DE2413049C2 - Kraftstoffversorgungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffversorgungsanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, in deren Saugrohr ein Meßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Meßorgan proportional der durchströmenden Luftmenge gegen eine an sich möglichst konstante Rückstellkraft bewegt wird und dabei das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Mengenteilerventils für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, wobei die Rückstellkraft durch Druckflüssigkeit erzeugt wird, die kontinuierlich und unter an sich möglichst konstantem Druck durch eine Druckleitung gefördert einen die Rückstellkraft übertragenden Steuerschieber beaufschlagt und der Druck der Flüssigkeit durch mindestens ein in Abhängigkeit von Motorkenngrößen gesteuertes Drucksteuerventil, das ein temperaturabhängig arbeitendes, aufheizbares Steuerelement enthält, das bei Temperaturen unterhalb der Motorbetriebstemperatur gegen die Kraft einer Steuerfeder des Drucksteuerventils wirkt, bestimmt wird.

Kraftstoffversorgungsanlagen dieser Art sind bekannt (DE-OS 2100 935). Für einen geodätischen Höhenunterschied von 1000 m ändert sich die Luftdichte um ca. 10%, das hat eine Änderung des Kraftstoff-Luft-Gemisches um ca. 5% zur Folge. Es wurde daher bereits bei Kraftstoffversorgungsanlagen vorgeschlagen (nicht vorveröffentlichte DE-OS 23 27 295), durch eine den Atmosphärendruck messende Druckmeßdose den Einfluß des Atmosphärendruckes auf das Kraft stoff-Luft-Gemisch auszugleichen. Hierfür ist eine Dpickmeßdose vorgesehen, die über eine der Steuerfeder parallele Feder ständig die Schiießkraft des Druckregelventiles beeinflußt. Dieser ständige Einfluß des Atmosphärendruckes auf die Schließkraft des

ίο Drucksteuerventiles bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß bei Nachjustierungen des Drucksteuerventils ebenfalls der Atmosphärendruck berücksichtigt werden muß. Nachteilig ist auch, daß zur Grundeinstellung des Drucksteuerventiles zwei Federn justiert werden müssen. Bekannt ist ebenfalls eine Vorrichtung (DE-OS 15 76 524), an der eine auf den Atmosphärendruck ansprechende Druckmeßdose angreift, deren Lage veränderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffversorgungsanlage der eingangs beschriebenen Art zu entwickeln, bei der auf einfache Ar! und Weise der Einfluß des Atmosphärendruckes auf das Kraftstoff-Luft-Gemisch weitgehend ausgeglichen wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schließkraft auf das Drucksteuerventil in Abhängigkeit vom Atmosphärendruck durch eine Druckmeßdose änderbar ist, indem die Druckmeßdose bei Höhen ab ca. 500 m über Normalnull durch einen Steuerstift mit einer als bewegliches Ventilteil dienen-

JO den Membran des Drucksteuerventiles verbunden und bei Höhen unter 500 m die Verbindung zwischen Druckmeßdose und Steuerslift unterbrochen ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Druckmeßdose zur Justierung axial verschiebbar gelagert ist.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Kraftstoffversorgungsanlage bietet den Vorteil, daß eine Korrektur des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch die Druckmeßdose erst ab Höhen von ca. 500 m vorgesehen ist. also bei

