DE2546560A1

DE2546560A1 - Kraftstoffeinspritzanlage fuer fremdgezuendete brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2546560A1
Application number: DE19752546560
Authority: DE
Inventors: Horst Barth; Siegfried Holzbaur
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-10-17
Filing date: 1975-10-17
Publication date: 1977-04-28
Also published as: US4064847A; JPS5250421A; FR2328118A1; GB1556854A; FR2328118B1

Description

R. 2914 . 25A6560

15.10.1975 Su/Ml

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsrausterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH₃ 7000 Stuttgart

Kraftstoffeinspritzanlage für fremdgezündete Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage für fremdgezündete Brennkraftmaschinen in einer Luftmeßeinrichtung, welche eine KraftstoffZumessvorrichtung steuert, deren Kraftstoffeinspritzstelle im Saugrohr stromauf der willkürlich betätigbaren Drosselklappe angeordnet ist.

Bei derartigen Einspritzanlagen besteht besonders das Problem, auch im Leerlaufbereich eine gute Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu erhalten, was insbesondere dadurch immer wieder gestört wird, daß zwischen Kraftstoff-Einspritzstelle und Motoreinlaß die Drosselklappe angeordnet ist, an der sich der Kraftstoff kondensieren kann.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzanlage ist deshalb die Drosselklappe mit einem Heizelement versehen, mittels dem eine

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* C.

derartige Kondensierung verhindert werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzanlage der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die genannten Nachteile im Leerlauf nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kraftstoffmenge bzw. das Kraftstoff-Luft-Gemisch für den Leerlauf der Brennkraftmaschine stromab der Drosselklappe in das Saugrohr gegeben wird. Hierdurch wird vermieden, daß sich Kraftstoff bei Leerlaufdrehzahlen an der Drosselklappe niederschlägt und dann aufgrund der dabei niederen Luftgeschwindigkeit nicht mehr ablöst. Dies führt insbesondere im Übergang zu höheren Drehzahlen zu einer, Überfettung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Moment, wo die niedergeschlagenen Mengen aufgrund.der höheren Luftgeschwindigkeit wieder abgelöst werden. Diese Unsauberheiten in der Homogenität des Kraftstoff-Luft-Gemisches führen insbesondere' zu Laufunruhe und Aussetzern bei der Brennkraftmaschine.

Mehrere Ausführungsbeispiele d^s Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden mit ihren Vorteilen im folgenden näher beschreiben. Es zeigen:

Fig. 1 prinzipielle Ausführungsbeispiele, Fig. 2 eine Ausgestaltung eines Ausführungsbeispieles, Fig. 3 und Fig. 4 Details anderer Ausführungsbeispiele.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in einem Saugrohrabschnitt 1 ein Luftmeßorgan 2 und eine Drosselklappe in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet. Das Luftmeßorgan 2 besteht aus einer Klappe 4, die von der vom Motor angesaugten Luft angeströmt bzw. umströmt wird und die durch einen S.teg 5 mit einem·Drehschieber 6 verbunden ist. Der Verdrehwinkel des Drehschiebers 6 dient als Größe für die Kraftstoffzumessung.

Während die Klappe 4 in der gestrichelt dargestellten Ausgangslage entsprechend der gestrichelt dargestellten Stellung der Drosselklappe 3 den gesamten Durchströmquerschnitt des Saug-

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rohres einnimmt und somit als Prallplatte nach dem Widerstandsklappenprinzip arbeitet, wird mit zunehmender Luftmenge die einerseits durch die Stellung der Drosselklappe, andererseits durch die Motordrehzahl bestimmt wird, die Platte 4 bis in die bei maximaler Luftmenge nahezu waagrechte dargestellte Position verschoben. In dieser Position wirkt die Klappe 4 nach dem Auftriebsprinzip voll als Tragflügel. Die Luft umströmt hierbei beide Seiten der Klappe 4, wobei der Steg 5 möglichtst aerodynamisch ausgebildet ist, um der Luft nur ein Minimum an Widerstand entgegenzusetzen.

