DE2357263B1 - Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Ventilsitz 8 wird von einem Ventilsitzträger 9 aufgenommen, der in das Gehäuse 1 eingeschraubt ist und als Anschlußteil für die Leitungen 10 dient, die zu den Einspritzventilen 11 führen. Am Ventilsitzträger 9 des Differenzdrucksteuerventils 6 stützt sich eine Schraubenfeder 12 ab, die eine möglichst flach verlaufende Charakteristik hat. Diese Schraubenfeder 12 belastet die Membran 5 über einen Federteller 13 in Öffnungsrichtung, so daß das Differenzdrucksteuerventil außer Betrieb geöffnet ist. Der Membran 5 teilt einerseits eine erste Kammer 14 von einer zweiten Kammer 15 des Differenzdrucksteuerventils 6 und andererseits die ersten Kammern 16 von den zweiten Kammern 17 der Gleichdruckventile 7. Von der ersten Kammer 14 des Differenzdrucksteuerventils 6 führt ein Kanal 18 zu der zweiten Kammer 17 eines Gleichdruckventiles 7. Die zweiten Kammern 17 der Gleichdruckventile 7 sind untereinander durch einen Ringkanai 19 verbunden.

Der von einer durch einen Elektromotor 22 angetriebenen Kraftstoffpumpe 23 aus einem Kraftstoffbehäl- ao ter 24 geförderte Kraftstoff gelangt über eine Leitung 25 und ein Anschlußteil 26 in die zweite Kammer 15 des Differenzdrucksteuerventils 6. Von der Leitung 25 zweigt eine Leitung 27 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 28 geschaltet ist, das bei zu großem Systemdruck Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 24 zurückfließen läßt

In einer Axialbohrung 30 der Verteilereinrichtung ist eine Laufbuchse 31 angeordnet. Diese Laufbuchse ist durch eine elastische Dichtbuchse 32, die aus Gummi bestehen kann, gegen Verschieben und Verdrehen gesichert, wozu die Dichtbuchse durch einen Stopfen 33 gegen eine zwischen dem Bodendeckel 3 und der Zwischenplatte 2 gelagerte Scheibe 34 axial zusammengepreßt wird. Hierdurch wird außerdem erreicht, daß kein Kraftstoff zwischen der Laufbuchse einerseits und dem Gehäuse sowie der Zwischenplatte andererseits durchlecken kann.

In der Laufbuchse 31 gleitet axial gegen die Kraft einer Feder 35 verschiebbar ein Steuerschieber 36, der eine Ringnut 37 hat. An Stelle der Feder 35 könnte auch zur Erzeugung der Rückstellkraft auf den Steuerschieber 36 Druckflüssigkeit dienen, die durch ein nicht dargestelltes hydraulisches Steuerdrucksystem gesteuert den Steuerschieber beaufschlagt. In der Laufbuchse 31 befinden sich Längsnuten 38, die durch exakt gleiche achsparallele Längsschlitze 39 (Steuerschlitze) oder Steuerbohrungen mit der Innenbohrung der Laufbuchse verbunden sind. Je nach der Lage des Steuerschiebers 36 steuert somit die Ringnut 37 einen mehr oder weniger langen Abschnitt der Steuerschlitze 39 auf. In der Laufbuchse befinden sich außerdem Radialbohrungen 40, die eine ständige Verbindung zwischen der Ringnut 37 und einem im Bodendeckel angeordneten Ringkanal 41 herstellen. Der Ringkanal 41 ist durch einen Kanal 42 mit der zweiten Kammer 15 des Differenzdrucksteuerventils 6 verbunden. Die Längsnuten 38 der Laufbuchse 31 sind über Kanäle 43 mit der ersten Kammer 14 des Differenzdrucksteuerventiles 6 bzw. den ersten Kammern 16 der Gleichdruckventile 7 verbunden, wobei jedem Ventil eine Längsnut 38 mit ihrem Steuerschlitz 39 zugeordnet ist und die ersten Kammern 14 bzw. 16 voneinander getrennt sind.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende:

