DE2062078A1

DE2062078A1 - Kraftstoffeinspritzanlage mit richtungsabhängiger Dämpfung der Bewegung des Meßorgans

Info

Publication number: DE2062078A1
Application number: DE19702062078
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl.-Ing. Dr. 7000 Stuttgart; Knapp Heinrich Dipl.-Phys. Dr. 7250 Leonberg; Sautter Wilfried 7055 Stetten; Stein Volkhard 7000 Stuttgart Eckert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1970-12-17
Filing date: 1970-12-17
Publication date: 1972-06-22
Also published as: NL7117284A; BE776833R; FR2131294A6; DE2062078B2; DE2062078C3; AU3695471A; GB1363740A; ES398040A2; PL83049B3; SE365023B; IT972069B; CS157133B4; AU449161B2; US3728993A; JPS5421891B1; SU512721A4

Description

E. 109
11.12.1970 Kh/Bo

Anlage zur Zusatz-Patent- und Gebrauchs-

musterhilf sanmel dung

ROBERO? BOSCH GMBH, Stuttgart

Kraftstoffeinspritζanlage mit richtungsabhängiger Dämpfung der Bewegung des Meßorgans · __________

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage für gemischterdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem ein Meßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind, und das Meßorgan proportional der durchströmenden Luftmenge gegen eine an sich möglichst konstante Rückstellkraft bewegt wird und dabei das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Mengenteilerventils für die ZuHiessung einer der Luftmenge proportionalen Kraft stoff menge verstellt, wobei als Rückstellkraft Druckflüssigkeit dient, die kontinuierlich und unter an sich möglichst konstantem Druck durch eine Druckleitung gefördert ein die Rückstellung bewirkendes Arbeitsglied beaufschlagt,das als Kolben ausgebildet ist, der in

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einer Zylinderbohrung arbeitet, in deren Anschlußkanal zur Druckleitung hin eine Drossel angeordnet ist, nach Patentanmeldung P 19 60 144-.6.

Bei dieser Kraftstoffeinspritzanlage wird die als Rückstellkraft des Meßorgans dienende Druckflüssigkeit zur Schwingungsdämpfung durch eine Drossel geleitet. Bei Verwendung einer normalen Drossel ergibt sich durch Luft- bzw. Meßorganschwingungen bei niederen Drehzahlen eine Mittelwertsanhebung der Stellung des Steuerschiebers und damit eine unerwünschte höhere Kraftstoffzumessung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Kraftstoffeinspritzanlage nach dem Hauptpatent so zu verbessern, daß eine Kraftstoffanreicherung im Bereich niederer Drehzahlen vermieden wird und die Zumessung entsprechend den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drossel in der Zuflußrichtung zum Druckraum eine größere Drossel wirkung hat als in der Abflußrichtung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Drossel eine von der Druckflüssigkeit verschiebbare runde Platte mit einer kleineren und einer größeren Drosselbohrung hat, die so angeordnet sind, daß die Druckflüssigkeit in Zuflußrichtung zum Druckraum durch beide Drosselbohrungen und in Abflußrichtung nur durch die kleinere Drosserbohrung strömen kann.

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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung aer Erfindung ist derart, daß die Drossel ein von der Druckflüssigkeit betätig"bares Zungenventil mit einer Drosserbohrung und einer Ansenkung hat.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist, daß die Drossel eine kleinere und eine größere Drosselbohrung aufweist und die größere Drosselbohrung in Abflußrichtung aus dem Druckraum von einem Kugelventil verschlossen wird.

Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist der die Rückstellkraft erzeugende Druck der Flüssigkeit durch mindestens ein in Abhängigkeit von Motorkenngrößen gesteuertes Regelorgan änderbar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig, 1 die gesamte Kraftstoffeinspritzanlage mit einer durchflußri chtungsabhängi gen Dro s sei,

Fig. 2,

2aί 5i drei andere Ausführungsbeispiele der Drossel.

In der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Yerbrennungsluft in Pfeilrichtung durch einen nicht dargestellten Luftfilter in einen Saugrohrabschnitt 1, in dem ein Meßorgan2in einem Konus 6 angeordnet ist, und weiterhin durch einen Yerbindungsschlauch 3 und einen Saugrohrabschnitt 4- mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 5 zu einem oder

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mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das Meßorgan 2 ist eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte, die sich im Konus 6 des Saugrohres nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt, wobei für eine konstante am Meßorgan 2 angreifende Rückstellkraft sowie einen konstanten vor dem Meßorgan 2 herrschenden Luftdruck, der zwischen Meßorgan 2 und Drosselklappe 5 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt.

