DE2349631A1

DE2349631A1 - Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE2349631A1
Application number: DE19732349631
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl Ing Dr Eisele; Gerhard Dipl Ing Stumpp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-10-03
Filing date: 1973-10-03
Publication date: 1975-04-17
Also published as: US3942496A; JPS5919938U; FR2246738A1; DE2349631C2; FR2246738B1; JPS5061521A

Description

R. 17 4 3

9.8.1973 Kh/Kb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzanlage

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.

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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. Die Kraftstoff menge muß daher den Erfordernissen jedes Betriebszustandes der Brennkraftmaschine entsprechend sehr genau zugemessen und die Proportionalität zwischen Luftmenge und Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von Motorkenrigrößen geändert werden. Die immer strenger werdenden Abgasbestimmungen machen eine sehr genaue Regelung der optimalen Kraftstoffeinspritzmenge erforderlich. So benötigen z.E. die u.a. zur Abgasentgiftung verwendeten Katalysatoren zur praktisch vollständigen Umsetzung der schädlichen Anteile im Abgas zu unschädlichen Verbindungen ein Luftverhältnis von /V nahe

Es ist bereits bekannt, bei Kraftstoffeinspritzanlagen dieser Art die Druckdifferenz am Zumeßventil über ein Differenzdruckventil elektromagnetisch zu verändern, wofür jedoch ein relativ großer Bauaufwand erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinsprit zanlage der bekannten Art zu entwickeln, unter Berücksichtigung der genannten Forderungen an eine derartige Kraftstoffeinspritzanlage bei geringstem Bauaufwand.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß · zwischen dem Versorgungskreislauf der Kraft st of f einspr it z-" anlage und dem Steuerdruckkreislauf eine erste Drossel und stromabwärts dieser eine Kammer des Differenzdruckventiles angeordnet ist und zur Änderung der Druckdifferenz am Zumeßventil der Druck im Steuerdruckkreislauf durch ein Magnetventil über eine zweite Drossel, einen Speicher und eine dritte Drossel änderbar ist.

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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die zweite Drossel, Speicher, dritte Drossel und Magnetventil im Steuerdruckkreislauf, in Reihe angeordnet sind und das Differenzdruckventil als Flachsitzventil mit einer Membran als beweglichem Ventilteil ausgebildet und in Öffnungsrichtung von einer Feder beaufschlagbar ist.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß das Differenzdruckventil als Gleichdruckventil mit einer Membran als beweglichem Ventilteil ausgebildet ist und parallel zu dritter Drossel und Magnetventil eine vierte Drossel im Steuerdruckkreislauf angeordnet ist.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist derart, daß stromabwärts des Speichers im Steuerdruckkreislauf ein Druckregelventil angeordnet ist, zu dem die vierte Drossel und die dritte Drossel mit dem Magnetventil parallel angeordnet sind und die vierte Drossel in der Membran des als Flachsitzventil mit der Membran als beweglichem Ventilteil ausgebildeten Druckregelventils angeordnet ist.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Magnetventil von einer sogenannten in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordneten Sauerstoffsonde geöffnet, wenn ein bestimmtes mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch unterschritten wird und geschlossen, wenn ein bestimmtes fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch überschritten wird.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiei .der Kraftstoffeinsprit zanlage,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinsprit zanlage- mit Gleichdruck-Differenzdruckventilen,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzanlage mit Gleichdruck-Differenzdruckventilen.

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ORIGINAL INSPECTED

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Bei der in Pig. I 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 3 ist einequer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte, die sich im konischen Abschnitt 2 des Saugrohres nach einer annähernd linearen Punktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt, wobei für eine konstante am T^eßorgan 3 angreifende Rückstellkraft sowie einen konstanten vor den/^Ießorgan 3 herrschenden Luftdruck,der zwischen dem Meßorgan 3 und der Drosselklappe 6 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt.

Das Meßorgan 3 steuert unmittelbar ein Zumeß- und Mengenteilerventil 7· Zur übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans 3 dient ein mit ihm verbundener Hebel 8, der um einen Drehpunkt 9 schwenkbar gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung mit einer Nase 10 das als Steuerschieber 11 ausgebildete bewegliche Ventilteil des Zumeß- und Mengenteilerventils 7 betätigt.

