DE2203018A1 - FUEL INJECTION SYSTEM - Google Patents
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Description
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Anlage zurAttachment to
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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 entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eir.o Rückstellkraft bewegt wird und dabei das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Ventils für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, wobei die Zumessung bei konstanter, jedoch in Abhängigkeit von Motorkenngrößen änderbarer Druckdifferenz erfolgt.The invention relates to a fuel injection system for mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines with continuous injection into the intake manifold, in which a measuring element and an arbitrarily actuated throttle valve are arranged one behind the other and the measuring element moves against eir.o restoring force according to the amount of air flowing through is and thereby the moving part of a valve arranged in the fuel line for metering one of the Adjusted the amount of air proportional to the amount of fuel, whereby the Metering takes place at a constant pressure difference that can, however, be changed depending on the engine parameters.
Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzanlage dieser Art (siehe DT-PS 1 212 780) ist die Druckdifferenz am Zumeßventil stufenweise in Abhängigkeit von der Gaspedalstel-In a known fuel injection system of this type (see DT-PS 1 212 780), the pressure difference at the metering valve is gradually depending on the accelerator pedal position
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lung, also von der Last, änderbar. Die immer strenger werdenden Abgasbestimtnungen machen eine sehr genaue Regelung der optimalen Kraftstoffeinspritzmenge erforderlich. So benötigen z.B. die unter anderem zur Abgasentgiftung verwendeten Katalysatoren zur praktisch vollständigen Umsetzung der schädlichen Anteile im Abgas zu unschädlichen Verbindungen ein Luftverhältnis von A nahe 1.ment, i.e. from the load, can be changed. The increasingly strict exhaust gas regulations make a very precise regulation the optimal amount of fuel to be injected. For example, those used for exhaust gas detoxification Catalysts for practically complete conversion of the harmful components in the exhaust gas into harmless compounds an air ratio of A close to 1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzanlage zu entwickeln, bei der die Rückmeldung der Motorkenngrößen nahezu fehlerfrei erfolgt.The invention is based on the object of a fuel injection system in which the feedback of the motor parameters is almost error-free.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckdifferenz am Zumeßventil durch ein hysteresefreies Elektromagnetsystem mit einem Permanentmagnet und einem Tauchspulanker änderbar ist.This object is achieved in that the Pressure difference at the metering valve through a hysteresis-free electromagnetic system with a permanent magnet and a Moving coil armature is changeable.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Elektromagnetsystem an einem Differenzdruckventil wirkt, das als Plachsitzventil ausgebiJ.det ist, mit einer Membran als beweglichem Ventilteil und die Membran von einer Federkraft und der veränderlichen Kraft des Elektromagnetsystems in öffnungsrichtung des Differenzdruckvertils bewegbar ist.A preferred embodiment of the invention consists in that the electromagnetic system acts on a differential pressure valve, which is designed as a flat seat valve, with a Diaphragm as a movable valve part and the diaphragm by a spring force and the variable force of the Electromagnet system in the opening direction of the differential pressure valve is movable.
Eine ebenfalls bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß der Tauchspulanker reibungsfrei an einer Blattfeder (Spinne) aufgehängt ist.Another preferred embodiment of the invention is that the moving coil armature is friction-free on a leaf spring (Spider) is hung up.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist derart, daß durch das Differenzdruckventil die Druckdifferenz an einem zweiten.,die Druckdifferenz an einem Zumeß- und Mengenteilerventil jeweils konstant haltenden,Differenzdruckventil änderbar ist.Another preferred embodiment of the invention is such that by the differential pressure valve, the pressure difference at a second., the pressure difference at a metering and flow divider valve each constant, differential pressure valve is changeable.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. It demonstrate:
Pig. 1 eine Kraftstoffeinspritzanlage ohne Mengenteiler, Fig. 2 eine Kraftstoffeinspritzanlage mit Mengenteiler.Pig. 1 a fuel injection system without a flow divider, FIG. 2 a fuel injection system with a flow divider.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in ein Saugrohr 1, das einen konischen Abschnitt 2 mit einem darin angeordneten Meßorgan 3 aufweist und weiterhin durch einen Verbindungsschlauch 1I und einen Saugrohrabschnitt 5 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 6 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das Meßorgan ist eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte 3» die sich im konischen Abschnitt 2 des» Saugrohres nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt, wobei für eine konstante am Meßorgan 3 angreifende Rückstellkraft sowie einen konstanten vor dem Meßorgan 3 herrschenden Luftdruck der zwischen dem Meßorgan 3 und der Drosselklappe 6 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt.In the illustrated in Fig. 1 the fuel injection system, the combustion air flows in the arrow direction in a suction pipe 1, which has a conical section 2 having disposed therein a measuring element 3 and further characterized by a connecting hose 1 I and a suction pipe 5 with an arbitrarily operable throttle valve 6 to one or several cylinders, not shown, of an internal combustion engine. The measuring element is a plate 3 arranged transversely to the direction of flow, which moves in the conical section 2 of the suction tube according to an approximately linear function of the amount of air flowing through the suction tube, with a constant restoring force acting on measuring element 3 and a constant force in front of measuring element 3 Air pressure, the pressure prevailing between the measuring element 3 and the throttle valve 6 also remains constant.