Das Meßorgan 2 steuert unmittelbar ein Zumeß- und Mengenteilerventil 7· Zur Übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans dient ein mit ihm verbundener Hebel 8, der um einen Drehpunkt 9 möglichst reibungsfrei gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung mit einer Nase 10 das als Steuerschieber ausgebildete bewegliche Ventilteil 11 des Zumeßventils 7 betätigt. Die der Nase 10 abgewandte Stirnfläche 12 des Steuerschiebers 11 wird von Druckflüssigkeit beaufschlagt, die als Rückstellkraft für das Meßorgan 2 dient.

Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine von einem Elektromotor 14 angetriebene Kraftstoffpumpe 15» die Kraftstoff aus einem Behälter 16 ansaugt und über eine Leitung 17 dem Zumeßventil 7 zuführt. Von der Leitung 17 zweigt eine Leitung 18 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 19 geschaltet ist.

Aus der Leitung 17 gelangt der Kraftstoff in einen Kanal 22 im Gehäuse des Mengenteilerventils 7· Der Kanal 22 führt zu einer Ringnut 23 des Steuerschiebers 11 und weiterhin über verschiedene Abzweigungen zu Kammern 24, so daß die eine Seite einer Membran 25 durch diesen Kraftstoffdruck beaufschlagt wird. Je nach Stellung des Steuerschiebers 11 überdeckt die Ringnut 23 mehr oder weniger Steuerschlitze 26, die durch Kanäle 27 zu je einer Kammer 28 führen, die durch die Membran

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25 von der Kammer 24 getrennt ist. Aus der Kammer 28 gelangt der Kraftstoff über Kanäle 29 zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen, die in der Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordnet sind. Die Membran 25 dient als bewegliches Teil eines Flachsitzventiles, das durch die Feder 30 bei nicht arbeitender Kraftstoffeinspritzanlage offengehalten wird. Die je aus einer Kammer 24 und 28 gebildeten Membrandosen bewirken, daß unabhängig von der zwischen der Ringnut 23 unddsn Steuerschlitzen 26 bestehenden Überaeckung, also unabhängig von der zu den Einspritzventilen strömenden Kraftstoffmenge das Druckgefalle an dem Zumeßventil 23,26 weitgehend konstant bleibt. Damit ist gewährleistet, daß der Verstellweg des Steuerschiebers 11 und die zugemessene Kraftstoffmenge proportional sind.

Bei der Schwenkbewegung des Hebels 8 wird die Platte 2 des Meßorgans 2 in einen Konus 6 des Saugrohrs 1 bewegt, so daß der sich zwischen Platte und Konus ändernde Ringquerschnitt proportional zum Verstellweg des Meßorgans 2 ist. Falls diese Voraussetzung gegeben ist, besteht eine lineare Abhängigkeit der Stellbewegung des Meßorgans 2 und der Verschiebebewegung des Steuerschiebers 11, so daß der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge stets eine proportionale Kraftstoffmenge zu— · gemessen wird.

Die als konstante Rückstellkraft auf den Steuerschieber 11 wirkende Druckflüssigkeit ist Kraftstoff. Hierfür zweigt von der Leitung 17 eine Leitung 33 ab, die in den Druckraum 34 mündet, in den der Steuerschieber 11 mit seiner dem Schwenkhebel 8 abgewandten Stirnfläche 12 ragt. In der Leitung 33 ist eine Vordrossel 35 angeordnet, die den Versorgungskreislauf I7 des Zumeßventils 7 von dem Steuerdruckkreislauf 33,36 des Regelorgans

