DE2100935A1 - Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr - Google Patents
Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das SaugrohrInfo
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Description
R. 146
Kh/Kb .
Anlage zur
Zusatzpatent- und
G ebrauchsmust erhilf saruneldung
BOBEKT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1
Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete
Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr
Die Erfindung bezieht sich auf eine 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
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Kraftstoffmenge verstellt, wobei als Rückstellkraft Druckflüssigkeit
dient, die kontinuierlich und unter an sich
möglichst konstantem Druck durch eine Druckleitung gefördert
en
em/die Rückstellung bewirkenden ßteuerschieber beaufschlagt und der Druck der Flüssigkeit durch mindestens ein in Abhängigkeit von Motorkenngrößen gesteuertes Drucksteuerventil änderbar ist, wobei ein temperaturabhängig arbeitendes Steuerelement außer dem Drucksteuerventil ein Schließorgan für einen die Drosselklappe des Saugröhres umgehenden Bypass betätigt und den Bypass nach Erreichen der normalen Arbeitstemperatur des Motors schließt, nach Patentanmeldung P 19 60 144.6-13.
em/die Rückstellung bewirkenden ßteuerschieber beaufschlagt und der Druck der Flüssigkeit durch mindestens ein in Abhängigkeit von Motorkenngrößen gesteuertes Drucksteuerventil änderbar ist, wobei ein temperaturabhängig arbeitendes Steuerelement außer dem Drucksteuerventil ein Schließorgan für einen die Drosselklappe des Saugröhres umgehenden Bypass betätigt und den Bypass nach Erreichen der normalen Arbeitstemperatur des Motors schließt, nach Patentanmeldung P 19 60 144.6-13.
Bei dieser Kraftstoffeinspritzanlage ergibt sich das Problem,
daß die Warmlauf anreiche rung unmittelbar nach dem Start der
Brennkraftmaschine erheblich höher sein muß als es für den V/eiterlauf der Brennkraftmaschine nach einer gewissen Zeit
notwendig ist. So beträgt beispielsweise die erforderliche Kraftstoffanreicherung bei einer Kühlwassertemperatur von
.0° C für den sicheren Weiterlauf nach dem Start ungefähr das
Doppelte der Anreicherung, die notwendig ist, um einen sauberen, d.h. optimale Abgaswerte aufweisenden Lauf bei 0° C
Kühl was s ert emp er atiur?,Q.em der Start bei -20°G erfolgte. Die
Ursache dafür ist die größere Kraftstoffkondensation an den
kalten Zylinderwanden, während nach mehreren Zündungen die
Zylinderwände bei praktisch noch gleichbleibender Kühlwassertemperatur bereits vorgewärmt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,1 die Warmlaufanreicherung
nach der Hauptpatentanmeldung so zu verbessern, daß für
die Augenblicke unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine die bisher übliche Kraftstoffanreicherung erfolgt
und nach kurzer Zeit diese Anreicherung temperaturabhängig in /eine Anreicherung übergeht, die optimale Abgaswerte ergibt.
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Diese Aufgabe wiiö erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer
durch das temperaturabhängig arbeitende Steuerelement (Dehnstoffelement)
in seiner Vorspannung änderbaren Feder des Drucksteuerventils unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine
für kurze Zeit ein zweites temperaturabhängig arbeitendes Steuerelement entgegenwirkt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, daß als zweites temperaturabhängig arbeitendes
Steuerelement eine Bimetallfeder dient, die unmittelbar nach dem Start durch ein Heizelement erwärmt wird, und daß das
Drucksteuerventil stromabwärts des Steuerschiebers in der Druckleitung angeordnet ist.
Ein Ausführungübeispiel der. Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema der Kraftstoffeinspritzanlage,
Fig. 2 ein Diagramm, das den Stenaerdruck der Druckflüssigkeit
in Abhängigkeit von der Temperatur darstellt.