Der von der Kraftstoffpumpe 23 geförderte Kraftstoff gelangt über die Leitung 25 und das Anschlußteil 26 in die zweite Kammer 15 des Differenzdrucksteuerventils 6 und strömt von dort über einen Kanal 42, einen Ringkanal 41 und Radialbohrungen 40 in die Ringnut 37 des Steuerschiebers 36. Der Steuerschieber 36 kann z. B. von einem nicht dargestellten Luftmeßorgan, das im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angeordnet ist, in axialer Richtung verschoben werden, so daß die Ringnut 37 die Steuerschlitze 39 mehr oder weniger öffnet. Von der Ringnut 37 strömt der Kraftstoff durch die Steuerschlitze 39 zugemessen in die Längsnuten 38 und von dort über Kanäle 43 in die erste Kammer 14 des Differenzdrucksteuerventils 6 bzw. die ersten Kammern 16 der Gleichdruckventile 7. Die erste Kammer 14 des Differenzdrucksteuerventils 6 ist über den Kanal 18 mit den zweiten Kammern 17 der Gleichdruckventile verbunden, die untereinander durch den Ringkanal 19 in Verbindung stehen.

Membransteifigkeit und Kraft der Feder 12 des Differenzdrucksteuerventils 6 sind so ausgelegt, daß bei Änderung des vorgesehenen Druckgefälles zwischen der ersten Kammer 14 und der zweiten Kammer 15 sich der Durchströmquerschnitt zwischen Membran und Ventilsatz so lange ändert, bis dieses Druckgefälle wieder erreicht ist. Bei dem dargestellten Flachsitzventil ist dieses in außerordentlich kurzer Zeit erreichbar, da schon bei geringem Hub der Membran der Durchströmquerschnitt stark geändert wird. Die Federkraft hingegen wird auf Grund dieses geringen Hubes nur gering geändert, so daß die Regelung sehr genau arbeiten kann, d.h., daß das Druckgefälle unabhängig von den strömenden Mengen nahezu konstant ist.

Die Kraftstoffdrosselung an den Steuerschlitzen 39 ist nahezu gleich, so daß in der ersten Kammer 14 des Differenzdrucksteuerventils 6 und den ersten Kammern 16 der Gleichdruckventile ein annähernd gleicher Kraftstoffdruck herrscht. Durch die Verbindung der ersten Kammer 14 des Differenzdrucksteuerventils 6 mit den zweiten Kammern 17 der Gleichdruckventile 7 herrscht dort ebenfalls im eingeregelten Zustand annähernd der gleiche Kraftstoffdruck wie in den ersten Kammern. Die Verwendung von Gleichdruckventilen bietet den Vorteil, daß für die gewünschte Druckdifferenz am Zumeßventil 37,39 nur die Feder 12 des Differenzdrucksteuerventils abgestimmt werden muß, während eine derartige Abstimmung an den einzelnen Gleichdruckventilen entfällt. Gegenüber bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen dieser Art ergibt sich der Vorteil, daß der gesonderte Steuerdruckkreislauf mit dem Steuerdruckventil entfällt.

In F i g. 4 sind die gegenüber dem bisher beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das in F i g. 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die zweiten Kammern 17 der Gleichdruckventile 7 ständig von dem über das Differenzdrucksteuerventil 6 zu dem Einspritzventil 11 abströmenden Kraftstoff durchströmt werden. Dies erfolgt dadurch, daß die entsprechende zugemessene Kraftstoffmenge zunächst über die zweiten Kammern 17 der Gleichdruckventile geleitet wird, um dann erst in die erste Kammer 14 des Differenzdrucksteuerventils 6 zu gelangen. Eine derartige Ausbildung bietet den Vorteil, daß hierdurch die sich unter der Membran 5 eventuell ansammelnden Luftbläschen weggespült werden können.