Der von einer durch einen Elektromotor 13 angetriebenen Kraftstoffpumpe 14 aus einem Kraftstoffbehälter 15 geförderte Kraftstoff gelangt über eine Leitung 16 und einen Kanal 17 in eine Ringnut 18 des Steuerschiebers 11. Je nach der Stellung des Steuerschiebers 11 überdeckt die Ringnut 18 mehr oder weniger Steuerschlitze 19> die durch Kanäle 20 zu je einer Kammer 21 führen, die durch eine Membran 22 von einer Kammer 23 getrennt ist, wobei die Membran als bewegliches Ventilteil je eines als Differenzdruckventil 24 ausgebildeten Flachsitzventils dient und in Öffnungsrichtung von einer Feder 25 beaufschlagt wird. Aus der Kammer 21 gelangt der Kraftstoff über Kanäle 26 zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen, die in der Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordnet sind.

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Von der Leitung 16 zweigt eine Leitung 27 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 28 geschaltet ist, das bei zu großem Systemdruck Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 15 zurückfließen läßt.

Der Steuerschieber 11 wird auf seiner dem Hebel 8 gegenüberliegenden Stirnfläche durch Druckflüssigkeit beaufschlagt, die als Rückstellkraft für das Meßorgan 3 dient und über eine Leitung 29 mit einer Dämpfungsdrossel 30 auf den Steuerschieber wirkt.

Von der Leitung 16 zweigt ebenfalls eine Leitung 32 ab, in der in Reihe eine erste Drossel 33, die Kammern 23 der Differenzdruckventile 24, eine zweite Drossel 3*1, ein Speicher 35j eine dritte Drossel J6 und ein Magnetventil 37 angeordnet sind. Bei geöffnetem Magnetventil 37 kann der Kraftstoff des Steuerdruckkreislaufes 32 drucklos über eine Rücklaufleitung 38 zum Kraftstoffbehälter 15 zurückfließen. Der Speicher 35 hat eine Speicherkammer 40, die durch eine Membran 4l von einer über eine öffnung 42 mit dem Atmosphärendruck verbundene Kammer 43 getrennt ist. In der. Speicherkammer 40 ist ein fester Ventilsitz 44 angeordnet, von' dem die Membran vom Steuerdruck in der Speicherkammer 40 entgegen der Kraft einer Feder 45 abgehoben werden kann.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende:

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

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der Steuerschieber 11 des Zumeß- und Mengenteilerventils 7 verschoben, der die zu den Einsnritzventilen strömende Kraftstoffmenge zumißt. Die direkte Verbindung zwischen dem Meßorgan 3 und dem Steuerschieber 11 ergibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge, sofern die Kennlinien dieser beiden Organe hinreichend linear sind, was an sich angestrebt wird.

Um das Kraftstoff-Luft-Gemisch je nach dem Abschnitt des Betriebsbereiches der Brennkraftmaschine reicher oder ärmer halten zu können, ist eine Änderung der Proportionalität zwischen angesaugter Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von Motorkenngrößen, z.B. durch den Sauerstoffgehalt im Abgas durch eine sogenannte Sauerstoffsonde, die in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnet ist und über eine elektronische Schaltung ein Magnetventil betätigt, erforderlich. Die Änderung des Kraftstoff-Luft-Gemisches kann einerseits dadurch erfolgen, daß die Rückstellkraft am Meßorgan 3 verändert wird oder andererseits durch Änderung der Druckdifferenz am Zumeßventil 18,19. Der Differenzdruck an den Differenzdruckventilen 24 kann in vorteilhafter Weise gemeinsam durch den Druck in.dem Steuerdruckkreislauf 32 geregelt und geändert werden. Dazu.ist im Steuerdruckkreislauf eine erste Drossel 33j die Kammem23 der Differenzdruckventile 24, die zweite Drossel 34, der Speicher 35, die dritte Drossel 36 und das Magnetventil 37 in Reihe angeordnet. Das Magnetventil 37 wird von einer nicht dargestellten Sauerstoffsonde über eine elektronische Schaltung geöffnet, wenn an ihr eine bestimmte Schwellspannung unterschritten wird, was gleichbedeutend ist mit einer bestimmten Sauerstoffkonzentration im Abgas bzw. einem bestimmten mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch. Bei geöffnetem Magnetventil 37 strömt der Kraftstoff aus der Speicherkammer 40 des Speichers 35 über den festen Ventilsitz 44, 'die dritte Drossel 36 und das Magnetventil zum Kraftsttoffbehälter 15 zurück. Der