Fig. 1 zeigt eine Kraftstoff ein r.pr it ζ anlage, bei der die Verbrennungsluft
in Pfeilrichtung durch einen Luftfilter 1, einen Saugrohrabschnitt 3? in dem ein Meßorgan 4 angeordnet ist,
einen Verbinäungsschlauch 5 und einen Saugrohrabschnitt 6 mit
einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 7 zu einem oder
mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine strömt. Das Heßorgan 4 ist eine quer zur Strömungsrichtung
angeordnete Platte, die sich im Saugrohrabschnitt 3 nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden
Luftmenge bewegt, wobei für eine konstante am Meßorgan 4 angreifende Rücksteilkraft sowie einen konstanten vor dem Meßorgan
4 herrschenden Luftdruck, der zwischen Meßorgan 4 und der Drosselklappe 7 herrschende Druck ebenfalls -konstant bleibt.
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Das Meßorgan 4 steuert direkt ein Zumeß- und Mengenteilerventil 8. Die Verstellbewegung des Meßorgans 4 wird durch einen
mit ihm verbundenen Hebel 10, der um einen Drehpunkt 9 schwenkbar ist, über eine Nase 11 auf den Steuerschieber 12 des Zumeßventils
8 übertragen. Auf die'der Nase 11 abgewandte Stirnfläche 13 des Steuerschiebers 12 wirkt Druckflüssigkeit als
Rückstellkraft auf das Meßorgan 4.
Die Kraftstoffversorgung erfolgt über eine Kraftstoffpumpe 16, die durch einen Elektromotor 17 angetrieben, den Kraftstoff
aus einem Behälter 36 ansaugt und über eine Leitung 18
dem Zumeßventil 8 zuführt. Aus der Leitung 18 gelangt der Kraftstoff in einen im Gehäuse des Zumeßventils 8 verlaufenden Kanal
19· Dieser Kanal 19 mündet in eine Ringnut 20, von der Bohrungen 21 zur Innenbohrung 22 führen, die zusammen mit Absätzen
des Steuerschiebers 12 eine Ringnut 23 bildet. Je nach
Stellung des Steuerschiebers 12 überdeckt die Ringnut 23 mehr
oder weniger Steuerschlitze 24, durch die der zugemessene Kraftstoff in Kanäle 25 gelangen kann, die zu den einzelnen
nicht dargestellten Einspritzventilen im Saugrohr der Brennkraftmaschine führen. Ein Teil des Kraftstoffes gelangt aus der
Ringnut 20 in einen Kanal 26 und strömt zu einer Ringnut 27, um von dort über Bohrungen 28 in eine Leitung 29 zu gelangen,
die über eine Dämpfungsdrossel 30 mit dem Druckraum 31 in.
Verbindung steht, in den die Stirnfläche 13 des Steuerschiebers
12 ragt.
Durch die Leitung 29 gelangt der als Druckflüssigkeit dienende Kraftstoff zum Drucksteuerventil 32, das als Flachsitzventil
mit einer Membran 33 und einem festen Ventilsitz 34 ausgebildet
ist. Der überströmende Kraftstoff gelangt durch eine
eitung 35 drucklos zurück in den Kraftstoffbehälter 36· Die
^Membran 33 wird durch eine Feder 37 belastet, deren Vorspannung abhängig von Motorkenngrößen änderbar ist. Hierfür dient ein
Raumnocken 38, der mit der Drosselklappe 7 verdrehbar und in
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Abhängigkeit von dem stromabwärts der Drosselklappe 7 im
Saugrohr herrschenden Unterdruck axial verschiebbar ist. Der Raumnocken 38 ist hierfür auf der. Welle 39 der willkürlich
verdrehbaren Drosselklappe 7 axial verschiebbar gelagert. Die Drehbewegung der Welle 39 überträgt ein Mitnahmewinkel
40 auf den Raumnocken 38, der mit seiner einen Stirnseite
an der Membran 41 einer Unterdruckkammer 42 drehbar befestigt
ist. Die Unterdruckkammer 42 ist durch eine Leitung 43 mit einer stromabwärts der Drosselklappe gelegenen Stelle des
Saugrohrs verbunden. Reicht der Unterdruck aus, so wird der Raumnocken 38 durch, die Membran 41 entgegen der Kraft
einer Rückstellfeder 44 axial verschoben. Ein Stift 45 tastet
den Raumnocken ab und wirkt über einen Federteller 46 auf die Feder 37j deren Vorspannung den Druck der als Rückstellkraft
dienenden Druckflüssigkeit auf das Meßorgan 4 bestimmt.