Das Meßorgan 3 steuert unmittelbar ein Zumeßventil 7· Zur übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans 3 dient ein mit ihm verbundener Hebel 8, der um einen Drehpunkt 9 schwenkbar möglichst reibungsfrei gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung mit einer Nase 10 das als Steuerschieber ausgebildete bewegliche Ventilteil 11 des Zumeßventils 7 betätigt.The measuring element 3 directly controls a metering valve 7. A also serves to transmit the adjustment movement of the measuring element 3 lever 8 connected to it, which is mounted pivotably about a pivot point 9 with as little friction as possible and during its pivoting movement the movable valve part 11 of the metering valve 7, designed as a control slide, is actuated with a nose 10.
Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine nicht dargestellte Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff über eine Leitung 14 dem Zumeßventil 7 zuführt. Von der Leitung IM zweigt eine Leitung 15 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 16 geschaltet ist, das bei zu großem Systemdruck Kraftstoff in einen Kraftstoffbehälter 17 zurückf Hessen läßt. 3Q983Ü/0306 _ j, _The fuel is supplied by a fuel pump, not shown, and the fuel is supplied to the metering valve via a line 14 7 feeds. A line 15 branches off from the line IM from, into which a pressure relief valve 16 is connected, which, if the system pressure is too high, fuel into a fuel tank 17 back Hesse leaves. 3Q983Ü / 0306 _ y, _
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Der Steuerschieber 11 wird durch Druckflüssigkeit beaufschlagt, die als Rückstellkraft für das Meßorgan 3 dient und über eine Leitung 20 mit einer Drossel 21 auf den Steuerschieber wirkt.The control slide 11 is acted upon by hydraulic fluid, which serves as a restoring force for the measuring element 3 and via a Line 20 acts with a throttle 21 on the control slide.
Die Zumessung am Zumeßventil 7 erfolgt bei konstanter Druckdifferenz durch ein Differenzdruckventil 23, das als Flachsitzventil mit einem festen Ventilsitz 2k und einer Membran 25 ausgebildet ist. Die Membran 25 trennt zwei Kammern 26 und 27. Die Kammer 26 steht über eine Lei.tung 28 mit dem Zumeßventil 7 in Verbindung. Aus der Kammer 26 gelangt der zugemessene Kraftstoff über einen Kanal 29 in Richtung des Pfeiles 30 zu einem nicht dargestellten Mengenteiler, der Cie Kraftstoffmenge auf die einzelnen in der Nähe der Motorzylim^r im Saugrohr angeordneten Einspritzventile gleichmäßig vert.ilt. Das Differenzdruckventil 23 wird in Öffnungsrichtung von -»iner Feder 31 belastet. In der durch die Membran 25 von der Kau wer 26 getrennten Kammer 27 herrscht über eine Leitung 32 der Kraftstoffdruck vor der Zumessung. In der Kammer 27 ist ein Elektromag^etsystem 3^ mit einem Tauchspulanker 35» einer Spule 36, einem V/eicheisenkern 37, einem Permanentmagneten 38 und einer Weicheisenplatte 39 angeordnet. Die Weicheisenplatte 39 hat einen Kern ü0, der in den an einer Blattfeder (Spinne) ^l aufgehängten Tauchspulanker 35 hineinragt. Die Verbindung zwischen der Blattfeder 1U und der Menibran 25 stellt ein Zwischenteil Ί2 her.The metering at the metering valve 7 takes place at a constant pressure difference by a differential pressure valve 23, which is designed as a flat seat valve with a fixed valve seat 2k and a membrane 25. The membrane 25 separates two chambers 26 and 27. The chamber 26 is connected to the metering valve 7 via a line 28. From the chamber 26 of the metered fuel via a duct 29 passes in the direction of the arrow 30 to a not shown flow divider, the Cie amount of fuel to the individual in the vicinity of the Motorzylim ^ r vert.ilt evenly in the suction pipe arranged injectors. The differential pressure valve 23 is loaded in the opening direction by a spring 31. In the chamber 27 separated by the membrane 25 from the Kau who 26, the fuel pressure prevails via a line 32 before the metering. In the chamber 27 there is an electromagnetic system 3 with a moving coil armature 35, a coil 36, a V / oak iron core 37, a permanent magnet 38 and a soft iron plate 39. The soft iron plate 39 has a core U 0, which protrudes into the plunger armature 35 suspended from a leaf spring (spider) ^ 1. The connection between the leaf spring 1 U and the Menibran 25 is an intermediate part Ί2.