DE2644051A1

DE2644051A1 - Kraftstoff-einspritzanlage

Info

Publication number: DE2644051A1
Application number: DE19762644051
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1976-09-30
Filing date: 1976-09-30
Publication date: 1978-04-06
Also published as: FR2366448A1; US4170204A; GB1556120A; DE2644051B2; DE2644051C3; JPS5343130A

Description

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AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, Neckarsulm/Württ.

Kraftstoff-Einspritzanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Einspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, das eine willkürlich betätigbare Drosselklappe sowie ein sich entsprechend der* durchströmenden Luftmenge bewegendes Meßorgan enthält, das ein Kraftstoff-Zumeß-Ventil für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge betätigt, wobei zur Konstanthaltung der Druckdifferenz über das Zumeßventil ein Gleichdruckventil mit zwei durch eine Membran voneinander getrennten Kammern sowie ein ebenfalls zwei durch eine Membran getrennte Kammern aufweisendes Differenzdruck-Regelventil vorgesehen ist, wobei die erste Kammer des Gleichdruckventils vom Druck hinter dem Zumeßventil beaufschlagt ist und über eine von der Membran gesteuerte Ventilöffnung mit der Einspritzdüse in Verbindung steht, während die zweite Kammer mit der ersten Kammer des Differenzdruck-Regelventils in Verbindung steht, die ihrerseits über ein von der Membran des Differenzdruck-Regelventils gesteuertes federbelastetes Ventil mit einer Rücklaufleitung in Verbindung steht, während die zweite Kammer des Differenzdruck-Regelventils vom Druck vor dem Zumeßventil beaufschlagt ist.

Eine derartige Anlage ist beispielsweise in der DT-OS 23 49 688 beschrieben. Bei diesen bekannten Anlagen muß der Differenzdruck am Zumeßventil möglichst niedrig gehalten werden, da die der Einspritzdüse zugeteilte Kraftstoffmenge das Produkt von Differenzdruck und Querschnitt der Zumeßöffnung im Zumeßventil ist und

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dieser Querschnitt aus fertigungstechnischen Gründen eine bestimmte Größe nicht unterschreiten kann. Ein niedriger Differenzdruck hat jedoch den Nachteil, daß die zugemessene Kraftstoffmenge durch die inneren Spannungen der Membran des Gleichdruckventils beeinflußt wird. Der dadurch bedingte Zumeßfehler erlaubt es nicht, eine der angesaugten Luftmenge proportionale Kraftstoffmenge zuzumessen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoff-Einspritzanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Einfluß der inneren Spannungen der Membran des Gleichdruckventils auf die zugemessene Kraftstoffmenge verringert wird, so daß eine weitgehende Proportionalität zwischen angesaugter Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Kammern des Gleichdruckventils durch einen gegebenenfalls einstellbaren Bypass miteinander verbunden sind.

Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzanlage wird im Gegensatz zu der bekannten Anlage der die zweite Kammer des Gleichdruckventils durchströmende Kraftstoff nicht vor, sondern hinter dem Zumeßventil abgezweigt. Dies hat zur Folge, daß die von dem Zumeßventil zugemessene Kraftstoffmenge sich nunmehr aus dem der Einspritzdüse zugeführten Kraftstoffanteil und dem durch den Bypass in die zweite Kammer des Gleichdruckventils strömenden Kraftstoffanteil zusammensetzt. Bei gleichbleibender abgespritzter Kraftstoffraenge kann nun der Differenzdruck erhöht werden. Bei einer Erhöhung des Differenzdruckes auf das Doppelte, zum Beispiel von 0,1 auf 0,2 bar, ergab sich eine Verringerung des Zumeßfehlers von bis zu 10 %. Ein weiterer Vorteil, der durch die Erhöhung des Differenzdrucks erreicht wird, besteht darin, daß Einflüsse der Flüssigkeitsreibung an der Öffnung des Zumeßventils verringert werden, so daß insbesondere für den Leerlauf und den unteren Teillastbetrieb, bei dem der Querschnitt der Zumeßöffnung sehr klein ist, eine genauere Kraftstoffzuteilung erreicht wird. Schließlich wird durch den Bypass zwischen den

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Kammern des Gleichdruckventils eine wesentlich bessere Entlüftung der Ventilkammern erreicht und die Gefahr der Dampfblasenbildung verringert. Der Querschnitt des Bypasskanals ist vorzugsweise einstellbar, um bei Einspritzanlagen, bei denen mehrere Einspritzdüsen vorgesehen sind, denen jeweils ein Gleichdruckventil zugeordnet ist, ein Abgleichen der Kraftstoffmenge an den Gleichdruckventilen und damit eine weitere Verringerung des Zumeßfehlers zu ermöglichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzanlage in scHematischer Darstellung,

Fig. 2 ein Diagramm, aus dem die Aufteilung der zugemessenen Kraftstoffmenge hervorgeht,

Fig. 3 die Anordnung einer einstellbaren Bypassöffnung in einem Gleichdruckventil in einer ersten Ausführungsform, und

Fig. 4 die Anordnung einer einstellbaren Bypassöffnung, in einem Gleichdruckventil in einer zweiten Ausführungsform.

