DE2217332A1 - Steuervorrichtung für die Brennstoffeinspritzung bei Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE IHPL.-ING·. C. STOEPEL · DIPL.-ING. W. GOLLVVITZER · DIPL.-ING. P. VV. MOLL

674 LANDAU/PFALZ · AM SCHÜTZENHOF

TEL. Οβ»41/3ΟΟΟ , 0035 · TIiLEX 453333 POSTSCHKCKi O7 LUDWIGSHAFEN 37562 BANK: DEUTSCKIi BANK. 074 LANDAU-PFALZ

10. April 1972 N

ATELIERS DE LA MOTOßECANE, Pantin, Frankreich

"Steuervorrichtung für die Brennstoffeinspritzung bei

Verbrennungsmotoren"

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an Einspritzpumpen für Verbrennungsmotoren.

Bei bestimmten Ausführungsformen dieser Einspritzpumpen wird deren Nadel dadurch gesteuert, daß man einen Niederspannungsgleichstrom während einer bestimmten Zeit durch eine Wicklung eines Elektromagneten schickt, dessen Kern mit der Nadel verbunden ist.

Eine solche Steuerung kann elektronisch erfolgen, indem man Transistoren verwendet, deren Wahl dann angezeigt ist, wenn eine Gleichstromspannungsquelle zur Verfügung steht, wie z. B. die Batterie eines Automobils.

Wenn diese Spannungsquelle nicht im Fahrzeug vorhanden ist, ist jedoch dort im allgemeinen ein Wechselstromgenerator vorhanden, dessen Frequenz proportional zur Drehgeschwindigkeit des Motors ist.

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Die Erfindung bestellt im wesentlichen, ausgehend vom Vorhandensein eines solchen Wechselstromgenerators, in der Verwendung einer Steuervorrichtung mit einem Kondensator, der sich in die Wicklung eines elektromagnetischen Schaltkreises entladt, um das direkte Anheben der Nadel der Ein- .· snritznumpe zu bewirken.

Die Dauer des Anhebens dieser Nadel kann vorteilhaftervveise durch eine Modifizierung der Kenndaten des Entladungsschaltkreises des Kondensators geändert werden, die darin besteht, den Ilaltestrom zu ändern.

Eine solche Vorrichtung gestattet eine sehr präzise Steuerung der Brennstoffversorgung, wobei man beliebig verschiedene Parameter einsetzen kann, um die Steuerung der Nadel zu beeinflussen.

Die Wicklung wird also durch eine gedämpfte aperiodische Impulsgabe erregt. Diese Entladung kapazitiver Art gestattet es, über die maximale Energie zur Steuerung der Nadel der Einspritzpumpe in kürzester Zeit zu verfügen.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkraal werden Steuerimpulse mit einer besonderen Wellenform erzeugt, die man, und zwar im negativen Teil, durch Zuschaltung einer Diode und eines variablen Widerstandes in Serie, oder eines Thyristors zum Entladungsschaltkreis ändern kann.

Weitere Merkmale der Erfindung und der durch dieselben erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Hierin sind:

Fig. 1 die Schaltung entsprechend der Erfindung zur Steuerung der Einspritzpumpennadel durch Entladung des Kondensators,

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Fig. 2 der gleiche Schaltkreis, geändert durch die

Hinzufügung einer Diode zum Entladungsschaltkreis des Kondensators,

Fig. 3, 4 und 5 die Darstellung dreier weiterer Ausführung sva riant en der Steuerungsschaltung,

Fig. 6 his 9 zur weiteren Verdeutlichung der Ableseergebnisse auf einem Oszilloskop.

Wie oben ausgeführt, kann die Lage der Nadel der Einspritzpumpe vorteilhaft durch die Schaltung nach Fig. 1 gesteuert werden.

Ein Kondensator C wird über die Wicklung L eines Wechselstronigenerators geladen unter Zwischenschaltung einer Diode D^ Die Entladung dieses Kondensators C in eine Wicklung 1 eines Steuerelektromagneten für die Nadel wird durch das Auslösen eines Thyristors T bewirkt. Diese Entladung, nach der Kurve der Fig. 6 verlaufend, erzeugt in der Wicklung 1 einen Strom, der momentan stark magnetisierend wirkt, wie aus der Kurve in Fig. 7 zu ersehen, wobei dieser Strom eine Kraft F im Kern erzeugt, mit dem die Nadel der Einspritzpumpe, welche

nicht dargestellt ist, verbunden ist. Aber die Fig. 7 zeigt auch, daß dieser raagnetisierende Strom schnell abnimmt, um sehr bald einen Wert in der Nähe von Null zu erreichen.

Wenn der Schaltkreis nach Fig. 1 durch eine Diode D„ vervollständigt wird, die parallel zur Wicklung L geschaltet ist, wie die Fig. 2 zeigt, dann stellt man fest, daß die Entladungs kurve des Kondensators C ihre Form ändert (siehe Fig. 8) und dal', der magnetisierende Strom, wie Fig. 9 zeigt, einen beträchtlichen Wert während einer relativ langen Zeit behält, wobei «lieser Strom ausreicht, um dio Nadel der Einspritzpumpe

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angehoben zu halten. Dieser Unterschied ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß im ersten Fall eine Halbwelle in umgekehrter Richtung aufgrund der gedämpften Schwingung des Schaltkreises 1-C entsteht, welche einen entmagnetisierenden Strom entgegengesetzt zum magnetisierenden Hauptstrom erzeugt. Dieses Phänomen hat zur Folge, daß der Hauptstrom verringert oder Null wird, wie Fig. 7 zeigt, so daß die Nadel der Einspritzpumpe schnell abfällt.

