DE2443092C3

DE2443092C3 - Kaltstart-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2443092C3
Application number: DE2443092A
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Boulogne-Billancourt Hauts-De-Seine Rivere
Original assignee: Automobiles Peugeot SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA
Priority date: 1973-09-11
Filing date: 1974-09-09
Publication date: 1981-05-27
Also published as: FR2243344B1; NL158591B; JPS5054730A; GB1475401A; JPS53450B2; SE7408247L; DE2443092A1; SE397119B; DE2443092B2; IT1016686B; US3935853A; FR2243344A1; NL7412086A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kaltstart-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen zum Anschluß an deren Ansaug- *>""» rohr, mit einer die Düse normalerweise verschließenden Düsennadel für die Benzinabgabe und einer die Nadel in Offenstellung bringenden Magnetspule, die mit dem elektrischen Schalter des Motoranlassers in Reihe geschaltet ist

Bei derartigen, aus der FR-PS 20 97 554 bekannten Kaltstart-Einspritzdüsen soll beim Startvorgang von Kraftfahrzeugen mit automatischem Getriebe eine schadstoffarme Betriebsweise durch Anwendung armer Brennstoff-Luft-Gemische erreicht werden. Zu diesem Zweck wird das Gemisch nur während einer sehr kurzen vorherbestimmten Zeit mittels elektrisch ausge'öster Zeitverzögerungsmittel vor dem Einschalten des Getriebes durch Einspritzen eines Brennstoffzuschusses in das Ansaugrohr angereichert Bei der bekannten Einrichtung ist ein an der Brennstoffleitung angeschlossener und am Ansaugrohr stromab des Vergasers angebrachter Injektor vorgesehen, dessen federbelastete Düsennadel durch die Spule eines Magnetventils betätigt und Brennstoff unter Druck durch die Injektionsöffnung in das Ansaugrohr eingespritzt wird. — Ein hydraulischer Verzögerer, der die Zeitdauer der Brennstoffeinspritzung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur steuert, ist nicht vorgesehen.

Aus der FR-PS 15 65 126 ist eine Startvorrichtung für Dieselmaschinen mit Einspritzpumpe und einer unabhängig von dieser arbeitenden Speisepumpe mit zwei Membranen und einem Rückschlagventil bekannt, die den Brennstoff durch eine im Einlaßrohr der Maschine angeordnete Glühkerze treibt, die der Vorwärmung der Verbrennungsluft dient Hier wird zwar ein Magnet zum Antrieb der Speisepumpenmembranen, ähnlich wie zum Antrieb der Düsennadel bei der Kaltstart-Einspritzdüse, verwendet, jedoch ist auch hier kein die Öffnungszeit des Brennstoff-Einspritzventils steuerndes hydraulisches Zeitglied vorgesehen, vielmehr wird die Öffnungsdauer des Brennstoff-Einspritzventils für den Startvorgang über eine elektrische Kontaktgabe und damit einer Erregung des Öffnungsmagneten bestimmt.

Beispiele für die Anwendung hydraulischer Verzögerungseinrichtungen sind zwar bekannt, allerdings gegenüber der Verwendung an einer Kaltstart-Einspritzdüse in wesentlich unterschiedliche!' Weise.

So beschreibt und zeigt die US-PS 17 54 740 ein Elektromagnetventil für flüssige Brennstoffe, das für verzögertes oder augenblickliches öffnen und Schließen der Düsennadel, jedoch nicht zum verzögerten selbsttätigen Abschalten geeignet ist. Durch die Arbeitsweise des Ekktro-Magnetventils soll ein Nachtropfen der Düse vermieden und gleichzeitig eine geringe Menge Brennstoff zwischen Ventil und Düse zurückgehalten werden.

