DE2625141A1

DE2625141A1 - Unterdruckbegrenzer fuer eine kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE2625141A1
Application number: DE19762625141
Authority: DE
Inventors: Richard Bertsch; Siegfried Fehrenbach; Dittmar Ing Grad Klett; Heinrich Dipl Phys Dr Knapp; Eberhard Utz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-06-04
Filing date: 1976-06-04
Publication date: 1977-12-22
Also published as: JPS52149519A; FR2353711A1; FR2353711B1; GB1560334A; US4220123A; JPS6143531B2

Description

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R. 3252

30.k.1976 Kh/Ht

Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart

Unterdruckbegrenzer für eine Kraftstoffeinspritzanlage

Die Erfindung bezieht sich auf einen Unterdruckbegrenzer für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit Einspritzung der zugemessenen Kraftstoffmenge in das Saugrohr, in dem eine willkürlich betätigbare Drosselklappe angeordnet ist und die Saugrohrabschnitte stromaufwärts und stromabwärts der Drosselklappe durch einen in seinem Querschnitt mittels des Unterdruckbegrenzers änderbaren Bypass verbunden sind, wobei der Unterdruckbegrenzer ein druckabhängiges Steuerelement aufweist, das auf den im Schiebebetrieb im Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe herrschenden Unterdruck anspricht.

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Es sind bereits Unterdruckbegrenzer bekannt, die zur Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Schiebbebetrieb der Brennkraftmaschine auf den beim plötzlichen Schließen der Drosselklappe entstehenden Druckabfall im Ansaugrohr ansprechen und an der geschlossenen Drosselklappe vorbei eine Luftmenge zuführen, welche ausreicht, im Schiebebetrieb eine Verbrennung in den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine aufrechtzuerhalten. Derartige Unterdruckbegrenzer sind jedoch nicht geeignet, bei unterschiedlichen geodätischen Höhen die Schubluftzumessung ausreichend sicher zu stellen, da sie bei zunehmenden Höhen und damit sinkendem Atmosphärendruck auf den Druckunterschied stromaufwärts und stromabwärts der Drosselklappe ansprechend erst bei zu großen Unterdrücken stromabwärts der Drosselklappe im Schiebebetrieb öffnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Unterdruckbegrenzer der eingangs beschriebenen Art zu entwickeln, bei dem die Schubluftzumessung unabhängig von dem jeweiligen Atmosphärendruck (Höhe) gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das druckabhängige Steuerelement als evakuierter elastischer Hohlkörper ausgebildet ist, der in einer mit dem Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe in Verbindung stehenden Kammer angeordnet und durch den ein Steuerventil betätigbar ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß als evakuierter elastischer Hohlkörper eine Barometerdose dient und der Unterdruckbegrenzer durch eine Vorsteuerdose und eine Bypass-Steuerdose gebildet wird und die Barometerdose und das Steuerventil in der Kammer der Vorsteuerdose angeordnet sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist derart, daß das Gehäuse der Bypass-Steuerdose durch eine Membran

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in zwei Kammern unterteilt ist, von denen die erste Kammer über eine erste Leitung mit dem Saugrohrabschnitt stromaufwärts und über eine zweite Leitung mit dem Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe verbunden und die zweite Leitung durch ein sich gegen die Membran abstützendes bewegliches Ventilteil abschließbar ist und die zweite Kammer einerseits über eine Drosselstelle mit der ersten Kammer und andererseits über das Steuerventil mit der Vorsteuerdose in verbindung steht und eine weiche Druckfeder aufweist, durch die die Membran in Schließrichtung des beweglichen Ventilteils beaufschlagt wird und daß das Steuerventil einen stabförmigen Schließkörper aufweist, dessen eines Ende kegelstumpfförmig ausgebildet mit einem festen Ventilsitz zusammenarbeitet und an dessen anderem, ballig ausgebildeten Ende über eine Lochscheibe eine den Schließkörper in Schließrichtung des Steuerventils beaufschlagende Feder angreift und Feder, Lochscheibe und Schließkörper des Steuerventils von einer Buchse in Längsrichtung umschlossen werden und das ballige Ende des Schließkörpers in Richtung auf die Barometerdose hin aus der Buchse ragt.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Barometerdose auf ihrer dem Steuerventil zugewandten Seite eine Scheibe auf, die mit dem balligen Ende des Steuerventilschließkörpers zusammenarbeitet und ist bei einem den Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine kennzeichnenden Unterdruck im Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe der Schließkörper des Steuerventils über die Scheibe durch die Barometerdose in Öffnungsrichtung des Steuerventils bewegbar und wird bei einem Leckwerden der Barometerdose die Scheibe durch die Barometerdose gegen die Buchse gedrückt.

Nach einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Stellung der Barometerdose in der Vorsteuerdose über eine Schraube justierbar.

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Weiterhin vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Erfindung, bei der das der Lochscheibe abgewandte Windungsende der Feder des Steuerventils angekippt ausgebildet ist, so daß die Lochscheibe an der Innenwand der Buchse anliegt.

