DE2329667C3 - Regelorgan für eine Kraftstoffeinspritzanlage von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelorgan zur Regelung des Systemarbeitsdruckes einer Kraftstoffeinspritzanlage mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen, in deren Saugrohr ein Meßorgan und eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind, wobei das Meßorgan proportional der durchströmenden Luftmenge gegen eine normalerweise konstante, jedoch in Abhängigkeit von Motorkenngrößen änderbare Rückstellkraft ausgelenkt wird und das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Ventils für die Zumessung einer zur Luftmenge in einem gewünschten Verhältnis stehenden Kraftstoffmenge betätigt und das Regelorgan in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck stromabwärts der Kraftstoffpumpe entgegen der Kraft einer Feder in eine Stellung bewegbar ist, in der Kraftstoff auf die Saugseite der Kraftstoffpumpe zurückströmen kann.

Kraftstoffeinspritzanlagen dieser Art haben den Zweck, für alle Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine selbsttätig ein günstiges Kraftstoff-Luft-Gemisch zu schaffen, um eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffes zu ermöglichen und dadurch bei höchstmöglicher Leistung der Brennkraftmaschine bzw. kleinstmöglichem Kraftstoffverbrauch die Entstehung von giftigen Abgasen zu vermeiden oder mindestens stark zu vermindern. Die Kraftstoffmenge muß daher den Erfordernissen jedes Betriebszustandes der Brennkraftmaschine entsprechend sehr genau zugemessen und die Proportionalität zwischen Luftmenge und Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von Motorkenngrößen wie Drehzahl, Last und Temperatur geändert werden.

Bei bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen dieser Art (DT-OS 20 62 078) wird die Kraftstoffmenge möglichst proportional der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge zugemessen, wobei das Verhältnis zwischen zugemessener Kraftstoffmenge und Luftmenge durch

Änderung der Rückstellkraft des Meßorgans in Abhängigkeit von Motorkenngrößen änderbar ist. Bei diesen Kraftstoffeinspritzanlagen kann jedoch bei abgeschalteter Zündung und auslaufender Brennkraftmaschine das Meßorgan noch aus seiner Ruhelage geschwenkt sein, wodurch noch Kraftstoff zugemessen und eingespritzt wird, was bei empfindlichen Brennkraftmaschinen zu Selbstzündungen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzanlage zu entwickeln, bei der verhindcrt wird, daß bei abgeschalteter Zündung und auslaufender Brennkraftmaschine noch Kraftstoff eingespritzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Regelorgan ein in einer Führungsbohrung angeordneter Kolben dient, der vor seinem dem Kraftstoffstrom zugewandten Ende einen Absatz geringeren Durchmessers mit einer Steuerfläche und von dieser ausgehend einen dieses Ende bildenden Konus hat, vier in einen konischen Teil der Führungsbohrung ragt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß der Konus von einer Nut mit einem darin angeordneten Dichtring unterbrochen ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin-

so dung ist derart, daß der Kolben eine Ringnut hat, die mit einer Kraftstoffrückströmleitung und einem Raum, der durch die dem Kraftstoffstrom abgewandte Seite des Kolbens und die Führungsbohrung gebildet wird, über Bohrungen verbunden ist.

Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung

ist die Kraftstoffleckmenge an einem Steuerschieber des

Zumeßventils über eine Leckleitung in die Ringnut

abführbar.

Eine ebenfalls vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin-

f>o dung besteht darin, daß das Regelorgan im Gehäuse des Zumeßventils angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

'"> F i g. 1 die Kraftstoffeinspritzanlage,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1,
Fig.3 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in vergrößerter Darstellung.

