DE2644051C3

DE2644051C3 - Kraftstoff -Einspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2644051C3
Application number: DE2644051A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1976-09-30
Filing date: 1976-09-30
Publication date: 1980-05-08
Also published as: FR2366448A1; US4170204A; DE2644051A1; JPS5343130A; DE2644051B2; GB1556120A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Ein-Spritzanlage für gemischverdichtende, fremdge/ündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, das eine willkürlich betätigbare Drosselklappe sowie ein sich entsprechend der durch· ttrömenden Luftmenge bewegendes Meßorgan enthält, das ein Kraftstoff-Zumeß-Ventil für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge betätigt, wobei zur Konstanthaltung der Druckdiffernez iber das Zumeßventi! ein Gleichdruckventil mit zwei llurch eine Membran voneinander getrennten Kammern sowie ein ebenfalls zwei durch eine Membran getrennte Kammern aufweisendes Differenzdruck-Regclventil vorgesehen sind, 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 des Gleichdruckventils mit der erster! Kammer des Differenzdruek-Regel ventils in Verbindung steht, die ihrerseits über ein von der Membran des Differenzdruck-Regelventils gesteuertes federbelastetes Ventil mit einer Rücklaufleitung in Verbindung steht, und die zweite Kammer des Differenzdruck-Regelventils vom Druck vordem Zumeßventil beaufschlagt ist.

Eine derartige Anlage ist beispielsweise in der DE-OS 23 39 370 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 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 Kraftstofi-Einspritzariiage 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 Kraftstc.'fmenge 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 Gegensat/ 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 Kraftsloffmenge sich nunmehr aus dem der Einspritzdüse /ugeführten Kraftstoff anteil und dem durch den Bypass ii. 'Me zweite Kammer des Gleichdruckventils strömenden Kraftstoffanteil zusammensetzt Bei gleichbleibender abgespritzter Kraftstoffmenge kann nun der Differenzdruck erhöhl werden. Bei einer Erhöhung des Differenzdruckes auf das Doppelte, /um Beispiel von 0.1 auf 0.2 bar. ergab sich eine Verrn ^cning 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. °ine genauere Kraftstoffzuteilung erreicht wird. Schließlich wird durch den Bypass zwischen den 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 Einsprit/anlagen. 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.

Durch die DE-OS 23 49 688 ist eine Kraftstoff-Ein* spritz-Anlage mit Gleichdruckventilen und einem Differenzdruck'Regelventil bekanntgeworden, bei dem die beiden kammern des Differertzdruck-ReEelventils

durch eine Drosselöffnung in der Membran miteinander in Verbindung stehen. Die Verbindung ist zur Erzeugung des Differenzdruckes erforderlich, sie vergrößert jedoch nicht die das Zumeßventil durchströmende Kraftstoffmenge, da der die zweiten Kammern der Gleichdruckventile durchströmende Kraftstoff vor dem Zumeßventil abgezweigt wird. Es ist ferner bei einer nach Art eines Vergasers arbeitenden Kraftsioff-Zumeßanlage bekannt (DE-OS 24 36 558), die Druckverhältnisse im Luftraum eines Kraftstoffbehälters über ein Membran-Magnet-Ventil zu steuern, dessen Membran mit Durchtrittsöffnungen versehen ist, durch welche in einer Stellung des Magnetventils Luft in den Kraftstoffbehälter einströmen kann. Die Membran hat dabei keine Steuer- sondern lediglich eine Abdichtfunktion und gibt schon aus diesem Grunde keine Anregung zu einer entsprechenden Ausbildung des Gleichdruckventils einer Kraftstoff-Einspritz-Anlage zwecks Erhöhung des Durchsatzes durch das Zumeßventil.

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

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kraftsioff-Einspriizanlage in schematiseher Darstellung,

F i g. 2 ein Diagramm, aus dem die Aufteilung der zugemessenen Kraftstoffmenge hervorgeht.

I ig i die Anordnung einer einstellbaren Bvpassöffnung in einem Gteichdruckventil in einer ersten Ausfühningsform, und

F i g. 4 die Anordnung einer einstellbaren Bypassoffnung. in einem Gleichdruckventil in einer /weiten Ausführungsform.

Hs ist mit 1 ein Saugrohr einer gemischverdiehienden. fremdgezündeten Brennkraftmaschine dargestellt, das eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 2 und ein sich entsprechend der in Pfeilnchtung durchströmenden Luftmenge bewegendes Meßorgan 3 enthüll. Das Meßorgan 3 ist als Slauplatte ausgebildet und in einem konischen Abschnitt 4 des Saugrohres angeordnet. Die Stauplatte 3 ist bei 5 schwenkbar gelagert und wirkt auf den verschiebbaren Steuerkolbcn 6 eines Kraftstoff-Zu meßventils 7. 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 Steuer schlitzen 10 vorgesehen ist. |edem Steuerschlitz 10 ist ein Gleichilruekventil 11 nachgcsch?'tet. 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 10 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 13 verbunden

Zu der Krafts'offeinspritzanlage 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 unter 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 KraftslofNZumeßventils 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 Drück in der Kammer 23, der den

Differenzdruck am Zumeßventil 7 bestimmt, wird durch einen Ventilkörper 30 geregelt, der durch die Kraft einer Feder 31 gegen die Membran 21 des Differenzdruck-Reg^lventils 20 gedruckt 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 Ventilkorper 30 aufnehmenden Bohrung 34 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 31 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 der Slauplatte 3 entsprechend ihrer Auslenkung durch die das Saugrohr 1 durchströmende Luftmenge entgegen einer Gegenkraft, die im Ausführungsbeispiel durch eine Feder 40 erzeugt wird, aus der darstellten Ruhelage nach oben verschoben, wobei seine Steu.rkante 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 '.jleichdruckventile 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 /weite Teilstrom kann durch die Ventilöffnung 16 zu uer zugehörigen Einspritzdüse 9 strömen.

