DE2650657A1

DE2650657A1 - Kraftstoff-einspritzanlage

Info

Publication number: DE2650657A1
Application number: DE19762650657
Authority: DE
Inventors: Emile David Long
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1975-11-06
Filing date: 1976-11-05
Publication date: 1977-05-18
Also published as: IT1071818B; CA1075987A; FR2330869A1; GB1567041A

Description

KRAFTSTOFiEINS PRITZ ANLAGE

Priorität vom 6. November 1975 in USA, Serial Nos. 629 ^ιί21 ,

629 ^50; 629 351; 629 3; 629 350; 629 3^8; 629 353; 629 3^9; 629 ^62; 629 k61

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffmeß- und Einspritzanlage für Verbrennungsmotoren und weist Injektoren bzw. Düsenhalter mit Düsen, eine Einrichtung, mit welcher die Injektoren mit einer Brennstoffbeschickung bei hohem, regulierten Druck versehen werden, und eine Steuerschaltung auf.

Eine Kraftstoffeinspritzanlage für einen Verbrennungsmotor ersetzt einen herkömmlichai Vergaser. Kraftstoffeinspritzanlagen, welche Injektoren verwenden, messen den Kraftstoff zum Motor sehr viel genauer als ein Vergaser. Frühere Kraftstoffeinspritzanla-

709820/0723

gen waren darauf gerichtet, die Motorleistung zu verbessern. In letzter Zeit sind Kraftstoffeinspritzanlagen untersucht worden mit dem Bemühungen, Verunreinigungen in den Motor abgasen zu vermindern und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.

In einigen früheren Kraftstoffeinspritzanlagen waren gleichzeitig Impulse zu allen Injektorventilen vorgesehen. Man fand, daß das gleichzeitige Einspritzen die Ansprechgeschwindigkeit des Motors auf Veränderungen von Betriebsparametern begrenzt. Andere Anlagen bzw. Systeme sorgen für separate elektrische Impulse, die in zeitlich bestimmtem Verhältnis zueinander und zum Motorbetrieb liegen, um jedes Injektorventil zu betätigen. Beispielsweise spritzen vollständige Folgekraftstoffeinspritzsysteme den Kraftstoff einzeln zu den Motorzylindern, gewähnlich in der Zündfolge der Motorzylinder. Bei anderen bekannten Kraftstoffeinspritzsystemen sind die Injektoren, statt daß sie einzeln inFolge über den Motorzyklus betätigt werden, in Gruppen von zweien oder dreien entsprechend der Zündreihenfolge und versetzt zum Zünden der Injektorgruppen über den Motorzyklus zusammengefaßt.

Bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtungen für Kraftstoffeinspritzsysteme sind in typischer Weise im Einlaßverteiler angeordnet und spritzen den Kraftstoff in den Einlaßverteiler statt in den Zylinderkopf weiter abstromig vom Einlaßverteiler. Infolgedessen fließt nicht der ganze Kraftstoff schnell in den Einlaßveritilbereich, um die Erwärmung maximal zu machen. Infolge

709820/0723

ihrer Ausgestaltung sind bekannte Kraftinjektorventile in typischer Weise zu groß, um im Zylinderkopf angeordnet zu werden.

Typische bekannte Kraftstoffeinspritzanlagen sind in folgenden US-Patentschriften beschrieben: 3 898 964 (Werner etal) 3 896 773 (Edison); 3 8^4 4^8 (Reddy); 3 796 197 (Locher et al); 3 583 374 (Scholl); 3 566 847 (Scholl); 3 463 129 (Babizka et al); 3 430 616 (Gloeckler et al) und 2 98O 090 (Sutton et al).

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor unter Verwendung einer Kraftstoffeinspritzanlage. Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung schaffen ein Kraftstoffeinspritzsystem, mit welchem die Abgabe von Verunreinigungen vermindert wird, die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffs vergrößert wird und die Leistung des Motors der Verbrennungsmaschine verbessert wird. Der Motor hat einen Zylinderkopf und mehrere Einlaßventile in demselben. Die erfindungsgemäße. Vorrichtung ist eine Kraftstoffeinspritzanlage, welche eine MehrzaH. von Injektoren, eine Kraftstoffquelle, eine Kraftstoffzuführleitungseinrichtung, einen Druckejektor- oder -booster, eine Niederdruckpumpeneinrichtung und einen elektrischen Computer bzw. Rechner aufweist.

Infolge der Ausgestaltung der Injektoren ist ihre Größe minimal gehalten, um sie in begrenztem Raum einzupassen; sie sind

709820/0723

sehr ansprechempfindlich, um schnell zu öffnen und zu schliessen; und sie können in einem Hochdrucksystem verwendet werden, wie z.B. einem System, welches mit über vier Atmosphären arbeitet, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 10 Atmosphären. Die Injektoren weisen elektromagnetisch betätigte Injektorventile und eine Injektorleitungseinrichtung auf. D_ei- Kraftstoff wird von einer Kraftstoffquelle zu den Injektoren zugefühx°t und im Zylinderkopf des Motors von den Injektoren abgegeben. Dies erreicht man daduch, daß jedes Injektorventil vollständig im Zylinderkopf und neben einem Einlaßventil des Motors angeordnet wird. Die elektromagnetisch betriebenen Ventile der Injektoren haben jeweils ein Entleerungsende, das neben einer aufstromigen Fläche des Einlaßventils im Zylinderkopf des Motors angeordnet ist. Der Kraftstoff von den Injektoren trifft direkt auf die aufstromigen Flächen der Einlaßventile in Motorzylinderkjpf auf.

Die Zuführleitungseihrichtung führt den Kraftstoff unter Druck von der KraftstoffquelIe zu jedem der Injektoren. In jedem der Injektoren ist ein Dampfdruck für den Kraftstoff. Kraftstoff wird den Injektoren mit einem Druck zugeführt, der größer als der Dampfdruck für den Kraftstoff in den Injektoren ist. Der Kraftstoff wird in flüssigem Zustand zugeführt. Der Druckinjektor ist in der Zuführleitungseinrichtung zur Steigerung des Drukkes in dieser zwischen dem Druckejektor und jedem der Injektoren auf einen erhöhtem, im allgemeinen konstanten Mitteldruck angeordnet. Der erhöhte Druck ist größer als der Druck in der Zu-

709820/0723

führleitungseinrichtung zwischen dem Druckejektor und der Kraftstoffquelle und höher als der Dampfdruck für den Kraftstoff in den Injektoren. Vorzugsweise liegt der erhöhte Druck über 4 Atm.

Die Niederdruckpumpeneinrichtung pumpt Kraftstoff von der Kraftstoffquelle durch die ZuführIeitungseinrichtung mit einem relativ niedrigen Druck zum Druckejektor. Der niedrige Druck ist kleiner als der erhöhte Druck, der vom Ejektor oder Booster aufgebracht ist, und ist höher als ein Dampfdruck für den Kraftstoff in der Kraftstoffquelle. Der elektronische Rechner sorgt für Impulse bestimmter Länge zu bestimmten Zeitintervallen zum Öffnen des Injektors bestimmte Zeitintervalle lang als Funktion der Motorbelastun/χ sowie einer oder mehrerer anderer Motorvariablen, die alle Kraftstoffbedarf wiedergeben. Der

-en Rechner hat mehrere Rechenkanäle, ein Kanal für einen oder nöirere der Injektoren. Vorzugsweise kann das Kraftstoffeinspritzsystem auch einen Fließmitteldruckwellenwandler oder -konverter zur Aufrechterhaltung des im wesentlichen konstanten Momentdruckes in der Zuführleitungseinrichtung zwischen der Kraftstoffquelle und den Injektoren aufweisen. Die Kraftstoffinjektoranlage gemäß der Erfindung weist auch einen Anlasserschaltkreis und einen Konstantstromantriebsschaltkreis auf.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungsmaschine weist folgende Schritte auf:

709820/0723

Das Zuführen von Kraftstoff von einer Kraftstoffquelle zu einer Mehrzahl von Injektoren; und das Entleeren oder Ausströmenlassen des Kraftstoffs im Zylinderkopf des Motors aus den Injektoren. Jeder Injektor hat ein Ausströmende, und der Motor weist mehrere Einlaßventile auf, deren jedes im Motorzylinderkopf eine aufstromige Fläche hat. Das Ausströmenlassen oder Entleeren von Kraftstoff im Zylinderkopf weist das Einstellen des Ausströmendes der Injektoren im Zylinderkopf neben die Aufstromflächen der Einlaßventile auf. Jeder Injektorhat einen Dampfdruck für den darin befindlichen Kraftstoff. Das Zuführen des Kraftstoffes von der Kraftstoffquelle zu den Injektoren weist das Zuführen von Kraftstoff bei einem Druck auf, der größer ist als der Dampfdruck für den Kraftstoff in den Injektoren. Das Ausströmenlassen oder Entleeren des Kraftstoffes in den Zylinderkopf weist ferner das Auftreffen von Kraftstoff von den Injektoren direkt auf die aufstromigen Flächen der Einlaßventile im Zylinderkopf auf. Das Entleeren von Kraftstoff im Zylinderkopf weist auch das Öffnen der Injektoren bestimmte Zeitintervalle lang als Funktion der Maschinenbelastung sowie einer oder mehrerer Maschinenvariablen auf, die alle Maschinenkraftstoffbedarf wiederspiegeln. Das Zuführen von Kraftstoff von einer Kraftstoffquelle zu den Injektoren weist ferner das Zuführen von Kraftstoff in flüssigem Zustand zu den Injektoren auf.

Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung sind besonders wichtig, denn hierdurch werden niedrige Motorabgas-

709820/0723

Verunreinigungsausströmungen erreicht, d.h. eine Verminderung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen, Verminderung von Kohlenmonoxid und Verminderung der Bildung von Oxiden des Stickstoffs. Dies ist das Ergebnis der folgenden Merkmale dieser Erfindung:

Anordnen und Konditionieren der Kraftstoff-Füllung im Motorzylinderkopf unmittelbar auf den Motoreinlaßventilen und neben denselben.

Verwendung einer Hochdruckentleerung, vorzugsweise ein Sprühen, zur Beschleunigung der Kraftstoffverdampfung zum besseren Vermischen mit Luft und schnelleren Erwärmen des Kraftstoffes.

Verwendung von hohen Kraftstoffdrücken, z.B. 7»O3 kg/cm (1OO psig), um die Injektorentleerung in einem Sprühen oder Sprühnebel zu verbessern und die Bildung von Kraftstoffdampf in den Injektoren bei den erhöhten typischen Temperaturen in einem Motor zu vermeiden. Die gleichmäßige Kraftstoffverteilung von Zylinder zu Zylinder, unabhängig von der Motorgestaltung durch Verwendung von Druckwellenwandlern ermöglicht magerere Verhält» nisse von Luft zu Kraftstoff für die Verminderung von Stickstoffoxiden. Miniaturinjektoren hoher Präzision haben Ventile, die klein genug sind, um in einen Motorzylinderkopf zu passen, und sind in der Lage, hohen Temperaturen und Drücken zu widerstehen.

Die Verwendung eines Mehrkanalrechners zum Erreichen niedrigerer Massenkraftstoffentleerungsgeschwindigkeiten begünstigt

709820/0723

das "Ansprechen auf Motorumwelt- und Belastungsparametern für eine präzisere Steuerung der Luft 'Kraftstoff-Verhältnisse über den dynamischen Betriebsbereich des Motors.

Veitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm des Kraftstoffeinspritzsystems gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein schematisches Diagramm eines Teils eines Zylinderkopfes und Einlaßverteilers einer Maschine unter Darstellung der Lage eines Kraftstoffinjektors darin,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Kraftstoffinjektors, der einen Bestandteil des in Fig. 1 gezeigten Kraftstoffinjektorsystems ist,

Fig. h eine vergrößerte Ansidht des abstromigen Endes in Fig. 3 unter Darstellung des elektromagnetisch betriebenen Ventils des KraftstoffInjektors,

Fig. 5 eine Vorderansicht einer aufstromigen Fläche einer Armatur bzw. Ankers oder Rotors, die bzw. der ein Bestandteil des in Fig. h gezeigten Ventils ist,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht der Fig. 5 entlang den Linien 6-6 der Fig. 5»

Fig. 7 eine Vorderansicht einer abstromigen Fläche des in den Fig. 5 ^und 6 gezeigten Ankers,

70982Q/0723

Fig. 8 eine Ansicht der Düse, am abstromigen Ende der Fig. K gezeigt,

Fig. 9 die Ansicht eines Teils der Fig. 4,

Fig. TO eine vergrößerte Ansicht eines aufstromigen Endes der Fig. 3,

Fig. 11 eine Querschnittsansicht durch einen Druckbooster oder -ejektor, der ein Bestandteil der Kraftstoffeinspritzanlage gemäß Fig. 1 ist,

Fig.12 eine Querschnittsansicht durch einen abgedichteten Volumenfließmitteldruckwellen- oder Speicherwandler bzw. -konverter, der ein Bestandteil des in Fig. 1 gezeigten Systems sein kann,

Fig.13 eine Kurve des Fließmitteldruckes an einem Injektor während eines Injektionszyklus unter Darstellung des Betriebes des in Fig. 11 gezeigten Druckejektors,

Fig.i4 eine Kurve des Kolbenhubes und Verschiebevolumens in Funktion des Winkels eines Nockens, welcher den in Fig. 11 gezeigten Druckejektor antreibt, wobei der Betrieb des Druckejektors dargestellt ist,

Fig.15 die Kurve der Federbelastung gegen das Abbiegen oder Umbiegen für den in Fig. 10 gezeigten Druckejektor,

Fig.i6 ein schematisches Diagramm eines Teils der Kraftstoffeinspritzanlage unter Darstellung eines elektronischen Steuerrechners, der ein Bestandteil der in Fig. 1 gezeigten Anlage ist,

Fig.17 ein elektrisches Schaltdiagramm einer Triggerschaltung oder Auslöseschaltung für einen in Fig. 16 gezeigten Impulsgenerator mit veränderbarer Breite,

709820/0723

Fig. 18 die Kurve von Wellenformen, die an verschiedenen Stellen, in der in Fig. 17 gezeigten Schaltung auftreten ,

Fig. 19 ein schematisches Diagramm eines Teils der Kraftstoff einspritzanlage unter Darstellung einer Anlasser- oder Startschaltung, die ein Bestandteil der in Fig. 1 gezeigten Anlage sein kann,

Fig. 20 ein elektrisches SchaItdiagramm eines Impulsgenerators mit veränderbarer Breite derArt, wie sie bei der in Fig. 19 gezeigten Anlasserschaltung verwendet wird,

Fig. 21 eine Kurvendarstellung von Spannungen, die an verschiedenen Stellen in dem Schaltkreis während des Betriebes des Motors erscheinen,

Fig. 22 ein schematisches Diagramm eines Teils des Kraftstoffeinspritzsystems unter Darstellung einer Konstantstromtreibey- bzw. Antriebsschaltung, welche Bestandteil des in Fig. 1 gezeigten Systems sein kann,

Fig. 23 ein elektrisches Schaltungsdiagramm der in Fig. 22 gezeigten Treiberschaltung,

Fig. 2k eine Kurvendarstellung der Eigenschaften des Transistars im Taslb er schaltung s au s gang unter Darstellung der Unabhängigkeit des Ausgangsstroms vom Emitterwiderstand,

Fig. 25 ein schematisches Diagramm einer bevorzugten Form einer elektromagnetischen Pumpeneinrichtung, welche ein Bestandteil des Kraftstoffinjektorsystems nach Fig. 1 ist,

- 11 -

709820/0723

Fig. 26 einen Längsschnitt der Pumpeneinrichtung, die in Fig. 25 gezeigt ist,

Fig. 27 ein elektrisches Schaltungsdiagramm der Pumpeneinrichtung der Fig. 25,

Fig. 28 ein elektrisches Schaltungsdiagramm eines Impulsgenerators mit veränderlicher Breite, welcher ein Bestandteil des in den Fig. 16 und 19 gezeigten Rechners ist,

Fig. 29A, 29B und 29c elektrische Schaltungsdiagramme äquivalenter Schaltungen des Impulsgenerators der Fig.28 unter Darstellung der Schaltung in drei Folgebetriebsarten,

Fig. 31 eine Kurvendarstellung des Prozentsatzes Füllungsaireicherung und Impulsbreite in Funktion der Last für veränderliche Temperaturen bei einem bekannten System,

Fig. 32 eine Kurvendarstellung des Prozentsatzes der Anreicherung in Funktion der Belastung für den Impulsgeenerator der Fig. 28,

Fig. 33 eine Kurvendarstellung der Impulsbreite in Funktion der Belastung für den Impulsgenerator der Fig. 28,

Fig. 3^- ein schematisches Diagramm einer ersten Ausführungsform der Pumpensteuerungsanlage, welche eine wirksame Verschiebepumpe antreibt,

Fig· 35 ein elektrisches Schaltungsdiagramm der Pumpensteuerschaltung der Ausführungsform der Fig. 3k,

Fig. 36 eine Kurvendarstellung der Wellenformen, die an besonderen Stellen innerhalb der Pumpensteueranlage der Fig. 3^ und 35 während eines Zyklus auftreten, nachdem der

709820/072 3 ~ ^ΛΖ -

Motor gestartet ist und während er sich unter einer kritischen Geschwindigkeit befindet.