Es ist mit 1 ein Saugrohr einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine dargestellt, das eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 2 und ein sich entsprechend der in Pfeilrichtung durchströmenden Luftmenge bewegendes Meßorgan J5 enthält. Das Meßorgan 3 ist als Stauplatte ausgebildet und in einem konischen Abschnitt \ des Saugrohres angeordnet. Die Stauplatte 3 ist bei 5 schwenkbar gelagert und wirkt auf den verschiebbaren Steuerkolben 6 eines Kraftstoff-Zumeßventils J. Der Steuerkolben 6 ist in einer zylindrischen Bohrung 8 angeordnet, in deren Wand eine der Anzahl der durch Pfeile angedeuteten Einspritzdüsen 9 entsprechende Anzahl von Steuerschlitzen 10 vorgesehen ist. Jedem

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Steuerschlitz 10 ist ein Gleichdruckventil 11 nachgeschaltet, das zwei durch eine Membran 12 voneinander getrennte Kammern 13 und 14 aufweist. Jede Kammer 13 steht über einen Kanal 15 mit dem betreffenden Steuerschlitz IO und über eine von der Membran 12 gesteuerte Ventilöffnung 16 mit der Einspritzdüse 9 in Verbindung. Die zweite Kammer 14 jedes Gleichdruckventils 11 ist über eine in der Membran 12 angeordnete Bypassöffnung 17 mit der ersten Kammer I3 verbunden.

Zu der Kraftstoffeinspritzanlage gehört auch ein Differenzdruck-Regelventil 20, das zwei durch eine Membran 21 voneinander getrennte Kammern 22 und 23 aufweist. Die Kammer 22 wird von einer elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe 24 mit Kraftstoff un6er Systemdruck beschickt, der durch ein Systemdruck-Halteventil 25 bestimmt wird. Die Kammer 22 steht außerdem über eine Leitung 26 und einen Kanal 27 mit einer Ringnut 28 im Steuerkolben 6 des Kraftstoff-Zumeßventils 7 in Verbindung. Die zweite Kammer 23 des Differenzdruck-Regelventils 20 ist durch eine Leitung 29 mit den zweiten Kammern 14 aller Gleichdruckventile 11 verbunden. Der Druck in der Kammer 23, der den Differenzdruck am Zumeßventil 7 bestimmt, wird durch einen Ventilkörper 30 geregelt, der unter der Wirkung einer Feder 3I gegen die Membran 21 des Differenzdruck-Regelventils 20 gedrückt wird und eine mit der Kammer 23 in Verbindung stehende Bohrung 32 aufweist, die je nach der Stellung des Ventilkörpers 30 mehr oder weniger mit einer Ringnut 33 in der Wand der den Ventilkörper 30 aufnehmenden Bohrung Jk in Verbindung kommt. Die Ringnut 33 ist über einen Kanal 35 und eine Rücklaufleitung 36 mit dem Kraftstoffbehälter 37 in Verbindung. Die durch eine Schraube 38 einstellbare Vorspannung der Feder 3I bestimmt die Höhe des Differenzdrucks an dem Zumeßventil 7.

Der von der Kraftstoffpumpe 24 geförderte Kraftstoff gelangt durch die Leitung 39 in die erste Kammer 22 des Differenzdruck-Regelventils 20 und von dort durch die Leitung 26 und den Kanal 27 in die Ringnut 28 des Steuerkolbens 6. Der Steuerkolben 6 wird von

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•f

der Stauplatte 3 entsprechend ihrer Auslenkung durch die das Saugrohr 1 durchströmende Luftmenge entgegen einer Gegenkraft, die im Ausführungsbeispiel durch eine Feder KO erzeugt wird, aus der dargestellten Ruhelage nach oben verschoben, wobei seine Steuerkante 41 die Steuerschlitze 10 proportional zur Auslenkung der Stauplatte 3 mehr oder weniger freigibt. Der Kraftstoff gelangt nun durch die Kanäle 15 in die ersten Kammern 13 der Gleichdruckventile 11, wo er in zwei Mengenströme aufgeteilt wird. Der erste Teilstrom gelangt durch die Bypassöffnung 17 in die zweite Kammer 14 jedes Gleichdruckventils 11 und der zweite Teilstrom kann durch die Ventilöffnung 16 zu der zugehörigen Einspritzdüse 9 strömen.

