DE2412808A1

DE2412808A1 - Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE2412808A1
Application number: DE2412808A
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl Ing Dr Eckert; Gerhard Dipl Ing Stumpp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-03-16
Filing date: 1974-03-16
Publication date: 1975-09-25
Also published as: US3946714A; JPS50127018A; GB1498106A

Description

13.2.1974 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 einer Verteilereinheit und Zumeßventilen, die gemeinsam zum Ändern ihres Durchströmquerschnittes 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 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 und mindestens ein Ventil als Gleichdruckventil

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und mindestens ein Ventil als Differenzdrucksteuerventil ausgebildet ist, dessen erste Kammer mit der zweiten Kammer jedes Gleichdruckventils in Verbindung steht.

Derartige Kraftstoffeinspritzanlagen haben den Zweck, mit der auf das Zumeßventil wirkenden Stellgröße, die den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine entspricht, eine entsprechende Durchströmquerschnittsänderung 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 nach dieser Zumeßstelle ist.

Bei bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen dieser Art wird der Kraftstoff, für die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine gemeinsam durch eine Steuerkante eines Steuerschiebers an verschiedenen Steuerschlitzen zugemessen. Die Zumessung erfolgt dabei bei konstant gehaltener, jedoch in Abhängigkeit von Motorkenngrößen über ein Differenzdrucksteuerventil elektromagnetisch änderbarer Druckdifferenz, wofür ein relativ großer Bauaufwand erforderlich ist.

Der Erfindung !Legt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzanlage der bekannten Art zu entwickeln, unter Berücksichtigung der Forderungen an eine derartige Kraftstoffeinspritzanlage bei geringstem Bauaufwand.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Kraftstoffversorgungsleitung und einem Steuerdruckkreislauf eine erste Drossel und stromabwärts dieser die zweite Kammer des Differenzdrucksteuerventiles angeordnet ist und die Druckdifferenz an den Zumeßventilen

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durch Änderung der Druckdifferenz an der ersten Drossel von einem Magnetventil über einen Speicher und eine zweite Drossel änderbar ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Speicher, die zweite Drossel und das Magnetventil im Steuerdruckkreislauf in Reihe geschaltet und ist parallel zum Magnetventil eine dritte Drossel angeordnet.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß das Gleichdruckventil als Plachsitzventil mit einer Membran als nachgiebigem Glied ausgebildet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Differenzdrucksteuerventil als Plachsitzventil mit einer Membran als nachgiebigem Glied ausgebildet ist, die in Öffnungsrichtung von einer Feder mit flacher Charakteristik belastet wird.

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

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzanlage,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels der Kraftstoffeinspritzanlage.

Bei dem in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzanlage sind ein Gehäuse 1, eine

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Zwischenplatte 2 und ein Bodendeckel 3 durch Schrauben axial zusammengespannt. Zwischen dem Gehäuse 1 und der Zwischenplatte 2 ist eine Membran 5 eingespannt, die im Bereich von gleichmäßig um die Gehäuseachse verteilten Axialbohrungen diese in Kammern teilend, als Membran von Membranventilen dient. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Verteilereinrichtung für eine Vierzylinderbrennkraftmaschine, 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 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 Differenzdruck-Steuerventils 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. Die 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 Ringkanal 19 verbunden.

Der von einer durch einen Elektromotor 22 angetriebenen Kraftstoffpumpe 23 aus einem Kraftstoffbehälter 24 geförderte Kraftstoff gelangt über eine Leitung 25 und eine erste Drossel 26 in die zweite Kammer 15 des Differenzdrucksteuerventils 6. Von der Leitung 25 zweigt eine Leitung 27 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 28 geschal-

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tet 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 Diehtbuchse 32, die aus Gummi bestehen kann, gegen Verschieben und Verdrehen gesichert, wozu die Diehtbuchse durch einen Stopfen 33 gegen den Bodendeckel 3 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, Anstelle der Feder 35 könnte auch zur Erzeugung der Rückstellkraft auf den Steuerschieber 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 Ste'uerschlitze 39. auf .Eine Kraftstoffversorgungsleitung 40 stellb eine ständige Verbindung zwischen der Ringnut 37 und der Leitung 25 her. Die Längsnuten 38 der Laufbuchse 31 sind über Kanäle 43 mit der ersten Kammer l'l 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 l4 bzw. 16 voneinander getrennt sind. .

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~⁶~ \ 2 Ü

Die erste Drossel 26 trennt die Kraft stoffversorgungsleitung 40 von einem Steuerdruckkreislauf 44, in dem in Reihe die zweite Kammer 15 des Differenzdrucksteuerventils 6, ein Speicher 45, eine zweite Drossel 46 und ein Magnetventil 47 angeordnet sind. Parallel zum Magnetventil 47 ist in einer Leitung 48 eine dritte Drossel angeordnet, durch die der Kraftstoff des Steuerdruckkreislaufes bei geschlossenem Magnetventil 47 gedrosselt über eine Rücklaufleitung 50 zum Kraftstoffbehälter 24 zurückfließen kann.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende:

Der von der Kraftstoffpumpe 23 geförderte Kraftstoff gelangt über die Leitung 25 und die erste Drossel 26 in die zweite Kammer 15 des Differenzdrucksteuerventils 6. Von der Leitung 25 strömt der Kraftstoff ebenfalls über die Kraftstoffversorgungsleitung 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 l6 der Gleichdruckventile 7. Die erste Kammer 14 des Differenzdrucksteuerventils 6 ist über den Kanal l8 mit den zweiten Kammern 17 der Gleichdruckventile verbunden, die untereinander durch den Ringkanal 19 in Verbindung stehen.

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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 Ventilsitz 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 aufgrund dieses geringen Hubes nur gering geändert, so daß die Regelung sehr genau arbeiten kann.