Fig.37 eine Kurvendarstellung der Wellenformen, die an speziellen Stellen innerhalb der Pumpensteueranlage der Fig. 3^- und 35 während eines Motorzyklus nach dem Starten und über einer kritischen Geschwindigkeit auftreten,

Fig.38 ein schematisches Diagramm einer Auspuffgasumwälzvorrichtung und

Fig.39 einen Längsschnitt einer anderen Pumpeneinrichtung.

Es folgt nun die ausführliche Beschreibung, zunächst die der Vorrichtung des Einspritzsystems. Gemäß den Fig. 1 und 2 wird das allgemein mit 2 (Fig. 1) bezeichnete Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der Erfindung in einer Verbrennungsmaschine verwendet, die einen Zylinderkopf h (Fig. 2) und mehrere Einlaßventile 6 (Fig. 2) im Zylinderkopf k aufweist. Gemäß Fig. 1 weist das Brennstoffeinspritzsystem 2 folgende Teile auf: Eine Vielzahl von Injektoren 10, eine Kraftstoffquelle 16, eine Kraftstoffzuführleitungseinrichtung 8, eine Niederdruckpumpeneinrichtung 18, einen elektronischen Steuerrechner 19 und einen Druckbooster oder -ejektor 22. Gemäß Fig. 2 hat jeder Injektor 10 ein elektromagnetisch betätigtes Injektorventil 11 und eine Injektorleitungseinrichtung 13· Vorzugsweise ist jedes Injektorventil 10 ganz im Zylinderkopf h aufstromig von einer aufstromigen Fläche und in der Nachbarschaft zu dieser aufstromigen Fläche eines oder mehrerer

709820/0 723

Einlaßventile 6 des Motors angeordnet. Bei anderen Ausführungsformen, z.B. bei einem Motor mit Zwillingsöffnungen, kann ein Injektor 10 für zwei Einlaßventile verwendet werden. Die Injektorleitungseinrichtung 13 erstreckt sich vom Injektorventil 11 durch den Zylinderkopf 4 und durch einen Einlaßverteiler 15 nach außerhalb -von dem Einlaßverteiler 15·

Gemäß Fig. 1 kann die Kraftstoffquelle für den Motor ein bekannter Kraftstofftank 16 sein, der in typischer ¥eise bei einem Kraftfahrzeug oder Lastwagen verwendet wird. Die Zuführleitingseinrichtung 8 leitet den Kraftstoff unter Druck vom Kraftstofftank zu jedem der Injektoren 10. Bei dieser Ausführungsform weist die Zuführleitungseinrichtung 8 folgende Teile auf: Eine Booster-Kraftstoffleitung 30, eine Niederdruckkraftstoff leitung 17j eine Hochdruckkraftstoffleitung und eine Mehrzahl von Zweigleitungen i4 oder Schienen, die zu den einzelnen Injektoren

10 führen. Die Niederdruckleitung 17 ist zwischen den Tank 16 und dem Druckbooster 22 angeordnet. Die Hochdruckleitung 21 ist zwischen dem Druckbooster 22 und den Schienen 14 angeordnet. Der Druckbooster 22 ist in der Kraftstoffzuführleitungseinrichtung 8 zum Anheben und Regulieren des Druckes des Kraftstoffes in der Hochdruckkraftstoffleitung und Speisleitungen 14 zwischen dem Druckbooster 22 und jedem Injektor 10 auf einen erhöhten, im wesentlichen konstanten Durchschnittsdruck angeordnet. Der Durchschnittsdruck bezieht sich auf den Druck des Kraftstoffes von Zyklus zu Zyklus

- 15 -

709820/0723

des Motors. Der erhöhte Druck ist größer als der Druck in der Niederdruckkraftstoffleitung 17 zwischen dem Booster 22 und dem Kraftstofftank 16. Der erhöhte Druck ist größer als ein Dampfdruck für den Kraftstoff in den Injektoren 10. Die Niederdruckpumpe 18 pumpt Kraftstoff vom Kraftstofftank 16 durch die Niederdruckleitung 17 mit einem relativ niedrigen Druck, z.B. weniger als 0,70 kg/cm Überdruck (1O psig), zum Druckbooster 22 hin. Der niedrige Druck ist kleiner als der vom Druckbooster 22 auf den Kraftstoff in der Hochdruckleitung 21, die Zweigleitungen lh bzw. Schienen und die Injektoren 10 aufgebrachte, erhöhte Druck. Der Niederdruck ist größer als ein Dampfdruck für den Kraftstoff im Kraftstofftank 16 und ein Dampfdruck für den Kraftstoff in der Niederdruckleitung 17· Ein elektronischer Rechner 19 erzeugt Impulse bestimmter Länge zu bestimmten Zeitintervallen zum Öffnen der Injektoren 10. Der Rechner 19 ist ein Analogrechner, der eine Mehrzahl von getrennten Rechenkanälen hat, jeweils ein Kanal für einen oder mehrere Injektoren 10.

Vorzugsweise kann das Kraftstoffeinspritzungssystem 2 auch eine ^ließmittelspeicherwandlereinrichtung hZ und eine Mehrzahl von Fließmitteldruckwellenwandlereinrichtungen ^3, 52, 5^, 5^ und 58 aufweisen. Der Fließmitteldruckwellenwandler 43, Λ2, 54, 56 und 58 abstromig vom Druckbooster 22 hält einen im wesentlichen konstanten Momentdruck in der Zuführleitungseinrichtung 8 zwischen dem Druckbooster 22 und den Injektoren 10. Der augenblickliche Druck bezieht sich auf

709820/0723

den Druck des Kraftstoffes während eines Motorzyklus. Eine bevorzugte Art von ¥ellenwandlungseinrichtung ist in der US-Patentschrift 3 507 263 beschrieben. Vorzugsweise ist der Fließmittelspeicherwandler 42 in der Niederdruckleitung 17 angeordnet. Ein Fließmitteldruckwellenwandler 43 ist in der Hochdruckleitung 21 angeordnet; und vier Fließmitteldruckwellenwandler 52» 54, 56 und 58 sind in den Zweigleitungen oder Schienen 14 angeordnet.

Das Injektorventil führt in typischer ¥eise seine Kraftstoff-Füllung auf eine Außenseite eines Einlaßventils 6 in dem Motor. Die Kraftstoff-Füllung wird dem Zylinder in zeitlich abgestimmtem Verhältnis zur Kolbenbewegung zugeführt. Der Kraftstoff wird vom Injektor 10 vorzugsweise in Form eines Sprühnebels auf die aufstromige Oberfläche des Motcceinlaßventils 6 entleert oder ausströmen gelassen, so daß die Kraftstoff-Füllung durch Berührung mit einem Bereich des heißen Einlaßventils auf maximalen Grad erwärmt werden, bevor er tatsächlich in den Motorzylinder geführt wird. Durch diese Erwärmung verdampfen die Kraftstofftröpfchen und verbessern den Verbrennungsprozeß, wodurch die Verunreinigung minimal wird. ¥ürden alle Injektoren gleichzeitig bei jedem Zyklus gezündet, würde diese Kraftstoffheizzeit sich für jeden Zylinder verändern, wodurch sich eine reine Steuerung der Verunreinigungsausströmung ergibt. Das Kraftstoff-Einspritzungssystem 2 gemäß der Erfindung ist so angeordnet worden, daß die Heiztätigkeit maximal gemacht ist, und zwar infolge der Berührung einer eingespritzten Kraftstoff-Füllung mit dem Einlaßventil-

709820/0723 - 17 -

bereich, um teilweise die Kraftstoff-Füllung zu verdampfen und die Verdampfungsgeschwindigkeit der restlichen Kraftstoff-Füllung zu erhöhen, wenn sie in den heißen Zylinder gezogen wird. Die Betätigungszeiten der Injektoren 10 sind so vorgesehen worden, daß die Zeit der Berührung der eingespritzten Kraftstoff-Füllung mit dem Einlaßventilbereich im Zylinderkopf vor Öffnung des Einlaßventils maximal gemacht ist. Die Präzision der Steuerung des Einspritzvolumens ist proportional sowohl zur Größe des Fließmitteldruckes in den die Injektoren beschickenden Leitungen als auch dem Regulierungsgrad des Druckes. Ein hoher regulierter Druck ist erwünscht. Bei relativ großen Motoren erfordern die Einspritzsysteme hohe Kraftstoff Strömungsgeschwindigkeiten. Fließ-r mittelpumpen mit hohem Druck und hohem Volumen sind notwendigerweise groß und geräuschvoll., Die Minimalhaltung dieser Nachteile erhöht abrupt die Kosten der Pumpe. Bei bekannten Kraftstoffeinspritzsystemen wurde der Konflikt zwischen den Kosten und der Leistung in typischer ¥eise dadurch vereinfacht, daß man den Druck in dem Kraftstoffeinspritzsystem erniedrigt. Somit verwendeten frühere Kraftstoffeinspritzsysteme in typischer Weise Fließmitteldrücke von etwa 2 Atm. in den Beschickungsleitungen zu den Injektoren, obwohl höhere Drücke zur Steigerung der Präzision des Einspritzprozesses erwünscht wären.

Frühere Kraftstoffeinspritz systeme hatten auch nicht den Regulierungsgrad des Druckes, der für die Injektoren vorgesehen war. ¥eil die Kraftstoffströmung durch den Injektor

- 18 -

709820/0723

proportional ist zum Leitungsdruck, führen Veränderungen dieses Druckes zu Volumenveränderungen des in einen Zylinder eingespritzten Kraftstoffes. Hauptzweck des Kraftstoffeinspritzsystems is L die Verbesserung der* Steuerung des Volumens des jedem Zylinder zugeführten Fließmittels über die relativ gehobene Steuerung hinaus, die man bei herkömmlichen Vergasersystemen erhält. Große Veränderungen des Fließmitteldruckes zu den Injektoren machen den Zentralzweck des Kraftstoffeinspritzsystems zunichte. Bei bekannten Anlagen wurde die Druckregulierung in nachteiliger ¥eise durch Leitungsdruckabfälle beeinflußt, die jedesmal dann auftraten, wenn ein Injektor zündete und augenblicklich das Fließmittelvolumen am Injektor verminderte. Dies erzeugte einen Niederdruck oder eine Expansionswelle, welche durch daß die Injektoren beschickende Leitungen lief und den Fließmitteldruck im System vemLnderte. Ein schnelles und wiederholtes Zünden der Injektoren würde eine A_nzahl dieser Niederdruckwellen einleiten, wodurch Veränderungen des·Fließmitteldruckes durch die die Injektoren beschickenden Leitungen hervorgerufen würden, Das Kraftstoffeinspritzsystem 2 gemäß der Erfindung sorgt für Kraftstoff unter relativ hohem konstanten Druck zu den Kraftstoffeinspritzventilen 11 (Fig. 2) hin. Die Einspritzventile 11 sorgen für gesteuerte, diskontinuierliche oder intermittierende Explosionen des Brennstoffes zu den aufstromigen Flächen des Einlaßventils 6 der Verbrennungsmaschinen. Es gibt einen Kraftstoffinjektor 10, der für jeden Zylinder der Verbrennungsmaschine vorgesehen ist. Bei anderen Ausführungs-

- 19 -

709820/0723

fozraen, wie z.B. Motoren mit Zwillingsöffnungen, kann ein Injektor 10 für mehrere Zylinder verwendet werden, wie z.B. ein Injektor für jeweils zwei Zylinder. Die vorliegende Erfindung wird anhand einer Verbrennungsmaschine nach dem Typ des Otto-Motors mit acht Zylindern erläutert, wie er in typischer Weise in Kraftfahrzeugen in den Vereinigten Staaten von Nordamerika verwendet wird. Folglich gibt es bei dieser Ausführungsform acht Kraftstoffinjektoren 10, einen für jeden der acht Zylinder der Verbrennungsmaschine. Andere Aus-

führungsformen des Kraftstoffeinspritzsystems/gemäß der Erfindung können jedoch eine größere oder kleinere Anzahl von Kraftstoffinjektoren verwenden, je nach der Anzahl der Zylinder der Verbrennungsmaschine, für welche das Kraftstoffeinspritzsystem verwendet wird. Beispielsweise würde eine Verbrennung smas chine mit vier Zylindern vier Kraftstoffinjektoren 10 verwenden, nämlich einen für jeden Zylinder. Eine Verbrennungsmaschine mit sechs Zylindern würde sechs Kraftstoffinjektoren 10 verwenden, einen für jeden Zylinder. Die Menge des von den Kraftstoffeinspritzventilen 11 eingespritzten Kraftstoffes ist eine Funktion des Druckes, unter welchem der Kraftstoff zu den Einspritzventilen 11 zugeführt wird, und der Zeitdauer, während der die Einspritzventile 11 offen sind.

Im folgenden werden die Kraftstoffinjektoren beschrieben. Gemäß Fig. 3 weist jeder Kraftstoffinjektor, der allgemein mit 10 bezeichnet ist, folgende Teile auf: Ein Ventil 11, welches elektromagnetisch mittels eines Solenoids be- - 20 -

709820/0723

tätigbar ist, ein aufstromseitiges Ende 104, ein abstromseitiges Ende 106 und eine Längsachse. Vorzugsweise sind die Injektoren 10 von der in der oben erwähnten US-Patentschrift beschriebenen Art. Der Titel dieses Gegenstandes der genannten US-Patentschrift ist "elektromagnetisch betätigbares Ventil" (US Serial No. 629 ^50), wobei gleichzeitig in den USA noch die Anmeldung mit der US-Serial No. 629 ^21 am 6. November 1975 eingereicht worden ist. Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und k weist der Kraftstoffinjektor 10 folgende Teile auf: Eine Entleerungseinrichtung; eine Kraftstoffleitung; einen elektrischen Leiter; eine elektromagnetische Schaltung; eine Vorspanneinrichtung; und eine Abdichteinrichtung. Vorzugsweise weist der Injektor 10 auch einen Laufbegrenzer auf.