Dadurch, daß durch die Steuerschlitze 10 des Zumeßventils 7 nicht nur die den Einspritzdüsen 9 zuzuführende Kraftstoffmenge geführt wird, sondern auch die durch die Bypassöffnungen 17 in die zweiten Kammern 14 der Gleichdruckventile 11 strömende Kraftstoffmenge, kann der Differenzdruck ohne Vergrößerung der den Einspritzdüsen 9 zugeführten Kraftstoffmenge erhöht werden. Dadurch wird der Einfluß des Eigenverhaltens der Membran 12 auf die der Einspritzdüse 9 zugeführte Kraftstoffmenge verringert und eine bessere Proportionalität zwischen der angesaugten Luftmenge und der zugeteilten Kraftstoffmenge erreicht. Die Höhe des Differenzdrucks wird, wie vorher erwähnt, durch die Vorspannung der Feder 31 in dem Differenzdruck-Regelventil 20 bestimmt. Um eine Änderung des Differenzdrucks in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen zu erreichen, kann die Vorspannung der Feder 31 durch nicht dargestellte Mittel verändert werden. Eine Erhöhung der Federvorspannung in Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe 2 ermöglicht beispielsweise eine Kraftstoffanreicherung bei Vollast. Eine Kraftstoffanreicherung bei Kaltstart läßt sich dadurch erreichen, daß die Vorspannung der Feder J51 in Abhängigkeit von der Maschinentemperatur erhöht wird. Durch Anordnung einer Barometerdose, die auf die Feder 3¹ wirkt, läßt sich auch auf einfache Weise eine Beeinflussung der Kraftstoffmenge in Abhängigkeit vom Luftdruck erreichen.

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Die Aufteilung der vom Zumeßventil 7 zugemessenen Kraftstoffmenge in jedem Gleichdruckventil 11 ist aus dem Diagramm in Fig. 2 ersichtlich. Hierbei ist mit V die von dem Zumeßventil 7 zugemessene Kraftstoffmenge und mit S der Verschiebeweg des Steuerkolbens 6 des Zumeßventils 7 bezeichnet. Die Gerade a stellt die stets gleichbleibende, durch die Bypassöffnung 17 in die zweite Kammer 14 des Gleichdruckventils 11 strömende Kraftstoffmenge dar, während die Kurve b die der Einspritzdüse 9 zugeführte Kraftstoffmenge darstellt.

Um eine Abgleichung der Kraftstoffmengen an allen Gleichdruckventilen 11 zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, die Bypassöffnung 17 zwischen den beiden Kammern I^ und 14 jedes Gleichdruckventils 11 einstellbar auszuführen. Fig. 3 und 4 zeigen zwei Möglichkeiten für eine derartige Einstellung. In Fig. 3 ist die Bypassöffnung I7 in dem nichtbewegten Abschnitt der Membran 12 angeordnet und sie wirkt mit einer verstellbar im Gehäuse des Zumeßventils 7 angeordneten Ventilnadel 42 zusammen. Bei der Ausführung gemäß Fig. 4 wird der Bypass zwischen den Kammern I3 und 14 von einem im Gehäuse des Zumeßventils 7 angeordneten Kanal 4j5 gebildet, dessen Querschnitt wiederum durch eine längsverschiebbare Ventilnadel 44 eingestellt werden kann.

Selbstverständlich sind viele Abwandlungen des dargestellten Ausführungsbeispiels möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Stauplatte 3 kann beispielsweise durch eine an sich bekannte, am Rand des Saugrohres drehbar gelagerte Klappe ersetzt werden und das Zumeßventil 7 kann anstelle eines linear verschiebbaren Steuerkolbens einen Drehschieber aufweisen, der mit der Welle der Stauklappe gekoppelt ist.

- Patentansprüche -

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Le

erseite

Claims

Fa tentan sprüche

ί 1.jKraftstoff-Einspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, das eine willkürlich betätigbare Drosselklappe
sowie ein sich entsprechend der durchströmenden Luftmenge bewegendes Meßorgan enthält, das ein Kraftstoff-Zumeßventil für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge betätigt, wobei zur Konstanthaltung der Druckdifferenz über das Zumeßventil ein Gleichdruckventil mit zwei durch eine Membran voneinander getrennten Kammern sowie ein ebenfalls zwei durch eine Membran getrennte Kammer aufweisendes Differenzdruck-Regelventil vorgesehen ist, wobei die erste Kammer des Gleichdruckventils vom Druck hinter dem Zumeßventil beaufschlagt ist und über eine von der Membran gesteuerte Ventilöffnung mit der Einspritzdüse in Verbindung steht, während die zweite Kammer mit der ersten Kammer des Differenzdruckregelventils in Verbindung steht, die ihrerseits über ein von der Membran des Differenzdruck-Regelventils gesteuertes federbelastetes Ventil mit einer Rücklaufleitung in Verbindung steht, während die zweite Kammer des Differenzdruck-Regelventils vom Druck vor dem Zumeßventil beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (I3, 14) des Gleichdruckventils (11)
durch einen gegebenenfalls einstellbaren Bypass (17 bzw. 43)
miteinander verbunden sind.

2. Kraftstoff-Einspritzanläge, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (17) von einer Öffnung in der Membran (12) des Gleichdruckventils (11) gebildet ist.

3. Kraftstoff-Einspritzanlage, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass von einem die Membran 12 umgehenden Kanal im Gehäuse des Gleichdruckventils (11) gebildet ist.

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Kraftstoff-Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Bypassöffnung (17) bzw. des Bypasskanals (43) durch eine verschiebbare Düsennadel (42 bzw. 44) einstellbar ist.

N/RLP, Sp/tk

27. September 1976

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