DE2357263C2 - Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffein-Spritzanlage für gemisch verdichtende, fremdgezündctc Brennkraftmaschinen mit einer Verteilcreinheit und Zumeßventilen. die gemeinsam zum Ändern ihres Durchströmquerschnittes verstellbar die /11 den Ein- «pritzvcniilcn strömende Kraftsioffmenge bestimmen, »vobci die Zumessung bei konstanter Druckdifferenz erfolgt, indem in den Kraftstoffstrom stromabwärts der Zumeßveniilc je ein Ventil eingeschaltet ist. welches 5» jeweils von einem zwei Kammern trennenden nachgiebigen Glied im Durchströmquerschnitt änderbar ist und in der ersten Kammer der Ventile der stromabwärts des Zumeßventiles herrschende Druck des Kraftstoffes Im Sinne eines Öffnens der Ventile auf das nachgiebige Glied einwirkt.
Derartige Kraftstoffeinsprilzanlagcn haben den Zweck, mit der auf das Zumeßventil wirkenden Stellgröße die den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine entspricht, eine entsprechende Durchströmquer- ίβ Schnittsänderung zu erreichen und mit Hilfe eines möglichst konstanten Druckgefälles an diesem Durchströmquerschnitt auch eine entsprechend dem freien Querschnitt gleichbleibend genaue Kraftstoffzumessung zu erhalten die unabhängig von den Drücken vor und '5 nach dieser Zumeßstelle ist.
Bei einer einen internen Stand der Technik bildenden Kraf tstoffeinspritzanlage dieser Art (in der Schonfrist nach § 2 Satz 2 PalG veröffentlichten DT-OS 2">03 0l8) die auf einem zum Stand der Technik Gehörenden Vorschlag (DT-OS 18 03 066) aufbaut, wird der Kraftstoff für die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine gemeinsam durch eine Steuerkante eines Steuerschiebers an verschiedenen Steuerschlitzen zugemessen. Die Zumessung erfolgt dabei bei durch Gleichdruckventile konstant gehaltener, jedoch in Abhängigkeit von Motorkenngrößen ätderbarer Druckdifferenz, wobei der Steuerdruck an den Gleichdruckventilen durch ein Steuerdruckventil einstellbar ist. Eine derart ausgebildete Kraftstoffeinspritzanlage benötigt neben einem Versorgungskreislauf auch einen Steuerdruckkreislauf. Weiterhin ist außer den Gleichdruckvenülen für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine ein zusätzliches Steuerdruckventil erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe /11™.-Hc-. eine Kraftstoffeinspritzanlage der bekannten Art zu entwikkeln. unter Berücksichtigung der Forderungen an eine derartige Kraftstoffeinspritzanlage bei geringstem Bauaufwand.
Diese Aufgabe wird crfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Ventil als Gleichdruckventil und mindestens ein Ventil als Differenzdruckveniil ausgebildet ist. in dessen κ;· ester Kammer de,- Kraftstoffdruck stromaufwärts des Zumeßveniiles herrscht und dessen erste Kammer mit der zweiten Kammer jedes Gleichdruckventiles in Verbindung steht.
[line vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist derart, daß die Druckdifferenz am Zumeßventil in Abhängigkeit von Motorkenngrößen durch das Differenzdrucksieuerventil änderbar ist.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist. daß das Gleichdruckventil als f-'lachsitzventil mit einer Membran als nachgiebigem Glied ausgebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgesiai.iing der Erfindung besteht darin, dall das Differen'drucksteuerventil als F-'lachsitzventil mit einer Membran als nachgiebigem Glied ausgebildet ist. die in Öffnungsrichiting von einer Feder mit flacher Charakteristik belastet wird.
Zwei Ausführungsbeispicle der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F: i g. I ein erstes Ausführungsbeispiel der Kraftstoff cinsprit/anlage.
I i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 11-11 in
F--ig. I.
F-' i ^. 3 eine schematische Darstellung des ersten Ausführiingsbcispiels der Kraftstoffeinsprit/anlage.
F-'i g. 4 ein /weites Ausführungsbeispiel der K raftstoffeinspriizanlagc.
