DE2241936A1 - Kraftstoffzumessanlage fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffzumessanlage fuer brennkraftmaschinen

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Description

10.8.1972 Su/Dr
R. 103
Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsrausterhilfsanwioldung
ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart!
Kraftstoffzumeßanlage für Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzuraeßanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, in deren Saugrohr ein Luftmeßorgan und eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und der durchströmenden Luftmenge eine im v/esentlichcn proportionale Kraftstoffmenge zugemessen v/ird und diese Proportionalität durch Steuerung eines das Luftmeßorgan umgehenden Bypass in Abhängigkeit von Motorkenngrößen änderbar ist.
Es sind Kraftstoffzumeßanlagen bekannt, bei denen diese Proportionalität zwischen Kraftstoffmenge und Luftmenge in Abhängigkeit von Motorkeringrößen änderbar ist, bei denen jedoch eine optimale Gemischanpassung nicht erhielt v/erden kann, weil mehrere Betriebspunkte im Motorkennfeld zwar den gleichen Luftdurchsatz haben, bezüglich des Gemisches jedoch unterschiedliche Anforderungen bestehen. Diese unterschiedlichen Anforderungen sind besonders dann kritisch, wenn durch Änderung der Proportionalität zwischen Kraftstoffmenge und Luftmenge eine Entgiftung des Abgases bewirkt werden soll.
/,09810/0189 BADORSGiNAL
f.o-r i.rCindung liegt dlu Aufgab ο zup> u-ide, die eingangs ge-
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Stuttgart 2241936
nannte Kraftstoffzumeßanlage derart weiterzuentwickeln, daß mit einer einfachen Einrichtung eine Geinischanpassung erreichbar ist, bei der möglichst keine giftigen Bestandteile im Abgas auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bypaßein Ventil angeordnet ist, dessen Durchgang von einer im Auspuffrohr eingebauten Abgasmeßsonde gesteuert wird, wobei die Abgasmeßsonde vorzugsweise als auf den Saueratoff-Partialdruck der Abgase ansprechende Sauerstoffmeßsonde aufgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, für jeden denkbaren Motorzustand eine Proportionalität zwischen Kraftstoffmenge und Luftmenge zu erhalten, die der Luftzahl U=I entspricht.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wirkt die Meßsonde auf einen das Bypaßventil steuernden Magneten, wobei vorteilhafter Weise der Arbeitsweg des Magneten der angelegten Stromstärke entspricht.
Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung wird das Bypaßventil pneumatisch betätigt, über eine Steuerleitung, die in das Saugrohr mündet und in die ein von der Abgasrncßsonde gesteuertes Magnetventil geschaltet ist. Hierbei kann day Bypaßventil als Membranventil ausgebildet sein, in dem gegenüber der Mündung der Steuerleitung in der Druckdose des Membranventils, die Mündung einer nach außen führenden Leitung an fr-ordnet ist und zwischen den Mündungen, diese steuernd, eine Blattfeder angeordnet ist, die als bewegliches Ventilteil von dem Moneten betätigt wird. Ein derartiges Ventil kann als pneumatischer Integralregler dienen, mit dem eine Proportionalitätsändrrung von bis zu 20 % gesteuert werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mündet der Bypaß vor der Drosselklappe, aber im 'unmittelbaren
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Robert Bosch GmbH - Rl Q 3 7 Su/Dr
Stuttgart 22419
Bereich des gegen den Luftstrom sich bewegenden Drosselklappenteils in das Saugrohr, so daß bei öffnung der Drosselklappe an der Mündung auch der nach der Drosselklappe im Saugrohr herrschende Druck wirkt. Hierdurch kann erreicht werden, daß unabhängig von der Drosselklappenstellung beim öffnen des Bypaß die gleiche Gemischabmagerung erreicht und erhalten wird.
Die Mündung des Bypaß in das Saugrohr kann vorteilhafter Weise als Drosselblende ausgebildet sein, deren Querschnitt beliebig wählbar ist, um dadurch unabhängig von der Motordrehzahl die gleiche Abmagerung des Gemisches beim Öffnen des Bypaß zu erhalten.