Die Entleerungseinrichtung, wie z.B. eine Meßdüse 108, ist am abstromigen Ende IO6 des Injektors 10 angeordnet und Aireist eine sich längs erstreckende, mittig angeordnete Öffnung parallel zur Längsachse des Injektors 10 und vorzugsweise mit dieser zusammenfallend für das Zuführen eines Fließmittels, wie z.B. Kraftstoff, d.h. Benzin, zum Motor auf. Die Düse 108 und die Öffnung 110 haben ein aufstromiges Ende und ein abstromiges Ende. Die Kraftstoffleitung 112 erstreckt sich längs des Kraftstoffinjektors 10 zum Führen von Kraftstoff unter Druck von einer Kraftstoffeinlaßeinrichtung 114 zur Düse 108. Der elektrische Leiter, wie z.B. ein elektrischer Draht II6, erstreckt sich längs des Injektors 10 zum Zu-

- 21 -

709820/0723

führen eines elektrischen Signals, d.h. eines elektrischen Impulses bestimmter Dauer zu bestimmten Zeitintervallen, um den elektromagnetischen Schaltkreis zu erregen uni den Injektor 10 zu betätigen. Die elektromagnetische Schaltung weist folgende Teile auf: Eine Armatur bzw. einen Anker 218, einen mittigen ersten Pol 122, eine Spule 124 zur Magnetisierung der elektromagnetischen Schaltung und einen Fließweg.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 7 weist der Anker 118 eine ab-stromige Fläche 126 und eine aufstromige Fläche 128 auf. Gemäß Fig. h ist der Anker 118 im Gehäuse 122 angeordnet und befindet sich in Gleitberührung mit dem Gehäuse 22. Dieses ist ein kombiniertes, einheitliches Doppelzweckgehäuse mit äußerem zweiten Pol, der aus magnetisierbarem Material hergestellt ist. Der äußere Gehäusepol 122 umfaßt den Anker 118, den Laufbegrenzer 123, die Spule 124 und den Mittelpol 120. Der äußere Gehäusepol 122 bildet auch einen Teil der elektromagnetischen Schaltung. Der Anker 118 ist außerhalb des ersten Pols 122 und zwischen diesem und der Düse 108 angeordnet. Der Anker 118 ist der einzige sich bewegende Bestandteil im Injektor 10 und hat eine aufstromige Stellung, eine abstromige Stellung, die in Fig. h gezeigt ist, und eine bestimmte intermittierende ungehemmte oder unbegrenzte, frei fließende, hin- und hergehende Bewegung parallel zur Längsachse des Injektors 10 über einen bestimmten festen Laufabstand 130 zwischen der Aufstromstellung und der Abstromsteilung.

- 22

709820/0723

Gemäß Fig. 9 begrenzt ein abstromiges Ende 132 des Laufbegrenzers 123 die Bewegung des Rotors oder Ankers 118 in einer Aufstromrlchtung in seine aufstromige Stellung hin und gegen ein abstromiges Ende I36 des ersten Pols 120 hin. Das abstromige Ende 132 des Laufbegrenzungslcörpers 23» dor vorzugsweise aus einem nichtmagnetisierbaren Material hergestellt ist, bildet einen Restluftspalt 138 (der in Fig. 9 in übertriebenem Maßstab dargestellt ist) im Fließwsg zwischen der Aufstromflache 123 des Ankers IIS und dem Abströmende 136 des ersten Pols 120, wenn die Aufstromflache 128 des Ankers 118 sich in seiner AufStromstellung befindet, d.h. wenn er in Berührung mit dem Abströmende 132 des Laufbegrenzers 123 ist. Es gibt einen einzigen Luftspalt, der gleich der Länge des Restluftspaltes 138 plus dem Laufabstand I30 des Ankers 118 ist, dessen Bedeutung nachfolgend beschrieben wird. Gemäß Fig. h spannt eine Vorspanneinrichtung, wie z.B. eine Spiralrückholfeder 1^-0, den Anker 118 in seiner Abstromstellung vor. Der Anker 118 ist tatsächlich ein kombinierter Einheits-Anker 118-Ventilkörper mit Doppelzweck. Der Anker 116 bildet Teil eines elektromagnetischen Schaltkreises und Teil eines elektromagnetisch betätigten Ventils. Xn seiner Abstromstellung (Fig. k) befindet sich zumindest ein Teil der abstromigen Fläche 126 des Ankers 118 in Berührung mit der aufstromigen Fläche 142 der Düse 108.

Die Masse des Ankers 118 ist so minimal wie möglich gemacht. Gemäß den Fig. 6 bis 7 ist der Anker 118 eine Scheibe, die aus

709820/0723

magnetischem Material hergestellt ist und einen im wesentlichen kreisförmigen äußeren Umfang hat sowie ausgeschnittene Abschnitte 143 entlang mindestens einem und vorzugsweise beiden Teilen des äußeren Umfanges, um einen Kraftstoffdurchgang zu ermöglichen, wobei sich ein Hauptdurchmesser 144 zwischen gegenüberliegenden Seiten des Atißenumf anges erstreckt. Der Ankerdurchmesser 144 nähert sich dem Maß eines Innendurchmessers des Gehäuses 122. Folglich hat der Umfang des Ankers 118 eine dichte Passung in Gleitberührung mit den Innenwänden des Gehäuses 122. Der Anker 118 hat eine Dicke, die den halben Ankerdurchmesser 144 nicht übersteigt und vorzugsweise nicht ein Viertel des Ankerdurchmessers 144 übersteigt. Folglich hat der Anker 118 relativ kleine Maße und ist leicht, wodurch der Anker 118 durch eine vergleichweise kleine Kraft bewegbar ist, die von der elektromagnetischen Schaltung erzeugt wird, woduach der Anker 118 eine kurze Ansprechzeit haben kann, d.h. er spricht empfindlich auf die elektromagnetische Schaltung in schnellem Öffnen und Schliessen der Öffnung 110 an.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 8 weist die Dichtungseinrichtung zum Abdichten der Öffnung 110 eine Ringrippe oder einen ringförmigen Steg 146 auf, der zwischen der abstromigen Fläche 126 des Ankers 118 (Fig. 6 und 7) und der aufstromigai Flächen 142 (Fig. 8) der Düse 108 angeordnet ist. Der ringförmige Steg 146 hat einen Umfang und einen Durchmesser, die etwas größer als der Umfang und der Duch-

- Zk -

709820/0723

messer des aufstromigen Endes der Öffnung 110 sind, so daß der ringförmige Steg 146 das aufstromige Ende der Öffnung 110 umgibt bzw. umfaßt. Der ringförmige Steg 146 ist vorzugsweise auf der abstromigen Fläche 126 des Ankers 118 angeordnet. Bei einer anderen Ausführungsform könnte der ringförmige Steg 146 auch auf dem aufstromigen Ende 142 der die Öffnung 110 umgebenden Düse 10 8 angeordnet sein. ¥enn der Anker 118 sich in seiner abstromigen geschlossenen Stellung befindet, umgibt der ringförmige Steg 146 eiien Ventilsitz 147 auf dem aufstromigen Ende der Öffnung 110 ganz und fließt in die Öffnung 110, wodurch der Kraftstoff daran gehindert wird, in das aufstromige Ende der Öffnung 110 einzutreten.

Die Abdichteinrichtung weist folgende" Teile auf:

Den Ventilsitz 147 und den ringförmigen Steg 146. Es gibt ringförmige äußere Stege 148 und einen kreisförmigen hinterschnittenen Teil 15°» die zwischen der abstromigen Fläche

142

126 des Ankers 118 und der aufstromrgen Fläche/(Fig. 8) der Düse/ angeordnet sind. Vorzugsweise befindet sich der Ventilsitz 147 auf der aufstromigen Fläche 142 (Fig. 8) der Düse 108 unter Umfassen des aufstromigen Endes des Öffnung 110. Vorzugsweise sind die äußaen Stege 148 auf der abstromigen Fläche 126 des Ankers 118 angeordnet, und das hinterschnittene Teil I50 ist auf der aufstromigen Fläche i42 der Düse 108 angeordnet. Der Umfang der äußeren Stege 148 ist im

- 25 -

709820/0723

/wesentlichen gleich dem Umfang des hinterschnittenen Teils 150j so daß die äußeren Stege 148 zu dem hinterschnittenen oder unterschnittenen Teil I50 zugeordnet sind und in dieses hineinpassen. Vorzugsweise sind die äußeren Stege 148 auf dem äußeren Umfang der abstromigen Fläche 126 des Ankers angeordnet und das hinterschnittene Teil I50 ist auf dem äusseren Umfang der auf stromigen Fläche 142 der Düse 108 angeordnet. Andererseits könnten die äußeren Stege 148 auch auf dem äußeren Umfang der aufstromigen Fläche 142 der Düse 108 angeordnet sein, und das hinterschnittene Teil 150 könnte auf dem Außenumfang der abstromigen Fläche 126 des Ankers angeordnet sein.

Die Höhe des ringförmigen Steges 146 ist im wesentlichen gleich der Höhe der ringförmigen Stege 148, und zwar in Richtung paal-IeI zur Längsachse des Injektors 10. ¥enn sich der Anker in einer abstromigen Richtung in seine abstromige geschlossene Stellung bewegt, berührt der ringförmige Steg 146 die aufstromige Fläche 142 der Düse 108, bevor die äußeren Stege mit der aufstromigen Fläche 142 der Düse 108 in Kontakt kommen, und zwar infolge des hinterschnittenen Teils I5O· Diese Anordnung stellt eine wirksame Dichtung und einen wirksamen Verschluß der Öffnung 110 sicher.

Der Laufbegrenzer 123 hält einen Rest-luftspalt 38 zwischen der aufstromigen Fläche des Ankers 118 und dem abstromigen Ende 136 des ersten Pols 120, wenn sich der Anker 118 in seiner aufstromigen offenen Stellung befindet. Der Laufbegrenzer 123

709820/0723

26506S7

verhindert auch eine magnetische und Fließmittelreibung zwischen der aufstromigen Fläche 128 des Ankers 118 und der flachen Oberfläche des abstromigen Endes 136 des ersten Poles 120. Durch diese Reibverhinderung kann die abstromige Fläche 128 des Ankers 118 außer Berührung mit dem abstromigen Ende 132 des Laufbegrenzers 123 leichter und mit weniger Kraft freigegeben werden, als die aufstromige Fläche 128 des Ankers 118 entlastet oder freigegeben werden könnte, wenn sie in Berührung mit der flachen Oberfläche des aufstromigen Endes 1j6 des ersten Poles 120 wäre. Der Laufbegrenzer 123 ist vorzugsweise ein koaxial um die Spule 124 angeordneter rohrfö'rmiger Körper.

Gemäß den Fig. 2, 3 und 8 ist vorzugsweise ein Sprühkörper 152 in der Öffnung 118 angeordnet, um mindestens teilweise, vorzugsweise aber vollständig den Kraftstoff zu atomisieren bzw. fein zu verteilen, und zwar zu einem Sprühnebel zum Zuführen des Kraftstoffes in Sprühform zu dem Motor. Das Atomisieren oder feine Verteilen bezieht sich atf das Aufbrechen des Kraftstoffes in feine Teilchen zur Beschleunigung der VeDrdampfung des Kraftstoffes und Erleichterung des Verniischens mit Luft zur verbesserten Verbrennung, wodurch die Ausströmurg von Verunreinigui^n aus dem Motor verhindert wird und der Kraftstoffverbrauch verhindert wird sowie die Motorleistung verbessert wird. Im Hinblick auf Fig. 8 weist der Sprühkörper 152 eine Xnnenbohrung 153 mit einer Längsachse auf. Die Öffnung 110 hat ebenfalls eine Längsachse. Die Längsachse der

- 28 -

709820/0723

Bohrung 153 steht unter einem Winkel 1^4 bezüglich der Längs--" achse 110, um ein Aufschlagen des Kraftstoffs gegen die Innenwand der Öffnung 110 zu erreichen, nachdem der Kraftstoff durch die Bohrung 153 des Sprühkörpers 152 hindurchgeströmt ist. Dieser Aufprall erzeugt die feine Verteilung des Kraftstoffs in einen Sprühnebel. Der l/inkel 15^ kann im Bereich von 5 bis 80 und vorzugsweise im Bereich von 30 bis 45 liegen. Andererseits kann der Sprühkörper 152 auch eine Schraubenförmige Bohrung verwenden, anstelle einer Bohrung 153» die sich unter einem ¥inkel zur Öffnung 110 erstreckt. Die schraubenförmige Bohrung könnte rund um den äußeren Umfang des Sprühkörpers 152 angeordnet sein. Vorzugsweise wird das Aufbrechen des durch die Düse 108 strömenden Kraftstoffes in einen Sprühnebel durch eine hohe Geschwindigkeit des Kraftstoffes begünstigt, die ihrerseits durch einen hohen Druck begünstigt wird, welcher bei dem Kraftstoffinjektor 10 aufrechterhalten wird. Beispielsweise kann der Kraftstoff dem Injektor 10 unter einem Druck von etwa 7»O3 kg/cm Überdruck (i00 pounds per square inch gage) zugeführt werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen unter Verwendung eines Sprühkörpers 152 wird die Bohrung 153 die betriebliche Öffnung für die Düse 108 anstelle der Öffnung 110. Bei Ausführungsformen, welche nicht einen Sprühkörper 1$2 verwenden, ist die Öffnung 110 die betriebswirksame Öffnung und sollte einen kleineren Durchmesser haben, als wenn ein Sprühkörper 52 benutzt würde.

