DE2357262A1

DE2357262A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung

Info

Publication number: DE2357262A1
Application number: DE2357262A
Authority: DE
Inventors: Erwin Naegele; Peter Romann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-11-16
Filing date: 1973-11-16
Publication date: 1975-05-22
Also published as: GB1446659A; US3934561A; JPS5079631A; JPS5727300B2; FR2251708A1; FR2251708B1

Description

R. 1858

2. 11. 1973 Ka/Do

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

Robert Bosch GmbH, 7 Stuttgart 1 Kraftstoffeinspritzeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit vorzugsweise intermittierender Einspritzung in ein aine willkürlich betätigbare Drosselklappe aufweisendes Ansaugrohr, in dem ein zur Bestimmung der Einspritzmenge dienender Luftmengenmesser mit einer gegen die Kraft einer Rückstellfeder auslenkbaren Stauklappe angeordnet ist.

50982 1/0135

Bei bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen dieser Art ist die Stauklappe des Luftmengenmessers mit dom Abgriff eines Potentiometers verbunden, so daß bei entsprechender ' Verschiebung des Abgriffes an dem Potentiometer ein Signal ' abgenommen werden kann, das der angesaugten Luftmenge entspricht. Gleichzeitig ist mit der Stauklappe des Luftmengenmessers ein Schalter für die Kraftstofförderpumpe verbunden, der in der Ruhestellung der Stauklappe geöffnet ist, so daß in dieser Stellung die Kraftstofförderpumpe der Einspritzeinrichtung abgeschaltet ist. Da die Rückstellfeder der Stauklappe des Luftmengenmessers üblicherweise über den gesamten Verschwenkbereich der Stauklappe eine konstante Rückstellkraft aufweist, kann es vorkorcmen, daß bei sehr kleinen Saugluftmengen infolge der relativ großen Rückstellkraft der Rückstellfeder keine Auslenkung der Stauscheibe erfolgt, so daß die Kraftstofförderpumpe abgeschaltet wird, obwohl noch Kraftstoff benötigt wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Kraftstoff einspritzeinrichtung so zu verbessern, daß auch bei sehr kleinen Ansaugluftmengen eine Auslenkung der Stauscheibe erfolgt, wobei auch bei diesen geringen Ansaugluftmengen Schaltkontakte, die in der Ruhestellung Sehaltvorgänge auslösen, sicher und zuverlässig betätigt werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Zusatzfeder vorgesehen ist, deren Federkraft in einem einer kleinen Auslenkung der Stauscheibe entsprechendem Winkelbereich die Rückstellkraft der Rückstellfeder vermindert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung

509821/0135

mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und aus den'zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

Pig. 1 eine elektrisch gesteuerte«, intermittierend arbeitende Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Luftmengenmesser in einem Übersichtsbild und in teilweise schematischer Darstellung,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild ihrer elektronischen, die Eirispritzmenge bestimmenden Steuereinrichtung und

Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Luftmengenmesser in der zweiten Ansicht.

Die in Fig. 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist zum Betrieb einer "Vierzylinder-Viertaktbrennkraftmaschine 10 bestimmt und umfaßt als wesentliche Bestandteile vier elektromagnetisch betätigbare Einspritzventile 11, denen aus einem Verteiler 12 über je eine Rohrleitung 13 der einzuspritzende Kraftstoff zugeführt wird_s eine elektromotorisch angetriebene Kraftstofförderpumpe 15» einen Druckregler 16, der den Kraftstoffdruck auf einen konstanten Wert regelt _s sowie eine im folgenden näher beschriebene elektronische Steuereinrichtung, die durch einen mit der Nockenwelle 17 der Brennkraftmaschine gekuppelten Signalgeber 18 bei jeder Nockenwellenumdrehung zweimal ausgelöst wird und dann je einen rechteckförmigen elektrischen öf friungs impuls für die Einspritzventile 11 liefert. Die in der Zeichnung angedeutete zeitliche Einspritzdauer T. der Öffηungsimpulse bestimmt die Öffnungsdauer der Einspritzventile und demzufolge diejenige Kraftstoffmenge/ welche während der jeweiligen Öffnungsdauer aus dem'Innenraum der unter einem praktisch konstanten Kraftstoffdruck von 2 atü stehenden Einspritzventile Il austritt.