Vorteilhaft ist weiter die Ausgestaltung der Erfindung, daß die Vorsteuerdose und die zweite Kammer der Bypass-Steuerdose über einen Verbindungssehlauch in Verbindung stehen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Gehäuse der Bypass-Steuerdose durch eine Membran in zwei Kammern unterteilt ist, von denen die erste Kammer über eine erste Leitung mit dem Saugrohrabschnitt stromaufwärts und über eine zweite Leitung mit dem Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe verbunden und die zweite Leitung durch ein sich gegen die Membran über einen Druckstift abstützendes bewegliches Ventilteil abschließbar ist und von der ersten Kammer durch einen Zwischenboden und die Membran eine Zwischenkammer abgetrennt ist, die über eine Drosselstelle mit der ersten Kammer und über das Steuerventil mit dem Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe in Verbindung steht und die zweite Kammer eine weiche Druckfeder aufweist, durch- die und den Saugrohrdruck stromabwärts der Drosselklappe die Membran in Schließrichtung des beweglichen Ventilteils beaufschlagt wird und durch ein mit der Barometerdöse verbundenes bewegliches Ventilteil des Steuerventils eine Leitung vom Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe zur Kammer der Vorsteuerdose verschließbar ist.

Nach einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Vorsteuerdose und die Zwischenkammer der Bypass-Steuerdose über einen Verbindungsschlauch verbunden.

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Eine andere vorteihafte Ausgestaltung der Erfindung ist derart, daß als evakuierter elastischer Hohlkörper ein Balg dient, der in einer mit den Saugrohrabschnitten stromaufwärts und stromabwärts der Drosselklappe verbundenen Kammer angeordnet ist und ein den Durchströmquerschnitt der zum Saugrohrabschnitt stromaufwärts der Drosselklappe führenden Leitung bestimmendes bewegliches Ventilteil steuert.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erstes Ausführungsbeispiel eines Unterdruckbegrenzers,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Unterdruckbegrenzers ,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Unterdruckbegrenzers,

Fig. 4 eine elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage mit einem Unterdruckbegrenzer,

Fig. 5 eine mechanische Kraftstoffeinspritzanlage mit einem Unterdruckbegrenzer.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiei eines Unterdruckbegrenzers mit einer Bypass-Steuerdose 1 und einer Vorsteuerdose 2 dargestellt. Die Bypass-Steuerdose 1 besitzt ein aus zwei tiefgezogenenen Gehäuseteilen 3 und 4 zusammengesetztes Gehäuse, daß durch eine Membran 5 in eine erste Kammer 6 und eine zweite Kammer 7 unterteilt ist. Die Membran 5 ist an dem die beiden Gehäuseteile verbindenden Bördelrand 8 eingespannt.

Die erste Kammer 6 der Bypass-Steuerdose 1 ist über eine erste Leitung 9 mit einem Saugrohrabschnitt stromaufwärts und über eine zweite Leitung 10 mit einem Saugrohrabschnitt stromabwärts

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einer Drosselklappe im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine verbunden (siehe Fig. 4 und 5). In der zweiten Kammer 7 ist eine weiche Druckfeder 11 untergebracht, die sich mit einem Ende gegen den Gehäuseboden des Gehäuseteils 4 und dem anderen Ende gegen einen Federteller 12 abstützt. Der Federteller 12 ist im Zentrum der Membran 5, welche aus einer gummierten Gewebemembran bestehen kann, gegen eine durch die Membran hindurchgreifende Verstärkungsscheibe 13 verstemmt.

In der ersten Kammer 6 ist ein tellerförmig ausgebildetes bewegliches Ventilteil 14 angeordnet, das seinen Dichtsitz an der plangeschliffenen Stirnseite der zweiten Leitung 10 findet, die in die erste Kammer 6 hineinragt. Dieser Endabschnitt der zweiten Leitung 10 ist von einer Rückstellfeder 15 umschlossen, die sich einerseits am Boden des Gehäuseteiles 3 und andererseits am beweglichen Ventilteil 14 abstützt und das bewegliche Ventilteil 14 von seinem Sitz abzuheben versucht. Um die für eine solche Ventilbewegung erforderliche Membranbewegung übertragen zu können, ist zwischen der Verstärkungsscheibe 13 der Membran 5 und dem beweglichen Ventilteil 14 ein Druckstift spielfrei angeordnet. Dieser ist längsverschiebbar in einer Längsbohrung 17 einer Nabe 18 geführt, die beispielsweise aus Nylon hergestellt in die zentrale öffnung 19 eines Zwischenbodens 20 eingespritzt ist. Dieser ist aus Stahlblech tiefgezogen und an seinem flanschartigen Rand zusammen mit der Membran 5 im Bördelrand 8 festgespannt. Er soll verhindern, daß das aus den beiden Federn 11 und 15 und den Massen des Ventilteiles 14, des Druckstiftes 16 sowie der Verstärkungsscheibe 13 und des Federtellers 12 bestehende System unter dem Einfluß der vor allem bei niederen Drehzahlen stark in Erscheinung tretenden, durch die Ansaugvorgänge der Brennkraftmaschine verursachten Druckschwankungen zu Schwingungen angeregt werden kann. Damit der in der ersten Kammer 6 herrschende, nur gering unter dem Atmosphärenluftdruck liegende Druck sich-voll auf die Membran 5 auswirken kann, muß eine Durchlaßverbindung von der ersten

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Kammer 6 zu der von dem Zwischenboden 20 abgetrennten Zwischenkammer 21 vorhanden sein. Hierzu dient eine im Durchmesser nur etwa 1 mm starke Ausgleichsbohrung 22. Die Zwischenkammer 21 wiederum ist durch eine Drosselbohrung 23 mit der zweiten Kammer 7 verbunden.