Die Bedeutung eines einzigen Luftspaltes im Vergleich zur be-

- 29 -

709820/0 723

kannten elektromagnetischen Schaltungen, die gewöhnlich zwei oder mehr Luftspalte haben, besteht darin, daß die Wirksamkeit und die Kraft, die von der elektromagnetischen Schaltung zum Anker 118 aufgebracht ist, bemerkenswert erhöht ist. Beispielsweise sind bei der Vorrichtung nach der US-Patentschrift 3 ^ 12 718 Mehrfach-Luftspalte in der elektromagnetischen Schaltung vorgesehen, d.h. zwischen dem inneren Pol 112 und dem Prallplattenventil 126 sowie zwischen dem äusseren Pol und dem Prallplattenventil 126, mit dem Ergebnis, daß die Summe der Reihen von Spalten im wesentlichen gleich dem zweifachen Laufabstand des Prallplattenventils 126 ist. Gemäß den Fig. h und 9 der Erfindung läuft ein typischer Fluß im Fließweg der elektromagnetischen Schaltung gemäß der Erfindung durch den ersten Pol 120, über den Restluftspalt 138t quer über den Laufabstand 13Of durch den Anker 118, durch das Gehäuse 122, welches als zweiter Pol der elektromagnetischen Schaltung wirkt, und zurück zum ersten Pol 120. Die Menge der Strömung ist umgekehrt proportional zum Luftspalt, wie die folgende bekannte Formel zeigt:

N χ Ι χ 1.26 L

B = ί ,

wo L die Länge der Gesamtreihenluftspalte ist, d.h. der Restluft spalt 138 plus Laufabstand I30» die der Betrag bzw. die Menge des Flusses ist, d.h. die Länge von Strömungslinien pro Einheitsquerschnittsbereich; N die Anzahl der Windungen der Spule ist; I die Amperezahl der Elektrizität in der Schalist; und 1,26 eine Konstante ist. Da es erfindungsgemäß nur

- 30 -

709820/0723

einen Luftspalt gibt, anstelle von zwei oder mehr Luftspalten in den bekannten elektromagnetischen Schaltungen, ist die Strömungsmenge B gemäß der Erfindung etwa verdoppelt. Die Menge des Flusses B ist verdoppelt, weil die Gesamtlänge der Reihenluftspalte L gemäß der Erfindung etwa die Hälfte oder weniger als die Länge der gesamten Reihenluftspalte bei bekannten elektromagnetischen Schaltungen ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Gesamtlänge der Reihenluftspalte L gemäß der Erfindung etwa gleich dem Laufabstand 130 ist plus dem Restluffcspalt 138, anstelle von Zwei-oder .Mehrfachen des Laufabstandes wie bei bekannten elektromagnetischen Schaltungen. Die von der elektromagnetischen Schaltung auf.den Anker 118 ausgeübte Kraft ist proportional dem Quadrat der Fließmenge B, wie durch die folgende bekannte Formel gezeigt ist:

ρ ₌

8ΤΓ

wo F die ausgeübte elektromagnetische Kraft ist (in dyn), B die Strömungsmenge ist und A der Querschnittsbereich des Luftspaltes ist. Folglich übt die elektromagnetische Schaltung gemäß der Erfindung erheblich mehr Kraft auf den Anker 18 aus als bekannte elektromagnetische Schaltungen, näherungsweise die vierfache Kraft; wenn alle anderen Veränderlichen dieselben sind. Nachdem die Kraftlinien einmal durch die gesamte Reihe von Luftspalten hindurchgegangen sind, gehen sie erfindungsgemäß nicht ein zweites Mal durch den Gesamt-

709820/0723

reihenluftspalt. ^s gibt keine anderen Luftspalte in der elektromagnetischen Schaltung. Beispielsweise gibt es keinen Spalt zwischen dem Anker 18 und dem Gehäuse 122. Es gibt keine dichte Gleitpassung· zwischen dem äußeren Umfang des Ankers 18 und der Innenwand des Gehäuses 122. Der gesamte Reihenluftspalt liegt zwischen dem abstromigen Ende 36 und der auf stromigen Fläche 28. Der Gesamtreihen- luftspalt ist ein einziger Spalt mit zwei Bestandteilen (der Restluftspalt 138 und der Laufabstand 130), wobei nicht zwei oder mehr separate Spalte voneinander entfernt sind. Die Bedeutung· dessen, daß der Laufabstand 1 30 plus der Restluftspalt 138 im wesentlichen gleich der Länge des Gesamtreihenluftspaltes ist, besteht dax-in, daß die Strömungsmenge erheblich erhöht ist, wodurch die elektromagnetische Kraft F erhöht ist.

Die Düse 108 hat eine krei^örmige Gestalt und ein Umfangs- maß derart, daß sie in das Gehäuse 122 paßt. Die Spule ist auf einer rohrförmigen Spule I56 angeordnet, die an jedem Ende Flansche aufweist. Der erste Pol 120 ist in der Spule 156 mittig und axial angeordnet. Der erste Pol 120 hat einen Flansch 157 an seinem aufstromigen Ende in Berührung mit dem äußeren Gehäusepol 122. Der Flansch 157 weist Löcher auf, um Kraftstoffdurchlaß vorzusehen. Die Spule 156 ist in der Spule 124 zentral und axial angeordnet. Die Spule 124 ist in dem Laufbegrenzer 123 zentral

- 32 -

709820/0723

und axial angeordnet. Dei- Laufbegrenzer 123 ist ein rohrförmiger Körper, der im Gehäuse 122 zentral und axial angeordnet ist. Der elektrische Draht 116 ist mit der Spule 124 durch einen ersten Anschluß I5S und einen Draht 16O verbunden. Der elektrische Draht II6 ist vom ersten Pol durch einen Isolator 162 isoliert.

Gemäß den Figuren 3 und k ist die Kraftstoffleitung 112 ein K)hrförmiger Körper, der am aufstromigen Ende des Gehäuses 22 durch einen Adapter 162 angebracht ist. Die Kraftstoffleitung 112 und das Gehäuse 122 sind parallel zur Längsachse des Injektors 10 angeordnet. Ein "O"-Ring I63 ist zwischen dem aufstromigen Ende des Gehäuses 122 und im abstromigen Ende des Adapters 162 vorgesehen. Der elektrische Draht II6 erstreckt sich mittig und axial in der Kraftstoffleitung 112 längs derselben.

Gemäß Fig. 3 ist eine Befestigungseinrichtung um die Kraftstoffleitung 112 herum zur Befestigung der letzteren und der Injektorleitungseinrichtung 13 am Motor vorgesehen, wie z.B. am Motorzylinderkopf K oder am Einlaßverteiler 15 des Motors, und erstreckt sich in den Zylinderkopf k hinein, wobei vorzugsweise in beiden Fällen das Ventil 11 ganz im Zylinderkopf 4 ist. Die Befestigungseinrichtung ist etwa am Mittelteil des Kraftstoffinjektors 10 und die Kraftstoffleitung 112 zwischen dem aufstromigen Ende k und dem abstromigen Ende IO6 des Kraftstoffinjektors 10 angeordnet. Die Befestigungseinrichtung

709820/0723

weist eine Hülse 164, einen Adapter 166 und eine Aufnahmemutter 168 auf.

Gemäß den Figuren 3 und 10 weist die Kraftstoffeinlaßeinrichtung 114 ein Anschlußstück 170, ein darin angeordnetes inneres Sieb oder ein Schirm 172 und einen Haltering 174 zum Halten des Siebes 172 im Anschlußstück I70 auf. Das Sieb 172 ist dazu gedacht, unerwünschte Teilchen aus dem Kraftstoff auszufiltern, die mit diesem in die Einlaßeinrichtung 114 eintreten. Das Sieb 172 ist nicht die Hauptfilt ervorrichtung für den zum Motor zuzuführenden Kraftstoff. Das Anschlußstück I70 ist am aufstromigen Ende der Kraftstoffleitung 112, z.B. durch Schweißen, angebracht.

Ein zweiter Anschluß I76 ist für die Verbindung des elektrischen Drahtes II6 mit dem Anschlußstück I70 vorgesehen. Der zweite Anschluß hat einen Flansch I78. Eine erste, nicht kompressible Unterlagscheibe 180 und eine erste kompressible Unterlagscheibe 182 sind unter dem Flansch I78 angeordnet. Eine zweite nichtkompressible Unterlagscheibe 184 und eine zweite kompressible Unterlagscheibe 186 sind über dem Flansch I78 angeordnet. Die erste kompressible Unterlagscheibe 182 ist zwischen dem Flansch I78 und der ersten nxchtkompressiblen Unterlagscheibe 180 angeordnet. Die zweite nichtkompressible Unterlagscheibe 184 ist zwischen der zweiten kompressiblen Unterlagscheibe 186 und dem Flansch 178 angeordnet. Die erste und die zweite nichtkompressible

- 3k -

70 9820/0723

Unterlägscheibe 180 und 184 können aus einem Material, wie z.B. Nylon, hergestellt sein. Die erste und die zweite !compressible Unterlagscheibe 182 und 186 können aus einem Material, wie z.B. Kautschuk, hergestellt sein. Die nichtkompressiblen Unterlegscheiben 180 und 184 halten den zweiten Anschluß I76 zentriert und verhindern einen Kurzschluß des elektrischen Drahte's II6. Die kompressiblen Unterlagscheiben 182 und 186 gestatten ein Kräuseln zur Erreichung einer dichten mechanischen Abdichtung und Verhinderung von Kraftstoffleckage.

Im Betrieb ist der Anker 118 normalerweise geschlossen und öffnet nur für kurze Zeitintervalle. Wenn die Spule 124 der elektromagnetischen Schaltung erregt wird, wird der Anker 118 von seiner abstromigen geschlossenen Stellung (Fig. 4) in seine aufstromige geöffnete Stellung durch die elektromagnetische Anziehung der Spule 124 bewegt. Der Anker 118 bewegt sich in seine aufstromige offene Stellung in einer Aufstromrichtung, wie in Fig. 4 durch den Pfeil 188 gezeigt ist, und zwar entgegen der Kraft der Rückholfeder 14O und gegen den Kraftstoff-Fluß in den Kraftstoffinjektor 10 hinein. Wenn die Spule 124 entregt wird, stößt die Feder 14O den Anker 118 in Abstromrichtung, wie in Fig. 4 durch den Pfeil 18° gezeigt ist, und zwar in seine abstromige, geschlossene Stellung, in welcher der Anker 118 als Ventilkörper unter Verschließen der Öffnung 110 der Düse 108 wirkt. In seiner aufstromigen offenen Stellung bewegt sich der Anker 118 vom Ven-

> - 35 -

709820/0 7 23

tilsitz 147 fort, öffnet hierdurch die Düse 108 und gestattet die Verbindung vom Kraftstoffinjektor 10 durch die Öffnung 110 in den Motor hinein. Der Fließweg des Kraftstoffes geht von der Kraftstoffleitung 112 durch eine Sammelkammer 190, dann durch Löcher im Flansch 157» dann um die Außenseite des Laufbegrenzers 123 herum, wo die Rückholfeder 140 angeordnet ist, dann durch die ausgeschnittenen Abschnitte 1^3 des Ankers 118 und dann durch die Öffnung 110, wenn diese durch den Anker 118 geöffnet ist.

Das elektromagnetisch betätigte Ventil gemäß der Erfindung erreicht einen höheren Ansprechgrad durch folgende Maßnahmen: Eine Ausgestaltung des Ankes mit niedriger Masse, Verwendung eines Laufbegrenzers, welcher ein Problem der Reibung (Astiction) verhindert sowie eine Anordnung, durch welche der Laufabstand des Ankers im wesentlichen gleich einem einzigen Luftspalt in der elektromagnetischen Schaltung ist anstelle gleich dem zweifachen Luftspalt. Das elektromagnetisch betätigte Ventil erreicht eine wirksamere elektromagnetische Schaltung, welche mehr Kraft auf den Anker dadurch ausüben kann, daß sie einen einzigen Luftspalt anstelle von zwei oder mehr Luftspalten hat. Das elektromagnetisch betätigte Ventil gemäß der Erfindung ist dauerhaft, wirtschaftlich herstellbar, im Ausmaß minimal gehalten und höchst ansprechend (schnelles Ansprechvermögen, denn es hat nur ein sich bewegendes Teil, einen kombinierten Anker- und Ventilkörper, welcher Teil der elektromagnetischen Schaltung bildet, das auch als Teil des Ventils

709820/0723

wirkt, um die Düse zu öffnen und zu schließen, und welches Scheibenform hat. Das elektromagnetisch betätigte Ventil gemäß der Erfindung erreicht bei der Benutzung als Kraftstoffinjektor in einer Kraftstoffeinspritzungsanlage für einen Verbrennungsmotor eine vollständigere Verbrennung im Motor zur Verminderung der Ausströmung von Verunreinigungen, erreicht einen verminderten Kraftstoffverbrauch und erreicht eine verbesserte Maschinenleistung, vorzugsweise durch Zuführen des Kraftstoffes in Form eines fein verteilten Sprühnebels anstelle in der Form eines Flüssigkeitsstroms.

Es wird nun die Zufuhr beschrieben.

Gemäß Fig. 1 wird Kraftstoff den Einspritzventilen durch eine Zuführleitungseinrichtung 8 vorgesehen, die KraftstoffZweigleitungen oder Schienall h aufiveist. Kraftstoff für die Beschickung der Zweigleitungen oder Schienen 14 wird vom Kraftstofftank 16 abgeleitet. Die Niederdruckpumpeneinrichtung 18 ist eine Pumpe, die zur Beschickung des Kraftstoffes vom Kraftstofftank 16 durch ein Einwegeventil 220 arbeitet. Die Pumpe 18 ist in der Lage, Kraftstoff mit einer volumetrischen Geschwindigkeit im Überschuß zum Motorbedarf bei maximaler Drosselöffnung zu pumpen. Für einen relativ großen 8-Zylindermotor kann dies mehr als 9h,6 l/Std. (25 Gallonen/Stunde) sein. Der·Auslaßdruck der Pumpe 18 kann erheblich niedriger als 1,76-2,81 kg/cm (25-^0 pounds per square inch) sein, der durch Kraftstoffpumpen für typische Einspritzkraftstoffsysteme bekannter Art vorgesehen ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der

- 37 709820/0723

Erfindung genügt ein Auslaßdruck von 0,35 bis 0,70 kg/cm (5-10 pound per square inch). Dieser Druck braucht nicht gut reguliert zu sein und kann mit der Motorgeschwindigkeit variieren. Entsprechend kann die im einzelnen nachfolgend beschriebene Pumpe 18 wesentlich einfacher und preiswerter als Kraftstoffpumpen sein, die bei den bisherigen Einspritzsystemen verwendet werden.

Es wird jetzt der Druckbooster oder -ejektor beschrieben.

Gemäß Fig. 1 nimmt der Kraftstoffdruckbooster, der allgemein mit 22 bezeichnet ist, Kraftstoff auf, welcher durch ein Einwegeventil 220 aus der Pumpe 18 geströmt ist. Vorzugsweise ist der Druckbooster 22 von der Art, wie in der USA-Patentschrift mit der Serial No. 629 351 beschrieben ist, welche den Titel hat "Kraftstoffdruckbooster und Reguliereinrichtung". Diese letztgenannte US-Patentanmeldung ist gleichzeitig mit der US-Anmeldung Serial No. 629 421 in den USA am 6. Nov. 1975 eingereicht worden. Der Booster 22 ist schematisch in Fig. 1 dargestellt und weist einen in einem Zylinder 26 beweglichen und von einer Feder 228^; vorgespannten Kolben 224 auf. Die Feder 228 spannt den Kolben 224 in einer Richtung vor, wodurch der Kolben 224 sich unter Kontraktion des Volumens des Zylinders 226 in Verbindung mit der Kraftstoffleitung 30 bewegt. Dieses vergrößert den Fließmitteldruck in der Boosterleitung 30, der HochdruckkraftstoffIei-

- 38 -

709820/0723

tung 21 und den Zweigleitungen oder Schienen 14 auf einen erhöhten Druck. Der erhöhte Druck ist größer als der Druck in der Niederdruckkraftstoffleitung 17 zwischen dem Einwegeventil 220 und der Pumpe 18. Der erhöhte Druck ist größer als ein Daipfdruck für den Kraftstoff in den Injektoren 10. Vorzugsweise beträgt der erhöhte Druck über vier Atmosphären. Besonders bevorzugt ist es, wenn der erhöhte Druck zwischen fünf Atmosphären und 10 Atmosphären liegt. Am meisten bevorzugt ist es, wenn der Druck zwischen 6 und 8 Atmosphären liegt. Ein typisches Beispiel für einen erhöhten Druck ist 7,03 kg/cm Überdruck (100 psig). Das Einwegeventil 220 verhindert, daß dieser Druckanstieg einen Rückfluß zur Pumpe erzwingt.