-to Nachjustierungen des Drucksteuerventiles bis zu dieser Höhe urbeachtei bleiben kann.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung in vereinfachter Weise dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Bei der dargestellten Kraftstoffversorgungsanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung durch einen Luftfilter 1. einen Saugrohrabschnitt 3, in dem ein Meßorgan 4 angeordnet ist, einen Verbindungsschlauch 5 und einen Saugrohrabschnitt 6 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 7 zu einem oder mehreren nicht gezeigten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das Meßorgan 4 ist eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte, die sich im Saugrohrabschnitt 3 nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt, wobei für eine konstante am Meßorgan 4 angreifende Rückstellkraft sowie für einen konstanten Luftdruck stromauf des Meßorgans 4, der Druck zwischen Meßorgan 4 und der Drosselklappe 7 ebenfalls konstant bleibt. Das Meßorgan 4 steuert direkt ein Zumeß- und Mengenteilervenlil 8. Die Verstellbewegung des Meßorgans 4 wird durch einen mit ihm verbundenen Hebel 10, der um einen Drehpunkt 9 schwenkbar ist, über eine Nase 11 auf den Steuerschieber 12 des Zumeßventils 8 übertragen. Auf die der Nase 11 abgewandte Stirnfläche 13 des Steuerschiebers 12 wirkt Druckflüssigkeit als Rückstellkraft auf das Meßorgan 4.
Die Kraftstoffversorgung erfolgt über eine Kraft-

stoffpumpe 15, die durch einen Elektromotor ίο angetrieben, den Kraftstoff aus einem Behälter 17 ansaugt und über eine Leitung 18 dem Zumeßventil 8 zuführt. Aus der Leitung 18 gelangt der Kraftstoff in einen im Gehäuse des Zumeßventils 8 verlaufenden s Kanal 19. Dieser Kanal 19 mündet in eine Ringnut 20, von der Bohrungen 21 zur Innenbohrung 22 führen, die zusammen mit Absätzen des Steuerschiebers 12 eine Ringnut 23 bildet. Je nach der Stellung des Steuerschiebers 12 öffnet die Ringnut 23 mehr oder weniger i<< Steuerschläge 24, durch die der zugemessene Kraftstoff in Kanäle 25 gelangen kann, die zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen im Saugrohr der Brennkraftmaschine führen. Ein Teil des Kraftstoffes gelangt aus der Ringnut 20 in einen Kanal 26 strömt zu einer η Ringnut 27, um von dort über Bohrungen 28 in eine Leitung 29 zu gelangen, die über eine Dämpfungsdrossel 30 mit dem Druckraum 31 in Verbindung steht, in den die Stirnfläche 13 des Steuerschiebers 12 ragt.

Durch die Leitung 29 gelangt der als Druckflüssigkeit dienende Kraftstoff zum Drucksteuerventil 32, das als Flachsitzventil mit einer Membran 33 und einem festen Ventilsitz 34 ausgebildet ist. Der überströmende Kraftstoff gelangt durch eine Leitung 35 drucklos zurück in den Kraftstoffbehälter 17. Die Membran 33 wird durch eine Feder 37 belastet, deren Spannung abhängig von Motorkenngrößen änderbar ist. Hierfür dient ein Raumnocken 38, der mit der Drosselklappe 7 verdrehbar und in Abhängigkeit von dem stromabwärts der Drosselklappe 7 im Saugrohr herrschenden Unterdruck axial verschiebbar ist. Der Raumnoeken 38 ist hierfür auf der Welle 39 der willkürlich verdrehbaren Drosselklappe 7 axial verschiebbar gelagert. Die Drehbewegung der Welle 39 überträgt ein Mitnahmewinkel 40 auf den Raumnoeken 38, der mit seiner einen Stirnseite an der Membran 41 einer Unterdruckkammer 42 drehbar befestigt ist.

Die Unterdruckkammer 42 ist durch eine Leitung 43 mit einer stromabwärts der Drosselklappe gelegenen Stelle des Saugrohres verbunden. Reicht der Unterdruck aus, so wird der Raumnoeken 38 durch die Membran 41 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 44 axial verschoben. Ein Stift 45 tastet den Raumnoeken ab und wirkt über einen Federieller 46 auf die Feder 47, deren Vorsprung den Druck der als Rückstellkraft wirkenden Druckflüssigkeit auf das Meßorgan 4 bestimmt.

