DE2020949C3 - Induktiver Saugrohr-Druckfühler für eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

C/

beschrieben und erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einem (Jbersichtsbild und in teilweise schematischer Darstellung,

F i g. 2 einen in der Einspritzeinrichtung nach F i g. 1 verwendeten Druckfühler in einem längs der Linie III! in F i g. 3 geführten Längsschnitt und

F i g. 3 in einem längs der Linie ΙΜ-ΠΙ in F i g. 2 geführten Querschnitt.

Die 3enzineinspritzeinriclitiing nach F i g. 1 ist zum Betrieb einer als Antrieb eines Kraftfahrzeugs dienenden Vierzylinaerbrennkraftmaschine 10 bestimmt, deren Zündkerzen 11 an eine nicht dargestellte Hochspannungszündanlage angeschlossen sind. In unmittelbarer Nähe der nicht dargestellten Einlaßventile der Brennkraftmaschine sitzt auf den zu den einzelnen Zylindern führenden Verzweigungsstutzen des Ansaugfohres 12 je ein elekfomagnetisch betäiigbares Einspritzventil 13. jedem Einspritzventil wird über eine der bei 14 angedeuteten Kraitstoffleitungen aus einem Verteiler 15 Kraftstoff zugeführt. Der Kraftstoff wird im Verteiler und in den Leitungen 14 durch eine hei 16 angedeutete, elektromotorisch angetriebene Pumpe aus einem Kral'istoffvorraisbehälter 18 angesaugt und einem dem Verteiler 15 vorgeschalteten Druckregler 17 zugeführt, der die Aufgabe hat, den Druck des vor den f-.inspritzventileri anstehenden Kraftstoils auf einem praktisch konstanten Wert von etwa 2 atü zu !halten.

ledes der Einspritzventile 13 enthält eine nicht dargestellte Magnetisierungsvvieklung, deren eines Ende a η Masse liegt, wahrend das andere Ende jeder der Wicklungen über Anschlußleitungen 19 mit einem von vier Widerständen 20 verbunden ist. Die Widerstände 20 sind zusammen an den Kollektor eines bei 21 dargestellten l.eistungstransistors angeschlossen, der von einem im folgenden näher beschriebenen elektronischen Regel- und Steuergerät über einen Transistorverstärker 22 mit rechteekförniigen Steuerimpulsen 23 bei jeder Umdrehung der Kurbeiwelle 24 versorgt wird und dabei einen die Einspritzventile 13 über die Dauer ..dieser Impulse öffnenden Strom liefen. Zur Öffnungsdauer proportional ist die bei jedem Einspritzvorgang in das Ansaugrohr und von dort in die Zylinder gelangende Einspritzmenge, die den jeweiligen Betnebsbedingungen der Brennkraftmaschine angepaßt werden muß.

Das hierzu dienende Regel- und Steuergerät 25 ist in F i g. I mit unterbrochenen Linien uivrahmt und besteht im wesentlichen aus einem monostabilen Kippgcrät. das einen ersten Kipptransistor 71 vom pnp-Typ und einen /weiten Transistor T: mit der gleichen Zonenfolge enthält. Die Emitter beide Transistoren sind über eine Plusleitung 26 mit dem Pluspol einer als Betriebsstromquelle dienenden, nicht dargestellten Fahrzeugbatterie mit einer Nennspannung von 12.6VoIt verbunden. Vom Kollektor des ersten Transistors 71 führt ein Arbeitswiderstand 27 und vom Kollektor des /weilen Transistors Ti ein Arbeitswiderstand 28 zu einer gemeinsamen, mit Masse verbundenen Minuslei-Hing 29. die an den Minuspol der Fahrzeugbatterie angeschlossen ist.