Ein Rücksetzmechanismus 232 ist schematisch in Fig. 1 gezeigt und ist am Kolben 224 angeschlossen, um diesen periodisch gegen die Vorspannung der Feder 228 zu bewegen, und das Volumen des Zylinders 226 in Verbindung mit der Boosterleitung 30 zu vergrößern. Dies verkleinert den Druck in der Boosterleitung 30 und gestattet einen augenblicklichen Fluß von der Pumpe 18 durch das Einwegeventil 220. Ein zweites Einwegeventil 234 ist abstromig vom Booster 22 angeschlossen. Wenn sich der Kolben 224 unter der Vorspannung oder Spannung der Feder 228 bewegt, um das Volumen des Zylinders 226 zu kontrahieren, gestattet das Ventil 234, daß sich der ergebende hohe oder erhöhte Druck in Verbindung mit der KraftstoSLeitung 21 bringt, welche die Verbindung zu den Kraftstoff-

- 39 t

709820/0723

schienen 14 schafft, -wodurch dieser höhere Druck auf die Schienen bzw. Zweigleitungen 14 aufgebracht wird. Wenn der Rücksetzmechanismus 232 den Kolben 224 gegen die Kraft der Feder 238 zurückzieht, wobei der Pumpe 18 die Möglichkeit gegeben ist, Kraftstoff in die Niederdruckkraftstoffleitung 17 zu zwingen, verhindert das Einwegeventil 234 einen Rückfluß in der Hochdruckkraftstoflleitung 21 zum Druckbooster 22 hin und hält somit in Kombination mit dem Fließmitteldruckwellenwandler 43 den hohen Fließmitteldruck in den Schienen 14 aufrecht. Erwünsentenfalls sind die entfernten Enden der Zweigleitungen oder Schienen 14 durch eine Kraftstoffleitung 18 zusammen verbunden, um einen geschlossenen Schaltkreis oder Kreis zu bilden. Ein konstantes Anzapf- bzw. Entnahme-Einwegeventil 24θ verbindet die Kraftstoffleitung 38 mit dem Kraftstofftank 16.

Fig. 11 veranschaulicht eine Einheitsvorrichtung, die allgemein mit 26O bezeichnet ist und den Booster 222 (Fig. 1), die Einwegeventile 220 und 234 (Fig. 1), die aufstromig bzw. abstromig vom Booster 22 angeordnet sind, den Fließmittelspeicherwandler 42 und den Fließmitteldruckwellenwandler aufweist. Der Fließmittelspeicherwandler 42 füllt eine unterschiedliche Funktion aus als der Fließmitteldruckwellenwandler 43, wie nachfolgend noch erläutert wird. Der Fließmittelspeicherwandler 42 ist aufstromig von dem Einwegeventil 220 des Druckboosters 22 und unmittelbar neben diesem Ventil angeordnet. Der Speicherwandler 42 schafft

- 4o -

709820/0723

j eine augenblickliche Schwelle für Kraftstoff mit Druck zum Druckbooster 22, wenn der Kolben 224 gegen die Kraft der Feder 228 zurückgezogen ist und das Einwegeventil 220 öffnet. Die Vorrichtung 260 verwendet ein zylindrisches Gehäuse 262 mit einer zylindrischen Bohrung. Ein Kolben 264 ist gleitbar in dem Gehäuse 262 gelagert. Eine Dichtungseinrichtung, wie z.B. ein O-Ring 266 ist im Kolben 264 in einer Nut gelagert. Eine Führungsbüchse 270 ist am gegenüberliegenden Ende der Zylinderbohrung zur Halterung einer Zugstange 268 gehalten. Eine relativ lange erste Schraubenfeder 272 umgibt die Zugstange 268. Die Enden der Schraubenfeder 272 drücken gegen die Rückseite des Kolbens 264 und der Büchse 270. Die erste Schraubenfeder 272 spannt den Kolben 264 gegen die Bewegung nach rechts in Fig. 11 vor.

Ein Zylindervorinnen der Bohrung zwischen dem rückwärtigen Ende des Zylinders 264 und dem gegenüberliegenden Ende der Büchse 270 ist zur Atmosphäre hin und/oder zum Kraftstofftank 16 (Fig. 1) hin durch ein von einem Sieb 2 76 abgedecktes Loch 274 entlüftet. Das extreme Ende der Zugstange 268, in Fig. 11 an der linien Seite, über der Führungsbüchse 270 hinaus, erstreckt sich durch eine Öldichtung 278 und weist ein Kissen 280 auf, welches an diesem äußeren linken Ende angebracht ist. Das Kissen 280 ragt in ein Gehäuse 282, welches an einem Kurbel-gehäuse der Maschine angebracht ist, die vom Einspritzsystem 2 unterhalten ist. Das Ende des Gehäuses 262, durch welches die Zugstange 268 ragt, ist am Ge-

- 41 -

709820/0723

häuse 268 angebracht oder einstückig mit diesem ausgebildet.

Ein länglicher Betätigungsarm 284 ist schwenkbar auf einem Drehpunktsstift 286 im Gehäuse 262 gelagert. Ein Ende des Betätigungsarmes 264 ragt in den Kurbelgehäusebereich hinein und stützt sich gegen einen Nocken 288 ab, der auf der Motornockenwelle gebildet ist. Eine zweite Schraubenfeder 29O, die am Betätigungsarm 284 an der gegenüberliegenden Seite des Drehpunkt Stiftes 186 und am Gehäuse 262 angebracht ist, drückt das Ende des Be tätigurgs armes 284 gegen den Nocken 288. Das gegenüberliegende Ende des Betätigers 284 ist gegabelt und umgibt die Kolbenstange 268 zwischen dem Kissenende oder Polsterende 280 und einer Öldichtung 278. Die Tätigkeit der ersten Schraubenfeder 272 auf dem Kolben 264 veranlaßt ein Lagern oder Abstützen des Polsterkörpers 280 gegen das gegabelte Ende des Betätigerarmes 284 bei der Abwesenheit von Kraftstoff in der Kammer 285 vor" (in Fig. 11 nach rechts) dem Kolben 264. ¥enn die Kammer 285 jedoch mit Kraftstoff gefüllt wird, kann sich der Kolben 264 nur in Fig. 11 nach rechts bewegen, bis er auf den Kraftstoff einen Druck aufbringt, der zur Abnahme der Kraft der Feder 272 ausreicht.

Der Betätigerarm 284 bewegt sich drehbar unter der Kraft des Nockens 288 hin und her, wenn sich die Motornockenwelle :dreht, Bei einem Extrem der hin- und hergehenden Bewegung stößt der Betätigerarm 284 den Polsterkörper 280 in die in Fig. 11 gezeigte Stellung. Das obere Ende des Betätigerarmes 284 bewegt sich dann nach rechts und ermöglicht es dem Kolben 264,

- 42 -

709820/0723

sich gegen den Kraftstoff in der Kammer 285 zu stützen. Beim Rückhub des Betätigerarmes 284 setzt er den Kolben 264 wieder in Stellung zurück.

Ein "Verteiler 291 wird am Kolbenende des Gehäuses 262 durch Schrauben 292 gehalten. Der Verteiler 291 enthält eine Einlaßöffnung 294, welche mit dem Auslaß der Pumpe verbunden ist. Die Öffnung 294 steht in Verbindung mit einem ersten Ventildurchgang 295» der äquivalent dem Einwegeventil 220 ist, welches schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Der Ventildurchgang 295 hat einen Ventilkörper 296, der mit einem ringförmigen Sitzkörper 298 zusammenwirkt und gegen den Sitzkörper 298 durch eine relativ leichte dritte Schraubenfeder 3OO gedrückt wird. Ein Stössel 302 ist mit dem Ende des Ventilkörpers 296 verbunden und gleitet in einer Führung 30^» die im gegenüberliegenden Ende des Ventildurchgangs 295 angeordnet ist. Der Ventildurchgang 295 schafft die Verbindung mit der Kammer 295» die ein Zylindervolumen vor dem Kolben 264 hat, um einen Fluß in die Kammer 295 hinein zu ermöglichen, verhindert aber die Strömung aus der Kammer 295 heraus.

Der auf den Ventilkörper 296 von der dritten Feder 3OO aufgebrachte Druck reicht aus, um den Ventilkörper 296 gegen den Sitz 298 im Gegensatz zu den Schwerkräften zu halten.

Die Einlaßöffnung 294 schafft auch die Verbindung mit einem Volumen 3°5» welches eine Einlaßöffnungsseite einer ersten

709820/0723

gefalteten flexiblen Membran 306 umgibt. Die erste Membran 306 wirkt mit einer quer über dem Verteiler gebildeten Wand 3O8 zum Abdichten eines Volumens 310 zusammen. Die erste Membran 306 und das Volumen 310 sind Äquivalente der Membran 246 und des abgedichteten Volumens 244, die schematisch als Teil des Kraftstoff Speicherwandlers 42 in Fig. 1 gezeigt sind. Wenn der Druck in der Einlaßöffnung 294 den Druck in der Kammer vor dem Kolben 264 übersteigt, überwindet der Vai tilkörper 296 den Druck der Feder 3OO und ermöglicht den Kraftstofffluß vom abgedichteten Volumen 310 und der Einlaßöffnung 294 in die Zylinderkammer 285 hinein.

Die Kammer 285 vor dem Kolben 264 entleert sich durch einen zweiten Ventildurchgang 311 mit einem zweiten konischen Ventilkörper 312, der mit einem Ringsitz 314 zusammenwirkt, um ein Einwegeventil zu bilden, welches äquivalent dem Einwegeventil 234 der Fig. 1 ist. Ein Ventilstößel 316 bewegt sich in einer Führung 318, die am Ausgang des Ventildurchlasses 3II geformt ist. Eine vierte Schraubenfeder 320 wird zwisehen der rückwärtigen Seite des zweiten Ventilkörpers 312 zusammengedrückt, und die Führung 318 drückt den Ventilkörper 312 in Anlage mit dem Sitz 314. Das Ventil 312 und der Ventilsitz 314 erlauben den Fluß aus der Kammer 285 heraus, verhindern aber den Fluß in die Kammer 285 hinein.

Durch den Ventildurchgang 311 strömender Kraftstoff fließt durch einen Durchgang 322, der zu einem Volumen 324 auf der

709820/0723

gegenüberliegenden Seite del- Wand 308 vom Volumen 310 führt. Das Volumen 324 ist durch eine zweite gefaltete, flexible Membran 326 eingegrenzt, die mit der Endwand des Verteilers 291 zur Bildung eines abgedichteten Volumens 328 zusammenwirkt. Dieses Volumen 328 und die zweite Membran 326 sind das Äquivalent des Fließmittelwellenwandlers 43, der schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Das Volumen 324 entleert sich aus dem Verteiler 291 durch einen Durchgang 330, welcher die Verbindung zu einer Entleerungsöffnung 332 schafft. Diese Entleerungsöffnung 332 schafft die Verbindung zu der Hochdruckkraftstoffleitung 21, die in Fig. 1 gezeigt ist.

Im Betrieb ist der Einlaßdurchgang 294 des Druckboosters 260 mit dem Auslaß der Pumpeneinrichtung 18 mit relativ niedrigem Druck (Fig. 1) verbunden. Die Auslaßöffnung 332 ist mit Fließmittelzweigleitungen bzw. Schienen 14 (Fig. i) über die (in Fig. 1 gezeigte) Hochdruckleitung 21 verbunden. Es wird angenommen, daß das Kraftstoffeinspritzsystem 2 (Fig. 1) anfänglich an Kraftstoff leer ist und der Motorzündschalter und der Startschalter geschlossen sind. Die Pumpeneinrichtung wird eingeschaltet und zieht Kraftstoff vom Tank 16 heraus und erzeugt eine unter Druck stehende Strömung durch den ersten Ventildurchgang 295» die Kammer 285 des Zylinders 262, den zweiten Ventildurchgang 311 und die Leitung 21 (Fig. 1), wobei die Zweigleitungen oder Schienen 14 (Fig. 1) aufgefüllt werden. Während dieser Zeit läßt der Motor den Betätigerarm 284 hin- und hergehen, wobei der Kolben 264 gegen die Feder 272 zurückdrückt. Bis das System 2 sich mit Kraftstoff füllt,

709820/0723

ist der Druck auf der Fläche des Kolbens 264 nicht ausreichend, um den Kolben 264 in einer aus der Mitte gelaufenen Stellung zu halten. Wenn sich das System 2 füllt, übt der Kolben 264 unmittelbar seine volle Kraft auf den relativ inkompressiblen Kraftstoff aus und hebt damit den Druck im System abstromig vom Ventil 296 im wesentlichen übei" den Auslaßdruck der Pumpe 18 an. Beispielsweise kann dieser Druck in der Kraftstoffleitung 21 und den Schienen

2 ··

14 in der Nachbarschaft von etwa 7>O3 kg/cm Überdruck (IOO psig) liegen. Hierdurch wird der Ventilkörper 296 zum Schließen geztrungen und sperrt einen weiteren Fluß von der Pumpe 18 ab.

Die Injektorventile 11 sind vorzugsweise in Gruppen von zwei geöffnet, wodurch gleichzeitig Kraftstoff in jeweils zwei Zylinder in Folge mit dem Einlaßhub des Motors eingespritzt wird. Aber auch andere Ausfiihrungs formen können gleichzeitig oder in einer Reihenfolge geöffnet werden. ¥enn jeder Injektor· 10 geöffnet wird, versucht er in jedem Falle, das VoIumai des Systems 2 abstromig vom Ventildurchgang 295 (Ventil 220 in Fig. 1) zu entleeren, und er erzeugt in wirksamer Tveise eine Nzfederdruckwelle, die sich von dem offenen Injektor 10 zum Druckbooster 22 hin (Fig. 1) und zur Vorrichtung 260 (Fig. 11) hin bewegt. ¥enn sie die Kammer 285 erreicht, gestattet die verminderte Kraft auf den Kolben 264, daß sich dieser ein bißchen (in Fig. 11 nach rechts) unter der Kraft der Feder 272 bewegt, bis das Druckungleichgewicht korrigiert ist. Die Bewegung genügt, um das freie Volumen der Kammer

- 46 -

709820/0723

um die Kraftstoffmenge zu verringern, welche durch den Injektor 10 ausgespa-itzt wird. Diese Tätigkeit erzeugt in.
wirksamer ¥eise eine Druckwelle, die sich zu den Injektoren 10 zurückbewegt.

Während eines Mo Lorzyklus werden alle Injektoren 10 einmal geöffnet, und der Kolben 264 bewegt sich nach vorn, um das freie Volumen der Kammer 285 um im wesentlichen das Volumen des ausgespritzten Kraftstoffes zu vermindern. Einmal pro Zyklus bewegt sich der Betätigerarm 284 gegen den Polsterkörper 280, um den Kolben 264 in seine ursprüngliche Stellung zurücklaufen zu lassen. Nachdem das System 2 mit Kraftstoff gefüllt ist, folgt der Polsterkörper 280 dem Betätigerarm 284 nicht über seine volle hin- und hergehende Bewegung, bleibt aber nahe der ursprünglichen Stellung (in Fig. 11
links) des Betätigerarms 284 .

Jedesmal, wenn der Kolben 264 durch die Bewegung des Betätigerarmes 284 zurückgezogen wird, schließt der Ventilkörper 312, und der Ventilkörper 296 öffnet. Während des Schliesn sens des Ventils 312 bewegt sich die Membran 326 nach außen in Abhängigkeit von Expansionsdruckwellen im Kraftstoff, um den Druck zu den Injektoren im wesentlichen konstant zu halten. Eine solche Expansionsdruckwelle, die von den Injektoren 10 vorläuft, erreicht die Membran 326, bevor sie den Ventilkörper 312 erreicht.

- 47 -

709820/0723

¥enn das Ventil 296 in Abhängigkeit von einem scharfen oder abrupten Druckabfall in der· Kammer 285, welcher nach Rückziehen des Kolbens 264 auftritt, öffnet, schlägt die Expansionsdruckwelle ebenso auf die Membran jO6 unc, veranlaßt diese, sich nach außen zu bewegen, um in wirksamer Weise die Kraftstoff menge, die erforderlich ist, um die Kammer 285 wieder zu füllen, zu beschicken. Nachdem sich dar Kolben 264 zur Viedererstellung des Druckes in der Kammer 285 bewegt, schließe das Ventil 296, und die Pumpe 18 stellt wieder die ursprüngliche Stellung der Membran 306 her.