Vorsteuerdose 2 und Bypass-Steuerdose 1 können fest miteinander verbunden sein, aber auch getrennt angeordnet und über eine Sehlauchverbindung 24 miteinander in Verbindung stehen. In der Kammer 25 der Vorsteuerdose 2 ist ein als Barometerdose 26 ausgebildeter evakuierter elastischer Hohlkörper angeordnet, dessen axiale Stellung in der Kammer durch eine Schraube 27 justierbar ist, die durch die Wandung der Vorsteuerdose 2 hindurchgreift. Auf der der Schraube 27 abgewandten Seite der Barometerdose 26 ist eine Scheibe 28 angeordnet, die mit einem stabförmig ausgebildeten Schließkörper 29 eines Steuerventils 30 zusammenarbeitet. Der stabförmige Schließkörper 29 besitzt ein der Scheibe 28 zugewandtes balliges Ende 31 und ein kegelstumpf förmig ausgebildetes Ende 32, das mit einem festen Ventilsitz 33 zusammenarbeitet. Der Schließkörper 29 wird in Sehließrichtung durch eine Feder 34 beaufschlagt, die über eine Lochscheibe 35 am balligen Ende 31 des Schließkörpers 29 angreift. Feder ~$k₃ Lochscheibe 35 und Schließkörper 29 werden von einer Buchse 36 in Längsrichtung derart umschlossen, daß das ballige Ende 31 des Schließkörpers 29 in Richtung auf die Barometerdose 26 hin aus der Buchse 36 ragt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das der Lochscheibe abgewandte Windungsende der Feder J>k des Steuerventils 30 angekippt ausgebildet ist, so daß die Lochscheibe 35 an der Innenwand der Buchse 36 anliegt und reibt. So werden hochfrequente, akustisch störende Schwingungen vermieden.

Die Kammer 25 der Vorsteuerdose 2 steht einerseits über eine Leitung 37 mit einem Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe und andererseits über das Steuerventil 30 und die Schlauch-

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verbindung 24 mit der zweiten Kammer 7 der Bypass-Steuerdose 1 in Verbindung.

Um den Ausfall des Unterdruckbegrenzers zu signalisieren, könnte beispielsweise an der Vorsteuerdose 2 eine Zungenpfeife 38 angeordnet sein, die anspricht, wenn der Saugrohrdruck stromabwärts der Drosselklappe zu groß wird. Eine andere Anzeigemöglichkeit wäre beispielsweise die Stirnfläche der Buchse 36 und die dieser zugewandte Stirnfläche der Scheibe 28 mit elektrischen Kontakten zu versehen, die mit einem Anzeigegerät am Armaturenbrett verbunden sind und das Anzeigegerät anspricht, wenn diese beiden Kontakte miteinander in Berührung gelangen.'

Die Wirkungsweise des in Figur 1 dargestellten Unterdruckbegrenzers ist wie folgt:

Die Lage der Barometerdose 26 in der Kammer 25 der Vorsteuerdose 2 gegenüber dem balligen Ende 31 des beweglichen Schließkörpers 29 des Steuerventils 30 ist mittels der Schraube 27 so eingestellt, daß bei im normalen Fahrbetrieb und bei Leerlaufdrehzahlen auftretenden Unterdrücken im Ansaugrohr stromabwärts der Drosselklappe die Scheibe 28 der Barometerdose 26 ausser Berührung mit dem balligen Ende 31 des Schließkörpers 29 ist, so daß das Steuerventil 30 geschlossen bleibt. Sinkt jedoch im Schiebebetrieb der Druck im Ansaugrohr stromabwärts der Drosselklappe und damit auch in der Kammer 25, so öffnet die Barometerdose 26 über die Scheibe 28 den Schließkörper .29 des Steuerventils 30 beispielsweise bei einem Absolutdruck von etwa 300 Torr. Bei geöffnetem Steuerventil 30 sinkt nun der Druck in der zweiten Kammer 7 der Bypass-Steuerdose 1 ab und die Membran 5 bewegt sich in Richtung auf den Boden des Gehäuseteils k, so daß die Rückstellfeder 15 das bewegliche Ventilteil Ik von seinem Sitz abheben kann und über den sich bildenden Ringspalt mit der zweiten Leitung 10 Luft über die erste Leitung 9 in die zweite