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Steuerdruck in der Speicherkammer 40 sinkt, wodurch gleichzeitig mehr Kraftstoff über die erste Drossel 33 und die zweite Drossel 34 entsprechend der größeren Druckdifferenz fließen kann. Mit sinkendem Steuerdruck in den Kammern 23 der Differenzdruckventile 24 öffnet die Feder 25 das Differenzdruckventil mehr und eine größere Kraftstoffmenge kann aus den Kammern 21 über die Kanäle 26 zu den Einspritzventilen abfließen. Dadurch sinkt der Druck in den"Kammern 21, was eine größere Druckdifferenz an den Zumeßventilen 18,19 und damit eine größere zugemessene Kraftstoffmenge zur Folge hat.

übersteigt die von der Sauerstoffsonde abgegebene Spannung einen bestimmten Schwellwert, der ein bestimmtes fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch darstellt, so wird das Magnetventil über die elektronische Schaltung geschlossen. Der durch die erste Drossel und die zweite Drossel fließende Kraftstoff strömt nun in die Speicherkammer 40, wodurch eine Drucksteigerung im Steuerdruckkreislauf 32 hervorgerufen wird. Der Druckanstieg in den Kammern 23 der Differenzdruckventile 24 führt zu einer geringeren über die Kanäle 26 zu den Einspritzventilen abfließenden Kraftstoffmenge und damit zu einer Druckerhöhung in den Kammern 21, wodurch die Druckdifferenz an den Zumeßventilen 18,19 verringert und eine geringere Kraftstoffmenge zugemessen wird, Solange, bis die Sauerstoffsonde erneut das Signal zum öffnen des Magnetventiles gibt.

Der kleinste vom Speicher 35 im Steuerdruckkreislauf bei geschlossenem Speichei^gehaltene Steuerdruck ist so gewählt _y daß bei Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine keine Dampfblasen entstehen. Um am Arbeitspunkt des Reglers die gleiche Änderungsgeschwindigkeit der zugemessenen Kraftstoffmenge bei steigender und fallender Einspritzmenge zu erzielen, sind die Drosseln 33j34 und 36 so abgestimmt, daß bei einem bestimmten Steuerdruck in der^Speicherkammer 40 am Arbeitspunkt und bei geöffnetem Magnetventil 37 durch die dritte

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Drossel 3β die doppelte Kraftstoffmenge strömt, wie durch die Drossel 33 und 3*1. Beim Erreichen des geringsten zulässigen Steuerdruckes in der Speicherkammer 40 unterbricht die Membran 4l den Kraftstoffrücklauf über den festen Ventilsitz 44, wodurch die maximal zugemessene Kraftstoffmenge am Zumeßventil 18,19 begrenzt wird. Die kleinste zugemessene Kraftstoffmenge am Zumeßventil 18,19 ergibt sich bei geschlossenem Magnetventil 37 dann, wenn der Druck im Steuerdruckkreislauf 32 gleich dem Systemdruck ist. Die Einspritzmenge wird dann durch die Vorspannung der Federn 25 der Differenzdruckventile 24 bestimmt.

Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 2 sind die Differenzdruckventile 24 als Gleichdruckventile ausgebildet, d.h. die Differenzdruckventile werden in Öffnungsrichtung nicht von einer zusätzlichen Federkraft belastet. Dies hat den Vorteil, daß bei der Montage des Zumeß- und Mengenteilerventils 7 eine genau abgestimmte Einstellung der einzelnen Federn entfällt. Die kleinste zugemessene Kraftstoffmenge läßt sich bei diesem Ausführungsbeispiel dadurch begrenzen, daß die dritte Drossel J>6 und das Magnetventil 37 ständig durch eine Leitung 47 mit einer vierten Drossel 48 umgangen werden. Der Steuerdruck der Speicherkammer 40 bleibt dann, entsprechend der Größe der vierten Drossel 48, stets kleiner als der Systemdruck.