- . - H -509821/0135

— if -

Die Magnetwicklungen 19 der Einspritzventile sind zu je einem Entkopplungwriderstand 20'in Reihe'geschaltet und an eine gemeinsame Verstärkungs- und Leistungsstufe 21 angeschlossen die wenigstens einen bei 22 angedeuteten Leistungstransistor enthält, welcher mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe mit den Entkopplungswiderständen 20 und den einseitig an Masse angeschlossenen Magnetwicklungen 19 angeordnet ist»

Bei gemischverdichtenden, mit Fremdzündung arbeitenden Brennkraftmaschinen der dargestellten Art wird durch die bei einem einzelnen Ansaughub in einen Zylinder gelangende Ansaugluftmenge diejenige Kraftstoffmenge festgelegt, die während des nachfolgenden Arbeitstaktes vollständig verbrannt werden kann. Für eine gute Ausnutzung der Brennkraftmaschine ist es außerdem notwendig, daß nach dem Arbeitstakt ein wesentlicher Luftüberschuß vorhanden ist. Um das gewünschte stochiometrisehe Verhältnis zwischen Ansaugluft und Kraftstoff zu erzielen, ist im Ansaugrohr 25 der Brermkraftmaschine in Strömungsrichtung hinter deren Filter 26, jedoch vor ihrer mit einem Gaspedal 27 verstellbaren Drosselklappe 28 ein Luftmengenmesser LM vorgesehen, der .im wesentlichen aus einer Stauklappe 30 und einem veränderbaren Widerstand R besteht, dessen verstellbarer Abgriff 31 mit der Stauklappe gekuppelt ist. Dar Luftmengenmesser LM arbeitet mit einer Transistorschalteinrichtung TS zusammen, welche an ihrem Aus— gang Steuerimpulse S für die Leistungsstufe 21 liefert.

Die Transistorschalteinrichtung enthält nach ihrem in Fig. dargestellten Prinzipschaltbild zwei zueinander jeweils in entgegengesetztem Betriebszustand befindliche und hierzu kreuzweise miteinander rückgekoppelte Transistoren, nämlich

509821/0135

— C _

einen Eingangs trans is tor Tl und einen Ausgangs.transitor T2 sowie einen Energiespeicher, welcher in dem Ausführungsbeispiel als Kondensator C ausgebildet ist, jedoch stattdessen ■ in einer abgewandelten Schaltung auch als Induktivität realisiert sein könnte. Die Dauer des jeweiligen Entladevorganges ergibt die Öffnungsdauer T. der Einspritzventile. Hierzu muß der Speicherkondensator C vor jedem Entladevorgang jeweils in definierter Weise geladen werden.

Damit die Entladedauer bereits unmittelbar die notwendige Information über die auf den einzelnen Ansaughub entfallende Luftmenge enthält, erfolgt die-Aufladung durch einen im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form eines Signalgebers wiedergegebenen Ladeschalter, der synchron mit den Kurbelwellenumdrehungen betätigt wird und bewirkt, daß der Kondensator C während der sich über einen festgelegten, konstanten Drehwinkel der Kurbelwelle hinwegerstreckendan Ladeimpuls LI mit einer Aufladequelle A verbunden ist, welche während dieser Ladeimpulse jeweils einen Ladestrom I» liefert. Für den vor- · liegenden Fall ist angenommen, daß der Signalgeber 18, welcher bei der praktischen Verwirklichung aus einem bistabilen von de-n nicht dargestellten Zündimpulsen jextfeils in seine entgegengesetzte Betriebslage gelangenden Multivibrator bestehen kann, über einen Kurbelwellendrehwinkel von l80° geschlossen und anschließend über den gleichen Drehwinkel hinwig geöffnet ist.

Die Anordnung nach Fig. 2 ermöglicht es, in unmittelbarem Anschluß an den Ladevorgang, der jeweils.bei einem Kurbelwellendrehwinkel von 0°, 360°, 720° usw. beendet ist, mit einem von den Ladeimpulsen LI abgeleiteten Auslöseimpuls K den Entladevorgang einzuleiten, in dem der seither strom-leitende Ausgangstransistor T2 gesperrt wird. Gleichzeitig ·