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Leitung 10 stromabwärts der Drosselklappe strömen kann, wodurch ausreichende Verbrennungsvorgänge der Brennkraftmaschine trotz starker Drosselung gewährleistet sind. Steigt der Absolutdruck stromabwärts der Drosselklappe wieder auf einen Wert, der sich mittels der Schraube 27 über die Barometerdose 26 einstellen läßt, so gelangen die Scheibe 28 der Barometerdose 26 und der Schließkörper 29 außer Eingriff und das Steuerventil 30 schließt infolge der Federkraft 34. über die Ausgleichsbohrung 22 und die Drosselbohrung 23 erfolgt nun ein Druckausgleich zwischen den Kammern 6 und 7 der Bypass-Steuerdose 1, so daß infolge der Federkraft der weichen Feder 11 das bewegliche Ventilteil 14 ebenfalls geschlossen wird. Der Saugrohrunterdruck stromabwärts der Drosselklappe, bei dem das bewegliche Ventilteil 14 der Bypass-Steuerdose 1 öffnet, wird somit nicht wie.bei bekannten Unterdruckbegrenzern durch die Federkraft 11 bestimmt, sondern die Federkraft dient lediglich dazu, das bewegliche Ventilteil 14 bei geschlossenem Steuerventil 30 in dieser Stellung zu halten. Bei dem erfindungsgemäßen Unterdruckbegrenzer wird der Unterdruck, bei dem das bewegliche Ventilteil 14 von ihrem Sitz abhebt bestimmt durch den Unterdruck stromabwärts der Drosselklappe, bei dem das Steuerventil 30 durch die Barometerdose 26 geöffnet wird, wobei zur Einstellung dieses Unterdruckes die Barometerdose 26 axial durch die Schraube 27 verstellbar ist. Um zu verhindern, daß bei einem Leckwerden der Barometerdose 26 das Steuerventil 30 ständig geöffnet ist und sich somit das bewegliche Ventilteil 14 ebenfalls von seinem .Sitz abhebt und über die zweite Leitung 10 fortwährend Luft in das Saugrohr einströmen kann, ist das Steuerventil 30 von der Buchse 36 umgeben, auf der bei einem Leckwerden der Barometerdose 26 die Scheibe 28 zum Anliegen kommt und somit den Durchströmquerschnitt am Steuerventil 30 sperrt.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eines Unterdruckbegrenzers nach Figur 2 sind die gegenüber dem Unterdruckbegrenzer nach Fig. 1 gleichbleibenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen

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versehen. Dieser Unterdruckbegrenzer nach Fig. 2 unterscheidet sich im wesentlichen von dem in Figur 1 dadurch, daß in der Ausgleichsbohrung 22 zwischen der ersten Kammer 6 und der Zwisehenkammer 21 der Bypass-Steuerdose 1 eine Drosselstelle 39 vorgesehen ist und zwischen der ersten Kammer 6 und der zweiten Kammer 7 keine Verbindung besteht. Die zweite Kammer 7 ist über eine dritte Leitung 40 mit dem Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe verbunden. Die Schlauchverbindung zwischen der Vorsteuerdose 2 und der Bypass-Steuerdose 1 mündet bei dem zweiten Ausführungsbeispiel in die Zwischenkammer 21 der Bypass-Steuerdose 1. Die Leitung 37 von dem Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe zur Kammer 25 der Vorsteuerdose 2 ist durch ein Steuerventil 41 verschließbar, das durch einen festen Ventilsitz 42 und ein bewegliches Ventilteil 43 gebildet wird, das wie in Fig. 2 beispielsweise dargestellt in einer mit der Barometerdose 26 verbundenen Halterung 44 schwenkbar gelagert sein kann.

Die Wirkungsweise des in Figur 2 dargestellten Unterdruckbegrenzers ist folgende:

Während des normalen Fahrbetriebes und im Leerlauf ist das Steuerventil 41 der Vorsteuerdose 2 geöffnet, so daß in der Zwischenkammer 21 der Unterdruck im Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe herrscht, wie auch in der zweiten Kammer 7 der Bypass-Steuerdose 1. Erreicht nun der Unterdruck im Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe eine den Schiebebetrieb kennzeichnenden Wert, so bewegt die Barometerdose 26 das bewegliche Ventilteil 43 in Richtung auf den festen Ventilsitz 42 und das Steuerventil 4l schließt. Hierauf baut sich über die Ausgleichsbohrung 22 und die Drosselstelle 39 der Atmosphärendruck aus der ersten Kammer 6 auch in der Zwischenkammer 21 der Bypass-Steuerdose auf, wodurch die Federkraft 11 aufgrund der Druckdifferenz an der Membran 5 überwunden wird und die Rückstellfeder 15 das bewegliche Ventilteil 14 von seinem Ventilsitz ab-