Im Ruhezustand des Kippgeräts 25 wird der Transistor 71 durch den von seiner Basis zur Minuslntung 29 führenden Widersland 30 leitend gehalten; der Transi- (»5 stör Ti ist dann gesperrt. Der instabile, die Öffnungsdauer der Magnetventile 13 bestimmende Kippvorgang des Kippgeräts wird dann eingeleitet, wenn der bei 31 angedeutete, mit der Kurbelwelle 24 umlaufende Nokken den ihm zugeordneten Sclsaltarm 32 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder ;jegen seinen mit dei Plusleitung 26 verbundenen Gcgenküntakt drück! liP.d daher den Steuerkondensaior 33, der sich bis zu diesem Zeitpunkt über einen mit der Plusleitung 25 verbundenen Widerstand 35 aufladen konnte, an seiner negativ geladenen Elektrode mit der Plusleitung verbindet. Dadurch wird der Transistor Γι gesperrt, der Transistor T: und zusammen mit ihm auch der Leistungstransistor 21 werden stromleitend und die Magnetventile 13 geöffnet. Die Magnetventile schließen dann wieder, wenn die Transistoren 71 und Ti des monostabilen Kippgeräts in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren.

Dieser Zeitpunkt richtet sich nach der Induktivität der in den Kollektorkreis des Transistors 7: eingeschalteten Primärwicklung 37, die zusammen mit einer Sekundärwicklung 38 und einem versieübaren Eisenkern 39 einen Transformator bildet. Der Eisenkern 39 ist über ein Gestänge 40 mit der Membran t.ner an das. Ansaugrohr 12 angeschlossenen, mit unterbrochenen Linien angedeuteten, evakuierten Druckdose 41 eines weiter unten näher beschriebenen, er'iiidungsgemäß ausgebildeten Druckfühlers (Druckwandlers) D gekuppelt und wird unter Verkleinerung der Induktivität umso weiter zwischen der Primär- und Sekundärwicklung herausgezogen, je niedriger der im 'Xnsdiigniiu" herrschende absolute Druck ist.

Die Sekundärwicklung 38 ist mit einem Wicklungsende an die Basis des Transistors 7' und mn ihrem anderen Ende an den Verbindungspunkt zweier /wischen der l'luslcitung 26 und der Minusleitung 29 liegender Widerstände 43, 44 angeschlossen. Sobald der S^ haltarm 32 seinen Gegenkoniakt berührt und über eine Diode 42 den Transistor 71 sperr;, kann der Transistor Ti einen über die Primärwicklung 37 fließenden Strom liefern, der mit einer zur Induktivität umgekehrt proportionalen Geschwindigkeit ansteigt und in der Sekundärwicklung 38 eine Spannung induziert, die den Transistor T: unabhängig von der weiteren Stellung des Schaltarms 32 stromleitend hält, und /war so lange, bis der Strom in der Primärwicklung 57 annähernd den Sättigungswert erreicht hat. Die induzierte, ilen Transistor Ti über die Diode 45 sperrende Spannung wird mit zunehmender Annäherung an diese Sättigung kleiner und sinkt schließlich so weil ah. daß die negative, durch die Widerstände 4.3, 44 eingestellte Basisvorspannung am Transistor 71 überwiegt und den I ransistor 7Ί in seinen ursprünglichen, leitenden Zustand zurückkehren laßt. Sobald dies eintritt, wird der l.eisiungstransisior 2i gesperrt und der Einspritzvorgang beendet.

Bei dem bisher beschriebenen, insoweit bekannten System wird der im Ansaugrohr hinter der durch das Gestänge 52. 51 betätigbaren Drosselklappe 50 hellsehende Saugrohrdruck von der evakuierten Druckdose 41 in absoluten Werten gemessen und dann als Steuergröße zur Verstellung des Eisenankers 39 verwendet. Änderungen des atmosphärischen Luftdruckes, die z.B. bei Fahnen in großer geographischer Höhe auftreten, werden zwar auf diese Wei^e in erster Näherung ausgeglichen. Wie sich jedoch ge/eigl hat. ist das Kraftstoff-Luft-Gemisch ir großen geographischen Höhen merklich zu mager, und /war aus folgenden Gründen:

a) Der an den Einspnt/vemilen liegende Gesamtdruck, der die pro Zeiteinheit eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt, setzt sich aus dem Kraftstoffe! ruck und dem Saiigrohninierdruck zusam-

men. Bei gleichem Absolutdruck im Saugrohr ist in der Höhe der Saugrohrunterdruck und somit auch die. eingespritzte Kraftstoff menge geringer, b) Selbst bei Kompensation des unter a) beschriebenen Fehlers ist das Kraftstofr-Luft-Gemisch in der Höhe noch zu mager, da die Luftfüllung der Zylinder in der Höhe bei gleichem Absolutdruck im Saugrohr wegen des in der Höhe geringeren Auspuffgegendruckes größer ist.