Die Auslenkung der Klappe 4 und damit die zugemessene Kraftstoffmenge hängt auch davon ab, welcher Querschnitt zwischen Klappe und Saugrohrwand der durchströmenden Luft zur Verfügung steht. Das Saugrohr ist hier so gestaltet, daß sich der Durchströmquerschnitt mit der Schwenkbewegung linear ändert, d.h. daß die Kraftstoffmenge mit der duchströmenden Luftmenge linear zunimmt. Um beispielsweise zur Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer bestimmten Luftmenge eine, größere Kraftstoffmenge zuzumessen, muß der Durchströmquerschnitt im Schwenkbereich der Klappe 4 verkleinert werden, damit die Klappe bei der gleichen Luftmenge einen größeren Ausschlag aufweist und damit über den Schieber 6 eine größere Kraftstoffmenge zumeßbar ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die eine Wand 7 dieses Saugrohrabschnittes, die zwischen Klappe 4 und Schieber 6 angeordnet ist j in Richtung Klappe verschoben wird. Hierzu kann diese Wand in zwei um je eine Achse 8 schwenkbare Abschnitte 7a und 7b geteilt sein, sie kann jedoch auch aus einem dann entsprechend um eine Achse schwenkbaren Stück bestehen. Nimmt beispielsweise die Wand 7 die gestrichelt dargestellte Lage ein, so steht für die durchströmende Luftmenge lediglich noch der Querschnitt zwischen Klappe 4 und der der Wand 7 gegenüberliegenden Wand 9 im Saugrohr 1 zur Verfügung. Wäre dies beispielsweise nur noch die Hälfte des vorher zur Verfügung stehenden Querschnittes, so würde pro Luftmenge die doppelte Kraftstoffmenge zugemessen werden. Statt der Wand 7 oder auch zusätzlich kann die Wand 9 entsprechend verstellbar ausgebildet sein. Die Verstellung über die Achsen 8 kann in

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Abhängigkeit vom Luftdruck, von der Motortemperatur oder auch von sonstigen Motorkenngrößen, wie dem Griffante'il im Abgas, abhängen.

Der Drehschieber 6 ist auf einer Achse 10 gelagert, die ortsfest ist und eine Mittelbohrung 11 für die Kraftstoffzuführung aufweist. Die Kraftstoffzumessung selbst erfolgt durch Nuten 12 und 13, die einander gegenüberliegend in Achse 10 und Drehschieber 6 angeordnet sind. In der dargestellten Stellung für maximale Luftmenge ist auch entsprechend die überdeckung der Nuten 12 und 13 maximal. Von der Nut 13 führt ein Kanal 14 im Steg 5 zur Klappe 4, in der vorzugsweise mehrere Längskanäle 16 angeordnet sind, die in Düsen 17 münden, über die Düsen 17, die vorzugsweise am Ende der Klappe 4 angeordnet sind, gelangt der Kraftstoff stromauf der Drosselklappe 3 ins Saugrohr 1. Um erfindungsgemäß bei Leerlaufdrehzahlen die Leerlaufkraftstoffmenge stromab der Drosselklappe 3 ins Saugrohr zu fördern, ist in diesem betrachteten Saugrohrabschnitt 1 ein Bypaß 15 vorgesehen, dessen Eingang 18 bei Leerlaufstellung der Luftmeßklappe 4 (gestrichelt dargestellt) deren Einspritzdüsen 17 gegenüberliegt, so daß die Leerlaufmenge unmittelbar in den Bypaß 15 gelangt. Der Bypaß 15 ist wiederum mit dem stromab der Drosselklappe gelegenen Teil des Saugrohres verbunden, so daß aufgrund des dort herrschenden Unterdrucks dieser Kraftstoff sowie zusätzlich Luft aus dem Bypaß 15 zum Motor hin gesogen wird, ohne daß die äußere Fläche der Drosselklappe 3 mit Kraftstoff beaufschlagt wird. Diese genannte Verbindung kann, wie gestrichelt angedeutet, als direkte Fortsetzung 19 des Bypaß 15 ausgestaltet sein, sie kann aber auch, ebenfalls gestrichelt dargestellt, als Kanal 20 zu einer Mittelbohrung 21 der Achse 22 der Drosselklappe 3 führen. Von dieser Bohrung 21 zweigen Kanäle 23 ab, die in der Drosselklappe verlaufen und vorzugsweise an deren Enden münden. An. diesen Drosselklappenenden herrschen bekanntlich die höchsten · Luftgeschwindigkeiten, so daß die Kraftstoffluftmenge besonders gut aufbereitet wird. Hierbei kann die Kraftstoffleitung vom Bypaß 15 zur Bohrung 21 so gestaltet sein, daß bei Leerlaufstel-

