DE2327588C3 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Kraftstoffeinspritzung in die Ansaugluftleitung einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Kraftstoffeinspritzung in die Ansaugluftleitung einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffverteiler- und -zumeßeinrichtung, welche den von einer kontinuierlich fördernden Kraftstoffpumpe über einen Druckregler gelieferten Kraftstoff über je eine zur Bemessung der Einspritzmenge in ihrem Durchströmquerschnitt änderbare Drosselstelle auf die zum möglichst genauen Konstanthalten eines kleinen Druckgefälles an letzterer als Steuerventile ausgebildete Einspritzventile verteilt, deren die Ventilöffnung abdeckender Vertilschließkörper mit einer Membran verbunden ist, auf welche im Öffnungssinn des Einspritzventils der stromabwärts der Kraftstoffverteiler- und -zumeßeinrichtung herrschende Kraftstoffdruck und im Schließsinn des Einspritzventils eine der Kraft des Kraftstoffdruckes das Gleichgewicht haltende Gegenkraft unter Verwendung einer Feder wirkt.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung dieser Art (deutsche Auslegeschrift 12 12 780) ist die den Ventilschließkörper der Einspritzventile steuernde Membran im Öffnungssinn des Einspritzventils durch den stromabwärts der Kraftstoffverteiler- und -zumeßeinrichtung herrschenden Kraftstoffdruck und im Schließsinn des EinsDritzventils durch eine von einer Schraubendruckfeder gebildete Ventilschließfeder und durch einen Kraftstoffdruck belastet, der zum Kraftstoffdruck stromaufwärts der Kraftstoffverteiler- und -zumeßeinrichtung in einem festen Bezug steht, und zwar derart, daß er zusammen mit der Federkraft der Ventilschließfeder den auf die andere Membranseite einwirkenden Kraftstoffdruck stromabwärts der Kraftstoffverteiler- und -zumeßeinrichtung, der dem Kraftstoffdruck stromaufwärts der Kraftstoffverteiler- und

ίο -zumeßeinrichtung vermindert um das möglichst konstant zu haltende Druckgefälle an der zugeordneten Drosseisteile in der Kraftstofi'verteiler- und -zumeßeinrichtung zu entsprechen hat, bestimmt.
Auf diese Weise ist den Einspritzventilen die Funktion eines Steuerventils mit der Aufgabe vermittelt, das Druckgefälle an der zugeordneten Drosselstelle in der Kraftstoffverteiler- und -zumeßeinrichtung innerhalb einer nur sehr kleinen, durch die Federrate der Ventilschlieüfeder geprägten, vernachlässigbaren Toleranz konstant zu halten, um somit unabhängig von dem durch den wechselnden Ansaugluftdruck in der Ansaugluftleitung bestimmten Druckgefälle an der Ventilöffnung und unabhängig von Kraftstoffdruckschwankungen stromaufwärts der Kraftstoffvertciler- und -zumeßeinrichtung eine Linearität zwischen der Einspritzmenge je Einspritzventil und dem Durchströmquerschniit der dem jeweiligen Einspritzventil zugeordneten Drosselstelle erzielen zu können.
Nachteilig bei dieser bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist, daß die zu der im Schließsinn der Einspritzventile erfolgenden Einbringung eines in seiner Druokhöhe zum Kraftstoffdruck stromaufwärts der Kraftstoffverteiler- und -zumeßeinrichtung in einem festen Bezug stehenden Druckkraftstoffes auf die den Ventilschließkörper steuernde Einspritzventilmembran und wegen der hierzu notwendigen zusätzlichen Kraftstoffzuleitung an die Einspritzventile einen erheblichen Bau- utiJ Leitungsaufwand erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich gegenüber der im vorhergehenden beschriebenen bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung unter Vermeidung von in das Gewicht fallenden Funktionsnachteilen durch einen erheblieh verminderten Bau- und Leitungsaufwand auszeichnet und darüber hinaus im Leerlauf und unteren Lastbereich der Brennkraftmaschine eine verbesserte Kra ftstoffzerstäubung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß (an der in den Einspritzventilen vorgesehenen Membran) ausschließlich die Feder die Gegenkraft aufbringt — gegebenenfalls lediglich durch den Atmosphärendruck unterstützt — und daß die Federrate so klein ist, daß ihr Einfluß auf das Druckgefälle an der jeweiligen Drosselstelle vernachlässigbar ist.

Auf diese Weise ist bei lediglich eine genaue Öffnungspunkteinstellung erfordernden Einspritzventilen die einen erheblichen Bau- und Leitungsaufwand erfordernde Einbringung eines in seiner Druckhöhe zum Kraftstoffdnick stromaufwärts der Kraftstoffverteilerund -zumeßeinrichtung in einem festen Bezug stehenden Druckkraftstoffes auf die den Ventilschließkörper der Einspritzventile steuernde Membran vermieden.