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heben kann, so daß Luft über die zweite Leitung 10 in den Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe strömen kann. Der in der Zwischenkammer 21 herrschende Druck wird über die Schlauchverbindung 24 auch in der Kammer 25 der Vorsteuerdose 2 wirksam, so daß durch die Barometerdose 26 das Steuerventil 4l wieder geöffnet wird. Herrscht im Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe immer noch ein den Schiebebetrieb kennzeichnenden Unterdurck, so hat dies zur Folge, daß die Barometerdose 26 das Steuerventil 4l erneut schließt. Wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. die Federkraft 11 nicht bestimmend für den Unterdruck stromabwärts der Drosselklappe, bei dem im Schiebebetrieb Luft über die zweite Leitung 10 dem Saugrohrschnitt stromabwärts der Drosselklappe zugeführt wird.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel eines Unterdruckbegrenzers 45 ist eine Kammer 46 über eine zweite Leitung 10 mit dem Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe verbunden. In der Kammer 46 ist ein als evakuierter elastischer Hohlkörper dienender Balg 47 angeordnet, dessen eine Stirnfläche mit dem Kammerboden und dessen andere Stirnfläche mit einem beispielsweise kegelstumpfförmig ausgebildeten 'Schließkörper 48 verbunden ist, der mit einem festen Ventilsitz 49 zusammenarbeitet.

Die Wirkungsweise des in Figur 3 dargestellten Unterdruckbegrenzers ist folgende:

Während des normalen Fahrbetriebes und im Leerlauf der Brennkraftmaschine befindet sich das Ventil 48, 49 in Schließstellung. Sinkt jedoch im Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine der Saugrohrdruck stromabwärts der Drosselklappe unter einen den Schiebebetrieb kennzeichnenden Absolutdruckwert, so dehnt sich der Balg 47 aus und hebt den Schließkörper 48 von dem festen

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Ventilsitz '19 ab, so daß über die erste Leitung 9 und die zweite Leitung 10 Luft in den Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe gelangen kann. Der Öffnungsdruck läßt sich beispielsweise dadurch voreinstellen, daß wie dargestellt der Schließkörper 48 auf einer Schraubspindel angeordnet ist und sich somit seine Lage gegenüber dem Balg 47 verstellen läßt, oder der Balg kann wie bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 an einer Schraube gelagert und in axialer Richtung verstellbar sein. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1, 2 und 3 ist somit der öffnungsdruck, bei dem eine Schubluftzumessung erfolgt abhängig von einem vorbestimmten Absolutdruck und unabhängig von unterschiedlichen geodätischen Höhen.

Die Möglichkeit des erfindungsgemäßen Eingriffes in eine mechanisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in ein Saugrohr 50, das einen konischen Abschnitt 51 mit einem darin angeordneten Meßorgan 52 aufweist und weiterhin durch einen Verbindungsschlauch 53 und einen Saugrohrabschnitt 54 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 55 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das Meßorgan 52 ist einer quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte, die sich im konischen Abschnitt 51 des Saugrohres nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt, wobei für eine konstante am Meßorgan 52 angreifende Rückstellkraft sowie einen konstanten vor dem Meßorgan 52 herrschenden Luftdruck der zwischen dem Meßorgan 52 und der Drosselklappe 55 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt.

Das Meßorgan 52 steuert unmittelbar ein Zumeß- und Mengenteilerventiil 57· Zur übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans 52 dient ein mit ihm verbundener Hebel 58, der um einen Dreh-

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Punkt 59 schwenkbar gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung mit einer Nase 60 das als Steuerschieber 61 ausgebildete bewegliche Ventilteil des Zumeß- und Mengenteilersventils 57 betätigt.

Der von einer durch einen Elektromotor 63 angetriebenen Kraftstoffpumpe 64 aus einem Kraftstoffbehälter 65 geförderte Kraftstoff gelangt über eine Leitung 66 und einen Kanal 67 in eine Ringnut 68 des Steuerschiebers 6l. Je nach der Stellung des Steuerschiebers 61 überdeckt die Ringnut 68 mehr oder weniger Steuerschlitze 69, die durch Kanäle 70 zu je einer Kammer 71 führen, die durch eine Membran 72 von einer Kammer 73 getrennt ist, wobei die Membran als bewegliches Teil je eines als Gleichdruckventil 74 ausgebildeten Flachsitzventils dient. Aus den Kammern 71 gelangt der Kraftstoff über Kanäle 75 zu den eineinen nicht dargestellten Einspritzventilen, die in der Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordnet sind.

Von der Leitung 66 zweigt eine Leitung 76 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 77 geschaltet ist, das bei zu großem Systemdruck Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 65 zurückfließen läßt.

Der Steuerschieber 61 wird auf seiner dem Hebel 58 gegenüberliegenden Stirnfläche durch Druckflüssigkeit beaufschlagt, die als Rückstellkraft für das Meßorgan 52 dient und über eine Leitung 79 mit einer Dämfpungsdrossel 80 auf den Steuerschieber wirkt.

Von der Leitung 66 zweigt eine Steuerdruckleitung 82 ab, in der in Reihe eine Abkopplungsdrossel 83, die Kammern 73 der Gleichdruckventile 74, eine Drossel 84 und ein Magnetventil 85 angeordnet sind. Parallel zum Magnetventil 85 ist in einer Leitung 86 eine Drossel 87 angeordnet, durch die der Kraftstoff aus der Steuerdruckleitung 82 drucklos über die Rücklaufleitung 88 zum Kraftstoffbehälter 65 zurückfließen kann.