Drei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind vereinfacht in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Bypaßsteuerung durch ein Magnetventil Fig. 2 eine Bypaßsteuerung mit' einem durch ein Magnetventil
.betätigtes Servoventil·
Fig. 3 ein Servoventil mit integrierten Magneten.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist in .einem Saugrohr 1 in St.römungsrichtung, die durch einen Pfeil.dargestellt ist, nacheinander ein Luftmeßorgan 2 und eine Drosselklappe 3 angeordnet. Das Luftmeßorgan 2 ist beispielhaft als eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte 4 ausgebildet, die an einem Hebel 5 befestigt ist und bei ihrer Meßbewegung in einen konischen Bereich 6 des Saugrohres eintaucht, gemäß einer annähernd linearen Funktion, der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge. Der möglichr-t reibungsfrei gelagerte Hebel 5 betätigt bei seiner Schwenkbewegung das bev:egliche Ventilteil 7 eines Kraftstoffzumeß- und Vcr-teilerventiles 8. Zur Rückstellung der Platte *i dient der in einer Leitung 9 unter konstantem Druck stehende Kraftstoff, der über eine
.', 0 9 8 1 C / 0 1 8 9
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Zweigleitung 10 dem Zumeßventil 8 zugeführt, die nicht dargestellte Stirnfläche des beweglichen Ventilteiles beaufschlagt.Die Rückstellkraft bleibt deshalb stets gleich groß.
Die Kraftstoffversorgung erfolgt über eine Elektrokraftstoffpumpe 11, die den Kraftstoff aus einem Behälter 12 ansaugt und über die Leitung 9 dem Zumeßventil 8 zuführt. Von der Leitung 9 zweigt weiterhin eine Leitung 13 ab, in die ein Druckregelventil lA geschaltet ist. Vom Zumeßventil 8 wird der dann mengenmäßig zugemessene Kraftstoff zu einzelnen Leitungen 15 verteilt, die zu den einzelnen, nicht dargestellten Einspritzventilen führen. Als Luftmeßorgan 2 kann jedoch auch ein Vergaser oder ein Hitzdrahtmeßorgan dienen.
Die Saugrohrabschnitte vor und nach dem Luftmeßorgan sind durch einen Bypaß 16 verbunden, der durch ein Ventil 17 steuerbar ist. Der Querschnitt des Bypasses 16 ist zudem durch eine Drosselblende 18 bestimmt, die als Scheibe ausgebildet, an der Mündung des Bypaß 16 angeordnet ist. Diese Mündung ist im Saugrohr 1 an einer Stelle angeordnet, die bei geschlossener Drosselklappe 3 in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe liegt. Je mehr die Drosselklappe 3 geöffnet wird, desto mehr wirkt auch der nach der Drosselklappe vorhandene im Saugrohr herrschende Druck auf diese Mündung.
Das Ventil 17 ist bei dem in Fig. 1 dargestellten, Ausführungsbeispiel als direktsteuerndes Magnetventil ausgebildet, bei dem ein Anker 20 als bewegliches Ventilteil entgegen der Kraft einer Schließfeder 21 durch eine Erregerspule 22 mit Kern 23 betätigt wird. Zur Druckentlastung ist im Anker 20 eine Bohrung 24 vorgesehen. Die Erregerspule 22 erhält ihren Strom aus einem Verstärker 25, der mit einer cauerstoffmeßsonde 26 arbeitet, die in einem Abgasrohr 27
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Stuttgart
der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die eingangs genannte Luftzahl λ kennzeichnet die Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, wobei bei einem stöchiometrischen Gemisch die Luftzahl λ. = 1 ist. Bei der Sauerstoffmeß-* sonde ändern sich die für die Regelung verwendbaren Ionenströme, sobald eine Änderung der Luftzahl X erfolgt.
In Fig. 2 sind verschiedene Blenden 18 dargestellt, mit unterschiedlicher Ausbildung der öffnung. Die Blende l8a hat einen kreisförmigen Öffnungsquerschnitt 29; bei der Blende 18b ist der Öffnungsquerschnitt 30 tropfenförmig; bei der Blende 18c ist die Ausbildung der öffnung 31 rechteckförmig; bei der Blende I8d sind zwei kreisförmige öffnungen 32 vorgesehen, die nach Einbau in das Saugrohr in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind.
Bei dem in Pig. 3 dargestellten Beispiel ist das Ventil 17 als pneumatisch arbeitendes Servoventil ausgebildet. Das Ventil hat eine Ventilplatte 35, die an einer Membran 36 befestigt ist und durch eine Schließfeder 37 auf den Ventilsitz 38 gepreßt wird. Der die Feder 37 aufnehmende Raum 39 ist durch eine Steuerleitung 40 mit dem Saugrohr 1 verbunden. In der Steuerleitung 40 ist ein Magnetventil 1Il angeordnet, das von der hier nicht dargestellten Meßsonde 26 mit Verstärker 25 gesteuert wird. Im Magnetventil 4l wird ein Anker 42 als bewegliches Ventilteil entgegen der Kraft einer Feder 43 durch eine Erregerspule 44 betätigt.-Das Ventil 4l arbeitet als Drei/Zwei-Wegeventil, wobei das bewegliche Ventilglied 42 zwei Sitze 45 und 46 steuert. Je nach Lage des beweglichen Ventilteils 42 wird die von der , Druckdose 39 zum Ventil 41 führende Leitung 40 mehr oder weniger entweder mit dem zum Saugrohr hinführenden Abschnitt der Leitung 40 verbunden oder mit einer zur Umgebung führenden Leitung 47.
