DE2203018B2 - Fuel injection system - Google Patents

Fuel injection system

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Description

4545

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 eine 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 as well an arbitrarily actuatable throttle valve are arranged one behind the other and the measuring element accordingly the amount of air flowing through is moved against a restoring force and thereby the movable Part of a valve arranged in the fuel line for metering one of the air quantities adjusted proportional amount of fuel, the metering at constant, but dependent pressure difference that can be changed by engine parameters.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzanlage dieser Art (deutsche Patentschrift 1212 780) ist die Druckdifferenz am Zumeßventil stufenweise in Abhängigkeit von dei Gaspedaistellung, also von der Last, änderbar. Die immer strenger werdenden Abgasbestimmungen 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;, nahe 1.In a known fuel injection system of this type (German Patent 1212 780) is the Pressure difference at the metering valve gradually depending on the accelerator position, i.e. on the Load, changeable. The increasingly strict emission regulations make a very precise regulation the optimal amount of fuel to be injected. So need z. B. among other things for exhaust gas detoxification Catalysts used for practically complete implementation of the harmful components in the Exhaust gas to harmless compounds has an air ratio of;, 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 developing a fuel injection system in which the Feedback of the motor parameters is almost error-free.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geiöst, daß die Druckdifferenz am Zumeßventil durch ein 'hysteresefreies Eleketromagnetsystem mit einem Permanentmagnet und einem Tauchspulanker änderbar ist.According to the invention, this object is achieved in that the pressure difference at the metering valve a 'hysteresis-free electromagnetic system with a permanent magnet and a moving coil armature changeable is.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Elektromagnetsystem an einem Differenzdruckventil wirkt, das als Flachsitzenventil ausgebildet ist, mit einer Membran als beweglichem Ventilteil, und die Membran von einer Federkraft und der veränderlichen Kraft des Elektromagnetsystems in Öffnungsrichtung des Differenzdruckventils bewegbar ist.A preferred embodiment of the invention is that the electromagnetic system on a Differential pressure valve, which is designed as a flat seat valve, acts with a diaphragm as a movable one Valve part, and the diaphragm by a spring force and the variable force of the electromagnetic system is movable in the opening direction of the differential pressure valve.

Fine 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 adheres without friction a leaf spring (spider) is suspended.

Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung bzw. eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe 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 or an inventive solution to the problem is such that through the differential pressure valve, the pressure difference at a second, the pressure difference can be changed on a metering and flow divider valve, which is kept constant in each case is.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtTwo embodiments of the invention are shown in the drawing and are described below described in more detail. It shows

F i g. 1 eine Kraftstoffeinspritzanlage ohne Mengenteiler, F i g. 1 a fuel injection system without a flow divider,

F i g. 2 eine Kraftstoffeinspritzanlage mit Mengenteiler. F i g. 2 a fuel injection system with a flow divider.

Bei der in F i g. 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 4 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 case of the in FIG. 1 shown fuel injection system the combustion air flows in the direction of the arrow into an intake manifold 1, which has a conical section 2 with a measuring element 3 arranged therein, and furthermore by a connecting hose 4 and an intake manifold section 5 with an arbitrarily actuatable throttle valve 6 to one or more not shown cylinders of an internal combustion engine. The measuring element is transverse to the direction of flow arranged plate 3, which is in the conical section 2 of the suction pipe after an approximately linear function of the amount of air flowing through the intake manifold, whereby for a constant restoring force acting on the measuring element 3 and a constant force prevailing in front of the measuring element 3 Air pressure is also the pressure prevailing between the measuring element 3 and the throttle valve 6 remains constant.

Das Meßorgan 3 steuert unmittelbar ein Zumeßventil?. Zur Übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans 3 dient eiin 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 ?. To transfer the adjustment movement of the Measuring element 3 is used as a lever 8 connected to it, which can be pivoted about a fulcrum 9 with as little friction as possible is mounted and designed as a control slide during its pivoting movement with a nose 10 movable valve part 11 of the metering valve 7 actuated.

Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine nicht dargestellte Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff über eineThe fuel is supplied by a fuel pump (not shown), the fuel via a

Leitung 14 dem Zumeßventil 7 zuführt. Von der Leitung 14 zweigt eine Leitung IS ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 16 geschaltet ist, das bei zu großem Systemdruck Kraftstoff in einen Kraftstoffbehälter 17 zurückfließen läßt.Line 14 feeds the metering valve 7. From the line 14 branches off a line IS, into which a pressure relief valve 16 is connected, which is too large System pressure allows fuel to flow back into a fuel tank 17.

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 acts as a restoring force for the measuring element 3 is used and acts on the control slide via a line 20 with a throttle 21.

Die Zumessung am Zumeßventil 7 erfolgt bei konstante/ Druckdifferenz, die durch ein Differenzdruckventil 23 aufrechterhalten wird, das als Flachsitzventil mit einem festen Ventilsitz 24 und einer Membran 25 ausgebildet ist. Die Membran 25 trennt zwei Kammern 26 und 27. Die Kammer 26 steht über eine Leitung 28 mit dem ZumeBventil 7 in Verbindung. Aus der KAmmer 26 gelangt der zugemessene Kraftstoff über einen Kanal 29 in Richtung des Pfeiles 30 zu einem nicht dargeste!',ten Mengenteiler, der die Kraftstoffmenge auf die einzelnen in der Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordneten Einspritzventile gleichmäßig verteilt. Das Differenzdruckventil 23 wird in Öffnungsrichtung von einer Feder 31 belastet. In der durch die Membran 25 von der Kammer 26 getrennten Kammer 27 herrscht über eine Leitung 32 der Kraftstoffdruck vor der Zumessung. In der Kammer 27 ist ein Elektromagnetsystem 34 mit einem Tauchspulanker 35, einer Spule 36, einem Weicheisenkern 37, einem Permanentmagneten 38 und einer Weicheisenplatte 39 ar geordnet. Die Weicheisenplatte 39 hat einen Kern 40, der in den an einer Blattfeder (Spinne) 41 aufgehängten Tauchspulanker 35 hineinragt. Die Verbindung zwischen der Blattfeder 41 und der Membran 25 stellt ein Zwischenteil 42 her.The metering at the metering valve 7 takes place at a constant / pressure difference that is generated by a differential pressure valve 23 is maintained as a flat seat valve with a fixed valve seat 24 and a Membrane 25 is formed. The membrane 25 separates two chambers 26 and 27. The chamber 26 is connected to the metering valve 7 via a line 28. The metered fuel arrives from chamber 26 via a channel 29 in the direction of the Arrow 30 to a not shown! ', Th flow divider, which controls the amount of fuel placed on the individual in the vicinity of the engine cylinder in the intake manifold Injectors evenly distributed. The differential pressure valve 23 is in the opening direction of a Spring 31 loaded. In the chamber 27, which is separated from the chamber 26 by the membrane 25, prevails a line 32 of the fuel pressure before metering. In the chamber 27 is an electromagnetic system 34 with a moving coil armature 35, a coil 36, a soft iron core 37, a permanent magnet 38 and a soft iron plate 39 ar arranged. The soft iron plate 39 has a core 40, which in the plunger armature 35 suspended from a leaf spring (spider) 41 protrudes. The connection between the leaf spring 41 and the diaphragm 25 produce an intermediate part 42.

Die Wirkungsweise der in F i g. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende:The mode of operation of the in F i g. 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 Zumeßvcntils 7 verschoben, der den Kraftstoffstrom in der Leitung 14, 28 mehr oder weniger drosselt. Die direkte Verbindung zwischen dem Meßorgan 3 und dem Steuerschieber 11 ergibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge.When 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. According to the deflection of the Measuring element 3 is moved via the lever 8 and the control slide 11 of the Zumeßvcntils 7, which the Fuel flow in line 14, 28 throttles more or less. The direct link between the Measuring element 3 and the control slide 11 results in a constant ratio of air volume and metered Fuel quantity.