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Zur Sicherung der Schubluftzumessung bzw. der Motorverbrennung bei unterschiedlichen geodätischen Höhen ist in dem durch die Leitungen 9, 10 gebildeten Bypass um die Drosselklappe 55 ein Unterdruckbegrenzer entsprechend den Ausführungsbeispielen der Figuren 1, 2 oder 3 angeordnet.

Die Wirkungsweise der in Figur *J dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage ist wie folgt:

Bei laufender Brennkraftmaschine wird über das Saugrohr 50, und 5¹I Luft angesaugt, durch die das Meßorgan 52 eine gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt. Entsprechend der Auslenkung des Meßorgans 52 wird über den Hebel 58 auch der Steuerschieber 61 des Zumeß- und Mengenteilerventils 57 verschoben, der die 'zu den Einspritzventilen strömende Kraftstoffmenge zumißt. Die direkte Verbindung zwischen dem Meßorgan 52 und dem Steuerschieber 6l ergibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge.

Um das Kraftstoff-Luft-Gemisch je nach dem Abschnitt des Betriebsbereiches der Brennkraftmaschine reicher oder ärmer halten zu können, ist eine Änderung der Proportionalität zwischen angesaugter Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine erforderlich. Die Änderung des Kraftstoff-Luft-Gemisches kann einerseits dadurch erfolgen, daß die Rückstellkraft am Meßorgan 52 verändert wird oder andererseits durch Änderung der Druckdifferenz am Zumeßventil 68, 69. Bei Brennkraftmaschinen mit mehreren Motorzylindern ist es vorteilhaft, im Zumeß- und Mengenteilerventil 57 die Ventile Ik als Gleichdruckventile auszubilden. Der Differenzdruck an den Zumeßventilen 68, 69 kann in vorteilhafter Weise gemeinsam durch den Druck in der Steuerdruckleitung 82 geregelt und geändert werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Änderung des Differenzdruckes an der Abkopplungsdrossel

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83, indem die durch die Abkopplungsdrossel strömende Flüssigkeitsmenge veränderbar ist. Die Mengenänderung an der Abkopplungsdrossel 83 läßt sich dadurch erreichen, daß ihr eine Drossel 84 und ein Magnetventil 85 mit- einer zu diesem parallelen Drossel 87 im Steuerdruckkreislauf 82 nachgeschaltet ist. Bei geschlossenem Magnetventil wird die durch die Abkopplungsdrossel 83 fließende Kraftstoffmenge durch die Drosseln 83, 84 und 87 bestimmt. Die bei geöffnetem Magnetventil 85 im Steuerdruckkreislauf fließende Kraftstoffmenge wird nur noch durch die Drosseln 83 und 84 bestimmt, was eine geringere Drosselung und eine erhöhte Druckdifferenz an der Abkopplungsdrossel 83 zur Folge hat, weshalb auch die Druckdifferenz an den Zumeßventilen 68, 69 erhöht wird. Die Änderung des Differenzdruckes an der Abkopplungsdrossel 83 läßt sich durch die Variation des Verhältnisses von Öffnungsdauer zu Schließdauer des Magnetventiles 85 erreichen. Dabei ergibt sich für ein dauernd geschlossenes Magnetventil 85 die geringe Druckdifferenz und ein armes Kraftstoff-Luft-Gemisch, während für ein dauernd geöffnetes Magnetventil 85 die Druckdifferenz am größten und das Kraftstoff-Luft-Gemisch am reichsten ist.

Das Tastverhältnis des Elektromagnetventils 85 läßt sich entsprechend der Ausbildung nach Fig. 5 durch eine in Fig. 4 nicht dargestellte elektronische Steuereinrichtung ändern, der neben den von Gebern ermittelten Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine die Ausgangssignale einer Säuerstoffsonde eingebbar sind.

Die in Fig. 5 dargestellte elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage ist zum Betrieb einer Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine 90 bestimmt und umfaßt als wesentliche Bestandteile vier elektromagnetisch betätigbare Einspritzventile 91» denen aus einem Verteiler 92 über je eine Rohrleitung 93 der einzuspritzende Kraftstoff zugeführt wird, eine elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe 94, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 95 fördert, einen Druckregler 96, der den Kraft-

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stoffdruck auf einen konstanten Wert regelt, sowie eine im folgenden näher beschriebene elektronische Steuer- und Regeleinrichtung, die durch einen mit der Nockenwelle 97 der Brennkraftmaschine gekoppelten Signalgeber 98 bei jeder Nockenwellenumdrehung zweimal ausgelöst wird und dann je einen rechteckigen elektrischen Öffnungsimpuls J für die Einspritzventile 9I liefert. Die in der Zeichnung angedeutete zeitliche Dauer t. der öffnungsimpulse bestimmt die Öffnungsdauer der Einspritzventile und demzufolge diejenige Kraftstoffmenge, welche während der jeweiligen Öffnungsdauer aus dem Innenraum der unter einem praktisch konstanten Kraftstoffdruck von 2 bar stehenden Einspritzventile 91 austritt. Die Magnetwicklungen 99 der Einspritzventile sind zu je einem Entkopplungswiderstand 100 in Reihe geschaltet und an eine gemeinsame Verstärkungs- und Leistungsstufe einer elektronischen Steuereinrichtung 101 angeschlossen, die wenigstens einen Leistungstransistor enthält, welcher mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe mit den Entkopplungswiderständen 100 und den einseitig an Masse angeschlossenen Magnetwicklungen 99 angeordnet ist.