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37 trennt. Hinter der Vordrossel 35 zweigt von der Leitung 33 eine Leitung 36 zu dem Regelorgan 37 ab, um dann von dort über eine Rücklaufleitung 38 drucklos zum Kraftstoffbehälter 16 zu gelangen. Das Regelorgan 37 ist als Flachsitzventil 40 ausgebildet, bei dem eine Membran 41 als bewegliches Ventilteil dient. Es genügt schon eine geringe Bewegung der Membran 41, um den vollen Ventilquerschnitt als Ringquerschnitt zu öffnen. Deriberströmende Kraftstoff gelangt dann durch eine Leitung 38 drucklos zurück in den Kraftstoffbehälter 16. Die Membran 41 ist durch eine Feder 42 belastet, deren Vorspannung durch von Motorkenngrößen abhängige Stellgrößen änderbar ist. Hierfür dient im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ein Raumnocken 43» der mit der Drosselklappe 5 verdrehbar und in Abhängigkeit von dem stromabwärts der Drosselklappe 5 i^m Saugrohr herrschenden Unterdruck axial verschiebbar ist. Der Raumnocken 43 ist hierfür auf der Welle 44 der Drosselklappe 5i die über einen Hebel 45 willkürlich verdrehbar ist, axial verschiebbar gelagert. Die Drehbewegung der Welle 44 wird durch einen Mitnahmewinkel 46 auf den Raumnocken 43 übertragen. Der Raumnocken 43 ist mit seiner einen Stirnseite an der Membran 47 einer Unterdruckkammer 48 drehbar befestigt. Die Unterdruckkammer 48 iet durch eine Leitung 49 mit einer stromabwärts der Drosselklappe 5 gelegenen Stelle des Saugrohrs verbunden. Bei ausreichendem druck wird der Raumnocken 43 durch die Membran 47 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 50 axial verschoben. Der Raumnocken wird durch einen Stift 53 abgetastet, dessen Stellbewegung über einen Federteller 54 auf die Feder 42 übertragen wird, deren Vorspannung den Druck für die Rückstellkraft des Meßorgans 2 bestimmt.

Die Druckbeaufschlagung des Druckraumes 34 erfolgt über die Drossel 57· Die Drossel 57 bewirkt eine weitgehend temperaturunabhängige Lämpfung des Meßorgans 2, da Kraftstoff als Dämp-

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fungsflüssigkeit verwendet wird. In der dargestellten Stellung der Drosselplatte 58 gelangt der Kraftstoff aus der Leitung 33 über eine Bohrung 59 in der Deckplatte 60 in einen Vorraum 61, der im dargestellten Betriebszustand von der Zylinderbohrung 62, der Drosselplatte 58 und der Deckplatte 60 gebildet wird. Aus dem Vorraum 61 strömt der Kraftstoff über eine kleinere Drosselbohrung 63 und eine zweite größere Drosselbohrung 64 in den Druckraum 34. Die Drosselplatte 58 ist in der Zylinderbohrung 62 verschiebbar gelagert.

Die Kraftstoffeinspritzanlage wirkt folgendermaßen:

Bei laufender Brennkraftmaschine wird durch die von dem Elektromotor 14 angetriebene Pumpe 15 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 16 angesaugt und über die Leitung 17 dem Zumeßventil 7 zugeführt. Gleichzeitig saugt die Brennkraftmaschine über das Saugrohr 1,3,4.Luft an, durch die das Meßorgan 2 eine gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt. Entsprechend der Auslenkung des Heßorgans 2 wird über den Hebel 8 auch der Steuerschieber 11 verschoben, der dabei einen größeren Querschnitt der Steuerschlitze 26 freigibt. Die direkte Verbindung zwischen Meßorgan 2ind dem Steuerschieber 11 ergibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge»

Um das Kraftstoff-Luft-Gemisch je nach dem Abschnitt des Betriebsbereiches der Brennkraftmaschine reicher oder ärmer halten zu können, ist eine Änderung der an sich konstanten Rückstellkraft des Meßorgans 2 erforderlich. Die Meßgrößen für die Last und die Drehzahl sind die Drosselklappenstellung und der Saugrohrunterdruck, so daß die Rückstellkraft zweckmäßig in Abhängigkeit von diesen geändert wird. Dies erfolgt dadurch,

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daß je nach Höhe des Druckes im Saugrohr nach der Drosselklappe durch entsprechendes Verdrehen bzw. axiales Verschieben des Raumnockens 43 die Kraft der Feder 42 des Regelorgans 37 geändert wird. Steht beispielsweise bei Vollast die Drosselklappe in einer Stellung in der das Saugrohr voll geöffnet ist, so wünscht man die höchste Leistung, d.h. ein relativ reiches Gemisch. Da die Vorspannung der Feder 42 des Regelorgans 37 den Druck des Kraftstoffes bestimmt, der die Stirnfläche 12 des Steuerschiebers 11 beaufschlagt, muß die am Meßorgan 2 angreifende Rückstellkraft gering verringert werden, so daß der Steuerschieber 11 in eine Stellung verschoben wird, in der die Steuerschlitze 26 weiter geöffnet sind und eine entsprechend größere Kraftstoffmenge zur Einspritzung gelangt. Im Teillastgebiet bewirkt ein relativ höherer Druck auf die Stirnfläche 12 des Steuerschiebers 11 einen relativ kleineren Ausschlag des Meßorgans 2 und damit ein ärmeres Gemisch.