Die Erfindung fußt auf der Erkenntnis, daß sich das Druckgefälle an den Drosselstellen in der Kraftstoffverteiler- und -zumeßeinrichtung bei einer genauen Öffnungspunkteinstellung der erfindungsgemäß ausge-

bildeten Einspritzventile unabhängig von dem an der Ventilöffnung der Einspritzventile herrschenden Druckgefälle und unabhängig von der Öffnungscharakteristik der Einspritzventile innerhalb einer vertachlässigbaren Toleranz konstant halten läßt, wenn man stromaufwärts der Kraftsto.iverteiler- und -zutneßeinrichtung einen sehr genau arbeitenden Druckregler vorsieht, für einen solchen Stand der Technik ohne einen in das Gewicht fallenden Mehraufwand eine Vielzahl von Ausführungsbeispielen bereithält.

Die Anwendung von Einspritzventilen mit einem membrangesteuerten Ventilschließkörper, wobei die den Ventilschließkörper steuernde Membran im Öffnungssinn des Einspritzventils durch den Kraftstoffdruck vor dem Ventilsitz und im Schließsinn des Einjpritzventils durch eine spannungseinstellbare Schraubendruckfeder belastet ist, ist zwar schon bei einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Kraftstoffeinspritzung bekannt (brit. Patentschrift 1066 721). Diese Einspritzvorrichtung unterscheidet sich jedoch von der Einspritzvorrichtung nach der Erfindung dadurch, daß sie zur Bemessung der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffmenge ein gesondertes Kraftstoffzumeßventil mit nur einer einzigen, in ihrem Durchströmquerschnitt änderbaren Drosselstelle und zur Konstanthaltung eines kleinen Druckgefälles an letzterer stromaufwärts des Kraftstoffzumeßventils ein besonderes Steuerventil aufweist, welches von einem zwei Kammern trennenden nachgiebigen Glied im Durchströmquerschnitt änderbar ist, wobei in der ersten Kammer der stromabwärts des Kraftstoffzumeßventils herrschende Kraftstoffdruck im Öffnungssinn des Steuerventils und in der zweiten Kammer der stromaufwärts des Zumeßventils herrschende Kraftstoffdruck im Schließsinn des Steuerventils auf das nachgiebige Glied einwirkt und stromabwärts des Zumeßventils mit einem gesonderten Verteilerventil versehen ist, welches den der Brennkraftmaschine durch das Kraftstoffzumeßventil zugemessenen Kraftstoff über je einen Drosselquerschnitt auf die einzelnen Einspritzventile verteilt, wobei das die Drosselquerschnitte in ihrem Durchströmquerschnitt steuernde bewegliche Ventilglied im Öffnungssinn des Verteiierventils durch den Kraftstoffdruck stromabwärts des Zumeßventils und im Schließsinn des Verteilerveniils durch eine Schraubendruckfeder belastet ist.

Den Einspritzventilen fällt hierbei, damit sich bei der stromabwärts des Kraftstoffzumeßventils erfolgenden Kraftstoffverteilung unabhängig von der durchgesetzten Kraftstoffmenge und dem durch den wechselnden Ansaugluftdruck in der Ansaugluftleitung bestimmten Druckgefälle an der Einspritzventilöffnung eine gleichmäßige Aufteilung des der Brennkraftmaschine durch das Kraftstoffzumeßventil zugemessenen Kraftstoffes auf die einzelnen Einspritzventile ermöglichen läßt, als Steuerventil die Aufgabe zu, das Druckgefälle am zugeordneten Drosselquerschnitt im Verteilerventil, jedoch aber nicht das Druckgefälle an der im Kraftstoffzumeßventil vorgesehenen Drosselstelle konstant zu halten, wofür ja das stromaufwärts des Kraftstoffzu- 6u meßventils angeordnete Steuerventil vorgesehen ist.

Wenn sich bei dieser Einspritzvorrichtung ein Einspritzventil zusetzt, dann wird die normalerweise zu diesem Einspritzventil strömende Kraftstoffmenge in nachteiliger Weise auf die anderen Einspritzventile umverteilt, was über den durch den Ausfall eines Einspritzventils verursachten Leistungsverlust der Brennkraftmaschine zu einem weiteren Leistungsabfall und zu einer beträchtlichen Erhöhung der giftigen Abgasbestandteüe führt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der Ventilschließkörper der Einspritzventile räit einer zur Ventilbohrung koaxialen, an der durch die Schraubendruckfeder belasteten Seite der Ventilmembran mit der Außenluft in Verbindung stehenden zentralen Durchbohrung versehen.

Dadurch wird, verursacht durch das Druckgefälle zwischen dem atmosphärischen Luftdruck und dem Ansaugluftdruck in der Ansaugleitung, in einfacher Weise ein sehr nahe am Kraftstoffaustritt aus dem Einspritzventil vorbeiführender Zerstäubungsluftstrom erzielt, durch welchen insbesondere bei kleinen Einspritzmengen eine ausgezeichnete Kraftstoffzerstäubung und demzufolge gute Gemischaufbereitung gewährleistet ist.