Die US-PS 33 15 701 betrifft eine Laufzeitmeßeinrichtung für Berieselungsanlagen, bei denen es aus Sparsamkeitsgründen erwünscht ist, die auf verschiedene Flächen, wie Rasenabschnitte, Felder. Obstgärten u. dgl., zu verteilende Wassermenge festzulegen und den Wasserauslauf entsprechend zu regeln. Hier ist zwar zwischen zwei Membranen eine feststehende Trennwand mit einer Drcssclöffnung vorgesehen, jedoch fehlen alle übrigen für eine Kaltstart-Einspritzdüse erforderlichen und mit dieser vergleichbaren Bauteile. Im übrigen kommt es bei der Laufzeitmeßeinrichtung auf die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit nicht an.

Aus der DE-PS 9 69 107 ist ein Ventil, insbesondere für Vakuumpumpen bekannt, dessen Verschlußstück entgegen der Kraft einer Feder durch einen Elektromagneten so betätigt wird, daß bei geöffnetem Ventil durch Anordnung eines Schalters im Vakuumraum im Stromkreis der Magnetspule eine selbsttätige Umschaltung bewirkt wird, wodurch der Spulenstrom von einem

hohen, zur Betätigung des Verschlußstückes erforderlichen Wert auf den zum Halten desselben ausreichenden Wert vermindert wird. — Eine hydraulische Verzögerungseinrichtung ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Kaltstart-Einspritzdüse der eingangs festgelegten Art so weiter zu entwickeln, daß mit geringem baulichen Aufwand ein »Absaufen« des Motors bei Kaltstart verhindert wird und die Düse verzögerungsfrei und während einer genau vorbestimmten, von der Temperatur des Motors abhängigen Zeitdauer geöffnet ist

Diese Aufgabe ist bei der zu Anfang beschriebenen Kaltstart-Einspritzdüse und im Oberbegriff des Hauptanspruchs festgelegten Gattung erfindungsgemäß da- durch gelöst, daß die Düsennadel als beweglicher Anker der Magnetspule sich mittels einer Schließfeder an einer beweglichen Wand eines mit einem Dämpfungsfluid, dessen Viskosität mit der Temperatur abnimmt, gefüllten Raumes abstützt, der eine weitere bewegliche Wand unri zwischen den beiden beweglichen Wänden iine feststehende Trennwand mit einer Drosselöffnung aufweist, und daß die weitere bewegliche Wand einen im Stromkreis der Magnetspule liegenden elektrischen Schalter betätigt

Die Kaltstart-Einspritzdüse nach der Erfindung verhindert ohne nennenswerten zusätzlichen baulichen Aufwand ein »Absaufen« des Motors beim Kaltstart und vermindert die Schadstoffbelastung der Umwelt gegen fiber bekannten Einrichtungen erheblich, weil ein hydraulischer Verzögerer verwendet wird, der sich automatisch auf die Umgebungstemperatur durch die Veränderung der Viskosität des Dämpfungsfluids einstellt und die Zeitdauer der Einspritzung steuert. — In dieser Richtung konnte dem eingangs geschilderten Stand der Technik kein Hinweis und keine Anregung entnommen werden.

V01 teilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemä-Ben Kaltstart-Einspritzdüse sind in den Unteransprii then aufgeführt die insbesondere zwei verschiedene Spezielle Ausführungsformen des im Stromkreis der Magnetspule liegenden elektrischen Schalters betreffen, der sich dadurch auszeichnet, daß er aus zwei miteinander verbundenen, axial verschiebbaren Ringen besteht, von denen der eine elektrisch leitend und der andere elektrisch nichtleitend ist urd der axial so verschoben wird, daß eine als Kontakt wirkende Schraubenfeder, bzw. ein radial belastetes Kontaktele ment, die elektrische Verbindung zur Magnetspule iolange aufrechthält, bis $<e durch den Übergang der Schraubenfeder bzw. des Kontaktelementes auf den elektrisch nichtleitenden Ring plötzlich unterbrochen wird. Durch diese Maßnahmen läßt sich auf einfache Weise ein Unterschied zwischen Schließ- und öffnungsteit der elektrischen Verbindung und damit zwischen Schließ- und Öffnungszeit der Einspritzdüse erzielen.