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Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Magnet in das Servoventil 17 integriert. Der Magnet 50 betätigt dabei eine Blattfeder 51, deren freies Ende 52 zwischen
den Mündungen 53 und 54 von Rohren angeordnet ist, von denen das eine als Steuerleitung 40 zum Saugrohr 1 führt und das andere Rohr 55 eine Verbindung zur Umgebungsluft herstellt.
Fig. 4 zeigt eine Variante der vorherigen Beispiele, bei der der freie Querschnitt der vor der Drosselklappe 3 angeordneten Mündung 57 des Bypass 16 in das Saugrohr durch eine Scheibe 58 gesteuert wird, deren Rand profiliert ausgebildet ist und die mit der Drosselklappe 3 verdreht wird. Hierfür ist sie an der Drosselklappenachse 59 und normal zu dieser befestigt. Das Saugrohr 1 ist an der Steuerstelle entweder abgeflacht, oder es ragt das Bypassrohr entsprechend in das Saugrohr herein.
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Claims (13)

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Ansprüche
^\ Kraftstoffzumeßaniage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, in deren Saugrohr ein Luftmeßorgan und eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und der durchströmenden Luftmenge eine im v/esentlichen proportionale Kraftstoffmenge zugemessen wird und diese Proportionalität durch Steuerung eines das Luftmeßorgari umgehenden Bypaß in Abhängigkeit von Motorkenngrößen änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bypaß (16) ein Ventil (17) angeordnet ist, dessen Durchgang von einer im Auspuffrohr (27) eingebauten Abgasmeßsonde (26) gesteuertywird.
2. Kraftstoffzumeßaniage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasmeßsonde (26) als auf den Sauerstoffpartialdruck der Abgase ansprechende Sauerstoffmeßsonde ausgebildet ist.
3. Kraftstoffzumeßaniage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (26) auf einen ddas Bypaßventil (17) steuernden Magneten (22, 44, 50) wirkt.
4. Kraftstoffzumeßaniage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsweg des Ankers (20, 42) des Magneten der an der Erregerspule (22, 44) angelegten Stromstärke entspricht. 4098 10/0189
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5. Kraftstoffzumeßanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypaßventil (17) als Magnetventil ausgebildet ist (Pig. I).
6. Kraftstoffzumeßanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypaßventil (17) pneumatisch betätigt wird Ober eine Steuerleitung (40), die in das Saugrohr (1) mündet und in die ein von der Abgasmeßsonde (26) gesteuertes Magnetventil (41, 50, 52) geschaltet ist (Fig. 3 und 4).
7. Kraftstoffzumeßanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypaßventil (17) als Membranventil ausgebildet ist.
8. Kraftstoffzumeßanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der Mündung (54) der Steuerleitung (40) in der Druckdose (55) des Membranventils (17) die Mündung (53) einer nach außen führenden Leitung (55) angeordnet ist und zwischen den Mündungen, diese steuernd, eine Blattfeder (51) angeordnet ist, die als bewegliches Ventilteil von dem Magneten (50) betätigt wird (Fig. 4).
9. Kraftstoffzumeßanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (40) in Strömungsrichtung nach der Drosselklappe (3) in das Saugrohr (1) mündet.
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10. Kraftstoffzumeßanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypaß (16) vor der Drosselklappe (3) und im unmittelbaren Bereich des gegen den Luftstrom sich bewegenden Drosselklappenteils in das Saugrohr (1) mündet, so daß bei öffnung der Drosselklappe (3) an der Mündung (18) . auch der nach der Drosselklappe im Saugrohr herrschende Druck wirkt.
11. Kraftstoffzumeßanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß an der Mündung des Bypaß (16) im Saugrohr (1) eine Drosselblende (18) angeordnet ist (Fig. 2).
12. Kraftstoffzumeßanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselblendenquerschnitt beliebig wählbar ist, beispielsweise rund, rechteckig, oval und dergleichen.
13. Kraftstoffzumeßanlage nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselblende (2) in Strömungsrichtung hintereinander angeordnete öffnungen (32) dienen.
1*1. Kraftstoff zumeßanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bypass (16) zusätzlich zum Bypassventil (17) ein Querschnittssteuerorgan (58) angeordnet ist, das in Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe (3) betätigbar ist %/f
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