Zur Kompensation der zu unter a) und b) aufgeführten Fehler, die je etwa 3% pro 1000 m Höhe betragen können, ist in dem in F i g. 2 und 3 dargestellten Druckfühler (Druckwandler) eine Höhenkorrektur vorgesehen, welche im Prinzip darin besteht, daß in dem luftdichten über einen Anschlußstutzen 201 mit dem Saugrohr 12 verbundenen Gehäuse 200 des Druckwandlers D in Reihe zu den an Stelle der Druckdose 41 in F i g. 1 vorgesehenen beiden ebenfalls evakuierten Barometerdosen 202 und 203 noch eine weitere Druckdose 204 vorgesehen ist, die jedoch im Gegensatz zu den beiden Barometerdosen über eine Längsbohrung 205 in dem sie tragenden Gewindezapfen 206 mit der äußeren Atmosphäre verbunden ist und daher einerseits von dem von der geographischen Höhe abhängigen Außenluftdruck und andererseits von dem Saugrohrdruck, der sich im Inneren des Gehäuses 200 auswirkt, beaufschlagt wird. Die drei Druckdosen 202,203 und 204 sind einerseits mit dem einstellbaren Gewindezapfen 206 gegen die untere Gehäusehälfte 208 abgestützt und stehen andererseits über eine Kugelpfanne 210 und einen in dieser verschiebbaren Kugelzapfen 211 mit dem zylindrisch ausgebildeten Eisenanker 215 in Verbindung, welcher mit einem sich über den Eisenanker schließenden, im dargestellten Längsschnitt doppelt-U-förmigen Eisenkern 218 zusammenarbeitet und in dessen zentraler Längsbohrung durch zwei außerhalb des Eisenkerns angeordnete Blattfedern 220 und 221 radial geführt ist. Die beiden Blattfedern sind doppel-M-förmig gestaltet und setzen der von den Druckdosen bewirkten Längsverstellung des Eisenankers 215 nur geringen Widerstand entgegen. Die Rückstellkraft für den Anker 215 wird von einer schraubenwendclförmigen Druckfeder 223 geliefert, die sich mit einem ihrer Enden gegen das von den Druckdosen abgekehrte Ende des Eisenankers 215 abstützt. Um eine genügend hohe Elastizität der Druckfeder 223 sicherzustellen, muß sie eine ausreichende axiale Länge haben. Damit troi/.dem der bei Druckänderungen im Ansaugrohr wirksam werdende Totraum klein gehalten werden kann, ist die Druckfeder 223 auf dem größten Teil ihrer Länge in der Bohrung 224 eines sich nach außen erstreckenden Halses 225 aufgenommen. Der Eisenanker 215 endigt in einem zylindrischen Zapfen 227 innerhalb der Druckfeder 223. Auf dem Außenmantel des Zapfens 227 liegen die beiden Schenkel eines U-förmigen Federbügels 228 auf. welcher bei der Längsbewegung des Eisenankers 215 eine Reibungsdämpfung bewirkt und dabei angesichts der beim Öffnen und Schließen der Einlaßventile der Brennkraftmaschine entstehenden geringfügigen Druckschwankungen verhindert, daß der Eisenkern diesen Druckschwankungen in einer Oszillationsbewegung folgt.

Im inneren des Eisenkerns 218 befinden sich zwei zueinander und zum Eiscnanker 215 konzentrische Ringwicklungen 230 und 231, die als Primärwicklung 37 bzw. als Sekundärwicklung 38 in der in F i g. 1 dargestellten Schaltanordnung mit ihrer variablen Induktivität die jeweilige Einspritzmenge bestimmen sollen. Ihre Induktivität hängt von der Breite des Luftspaltes ab. der sich zwischen der kegeligen Zone 232 des Eisenankers 215 und der diesem gegenüberstehenden Bohrung 233 einstellt.