Bei dem in Fig. I. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzanlage sind ein Gehäuse 1. eine Zwischcnplatte 2 und ein Bodcnclcckel 3 durch Schrauben 4 axial /usammengespannt. Zwischen dem Gehäuse 1 und der Zwischenplattc 2 ist eine Membran 5 eingespannt, die im Bereich von gleichmäßig um die Gehäuseachse verteilten Axialbohrungen, diese in Klammern teilend, als Membran von Membranventilen dient. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Verteilereinrichtung für eine Vicrzylinderbrennkraftmaschine, also um vier Membranventile, von denen eines als Differenzdrucksteuerventil 6 und die anderen drei als Gleichdruckventile 7 ausgebildet sind. Bei jedem dieser Ventile bildet die Membran mit einem festen Ventilsitz 8 ein Flachsitzventil. Der
Ventilsitz- a WM'C' von einem Veniilsilzträger 9 aufgenommen, tier in das Gehäuse ( eingeschraubt ist und als Anschlußteil für die Leitungen 10 dieni, die zu den Finspnt/veniilen Il führen. Am Veniilsiiziriiger 9 des Piffcren/clrucksleuerventils 6 stützt sich eine Schraubenfeder 12 ab, die eine möglichst flach verlaufende Charakteristik hat. Diese Schraubenfeder 12 belastet die Membran 5 über einen FcJerteller Π in öffnungsrichuing. so <\λ\1 das Differen/.drucksteuervcntil außer Betrieb geöffnet ist. Der Membran 5 teilt einerseits eine erste Kammer 14 von einer /weiten Kammer 15 des Differenzdrucksteuerventils 6 und andererseits die ersten Kammern 16 von den zweiten Kammern 17 der Gleichdruckvcntilc 7. Von der ersten Kammer 14 des Differenzdrucksteuerventils 6 führt ein Kanal 18 zu der zweiten Kammer 17 eines Gleichdruckventiles 7. Die /weiten Kammern 17 der Gleichdruckventile 7 sind untereinander durch einen Ringkanal 19 verbunden.
Der von einer durch einen Elektromotor 22 angetriebener; Kraftstoffpumpe 23 aus einem Kraftstclibehiiller 24 geforderte KraltMoff gelangt über eine Leitung
25 und ein Anschhil.iteil 26 in die zweite Kammer 15 jles Differenzdriicksteue'-ventils 6. Von tier Leitung 25 zweigt eine Leitung 27 ab. in die ein Druckbegrenzungsventil 28 geschaltet ist, das bei zu großem Sy-Steindruck Kraftstoff in de; Kraftstoffbehälter 24 zurückfließen laßt.
In einer A\ialbohrung 30 der Verteilereinrichtung ist eine Laufbuchse 31 angeordnet. Diese Laufbuchse ist durch eine elastische Dichtbuehse 32, die aus Gummi bestehen kann, gegen Verschieben und Verdrehen gesichert, wozu die Dichtbuchse durch einen Stopfen 33 gegen eine /wischen dem ßodendeckd 3 und der Zwischenplatte 2 gelagerte Scheibe 34 axial zusammengepreßt wird. Hierdurch wird außerdem erreicht, daß kein Kraftstoff /wischen der Laufbuchse einerseits und dem Gehäuse sowie der /.wischenplatte andererseits durchlecken kann.