Von der Leitung 29 zweigt eine Leitung 50 ab, die 711 einem zweiten Drucksteuerventil 53 führt, um dann von dort über einen Rücklauf 55 drucklos zum Kraftstoffbehalter 17 zu gelangen. Durch das Drucksteuerventil 53 ist der Druck der als Rückstellkraft wirkenden Druckflüssigkeil temperaturabhängig und atmosphärendruckabhängig steuerbar. Das Drucksteuerventil 53 ist als Flachsitzventil ausgebildet mit einem festen Ventilsitz 57 und einer Membran 58, die in Schließrichtung des Ventils von einer Steuerfeder 59 und bei Höhen ab ca. 500 m über Normalnull von einer Druckmeßdose 63 belastet wird. Die Schließkraft der Steuerfeder 59 und der Druckmeßdose 63 wird von einem Steuerstift eo 60, der zwischen die Membran 58, die Steuerfeder 59 und die Druckmeßdose 63 eingespannt ist, übertragen. Der Steuerstift 60 wird dabei von einem Auflager 61 an der Membran 58 und einem Federteller 62, auf dem sich die Steuerfeder 59 abstützt, gehalten. Gegen den Federteller 62 wirkt eine Bimetallfeder 64, die an ihrem anderen Ende mit einem in das Gehäuse des Drucksteuerventil 53 eingepreßten Bolzen 65 verschraubt ist. Durch ein /wischen dem Bolzen 65 und der Bimetallfeder 64 liegendes Isolierstück 66 ist die Bimetallfeder gegen Wärmeverlust durch Wärmeleitung an das Gehäuse des Drucksteuerventils geschützt. Parallel zu der Bimetallfeder 64 lieg: ein Wärmeleitbügel 68, der an dem gemeinsamen Befestigungspunkt einen wärmeleitenden Kontakt mit der Bimetallfeder 64 hat.

Auf den Wärmeleitbügel 68 ist ein elektrischer Heizkörper 69 aufgesetzt. Der eine Stromanschluß 70 des elektrischen Heizkörpers 69 ist mit dem Pluspol verbunden, der andere Stromanschluß 72 ist über eine zusätzliche im Gehäuse des Drucksieuerventils 53 isoliert befestigte Bimetallfeder 73 und deren freies Ende 75 mit einem Massekontakt 76 am Gehäuse verbindbar. Parallel dazu ist der Stromanschluß 72 ständig mit dem Massekontakt 76 über einen Vorwiderstand 74 verbunden, der durch die Bimetallfeder 73 überbrückbar ist.

Die Drucl'meßdose 63 ist in einem Raum 78 angeordnet, der über eine Öffnung 79 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. An seiner dem Steuerstift 60 abgewandten Stirnfläche 80 ist die Druckmeßdose 63 mit einem Gewindestift 81 versehen, durch den die axiale Lage der Druckmeßdose änderbar ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Kraftstol^rversorgungsaniage ist folgende:

Bei laufender Brennkraftmaschine saugt die von dem Elektromotor 16 angetriebene Pumpe 15 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 17 an und fördert ihn über die Leitung 18 zum Zumeßventil 8. Gleichzeitig saugt die Brennkraftmaschine über das Saugrohr 3, 5, 6 Luft an, die das Meßorgan 4 aus seiner Ruhelage auslenkt.

Entsprechend dieser Auslenkung des Meßorgans 4 verschiebt der mit dem Meßorgan 4 festverbi'.ndene Hebel 10 den Steuerschieber 12. der dabei einen größeren Durchflußquerschnitt der Sieuerschlii/c 24 freigibt. Die durch diese Durchflußquerschr.iitc zu den nicht dargestellten Einsprit/ventilen gelangende Ki aftstoffmenge entspricht somit der Stellung des Meßorgans 4. Aus der Ringnut 23 des Steuerschiebers 12 gelangt ein Teil des Kraftstoffes über einen Kanal 26 in den Druckraum 31. wobei er die Stirnfläche 13 des Steuerschiebers 12 beaufschlagt und weiterhin über die Leitung 29 711 dem ersten Drucksteuerventil 32 und über die Leitung 50 zu dem /weiten Drucksteuerventil 53 gelangt.