S 0 9 8 2 1 / 0 1 3 5

gelangt der seither gesperrte Eingangstransistor Tl in seinen stromleitenden Zustand, da infolge der Sperrung des ■ Ausgangstransistors T2 nunmehr ein ausreichender Basisstrom über den Kollektqrwider3tand 35 und dem Koppelwiderstand 36 zur Basis-Emitter-Strecke des Eingangstransistors Tl gelangen kann. Die während des Ladevorgangs gespeicherte Ladung kann dann über die in diese Richtung stromleitende Diode 37 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Eingangs transistors Tl fließen, wobei der sich einstellende Entladestrom Ig durch eine in Fig. 2 bei E angedeutete Einrichtung konstant gehalten wird. Während des Entladevorganges fällt daher die Spannung U_n am Kondensator C linear ab. Nach der die Öffnungsdauer der Ventile bestimmenden Entladezeit T. _sj}_nk*. das Potential an der über eine zweite Diode 38 mit der Basis des Ausgangstransistors T2 verbundenen Elektrode des Kondensators so weit ab, daß der Ausgangstransistor T2 erneut stromleitend werden kann und dabei den Eingangstransistor Tl wieder sperrt. Da die Diode 37 verhindert, daß bei gesperrtem Eingangstransistor Tl über dessen Kollektorwiderstand 39 dem Kondensatorladestrom zufließen kann, erfolgt der nächste Ladevorgang erst dann, wenn mit Beginn des nächsten Ladeimpulses LI bei einem Kurbelwellendrehwinkel von 180° bzw. 5kO° die Aufladequelle A erneut eingeschaltet wird.

Bei Drehzahlen, die niedriger als 2 000 Umdrehungen pro Minute liegen, und bei hoher Last weist der Ansaugluftstrom eine starke Pulsation auf. Dies kann dazu führen, daß die Stauklappe starke Schwingungen um eine Mittelstellung herum ausführt, welche" dem tatsächlichen zeitlichen Mittelwert der Luftmenge Q₁. nicht entspricht. Um eine derartige Pehlanpassung zu vermeiden, iet bei dem in Fig. 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Luftmengenmessers LM eine Dämpfungseinrichtung

509821/0135

40 vorgesehen, x\relche einerseits ein überschwingen der Stauklappe 30 über ihre dem zeitlichen Mittelwert der Ansaugluft entsprechende Stellung hinaus verhindert, andererseits jedoch die Stauklappe 30 rasch genug den jeweiligen Änderungen der Ansaugluftmenge folgen läßt.

Der in Fig. 3 schematisch dargestellte Luftmengenmesser . LM hat ein aus Zinkdruckguß hergestelltes Gehäuse mit einer zentralen Grundplatte, an weicher Seitenwände angeformt sind, die im Zusammenhang mit einem Blechdeckel einen Meßkanal"41 und eine Dämpfungskammer 42 bilden. Im Meßkanal 4l ist die Stauklappe 30 angeordnet, welche einstückig mit einem Dämp fungs flügel 43 verbunden ist, wobei die Stauklappe 30 und der Dämpfungsflügel 43 auf einer Nabe drehbar angeordnet sind. Der Dämpfungsflügel 43 und die Stauklappe 30 bilden dabei in der durch Pfeile angedeuteten Strömungsrichtung der Luft einen Winkel von etwa 100 . Bei dem Luftmengenmesser ist vorgesehen, daß der rechteckige Querschnitte aufweisende Meßkanal 4l als Teilstück der von dem Filter 26 zu den einzelnen Saugrohrstutzen der Zylinder führenden Saugleitung verwendet und hierzu mit einem vorderen, nicht dargestellten Flansch mit dem vom Filter 26 kommenden Abschnitt der Saugleitung verbunden werden ,kann. Ein zweiter nicht dargestellter Anschlußflansch ermöglicht die Verbindung des Meßkanals 41 mit dem die Drosselklappe 28 enthaltenden Saugrohrabschnitt. Im Schwenkbereich der Stauklappe 30 ist die obere Begrenzungswand 45.des Meßkanales 4i so gestaltet, daß sich der Durchgangsquerschnitt für die Ansaugluft mit größerwerdender, im Gegenuhrzeigersinne erfolgende Auslenkung der Stauklappe 3o exponentiell erweitert, was den Vorteil mit sich bringt, daß innerhalb des Verstellbereiches der relative Anzeigefehler Δ Q₁/Q₁, konstant bleibt.