¥enn der Motor abgeschaltet wiz-d, schließen de:s· erste und zweite Ventilkörper 312 und 296 den ersten und zweiten Durchgang und 296 und ha ·. ten die Zweigleitungen oder Schienen 14 voll mit Kraftstoff. ¥enn der Motor abgeschaltet wird, schließen die Ventile 312 und 296. Eine Zeit 3ang gibt es notwendigerweise eine gewisse Leckage durch die Ventile 312 und 296 des Systems 2, und die Unΐerdrucksetzung wird nicht unbegrenzt gehalten, sondern genügend Restkraftstoff im System gestattet eLne schnelle ¥iederunterdrucksetzung und ein schnelles Anlassen des Motors.

Vorzugsweise ist ein erstes wirksames Absperr- bzw. Rückschlagventil 70 in der Niederdruckkraftstoffleitung 17 nahe der abstromigen Seite ihrer Pumpe 18 angeordnet, um die unbegrenzte Rückleckage zu verhindern. Eine Kraftstoffrücklaufleitung ist zwischen der Kraftstoffleitung 38 und dem Kraftstofftank

- 48 -

709820/0723

16 für den Rücklauf eines Teils des Kraftstoffes von den Zweigleitungen oder Schienen 1^! zum Kraftstofftank angeordnet. Bin zweites wirksames Rückschlagventil 7^ ist in der Rücklaufkraftstoffleitung 72 angeordnet. Das zweite Ventil ¹Jk- ist geschlossen, wenn der Motor abgedreht wird, um den Kraftstoff-Fluß durch die Kraftstoff-Rücklaufleitung 72 zu blockieren, wenn der Motor abgeschaltet wird. Das zweite Ventil Jk hält mindestens einen Teil des Druckes in der Zuführleitung, wenn der Motor abgeschaltet wird. Das erste Ventil 70 blockt den Kraftstoff-Fluß in der Kraftstoffleitung 17 zwischen dem Booster 22 und dem Kraftstofftank 16 ab. Das erste und zweite Ventil 70 und fk wirken miteinander zusammen, um den Druck in der Zuführleitung aufrecht zu erhalten, während der Motor bei Hochdruckniveau im wesentlichen gleich oder mindestens etwa dem erhöhten, vom Druckbooster 22 erreichten Druck abgeschaltet wird.

In Fig. 13 sind der Druck am Injektor 10 während eines Injektorimpulses mit maximaler Breite grafisch dargestellt. Zur Zeit T=O, dem Anfang des Impulses, befindet sich der Druck in der Zweigleitung oder Schiene i4 bei einem Maximalniveau, wo er z.B. den ¥ert von 7»03 kg/cm Überdruck (100 pounds per square inch gage) hat. Der Injektor 10 öffnet, entfernt Kraftstoff vom System 2, und der Druck am Injektor 10 beginnt langsam zu fallen. Zur selben Zeit wird eine Expansionsdruckwelle die Leitung 14 herunter in Richtung des

709 8 2 0/0723

Druckboosters 22 erzeugt. Diese Druckwelle kann den Druckbooster 22 zur Zeit t₁ erreichen. Der Booster 22 reagiert dann durch Vorsehen, einer Kompressionswelle zum System, welche den Injektor 10 zur Zeit t„ erreicht und den Druck zurück auf 7}O3 kg/cm Überdruck (1OO psig) anhebt. ¥ährend des Ausgleichs des Hubes ist der Druck in der Leitung 14 gleich dem auf das Fließmittel vom Kolben 264 aufgebrachten Druck, aber dieser Druck nimmt langsam mit der Bewegung des Kolbens 264 ab, wobei die erste Feder 272 gelängt wird, weil die von der ersten Feder 272 aufgebrachte Kraft proportional zu ihrer Längung ist. Bei t„, dem Ende des Injektorimpulses, ist der Druck auf einen gewissen ¥ert abgefallen, der von der Gestaltung des Boosters 22 abhängt. Der während des Zyklus für den Injektor vorgesehene Mitteldruck liegt zwischen den minimalen und maximalen, während dieses Zyklus auftretenden Drükken.

Die Druckabnahme als Folge der Bewegung des Kolbens 264 ist eine Funktion der Länge der Feder, des Bereiches des Kolbens 2ö4 und des Kraftstoffvolumens, welches während eines Zyklus eingespritzt wird. Fig. 14 ist eine Darstellung des Yinkels des Nockens 288, des Hubes des Kolbens 264 und der sich ergebenden Verschiebung im Volumen in der Zylinderkammer. Bei diesser Ausführungsform sind die Werte für den Hub und die Volumenverrückung für einen Konten mit einem Durchmesser von 1,905 cm (O,75O Zoll) und einem Nocken mit einem Radius von 3»213 cm (1,265 Inch) mit einem Hub (throw) von 1,778 cm

- 50 -

709820/0723

(o,7OO Inch). Ein typischer Motor mir einer Verschiebung von 7>O46 cm (430 Kubikinch) erfordert während eines Motor-

zyklus 0,660 cm Kraftstoff. Das heißt, daß der Kolben 264 sich um 0,2286 cm (0,090 Inch) bewegen muß, um dieses Volumen zu verrücken. Der Betätigerarm 284 schlägt dann auf das Polster bei etwa 56 ¥inkelgraden des Nockens vor einer Maximum-Betätigex-s teilung.

Fig. 15 ist eine graphische Darstellung der Federkraft gegen die Federverbiegung einer Feder (als die erste Schraubenfeder 272 benutzt) mit einer Rate von 9»98 kg pro 2,54 cm (22 pounds per inch) und mit einer Maximalverbiegung von 5»08 cm (2 Inch) Man erkennt, daß eine Veränderung der Federlänge von 0,2286 cm (0,090 Inch) zwischen ihren zwei extremen Stellungen die von der Feder ausgeübte Kraft sich nur um etwa 0,907 kg (2 Pfund) oder 4 ^c}ö ändert. Es sei bemerkt, daß diese Druckveränderung in der Leitung 14 als Ergebnis der Längung der ersten Feder 272 ein konstanter Faktor ist und bei der Berechnung der Injektorimpulsbreite berücksichtigt werden kann, um ein geeignetes Einspritzvolumen sicherzustellen. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung erkennt man, daß andere Formen von Kammern mit veränderlichen Volumen als ein Kolben, der sich in einem Zylinder bewegt, verwendet werden können. Zum Beispiel können ein Balg oder eine Rollenmembran gute Formen für die veränderliche Volumenkammer sein.

- 51 -

709820/0723

Somit ist der Druckbooster 22 nicht eine Pumpe oder eine Hilfspumpe. Die maximal volumetrische Verschiebung des Druckboosters 22 ist notwendigerweise sehr klein, z.B. etwa

3
2,3 cm , damit sie verträglich ist mit der Maximalkraft, die von dem Motornocken ausgeübt werden kann. Die Einlaßöffnung 29h muß sich bei einem Druck über einem Dampfdruck; für den Kraftstoff in der Leitung 17 befinden. Deshalb muß dort eine separate Pumpe 18 vorgesehen sein, um das Fließmittel stets bei der Kammer 285 in einem flüssigen Zustand zu halten. Der Druckbooster 22 hebt den Durchschnittsdruck des Kraftstoffes an und reguliert ihn.

Druckwellen- und Speicherwandler:

Der Fließmittelspeicherwandler steht in Verbindung mit der Niederdruckkraftstoffleitung 17 unmittelbar aufstromig von dem Einwegeventil 220; d.h. zwischen dem Einwegevencil 220 und der Pumpe 18. Vorzugsweise ist der Fließmittelspeicherwandler 42 von derselben Art, wie in der US-Patenfechrift 3 507 263 beschrieben, obwohl die Funktion unterschiedlich ist. In schematischer Weise weist er eine eingeschlossene, dichte Kammer 244 mit veränderlichem Volumen auf, die von der Nxederdruckleitunü 17 durch eine elastische Membran 246 getrennt ist. Die Membran 246 nimmt eine Stellung ein, in welcher die Kräfte auf ihren gegenüberliegenden Seiten gleich sind. ¥enn somit der Druck in der Niederdruckleitung I7 ansteigt, bewegt sich die Membran 246 so, daß sie das Volumen d?r Kammer 244 zusammenzieht und somit dasAn dem Volumen ab-

- 52 -

709820/0723

ged.icb.tet befindliche Fließmittel unter Druck setzt. Wenn umgekehrt der Druck in der Niederdruckleiturg 17 fällt, bewegt sich die Membran 246 so, daß sie das Volumen der Kammer 44 expandiert. ¥enn sich die Membran 246 in Abhängigkeit von einem Abfall des Fließmitteldrucks in der Niederdruckleitung 17 nach außen bewegt, pumpt sie in wirksamer Weise ein Fließmittelvolumen in dde Niederdruckleitung 17 j wobei die Neigung besteht, den Leitungsdruck anzuheben. Wenn umgekehrt die Membran sich in Abhängigkeit von einem Druckanstieg in der Niederdruckleitung 17 zusammenzieht, erhöht sie das Strömungsvolumen, welches mit der Niederdruckleitung 17 verbunden ist, und neigt somit zur Verminderung des Druckes. Der Wandler 42 sorgt somit für den Druckbooster 22 für Hochspitzenimpulsströmungserfordernisse oder -bedarf, die bzw. der vom Druckbooster 22 bei höheren Motorgeschwindigkeitai benötigt ist. Wenn der Kolben 224 des Druckboosters 22 (Fig. 1) gegen die Vorspannung der Feder 228 durch den Rücksetzmechanismus 232 mit hoher momentaner Geschwindigkeit zurückgezogen wird, so daß der Druck in der Kraftstoffleitung JO unter den Auslaßdruck der Pumpe 18 fällt und das Fließventil 220 öffnet, veranlaßt der Druckabfall im Einlaß zum Wandler 42, daß die Membran 246 expandiert und ein Kraftstoffvolumen zuführt, welches das sich schnell expandierende Volumen der Kammer des Druckboosters 22 füllt. In der Abwesenheit des Speicherwandlers 42 würde eine scharfe Niederdruckexpansionswelle, welche durch die Expansion des Volumens im Zylinder 226 er-

- 53 -

709820/0723

zeugt ist, sonst schnell den Kraftstoff in der Niederdruckleitung 17 zwischen der Pumpe 18 und dem Booster 22 und in
der Leitung 30 verdampfen.

Ein Druckwellenwandler 43 ähnlichen Aufbaus wie der Fließmittelspeicherwandler 42, aber mit anderer Funktion, ist an die Hochdrucklcraft stoff leitung 21 unmittelbar abstromig von dem Einwegeventil 234 angeschlossen. Der Druckwellenwandler 43 sorgt für eine Quelle von unter Druck stehendem Kraftstoff
für die Hochdruckleitung 21 während der kurzen Zeit, wenn sich der Kolben 224 zurücksetzt, und dementsprechend isoliert das Einwegventil 234 die Leitung 30 von den Leitungen 14. Der
Druckwellenwandler 43 wirkt auch als Kissen oder Polster, um den Lauf von Expansions- und Kompressionswellen durch die Hochdruckleitung 21 minimal zu machen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Paar von Druckwellenwandlern 52 und $h neben den Einlaßenden der KraftstoffZweigleitungen oder -schienen 14 angeschlossen.
Ein zweites Paar Druckwellenwandler 56 und 58 ist neben den Auslaßenden der Kraftstoffleitungen 14 angeschlossen, wo sie die Verbindung zu der gemeinsamen Kraftstoffleitung 38 schaffen. Diese Druckwellenwandler 52, 5^-» 5^ und 58 regulieren den augenblicklichen Druck an den Znjektoren 10 durch Ausglätten der augenblicklichen Fließmitteldruckexpansions- und Kompressionswellen während eines Motorzyklus, welche durch das schnelle Öffnen und Schließen der Injektoren 10 in den Leitungen 14 erzeugt sind.

709820/0723

- 54 -

$s

Eine bevorzugte Ausführungsform von Wandler, der für die Benutzung als Fließmnfcteldruckwellenwandler 43, 52, 54, 56 und 58 und Fließmittelspeicherwandler 42 in dem schematischen Diagramm in Fig. 1 zweckmäßig ist, ist in Fig. 12 dargestellt. Der allgemein mit 34O bezeichnete Wandler weist einen Körper 342 mit einem hohlen Raum 344 auf, der in einem seiner Oberflachen gebildet ist, und hat eine Abdeckung 346. Diese ist mit dem Körper 342 durch Schrauben, Bolzen oder dergleichen 350 verbunden, und eine gefaltete Kuns t s t ο ff membran 352 ist sandwichartig zwischen den zwei Teilen angeordnet, um das Volumen 344 vom Volumen 348 au separieren. Durch den Körper 342 ist ein erster Durchgang 354 angeordnet. Ferner ist ein zweiter Auslaßdurchgang ebenfalls durch den Körper 342 gebildet und verbindet den ersten Durchgang 354 unter rechten ¥inkeln. Diese Anordnung gestattet das Ansprechen der ¥andler 34O auf Druckwellen, welche durch den ersten Durchgang 354 hindurchgehen, und das Minimalmachen von Druckwellen durch den zweiten Durchgang 356. Das heißt, wenn eine Kompressionswelle in die Vorrichtung durch den ersten Durchgang 354 eintnLtt und die Membran 352 veranlaßt, sich unter Zusammenziehen des Volumens 348 zu bewegen, und dadurch eine Expansionswelle erzeugt, welche die Annulierung oder Vernichtung der Kompressionswelle versucht, werden die Wellen durch den zweiten Dtrchgang 35^ minimal gemacht. Die vier Wandler 52, 54, 56 und 58 dienen alle derselben Funktion. Sie sind so dicht wie möglich in den Zweigleitungen oder Schienen 14 zu den Injektoren 10 hin

-55- 709820/0723

angeordnet. Dei" zweite Durchgang kann in zweckmäßiger Weise enger gemacht sein, um den Fluß durch die Yerbinclungsleitung 38 zu drosseln. Bei einigen Ausführungsformen können die
Wandler 56 und 58 im wesentlichen identisch zu den Wandlern
34O sein, aber der zweite Durchgang 356 wird blockiert.
Der zweite Durchgang 356 ist fakultativ und kann durch eine äußere T-Verbindung ersetzt sein. Die Wandler 52, 54, 56
und 58 können jeweils ihre Durchgänge unter rechten ΐ/inkeln
zur Zweigleitung oder Schiene 14 haben. Die Wandler 52, 54, 56 und 58 glätten den augenblicklichen Druck in den Leitungen Ή und machen die Erzeugung von unechten bzw. nachgeahmten Expansions- und Eompressionswellen in den Leitungen 14 minimal. Bei der Ausgestaltung mit der gemeinsamen Zweigleitung oder Schiene 14 ist es Zweck dieses Glättens, im wesentlichen eine gleichmäßige Kraftstoffverteilung von Motorzylinder zu
Zylinder während eines Motorzyklus für eine Verminderung der Auspuffausströmung vorzusehen.

Pump ene inri chtungen

Die Pumpeneinrichtung 18 kann vorzugsweise eine Niederdruckpumpe derart sein, wie sie in der US-Patentanmeldung mit dem Titel "elektromagnetisches Kraftstoffpumpensystem" beschrieben ist, die mit der US-Serial No. 629 462 gleichzeitig mit
der US-Patentanmeldung Serial No, 629 421 am 6. November 1975 eingereicht ist.