23 2S

In dem Saugrohr 1 strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung an einem pendelnd aufgehängten Meßorgan 2 und einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 3 vorbei zu den nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das Meßorgan 2 ist a;s eine quer zur Strömungsrichtung und in ihrem mittleren Bereich an einem Schwenkhebel 4 befestigte Platte dargestellt, wobei der Schwenkhebel 4 in einer Ebene um den Drehpunkt 5 schwenkbar ist Das Meßorgan 2 bewegt sich im Saugrohr 1 nach einem bestimmten Gesetz, welches annähernd eine lineare Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge darstellt, wobei für eine konstante am Meßorgan 2 angreifende Rückstellkraft sowie einen konstanten vor dem Meßorgan 2 herrschenden Luftdruck auch der zwischen Meßorgan 2 und Drosselklappe 3 herrschende Druck nahezu konstant bleibt.

Das Meßorgan 2 wirkt über den Schwenkhebel 4 unmittelbar auf einen Steuerschieber 6 eines Zumeß- und Mengenteilerventils 7. Die dem Schwenkhebel 4 abgewandte Stirnseite 9 des Steuerschiebers 6 wird durch eine unter konstantem Druck stehende Flüssigkeit beaufschlagt, die als Rückstellkraft des Meßorgans 2 dient

Die Kraftstoffversorgung erfolgt über eine Kraftstoffpumpe 10, die durch einen Elektromotor 11 angetrieben den Kraftstoff aus einem Behälter 12 ansaugt und ihn über eine Leitung 13 dem Zumeß- und Mengenteilerventil 7 zuführt. Aus der Leitung 13 gelangt der Kraftstoff in ein Einlaßrohr 15 im Gehäuse des Zumeßventils 7. Das Einlaßrohr 15 führt über einen Ringkanal 14 und Kanäle 16 zu einer Ringnut 17 des Steuerschiebers 6 und weiterhin zu Kammern 18, so daß die eine Seite einer Membran 20 durch diesen Kraftstoffdruck beaufschlagt wird. Je nach Stellung des Steuerschiebers 6 verdeckt die Ringnut 17 mehr oder weniger Steuerschlitze 21, die durch Kanäle 22 zu je einer Kammer 19 führen, die durch die Membran 20 von der Kammer 18 getrennt ist. Aus der Kammer 19 gelangt der Kraftstoff über Kanäle 23 zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen, die in der Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordnet sind. Die Membran 20 dient als bewegliches Teil eines Flachsitzventiles, das durch die Feder 24 außer Betrieb der Kraftstoffeinspritzanlage offengehalten wird. Die je aus einer Kammer 18 und 19 gebildeten Membrandosen bewirken, daß unabhängig von der zwischen der Ringnut 17 und den Steuerschlitzen 21 bestehenden Überdeckung, also unabhängig von der zu den Einspritzventilen strömenden Kraftstoffmenge das Druckgefälle an dem Zumeßventil 17, 21 weitgehend konstant bleibt. Damit ist gewährleistet, daß der Verstellweg des Steuerschiebers 6 und die zugemessene Kraftstoffmenge proportional sind.

Bei der Schwenkbewegung des Schwenkhebels 4 wird das Meßorgan 2 in einen Konus 8 des Saugrohres 1 bewegt, so daß der sich zwischen Platte und Konus ändernde Ringquerschnitt proportional zum Verstellweg des Meßorgans 2 ist. Falls diese Voraussetzung gegeben ist, besteht eine lineare Abhängigkeit der Stellbewegung des Meßorgans 2 und der Verschiebebewegung des Steuerschiebers 6, so daß der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge stets eine proportionale Kraftstoffmenge zugemessen wird.

Die als konstante Rückstellkraft auf den Steuerschie- us ber 6 wirkende Druckflüssigkeit ist Kraftstoff. Hierfür zweigt von der Leitung 13 eine Leitung 27 ab, die in einen Raum 28 mündet, in den der Steuerschieber 6 mit seiner dem Schwenkhebel 4 abgewandten Stirnseite 9 ragt In der Leitung 27 ist eine Vordrossel 29 angeordnet mittels welcher der Versorgungskreislauf