Weiterhin ist in F i g. 4 eine Möglichkeit dargestellt, um durch Änderung der Kraft der Feder 12 am Differenzdrucksteuerventil 6 eine Änderung des Differenz-

druckes am Zumeßventil 37, 39 zu erreichen. Eine derartige Änderung der Druckdifferenz am Zumeßventil kann erforderlich sein, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine anzupassen. Es ist daher zweckmäßig, eine derartige Differenzdruckänderung in Abhängigkeit von Motorkenngrößen vorzunehmen. Das bedeutet jedoch nicht, daß der Differenzdruck am Zumeßventil ständig geändert werden soll, sondern hierdurch soll nur der Differenzdruck auf einen anderen Wert geändert werden, um dann auf diesem Wert wieder konstant gehalten zu werden. Die Änderung der Kraft der Feder 12 im Differenzdrucksteuerventil 6 kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß in der zweiten Kammer 15 ein Elektromagnetsystem mit einem Tauchspulanker 46, einer Spule 47, einem Weicheisenkern 48, einem Permanentmagneten 49 und einer Weicheisenplatte 50 angeordnet ist. Die Weicheisenplatte 50 hat einen Kern 51, der in den an einer Blattfeder 52 aufgehängten Tauchspulanker 46 hineinragt. Die Verbindung zwischen der Blattfeder 52 und der Membran 5 stellt ein Zwischenteil 53 her. Die Regelung der Druckdifferenz am Zumeßventil kann

z. B. durch den Sauerstoffgehalt im Abgas der Brennkraftmaschine erfolgen. Hierfür ist eine nicht dargestellte sogenannte Sauerstoffsonde geeignet, die in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnet ist und über eine elektronische Schaltung die durch die

ίο Spule 47 des Elektromagnetsystems fließende Stromstärke ändert. Dadurch wird der Tauchspulanker 46 mehr oder weniger durch die Magnetkraft zum Kern 51 hingezogen, also in Richtung einer Entlastung der Feder 12. Die am Differenzdrucksteuerventil 6 änderbare Druckdifferenz hat eine Änderung des Kraftstoffdruckes in den ersten und zweiten Kammern der Gleichdruckventile und damit eine Modifizierung der Druckdifferenz am Zumeßventil zur Folge.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

ι 2 erhalten, die unabhängig von den Drücken vor und Patentansprüche: nach dieser Zumeßstelle ist Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzanlage dieser

1. Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdich- Art (DT-OS 1 803 066) wird der Kraftstoff für die eintende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit 5 zelnen Zylinder der Brennkraftmaschine gemeinsam einer Verteilereinheit und Zumeßventilen, die ge- durch eine Steuerkante eines Steuerschiebers an vermeinsam zum Ändern ihres Durchströmquerschnit- schiedenen Steuerschlitzen zugemessen. Die Zumestes verstellbar die zu den Einspritzventilen strömen- sung erfolgt dabei durch Gleichdruckventile konstant de Kraftstoffmenge bestimmen, wobei die Zumes- gehaltener, jedoch in Abhängigkeit von Motorkennsung bei konstanter Druckdifferenz erfolgt, indem io größen änderbarer Druckdifferenz, wobei der Steuerin den Kraftstoffstrom stromabwärts der Zumeß- druck an den Gleichdruckventilen durch ein Steuerventile je ein Ventil eingeschaltet ist, welches je- druckventil einstellbar ist. Eine derart ausgebildete weils von einem zwei Kammern trennenden nach- Kraftstoffeinspritzanlage benötigt neben einem Vergiebigen Glied im Durchströmquerschnitt änderbar sorgungskreislauf "auch einen Steuerdruckkreislauf, ist, und in der ersten Kammer der Ventile der 15 Weiterhin ist außer den Gleichdruckventilen für jeden stromabwärts des Zumeßventiles herrschende Zylinder der Brennkraftmaschine ein zusätzliches Druck des Kraftstoffes im Sinne eines Öffnens der Steuerdruckventil erforderlich.

Ventile auf das nachgiebige Glied einwirkt, da- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kraftstoffeinspritzanlage der bekannten Art zu entwik-

Ventil als Gleichdruckventil (7) und mindestens ein ao kein, unter Berücksichtigung der Forderungen an eine

Ventil als Differenzdrucksteuerventil (S) ausgebildet derartige Kraftstoffeinspritzanlage bei geringstem

ist, in dessen zweiter Kammer (15) der Kraftstoff- Bauaufwand.