Der Druck des Kraftstoffes, der die Stirnfläche 12 des Steuerschiebers 11 beaufschlagt und als Rückstellkraft des Meßorgans 2 wirkt, wird also an sich konstant gehalten und nur in Abhängigkeit von Motorkenngrößen geändert.

Der durch die Vordrossel 35 von der Versorgungskraftstoffleitung 17 getrennte Steuerdruckkreislauf 33,36 wirkt in Abhängigkeit von der last- und drehzahlabhängigen Stellung des Regelorgans 37 über die Drossel 57 auf die Stirnfläche 12 des Steuerschiebers 11 und damit als Rückstellkraft auf das Meßorgan 2. Diese Drossel ist zur Begrenzung des Uberschwingens des Meßorgans 2 beim Gasgeben und zur Begrenzung der Wirkung von Saugstößen der Brennkraftmaschine als Dämpfung erforderlich, da ein Schwingen des Steuerschiebers 11 zu einer unerwünschten ungleichen Kraftstoffzumeεsung und damit zu einem ruckartigen Fahren führen würde. Bei Verwendung einer normalen Drossel würde sich jedoch im Bereich niederer Drehzahlen eine Anhebung der mitt-

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leren .Stellung des Steuerschiebers 11 und damit eine unerwünschte Kraft stoff anreiclierung dadurch ergeben, daß beim Gasgeben und während des Saughubes der Brennkraftmaschine aufgrund der größeren Luftgeschwindigkeit der Steuerschieber 11 durch das Meßorgan 2 stärker beschleunigt wird als in Rück— Stellrichtung durch den Druck im Druckraum 34, vobei sich im ersten lall im Druckraum 34 ein wesentlich höherer Druck aufbaut, als der in RückStellrichtung auf den Steuerschieber wirkende Druck.

Es wird deshalb hier vorteilhaft eine von der Durchflußrichtung der Druckflüssigkeit abhängige Drossel zur Schwingungsdämpfung verwendet, die durch eine Drosselplatte 58j die in einer Zylinderbohrung 62 axial verschiebbar gelagert ist und eine kleinere Drosselbohrung 63 und eine größere Drosselbohrung 64 aufweist, gebildet wird. Wird das Meßorgan 2 aufgrund des Druckunterschiedes am Meßorgan in Durchflußrichtung der Luft bewegt, so versucht es über den Hebel 8 und die Nase 10 den Steuerschieber 11 in den Druckraum 34 hinein zu verschieben. Aus diesem kann jedoch der Kraftstoff nicht rasch ausströmen, wodurch sich im Druckraum eine Druckerhöhung ergibt . und die Drosselplatte 58 gegen die Deckplatte 60 gepreßt wird. Der Kraftstoff kann in dieser Stellung der Drosselplatte 58 nur noch über die kleine Drosselbohrung 63 aus dem Druckraum in die Leitung 33 abströmen. Weicht der Steuerschieber 11 aus dem Druckraum zurück und sinkt der Druck im Druckraum unter den des Steuerdruckes der Druckflüssigkeit in der Leitung 33» so hebt sich die Drosselplatte 58 von der Deckplatte 60 ab, wodurch zwischen der Deckplatte und der Drosselplatte in der Zylinderbohrung 62 ein Vorraum 61 gebildet wird, aus dem nun über die kleine Drosselbohrung 63 und die seitlich versetzte große Drosßelbphrung 64 Druckflüssigkeit rasch in den Druckraum fließen

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kann. Durch die Verwendung einer von der Durchflußrichtung der als Rückstellkraft dienenden Druckflüssigkeit abhängigen Drossel ist nun eine exakte Anpassung der zugemessenen Kraftstoffmenge an die den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine entsprechenden Kennlinie im Bereich niederer Drehzahlen möglich.

