DE2547645B2

DE2547645B2 - Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE2547645B2
Application number: DE2547645A
Authority: DE
Inventors: Alfred 7140 Ludwigsburg Graessle; Klaus-Juergen 7151 Affalterbach Peters; Thomas 7145 Markgroeningen Wilfert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-10-24
Filing date: 1975-10-24
Publication date: 1978-03-30
Also published as: SE7611694L; FR2328848A1; US4132211A; GB1537533A; BR7607072A; DE2547645C3; JPS5253140A; DE2547645A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem ein an einem Schwenkhebel angeordnetes Luftmeßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Luftmeßorgan entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegt wird und dabei über einen an dem Schwenkhebel unter Vermittlung eines dem Schwenkhebel gegenüber lageveränderlichen 2'wischenelements angreifenden Korrekturhebel einen als bewegliches Teil ausgebildeten Steuerschieber eines in der Kraftstoffversorgungs- ^h5 leitung angeordneten Zumeß- und Mengenteilerventils für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt und der Steuerschieber des Zumeß- und Mengenteilerventils temperaturabhängig in eine Öffnungsstellung des Zumeß- und Mengenteilerventils verschiebbar ist.

Eine solche Anlage ist durch die DE-OS 19 60 148 bekannt.

Bekannte Kraftstoffeinspritzanlagen dieser bzw. vergleichbarer Art haben den Zweck, für alle Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine selbsttätig ein günstiges Kraftstoff-Luft-Gemisch zu schaffen, um so den Kraftstoff möglichst vollständig zu verbrennen und dadurch bei höchstmöglicher Leistung der Brennkraftmaschine bzw. kleinstmöglichem Kraftstoffverbrauch die Entstehung von giftigen Abgasen stark zu vermindern. Hierzu muß die Kraftstoffmenge den Erfordernissen jedes Betriebszustandes der Brennkraftmaschine entsprechend sehr genau zugemessen werden.

Dabei wird die Kraftstoffmenge möglichst proportional der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge zugemessen, wobei das Verhältnis zwischen zugemessener Kraftstoffmenge und Luftmenge durch Änderung der Rückstellkraft des Luftmeßorgans in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine durch mindestens ein Drucksteuerventil änderbar ist.

Um bei geringeren Betriebstemperaturen als etwa + 20° C den sicheren Start der Brennkraftmaschine zu gewährleisten, weisen diese bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen eine Startanlage auf, die im wesentlichen aus einem elektromagnetischen Startventil, das mit dem Startvorgang eingeschaltet wird und einem Thermozeitschalter, der die Öffnungsdauer des Magnetventils seitlich begrenzt bzw. bei höherer Temperatur ganz unterbindet, besteht. Das Elektrostartventil spritzt den zusätzlichen Kraftstoff in das Sammelsaugrohr. Der Thermozeitschalter schließt oder öffnet den Stromkreis des Elektrostartventils in Abhängigkeit von der Motortemperatur. Beim Start unterhalb etwa +2O⁰C erfolgt die Unterbrechung des Stromkreises entsprechend der Erwärmung eines elektrisch beheizten Bimetalls.

Eine derartige Kaltstartanlage erfordert nicht nur einen zusätzlichen Aufwand durch das zusätzlich benötigte Elektrostartventil und den Thermozeitschalter, sondern sie bringt auch durch das Einspritzen in das Sammelsaugrohr eine schlechte Gleichverteilung des Kraftstoff-Luft-Gemisches auf die einzelnen Zylinder mit sich. Zusätzlich wird beim Heißstart durch einen Elektromagneten das Luftmeßorgan und damit das Zumeßventil in Öffnungsrichtung betätigt.

Es ist ebenfalls bereits vorgeschlagen worden (nicht vorveröffentlichte DE-OS 24 44 800), den die Ruhelage des Luftmeßorgans kennzeichnenden Anschlag in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine verstellbar auszubilden, indem der Anschlag als Bimetallfeder gestaltet ist. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß mit steigenden Drehzahlen beim Start die Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches ständig abnimmt, da das Luftmeßorgan und damit der Steuerschieber des Zumeßventils bereits durch den temperaturabhängigen Anschlag in Öffnungsstellung verschoben sind, bis das Luftmeßorgan vom Anschlag abhebt und keine Startanreicherung mehr erfolgt. Demgegenüber wird jedoch zum sicheren Starten eine möglichst über der Drehzahl gleichbleibende Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches während des Startvorgangs angestrebt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzanlage der bekannten Gattung zu entwickeln, die bei geringerem Bauaufwand ohne