Bei gemischverdichtende.n, mit Fremdzündungen arbeitenden Brennkraftmaschinen der dargestellten Art wird durch die bei einem einzelnen Ansaughub in einen Zylinder gelangende Ansaugluftmenge diejenige Kraftstoffmenge festgelegt, die während des nachfolgenden Arbeitstaktes vollständig verbrannt werden kann. Für eine gute Ausnutzung der Brennkraftmaschine ist es notwendig, daß nach dem Arbeitstakt kein wesentlicher Luftüberschuß vorhanden ist. Um das gewünschte stöchiometrische Verhältnis zwischen Ansaugluft und Kraftstoff zu erzielen, ist im Ansaugrohr 102 der Brennkraftmaschine stromabwärts eines Filters l0j5, jedoch stromaufwärts ihrer mit einem Gaspedal 104 verstellbaren Drosselklappe IO5 ein Luftmengenmesser LM vorgesehen, der im wesentlichen aus einer Stauscheibe 106 und einem veränderbaren Widerstand R besteht, dessen verstellbarer Abgriff 107 mit der

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3 2 '}, 2

Stauscheibe gekoppelt ist. Der Luftmengenmesser LM arbeitet mit der elektronischen Steuereinrichtung 101 zusammen, welche an ihrem Ausgang die Einspritzimpulse t. liefert.

Die elektronische Steuereinrichtung 101 enthält zwei zueinander jeweils in entgegengesetztem Betriebszustand befindliche und hierzu kreuzweise miteinander rückgekoppelte Transistoren, sowie einen Energiespeicher, welcher als Kondensator ausgebildet sein kann, jedoch statt dessen auch als Induktivität realisierbar ist. Die Dauer des jeweiligen Entladevorganges des Energiespeichers ergibt die Öffnungsdauer t. der Einspritzventile. Hierzu muß der Energiespeicher vor jedem Entladevorgang jeweils in definierter Weise geladen werden.

Damit die Entladedauer bereits unmittelbar die notwendige Information über die auf den einzelnen Ansaughub entfallende Luftmenge enthält, erfolgt die Aufladung durch einen im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form des Signalgebers 98 wiedergegebenen Ladeschalter, der synchron mit den Kurbelwellenumdrehungen betätigt wird und bewirkt, daß der Energiespeicher während der sich über einen festgelegten, konstanten Drehwinkel der Kurbelwelle hinweg erstreckenden Ladeimpulse LJ mit einer Aufladequelle verbunden ist, welche während dieser Ladeimpulse jeweils einen Ladestrom liefert. Im vorliegenden Fall sei angenommen, daß der Signalgeber 98, welcher bei der praktischen Verwirklichung aus einem bistabilen, von den Zündimpulse jeweils in seine entgegengesetzte Betriebslage gelangenden Multivibrator bestehen kann, über einen Kurbelwellenwinkel von I8O geschlossen und anschließend über den gleichen Drehwinkel hinweg geöffnet ist.

Zur Sicherstellung der Schub luftzumessung bzw. der Motorverbrennung bei unterschiedlichen geodätischen Höhen ist in dem durch die Leitungen 9, 10 gebildeten Bypass um die Drosselklappe 105

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ein Unterdruckbegrenzer entsprechen den Ausführungsbeispielen der Figuren 1, 2 oder 3 angeordnet. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Unterdruckbegrenzer ist jedoch nicht auf Kraftstoffeinspitzanlagen begrenzt.