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? in Abhängigkeit von Motorkenngrößen, z. B. vom Sauerstoffgehalt im Abgas erforderlich. Hierfür ist eine sogenannte Sauerstoffsonde geeignet, die in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnet ist und über eine elektronische Schaltung die durch die Spule 36 des Elektromagnetsystems 34 fließende Stromstärke ändert. Dadurch wird der Tauchspulanker 35 mehr oder weniger durch die Magnetkraft zum Kern 40 hin gezogen, also in Richtung einer Entlastung der Feder 31. Die zugemessene S Kraftstoffmenge ist also durch Änderung des Differenzdruckes am Zumeßventil 7 beeinflußbar, wobei die Rückmeldung durch die Ausgestaltung des Eiektromagnetsystems 34 mit einem Tauchspulanker 35 und einem Permanentmagneten 38 hysteresefrei erfolgt. Das Differenzdruckventil 23 steuert eine nachgeschaltete nicht dargestellte MengenteilereinrichtungIn 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, is there a change in the pressure difference, which is constant, at the metering valve? depending on engine parameters, e.g. B. required by the oxygen content in the exhaust gas. A so-called oxygen probe is suitable for this, which is arranged in the exhaust pipe of the internal combustion engine and changes the current intensity flowing through the coil 36 of the electromagnetic system 34 via an electronic circuit. As a result, the moving coil armature 35 is more or less pulled by the magnetic force towards the core 40, i.e. in the direction of relieving the spring 31 takes place without hysteresis with a moving coil armature 35 and a permanent magnet 38. The differential pressure valve 23 controls a downstream flow divider device, not shown

vor.before.

In Fi g. 2 sind die gegenüber der Fig. 1 gleichbleibenden Teile der Kraftstoffeinspritzanlage mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Kraftstoffeinspritzanlage in F i g. 2 enthält ein Zumeß- und Mengenteilerventil 50, dem Kraftstoff aus der Leitung 14 durch einen Kanal 51 zugeführt wird. Aus dem Kanal 51 gelangt der Kraftstoff in eine Ringnut 52 desIn Fi g. 2 are the same as in FIG Parts of the fuel injection system 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 line 14 through a channel 51. From the canal 51 the fuel enters an annular groove 52 of the

ao Steuerschiebers 11. Je nach Stellung des Steuerschiebers 11 überdeckt die Ringnut 52 mehr oder weniger Steuerschlitze 53, die durch Kanäle 54 zu je einer Kammer 55 führen, die durch die Membran 56 von einer Kammer 57 getrennt ist. Aus den Kammern 55ao control spool 11. Depending on the position of the control spool 11 covers the annular groove 52 more or less control slots 53, each through channels 54 to one Lead chamber 55, which is separated from a chamber 57 by the membrane 56. From chambers 55

a5 gelangt der Kraftstoff über Kanäle 58 zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen, die in tier Nähe der Motorzylinder im 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 61 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 Differenzdruckventils 23 in Offenstellung des Ventils durch den Kanal 29 in den Kraftstoffbehälter 17 zurückfließen kann.a 5 , the fuel passes through channels 58 to the individual injection valves, not shown, which are arranged in the intake manifold in the vicinity of the engine cylinder. The membrane 56 serves as a movable part of a flat seat valve designed as a second differential pressure valve. From the fuel line 14 branches off a line 60 with a throttle 61, 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, the fuel being able to flow back from the chamber 26 of the differential pressure valve 23 through the channel 29 into the fuel tank 17 when the valve is in the open position.