13 des Zumeßventils 7 vom Steuerdruckkreislauf 32 des Drucksteuerventils 33 abgekoppelt wird. Hinter der Vordrossel 29 zweigt von der Leitung 27 eine Leitung 32 zu dem Drucksteuerventil 33 ab, um dann von dort über eine Rücklaufleitung 35 zum Kraftstoffbehälter 12 zu gelangen. Da je nach dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine das Kraftstoff-Luft-Gemisch reicher oder ärmer gehalten werden muß, erfolgt durch das Drucksteuerventil 33 eine Änderung des Druckes der die Rückstellkraft bestimmenden Druckflüssigkeit in Abhängigkeit von Motorkenngrößen, wobei der neue Druck und damit die entsprechende neue Rückstellkraft ebenfalls wieder konstant gehalten werden.

Die Druckbeaufschlagung des Raumes 28 erfolgt über eine Dämpfungsdrossel 30, wodurch das Überschwingen des Meßorgans beim Gasgeben oder bei Saugstößen der Brennkraftmaschine begrenzt wird.

Der Steuerschieber 6 des ZumeOventils 7 gleitet in einer Buchse 40, die dem Steuerschieber zugewandt eine Ringnut 41 und mit dieser verbunden durch eine Bohrung 42 eine weitere Ringnut 43 hat, durch die der am Steuerschieber auftretende Leckkraftstoff, wie in F i g. 2 dargestellt, abfließen kann.

Wie in F i g. 2 dargestellt, zweigt von dem Ringkanal

14 eine Leitung 45 ab, die zu einem Regelorgan 46 führt, das den Kraftstoffdruck vor der Zumessung auf einem annähernd konstanten Wert hält. Das Regelorgan 46 hat einen Kolben 47, der in einer Führungsbohrung 48 entgegen der Kraft einer Feder 49 gleitet. Die Feder 49 stützt sich auf ihrer dem Kolben abgewandten Seite an einer Schraube 50 ab. An seinem dem Kraftstoffstrom zugewandten Ende hat der Kolben 47 einen Absatz 51 geringeren Durchmessers mit einer Steuerfläche 52. An den Absatz 51 schließt sich ein Konus 53 an, der von einer Nut 54 mit einem darin angeordneten Dichtring 55 unterbrochen ist und in einen konischen Teil 56 der Führungsbohrung 48 ragt. Eine Ringnut 57 des Kolbens 47 steht mit einer Kraftstoffrückströmleitung 58 und über Bohrungen 59, 60 mit einem Raum 61 in Verbindung, der von der dem Kraftstoffstrom abgewandten Seite des Kolbens und der Führungsbohrung gebildet wird.

Die am Steuerschieber 6 des Zumeßventils 7 auftretende Kraftstoffleckmenge wird in der Ringnut 41 in der Buchse 40 gesammelt und über die Bohrung 42 und die Ringnut 43 in eine Leckleitung 62 geführt, die in die Ringnut 57 mündet.

Die Arbeitsweise des Regelorgans ist folgende:

Beim Überschreiten des Systemarbeitsdruckes der Kraftstoffeinspritzanlage wird der über die Leitung 45 mit dem Ringkanal 14 verbundene Kolben 47 entgegen der Federkraft 49 in eine Stellung verschoben, in der die Steuerfläche 52 die Kraftstoffrückströmleitung mehr oder weniger überdeckt und eine entsprechende Kraftstoffmenge in den Kraftstoffbehälter 12 zurückfließen kann. Die Vorspannung der Feder 49 ist so eingestellt, daß sich unmittelbar vor der Überdeckung der Steuerfläche 52 mit der Kraftstoffrückströmleitung 58 der niedrigste zulässige Systemarbeitsdruck ergibt