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Claims

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Ansprüche

ί·1.) ünterdruckbegrenzer für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit Einspritzung der zugemessenen Kraftstoffmenge in das Saugrohr, in den eine willkürlich betätigbare Drosselklappe angeordnet ist und die Saugrohrabschnitte stromaufwärts und stromabwärts der Drosselklappe durch einen in seinem Querschnitt mittels des Unterdruckbegrenzers änderbaren Bypass verbunden sind, wobei der Unterdruckbegrenzer ein druckabhängiges Steuerelement aufweist, das auf den in Schiebebetrieb im Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe herrschenden Unterdruck anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das druckabhängige Steuerelement als evakuierter elastischer Hohlkörper (26, 47) ausgebildet ist, der in einer mit dem Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe in Verbindung stehenden Kammer (25, 46) angeordnet und durch den ein Steuerventil (30, 4l, 48, 49) betätigbar ist.
2. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als evakuierter elastischer Hohlkörper eine Barometerdose (26) dient.
3. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckbegrenzer durch eine Vorsteuerdose (2) und eine Bypass-Steuerdose (1) gebildet wird und die Barometerdose (26) und das Steuerventil (30) in der Kammer (25) der Vorsteuerdose (2) angeordnet sind.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3, 4) der Bypass-Steuerdose (1) durch eine Membran (5) in zwei Kammern (6, 7) unterteilt ist, von denen die erste Kammer (6) über eine erste Leitung (9) mit dem Saugrohrabschnitt stromaufwärts und über eine zweite Leitung (10) mit dem Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe verbunden und die zweite Leitung (10) durch ein sich gegen die Membran (5) abstützendes bewegliches Ventilteil (14) abschließbar ist und die zweite Kammer (7) einerseits über eine Drosselstelle (23) mit der ersten Kammer (6) und andererseits über das Steuerventil (30) mit der Vorsteuerdose (2) in Verbindung steht und eine weiche Druckfeder (11) aufweist, durch die die Membran (5) in Schließrichtung des beweglichen Ventilteils (I¹O beaufschlagt wird.
5- Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (30) einen stabförmigen Schließkörper (29) aufweist, dessen eines Ende (32) kegelstumpfförmig ausgebildet mit einem festen Ventilsitz (33) zusammenarbeitet und an dessen anderem, ballig ausgebildeten Ende (31) über eine Lochscheibe (35) eine den Schließkörper (29) in Schließrichtung des Steuerventils beaufschlagende Feder (34) angreift.
6. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß Feder (34), Lochscheibe (35) und Schließkörper (29) des Steuerventils (30) von einer Buchse (36) in Längsrichtung umschlossen werden.

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7· Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das ballige Ende (31) des Schließkörpers (29) in Richtung auf die Barometerdose (26) hin aus der Buchse (36) ragt.
8. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch J₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Barometerdose (26) auf ihrer dem Steuerventil (30) zugewandten Seite eine Scheibe (28) aufweist, die mit dem balligen Ende (31) des Steuerventilschließkörpers (29) zusammenarbeitet.
9· Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem den Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine kennzeichnenden Unterdruck im Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe der Schließkörper (29) des Steuerventils (30) über die Scheibe (28) durch die Barometerdose (26) in Öffnungsrichtung des Steuerventils (30) bewegbar ist.
10. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch S₃ dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Leckwerden der Barometerdose (26) die Scheibe (28) durch die Barometerdose (26) gegen die Buchse (36) gedrückt wird.
11. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Barometerdose (26) in der Vorsteuerdose (2) über eine Schraube (27) justierbar ist.
12. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

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daß das der Lochscheibe (35) abgewandte Windungsende der Feder (34) des Steuerventils (30) angekippt ausgebildet ist, so daß die Lochscheibe (35) an der Innenwand der Buchse (36) anliegt.
13. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 3_} dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerdose (2) und die zweite Kammer (7) der Bypass-Steuerdose (1) über einen Verbindungsschlauch (24) in Verbindung stehen.
14. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorsteuerdose (2) eine Pfeife (38) angeordnet ist, die bei zu großem Unterdruck im Schiebebetrieb anspricht.
15. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3, 4) der Bypass-Steuerdose (1) durch eine Membran (5) in zwei Kammern (6, 7) unterteilt ist, von denen die erste Kammer (6) über eine erste Leitung (9) mit dem Saugrohrabschnitt stromaufwärts und über eine zweite Leitung (10) mit dem Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe verbunden und die zweite Leitung durch ein sich gegen die Membran (5) über einen Druckstift (l6) abstützendes bewegliches Ventilteil (14) abschließbar ist und von der ersten Kammer (6) durch einen Zwischenboden (20) und die Membran (5) eine Zwischenkammer (21). abgetrennt ist, die über eine Drosselstelle (39) mit der ersten Kammer (6) und über das Steuerventil (41) •mit dem Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe in Verbindung steht und die zweite Kammer (7) eine weiche Druck-

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feder (11) aufweist, durch die und den Saugrohrdruck stromabwärts der Drosselklappe die Membran (5) in Schließrichtung des beweglichen Ventilteils (14) beaufschlagt wird.
l6. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein mit der Barometerdose (26) verbundenes bewegliches Ventilteil (43) des Steuerventils (4l) eine Leitung (37) vom Saugrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe zur Kammer (25) der Vorsteuerdose (2) verschließbar ist.
17· Unterdruckbegrenzer nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerdose (2) und die Zwischenkammer (21) der Bypass-Steuerdose (1) über einen Verbindungsschlauch (24) verbunden sind.
18. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als evakuierter elastischer Hohlkörper ein Balg (47) dient.
19. Unterdruckbegrenzer nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (47) in einer mit den -Saugrohrabschnitten stromaufwärts und stromabwärts der Drosselklappe verbundenen Kammer (46) angeordnet ist und ein den Durchströmquerschnitt der zum Saugrohrabschnitt stromaufwärts der Drosselklappe führenden
Leitung (9) bestimmendes bewegliches Ventilteil steuert.

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