Die direkte Kupplung des Meßorgans 4 mit dem Steuerschieber 12 ergibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und Kraftstoffmenge, sofern die Kennlinien dieser beiden Organe hinreichend linear sind, was an sich angestrebt wird. Das Kraftstoff Luft-Verhältnis würde dann über den ganzen Betriebsbercich des Motors konstant sein. Es ist aber erforderlich, je nach den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, das Kraftstoff-Luft-Gemisch reicher oder ärmer zu halten, was durch Änderung der Rückstellkraft auf das Meßorgan 4 erfolgt.

Meßgrößen für Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine sind die Drosselklappenstellung und der Saugrohrunterdruck, so daß die Rückstellkraft zweckmäßig in Abhängigkeit von diesen Größen geändert wird. Dies erfolgt dadurch, daß je nach Stellung der Drosselklappe 7 bzw. je nach Höhe des Druckes im Saugrohr durch entsprechendes Verdrehen bzw. axiales Verschieben des Raumnockens 38 die Kraft der Feder 37 des Drucksteuerventiles 32 geändert wird. Steht beispiels-

weise bei Vollast die Drosselklappe in einer Stellung, in der das Saugrohr voll geöffnet ist, so wünscht man die höchste Leistung, d. h. ein relativ reiches Gemisch. Da die Vorspannung der Feder 37 des ersten Drucksteuerventil 32 den Druck des Kraftstoffes bestimmt, der die Stirnfläche 13 des Steuerschiebers 12 beaufschlagt, muß die am Meßorgan 4 angreifende Rückstellkraft etwas verringert werden, so daß der Steuerschieber 12 in eine Stellung verschoben wird, in der die Steuerschlitze 24 weiter geöffnet sind und eine entsprechend größere Kraftstoffmenge zur Einspritzung gelangt. Umgekehrt erfolgt bei Teillastbetrieb durch einen relativ höheren Druck auf die Stirnfläche 13 des Steuerschiebers 12 ein relativ kleiner Ausschlag des Meßorgans 4, wodurch das Kraftstoff-Luft-Gemisch verarmt wird.

Im Schiebebetrieb wird aufgrund des starken Unterdrucks im Saugrohr der Raumnocken 38 entgegen der Feder 44 verschoben, so daß die Feder 37 des ersten Drucksteuerventils 32 stärker gespannt wird. Dadurch erhöht sich die Rückstellkraft des Meßorgans 4, so daß trotz der geringen »Leckluftmengen«, die an der geschlossenen Drosselklappe 7 vorbeiströmen können, keine Auslenkung des Meßorgans 4 und somit keine Kraftstoffeinspritzung erfolgt.

Während der Warmlaufphase des Motors bis zum Erreichen der Betriebstemperatur wird die Gemischanreicherung temperaturabhängig durch den vom Drucksteuerventil 53 beeinflußten Steuerdruck bestimmt. Die Steuerung erfolgt hierbei in Abhängigkeit von der Außentemperatur beim Start. Die von der Steuerfeder 59 und der Druckmeßdose 63 auf die Membran 58 übertragene Schließkraft bestimmt den Steuerdruck. Bei Temperaluren unterhalb der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine wirkt jedoch die Bimetallfeder 64 auf den Federteller 62 und damit entgegen der Steuerfeder 59 und der Druckmeßdose 63. Dadurch wird die auf die Membran 58 übertragene Kraft verringert. Unmittelbar nach dem Start erfolgt jedoch über den elektrischen Heizkörper 69 eine Aufheizung der Bimetallfeder 64. was zur Folge hat, daß die von der Bimetallfeder 64 übertragene Kraft auf den Fedcrteller 62 verringert wird. Dies erfolgt in Zeitabhängigkeit entsprechend der Wärmemenge, die auf die Bimetallfeder 64 übertragen wird. Damit die Verringerung der von der Bimetallfeder 64 auf den Fcdertcllcr 62 übertrage-