Verwendung der oben beschriebenen Kaltstartanlage einen sicheren Kaltstart der Brennkraftmaschine gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verschiebung des Steuerschiebers bei geringeren Starttemperaturen als etwa +20°C durch eine das Zwischenelement bildende Bimetallfeder erfolgt, deren eines Ende mit dem Schwenkhebel des Luftmeßorgans fest verbunden ist und deren anderes Ende an dem Korrekturhebel angreift.

Es ist noch auf einen älteren Vorschlag hinzuweisen, der einen an dem Schwenkhebel des Luftmeßorgans angelenkten mit dem Kraftstoffzumeßventil in Wirkverbindung stehenden Korrekturhebel vorsieht, an dem ein auf eine Brennkraftmaschinentemperatur ansprechen- ^|5 des Glied angreift, welches mit seinem einen Ende am Schwenkhebel befestigt ist, und dessen übrige Bereiche »emperaturabhängig ihre Lage ändern (nicht vorveröffentlichte DE-OS 24 60 094).

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Bimetallfeder durch ein elektrisches Startheizelement, dessen Stromkreis mittels des Zünd- und des Startschalters der Brennkraftmaschine geschlossen wird, erwärmbar ist und auf der Bimetallfeder ein elektrisches Halteheizelement angeordnet ist, dessen Stromkreis durch den Zündschalter geschlossen wird und das so ausgelegt ist, daß es sich langsamer erwärmt als das elektrische Startheizelement.

Nach einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient als elektrisches Heizelement eine ^J° Heizwicklung.

Nach einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient als elektrisches Heizelement ein PTC-Widerstand.

Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Anlage wird 3ϊ somit beim Starten der Brennkraftmaschine unterhalb etwa +20⁰C durch die Bimetallfeder am Zumeß- und Mengenteilerventil eine von der Starttemperatur abhängige Kraftstoffmenge vorgegeben, die über die unmittelbar vor den Einlaßventilen der einzelnen Zylinder angeordneten Kraftstoffeinspritzventile in das Saugrohr eingespritzt wird. Hierdurch ist eine bessere Kraftstoffgleichverteilung auf die einzelnen Zylinder möglich als bei Verwendung eines Startventils. Vorteilhaft ist ebenfalls die entsprechend der Erwärmung des elektrischen Startheizelementes verringerbare Startkraftstoffmenge, da schon nach wenigen Zündungen der Brennkraftmaschine die Zylinderwände bei praktisch noch gleichbleibender Kühlwassertemperatur bereits so weit vorgewärmt sind, daß sich die Kraftstoffkondensation an den Zylinderwänden vermindert. Somit erfolgt bereits unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine eine Verminderung der giftigen Abgasbestandteile.

Die Anordnung ermöglicht auch nach dem eigentlichen Startvorgang eine gewisse Nachstartanreicherung, wodurch ein sicherer Selbstlauf und eine gute Gasannahme direkt nach dem Start gewährleistet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und wird im folgen- t>o den näher beschrieben.

Bei der dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung über einen Saugrohrabschnitt 1 in einen konischen Abschnitt 2, in dem ein Luftmeßorgan 3 angeordnet ist, und weiterhin f>^r> durch einen Saugrohrabschnitt 4 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 5 zu einem Sammelsaugrohr 6 und von dort über Saugrohrabschnitte 7 zu einem oder mehreren Zylindern 8 einer Brennkraftmaschine. Das Luftmeßorgan 3 ist eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte 3, die sich im konischen Abschnitt 2 des Saugrohres nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt, wobei nur eine konstante am Luftmeßorgan 3 angreifende Rückstellkraft sowie einen konstanten vor dem Luftmeßorgan 3 herrschenden Luftdruck der zwischen dem Luftmeßorgan 3 und der Drosselklappe 5 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt. Das Luftmeßorgan 3 steuert ein Zumeß- und Mengenteilerventil 10. Zur Übertragung der Stellbewegung des Luftmeßorgans 3 dient ein mit ihm verbundener Schwenkhebel 11, der gemeinsam mit einem Korrekturhebel 12 an einem Drehpunkt 13 gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung das als Steuerschieber 14 ausgebildete bewegliche Ventilteil des Zumeß- und Mengenteilerventils 10 betätigt. An einer Gemischregulierschraube 15 läßt sich das gewünschte Kraftstoff-Luft-Gemisch einstellen. Die dem Schwenkhebel 11 abgewandte Stirnfläche 16 des Steuerschiebers 14 wird von Druckflüssigkeit beaufschlagt, deren Druck auf die Stirnfläche 16 die Rückstellkraft auf das Luftmeßorgan 3 erzeugt.

Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine Elektrokraftstoffpumpe 19, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 20 ansaugt und über einen Kraftstoffspeicher 21, einen Kraftstoffilter 22 und eine Kraftstoffversorgungsleitung 23 dem Zumeß- und Mengenteilerventil 10 zuführt. Ein Systemdruckregler 24 hält den Systemdruck in der Kraftstoffeinspritzanlage konstant.

Die Kraftstoffversorgungsleitung 23 führt über verschiedene Abzweigungen zu Kammern 26 des Zumeß- und Mengenteilerventils 10, so daß die eine Seite einer Membran 27 durch den Kraftstoffdruck beaufschlagt wird. Die Kammern 26 stehen mit einer Ringnut 28 des Steuerschiebers 14 in Verbindung. Je nach Stellung des Steuerschiebers 14 öffnet die Ringnut 28 mehr oder weniger Steuerschlitze 29, die zu je einer Kammer 30 führen, die durch die Membran 27 von der Kammer 26 getrennt ist. Aus den Kammern 30 gelangt der Kraftstoff über Einspritzkanäle 33 zu den einzelnen Einspritzventilen 34, die in der Nähe der Motorzylinder 8 im Saugrohrabschnitt 7 angeordnet sind. Die Membran 27 dient als bewegliches Teil eines Flachsitzventils, das durch eine Feder 35 bei nicht arbeitender Kraftstoffeinspritzanlage offen gehalten wird. Die je aus einer Kammer 26 und 30 gebildeten Membrandosen bewirken, daß unabhängig von der zwischen der Ringnut 28 und den Steuerschlitzen 29 bestehenden Überdeckung, also unabhängig von der zu den Einspritzventilen 34 strömenden Kraftsioffmenge das Druckgefälle an den Zumeßventilen 28, 29 weitgehend konstant bleibt. Damit ist gewährleistet, daß der Verstellweg des Steuerschiebers 14 und die zugemessene Kraftstoffmenge proportional sind.

Bei einer Schwenkbewegung des Schwenkhebels 11 wird das Luftmeßorgan 3 in den konischen Abschnitt 2 bewegt, so daß der sich !wischen Luftmeßorgan und Konus ändernde Ringquerschnitt annähernd proportional zum Verstellweg des Luftmeßorganes 3 ist

Die die konstante Rückstellkraft auf den Steuerschieber 14 erzeugende Druckflüssigkeit ist Kraftstoff. Hierfür zweigt von der Kraftstoffversorgungsleitung 23 eine Steuerdruckleitung 36 ab, die durch eine Abkopplungsdrossel 37 von der Kraftstoffversorgungsleitung 23 getrennt ist. Mit der Steuerdruckleitung 36 ist über eine Dämpfungsdrossel 38 ein Druckraum 39 verbunden, in

den der Steuerschieber 14 mit seiner Stirnfläche 16 ragt.

In der Steuerdruckleitung 36 ist ein Drucksteuerventil 42 angeordnet, über das die Druckflüssigkeit durch eine Rücklaufleitung 43 drucklos zum Kraftstoffbehälter 20 gelangen kann. Durch das dargestellte Drucksteuerventil 42 ist der Druck der die Rückstellkraft erzeugenden Druckflüssigkeit während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine nach einer Temperatur- und Zeitfunktion änderbar. Das Drucksteuerventil 42 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit einem festen Ventilsitz 44 und einer Membran 45, die in Schließrichtung des Ventils von einer Feder 46 belastet wird. Die Feder 46 wirkt über einen Federteller 47 und einen Übertragungsstift 48 auf die Membran 45. Bei Temperaturen unterhalb der Motorbetriebstemperatur wirkt der Federkraft eine Bimetallfeder 49 entgegen, auf der ein elektrischer Heizkörper 50 angeordnet ist, dessen Aufheizung nach dem Start zu einer Verminderung der Kraft der Bimetallfeder 49 auf die Feder 46 führt.