Von der Leitung 29 zweigt eine Leitung 50 ab* die zu einem
zweiten Drucksteuerventil 53 führt, um dann von dort über einen Rücklauf 55 drucklos zum Kraftstoffbehälter 36 zu gelangen.
Durch das Drucksteuerventil 53 ist der Druck der als
Rückstellkraft wirkenden Druckflüssigkeit temperaturabhängig steuerbar. Das Drucksteuerventil 53 ist als Flachsitzventil
ausgebildet mit einem festen Ventilsitz 57 und einer Membran
58, die in Schließrichtung des Ventils von einer Feder 59 "belastet
wird.
Der die Feder 59 aufnehmende Raum 60 ist ein Teil einer die
Drosselklappe 7 im Saugrohr umgehenden Bypassleitung 61,62,
von der nur die Mündungen in das Saugrohr und in das Drucksteuerventil 53 dargestellt sind. In diesem Raum 60 ist ebenfalls
ein Kolbenschieber 64 angeordnet, der den Querschnitt
der Bypassluftleitung 61,62 steuert und der außerdem als Feder
teller der Feder 59 dient.
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Die Verstellung dieses Kolbenschiebers 64 erfolgt durch ein temperaturabhängig arbeitendes Steuerelement (Dehnstoffregler)
6J, der bei kalter Brennkraftmaschine die Feder 59 weniger zusammendrückt und den Bypass 61,62 weiter öffnet als bei
warmer Brennkraftmaschine. Somit strömt bei kalter Brennkraftmaschine mehr Druckflüssigkeit durch das Ventil 57»58 u^-cL damit
ist der Druck des als Rückstellkraft wirkenden Kraftstoffes
geringer und die eingespritzte Kraftstoffmenge im Verhältnis
zur Luftmenge größer.
Das dem Kolbenschieber 64 gegenüberliegende Ende der Feder
59 stützt sich auf einem Federteller 65 ab, der über ein Zwischenglied 66 auf die Membran 58 wirkt. Der Federteller
65 hat auf seiner der Feder abgewandten Seite eine Aussparung 67, in die das eine Ende einer Bimetallfeder 63 ragt,
deren anderes Ende von einem Heizelement 69 umgeben ist, das zusammen mit der Bimetallfeder 68 ein zweites temperaturabhängig
arbeitendes Steuerelement 68,69 bildet. In der gezeichneten Lage,vor Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine,
liegt ein an der Bimetallfeder befestigter Niet 70 an dem Federteller
65 an.
Die Wirkungsweise der beschriebenen KraftstoffeinSpritzanlage
ist folgende:
Bei laufender Brennkraftmaschine saugt die von dem Elektromotor 17 angetriebene Pumpe 16 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter
36 an und drückt ihn über die Leitung 18 dem Zumeßventil
8 zu. Gleichzeitig saugt die Brennkraftmaschine über das Saugrohr 3»5»6 Luft an, die das Heßorgan 4 aus seiner Ruhelage
auslenkt.
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Entsprechend dieser Auslenkung des Meßorgans 4 verschiebt der mit dem Meßorgan 4 fest verbundene Hebel 10 den Steuerschieber
12, der dabei einen größeren Durchflußquerschnitt der Steuerschlitse
24 freigibt. Die durch diese Durchflußquerschnitte
zu den nicht dargestellten Einspritzventilen gelangende Kraftstoffmenge entspricht somit der Stellgröße des Meßorgans 4.