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lung der Drosselklappe 3 eine offene Verbindung entsteht, hingegen bei den sonstigen Arbeitsstellungen der Drosselklappe diese Verbindung gesperrt ist.

Der Bypaß 15 kann vorzugsweise durch eine gestrichelt dargestellte Drosselschraube 2k im Querschnitt gesteuert werden.

Die Kraftstoffmenge für den Leerlauf kann aber auch erfindungsgemäß als konstante Menge unmittelbar der Bohrung 21 oder dem Bereich stromab der Drosselklappe 3 zugeführt werden. Hierbei kann entweder bereits von der Bohrung 11 der Achse- 10 über einen Kanal 25 die Leerlaufmenge abgezweigt werden oder überhaupt von der Kraftstofförderpumpe her über einen Kanal 26, die jeweils strichpunktiert dargestellt sind, über einen Kanal 27, der ebenfalls strichpunktiert dargestellt ist, kann dann entweder der Kraftstoff über den ganzen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine als Additive kontinuierlich zugeführt werden oder es kann mittels einer zwischen dem Kanal 27 und der Bohrung 21 angeordneten Vorrichtung nach Verdrehen der Drosselklappe 3 aus der Leerlaufstellung in höhere Laststellungen die Leerlaufkraftstoffmenge abgestellt werden.

Um für den Fall, daß der Kraftstoff über den ganzen Drehzahl- ■ bereich als additive Menge in Größe der Leerlaufmenge über die Drosselklappe eingespritzt wird, einen weichen übergang zwischen Leerlauf und niederer Teillast zu erhalten, sind in der Drosselklappe 3 Querbohrungen 28 angeordnet, welche die Kanäle 23 kreuzen und über die insbesondere in der gestrichelt dargestellten Leerlaufstellung der Drosselklappe Luft strömt, welche den Kraftstoff mitreißt. In dieser gestrichelt dargestellten Leerlaufstellung sind die Düsen am Ende der Drosselklappe durch die Saugrohrwand gesperrt, so daß der .Kraftstoff· lediglich über die Bohrungen 28 ausströmen kann und dabei gut zerstäubt wird, ohne irgendwelche Saugrohrteile unmittelbar zu beaufschlagen. Erst bei höheren Luftgeschwindigkeiten (ab niederer Teillast), wenn die Drosselklappe leicht geöffnet is.t, werden die Düsen am Ende der Drosselklappe geöffnet, so daß allmählich der Kraftstoff ganz

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über diese Düsen strömt und nicht mehr über die Bohrungen 28. Der weiche übergang zwischen der Art des Ausspritzensdes Kraftstoffes verhindert j daß Aussetzer oder ungüngstige Abgasänderungen eintreten.

Anstatt über die Drosselklappe kann jedoch auch der Kraftstoff, wie vorher erwähnt, über den strichpunktiert dargestellten Kanal 29 in das Saugrohr gelangen.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dieser letzteren Ausgestaltung dargestellt. Die Leerlaufkraftstoffmenge gelangt über den Kanal 29 und eine Düse 30 in das Saugrohr 1. Bei Leerlaufdrehzahlen ist die Drosselklappe 3 gesperrt, so daß der Kraftstoff über einen Bypass 31 auf die stromab der Drosselklappe gelegene Seite des Saugrohres gelangt. Bei höheren Drehzahlen. jedoch, bei denen die Drosselklappe 3 geö'ffnet ist, wird der Kraftstoff auf das Ende eines Leiterbleches 32 gespritzt, das aufgrund der Luftströmung die gestrichelte Stellung einnimmt, so daß gerade an diesem Ende die höchste· Luftgeschwindigkeit und damit eine besonders günstige Aufbereitung des Kraftstoffes herrscht. .