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende:The mode of operation of the fuel injection system shown in FIG. 1 is the following:
Bei laufender.Brennkraftmaschine wird über das Saugrohr 1, 4 und 5 Luft angesaugt, durch die das Meßorgan, 3 eine gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt. Entsprechend der Auslenkung des Meßorgans 3 wird über den Hebel 8 auch der Steuerschieber 11 des Zumeßventiles 7 verschoben, der den Kraftstoffstrom in der Leitung I11,28 mehr oder weniger drosselt. Die direkteWhen the internal combustion engine is running, air is sucked in via the intake manifold 1, 4 and 5, through which the measuring element 3 experiences a certain deflection from its rest position. Corresponding to the deflection of the measuring element 3, the control slide 11 of the metering valve 7 is also displaced via the lever 8, which more or less throttles the fuel flow in the line I 1 1.28. The direct one
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Verbindung zwischen dem Meßorgan 3 und dem Steuerschieber 11 ergibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge. Connection between the measuring element 3 and the control slide 11 results in a constant ratio of the amount of air and the amount of fuel metered.
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 Druckdifferenz am Zumeßventil 7 in Abhängigkeit von Motorkenngrößen z.B. durch den Sauerstoffgehalt im Abgas erforderlich. Hierfür ist eine sogenannte Sauers- fsonde geeignet, die in der Abgasleitung der Brennkrp C\ maschine angeordnet ist und über eine elektronische Schaltung die durch die Spule 36 des Elektromagnet sy stems 3^ fließende Stromstärke ändert. Dadurch wird der Tauchspulanker 35 mehr oder weniger durch die Magnetkraft zum Kern ΊΟ hin gezogen, alöo in Richtung einer Entlastung der Feder 31· Die zugemessene Kraftstoffmenge ist also durch Änderung des Differenzdruckes an) Zumeßventil 7 beeinflußbar, wobei die Rückmeldung durch die Ausgestaltung des Elektromagnet- systems J>k mit einem Tauchspulanker 35 und einem Permanentmagneten 3Ö hysteresefrei erfolgt. Das Differenzdruckventil 23 steuert eine nachgeschaltete nicht dargestellte MengenteiIereinrichtung vor.In order to be able to keep the fuel-air mixture richer or poorer depending on the section of the operating range of the internal combustion engine, it is necessary to change the inherently constant pressure difference at the metering valve 7 as a function of engine parameters, for example due to the oxygen content in the exhaust gas. This is a so-called fsonde suitable Sauers- which is arranged in the exhaust line of the Brennkrp C \ machine and an electronic circuit changes by the coil 36 of the solenoid sy stems 3 ^ flowing current. Characterized the Tauchspulanker 35 is pulled more or less by the magnetic force of the core ΊΟ out alöo in the direction of a relief of the spring 31 · The metered quantity of fuel is influenced so by changing the differential pressure on) metering valve 7, wherein the feedback by the design of the electromagnet systems J> k with a moving coil armature 35 and a permanent magnet 3Ö without hysteresis. The differential pressure valve 23 controls a downstream quantity control device (not shown).