Durch die Hintereinanderschaltung; der beiden Barometerdosen 202 und 203 wird sichergestellt, daß der von diesen Dosen verursachte Versi.elKveg des Eisenkerns 215 stark überwiegt gegenüber dem Verstellweg der Druckdose 204. welche die Korrektur der Einspritzmenge in Abhängigkeit von der jeweiligen geo graphischen Höhe bewirkt. Die eingestellte Kraftstoff menge ist demzufolge nicht nur von dem jeweils in Ansaugrohr herrschenden absoluten Ansaugdruck, son dem auch von der Höhe des Außenluftdrucks abhängig

Hierzu 2 Blatt Zeidinuncen

Claims (1)

1. Palentanspruch:

   Induktiver Saugrohr-Druckfühier für eine Kraft- »tuif-Einspriizcinrichiung für eine Brennkrafimaschine mit einer elektronischen, einen monostabilen Multivibrator enthaltenden Steuereinrichtung und mit mindestens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventil, das synchron zu den Umdrehungen der Brennkraftmaschine von der Steuereinrichtung geöffnet und während eines von der Steuereinrichtung gelieferten elektrischen Öffnungsimpulses offengehalten wird, welcher Druckfühler in seinem an das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine anschließbaren Gehäuse wenigstens eine Wicklung mit veränderbarer Induktivität enthält, die als Zeitglied des Multivibrators die zeitliche Dauer der elektrischen Öffnungsimpulse mit absinkendem Druck verändert und einen durch zwei ebenfalls im Gehäuse gelagerte, evakuierte Absolutdruckdosen über eine aus Zapfen und Pfanne bestehende Gelenkverbindung verstellbaren Eisenanker umgibt, der einen vom Ansaugdruck abhängigen Luftspalt gegenüber einem feststehenden Eisenkern bildet und mit einem im Gehäuse verschraubbaren Gewindezapfen gegen die Kraft einer sich gehäusefest abstützenden Druckfeder axial einstellbar ist, d a durch gekennzeichnet, daß gleichachsig und in Reihe mit den Absolutdruckdosen (202, 203) eine in ihren Abmessungen den Absolutdruckdosen gleiche Differenzdruckdose (204) angeordnet ist, die am Ende des Gewindezapfens (206) sitzt, dessen Längsbohrung (205) den Innenraum der Differenzdruckdose mit der Außenluft verbindet, und daß die Druckfeder (223) unter Verzicht auf Einstellbarkeit der Abstützung unmittelbar am Gehäuse (200, 225) abgestützt ist.

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   Die Erfindung betrifft einen induktiven Saugrohr-Druckfühler für eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer elektronischen, einen monostabilen Multivibrator enthaltenden Steuereinrichtung und mit mindestens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventil, das synchron zu den Umdrehungen der Brennkraftmaschine von der Steuereinrichtung geöffnet und während eines von der Steuereinrichtung gelieferten elektrischen Öffnungsinipulses offengehalten wird, welcher Druckfühler in seinem an das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine anschließbaren Gehäuse wenigstens eine Wicklung mit veränderbarer Induktivität enthält, die als Zeitglied des Multivibrators die zeitliche Dauer der elektrischen öffnungMinpulse mit absinkendem Druck verändert und einen durch zwei ebenfalls im Gehäuse gelagerte, evakuierte Absolutdruckdosen über eine aus Zapfen und Pfanne bestehende Gelenkverbindung verstellbaren Eisenanker umgibt, der einen vom Ansaugdruck abhängigcn Luftspalt gegenüber einem feststehenden Eisenkern bildet und mit einem im Gehäuse verschraubbaren Gewindezapfen gegen die Kraft einer sich gehäusefest abstützenden Druckfeder axial einstellbar ist.