709820/0723

Unter Bezugnahme auf die Fig. 25 und 2.6 weist dort eine elektromagnetische Pumpe eine bevorzugte Pumpenform auf, die im Taic 16 für die Beschickung von brennbarem Fließmittel vom Tank angeordnet ist. Andere Pumpenformen können auch verwendet werden einschließlich äner außerhalb des Tanks 16 angeordneten Pumpe, wie z.B. eine Pumpe, die in der US-Patentanmeldung mit der Sex"ial No. 623 461 beschrieben ist, welche den Titel hat "Pumpe mit Druckwelleninverter", die am 6. November 1975 in. USA gleichzeitig zu der Anmeldung mit der Serial No. 629 42? eingereicht ist. Das allgemein bei 36O gezeigte Pumpensystem sollte deshalb nur im Sinne der Darstellung und nicht im begrenzenden Sinne ausgelegt werden. Gemäß der Darstellung enthält das System 360 eine Pumpe 362. Diese Pumpe 362 weist ein Gehäuse mit einer Einlaßkammer 366 und einer Auslaßkammer 368 auf. Ein Zylinder 370 aus nichtmagnetischem Material schafft die Verbindung zur Einlaßkammer 366 und Auslaßkammer 368. Gleitbar· ist im Zylinder 370 ein hohler Kolben 372 aus magnetisierbarem Material angeordnet. Eine Feder 37^ drückt den Kolben 372 von der Einlaßkammer 366 fort. Der Zylinder ist von einer Spule 373 umgeben, die bei Erregung in der Lage ist, den Kolben zur Einlaßkammer 366 zu ziehen. Eine Ventileinrichtung 385 wirkt mit der Spule 373 zusammen, um einen Fließmittelstrom zwischen der Einlaßkammer 366 und der Auslaßkammer 368 nach hin- und hergehender Bewegung des Kolbens 372 hervorzurufen. Die Spule 373 steht mit einer Schaltung 376 in Verbindung,' welche für das Durchlassen eines el ek-

709820/0723

trischen Stromes von einer Kraftquelle 378 vorgesehen ist, um das Solenoid 380 zu erregen. Eine Steuereinrichtung 382, welche mit der Schaltung 376 verbunden ist, steuert die Zeit, während der Strom durch die Schaltung 376 übertragen oder durchgelassen wird. Die Steuereinrichtung 382 ist außerhalb eines Tanks 16 mit brennbarem Fließmittel 33h_t wie z.B. Benzin oder dergleichen, angeordnet, und die Pumpe 362 ist mindestens teilweise in dem Fließmittel 384 im Tank 16 eingetaucht.

Das Gehäuse 3&h enthält vorzugsweise eine Pumpenkammer 386. Das Gehäuse 3^4 und die anderen äußeren Teile der Pumpe sind vorzugsweise aus nicht Funken bildendem Matenial_# hergestellt, wie z.B. Kunststoff oder Weichmetall, um die Zündgefahr und Explosionen im Tank zu vermeiden. Eine Pufferfeder 388 im Zylinder 370 absorbiert vom Kolben 372 auf die Feder ausgeübte Belastungen oder Beanspruchungen. Die Einlaßkammer ist mit einem Filter 371 und einem Rückschlagventil 379 versehen. Das Ventil 379 ist in einer Führung 381 angebracht, die sich axial zum Gehäuse 36h von einem Sitz 383 erstreckt, welcher durch eine Trennwand 391 geformt ist, welche die Pumpenkammer 386 von der Einlaßkammer 366 trennt. Das Filter 371 kann ein bandartiges Filter, wie z.B. Microban, ein Feindrahtmaschensieb oder dergleichen sein. Das Rückschlagventil 379 wird in der Führung 381 durch die Kompressionsfeder 389 stabilisiert.

- 58 -

709820/0723

Der Zylinder 370 ist axial in der Pumpenkammer 3^6 in einer Stellung angebracht, durch welche die Einlaßkammer 366 mit der Auslaßkammer 36S verbunden ist. Ber hohle Kolben 372 ist gleitbar im Zylinder 370 angebracht und dem Rückschlagventil 377 zugeordnet, welches darin so angeordnet; ist, daß die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 372 eine Fließmittelströmung durch den Zylinder 370 aus der Einlaßkammer 366 zur Auslaßkammer 368 bewirkt. Der Zylinder 370 ist aus nichtmagnetischem Material, wie z.B. Messing, nichtrostender Stahl oder dergleichen, hergestellt. Dex" Zylinder 370 kann fakultativ aus geformtem Kunststoff gebildet sein. Der Kolben 372 ist aus magnetischem Material geformt, wie z.B. magnetischer, nichtrostender Stahl, kohlenstoffarmei" Stahl oder dergleichen. Eine Pufferfeder 374, die von der Fläche 375 des Zylinders 370 gestützt ist, absorbiert die durch den Kolben 372 auf sie ausgeübte Beanspruchung oder Belastung.

Die Spule 373 i^{s fc} in dem den Zylinder 370 umgebenden Gehäuse 364 angeordnet. Das elektromagnetische Solenoid 3° weist eine Spule 373, ein Polstück 392 und ein Gehäuse 394 auf. Die Feder 374 wird durch die Stellung 391 gehaltert und drückt den Kolben 372 in Richtung des Pfeiles A in einer außer Mitte gebrachte Position bezüglich dem Solenoid. Die Erregung der Spule 373 zieht den Kolben 372 zur Einlaßkammer 366, wobei die Feder 37^· gespannt aus der Mitte laufen gelassen wird.

- 59 709820/0723

Fenn die Spule 373 abgeschaltet isv, expandiert die Feder 37-! und bewegt den Kolben 372 durch seinen Entleerungshub. Das Polstück 392 und das Gehäuse 39h sind aus magnetischem Material aufgebaut, wie z.B. gewöhnlicher Stahl oder Eisen. Die Feder 37^ kann eine Spulenkompressionsfeder oder dergleichen sein.

DLe Schaltung 376 ist mit der Spule 373 übe?· Anschlüsse 398 und 4OO verbunden, Elektrischer, durch die Schalfcung 376 zeitweilig durchgelassener Strom, der von Steuereinrichtungen reguliert ist, erregt periodisch die Spule 373» wobei eine hin- und hergehende Jlewegung- des Kolbens 372 hervorgerufen ist. Die Art der verwendeten Steuereinrichtung kann je nach der Temperatur und der Viskosität des Fließmittels, der Veränderung des auf Pumpe 3^2 aufgebrachten Bedarfs und der Umgebung verändert werden, in welcher das Puopensystem verwendet wird. Folglich sollte die Form der Steuereinrichtung 382 hier im Sinne der Darstellung und nicht im begrenzendai Sinne ausgelegt werden.

Eine Ausführungsform von Steuereinrichtung 382, die zweckmäßig ist, weist eine Zeitgebereinrichtung hOZ auf, die über eine Schaltungseinrichtung 376 mit der Kraftquelle 378 verbunden ist, welche eine herkömmliche, in Kraftfahrzeugen verwendete Batterie sein kann. Der Zeitgeber 4θ2 ist geeignet ausgestaltet, um nach Erregung bzw. Einschalten Strom eine bestimmte Zeit lang durchzulassen, wodurch das Solenoid eine

- 60 -

709820/0723

entsprechende Zeit lang erregt wird. Die Schaltungseinrichtung 382 weist zusätzlich eine Betätigungseinrichtung 4o4 für die periodische Betätigung des Zeitgebers 402 auf.

Bei der Anordnung der Pumpe 362 xirird das Gehäuse "^Gh teilweise mit geeigneten Klebstoff gefüllt, wie z.B. ein Epoxyharz, um die darin befindlichen festen Bestandteile permanent und fest zu verankern. Das Gehäuse 36k selbst kann aus Klebstoff hergestellt sein.

In Fig. 27 ist schematisch ein elektrisches Diagramm einer Ausführungsform des Pumpensystems 36O gezeigt. Andere For-

men können ebenso verwendet werden. Der trom von der Kraftquelle 378 erreicht einen unsymmetrischen, synchronisierbaren, astabilen Multivibrator 401 über Leitungen 4O3s ^-05» ko6 und 4O7. Folglich schaltet- der Multivibrator für ein vom Kondensator 4o8 und Widerstand 409 bestimmtes Zeitintervall ein. Der Kondensator 408 hat eine Kapazität in der Grossenordnung von etwa 0,2 Mikrofarad. Der "Widerstand 409 hat einen Wert von etwa 100 000 bis 200 000 0hm. Die Verbindung zwischen der Kraftquelle 378 und dem Anschluß 41O des Multivibrators 401 gestattet den Betrieb des Multivibrators 401 in astabiler Form. Während des Zustandes "ein" wird ein elektrischer Strom durch die Leitung 411 zum Anschluß 398 (Fig. 26) der Spule 373 durchgelassen und erregt das Solenoid, Während des Zustandes "aus" wird der Strom nicht durch die Leitung 411 durchgelassen, sondern wird statt dessen durch

- 61 -

709820/0723

eine zweckmäßige Zeitverzögerungsschaltung durchgelassen,
die aus einem Kondensator 413_S einem Widerstand 415_} einer
Zener-Diode 417» Transistor 419 und Lastwiderstand 421 zum
Trigger 399 des Multivibrators 4O1 besteht. Das Zeitintervall, währenddessen der Strom durch die Zeitverzögerungsschaltung durchgelassen wird, um den Multivibrator 401 über den Ausgang des Triggers 399 wieder zu triggem oder auszulösen, wird durch den Widerstand 4i5j den Kondensator 413
und die Zenerdiode 417 bestimmt. Diese Bestandteile einschließlich Trigger 399» Transistor 4i9 und Lastwiderstand
421 bilden die Betätigungseinrichtung 4o4. Der Kondensator 4O8 und der Widerstand 4O9 bilden die Zeitgebereinrichtung
402. Der Kondensator 413 hat eine Kapazität in der Größenordnung von etwa 0,2 Miki"ofarad. Die Widerstandsgrößen der Widerstände 415 und 421 sind etwa 200 000 bzw. 300 000 0hm. So lange Strom durch die Leitung 411 durchgelassen wird, ist das Solenoid erregt und zieht den Kolben 372 zur Einlaßkammer 362. Wenn der Strom nicht durch die Leitung 411 durchgelassen wird, ist das Solenoid abgeschaltet, wodurch sich
die Feder 37^· expandiert und den Kolben 372 durch seinen Entleerungshub in Richtung des Pfeils A bewegt. Folglich wird der Strom von der Kraftquelle 378 periodisch durch das Solenoid während, einer Vielzahl von Zeitintervallen durchgelassen, wobei die Dauer jedes Zeitintervalls durch Regulierung des Multivibrators 401 in herkömmlicher Weise vorgewählt
wird. In typischer V."eise hat jedes Zeitintervall eine Dauer in der Größenordnung von etwa 18 bis 25 Millisekunden.

709820/0723

Steuer-Rechner

Im Hinblick auf Fig. 16 weist der elektronische Steuerrechner 19 einen Impulsformer 426 auf (Shaper), einen Zähler 430 und eine Vielzahl von Impulsgeneratoren mit variabler Breite auf. Bei dieser Ausführungsform werden vier Impulsgeneratoren 440, 442, 444 und 446 mit veränderbarer Breite verwendet, wobei vier separate Rechenlcanäle vorgesehen sind, ein Kanal für jeweils zwei Injektoren. Dieser Kanal kann während mehr als 50 £> und vorzugsweise im wesentlichen während der ganzen Motorzyklusperiode arbeiten, d.h. 18 Millisekunden auf einer 20 Millisekunden Motorzyklusperiode. Vorzugsweise weist der Rechner 19 ferner einen Phasenimpulsgenerator 450 auf. Vorzugsweise kann der Computer Λ^ einschließlich der vorstehenden Bestandteile von der Art sein, wie er in der US-Patenbanmeldung mit dem Titel "Steuerrechner für Kraftstoffeinspritzsystem" beschrieben ist, welche in den USA mit der Serial No. 629 443 gleichzeitig am 6. November 1975 ^mit der US-Anmeldung Serial No. 629 421 eingereicht ist. Der Steuerrechner 19 beginnt mehrere InjektorÖffnungs-Impulse in zeitlicher Folge zueinander und zum Betrieb des Motors. Nach dem Anlassen und Erwärmen des Motors, d.h. während des normalen Motorbetriebes, sorgt der Rechnerfür einen einzigen Öffnungsimpuls zu jedem Injektor während jedes Motorzyklus bzw. jeder Motorperiode.

709820/0723

Der Zähler 430 erhält eine Teilladung bzw. einen Zuwachs jedesmal, wenn ein Zündimpuls auf eine der Motorzündkerzen 412 aufgebracht wird. Die Impulsgeneratoren 44O, 442, 444 und 446 werden durch die verschiedenen Folgeausgänge des Zählers 430 getriggert. Der Phasenimpulsgenerator 450 synchronisiert den Zähler 430 einmal während jedes Motorzyklus , um eine feste und bestimmte Phasenlage zwischen der Bedienung bzw. dem Zustand des Zählers 430 und dem Betrieb des Motors aufrecht zu erhalten. Die Injektoren 10 des 8-Zylindermotors sind in vier Gruppen von je zwei angeordnet, und das Öffnen jeder G-ruppe von zwei Injektoren 10 wird durch einen einzigen Impuls gesteuert. Dieser Kompromiß zwischen den Kosten zur Schaffung einer unabhängigen Steuerschaltung für jeden Injektor 10 und der Alternative der Steuerung alle:; Injektoren 10 zur selben Zeit; von einer einzigen time-sharirg Steuerschaltung wurde gefunden, um eine optimale Steuerung bei der Einspritzkraftstoff'meßfunktion vorzusehen, um ein gutes Motoransprechen und eine Minimalhaltung der Ausströmung von Verunreinigungen zu ergeben. Die Impulsbreitengeneratoren 44O, 442, 444 und 446 nehmen die Ausgänge der Sensoren 448 auf, welche die Motorvariablen messen, wie z.B. Geschwindigkeit, Temperatur, Druck und dergleichen, und erzeugen Impulse einer Dauer, die berechnet ist, um die Zylinder mit geeigneten Kraftstoffmengen während jeder Betätigung der Injektoren zu versehen.

- 64 709820/0723

Die vier Impulsgeneratoren 44o, 442, 444 und 446 mit veränderlicher Breite werden durch vier Folgeausgänge des Zählers 430 getriggert, der durch Impulse mit Teilladungen versehen ist, die von der primären Schaltung 423 des Motorverteilers- und Zündsystems abgeleitet sind. Ddsse Impulse werden in zeitlich abgestimmtem Verhältnis zum Betrieb des Motors erzeugt, und acht der Impulse werden für jeden Motor-Z3rklus erzeugt. Da nur vier Steuerkanäle verwendet werden, benutzt die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung einen 8-Stufenzähler, und die vier Impulsgeneratoren mit veränderlicher Breite sind verbunden, um Ausgänge des Zählers zu trennen, d.h. Ausgänge 0,2, 4 und 6. Der Zähler 430 kehrt notwendigerweise auf Null zurück, nachdem er acht Impulse empfangen hat, aber zum Sperren des Impuls erzeugenden Schaut· kreises synchron zu einem ausgewählten ¥inkel der Motorkurbelwelle ist der Zähler 430 auf den Nullzustand einmal für jeden Motorzyklus durch einen Impuls synchronisiert, der von einer ausgewählten Zündkerzenleitung abgeleitet ist. Dieser Impuls tritt synchron zu dem Impuls auf, der von der Hauptzündspule 423 abgeleitet ist, tritt aber nur einmal in jedem Motorzyklus wegen der Verteilertätigkeit auf. Der Steuerrechner 19 wird jetzt im einzelnen näher erläutert.