Nach dem Abstellen der Kraftstofförderung muß die KraftFtoffmenge, die sich aus dem Verdrängungsvolumen des Kolbens 47 aus seiner Regelstellung in die Ruhestellung und aus der Speicherfähigkeit der flexiblen Kraftstoffleitungen von der Kraftstofförderpumpe bis zum Regelorgan 46 durch den Druckabbau

ergibt, über das Spiel zwischen der Kolbenoberfläche und der Führungsbohrung 48 in die Ringnut 57 und damit die Kraftstoffrückströmleitung 58 abfließen. Dieses Spiel ist so bemessen, daß ein möglichst rascher Druckabbau vom Systemarbeitsdruck auf den Schließdruck erfolgt. Dadurch wird verhindert, daß bei abgeschalteter Zündung und auslaufendem Motor, bei dem das Meßorgan 2 und der Steuerschieber 6 noch ausgelenkt sind, Kraftstoff abgespritzt wird, was bei empfindlichen Motoren zu Selbstzündungen führt. Der Abstand zwischen der Steuerfläche 52 und der Ringnut 57 ist kurzgehalten, wodurch asymmetrische Druckfelder mit entsprechend großer Hysterese verhindert werden.

Der Abstand zwischen Arbeitsstellung und Ruhestellung des Kolbens 47 ist so bemessen, daß kurz vor dem Aufsitzen und Abdichten des Dichtringes 55 auf dem konischen Teil 56 der Führungsbohrung sich die Feder 49 so weit entspannt hat, daß der Systemdruck unter der öffnungsdruck der Einspritzventile abgefallen isl jedoch über dem Dampfdruck des Kraftstoffes be heißem Motor liegt.

Das Abheben des Kolbens 47 aus seiner Ruhestellung erfolgt erst wieder bei einem höheren Systemdruck, da der Durchmesser des Dichtringes kleiner ist, als der der Steuerfläche 52.

Am Eingang der Kraftstoffrückströmleitung 58 entsteht bei größeren Kraftstoffdurchsätzen infolge der Venturiwirkung durch den scharfen Abströmstrahl ein Unterdruck, der über die Ringnut 57 in der Leckleitung 62 und über Bohrungen 59,60 in dem Raum 61 wirksam wird und damit in vorteilhafter Weise der Kraft der Feder 49 entgegenwirkt. Durch diese Ausbildung kann bei größeren Kraftstoffdurchsätzen eine erwünschte flachere Steuerkennlinie erzielt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Regelorgan zur Regelung des Systemarbeitsdruckes einer Kraftstoffeinspritzanlage mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennmaschinen, in deren Saugrohr ein Meßorgan und eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind, wobei das Meßorgan proportional der durchströmenden Luftmenge gegen eine normalerweise konstante, jedoch in Abhängigkeit von Motorkenngrößen änderbare Rückstellkraft ausgelenkt wird und das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Ventils für die Zumessung einer zur Luftmenge in einem gewünschten Verhältnis stehenden Kraftstoffmenge betätigt und das Regelorgan in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck stromabwärts der Kraftstoffpumpe entgegen der Kraft einer Feder in eine Stellung bewegbar ist, in der Kraftstoff auf die Saugseite der Kraftstoffpumpe zurückströmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelorgan (46) ein in einer Führungsbohrung (48) angeordneter Kolben (47) dient, der vor seinem dem Kraftstoffstrom zugewandten Ende einen Absatz (51) geringeren Durchmessers mit einer Steuerfläche (52) und von dieser ausgehend einen dieses Ende bildenden Konus (53) hat, der in einen konischen Teil (56) der Führungsbohrung (48) ragt.

2. Regelorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus (53) von einer Nut (54) mit einem darin angeordneten Dichtring (55) unterbrochen ist.

3. Regelorgan nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (47) eine Ringnut (57) hat, die mit einer Kraftstoffrückströmleitung (58) in Verbindung steht.

4. Regelorgan nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (57) mit einem Raum (61), der durch die dem Kraftstoffstrom abgewandte Seite des Kolbens und die Führungsbohrung (48) gebildet wird, über Bohrungen (59,60) verbunden ist.

5. Regelorgan nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffleckmenge an einem Steuerschieber (6) des Zumeßventils (7) über eine Leckleitung (62) in die Ringnut (57) abführbar ist.

6. Regelorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelorgan (46) im Gehäuse des Zumeßventils (7) angeordnet ist.