DE2062078B2 - Kraftstoffeinspritzanlage fuer gemischverdichtende fremdgezuendete brennkraftmaschinen - Google Patents
Kraftstoffeinspritzanlage fuer gemischverdichtende fremdgezuendete brennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffein-Spritzanlage für gemisclhverdichtende 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 bewirkendes Arbeitsglied beaufschlagt, das als Kolben ausgebildet ist, der in eine,·
Zylinderbohrung arbeitet, in deren Anschlußkanal zur Druckleitung hin eine Drossel angeordnet ist, nach
Patent 19 60 144.
Bei dieser Kraftstoffeinspntzanlage 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 Mittelwertanhebung 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
einen größeren Drosselquerschnitt 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 ist, die so angeordnet
sind, daß die Druckflüssigkeit in Zuflußrichtung zum Druckraum durch beide Drosselbohrungen und in
Abflußrichtung nur durch die kleinere Drosselbohrung strömen kann.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist derart, daß die Drossel ein von der Druckflüssigkeit
betätigbares Zungenventil mit einer Drosselbohrung und einer Ansenkung ist.
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 zeigt
F i g. 1 die gesamte Kraftstoffeinspritzanlage mit einer durchflußrichtungsabhängigen Drossel,
F i g. 2,2a, 3,3a und 4 drei andere Ausführungsbeispiele
der Drossel.
In der in F i g. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung durch
einen nicht dargestellten Luftfilter in einen Saugrohrabschnitt 1, in dem ein Meßorgan 2 in einem Konus 6
angeordnet ist, und weiterhin durch einen Verbindungsschlauch 3 und einen Saugrohrabschnitt 4 mit einer
willkürlich betätigbaren Drosselklappe 5 zu einem oder 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 Luftmen-
gy, bewegt, wobei für eine konstante am Meßorgan 2
j greifende Rückstellkraft sowie einen konstanten vor m Meßorgan 2 herrschenden Luftdruck der zwischen
eßorgan 2 und Drosselklappe 5 herrschende Druck enfalls konstant bleibt. S
Das Meßorgan 2 steuert unmittelbar ein Zumeß- und lengenteilerventil 7. Zur Übertragung der Verste'lbeegung
des Meßorgans 2 dient ein mit ihm verbundener iebel 8, der um einen Drehpunkt 9 möglichst
ibungsfrei gelagert ist und bei seiner Schwenkbeweigung mit einer Nase 10 das als Steuerschieber
lausgebildete bewegliche Ventilteil 11 des Zumeßventils
p betätigt. Die der Nase 10 abgewandte Stirnfläche 12 /des Steuerschiebers U wird von Druckflüssigkeit
/ beaufschlagt, die als Rückstellkraft für das Meßorgan 2 dient.
, Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine von
feinem Elektromotor 14 angetriebene Kraitstoffpumpe
1 15, die Kraftstoff aus einem Behälter 16 ansaugt und 1 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 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
Flachsitzventils, 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 und den Steuerschlitzen 26 bestehenden Überdeckung, also unabhängig von der zu
den Einspritzventilen strömenden Kraftstoffmenge das Druckgefälle 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
Saugrohres 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 zugemessen 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 17 des Zumeßventils 7 von dem Steuerdruckkreislauf 33,36 des
Regelorgans 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. Der überströmende Kraftstoff gelangt dann durch die 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 Ausführungsbeispiel ein
Raumnocken 43, der mit der Drosselklappe 5 verdrehbar und in Abhängigkeit von dem stromabwärts der
Drosselklappe 5 im Saugrohr herrschenden Unterdruck axial verschiebbar ist. Der Raumnocken 43 ist hierfür
auf der Welle 44 der Drosselklappe 5, die über einen Hebel 45 willkörplich 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 ist durch eine Leitung 49 mit einer stromabwärts der
Drosselklappe 5 gelegenen Stelle des Saugrohrs verbunden. Bei ausreichendem Unterdruck 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 Druckraums 34 erfolgt über die Drossel 57. Die Drossel 57 bewirkt eine
weitgehend temperaturunabhängige Dämpfung des Meßorgans 2, da Kraftstoff als Dämpfungsflüssigkeit
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 Meßorgans 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 2 und dem
Steuerschieber 11 ergibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge.