In Fig. 3 ist in vergrößertem Maßstab die Kraftstoffzumessung der Leerlaufmenge innerhalb der Aufhängung der Luftmeßklappe bzw. im Bereich der normalen Kraftstoffzumessung dargestellt. Innerhalb der Wände des Saugrohres 1 ist die Achse 10a der Luftmeßklappe 4 angeordnet, auf der der Drehschieber 6 mit Steg 5 gelagert ist. Die nicht näher dargestellte Kraftstoffzumessung der Hauptmenge erfolgt durch die Nuten 12 und 13, von denen die Nut 13 mit dem Kanal 15 im Steg 5 verbunden ist und die Nut 12 durch eine Bohrung 33 mit der Kraftstoffzuführbohrung 11 an der Achse 10a. In der Bohrung 11 ist ein entgegen der Kraft einer. Feder J>k axial verschiebbarer Steuerschieber 35 angeordnet, auf dessen Mantelfläche eine Ringnut 36 angeordnet ist, welche über einen .Kanal 37 mit dem zugeführten Kraftstoff in Verbindung steht. Je nach Stellung des Axialschiebers 35 wird durch die Ringnut 36 entweder ein Kanal 38

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oder ein Kanal 39 aufgesteuert. Es kann jedoch auch die Bohrung 37 und damit der Kraftstoffzufluß von beiden Kanälen 38 und 39 getrennt werden. Die die Kanäle 38 und 39 durchströmende Kraftstoffmenge wird in einer Ringleitung 40 gesammelt und von dort über ein Nippel 42 einer nicht dargestelten zur Drosselklappe oder zum Saugrohr stromab der Drosselklappe führenden Schlauch geleitet. In dem dargestellten Beispiel sind im Kanal 38 weniger Drosseln 4l angeordnet als im Kanal 39· Wird beispielsweise der Schieber 35 durch ein Thermostat verschoben, so kann bei kaltem Motor diese Leerlaufmenge über den Kanal 38 geleitet werden und bei warmem Motor über den Kanal 39· Da im Kanal 39 mehr Drosseln 4l angeordnet sind, ist die dort als Leerlaufmenge geförderte Menge geringer als die über den Kanal 38 geförderte. Auf diese einfache Weise läßt sich das Problem lösen, bei Starten des kalten Motors mehr Kraftstoff einzuspritzen als bei warmem Motor. Selbstverständlich läßt sich mit einfachen Mitteln der Übergang von geringer zu großer Menge auch kontinuierlich steuern.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die. Luftaufteilung des Saugrohrs la auf die vier Zylinder eines Motors dargestellt. Von diesem Saugrohr la zweigen zwischen Drosselklappe 3 und Luftmeßklappe 4 Saugrohrabschnitte Ib kleineren Durchmessers ab, in denen Drosselklappen 3a angeordnet sind, die mit der Drosselklappe 3 betätigt werden und entsprechend einem gewünschten Verhältnis die Hauptluftmenge und die durch diese kleineren Saugrohre Ib strömende Luftmenge einander zuordnen. Diese kleineren Saugrohrabschnitte Ib führen jeweils unmittelbar vor die Einlaßventile der vier Motorzylinder 45· Die Kraftstoffzuführung für die Leerlaufmenge kann wie in der beschriebenen Art, aber nun unmittelbar in die Saugrohrabschnitte Ib und jeweils stromab der Drosselklappen 3a erfolgen. Hierdurch wird das Leerlauf-Kraftstoff-Luft-Gemisch unmittelbar vor die . Motorzylinder 45 geführt, was einen besonders guten Leerlauf gewährleistet.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