In tier Laufbuchse 31 gloiiei axial gegen die Kraft einer Feder 35 verschiebbar ein .Steuerschieber 36. der eine Ringnut 37 hat. An Stelle der Feder 35 könnte auch /ui Fr/eugiing der Rückstellkraft auf den .Steuerschieber 36 Druckflüssigkeit dienen, die durch ein nicht dargestelltes hydraulisches Sieuerdnicksystem gesteuert ilen Steuerschieber beaufschlagt. In der Laufbuchse 31 befinden sich Längsnuten 38. die durch exakt gleiche achsparallelc Längsschlitze 39 (Steuersehiit/e) oder Steuerhohrungeri mit der Innenbohrung de,· Laufbuchse verbunden sind. Je nach der Lage des Sieiier-■schiebers 36 steuert somit die Ringnut 37 einen mehr oder weniger langen Abschnitt der Steuerschlit/.e 39 auf. In der Laufbuchse befinden sich außerdem Radialbohrungen 40. die eine ständige Verbindung zwischen tier Ringnut 37 und einem im Bodcndcekel angeordneten Ringkanal 41 herstellen. Der Ringkanai 41 ist durch j5 einen Kanal 42 mit der /weiten Kammer 15 des Differtn/.drucksicucrveinils 6 verbunden, Die Längsnuien 38 der Laufbuchse 31 sind über Kanäle 43 mit drr ersten Kammer 14 des Differcnz.drucksteuerventiles 6 bzw. den ersten Kammern 16 der Gleichdruckventile 7 verbunden, wobei jedem Ventil eine Längsnut 38 mit ihrem Steuerschlitz. 39 zugeordnet ist und die eisten Kammern 14 bzw. !6 voneinander getrennt sind.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Kniftstoffeinspritzanlage ist folgende:
Der von der KrahMoffpumpc 23 geförderte Kraftstoff gelangt über die Leitung 25 und das Anschlußteil
26 in die zweite Kammer 15 des Differcnzdrucksteuer-
veriiils 6 und strömt von dort über einen Kanal 42, einen Ringkiinal 41 und Radialbohrungen 4t> in die Ringnut 17 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 Steuerschlitz^ 39 mehr oder weniger öffnet. Von der Ringnut 37 strömt der Kraftstoff durch die Sieuerschlitze 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 Differenzdrucksieuervcntils 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 Difleren/drucksieuerventils 6 sind so ausgelegt, daß bei Änderung des vorgesehenen Hruckgefälles zwischen der ersten Kammer 14 und lic" /weiten Kammer 15 sich tier Durchströmquerschnitt /wischen Membran und Ventilsai/ so lange ändert, bis dieses Druckgefälle w leder erreicht ist. Bei dem dargestellten Flachsit/ventu 'st 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, ti. h.. daß das Druckgcfälle unabhängig von den strömenden Mengen nahezu konstant ist.
Die Kraftstoffdrossclung an den Steuersehlii/en 39 ist nahe/u gleich, so daß in der ersten Kammer 14 ties Differen/drucksteucrventils 6 und den ersten Kammern 16 der Gleichdruckventile ein annähernd gleicher Kraftstoffdruck herrscht. Durch die Verbindung tier ersten Kammer 14 des Differen/drucksteuerventils 6 mit den /weiten Kammern 17 der Gleichdi uekventile 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 Druckdilferenz am Zumcßventil 37, 39 nur die Feder 12 des Differen/drucksteuerventils abgestimmt werden muß, während eine derartige Abstimmung an den einzelnen Gleichdruckventilen entfällt. Gegenüber bekannten Kraftstoffeinsprit/anlagcn dieser Art ergibt sich der Vorteil, daß der gesonderte Steuerdruckkreislauf mit dem Sleuerdrui.'kventii entfällt.
In I i g. 4 sind die gegenüber dem bisher beschriebenen ersten Allsführungsbeispiel gleichbleibenden Teile mi' den gleichen Bezugszeichen versehen. Das in I-i g. 4 dargestellte zweite Ausfühiungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausfürrungsbeispicl dadurch, daß die /weiten Kammern 17 der Gleichdruckveniile 7 ständig von dem über tlas Differenzdrucksteuerventil 6 /u dem Einspritzventil Il abströmenden Krafbiof.f 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 r'es Differenzdrucksteuerventils 6 zu gelangen. Eine derartige Ausbildung bietet den Vorteil, daß hierdurch die sich unter der Membran 5 eventuell ansammelnden I uftbläschen weggespült werden können.