Ein Vergleich zwischen den Figuren 7 und 9 zeigt deutlich den Unterschied zwischen den Ergebnissen, die man mit einer Schaltung ohne Diode D₂ (Fig. 7) und einer Schaltung mit Diode Dn (Fig. 9) erhält. In diesen beiden Figuren zeigt die schraffierte Zone die Energie des magnetisierenden Stroms, Es ist klar ersichtlich, daß diese Energie in Fig. sehr schnell in die Nähe von Null gelangt.

Wenn beispielsweise erfindungsgemäß mit der Diode D₂ ein Regelwiderstand in Serie geschaltet wird, erhält man eine kontinuierliche Änderung des magnetisierenden Stroms zwischen den Extremwerten, die durch die Kurven der Figuren 7 und 9 dargestellt werden und dementsprechend eine Öffnungs- oder Anhebezeit, die mehr oder weniger groß ist. Man hat so die Möglichkeit, die Versorgung des Motors durch elektronische Mittel sehr einfacher Art und mit großer Zuverlässigkeit zu regulieren.

Weitere Beispiele von verwendbaren Schaltungen werden nachstehend beschrieben.

Wie Fig. 3 zeigt, kann man beispielsweise ein Potentiometer P verwenden. Wenn dieses auf Null steht, hat man den Fall der Fig. 2 und die Öffnungszeit der Nadel ist maximal, während, wenn dieses Potentiometer P auf seinen Maximalwert eingestellt ist, man den Fall der Fig. 1 mit einer minimalen Öffnungszeit hat. Durch Verwendung an sich bekannter Mittel kann der Widerstand dieses Potentiometers P als Funktion des Unterdrücke, der Temperatur oder der Gashebelstellung geändert werden,

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Fig. 4 zeigt eine weitere Schaltungsvariante mit einem Thyristor Th zur Steuerung der Anhebezeit der Nadel, In diesem Fall wird das Synchronisationssignal vom Wechselstromgenerator L über die Diode d abgegriffen. Dieses Signal versorgt direkt einen Phasenverschiebungsschaltkreis Cd, der durch einen Unijunktiontransistor UJT ein Potentiometer P (oder eine sonstige Einrichtung, die eine automatische Steuerung entsprechend äußeren Parametern erlaubt), einen Kondensator c und zwei Widerstände IL und U_n gebildet wird.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, bei der die Steuerung dadurch erfolgt, daß auf die Ladespannung des Kondensators C eingewirkt wird. Diese Steuerung erfolgt durch eine mehr oder weniger starke Kurzschließung der Wicklung L des Wechselstromgenerators, Dafür genügt es, einen Thyristor Ta parallel zu L zu schalten und diesen durch einen Phasenverschiebungsschaltkreis Cd zu steuern, der mit dem Wechselstromgenerator synchronisiert ist, von an sich bekannter Art und analog zum Phasenverschiebungsschaltkreis der Fig. 4 ausgebildet ist. Man kann so die Ladespannung des Kondensators C zwischen Null und einem Maximum variieren.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Zweitaktmotoren interessant, denn bei diesen Motoren ist das Problem schwieriger als bei Viertaktmotoren. Bei letzteren ist es möglich, die Einspritzung indirekt erfolgen zu lassen, d. h. Einspritzung in das Ansaugrohr oberhalb des Einlaßventils und man verfügt dafür über die gesamte Zeit, während der das Einlaßventil geschlossen ist, d. h. ungefähr 1 1/2 Motorumdrehungen. Im Gegensatz dazu ist es bei Zweitaktmotoren einerseits notwendig, bei jeder Umdrehung einzuspritzen und andererseits würde man Frischgas verlieren, wenn man dieses Einspritzen in das Ansaugrohr erfolgen ließe, da die in das Motorgehäuse eingelassenen Gase zur Zylinderspülung dienen. Verluste

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würden durch Austreten durch den Auspuff auftreten. Es ist also interessant, direkt in den Zylinder einzuspritzen, und zwar nach dem Spülen, d. h. nach dem Schließen des Auspuffs. Das Spülen wird also durch Frischluft erfolgen und das Einspritzen erfolgt nach dieser Spülung während des Aufstiegs des Kolljens, und zwar während der sehr kurzen Zeit zwischen dem Augenblick, in dem der Kolben den oberen Punkt des Auspuffauslasses erreicht und dem Zündzeitpunkt, der natürlich vor dem oberen Totpunkt liegt.

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Claims (4)

1. Patentansprü c Ii ο

   \1. )/Steuervorriclitung für Einspritzpumpen an Verbrennungsmotoren, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis mit einem Kondensator, der sich zur. direkten Steuerung des Anhetiens der Nadel der Einspritzpumpe in die Wicklung eines elektromagnetischen Schaltkreises entlädt.
2. 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Dauer der AnheTbung der Nadel eine Änderung der Kenndaten des Entladungsschaltkreises des Kondensators durch Änderung des Haltestromes erfolgt«
3. 3.) Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Kenndaten des Entladeschaltkreises auf die Wellenform des Entladestroms des Kondensators eine Diode und ein Regelwiderstand einwirkt, die in Serie zueinander und parallel zur Hauptwicklung geschaltet sind. "
4. 4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung dör Kenndaten des Entladeschaltkreises eine entsprechende Einwirkung auf die Wellenform des Stromes parallel zur Hauptwicklung erfolgt»

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