Aus der Ringnut 23 des Steuerschiebers 12 gelangt ein Teil des Kraftstoffes über einen Kanal 26 in den Druckraum 31, wobei
er die Stirnfläche 13 des Steuerschiebers 12 beaufschlagt und weiterhin über die Leitung 29 zu dem ersten Drucksteuerventil
32 und über die Leitung 50 zu. dem zweiten Drucksteuerventil
53 gelangt.
Die direkte Kopplung des Meßorgans 4 mit dem Steuerschieber
12 ergibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und Kraftstoff menge, sofern die Kennlinien dieser beiden Organe hinreichend
linear sind, was an sich angestrebt wird. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis würde dann über den ganzen Betriebsbereich
des Motors konstant sein. Es ist aber erforderlich, je nach den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine das Kraftstoff-Luft-Gemisch
reicher oder ärmer zu halten, was durch Änderung der Rückstellkraft des-Meßorgans 4 erfolgt.
Meßgrößen für Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine sind die Drosselklapperist ellung und der S au grohrunt erdruck, so daß die
Rückstellkraft zweckmäßig in Abhängigkeit von diesen Größen geändert wird. Dies erfolgt dadurch, daß je nach Stellung
der Drosselklappe 7 bzw. je nach Höhe des Druckes im Saugrohr
durch entsprechendes Verdrehen bzw. axiales Verschieben des Raumnockens 38 die Kraft der Feder 37 des Drucksteuerventils
32 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 37 des ersten Drucksteuerventils 32 den Druck des Kraftstoffes bestimmt, der die
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Stirnfläche 13 des Steuerschiebers 12 beaufschlagt, muß die
am Meßorgan 4 angreifende Rückstellkraft etwas verringert werden, so daß der Steuerschieber 12 in eine Stellung verschoben
wird, in der die Steuerschlitze 24 weiter geöffnet
sind und eine entsprechend größere Kraftstoffmenge zur Einspritzung
gelangt. Umgekehrt erfolgt bei Teillastbetrieb durch einen relativ höheren Druck auf die Stirnfläche 13
des Steuerschiebers 12 ein relativ kleinerer Ausschlag des Heßorgans 4, wodurch das Kraftstoff-Luft-Gemisch verarmt wird.
Im Schiebebetrieb wird aufgrund des starken Unterdrucks im
Saugrohr der Raumnocken 38 entgegen der Feder 44 verschoben,
so daß die Feder 37 des ersten Drucksteuerventils 32 stärker
gespannt wird. Dadurch erhöht sich die Rückstellkraft des Meßorgans 4, so daß trotz der geringen "Leckluftmengen", die
an der an sich geschlossenen Drosselklappe 7 vorbeiströmen können, keine Auslenkung des Meßorgans 4 und somit keine Kraftstoffeinspritzung
erfolgt.
Wenn man zunächst von der Wirkungsweise des zweiten temperaturabhängig
arbeitenden Steuerelements 68,69 absieht, wird bei kalter Brennkraftmaschine durch den Dehnstoffregler 63 des zweiten
Drucksteuerventils 53 eine Anreicherung des Kraftstoffes
im Kraftstoff-Luft-Gemisch erzielt, da der als Rückstellkraft
dienende Druck des Kraftstoffes im Druckraum 31 verringert
wird. Der durch den Dehnstoffregler 63 verschobene Kolbenschieber
64 hält in diesem Betriebszustand die die Drosselklappe 7 umgehende Bypassleitung 61,62 offen. Damit
ist für die größere Reibleistung beim Kaltstart der Brennkraftmaschine ein entsprechend höherer Gemischdurchsatz gewährleistet.