Die Fig. 2, 2a, 3» 3a und 4- zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Drossel 57· In Fig. 2 ist mit 68 eine Deckplatte bezeichnet, gegen die im Ruhezustand eine dreieckige Drosselplatte 69 von einer Feder 70 gedrückt wird. Bewegt sich der Steuerschieber 11 entsprechend der Beaufschlagung des Meßorgans 2 im Saugrohr in den Druckraum 34- hinein, so liegt die Drosselplatte 69 eben an der Deckplatte 68 an und die Druckflüssigkeit kann lediglich über die Drosselbohrung 71 und die Bohrung 59 in die Leitung 33 zum Regelorgan 37 zurückströmen. Sinkt der Druck der Druckflüssigkeit im Druckraum 34- unter den Steuerdruck in der Leitung 33> so wird infolge dieses Druckunterschiedes die Drosselplatte 69 gegen die Feder 70 in der Zylinderbohrung 72 axial verschoben. Dadurch kann Druckflüssigkeit zusätzlich über die sich nun öffnenden Querschnitte 73 in den Druckraum nachströmen. Fig. 2a zeigt eine Draufsicht auf die Drosselplatte 69·

In Fig. 3 ist ein Zungenventil 76 mit einer Drosselbohrung 77 zwischen einer Platte 78 und dem Gehäuse des Ventils 7 eingespannt. Die Bohrung 59 in der Deckplatte 78 mündet an der dem Zungenventil 76 zugewandten Seite in eine Ansenkung 79, um in Öffnungsrichtung des Zungenventils eine größere Kraftwirkung zu erzielen und einen labilen Zustand des Zungenventils zu vermeiden. Fig. 3a zeigt das Zungenventil 76 in der Draufsicht.

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Fig. 4- zeigt mit 82 eine Deckplatte, die über einen Distanzring 92 die Drosselplatte 85 fest auf den Ansatz 93 preßt. Die Deckplatte 82 besitzt eine Bohrung 83, durch die Druckflüssigkeit aus der Leitung 33 in einen Speicherraum 84- zwischen der Deck- und der Drosselplatte gelangt. Der Speicherraum 84 steht ständig mit dem Druckraum 34- über die kleinere Drosselbohrung 86 in Verbindung. Eine zweite größere Drosselbohrung 8? in der Drosselplatte 85 wird durch ein aus einer Kugel 88, einem Federteller 89 und einer sich an einem Absatz 91 abstützenden Feder 90 gebildetes Kugelventil solange geschlossen gehalten, bis durch ein Zurückweichen des Steuex*- schiebers 11 aus dem Druckraum 34· die Druckdifferenz zwischen Speicherraum 84 und Druckraum 34- ausreicht, um die Feder 90 zu überwinden. ■

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Claims

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Ansprüche

Λ.) Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem ein Meßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind, und das Meßorgan proportional der durchströmenden Luftmenge gegen eine an sich möglichst konstante Rückstellkraft bewegt wird und dabei das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Mengenteilerventils für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, wobei als Rückstellkraft Druckflüssigkeit dient, die kontinuierlich und unter an sich möglichst konstantem Druck durch eine Druckleitung gefördert ein die Rückstellung hev.drkendes Arbeitsglied beaufschlagt, das als Kolben ausgebildet ist, der in οinor Zylinderbohrung arbeitet, in deren Anschlußkanal zur Druckleitung hin eine Drossel anneordnet ist, nach Patentanmo¹·- dung P 1? 60 144.6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dro<~::o] (57) in der Zufllußrichtung zum Druckr^um (34) eine gi'ößere Drosselwirkung hat als in der Abj n:Jirichtung.

2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (57) eine von der Druckflüssig-

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verschiebbare runde Platte (58) mit einer kleineren (65) und einer größeren Drosselbohrung (64) hat, die so angeordnet sind, daß die !Druckflüssigkeit in Zuflußrichtung zum Druckratim (34) durch beide Drosselbohrungen (63, 64) und in Abflußrichtung nur durch die kleinere Drosselbohrung (63) strömen kann.

3- Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (57) eine von der Druckflüssigkeit entgegen einer Feder (70) verschiebbare dreieckige Platte (69) mit einer Drosselbohrung (71) hat.

4. "Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (57) ein von der Druckflüssigkeit betätigbares Zungenventil (76) mit einer Drosselbohrung (77) und einer Ansenkung (79) hat.

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (57) eine kleinere (86) und eine größere Drosselbohrung (87) aufweist und die größere Dros- -selbohrxmg (87) in Abflußrichtung aus dem Druckraum (34) von einem Kugelventil (88,89,90) verschlossen wird.

6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rückstellkraft erzeugende Drück der Flüssigkeit durch mindestens ein in Abhängigkeit von Motοr-

kenhgrÖßen gesteuertes Kegelorgan (37) änderbar ist. _u- , 2 0982 6/0391 ■■ ^: ^

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