druck stromaufwärts des Zumeßventiles (37, 39) Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geherrscht und dessen erste Kammer (14) mit der löst, daß mindestens ein Ventil als Gleichdruckventil zweiten Kammer (17) jedes Gleichdruckventiles (7) as und mindestens ein Ventil als Differenzdruckventil ausin Verbindung (18,19) steht. gebildet ist, in dessen zweiter Kammer der Kraftstoff-

2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, da- druck stromaufwärts des Zumeßventiles herrscht und durch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenz am dessen erste Kammer mit der zweiten Kammer jedes Zumeßventil (37, 39) in Abhängigkeit von Motor- Gleichdruckventiles in Verbindung steht,
kenngrößen durch das Differenzdrucksteuerventil 30 Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist

(6) änderbar ist. derart, daß die Druckdifferenz am Zumeßventil in Ab-

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, da- hängigkeit von Motorkenngrößen durch das Differenzdurch gekennzeichnet, daß das Gleichdruckventil drucksteuerventil änderbar ist

(7) als Flachsitzventil mit einer Membran (5) als Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfinnachgiebigem Glied ausgebildet ist. 35 dung ist, daß das Gleichdruckventil als Flachsitzventil

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, da- mit einer Membran als nachgiebigem Glied ausgebildet durch gekennzeichnet, daß das Differenzdrucksteu- ist.

erventil (6) als Flachsitzventil mit einer Membran Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin-

(5) als nachgiebigem Glied ausgebildet ist, die in dung besteht darin, daß das Differenzdrucksteuerventil

Öffnungsrichtung von einer Feder (12) mit flacher 40 als Flachsitzventil mit einer Membran als nachgiebigem

Charakteristik belastet wird. Glied ausgebildet ist, die in Öffnungsrichtung von einer

Feder mit flacher Charakteristik belastet wird.

: Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden im fol-

45 genden näher beschrieben. Es zeigt

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffein- F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete einspritzanlage,

Brennkraftmaschinen mit einer Verteilereinheit und F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie H-II in

Zumeßventilen, die gemeinsam zum Ändern ihres F i g. 1,

Durchströmquerschnittes verstellbar die zu den Ein- 50 F i g. 3 eine schematische Darstellung des ersten spritzventilen strömende Kraftstoffmenge bestimmen, Ausführungsbeispiels der Kraftstoffeinspritzanlage,
wobei die Zumessung bei konstanter Druckdifferenz F i g. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Krafterfolgt, indem in den Kraftstoffstrom stromabwärts der stoffeinspritzanlage.

Zumeß ventile je ein Ventil eingeschaltet ist, welches Bei dem in F i g. 1, 2 und 3 dargestellten Ausfühjeweils von einem zwei Kammern trennenden nachgie- 55 rungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzanlage sind ein Gebigen Glied im Durchströmquerschnitt änderbar ist und häuse 1, eine Zwischenplatte 2 und ein Bodendeckel 3 in der ersten Kammer der Ventile der stromabwärts durch Schrauben 4 axial zusammengespannt. Zwischen des Zumeßventiles herrschende Druck des Kraftstoffes dem Gehäuse 1 und der Zwischenplatte 2 ist eine Memim Sinne eines Öffnens der Ventile auf das nachgiebige bran 5 eingespannt, die im Bereich von gleichmäßig um Glied einwirkt 60 die Gehäuseachse verteilten Axialbohrungen, diese in Derartige Kraftstoffeinspritzanlagen haben den Klammern teilend, als Membran von Membranventilen Zweck, mit der auf das Zumeßventil wirkenden Stell- dient. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt größe, die den Betriebsbedingungen der Brennkraftma- es sich um eine Verteilereinrichtung für eine Vierzyschine entspricht, eine entsprechende Durchströmquer- linderbrennkraftmaschine, also um vier Membranventischnittsänderung zu erreichen und mit Hilfe eines mög- 65 Ie, von denen eines als Differenzdrucksteuerventil 6 liehst konstanten Druckgefälles an diesem Durchström- und die anderen drei als Gleichdruckventile 7 ausgebilquerschnitt auch eine entsprechend dem freien Quer- det sind. Bei jedem dieser Ventile bildet die Membran schnitt gleichbleibend genaue Kraftstoffzumessung zu mit einem festen Ventilsitz 8 ein Flachsitzventil. Der