/1.J Kraftstoffeinspritzanlage für fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit einer Luftmeßeinrichtung, welche eine Kraftstoffzumeßvorrichtung steuert, deren Kraftstoffeinspritzstelle im Saugrohr stromauf der willkürlich betätigbaren Drosselklappe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffmenge bzw. das Kraftstoff-Luft-Gemisch für den Leerlauf der Brennkraftmaschine stromab der Drosselklappe (3) in das Saugrohr (1) gegeben wird. . .
2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftmeßeinrichtung in bekannter Weise eine der Luftströmung im Saugrohr (1) ausgesetzte, um eine Achse (10) schwenkbare Klappe (4) dient, deren entgegen einer Rückstellkraft durch die Luft bewirkte Verdrehung ein Maß der strömen- ' den Luftmenge ist.
3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (4) mit einem Drehschieber (6) verbunden ist, der mit einem als Achse im Drehschieber (6) oder als Muffe um den Drehschieber (6) relativ feststehenden Teil (10) durch das Zusammenwirken von radial einander gegenüberliegenden Zumeßöffnungen .(12, 1J5) (Nutenschlitze) die" Kraftstoff zumessung bewirkt, wobei die Leerlaufkraftstoffmenge als Mindestzumeßmenge abgezweigt wird.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerlaufmenge über den ganzen Leerlaufbereich der Brennkraftmaschine und. oberhalb des Leerlaufs als additive Menge stromab der Drosselklappe (3) eingespritzt wird.
5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3» -dadurch gekennzeichnet, daß die Leerlaufmenge durch insbesondere Verschieben mit pneumatischen Mitteln eines Steuerschiebers (3¹O₅ welcher in oder um die Achse bzw. die Muffe angeordnet ist, oberhalb des Leerlaufs absteuerbar ist (Fig. 3)·
6. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerlaufmenge durch temperaturabhängige Mittel für den Start der .Brennkraftmaschine, insbesondere durch Verschieben des Steuerschiebers (35) vergrößerbar ist.
7. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vor der Drosselklappe (3) in das Saugrohr zugemessene Leerlaufmenge über einen Bypaß (15) zum Bereich stromab der Drosselklappe (3) geleitet wird.
8. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch J₃ dadurch gekennr zeichnet,- daß der Kraftstoff durch eine mit der Luftmeßklappe (4) schwenkbare Düse (.17) eingespritzt wird und daß der Bypaß (15) an der Stelle (18) vom Saugrohr (1) abzweigt, die der Düse (17) bei Leerlaufstellung der Luftmeßklappe (4) gegen-

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το —

überliegt, so daß die Düse (17) im Leerlauf in den Eingang
(18) des Bypaß (15) spritzt.
9. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Bypaß (15) änderbar ist.
10. Kraftstofreinspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff (Anspruch 5 und 6) oder das Kraftstoffluftgemisch (Ansprüche 7 bis 9) über in der Drosselklappe (3) angeordnete öffnungen (23) in das Saugrohr stromab der Drosselklappe (3) einspritzt wird, wobei vorzugsweise die Zuführung durch eine Bohrung (21) in der Drosselklappenachse (22), die in Kanäle (23) in der
Klappe übergeht, erfolgt.
11. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen am Randbereich der Drosselklappe (3) angeordnet sind.
12. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (3) im Bereich der zu den öffnungen führenden Kanälen (23) Querbohrungen (28) aufweist.
13. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff oder das

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Krafts.toffluftgemisch über'Einzelkanäle (Ib) des Saugrohres Einspritzstellen zugeleitet wird,, die in der Nähe der Motor.-einlaßventile angeordnet sind.

Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 13> dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelkanäle (Ib) zwischen Luftmeßklappe (4) und Drosselklappe (3) vom Saugrohr (1) abzweigen und daß in diesen zu den Motorventilen führenden Einzelkariälen (Ib) zusätzliche Drosselklappen (3a) (parallel) angeordnet sind, welche gemeinsam mit der Hauptdrosselklappe (3) die Luftaufteilung zwischen Saugrohr (1) und Einzelkänälen (Ib) bestimmen.

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