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40 nen Kraft in der Zeiteinheit möglichst linear entsprechend der Aufwärmung der Brennkraftmaschine erzielt wird, ist der elektrische Heizkörper 69 nicht direkt mit der Bimclallfcder 64 verbunden, sondern sitzt auf einem Wärmclcitbügel 68, der die Wärme durch Wärmeleitung nur an der gemeinsamen Befestigungsstelle auf die Bimetallfeder 64 übertragen kann. Durch mehr oder weniger starkes Abbiegen des Wärmeleitbügels kann der Wärmestrahlungsanteil der auf die Bimetallfeder 64 übergeht, variiert werden. Es kann hier auf vorteilhafte Weise eine Anpassung des Spannungs-Zeit-Verhaltens der Bimetallfeder in der Warmlaufphase an das Aufwärmverhalten verschiedener Motoren erfolgen. Die gewünschte Grundvorspannung wird daurch erzielt, daß der Bolzen 65 verschieden tief in das Gehäuse des Drucksleuerventils 53 eingepreßt wird oder die Spannungscharakteristik der Steuerfeder 59 verändert wird.

Bei tiefen Starttemperaluren unter 0" Celsius ist es erforderlich, die Aufwärmung der Bimetallfeder 64 zu verzögern. Dies geschieht über einen Vorwiderstand 74 in der Slromzuführungsleitung zum elektrischen Heizkörper 69. Bei normalen Starttemperaturen wird der Vorwiderstand 74 durch eine zusätzliche Bimetallfeder 73 überbrückt, so daß der elektrische Heizkörper 69 mit voller Energie betrieben wird. In der Zeichnung ist die Bimetallfeder 73 in der den Vorwiderstand 74 überbrückenden Stellung gezeichnet:

Die im Raum 78 angeordnete Druckmeßdose 63 ist so gegenüber dem Steuerstifl 60 eingestellt, daß eine Berührung zwischen Druckmeßdose 63 und Steuerstift 60 erst ab ca. 500 m Höhe über Normalnull erfolgt. Liegt die Druckmeßdose am Steuerstift an, so ist zur Änderung des Drucks der Druckflüssigkeit nur noch die Änderung einer Kraft auf die Membran 58 und keine Wegänderung mehr erforderlich.

Die erfindungsgemäße Ausführung der Kraftstoffversorgungsanlage erlaubt den Ausgleich des sich unerwünscht mit der Änderung der geodätischen Höhe ändernden Kraft-Luft-Gemisches durch Variation des von dem Drucksteuerventil 53 eingestellten Steuerdrucks der Druckflüssigkeit und damit der Rückstellkraft auf das Meßorgan 4. So erhöht sich z. B. mit abnehmendem barometischen Druck der Steuerdruck der Druckflüssigkeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kxaftstoffversorgungsanlage für gemisch verdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, in deren Saugrohr ein Meßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Meßorgan proportional der durchströmenden Luftmenge gegen eine an sich möglichst konstante Rückstellkraft bewegt wird und dabei das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Mengenteilerventils für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, wobei die Rückstellkraft durch Druckflüssigkeit erzeugt wird, die kontinuierlich und unter an sich möglichst konstantem Druck durch eine Druckleitung gefördert einen die Rückstellkraft übertragenden Steuerschieber beaufschlagt und der Druck der Flüssigkeit durch mindestens ein in Abhängigkeit von Motorkenngrößen gesteuertes Drucksteuerventil, das ein temperaturabhängig arbeitendes, aufheizbares Sieuerelement enthält, das bei Temperaturen unterhalb der Motorbetriebstemperatur gegen die Kraft einer Steuerfeder des Drucksteuerventils wirkt, bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkraft auf das Drucksteuerventil (53) in Abhängigkeit vom Atmosphärendruck durch eine Druckmeßdose (63) änderbar ist, indem die Druckmeßdose (63) bei Höhen ab ca. 500 m über Normalnull durch einen Steuerstift (60) mit einer als bewegliches Ventilteil dienenden Membran (58) des Drucksteuerventiles (53) verbunden und bei Höhen unter 500 m die Verbindung zwischen Druckmeßdose (63) und Steuerstift (60) unterbrochen ist.

2. Kraftsioffversorgungsanlage nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßdose (63) zur Justierung axial verschiebbar gelagert ist.