Außerdem kann man die Gefahr des »Absaufens« des Motors und eine übermäßige Beanspruchung des Anlassers herabsetzen, indem man den normalerweise geschlossenen elektrischen Schalter mit der Magnetspu-Te des Anlasserrelais in Reihe schaltet. Auf diese Weise können der üblicherweise in Einspritzanlagen verwendete elektrische, verzögernde Temperaturschalter und seine Anschlußleitungen wegfallen, wodurch sich die Einspritzdüse leichter einbauen läßt.

In der nachfolgei.den Beschreibung sind zwei Ausführungsbeispiele dar Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Hs zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Kaltstart· Einspritzdüse,

Fig.2 einen Axialschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Kaltstart- Einspritzdüse.

Die in F i g. 1 dargestellte Einspritzdüse weist ein Gehäuse 1 auf, in dem eine Magnetspule 2 untergebracht ist, deren beweglicher Anker eine Düsennade! 3 bildet die mit einer Benzinabgabeöffnung 4 zusammenwirkt, zu der das Benzin durch eine Leitung S in die Aufnahmekammer vor der Magnetspule 2 gelangt In die an die Benzinabgabeöffnung 4 anschließende Austrittsleitung 6 der Einspritzdüse mündet eine Luftleitung 7, in der sich ein Benzin-Luft-Gemisch bildet, das von der Einspritzdüse in das Ansaugrohr des Motors gefördert wird, an das die Düse mit einem Flansch 8 angeschlossen ist

Normalerweise befindet sich die Düsennadel 3 unter der Wirkung einer Schließfeder 9 in Schließstellung. Die Schließfeder 9 stützt sich an einer beweglichen Wand 10 eines fluidgeiullten Dämpfungsraumes ab, der sich in dem Gehäuse 1 befindet und zwischei. er beweglichen Wand 10 und einer weiteren beweglichen V 'and 11 zwei Kammern 12 und 13 bildet welche durch eine feststehende Trennwand 14 mit einer Drosselöffnun«? 15 voneinander getrennt sind.

Die b." begliche Wand 11 arbeitet mit einem beweglichen Element 16 eines elektrischen Schalters zusammen. Das aus einem elektrisch leitenden Abschnitt 16a und einem elektrisch nichtleitenden Abschnitt 16b bestehende Element 16 stützt sich über eine Feder 17 an der beweglichen Wand 11 ab. während die Feder 17 ihrerseits an einem Abschlußdeckel 18 des Gehäuses 1 anliegt Mit dem beweglichen Element 16 ist eine Schraubenfeder 19 aus Metall elektrisch leitend verbunden, die ringförmig in einer Auskehlung 20 eines im Gehäuse 1 feststehend angeordneten Isolierringes 21 untergebracht ist. Diese Feder ist an einem Punkt des Isolierringes 21 mit einem Leiter 22 elektrisch verbunden, der seinerseits mit einer der Klemmer» der Magnetspule 2 verbunden ist. Die Schraubenfeder 19 klemmt auf dem beweglichen Element 16 so. daß dessen elektrisch leitender Abschnitt 16a, wenn er nach rechts (in F i g. 1) verlagert wird, die Schraubenfeder rollend zu bewegen und zusammen mit dem beweglichen Element 16 in der Auskehlung 20 zu verlagern sucht die sich deshalb axial erstreckt. Der elektrisch leitende Abschnitt 16a steht über die Feder 17 mit einer auf dem Abschlußdeckel 18 angebrachten Anschlußfahne 23 in Verbindung, die Bestandteil des Anlasserkreises ist dessen handbetätigter Anlasserschalter 24 an der zweiten Anschlußklemme der Magnetspule 2 liegt, d. h. der Schalter 24, die Magnetspule 2 und die elektrische Verbindung 16—19 sind in Reihe geschaltet.

Die !'.al:start-Einspritzdüse arbeitet folgendermaßen:

Wenn der Anlasserschalter 24 geschlossen wird, wird die Magnetspule 2 in, gleichen Augenblick, in dem sich der Anlasser in Bewegung setzt, geschlossen und die Düsennadel 3 gibt die Benzinabgabeöffnung 4 frei, während die Schließfeder 9 ihre Druckkraft auf die bewegliche Wand 10 des Dämpfungsraums überträgt. Die aus der Kammer 12 in die Kammer 13 gedrückte Flüssigkeit verschiebt die bewegliche Wand 11 und mit dieser das bewegliche Element 16, das zunächst auf seinem elektrisch leitenden Abschnitt 16a die Schraubenfeder 19 in den rechten Teil der Auskehlung 20 mitführt Dann trennen sich die Schraubenfeder 19 und der elektrisch leitende Abschnitt 16a plötzlich voneinander, wobei die Schraubenfeder 19 in ihre Ausgangslage

zurückkehrt; diese Rückbewegung wird dadurch erleichtert, daß der Durchmesser des elektrisch nichtleitenden Abschnitts 166 kleiner gehalten ist als der des elektrisch leitenden Abschnitts 16a. Die Unterbrechung der elektrischen Verbindung zwischen der Schraubenfeder 19 und dem elektrisch leitenden Abschnitt 16a hat zur Folge, daß die Magnetspule 2 entregt wird und die Düsennadel 3 unter der Wirkung der Schließfeder 9 sofort schließt, selbst wenn der Fahrer den Anlasserschalter weiterhin geschlossen hält. Die elektrische Verbindung zwischen der Schraubenfeder 19 und dem elektrisch leitenden Abschnitt 16a wird erst dann wiederhergestellt, wenn das bewegliche Element 16 und die beweglichen Wände 10 und Il unter der Wirkung der Feder 17 wieder in ihre Ausgangslage zurückgekehrt sind. Dadurch wird ein Überschwemmen des Motors verhindert, weil keine übermäßig große Brennstoffmenge eingespritzt werden kann, wenn der Motor aus irgendeinem Grunde nicht anspringt.

Außerdem wird durch das Anschließen der Anschlußfahne 23 an die Magnetspule des Anlasserrelais 25 verhindert, daß der Anlasser betätigt wird, solange die Verbindung 19—16a noch nicht wieder hergestellt ist, wodurch der bereits eingespritzte Kraftstoff teilweise verdampfen kann und automatisch eine übermäßige Beanspruchung der Fahrzeugbatterie vermieden wird.

F i g. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem sich die Kaltstart-Einspritzdüse von der zuvor beschriebenen durch die Verwendung von Membranen, die den Dämpfungsraum bilden und durch andere Hilfsmittel zur Verschiebung der Schließzeit des inneren elektrischen Kontaktes gegenüber seiner Öffnungszeit unterscheidet.

Von F.inzelheiten abgesehen, sind die entsprechenden Bauteile der Kaltstart-Einspritzdüse in beiden Ausführungsformen mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 versehen, wobei in Fig. 2 ein Index »a«, auch bei den mit 10a und 11a bezeichneten Membranen, verwendet

Die Membran 11a arbeitet mit einem beweglichen Element 26 eines elektrischen Schalters zusammen, der aus einem elektrisch leitenden Abschnitt 26a und einem

ι elektrisch nichtleitenden Abschnitt 2fib besteht, deren Verbindungsstelle zu einem Nocken geformt ist, der mil einer Kugel 27 — oder einem Finger mit abgerundetem Ende — zusammenwirkt, auf die von einer in einem Isolierring 21a angebrachten Feder 28 ein Druck in

ίο radialer Richtung ausgeübt wird. Der Isolierring 21a weist eine Ausnehmung 216 auf, die eine gewisse Verlagerung der Kugel 27 in axialer Richtung des beweglichen Elementes 26 unter Verbiegung der Feder 28 zuläßt. Die Feder 28 ist über eine elektrische Leitung

ii 22a an die eine Anschlußklemme der Magnetspule 2a angeschlossen und der elektrisch leitende Abschnitt 26a steht — wie im vorhergehenden Beispiel beschrieben — über eine Feder 17a mit einer Anschlußfahne 23a in Verbindung; das Ganze ist mit dem Anlasserschalter 24 und der Magnetspule des Anlasserrelais 25 in Reihe geschaltet.

Die Wirkungsweise ist die gleiche wie die der Ausführungsform gemäß Fig. 1, so daß auf eine Wiederholung ihrer Beschreibung verzichtet werden

r> kann. Es sei lediglich folgendes bemerkt:

Da sich die Verbindungsstelle des elektrisch leitenden Abschnitts 26a mit dem elektrisch nichtleitenden Abschnitt 26i> auf dem Scheitel des Nockens befindet, den das bewegliche Element 26 bildet, muß dieses aus

jo der in Fig.2 dargestellten Lage etwas nach rechts verschoben werden, damit das Kontaktelement 27 auf den elektrisch nichtleitenden Abschnitt 26b übergeht und den Steuerkreis unterbricht, während andererseits eine gewisse entgegengesetzte Axialverschiebung erforderlich ist, damit das Kontaktelement auf den elektrisch leitenden Abschnitt 26a zurückkehrt und den Steuerkreis wieder schließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kaltstart-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen zum Anschluß an deren Ansaugrohr, mit einer die Düse normalerweise verschließenden Düsennadel für die Benzinabgabe und einer die Nadel in Offenstellung bringenden Magnetspule, die mit dem elektrischen Schalter des Motoranlassers in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (3; 3a) als beweglicher Anker ι ο der Magnetspule (2; 2a) sich mittels einer Schließfeder (9; 9a) an einer beweglichen Wand (10; IQa₁J eines mit einem Dämpfungsfluid, dessen Viskosität mit der Temperatur abnimmt, gefüllten Raumes abstützt, der eine weitere bewegliche Wand (11; 11 a) und zwischen den beiden beweglichen Wänden (10, 10a; 11, Wa) eine feststehende Trennwand (14; 14a) mit einer Drosselöffnung (15; 15a,) aufweist, und daß die weitere bewegliche Wand (11; Wa) einen im Stromkreis Her Magnetspule (2; 2a) liegenden elektrischen Schalter betätigt.

2. Kaltstart-Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Schalter als axial bewegliches Element (16) zwei miteinander verbundene Ringe (16a, 166Jl von denen der eine (16a^ elektrisch leitend und der andere (t6b) elektrisch nichtleitend ist, aufweist sowie mit einer als Kontakt wirkenden Schraubenfeder (19) versehen ist, die ringförmig um das Element (16) gelegt und zur axialen Verschiebbarkeit mit Spiel in eine in Achsrichtung des Elementes (16) verlaufende Auskehlung (20) eines feststehenden Isolierringes (21) eingesetzt ist und beim Öffnen ]er Düsennadel (3) dem elektrisch leitenden Fing (16a^über einen Teil seines Verstellweges folgt und Γ .nach durch den Übergang auf den elektrisch nichtleitenden Ring (166Jden Kontakt unterbricht, wonach das Element (16) und die Schraubenfeder (19) in ihre Ausgangslaie zurückgehen.

3. Kaltstart-Einspritzdüse nach Anspruch 1, da- *o durch gekennzeichnet, daß der elektrische Schalter als axial bewegliches Element (26) zwei miteinander verbundene Ringe (26a. 266JaUfWeISt, von denen der eine {26a) elektrisch leitend und der andere (266; elektrisch nichtleitend ist, die an ihrer Verbindungsstelle einen Nocken bilden, mit dem ein radial belastetes Kontaktelement (27) zusammenwirkt, das von einer Feder (28) gegen das Element (26) gedrückt wird und zur Verschiebbarkeit in Achsrichtung des Elementes (26) mit Spiel für die Verbiegung der Feder (28) so eingebaut ist, daß es beim öffnen der Düsennadel (3j; dem Nocken über einen Teil leines Verstellweges folgt, bevor es von dem elektrisch leitenden Ring (26aJ> auf den elektrisch nichtleitenden Ring(266Jübergeht und umgekehrt.

4. Kaltstart-Einspritzdüse nach Anspruch I. da durch gekennzeichnet, daß der normalerweise geschlossene elektrische Schalter mit der Magnetspule des Anlasserrelais (25) in Reihe geschaltet ist.

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