Um das Kraftstoff-Luft-Gemisch je nach dem Abschnitt des Betriebsbereichs 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
Saugrohninterdruck, so daß die Rückstellkraft zweckmäßig
in Abhängigkeit von diesen geändert wird. Dies erfolgt dadurch, 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 Überschwingens 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
Kraftstoffzumessung und damit zu einem ruckartigen Fahren führen würde. Bei Verwendung einer norm'alen
Drossel würde sich jedoch im Bereich niederer Drehzahlen eine Anhebung der mittleren Stellung des
Steuerschiebers 11 und damit eine unerwünschte Kraftstoffanreicherung dadurch ergeben, daß beim
Gasgeben und während des Saughubes der Brennkraftmaschine aufgrund der größeren Luftgeschwindigkeit
der Steuerschieber U durch das Meßorgan 2 stärker beschleunigt wird als in Rückstellrichtung durch den
Druck im Druckraum 34, wobei sich im ersten Fall 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 die Drosselplatte 58, die in der Zylinderbohrung
62 axial verschiebbar gelagert ist und eine kleinere Drosselbohrung 63 und eine größere Drosselbdhrung 64
aufweist, gebildet wird. Wird das Meßorgan 2 aufgrund des Druckunterschiedes am Meßorgan In Durchflußrichtung der Luft bewegt, so versuoht 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 U aus dem Druckraum zurück und sinkt
der Druck im Druckraum unter den des Steuerdrucks 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 ίο dem nun über die kleine Drosselbohrung 63 und die
seitlich versetzte große Drosselbohrung 64 Druckflüssigkeit rasch in den Druckraum fließen kann. Durch die
Verwendung einer von der Durchflußrichtung der als Rückstellkraft dienenden Druckflüssigkeit abhängigen
ij 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 F i g. 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
2« 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
Druckunterschieds die Drosselplatte 69 gegen die Kraft der Feder 70 in der Zylinderbohrung 72 axial
verschoben. Dadurch kann Druckflüssigkeit zusätzlich über die sich nun öffnenden Querschnitte 73 in den
Druckraum nachströmen. F i g. 2a zeigt eine Draufsicht auf die Drosselplatte 69.
In F i g. 3 ist ein Zugenventil 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 Zungenvcntils zu vermeiden. F i g. 3a zeigt das Zungenventil 76 in
Draufsicht.
Fig.4 zeigt eine Deckplatte 82, die über einen
Distanzring 92 die Drosselplatte 85 fest auf den Ansatz 93 preßt. Die Deckplatte 82 besitzt eine Bohrung 83,
so 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
ss Drosselbohrung 87 In der Drosselplatte 85 wird duror
ein aus einer Kugel 88, einem Federteller 89 und elnei
sich an einem Absatz 81 abstützenden Feder 9( gebildetes Kugelventil so lange geschlossen gehalten
bis durch ein Zurückweichen des Steuerschiebers 11 aui
dem Druckraum 34 die Druckdifferenz zwlschet Speicherraum 84 und Druckraum 34 ausreicht, um dl<
Kraft der Feder 90 zu überwinden.
5
Claims (6)
1. 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 Mengenteilcrventils für die Zumessung
einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, wobei als Rückstellkraft Druckflüssigkeit
dient, die kontinuierlich und unter an sich is möglichst konstantem Druck durch eine Druckleitung
gefördert ein die Rückstellung bewirkendes Arbeitsglied beaufschlagt, das als Kolben ausgebildet
ist, der in einer Zylinderbohrung arbeitet, in deren Anschlußkanal zur Druckleitung hin eine
Drossel angeordnet ist, nach Patent 19 60 144, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel
(57) in der Zuflußrichtung ;cum Druckraum (34) einen
größeren Drosselquerschnitt hat als in der Abflußrichtung.
2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (57) eine
von der Druckflüssigkeit verschiebbare runde Platte
(58) mit einer kleineren (63) und einer größeren Drosselbohrung (64) ist, die so angeordnet sind, daß 3"
die Druckflüssigkeit in Zuflußrichtung zum Druckraum (34) durch beide Drosselbohrungen (63,64) und
in Abflußrichtung nur durch die kleinere Drosselbohrung (63) strömen kann.
3. Kraftstoffeinspritiianlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (57) eine von der Druckflüssigkeit entgegen dsr Kraft einer
Feder (70) verschiebbare dreieckige Platte (69) mit einer Drosselbohrung (71) ist.
4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (57) ein von der Druckflüssigkeit betätigbares Zungenventil
(76) mit einer Drossdbohrung (77) und einer
Ansenkung (79) ist.
5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (57) eine
kleinere (86) und eine größere Drosselbohrung (87) aufweist und die größere Drosselbohrung (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 Druck der Flüssigkeit durch mindestens
ein in Abhängigkeit von Motorkenngrößen gesteuertes Regelorgan (37) änderbar ist.
Priority Applications (16)
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---|---|---|---|
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