Das auf die Kühlwassertemperatur ansprechende erste temperaturabhängig
arbeitende Steuerelement (Dehnstoffregler) 63 beginnt
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erst verhältnismäßig spät über die Feder 59 und die Erhöhung
des Steuerdruckes auf den Steuerschieber 12 die Kraftstoffanreicherung
zu verringern* Da aber bereits wenige Augenblicke nach dem Start die Zylinderwände infolge der vorangegangenen
Zündungen vorgewärmt sind und eine Kraftstoffkondensation durch die vorher kalten Zylinderwände immer
mehr unterbleibt, ist es zweckmäßig, nun die Kraftstoffanreicherung
so weit zu verringern, daß ein sauberer Veiterlauf der Brennkraftmaschine gewährleistet ist. Erfindungsgemäß
erfolgt die Verringerung der Kraft stoffanreicherung dadurch,
daß der Feder 59 unmittelbar nach dem Start das zweite temperaturabhängig arbeitende Steuerelement 58,69 entgegenwirkt.
Fig. 2 zeigt den von dem zweiten Drucksteuerventil 53 gesteuerten
Druck der Druckflüssigkeit auf den Steuerschieber in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur. Bei einer Warmläufvorrichtung
ohne das zweite temperaturabhängig arbeitende Steuerelement 68,69 müßte die Feder 59 entsprechend der
Druckkennlinie a ausgelegt werden. Gemäß der Erfindung wird nun die Feder 59 entsprechend der Linie b ausgelegt, der die
kalte Bimetallfeder im Augenblick des Starts so entgegenwirkt,
daß sich die resultierende Linie a für den Weiterlauf nach dem Start ergibt. Die Heizleistung des Heizelements 69 ist
so vorbestimmt, daß sich je nach Starttemperatur die Bimetallfeder 68 nach entsprechend kurzer Zeit von dem Federteller
65 wegkrümmt, so daß dadurch der Federteller 65 und somit auch die Membran 58 'nur durch die Feder 59 belastet sind.
Der Übergang von der Linie a zur Linie b erfolgt abhängig von der Temperatur bei Startbeginn längs der Kennlinien c.
Bei Betriebstemperatur des Kühlwassers bleibt die Feder 59
entsprechend der Kennlinie d gleichbleibend vorgespannt.
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Claims (3)
- Robert Bosch GmbH E. 146 Kh/KbStuttgartAnsprücheM. !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 bewirkenden Steuerschieber beaufschlagt und der Druck der Flüssigkeit durch mindestens ein in Abhängigkeit von Motorkenngrößen gesteuertes Drucksteuerventil änderbar ist, xvobei ein temperaturabhängig arbeitendes Steuerelement außer dem Drucksteuerventil ein Schließorgan für einen die Dross eilklappe des Saugrohres umgehenden Bypass betätigt und den Bypass nach Erreichen der normalen Arbeitstemperatur des Motors schließt, nach Patentanmeldung P 19 60 144.6-135 dadurch gekennzeichnet, daß einer durch das temperaturabhängig arbeitende Steuerelement (Dehnstoffelement) (63) in seiner Vorspannung änderbaren Feder (59) des Drucksteuerventils (53) unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine für kurze Zeit ein zweites temperaturabhängig arbeitendes Steuerelement(68,69) entgegenwirkt.209830/0352 "11-Robert Bosch GmbH R. 146 Kh/KbStuttgart
- 2. Kraftstoffeinspritζanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß als zweites, temperaturabhängig arbeitendes Steuerelement (68,69) eine Bimetallfeder (68) dient, die unmittelbar nach dem Start durch ein Heizelement (69) erwärmt wird.
- 3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerventil (53) stromabwärts des Steuerschiebers (12) in der Druckleitung angeordnet ist.209830/0352
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2413049A1 (de) * | 1974-03-19 | 1975-10-02 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffversorgungsanlage |
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US3730155A (en) | 1973-05-01 |
SU513641A3 (ru) | 1976-05-05 |
GB1363739A (en) | 1974-08-14 |
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DE2100935B2 (de) | 1976-09-16 |
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SE365024B (de) | 1974-03-11 |
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