Zur Steuerung einer Kaltstartkraftstoffmenge bei geringeren Starttemperaturen als etwa +20⁰C dient eine Bimetallfeder 53, deren festes Ende 54 mittels einer Schraubenverbindung 55 mit dem Schwenkhebel 11 des Luftmeßorgans 3 verbunden ist und deren freies Ende 56 durch eine öffnung 57 des Schwenkhebels 11 greift und über die Gemischregulierschraube 15 an dem Korrekturhebel 12 angreift, durch den der Steuerschieber 14 des Zumeß- und Mengenteilerventils 10 betätigbar ist. Die Bimetallfeder 53 verschiebt also in Abhängigkeit von der Starttemperatur den Korrektur hebel 12 und somit den Steuerschieber 14 gegenübei dem Schwenkhebel 11 des Luftmeßorganes 3. Be Temperaturen über +20⁰C hat sich die Bimetallfeder 5:

so weit in Richtung vom Steuerschieber weggebogen daß sie an der dem Korrekturhebel 12 abgewandter Wandung 63 der öffnung 57 des Schwenkhebels 11 zurr Anliegen kommt. Um beim Start der Brennkraftmaschi ne bereits eine Verringerung der Startkraftstoffmenge

ίο zu erzielen, ist auf der Bimetallfeder 53 ein elektrische· Startheizelement 59 angeordnet, dessen Stromkreis vor dem Zündschalter 60 und dem Startschalter 61 geschlossen wird. Das sich erwärmende elektrische Startheizelement 59 führt zu einem Verbiegen dei Bimetallfeder 53 in Richtung einer Verringerung dei durch den Steuerschieber 14 gesteuerten Kraftstoffmenge. Auf der Bimetallfeder 53 ist neben dem elektrischen Srartheizelement 59 ein elektrisches Halteheizelement 62 angeordnet, dessen Stromkreis durch den Zündschalter 60 geschlossen wird und was dazu dient, nach Abschluß des Startvorganges bei abgeschaltetem Startheizelement 59 die Bimetallfeder 53 an der Wandung 63 der Öffnung 57 des Schwenkhebels 11 zu halten. Das elektrische Halteheizelement 62 ist dabei so ausgelegt, daß es sich wesentlich langsamer erwärmt als das elektrische Startheizelement 59. Als elektrische Heizelemente 59, 62 können beispielsweise Heizwicklungen, PCT-Widerstände oder ähnliches dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kraftstoffeinspritzanlage für gemisch verdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem ein an einem Schwenkhebel angeordnetes Luftmeßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Luftmeßorgan entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegt wird und dabei über einen an dem Schwenkhebel unter Vermittlung eines dem Schwenkhebel gegenüber lageveränderlichen Zwischenelements angreifenden Korrekturhebel einen als bewegliches Teil ausgebildeten Steuerschieber eines in der Kraftstoffversorgungsleitung angeordneten Zumeß- und Mengenteilerventils für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt und der Steuerschieber des Zumeß- und Mengenteilerventils temperaturabhängig in eine Öffnungsstellung des Zumeß- und Mengenventils verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des Steuerschiebers (14) bei geringeren Starttemperaturen als etwa +20⁰C durch eine das Zwischenelement bildende Bimetallfeder (53) erfolgt, deren eines Ende (54) mit dem Schwenkhebel (11) fest verbunden ist und deren anderes Ende (56) an dem Korrekturhebel (12) angreift.

2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallfeder (53) durch ein elektrisches Startheizelement (59), dessen Stromkreis mittels des Zünd- (60) und des Startschalters (61) der Brennkraftmaschine geschlossen wird, erwärmbar ist.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Bimetallfeder (53) ein elektrisches Halteheizdlement (62) angeordnet ist, dessen Stromkreis durch den Zündschalter (60) der Brennkraftmaschine geschlossen wird und das so ausgelegt ist, daß es sich langsamer erwärmt als das elektrische Startheizelement (59).

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisches Heizelement (59,62) eine Heizwicklung dient.

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisches Heizelement (59,62) ein PTC-Widerstand dient.

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