolzen 30 andrückt, daß evtl. vorhandes Spiel ausgeschaltet wird. Der Hebel 45 überträgt die Stellbewegungen von zwei von Betriebsgrößen des Motors abhängigen Stellgliedern 49,50 auf die Druckstelze 43, die ihrerseits den Korrekturhebel 27 entgegen der Kraft der Feder 48 verschiebt, sobald sich mindestens eine der Betriebsgrößen ändert.
Das eine Stellglied 49 ist ein Höhenkorrekturgerät und spricht auf den die Brennkraftmschine umgebenden Luftdruck an, das andere Stellglied 50 ißt ein Temperatur-
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meßglied, das von der Temperatur der Motorkühlluft beeinflußt wird und dessen Stellbewegungen von einem Betätigungsbolzen 51 über den Hebel 45 und die Stelze 43 auf den Korrekturhebel 27 übertragen werden.
Das Temperaturmeßglied 50 (siehe Fig. 2) hat ein Gehäuse 52, das an das Gehäuse 34 der Regeleinrichtung 35 angeflanscht ist und zwei Anschlußstutzen 53,5^ für die Kühlluftzu- und ableitung hat. Ein Teil der zur Wagenheizung vorgesehenen von den Motorzylindern aufgeheizten Kühlluft wird in nicht näher dargestellter Weise abgezweigt und mit Hilfe einer Schlauchleitung 55 über den Anschlußstutzen 53 zum Temperaturmeßglied 50 geleitet, und von diesem über den Anschlußstutzen 54 und eine Schlauchleitung 56 wieder weggeführt. Da der Motor nicht temperaturstabilisiert ist, also der Luftdurchsatz nicht gesteuert wird, sondern sich drehzahlabhängig entsprechend der Förderkennlinie des Gebläses ändert, ist die Kühllufttemperatur ein Maß für die Temperatur der Motorzylinder. Um auch bei niedrigen Drehzahlen und deshalb geringem Luftdurchsatz Temperaturänderungen schnell genug
erfassen zu können, hat das Temperaturmeßglied 50 als Wärmedehnelemente eine Serie von tellerfrderförmigen Bimetallplatten 57, deren Oberfläche von der Kühlluft umspült wird und deren Innenbohrungen 58 auf dem Betätigungsbolzen 51 geführt sind.
Der Betätigungsbolzen 51 ist im Gehäuse 52 gelagert und hat an seinem einen Ende einen von einem Sprengring gebildeten Bund 59, gegen den sich die Platten 57 abstützen. ATs zweites" Widerlager für die Platten 57 dient ein Federteller 61,der von einer Ausweichfeder 62 gegen einen Absatz 63 im Gehäuse' 52 gedrückt wird. Die Feder 62 wird von einer Ausnehmung
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eines das Gehäuse 52 verschließenden Deckels 65 aufgenommen. Der Deckel 65 trägt außerdem ein Lager 66 für den Betätigungsbolzen 5^· Zwischen der dem Federteller 61 am nächsten liegenden Bimetallplatte 57 und dem Federteller 61 sind Ausgleichsscheiben 67 eingefügt, mit deren Hilfe bei der Grundeinstellung des Temperaturmeßgliedes 50 das Vorstehmaß "a" des Betätigungsbolzens 51 eingestellt wird. Eine sich im Reglergehäuse 34 abstützende Andrückfeder 68 bewirkt? daß der Hebel 45 dauernd an dem Temperaturmeßglied 50 anliegt (s. Fig. 1).
Die Steuerkurve 29 (Fig. 1) ist geknickt und hat einen steilen Abschnitt 29a und einen flachen Abschnitt 29b. Mit dem Abschnitt 29a wird die Kraftstoff menge des Motors in kaltem Zustand bis zu einer Kühllufttemperatur von ca. 35°C gesteuert und mit dem Abschnitt 29b der Betriebsbereich bei Temperaturen zwischen 35° und 80° C. Die Steuerkurve 29 erzeugt im Leerlaufbetrieb einen im Diagramm nach Fig. 3 dargestellten Kraftstoffördermengenverlauf. In der Abszisse ist die Kühllufttemperatur T und in der Ordinate die Fördermenge Q im nmr/Hub aufgetragen. Ein Meßpunkt bei -100C ist mit A, der Knick in der Kurve bei 35°C mit B und das Ende der Steueckurve bei 80°C mit C bezeichnet. Bei Kühllufttemperaturen oberhalb 80°C wird die Kraftstoffördermenge nicht mehr vom Temperaturmeßglied 50 beeinflußt.
Die Wirkungsweise der einzelnen Baugruppen ist bereits oben beschrieben und im folgenden soll speziell die Arbeitsweise des Temperaturmeßgliedes 50 am Beispiel eines bei tiefen Temperaturen startenden Motors erläutert werden. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird außerdem angenommen, daß der Bedienungshebel 16 in Leerlaufstellung steht.
Bei einer Kühlluft- bzw. Außenlufttemperatur unter 35°C
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steht der Korrekturhebel 27 in seiner in Fig. 1 gezeigten Stellung, die bei einer Lufttemperatur T von beispielsweise -1O°C dem Punkt A in Fig. 3 entspricht.