-8 -

509821/0135

Die Schwenkbewegung der Stauklappe 30 und des Dämpfungflügeis 43 erfolgt gegen die praktisch konstant bleibende Kraft einer Rückstellfeder 46, die bei 47 mit der Nabe verbunden ist und bei 48 an dem Gehäuse des Luftmengenmessers befestigt ist. Zur Einstellung der Fede-rvorspannung der Rückstellfeder 46 sind Einstellmittel vorgesehen, die jedoch für die Erfindung unwesentlich sind, und deshalb nicht dargestellt und erläutert sind. Mit der Nabe 44 ist ein Schleifer 7o verbunden, der auf einer Widerstandsbahn 49 gleitet, und ein der Stellung der Stauklappe 3o entsprechendes elektrisches Signal abgibt, das über eine Leitung 5o dem Steuergerät TS zugeführt werden kann. Die Widerstandsbahn 49 ist über Xontakte 53 und 54 mit einer Betriebsspannungsquelle verbunden. Zur Ein- und Ausschaltung der Kraftstofförderpumpe 15 sind zwei Kontaktzungen 55 und 56 vorgesehen, die Kontakte 58 und 59 tragen. Die Kontaktzunge 55 ist dabei fest gelagert und die Kontaktzunge 56 (tann mit Hilfe eines Druckstückes 57 verschoben werden, ' Wobei die Kontakte 58 und 59 getrennt werden. In einem großen Winkelbereich, d.h. bei einer stärkeren Auslenkung der Stauklappe 30, bei der das Druckstück 57 mit verschwenkt wird, sind die Kontakte 58 und 59 geschlossen und damit die !■Crafts tof förderpumpe 15 eingeschaltet. Befindet sich dagegen die Stauklappe 3o in ihrer Ruhestellung, d.h., daß Keine Luft angesaugt wird, wird die Kraftstofförderpumpe außer Betrieb genommen. Da die Kraft der Rückstellfeder relativ groß ist, kann es bei extremen Fahrzuständen, bei denen nur eine sehr kleine Luftmenge angesaugt wird, vorkommen, daß die Kraft der Rückstellfeder 46 die Kontakte 58 und 59 bereits trennt, so daß die über Kontakte 60 und 6l angeschlossene Kraftstofförderpumpe 15 außer Betrieb genommen wird. Dies ist unerwünscht, da auch bei kleinen angesaugten Luftmengen die Kraftstofförderung aufrecht erhalten werden muß.

509821/0135

Um die Unsicherheit bei extremen Fahrzuständen zu vermeiden, ist eine Zusatzfeder 62 vorgesehen, die bei 63 mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Zusatzfeder 62, deren inneres Ende an einem Vorsprung bei 64 gehalten ist, wirkt mit ihrem äußeren Ende 65 auf einen mit der Nabe 44 verbundenen Ansatz 66 ein. Die Kraft der Spiralfeder ist so gerichtet, daß sie der Rückstellkraft der Rückstellfeder 46 entgegenxfirkt. Dadurch ist sichergestellt, daß auch bei kleinen Ansaugluftmengen die Stauklappe 3o ausgelenkt wird, weil in einem kleinen Schwenkbereich der Stauklappe 3o die Rückstellkraft der Rückstellfeder 46 vermindert ist. Dieser Verschwenkbereich, in dem die Rückstellkraft der Rückstellfeder 46 vermindert ist, wird durch einen Anschlag 67 begrenzt, an dem bei größeren Auslenkungen der ßtauscheibe 3o das äußere Ende 65 der Zusatzfeder 62 anliegt.

•Durch diese Einrichtung ist sichergestellt, daß nur in einem unteren Verschwenkbereich der Stauklappe 3o die Rückstellkraft der Rückstellfeder 46 vermindert wird, daß jedoch in dem darauf folgenden hauptsächlichen Verschwenkbereich dar Stauklappe 3o die durch die Genauigkeit der Rückstellfeder 46 bestimmte Rückstellkraft erhalten bleibt. Dadurch ist Sichergestellt; daß gerade in dem kritischen Bereich eines kleinen Verschwenkwinkels der Stauklappe 3o eine exakte Auslenkung der Stauklappe 30 und damit eine sichere Betätigung der Kontakte 58 und 59 erfolgt.

- Io -

β 2 1 / 0 1 3 5

Claims

-Ιο-

Ansorüehe

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit vorzugsweise intermittierender Einspritzung in ein eine willkürlich betätigbare Drosselklappe aufweisendes Ansaugrohr, in dem ein zur Bestimmung der Einspritzmenge dienender Luftmengenmesser mit eine^r gegen die Kraft einer Rückstellfeder aus lenkbaren Stauklappe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzfeder (62) vorgesehen ist, deren Federkraft in einem einer kleinen Auslenung der Stauscheibe (30) entsprechendem Winkelbereich die Rückstellkraft der Rückstellfeder (46) vermindert.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder (62) als Spiralfeder ausgebildet ist, die an einem Ansatz {66) der Stauklappe

(30) angreift.

3· Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Wirkungsbereich der Zusatzfeder (62) begrenzender Anschlag (67) vorgesehen ist, an dem die Zusatzfeder (62) ab einem bestimmten Auslenkwinkel der Stauscheibe (30) anliegt.

509821/0135

Leerseite