Die Wirkungsweise der in F i g. 2 dargestelltenThe mode of operation of the in F i g. 2 shown

Kraftstoffeinspritzanlage entspricht im wesentlichen der in F i g. 1 beschriebenen Kraftstoffeinspritzanlage. Der am Differenzdruckventil 23 durch das Elektromagnetsystem 34 in Abhängigkeit z.B. von dem Sauerstoffgehalt im Abgas der Brennkraftma-The fuel injection system essentially corresponds to that in FIG. 1 described fuel injection system. The pressure applied to the differential pressure valve 23 by the electromagnetic system 34 as a function of e.g. the oxygen content in the exhaust gas of the internal combustion engine

schine änderbare Druckabfall hat eine Modifizierung des Differenzdrackes 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 Kraftstoffnachregelung fehlerfrei auf λ nahe 1 erfolgt. Dies ermöglicht es, die Anforderungen an das Meßorgan 3 zu senken und es kleiner und billiger zubauen. Das Meßorgan3 übernimmt dann im wesentlichen die Vorwahl beim Übergang zwischen den einzelnen Betriebsbereichen.A changeable pressure drop results in a modification of the differential pressure at the second differential pressure valves 59. Since the electromagnetic system 34 works hysteresis-free and there are no parts subject to hysteresis in the hydraulic circuit, the feedback is error-free, i.e., even if the position of the measuring element 3 is incorrect, the signal from the oxygen probe is used to track the fuel so that the fuel readjustment to λ close to 1 is error-free he follows. This makes it possible to lower the demands on the measuring element 3 and to build it smaller and cheaper. The measuring element3 then essentially takes over the preselection when changing over between the individual operating ranges.

Hierzu 1 Blat1 Zeichnungen1 sheet of 1 drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtetende, 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 eine 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenz am Zumeßventil (7, 50) durch ein hysteresefreies Elektromagnetsystem (34) mit einem Permanentmagnet (38) und einem Tauchspulanker (35) änderbar ist1. Fuel injection system for mixture-compressing, externally ignited internal combustion engines with continuous injection into the intake manifold, in which a measuring element and an arbitrary one actuatable throttle valve are arranged one behind the other and the measuring element accordingly the amount of air flowing through is moved against a restoring force and thereby the movable Part of a valve arranged in the fuel line for metering one of the air quantities proportional fuel quantity adjusted, the metering at constant, but in Depending on engine parameters, a changeable pressure difference takes place, characterized in that that the pressure difference at the metering valve (7, 50) by a hysteresis-free electromagnetic system (34) can be changed with a permanent magnet (38) and a moving coil armature (35) 2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektromagnetsystem (34) an einem Differenzdruckventil (23) wirkt, das als Flachsitzventil ausgebildet ist, mit einer Membran (25) als beweglichem Ventilteil, und die Membran (25) von einer Federkraft (31) und der veränderlichen Kraft des Elektromagnetsystems (34) in Öffnungsrichtung des Differen? druckventil (23) bewegbar ist.2. Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the electromagnetic system (34) acts on a differential pressure valve (23) which is designed as a flat seat valve a membrane (25) as a movable valve part, and the membrane (25) by a spring force (31) and the variable force of the electromagnetic system (34) in the opening direction of the Differen? pressure valve (23) is movable. 3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchspulanker (35) reibungsfrei an einer Blattfeder (Spinne) (41) aufgehängt ist.3. Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the moving coil armature (35) is suspended from a leaf spring (spider) (41) without friction. 4. Kraftstoffeinspritzanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Differenzdruckventil (23) die Druckdifferenz an einem zweiten, die Druckdifferenz an einem Zumeß- und Mengenteilerventil (50) jeweils konstant haltenden Differenzdruckventil (59) änderbar ist.4. Fuel injection system according to the preamble of claim 1, in particular according to claim 1, characterized in that the differential pressure valve (23) increases the pressure difference a second, the pressure difference at a metering and flow divider valve (50) is constant holding differential pressure valve (59) is changeable.
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Legal Events

Date Code Title Description
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)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee