DE2527539B2

DE2527539B2 - Kraftstoff-regeleinrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2527539B2
Application number: DE19752527539
Authority: DE
Inventors: Yukio; Moriya Hisanori; Katsuta Hosho (Japan)
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1974-06-21
Filing date: 1975-06-20
Publication date: 1977-10-20
Also published as: JPS511828A; DE2527539C3; DE2527539A1; US4038957A; JPS5226570B2

Description

^V(;^rkTM ΐeinrichtungen bekannt (z. B. US-PS ₇₈'i pd DTOS 22 59 775). bei denen der Kraftstoff durch einen einzigen Druckregler auf tr- /vlinder verteilt wird, und zwar in einem lcrte!»νÄ«nis von 1 : 1, Die Kraftstoffzufuhr Ä dabei unter einem Überdruck von einem Kr-iftstoffdruckregler zu einer Vielzahl von " ""^,kanälci ^ gesamte angesaugte Verbrennungs- ^! Amt eiien Ven.urikanal, der einen Unter-

achen unü zu gu.-ii.ii "><- - -.»·■- ...

der Vorbrennkammer zugeführten Gem.sches m Ab-., hängigkei. von den sich ändernden Betnebsbed.ngun-" ϊίη der Brennkraftmaschine zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden M-rkmaledcipaientanspruchcsgelöst-Gegenuberden

hek mn en Vergaser- oder Einspritzsystemen ergibt sich bekannten ν β , j Vereinfachung durch die

die angestrebte konstruktwt^ _{KraftsioffdruckreglerSi}

in das Hauptsaugrohr und in das

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit den Gattungsmerkmalendes Hauptanspruches.

üs ist eine derartige Kraftstoff-Regeleinrichtung für eine Vorkammer-ßrennkraftmaschine bekannt (DT-OS 3 58 869). Die Vorkammer und der Hauptbrennraum werden bei dieser bekannten Brennkraftmaschine durch jeweils einen gesonderten Vergaser mit Gemisch beaufschlagt. Diese gesonderte Gemischspeisung der Brennkammern ist notwendig, weil die zum Hauptbrennraum und zur Vorkammer geführten Gemischmengen jeweils verschieden sein müssen und auch der jeweilige Kraftstoffanteil in diesen den beiden Brenn- 5» kammern zugeführten Gemischen unterschiedlich ist. Die den beiden Vergasern zugeordneten Drosselklappen im Hauptsaugrohr und im Nebensaugrohr stehen miteinander in Verbindung, wobei die Menge des über die stromab der Drosselklappen in das Hauptsaugrohr und in das Nebensaugrohr eingeführten Kraftstoffs in Abhängigkeit vom Saugrohrventuriunterdruck dosiert wird. Da die Luftströmung im Nebensaugrohr wesentlich geringer ist als im Hauptsaugrohr, ist auch der Unterdruck im Venturiteil des Nebensaugrohrs ver- ⁽⁾⁰ gleichsweise gering, so daß auch die Unterdruckänderungen in diesem Venturiteil des Nebensaugrohrs entsprechend kleine Werte haben. Dies führt zu außerordentlich hohen Herstellungsgenauigkeiten und zu einem entsprechend hohen Herstellungsaufwand "S oder zu in der Praxis nachteiligen Änderungen der Gemischzusammensetzung im Nebensaugrohr und in der Vorkammer mit der Möglichkeit von Zündfehlern.

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:n wird. Auch bei erheblichen ..._ _w der angesaug-.en Verbrennungsluft ergeben sich keine Verschlechterungen der Maschinenleistung, der Abgaszusammensetzung usw., weil das in das Nebensaugrohr eingespeiste Kraftstoff-Luft-Gemisch aufgrund der Bemessung der zugeordneten Dosierdüse ausreichend fett ist, um wirksam zu zünden. Da die Strömungsverhältnisse im Nebensaugrohr nicht für die Kraftstoffregelung herangezogen werden, ergibt sich eine wesentlich vereinfachte Konstruktion der gesamten Regeleinrichtung.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher

chnitt durch eine Kraftstoff-Re-

F i g. 2 ein typiscnes Kurvendiagramm des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der einzuspeisenden Gemische.

Bei dem dargestellten Zylinder 1 einer Brennkraftmaschine ist ein Hauptbrennraum 2 über einen Flammenkanal 3 mil einer Vorkammer 4 verbunden. In den Hauptbrennraum 2 mündet ein Ansaugkrümmer 5 mit einem Einlaßventil 7 und ein Auspuffkrümmer 6 mit einem Auslaßventil 8. Die Vorkammer 4 weist eine Zündkerze 11 auf und ist mit einem Nebenansaugkrümmer 9 über ein Einlaßventil 10 verbunden, das synchron mit dem Einlaßventil 7 in dem Hauptansaugkrümmer 5 betätigt wird.

Der Ansaugkrümmer 5> führt zu einem Hauptsaugrohr i2 und der Ncbcnansaugkrümmer 9 zu einem Nebensaugrohr 13. In jedem Saugrohr 12 bzw. 13 ist je eine Drosselklappe 14 bzw. 15 vorgesehen, die über Hebel 19, 20 und eine Stange 21 miteinander in

Wirkungsverbindung stehen. Eine Verstellung der [j „,drosselklappe 14 wird somit über den Hebel 19, ι Stange 21 und den Hebel 20 auf die Nebendrossel· ιΓηρκ 15 übertragen. Stromauf der Hauptdrosselklap-

14 ist im Hauptsaugrohr 12 ein l.uitirichter 17 Vorgesehen. Die gesamte Luft wird ütvr einen Luftfilter 16 angesaugt-

Ein Kraftstoffbehälter 22 ist über eine Falleitung 23 . _einer Kraftstoffpumpe 24 und diese über Linen l^'aflstoffilter 25 mit einem Druckregler 30 verbunden, ιυ Am Krafistoiieinlaß 31 des Druckreglers 30 ist ein aus •_neni Sitz 32 und einem Ventilglied 33 gebildetes Kraftstoffdrosselventil angeordnet. Der Innenraum des Kraftstoffdruckreglers 30 ist durch zwei Membranen 34, «von unterschiedlicher Druckaufnahmefläche in eine κ . Kraftstoffeinlaß 31 aufweisende Kraftstoffkatnmer 36 eine Saugdruckkammer 37 und eine Atmosphärendruckkammer 38 unterteilt. Die Saugdruckkammer 37 ist über eine Leitung 40 und eine öffnun_e 41 mit dem Lufttrichter 17 verbunden. <o

Die Membranen 34 und 35 sind miteinander durch eine das Ventilglied 33 tragende Stange 39 verbunden, wobei die Druckaufnahmefläche der Membran 34 kleiner als diejenige der Membran 35 ist, so daß die Stange 39 und das Ventilglied 33 bei zunehmendem :; Saugdruck (d.h. bei Näherung an Vakuum) in Fig. 1 nach abwärts verschoben werden. Die Bewegungen der Stange 39 erfolgen in Abhängigkeit von Betriebsparametern.wie z. B. dem Saugdruck in der Kammer 37, dem Druck in der Kraftstoffkammer 36 und der Kraft einer ν Feder 42 in der Atmosphärendruckkammer 38.

Die Kraftstoffkammer 36 steht in Strömungsverbindung mit Kraftstoffkanälen 45 und 46. Der Hauptkraftstoffkanal 45 ist mit einer Einspritzdüse 48 im Hauptsaugrohr über ein druckgesteuertes Förderventil ν 47 verbunden. Der Nebenkraftstoffkanal 46 ist mit einer Einspritzdüse 50 im Nebensaugrohr 13 über ein Einspritzventil 49 verbunden. Das Einspritzventil 47 im Hauptkraftstoffkanal 45 besitzt ein mit einer Membran 51 verbundenes Ventilglied 52 und eine die Membran 51 und das Ventilglied 52 in Schließrichtung beaufschlagende Feder 53. Wenn der Kraftstoffdruck in einer Druckkammer 54 einen vorgegebenen Wert überschreitet, öffnet das Ventilglied 52 zur Einspritzdüse 48 hin. In den beiden Kraftstoffkanälen 45 und 46 sinJ jeweils eine Kraftstoffdosierdüse 55 und 56 angeordnet.

Der bei Betrieb der Brennkraftmaschine im Lufttrichter 17 erzeugte Unterdruck wirkt über die Leitung 40 in die Saugdruckkammer 37 des Druckreglers 30. Eine nach aufwärts gerichtete Kraft bewegt die Membranen ■ 34 und 35 in Gleichgewichtsstellungen zur Vorspannkraft der Feder 42 und verschiebt das Ventilgied gegenüber seinem Sitz 32 nach unten. Dadurch wird der Druck in der Kraftstoffkammer 36 auf einem vorbestimmten Wert gehalten und eine durch die Dosierdiisen 55 und 56 zugemessene Kraftstoffmenge gelangt zu den Einspritzventilen 47 und 49. Beim öffnen dieser Ventile werden vorbestimmte Kraftstoffmengen durch die Einspritzdüsen 48 und 50 in das Hauptsaugrohr 12 bzw. das Nebensaugrohr 13 eingeführt, wobei diese Kraftstoffmengen umgekehrt proporr.onal zum Strömungswiderstand in den Kraftstoffkanälen 45, 46 mit den Dosierdüsen 55, 56 sind. Durch entsprechende Querschnittsauslegung der Dosierdiisen 55 und 56 werden die in das Haupt, bzw. das Nebensaugrohr eingespritzten Kraftstoffmengen in einem vorbestimmten proportionalen Verhältnis eingestellt.
Durch öffnen der Drosselklappen 14 und 15 erhöht sich der Unterdruck im Lufltrichier 17 und in der Kraftstoffkammer 36 des Druckregler 30. Auf die Membran 34 wirkt eine nach oben gerichtete Kraft und auf die Membran 35 eine nach unten gerichtete Kraft. Da die wirksame Druckaufnahmefläche der Membran 35 großer als diejenige der Membran 34 ist, wird die Stange 39 in I" ig. I nach unten verschoben und das Ventilglied 33 von seinem Sitz 32 weiter abgehoben, so daß sich der Druck in der Kraftstoffkammer 36 erhöht. Dadurch steigen auch die Durchsatzmengen der Dosierdüsen 55 und 56, was einen Anstieg de^r in die Sa'igrohre 12 und 13 eingespeisten Kraflstoffmengen bei vorgegebenem proportionalen Verteilungsverhältnis /u,- Folge hat. Da ein vorgegebenes Öffnungsverhältnis /wischen der Haupt- und der Nebendrosselklappe bestehen bleibt, ergibt sich eine Beibehaltung des vorbestimmten Kraflstoff-l.uft-Verhältnisses in den einzelnen Saugrohren unabhängig vom Öffnungsgrad der Drosselklappe.

Bei Vorkammer-Brennkraftmaschinen soll Beispielsweise beim Anlassen das der Vorkammer zugeführte Gemisch fetter sein, um ein sicheres Zünden zu gewährleisten. Um für diesen Vorgang den Öffnungsgrad der Nebendrosselklappe gegenüber dem der Haupidrosselklappe klein zu halten, kann im Verbindungsgestänge zwischen beiden Drosselklappen ein Nocken oder eine Kurvenscheibe vorgesehen werden, so daß die im Hauptsaugrohr 13 strömende Luftmenge klein und die Luftmenge im Nebensaugrohr vergrößert wird, wodurch eine Kraftstoffanreicherung des Gemisches im Nebensaugrohr erfolgt, da die entsprechende Kraftstoffmenge von der Luftströmung im Hauptsaugrohr 12 abhängt. Das Mischverhältnis im Nebensaugrohr kann daher so eingestellt werden, daß eine Anpassung der Zünd- und Verbrennungsbedingungen in den beiden Kammern entsprechend den jeweiligen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine eintritt.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, kann somit das Mischungsverhältnis des Kraftstoff-Luft-Gemisches für den ₃ Hauptbrennraum und die Vorkammer unabhängig von der Menge der angesaugten Luft und auch das Gemisch angereichert werden, wenn die angesaugten Luftmengen auf einem strichpunktiert eingezeichneten niedrigen Wert gehalten werden. Darüber hinaus ist auch eine 5 wahlweise Einstellung des Mischungsverhältnisses für die Vorkammer und den Hauptbrennraum innerhalb gewisser Grenzen möglich, die von der Größe der Dosierdüsen 55 und 56 abhängen.

Die in Fig. 1 dargestellten Einspritzdüsen 48 und ο in den Kraftstoffkanälen 45 und 4S verhindern, daß Kraftstoff abgesaugt wird, wenn der Unterdruck stromab der Drosselklappen 14 und 15 bei Schiebe- bzw. Freilaufbetrieb der Brennkraftmaschine größer wird. Bei Anordnung der Einspritzdüsen 48 und 50 stromauf =, der Drosselklappen können die Einspritzventil weggelassen werden. Durch den Kraftstoffüberdruck im System treten sogenannte Gassperren nicht auf. Ferner ist der Kraftsloffdruck im System so bemessen, daß er sich entsprechend dem Luf.durchsatz im Hauptsaug-,,„ ,ohr ändert und damit ein einziger Druckregler ausreicht. Das Verhältnis des zum Haupt- und zum Nebensaugrohr zugeführten Kraftstoffes kann auf einem vorbestimmten Wert und damit können auch die Mischungsverhältnisse in der Vorkammer und im ,„ Hauntbrennraum auf Sollwerten gehalten werden. Wird die erfindungsgemäße Kraftstoff-Regeleinrichtung bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine angewandt, ergeben sich kontinuierliche Luft- und Kraftstoffstrome,

was zu einer verbesserten Genauigkeit der Kraftstoffdosierung führt. Bei Verwendung von Einspritzpumpen ist jedoch die Kraftstofförderung diskontinuierlich, so daß die Änderungen der geförderten Kraftstoffmengen zu Schwankungen des Mischungsverhältnisses führen können. Da erfindungsgemäü jedoch die Kraftstoff-Luft-Gemische in gesonderten Saugrohren hergestellt und verteilt werden, ergibt sich auch für diese Fälle gegenüber herkömmlichen Einspritzpumpen eine erheblich verbesserte Genauigkeit. Da die Dosierdüsen 55 und 56 ortsfest in den Kraflstoffleitungen eingebaut sind, und nur die Membranen unter der Einwirkung des Saugdruckes im Lufttrichter bewegt werden, sind nur wenige aneinander gleitende Bauteile vorhanden wodurch Kraftstofflcckagen weitgehend vermieder werden und sich die Lebensdauer der Regeleinriehtunj erhöht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Kraftstoff-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer eine Zündkerze aufnehmenden Vorkammer, die über einen Flammenkanal mit dem Hauptbrennraum verbunden ist, einem Hauptsaugrohr für den Hauptbrennraum und einem gesonderten Ncbensaugrohr für die Vorkammer, mit je einer Drosselklappe im Hauptsaugrohr und im Nebensaugrohr, wobei die Drosselklappen miteinander in WirkverLiindung stehen, und mit je einem stromab der Drosselklappe in das Hauptsaugrohr bzw. in das Nebensaugrohr mündenden Kraftstoffkanal, wobei die Menge des über die Kraftsioffkanäle in das llaupisaugrohr und in das Nebensaugroh;· eingeführten Kraftstoffs in Abhängigkeit vom Saugrohrventuriunterdruek dosiert wird, gekennzeichnet durch eine Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoffdruck über den Atmosphärendruck erhöht, ein in Abhängigkeit vom Venturiunterdruck im llaupisaugrohr (17) betätigtes nachgiebiges Stellglied (34) für ein Kraftstoffdrosselventil (32,33) eines Kraflstoffdruckreglers(30). das den dem Hauptsaugrohr (5, 12) und dem Nebensaugrohr (9, 13) /!!geführten Kraftstoff steuert, und durch feste Kraftstoffdosierdüsen (55, 56) in jedem der von der von dem Stellglied begrenzten, stromab des Drosselventils angeordneten Kraftstoffkammer (36) des Kraftstofldruckreg'ers ausgehenden Kraftstoffkanüle (45, 46), durch welche Düsen das Verhältnis der dem Haupisaugrohr und der dem Nebensaugrohr zugeführten Kraftstoffmengen auf einem Sollwert gehalten wird.

narüber hinaus ist dieses bekannte Kraf.stoff-Zufuhrsy Darüber mn ^ _{/we| gcsondertcn}

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