Die Kraftstoffdrosselung an den Steuerschlitzen 39 ist nahezu gleich, so c".aß in der ersten Kammer Ik des Differenzdrucksteuerventils 6 und den ersten Kammern 16 der Gleichdruckventile ein annähernd gleicher Kraftstoffdruck herrscht. Durch die Verbindung der ersten Kammer Ik des Differenzdrucksteuerventils 6 mit den zweiton Kammern 17 der Gleichdruckventile 7 herrscht dort ebenfalls im eingeregelten Zustand annähernd der gleiche Kraftstoffdruck,wie in den ersten Kammern l6. Die Verwendung von Gleichdruckventilen bietet den Vorteil, daß für die gewünschte Druckdifferenz am Zumeßventil 37 _s 39 nur die Feder 12 des Differenzdrucksteuerventils abgestimmt werden muß, während eine derartige Abstimmung an den einzelnen Gleichdruckventilen entfällt.

Um das Kraftstoff-Luft-Gemisch den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine anpassen tax können, kann es erforderlich sein, die Druckdifferenz am Zumeßventil 37_S39 zu ändern. Der Differenzdruck an den Zumeßventilen 37₉39 kann in vorteilhafter Weise gemeinsam durch den Druck in dem Steuerdruckkreislauf hk geregelt und geändert werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Änderung des Differenzdruckes an den Zumeßventilen 37₃39 durch

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Änderung des Differenzdruckes an der ersten Drossel 26, indem die durch die erste Drossel strömende Flüssigkeitsmenge veränderbar ist. Die Mengenänderung an der ersten Drossel 26 läßt sich dadurch erreichen, daß ihr eine zweite Drossel 46 und ein Magnetventil 47 mit einer zu diesem parallelen dritten Drossel 49 im Steuerdruckkreislauf 44 nachgesehaltet ist. Bei geschlossenem Magnetventil wird die durch die erste Drossel Z6 fließende Kraftstoffmenge durch die Drosseln 26,46 und 49 bestimmt. Die bei geöffnetem Magnetventil 47 im Steuerdruckkreislauf fließende Kraftstoffmenge wird nur noch durch die Drosseln 26 und kS bestimmt, was eine geringere Drosselung und eine erhöhte Druckdifferenz an der ersten Drossel 26 zur Folge hat, weshalb auch die Druckdifferenz an den Zumeßventilen 37*39 erhöht wird. Die Änderung des Differenzdruckes an der ersten Drossel 26 läßt sich durch die Variation des Verhältnisses von Öffnungsdauer zu Schließdauer des Magnetventils 47 erreichen. Dabei ergibt sich für ein dauernd geschlossenes Magnetventil eine geringe Druckdifferenz und ein armes Kraftstoff-Luft-Gemisch, während für ein dauernd geöffnetes Magnetventil 47 die Druckdifferenz am größten und das Kraftstoff-Luft-Gemisch am reichsten ist.

Eine derartige Differenzdruckänderung in Abhängigkeit von Mbtorkenngrößen bedeutet jedoch nicht, daß der Differenzdruck am Zumeßventil ständig geändert werden soll, sondern hierdurch soll der Differenzdruck nur auf einen anderen Wert geändert werden, um dann auf diesem Wert wieder konstant gehalten zu werden.

Das Magnetventil 47 erhält seine Steuerimpulse dadurch, daß die Motorkenngrößen entweder elektronisch gemessen oder

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I S β ?

nach Umwandlung'in elektrische Größen durch ein elektrisches Steuergerät die? Öffnungsdauer beeinflussen. So kann z.B. die Steuerung durch den Sauerstoffgehalt im Abgas erfolgen, wobei eine sogenannte Sauerstoff sonde in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnet· ist.

Zur Dämpfung von; Drucksprüngen ist im Steuerdruckkreislauf Hk zwischen der zweiten Kammer 15 des Differenzdrucksteuerventils 6 und der zweiten Drossel ^6 der Speicher 45 angeordnet.

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Claims

Ansprüche

1.j Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit einer Verteilereinheit und Zumeßventilen, die gemeinsam zum Ändern ihres Durchströmquerschnittes verstellbar die zu den Einspritzventilen strömende Kraftstoffmenge bestimmen, wobei die Zumessung bei konstanter Druckdifferenz erfolgt, indem in den Kraftstoff strom stromabwärts der Zumeßventile je ein Ventil eingeschaltet ist, welches 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 und mindestens ein Ventil als Gleichdruckventil und mindestens ein Ventil als Differenzdrucksteuerventil ausgebildet ist, dessen erste Kammer mit der zweiten Kammer jedes Gleichdruckventils in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kraftstoffversorgungsleitung (40) und einem Steuerdruckkreislauf (44) eine erste Drossel (26) und stromabwärts dieser die zweite Kammer (15) des Differeniidrucksteuerventils (6) angeordnet ist und die Druckdifferenz an den Zumeßventilen (37j39) durch Änderung der Druckdifferenz an der ersten Drossel (26) von einem Magnetventil (47) über einen Speicher (45) und eine zweite Drossel (46) änderbar ist. -±±-

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2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (45)j die zweite Drossel (46) und das Magnetventil (47) im Steuerdruckkreislauf (44) in Reihe geschaltet sind.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Magnetventil (47)

eine dritte Drossel (49) angeordnet ist.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das (Jleichdruckventil (7) als Flachsitzventil mit einer Membran (5) als nachgiebigem Glied
ausgebildet ist.

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdrucksteuerventil (6) als
Flachsitzventil mit einer Membran (5) als nachgiebigem Glied ausgebildet ist, die in Öffnungsrichtung von einer Feder (12) mit flacher Charakteristik belastet wird.

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