   Bei bekannten, elektrisch gesteuerten Kraftstoff Ein-Spritzeinrichtungen dieser Art wird die jeweilige Ansaugluftmcnge der Brennkraftmaschine indirekt mit Hilfe eines induktiven Saugrohr-Drucklühiers ermiitcit und die vom jeweiligen Luftspalt des Eisenankers gegenüber dem feststehenden Eisenkern abhängige Induktivität der Wicklung dazu benützt, die Dauer eines elektrischen Öffnungsimpulses und demgemäß die Einspritzmenge zu bestimmen. LJm dem niedrigsten und dem nöchsten wen des beim Betrieb der Brennkraftmaschine auftretenden, hinter der Drosselklappe gemessenen und sowohl von der Drehzahl wie auch von der Last bzw. Drosselklappenstellung abhängigen Saugrohrdrucks jeweils einen genau festgelegten Mindest- und Höchstwert der Induktivität zuordnen zu können, ist bei den bekannten induktiven Saugrohr-Druckfühlern nach dem DT-Gbm 19 60 912 und dem DT-Gbm 19 77 630 zusätzlich zu einem das Widerlager für zwei in Reihe miteinander angeordnete Absolutdruckdosen bildenden Gewindezapfen eine weitere Einstellmöglichkeit dadurch geschaffen, daß für die Druckfeder eine im Gehäuse verschraubbare Hohlschraube angeordnet ist, welche die Druckfeder auf einem großen Teil ihrer Lange aufnimmt una absiüw.. Aus der DT-PS 7 22 072 ist ein Brennstoffregler kn Luftfahrzeuge bekannt, bei welchem zur Korrektui des mit zunehmender Höhe abfallenden Atmosphärendnikkes und demgemäß abnehmenden AnsaugUiftaewichtes eine in Reihe mit zwei Absolutdruckdosen angeordnete Differenzdruckdose vorgesehen ist. welche auf met L; nischcni Wege und unter Zwischenschaltung einer \w draulischen Stelleinrichtung die Regelstange einer I ,n spriizpum^e verstellt. Dort kann durch die Wahl de: jeweiligen Hebelverhältnisse an einem /ur i.ibeiira gung zwischen den Druckdosen und dem SteMmon μ dienenden Winkelhebel sowohl der Anfangs- wie yuih der Endwert der Einspritzmenge für den Betriebshereich eingestellt werden, wobei außerdem mit Sehrauhgewinden versehene Widerlager für die Druckdose:, vorgesehen sind.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine du.· Einstellung der notwendigen Induktivitätswene erleichternde Anordnung zu schaffen, bei welcher unter Verwendung einer zusätzlichen Differenzdruckdose die Anpassung an die Atmosphärendruckhöhe erreicht wird. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß gleichachsig und in Reihe mit den Absoluidruckdosen eine in ihren Abmessungen den Absolutdruckdosen gleiche Differenzdruckdose angeordnet ist, die am Ende des Gewindezapfens sitzt, dessen Längsbohrung den Innenraum der Differenzdruckdose mit der Außenluft verbindet, und daß ferner die Druckfeder unter Verzicht auf Einstellbarkeit der Abstützung unmittelbar am Gehäuse abgestützt ist.

   Die Membranen für die beiden Absolutdruckdosen und für die Differenzdruckdose können infolge ihrer gleichen Abmessungen mit dem gleichen Prägeschneidwerkzeug aus ein und demselben Federblech gestanzt werden, so daß sich nur sehr geringe Exemplarstreuungen ergeben. Die oben beschriebene, gegen den Druck der Rückstellfeder erfolgende Justierung des Eisenankers gegenüber dem Eisenkern kann somit allein mit Hilfe des Gewindezapfens durchgeführt werden, wobei gleichzeitig die Druckfeder derart in ihrer Länge abgepaßt werden kann, daß sich die Druckfeder unter Verzicht auf eigene Einstellbarkeit unmittelbar am Gehäuse abstützt. Dies ist umso leichter möglich, als die Differenzdruckdose hinsichtlich ihrer Federeigenschaften mit den Absolutdruckdosen übereinstimmt und durch die gleichen Abmessungen festgelegt ist.

   Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles naher