Wie in Fig. 2 so sind auch in Fig. 3 die gegenüber der Fig. gleichbleibenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 bietet den Vorteil, daß die kleinste zugemessene Kraftstoffmenge unabhängig vom Systemdruck ist. Hierfür wird die erste Drossel 33 und die zweite Drossel 34 von einem eingeprägten Mengenstrom durchflossen, der durch eine vierte Drossel bestimmt wird, an der durch ein Druckregelventil 50 eine konstante Druckdifferenz aufrechterhalten wird. Dabei ist die vierte Drossel 4M .nd das Druckregelventil' 50 parallel im Steuerdruckkreisl?·;!' 32 angeordnet. Das Drucksteuerventil 50 ist als Flach?" ?;z-

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BAD ORIGINAL

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ventil mit einer eine Kammer 51 und eine Kammer 52 trennenden ?4embran 53 als bewegliches Ventilteil ausgebildet, wobei in der Kammer 51.ein fester Ventilsitz 54 und eine das Ventil in Öffnungsrichtung beaufschlagende Feder 55 angeordnet sind. Die vierte Drossel 48 kann in der Membran 53 angeordnet sein und die Kammern 51 und 52 des Druckregelventiles 50 verbinden. Die Änderung des Mengenstromes an der ersten Drossel 33 und der zweiten-Drossel 34 erfolgt dadurch, daß parallel zum Druckregelventil 50 bzw. zur vierten Drossel 48 eine dritte Drossel 36 und mit dieser in Reihe das Magnetventil 37 angeordnet ist. Bei geöffnetem Druckregelventil 50 kann der Kraftstoff über den festen Ventilsitz 54 und die Rücklaufieitung zum Kraftstoffbehälter 15 zurückfließen. In Fig. 3 ist lediglich der Teil des Steuerdruckkreislaufes 32 dargestellt, der stromabwärts der Kammern 23 der Differenzdruckventile 24 in der Kraftstoffeinspritzanlage gemäß Fig. 2 angeordnet ist.

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Claims

-ΙΟΙ 7 4 3 Ansprüche

1.) 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, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Versorgungskreislauf (16) der Kraftstoffeinspritzanlage und dem Steuerdruckkreislauf (32) eine erste Drossel (33) und stromabwärts dieser eine Kammer (23) des Differenzdruckventiles (24) angeordnet ist und zur Änderung der Druckdifferenz am Zumeßventil (18, 19) der Druck im Steuerdruckkreislauf (32) durch ein Magnetventil (37) über eine zweite Drossel (3*0, einen Speicher (35) und eine dritte Drossel .(36) änderbar ist.

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2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Drossel (3¹O, Speicher (35), dritte Drossel (36) und Magnetventil (37) im Steuerdruckkreislauf (32) in Reihe angeordnet sind.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruckventil (2¹I) als Plachsitzventil mit einer Membran (22) als beweglichem Ventilteil ausgebildet und in Öffnungsrichtung von einer Feder (25) beaufschlagbar ist.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruckventil (24) als Gleiehdruckventil mit einer Membran (22) als beweglichem Ventilteil ausgebildet ist.

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dritter Drossel (36) und Magnetventil (37) eine vierte Drossel (48) in Steuerdruckkreislauf (32) angeordnet ist.

6. Kraftstoffexnspritzanlage nach Anspruch 5> dadurcji gekennzeichnet, daß stromabwärts des Speichers (35) im Steuerdruckkreislauf (32) ein Druckregelventil (50) angeordnet ist, zu dem die vierte Drossel (48) und die dritte Drossel (36) mit dem Magnetventil (37) parallel angeordnet sind.

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7. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Drossel (48) in der Membran (53) des als Plachsitzventil mit der Membran (53) als beweglichem Ventilteil ausgebildeten Druckregelventiles (50) angeordnet ist.

8. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (37) von einer sogenannten in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordneten Sauerstoffsonde geöffnet wird, wenn ein bestimmtes mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch unterschritten wird.

9. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das ?4agnetventil (37) von einer sogenannten in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordneten Sauerstoffsonde geschlossen wird, wenn ein bestimmtes fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch überschritten wird. ;//

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