Dadurch, daß durch die Steuerschlitze 10 des Zumeßventüs 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 Ver größerung der den Einspritzdüsen 9 /ugefiihrten Kraftstoffmenge erhöht werden. Dadurch wi;J der Einfluß des Eigenverhaltens der Membran 12 auf die der Einspritzdüse 9 zugeführte Kraftstoffmenge verringert unu eine bessere Proportionalität zwischen der angesaugten Luftmenge und der zugeteilten Kraftstoff menge erreicht. Die Höhe des Differenzdrucks wird, wie vorher erwähnt, durch die Vorspannung der Feder 31 in dem Differen/druck-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 Kraftstoffanreicher'ing bei Kaltstart läßt sich dadurch erreichen, daß die Vorspannung der Feder 31 in Abhängigkeit von der Maschincntempeii>tur erhöht wird. Durch Anordnung einer Barometerdose, die auf die Feder 31 wirkt, laß; sich auch auf einfache Weise einv Beeinflussung der Kraftstoffmenge in Abhängigkeit vom Luftdruck erreichen.

Die Aufteilung der vom Zumeßventil 7 zugemessenen Kraftstoffmenge in jedem Gleichdruckventil Ii ist aus dem Diagramm in Fig.2 ersichtlich. Hiefbei ist mit V die von dem Zumeßventil 7 zugemessene Kraftstoffmenge und mit Sder Verschiebeweg des Steuerkolbens 6 des Zumeßventüs 7 bezeichnet. Die Gerade a stellt die stets gleichbleibende, durch Bypassöffnung 17 in die

zweite Kammer 14 des Glcichdnickventils II strömende Kraftstoffmenge dar, während die Kurve b die der Einspritzdüse 9 zugeführte Kraftstoffmenge darstellt.

Um eine Abgleichung der Kraftsloffmengcn an allen Glcichdruckvcnlileh 11 zu ermögliche, ist es zweckmäßig, die Bypassöffnung 17 zwischen den beiden Kammern 13 und 14 jedes Gleichdruckvcntils 11 einstellbar auszuführen. Fig.3 und 4 zeigen zwei Möglichkeilen für eine derartige Einstellung. In Fig.3 ist die Bypassöffnung 17 in dem nicht bewegten Abschnitt der Membran 12 angeordnet und sie wirkt mit einer verstellbar im Gehäuse des Zumeßvenlils 7 angeordneten Vehtilnadcl 42 zusammen. Bei der

Ausführung gemäß Fig.4 wird der Bypass zwischen den Kammern 13 und 14 von einem im Gehäuse des Zumeßventils 7 angeordneten Kanal 43 gebildet, dessen Querschnitt wiederum durch eine längsverschiebbare Verttihiadel 44 eingestellt werden kann.

Selbstverständlich sind viele Abwandlungen des dargestellten Ausführungsbcispicls 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 Zumcßvenlil 7 kann anstelle eines linear verschiebbaren Slcuerkolbcns einen Drehschieber auf¹ weisen, der mit der Welle der Stauklappe gekoppelt isti

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

26 44 Patentansprüche:

1. Kraftstoff-Einspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, das ί eine willkürlich betätigbare Drosselklappe sowie ein sich entsprechend der durchströmenden Luftmenge bewegendes MeQorgan 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 Kammern aufweisendes Differenzdruck- <⁵ Regelventil vorgesehen sind, 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 des Gleichdruckventils mit der ersten Kammer ues Differenzdruckregelventils in Verbindung btchi, die ihrerseits über ein von der Membran des Differenzdruck-Regelventils gesteuertes federbelastetes Ventil mit einer Rücklaufleitung in -⁵ Verbindung steht, und die zweite Kammer des Differenzdruck-Regelventils vom Druck vor dem Zumeßventil beaufschlagt ^;st, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (13, 14) des Gleichdruckventils (11) durch einen gegebe- ^if) nenfalls einstellbaren Bypass (17 bzw. 43) miteinander verbunden sind.

2. Kraft-'off-Einspritzanlage, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. d<iN der Bypass (17) von einer öffnung in der Membran (12) des Gleichdruck- ^Γι ventils (11) gebildet ist.

3. Kraftstoff-Einspritzanlagt.. nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass von einem die Membran 12 umgehenden Kanal (43) im Gehäuse des Gleichdruckventils (11) gebildet ist. ⁴"

4. Kraftstoff-Einspritzanlage nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Bypassöffnung (17) b/w. des Bypasskanals (43) durch eine verschiebbare Düsennadel (42 bzw.44)einstellbar ist. ■*'