Es ist zwar bei Kraftstoffeinspritzventilen bereits bekannt, die Kraftstoffzerstäubung mit Hilfe eines Zerstäubungsluftstromes zu verbessern (brit. Patentschrift 10 74 807), doch ist hierbei keine so nahe Vorbeiführung des Zerstäubungsluftstromes am Kraftstoffaustritt aus dem Einspritzventil und demzufolge auch keine so gute Kraftstoffzerstäubung gewährleistet wie beim Einspritzventil gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung.

In ebenfalls weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Einspritzventile als Flachsitzventile ausgebildet.

Dadurch wird bei einer in das Gewicht fallenden Herstellungsvereinfachung der Einspritzventile erreicht, daß schon bei einem geringen Hub des Ventilschließkörpers und demzufolge geringer Kraftänderung der Feder ein großer Ventilöffnungsquerschnitt aufgesteuert wird.

Als Flachventilsitz ausgebildete Einspritzventil sind zwar bereits bekannt (franz. Patentschrift 15 77 740), jedoch nicht in Anwendung auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der eingangs beschriebenen Art.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung teilweise schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Die Einspritzvorrichtung besteht aus mehreren, mit einem membrangesteuerten Ventilschließkörper 8 versehenen Einspritzventilen 1, welche von einer kontinuierlich fördernden Kraftstoffpumpe 2 her über einen Konstantdruckregler 3, eine Kraftstoffverteiler- und -zumeßeinrichtung 4, wobei letztere für jedes Einspritz ventil eine zur Bemessung der Einspritzmenge in Durchströmquerschnitt änderbare Drosselstelle 5 und ein zur gemeinsamen Verstellung der Drosselstellen dienendes, von einem Drosselschieber 6 gebildetes Einspritzmengenverstellglied aufweist, sowie über je eine von der Kraftstoffverteiler- und -zumeßeinrichtung abführende Kraftstoffleitung 7 mit Kraftstoff beliefert

werden.

Eine den Ventilschließkörper 8 steuernde Membran 9 des jeweiligen Einspritzventils 1 is; auf ihrer dem Ventilsitz abgewandten Seite im Schließsinn des Einspritzventils durch den atmosphärischen Luftdruck und durch die Kraft einer den im Öffnungssinn des Einspritzventils auf die Membran 9 einwirkenden, stromabwärts der Kraftstoffverteiler- und zumeßeinrichtung herrschenden Kraftstoffdruck bestimmenden, mittels einer Stellschraube 10 spannungseinstellbaren Schraubendruckfeder 11 mit einer kleinen Federrate belastet.

Zur Kompensation des auf der dem Ventilsitz abgewandten Membranseite in die Membranbelastung ein-

gehenden atmosphärischen Luftdrucks ist der Druckregler 3 vorgesehen, dessen Absteuerglied 14 von einer auf ihrer einen Seite kraftstoffdruck- und auf ihrer anderen Seite federkraft- und atmosphärendruckbelasteten Membran 15 gesteuert ist.

Die Einspritzventile 1 sind in vorteilhafter Weise als Flachsitzventile ausgebildet. Der Ventilschließkörper 8 ist mit einer zur Ventilbohrung 12 koaxialen, an der durch die Schraubendruckfeder 11 belasteten Seite der Membran 9 mit der Außenluft in Verbindung stehenden zentralen Durchbohrung 13 versehen, damit sich, verursacht durch das Druckgefälle zwischen dem atmosphärischen Luftdruck unJ dem Ansaugluftdruck in der Ansaugluftleitung, ein die Kraftstoffzerstäubung begünstigender Zerstäubungsluftstrom ausbilden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Kraftstoffeinspritzung in die Ansaugluftleitung einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffverteiler- und -zumeßeinrichtung, welche den von einer kontinuierlich fördernden Kraftstoffpumpe über einen Druckregler gelieferten Kraftstoff über je eine zur Bemessung der Einspritzmenge in ihrem Durchströmquerschnitt änderbare Drosselstelle auf die zum möglichst genauen Konstanthalten eines kleinen Druckgefälles an letzterer als Steuerventile ausgebildete Einspritzventile verteilt, deren die Ventilöffnung abdeckender Ventilsri'ließkörper mit einer Membran verbunden ist, auf welche im Öffnungssinn des Einspritzventils der stromabwärts der Kraftstoffverteiler- und -zumeßeinrichtung herrschende Kraftstoffdruck und im Schließsinn des Einspritzventils eine der Kraft des Kraftstoffdruckes das Gleichgewicht haltende Gegenkraft unter Verwendung einer Feder wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich die Feder (11) die Gegenkraft aufbringt — gegebenenfalls lediglich durch den Atmosphärendruck unterstützt — und daß die Federrate so klein ist, daß ihr Einfluß auf das Druckgefälle an der jeweiligen Drosselstelle (5) vernachlässigbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (8) der Einspritzventile (1) mit einer zur Ventilbohrung (12) koaxialen, an der durch die Schraubendruckfeder (11) belastenden Seite der Membran (9) mit der Außenluft in Verbindung stehenden zentralen Durchbohrung (13) versehen ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzventile (1) als Flachsitzventile ausgebildet sind.