In Fig. 2 sind die gegenüber der Fig. 1 gleichbleibenden Teile der Kraftstoffeinspritzanlage mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Kraftstoffeinspritzanlage in Fig. 2 enthält ein Zumeß- und Mengenteilerventil 50, dem Kraftstoff aus der Leitung IM durch einen Kanal 51 zugeführt wird. Aus dem Kanal 51 gelangt der Kraftstoff in eine Ringnut 52 des Steuerschiebers 11. Je nach Stellung des Steuerschiebers 11 überdeckt die Ringnut 52 mehr oder weniger Steuerschlitze 53, die durch Kanäle 51* zu je einer Kammer 55 führen, die durch die Membran 56 von einer Kammer 57 getrennt ist. Aus den Kammern 55 gelangt der Kraftstoff über Kanäle 58 zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen j die in der Nähe der Motorzylinder imIn FIG. 2, the parts of the fuel injection system that remain the same with respect to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The fuel injection system in FIG. 2 contains a metering and flow divider valve 50 to which fuel is supplied from the line IM through a channel 51. From the channel 51, the fuel passes into an annular groove 52 of the control slide 11. Depending on the position of the control slide 11, the annular groove 52 covers more or fewer control slots 53, which each lead through channels 5 1 * to a chamber 55 that passes through the membrane 56 of a chamber 57 is separated. From the chambers 55, the fuel passes through channels 58 to the individual injection valves (not shown) in the vicinity of the engine cylinders
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Saugrohr angeordnet sind. Die Membran 56 dient als bewegliches Teil je eines als zweites Differenzdruckventil ausgebildeten Flachsitzventils. Von der Kraftstoffleitung 14 zweigt eine Leitung 60 mit einer Drossel 6l ab, die zu den Kammern 57 der einzelnen Differenzdruckventile führt. Der Kraftstoffdruck in den Kammern 57 ist durch das Differenzdruckventil 23 über die Leitung 28 änderbar, wobei der Kraftstoff aus der Kammer 26 des Differenzdruckventiles 23 in Offenstellung des Ventiles durch den Kanal 29 in den Kraftstoffbehälter 17 zurückfliessen kann.Suction pipe are arranged. The membrane 56 serves as a movable one Part of a flat seat valve designed as a second differential pressure valve. One branches off from the fuel line 14 Line 60 with a throttle 6l, which leads to the chambers 57 of the individual differential pressure valves. The fuel pressure in the chambers 57 can be changed by the differential pressure valve 23 via the line 28, wherein the fuel from the chamber 26 of the Differential pressure valve 23 in the open position of the valve can flow back through the channel 29 into the fuel tank 17.
Die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 beschriebenen Kraftstoffeinspritzanlage. Der am Differenzdruckventil 23 durch das Elektromagnetsystem 3^ in Abhängigkeit z.B. von dem Sauerstoffgehalt im Abgas der Brennkraftmaschine änderbare Druckabfall hat-eine Modifizierung des Differenzdruckes an den zweiten Differenzdruckventilen 59 zur Folge. Da das Elektromagnetsystem 34 hysteresefrei arbeitet und in dem hydraulischen Kreis keine hysteresebehafteten Teile vorhanden sind, erfolgt die Rückmeldung fehlerfrei, d.h. auch bei fehlerbehafteter Stellung des Meßorgans 3 wird die Nachführung durch das Signal der Sauerstoffsonde so vorgenommen, daß die Kraftstoff nachrede lung fehlerfrei auf Λ nahe 1 erfolgt. Dies ermöglicht es., die Anforderungen an das Meßorgan 3 zu senken und es kleiner und billiger zu bauen. Das Meßorgan 3 übernimmt dann im wesentlichen die Vorwahl beim übergang zwischen den einzelnen Betriebsbereichen.The mode of operation of the fuel injection system shown in FIG. 2 corresponds essentially to the fuel injection system described in FIG. 1. The one on the differential pressure valve 23 by the electromagnetic system 3 ^ as a function E.g. the pressure drop that can be changed from the oxygen content in the exhaust gas of the internal combustion engine has a modification of the differential pressure at the second differential pressure valves 59 result. Since the electromagnetic system 34 works hysteresis-free and in There are no hysteresis-prone parts in the hydraulic circuit, the feedback is error-free, i.e. even if there are faulty parts Position of the measuring element 3, the tracking is carried out by the signal from the oxygen probe so that the fuel defamation occurred without errors to Λ close to 1. this makes possible it. To lower the requirements for the measuring element 3 and to build it smaller and cheaper. The measuring element 3 takes over then essentially the preselection when transitioning between the individual operating areas.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
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