Weiterhin ist in Fig.4 eine Möglichkeit dargestellt, um durch Änderung der Kraft der Feder 12 am Diiferenzdrucksteuerventil 6 eine Änderung des Differenz-
druckes am Zumcßventil 37, 39 zu erreichen. Kine derartige Änderung der Druckdifferenz, am /umeßventil kann erforderlich sein, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch den Betriebsbedingungen der Urennkraftmasehine anzupassen. P.s ist daher zweckmäßig, eine derartige Differenzdruckiinderung in Abhängigkeit von Motorkenngrößen vorzunehmen. Das bedeutet jedoch nicht, daß der Differcnzdruek am Zumeßventil ständig geändert werden soll, sondern hierdurch soll nur der Differenzdruck Hilf einen anderen VVi 1 geändert werden, um dann auf diesem Wert wieder konstant gehalten zu werden. Die Änderung der Kraft tier feeler 12 im Differenzdruckstcuerventil 6 kann beispielsweise dadurch erfolgen, dal.! in der zweiten Kammer 15 ein flektro magnetsystem mit einem Tauchspulankci 46. einer Spu Ie 47. einem Weichciscnkcrn 48. einem Permanentmagneten 49 und einer Wcicheisenplatle 50 angeordnet ist. Die Weicheisenplatte 50 hat einen Kern 51. tier in den· an einer ISIattfciler 52 aufgehängten [auchspulaiiKci 4( hineinragt. Die Verbindung zwischen der Hlatllcdcr 5; und der Membran 5 stellt ein Zwischenteil 5 5 her. Dii Regelung der Druckdifferenz am /umeH\ entil kam z. 15. durch den Sauerstoffgehalt im Abgas der Brenn kraftmaschine erfolgen. Hierfür ist eine mehl darge stellte sogenannte Sauerstolfsonde geeignet, die m dei Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnet is und über eine elektronische Schaltung du- durch du. Spule 47 lies l'lektromagnets>stenis fließende Stromstinke ändert. Dadurch wird der Taiiclispulankcr 4i n.ehr oder weniger durch die Magnetkraft zum Kern 51 hingezogen, also in Richtung einer liniiasiiini: dei leder 12. Die am Differenzdrucksteiien entil (·> anderh.ire Druckdifferenz hat eine Änderung des Krallstoffdruckes in den ersten und zweiten Kammern der (ileichdruckventile und damn eine Modifizierung der Druekdillerenz. am Zuineßventil zur I'oIl'c.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, frenidgeziindete Brennkraftmaschinen mil einer Verteilereinheit und Zumeßventilen, die gemeinsam zum Ändern ihres Durchströmqiierschnittes verstellbar die zu den Einspritzventilen strömende Kraftstoffmenge bestimmen, wobei die Zumessung bei konstanter Druckdifferenz erfolgt, indem in den Kraftstoffstrom stromabwärts der Zumeßventile je ein Ventil eingeschaltet ist, welches je- to weils von einem zwei Kammern trennenden nachgiebigen Glied im Durchsirömquerschnitt änderbar ist, und in der ersten Kammer der Ventile der stromabwärts des Zumeßventiles herrschende Druck des Kraftstoffes im Sinne eines Öffnens der Ventile auf das nachgiebige Glied einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ventil als Gleichdruckventil (7) und mindestens ein Ventil als Diffcrcn/drucksteuerveniil (6) ausgebildet ist. in dessen zweier Kammer (15) der Kraftstoff-ao druck stromaufwärts des Zumeßventiles (37. 39) herrscht und dessen erste Kammer (14) mit der zweiten Kammer (17) jedes Glcichdruckvcntiles (7) in Verbindung (18, 19) steht.
2. !'raftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1.da-a5 durch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenz am Ziimcßventil (37, 39) in Abhängigkeit von Motorkenngrößen durch das Differenzdrucksteuervcntil
(6) änderbar ist.
3. Kraftsloffcin.»,>ritzan!age nach Anspruch l.da-30 durch gekennzeichnet, daß das Gleichdruckvenii!
(7) als Flaehsil/ventil mit einer Membran (5) als nachgiebigem Glied ausgebildet <st.
4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdrucksteil-35 erventil (6) als Flachsitzvcntil mit einer Membran (5) als nachgiebigem Glied ausgebildet ist. die in Öffnungsriehtiwig von einer Feder (12) mit flacher Charakteristik belastet wird.
40
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