Nach dem Anlassen steigt die Zylinderkopftemperatur an,die Kühlluft erwärmt sich entsprechend und ein Teil dieser Luft wird über die Schlauchleitung 55 in das Innere des Gehäuses 52 des Temperaturmeßgliedes 50 geleitet. Aufgrund ihrer großen Oberfläche nehmen die Bimetallplatten 57 sehr schnell diese erhöhte Temperatur an, sie dehnen sich aus, drücken auf den Bund 59 des Betätigungsbolzens 51 und verschieben diesen Bolzen entgegen der Kraft der Andrückfeder 68, Der Betätigungsbolzen 51 übertragt dabei diese Bewegung auf den Hebel 4-5> der wiederum über die Druckstelze 43 auf den Korrekturhebel 27» der nach unten verschoben wird und dabei mit seiner Steuerkurve 29 am Bolzen 30 entlanggleitet. Dabei wird die Achse 26 des zweiten Zwischenhebels 25 nach unten und gleichzeitig nach rechts verlagert, und über den Stift 4-1 wird die als Fordermengenverstellglied dienende Regelstange 4-0 der Einspritzpumpe 11 in Richtung "stop" verschoben, d.h. in Richtung kleinerer Fördermenge. Aufgrund der Schlitze 36 und 38 im zvreiten Zwischenhebel 25 erzeugt seine Abwärtsbewegung keine Veränderung der Regelstangenlage, sondern nur die Neigung der Kurvenbahn 29 ist maßgebend für die Änderung der Regelstangenlage und damit der Fördermenge.
BiB ca. 350C folgt der Korrekturhebel 27 dem Abschnitt 29a der Steuerkurve 29 und hat dann im Knickpunkt 29c dieser Kurve die Regelstange 40 so weit verschoben, daß die Kraft stoff örderaenge Q dem Punkte B in Fig. 3 entspricht.
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Bei weiter steigender Kühllufttemperatur dehnen sich die BimetalIplatten 57 weiter annähernd linear aus, aber durch den flachen Kurvenabschnitt 29b erfolgt j.etzt die Zurücknahme der Kraftstoffördermenge langsamer. Bis 80° C folgt dann die Fördermenge Q dem Kurvenverlauf B-C in Fig. 3· Bei 80° ist die Kurve 29 ausgelaufen, der Bolzen 30 schlägt am Ende des Kurvenabschnitts 29b an und die jetzt eingestellte Fördermenge entspricht dem Punkt C in Fig· 3· Weitere TemperaturSteigerungen erzeugen keine Steuerbewegung mehr, denn die Bimetallplatten 57- verschieben jetzt den Federteller 61 entgegen der Kraft der Ausweichfeder 62. Durch diese Ausweichbewegung wird verhindert, daß unzulässig hohe Kräfte in die Regeleinrichtung 35 eingeleitet werden.
Durch den Kurvenabschnitt 29a wurde der Warmlauf des Motors gesteuert und mit dem Kurvenabschnitt 29b wurde erreicht, daß bei unterschiedlichen Zylinderkopftemperaturen im Lastbereich die Kraftstoffördermenge so angepaßt wird, daß keine unzulässig hohen Anteile an schädlichen Stoffen in den Abgasen enthalten sind. /,
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Claims (3)

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    Ansprüche
    .^ Regeleinrichtung für das Kraftstoffluftgemisch bei mit Fremdzündung arbeitenden Einspritzbrennkraftmaschinen mit einem vorzugsweise drehzahlabhängig arbeitenden Verstellglied, dessen Verstellbewegungen über zwei Zwischenhebel auf das Fördermengenverstellglied der Einspritzeinrichtung übertragbar sind, wobei der Drehpunkt des zweiten Zwischenhebels auf einem Korrekturhebel angeordnet ist, der eine Steuerkurve trägt und an den von Betriebsgrößen des Motors abhängige Stellglieder angreifen, von denen eines ein von der Kühlmitteltemperatur des Motors beeinflußtes Temperaturmeßglied ist, dadurch gekennzeichnet, daß das vorzugsweise aus einer Vielzahl von Wärmedehnelementen (57) mit einer großen Oberfläche bestehende Temperaturmeßglied (50) von einem Teil der von den Motorzylindern aufgeheizten Kühlluft eines luftgekühlten, nicht temperaturstabilisierten Motors umflossen wird, und daß. die Steuerkurve (29) am Korrekturhebel (27) einen ersten sehr steilen Kurventeil (29a) für die l/arnlaufkorrektur und einen zweiten wesentlich flacheren Kurventeil (29b) für die von der Betriebstemperatur des Motors abhängige Korrektur der Einspritzmenge hat.
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    Robert Bosch GmbH R. 9766 Ks/Kb
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  2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang vom ersten steilen Kurventeil (29a) in den zweiten wesentlich flacheren Kurventeil (29b) bei etwa 55° Kühlmitteltemperatur erfolgt (Fig. 3).
  3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei steigender Kühlmitteltemperatur die Bewegung der Steuerkurve (29) bei etwa 80° durch das Ende des zweiten Kurventeils (29b) begrenzt ist (Fig. 3).
    4-, Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedehnelemente (57) aus an sich bekannten tellerfederförmigen Bimetallplatten (57) bestehen, die paarweise gegeneinander gerichtet in , einer Reihe in einem gemeinsamen Gehäuse (52) des Temperaturmeßgliedes (50) angeordnet sind und sich einerseits an einem Widerlager (61) im Gehäuse (52) und anderseits an einem Bund (59) eines Betätigungsbolzens (5"0 abstützen, und daß der BetätLgungsbolzen (5"0 die Bewegung der Wärmedehnelemente (57) auf den Korrekturhebel (27) überträgt.
    oo 5· Regeleinrichtung nach den Ansprüchen 3 und. 4,dadurch ge-ω kennzeichnet, daß eine darüber hinausgehende Ausdehnung Q der Wärmedehnelemente (57) durch Ausweichen des von <jj einer Feder (62) in seiner Ruhelage gehaltenen Widerlagers (61) ermöglicht wird.
    Leerseite
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