- 65 -709820/0723

Gemäß Fig. 16 verwendet der 8-Zylindermoior einen jedem Zylinder- zugeordneten Injektor 10. Eine eingespritzte Kraftstoff-Füllung wird dem Zylinder zugeführt, wenn das Einlaßventil öffnet. Jeder Motorzylinder ist auch mit einer Zündkerze 412 versehen. Andere bekannte Zünderformen könnten bei anderen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden. Die Zündimpulse für die Zündkerze 4i2 werden von einem Verteiler abgeleitet, der allgemein bei 4i4 bezeichnet ist. Der Verteiler 4i4 ist als ein Schalter mit einzigem Pol und acht Anschlüssen dargestellt und könnte bei einem herkömmlichen mechanischen Verteiler oder bei einer elektronischen Schaltung mit Teilladung versehen werden. In jedem Falle erfolgt der Kontakt eines gemeinsamen Körpers 4i6 des Verteilers 4i4 mit den Anschlüssen 4i8, die mit den Zündkerzen 412 verbunden sind, synchron zur Drehung des Motors, und der geraeinsame Körper 4i6 macht einen Durchlauf, eine Abtastung bzw. eine Kippung der Anschlüsse für jeden Motorzyklus.

Die Spannungsimpulse zur Erzeugung von Funken über den Zündkerzenspalten werden von der zweiten Schaltung 420 der allgemein mit 421 bezeichneten Zündspule abgeleitet. Das gegenüberliegende Ende der zweiten Schaltung 420 ist geerdet, wie auch die gegenüberliegenden Anschlüsse der Zündkerzen 412. Das Aufbringen von Strom auf die erste oder primäre Schaltung 423 der Zündspule 421 wird durch Unterbrecherstellen 422 erhalten, die durch einen Kondensator 424 geshuntet sind.

709820/0723

Die Unterbrecherstellen 422 arbeiten auch in zeitlich abgestimmtem Verhältnis zur Drehung des Motors. Bei anderen Ausführungsformen des Motors könnten die Unterbrecherstellen 422 und die Funkenspule 421 durch geeignete elektronische Vorrichtungen ersetzt werden.

Um die Injektoren 10 in zeitlich abgestimmtem Verhältnis zum Motorbetrieb und dem Zünden der Zündkerzen 412 zu öffnen, ist ein Impulsformer (shaper) 426 mit der Schaltung der Zündspulen-primärschaltung 423 durch einen spannungsbegrenzten Widerstand 428 verbunden. Jedesmal, wenn die Unterbrecherstellen 422 öffnen, d.h. achtmal während jedes Motorzyklus, wird eine Spannungsspitze auf den Impulsformer 426 aufgebracht

Der Impulsformer 4-26 differenziert, integriert und kürzt bzw. schneidet das Signal aus, welches jedesmal empfangen wird, wenn die Stellen 220 öffnen und schließen, um einen im allgemeinen rechteckigen Impuls zu erzeugen. Diese Impulse werden zum Zähler 430 gegeben, der auch ein Dekodierer ist. Der Zähler 530 weist einen dreistufigen Binärzähle r und eine zugeordnete Schaltung zum Dekodieren des Zustandes des Zählers 430 auf, um Ausgänge auf einer von vier Leitungen 432, 434, 436 und 438 vorzusehen. Unter der Annahme, daß der Zähler 430 anfänglich in einem Nullzustand ist, wird ein Ausgang auf der Leitung 432 vorgesehen. Ein Ausgang ist auf der Leitung 434 vorgesehen, nachdem zwei Impulse von dem Impulsformer 426 aufgenommen worden sind; ein Ausgang auf der

- 67 -

70 9 8 20/0723

L·eitung 436 ist vorgesehen, wenn der vierte Impuls empfangen ist; und ein Ausgang auf Leitung 438, wenn der sechste Impuls empfangen ist. Der achte Impuls kehrt den Zähler 430 in den Nullzustand zurück und ruft wiederum einen Ausgang auf Leitung 432 hervor. Somit ist ein Ausgang auf jeder Leitung 432, 4-34, 436 und 438 während jedes Motorzyklus vorgesehen, in welchem die Unterbrecherstellen 422 achtmal arbeiten.

Die Ausgangsleitungen 432, 434, 436 und 438 sind für vier Impulsgeneratoren 44O, 442, 444 bzw. 446 mit variabler Breite vorgesehen. Diese Impulsgeneratoren haben jeweils Eingänge von einer Gruppe von Sensoren 448, welche verschiedene Motorbetriebszustände abfühlen, wie z.B. Verteilerdruck und Temperatur, Geschwindigkeit, Drosselstellung und barometrischer Druck. Nach Aufnahme eines Impulse auf einer der Eingargpleitungen 432, 434, 436 oder· 438 schafft der zugeordnete Impulsgenerator mit veränderlicher Breite einen Ausgangsimpuls mit einer Impulslänge, welche durch die Ausgänge der Sensoren 448 vom Motor bestimmt wird. Eine Ausführungsform des Impulsbreitengenerators oder Modulators ist in der US-Patentschrift 3 5OO 502 (3 500 801) beschrieben.

Der Impulsgenerator 440 mit veränderlicher Breite ist mit einem Paar von Injektoren 10 verbunden, und jeder Impulsgenerator kte, 444 und 446 ist mit einem anderen Paar von Injektoren 10 verbunden. Ein Ausgangs impuls von einem der Impulsgeneratoren läßt seine zwei zugeordneten Injektorventile 11 für die Dauer

- 68 -

709820/0723

der Impulsbreite öffnen, wobei Kraftstoff in den Einlaßventilbereich der diesen Injektoren 10 zugeordneten Zylinder eingespritzt wix"d. Unter der Annahme eines konstanten Druckes des Kraftstoffes in den Injektoren 10 ist die Menge des eingespritzten Kraftstoffes proportional zu dieser Impulsbreite. Während eines einzigen Motorzyklus schafft jeder der vier Gruppen von zxvei Injektoren 10 Kraftstoff zu ihren zugeordneten Motoreinlaßventilen in zeitlich abgestimmten Intervallen.

Der Zähler 430 kehrt automatisch nach acht Zählungen in den Nullzustand zurück. Um jedoch sicherzustellen, daß der Zähler 430 in korrektem Phasenverhältnis zur Drehung des Verteilers 4i4 arbeitet, und um zu verhindern, daß der Zähler 43O aus dem synchronen Verhältnis infolge eines äußeren SigieIs kommt, ist ein Phasenimpulsgenerator 45O mit dem Rücksetzeingang des Zählers 430 verbunden und nimmt einen Eingang von einem Impulsdetektor-aufnehmer 452 auf, der von der Leitung zu einer der Zündkerzen 412 umfaßt ist und mit dieser verbunden ist. Der Aufnehmer (pick-up) 452 besteht in einfacher Weise aus einem Leitungsdraht 454, der in fester paralleler Lage zu einem Abschnitt eines der Leitungen einer Zündkerze 412 gehaltert ist; Der Abschnitt liegt in einem metallischen, geebneten Schirm 456. Die Einzelheiten dieses Aufnehmers sind in der USA-Patentschrift 3 500 801 dargestellt. Jede Zündkerze 412 wird vom Verteiler 4i4 einmal während jedes Motorzyklus gezündet, und dementsprechend emdt-

709820/0723

tiert der Pliasenimpulsgenerator k^O einen Synchronisierimpuls einmal für jeden Motorzyklus zum Zähler* 430. Hierdurch ist eine geeignete Phasenlage zwischen den Ausgängen des Zählers ^30 und dem Zünden der Zündkerzen 412 sichergestellt.

709820/0723 -70-

Eine ausführliche Schaltung einer bevorzugten Ausführuiigsform eines Impulsformers 426 und eines Phasenimpulsgenerators 450 ist in Figur 17 beschrieben. Die quer über den Aufbrech- oder Unterbrecherstellen 422 bei ihrem öffnen auftretenden Signale werden durch den Widerstand 428 zu einem integrierenden Kondensator 460 aufgebracht. Diese Signale werden auch differenziert durch die Kombination eines Kondensators 462 und eines Widerstandes 464. Eine zwischen dem Ausgang des Kondensators 462 und Erde angeschlossene Diode 466 schneidet alle negativ laufenden Bestandteile aus dem Eingangssignal aus. Das sich ergebende Signal wird über ein Paar von Widerständen 468 und 470 mit dem positiven Eingang eines Differentialverstärkers 472 gekoppelt, der in einer Vergleichsbetriebsart angeschlossen ist. Die Spannung am negativen Anschluß, daß der Eingang an dem positiven Anschluß dagegen verglichen wird, wird von einem Zenerdiodenspannungsregulator 474 abgeleitet, der mit dem positiven Anschluß einer Spannungszuführung über einen Widerstand 476 angeschlossen ist. Die Zener-Spannung wird auf den negativen Anschluß des Differentialverstärkers 472 durch ein Paar von Widerständen 478 und 480 aufgebracht. Dementsprechend sorgt der Differentialverstärker 472 für einen Ausgang immer nur dann., wenn der konditioniert te, über den Widerstand 470 aufgebrachte Impuls die regulierte Bezugsspannung über den Widerstand 480 überschreitet. Die Ausgangsimpulse vom Differentialverstärker 472 werden dem Teilladungs (incrementing)-Eingang der integrierten Schaltung zu-

- 71 709820/0 7 23

it

geführt, die ein Binärzähler 430 mit vier Plätzen und eine decodierende Matrix ist. Die vier Ausgänge des Zählers 430, die auf den Leitungen 432, 434,436 und 438 vorgesehen sind, gehen hoch, wenn die Binärzahl, die von den vier Zuständen des Zählers 430 dargestellt ist, sich in den Zuständen 0, 2, 4 bzw. 6 befindet. Diese Ausgängen werden für die Impulsgeneratoren 440, 442, 444 bzw. 446 mit veränderlicher Breite vorgesehen und triggern den Start eines Betätigungsimpulses für ihre zugeordneten Injektoren 10.

Betrachtet man den Phasenimpulsgenerator, der in Figur 17 allgemein mit 450 bezeichnet ist, so werden Impulse von dem Zündkerzenleitungsaufnehmer 452 zur Basis eines Transistors 482 über einen Widerstand 484 vorgesehen. Der Transistor 482, dessen Emitter geerdet ist, ist so vorgespannt, daß er normalerweise im gesättigten Bereich des Kollektors arbeitet. Ein negativ laufender Impuls vom Aufnehmer 452, welcher über den Widerstand 484 aufgebracht ist, treibt augenblicklich oder kurzzeitig die Basis des Transistors 482 ins Negative und schaltet die Leitung des Transistors 482 ab. Der Widerstand 484 begrenzt den Strom von der Basis zum Emitter, wenn die Basis hinreichend negativ wird, um eine Zenertätigkeit zu erzeugen. Während dieses kurzen Abschaltens wird ein Kondensator 486 über den Widerstand 488 geladen. Die Zeitkonstante des Kondensators 486 und Widerstandes 488 ist sehr kurz. Nachdem der Transis*= tor 482 in den Leitungszustand zurückgeht, entlädt sich der Kondensator 486 über dem Widerstand 490, der viel größer ist

- 72 709820/0723

als der Widerstand 488, und entlädt sich folglich relativ langsam. Deshalb wird der Kondensator 486 Energie während der negativ laufenden Teile der komplexen Zündkerzenspannung aufnehmen, und zwar nach Auslösung oder Beginn der Zündspulenentladung, und wirkt als ein Energieintegrator für diese negativ laufenden Teile der Zündkerzenspannung. Bald nach Beginn der Zündkerzenspannung, welcher der Aufnehmer 452 zugeordnet ist, geht der Transistor 482 in den Leitungszustand zurück, und der Kondensator 486 beginnt seine zuvor angesammelte Energie durch den Widerstand 490 zu entladen. Der Kondensator 486 ist an der Basis eines zweiten Transistors 492 angeschlossen, der normalerweise in seine Kollektorsättigungsleitung vorgespannt ist. Während der Zeitdauer nach Aufnahme eines Impulses vom Aufnehmer 452, während der der Kondensator 486 seine angesammelte Energie über den Widerstand 490 entlädt, ist der Transistor 492 abgeschaltet, und folglich wird positive Spannu^ng auf einen Differentialverstärker 494 aufgebracht, der über einen Widerstand 496 in einer Vergleichsbetriebsart angeschlossen ist. Die regulierte Vergleicherspannung für den Verstärker 494 wird von der zener-

regulierten Spannung über Widerstände 498 und 500 abgeleitet. Der Differentialverstärker 494 schafft somit immer dann einen Ausgang, wenn die Spannung am Kollektor des Sansistors 492 seine Bezugsspannung überschreitet. Dieser Impuls, der für eine kurze Zeitperiode nach der Entladung durch die Zündkerzenleitung, die vom Aufnehmer 452 abgefühlt ist, auftritt, wird zum Rücksetz (hereset)-Eingang des Zählers

709820/0723 " ⁷³ "

SH

430 zugeführt, wobei die Synchronisation des Zählers 430 zum Nullzustand sichergestellt ist, was normalerweise infolge des Impulses auftreten sollte, welcher dem Teüladungs- bzw. Inkrementierungseingang des Zählers 430 durch den Impulsformer 426 aufgebracht wird.

Die an den verschiedenen Steilen in der elektrischen Schaltung der Figur 17 während eines vollständigen Motorzyklus auftretenden Wellenformen sind in Figur 18 dargestellt. Figur 18 veranschaulicht die acht Spannungsimpulse, die vom Impulsformer 426 über den Widerstand 428 von der Zündspulenprimärschaltung 423 während eines Motorzyklus aufgenommen werden. Figur 18B veranschaulicht die sich ergebenden, relativ rauschfreien Impulse, die für den Zähler 430 durch die Signalkonditionierschaltung des Impulsformers 426 nach Empfang des Signals von der Zündspulen-Primärschaltung 423 vorgesehen sind. Figur 18C veranschaulicht den Ausgang auf Leitung 432 vom Zähler 430 während des Motorzyklus. Unter der Annahme, daß der Zähler 430 anfänglich auf Null zurückgesetzt ist, ist der Ausgang auf Leitung 432 zu Anfang groß und geht dann auf Null, wenn der erste Impuls vom Impulsformer 426 empfangen wird. Ebenso veranschaulicht Figur 18B den Ausgang auf Leitung 43 4; Figur 18E veranschaulicht den Ausgang auf Leitung 436; und Figur 18F veranschaulicht den Ausgang auf Leitung 438. Jeder Ausgang ist während jedes Motorzyklus für 1/8 des Zyklus hoch. Figur 18G veranschaulicht den Ausgang von dem Zündkerzenaufnehmer 452, welcher

709820/07 2 3

einmal während jedes Motorzyklus auftritt. Figur 18 H veranschaulicht den synchronisierenden Impuls, der vom Differentialverstärker 49 4 in Ansprechen auf jenen Zündkerzenimpuls vorgesehen ist. Dieses Signal tritt normalerweise im wesentlichen synchron zu dem Achtel-Impuls vom Impulsformer 426 auf und synchronisiert die Schaltung.

Anlasserschaltung

Die Einspritzzeit, die bei bekannten Kraftstoff-Einspritzsystemen vorgesehen ist, kann erheblich von jenen Einspritzzeiten differieren, welche das Anlassen des Kraftfahrzeugmotors am leichtesten machen. Während des Kaistartes gibt es keinen Emissionsvorteil oder Ausströmvorteil für eingespritzten Kraftstoff auf einen speziellen Kurbelwellenwinkel. Außerdem ist die Kraftstoffmenge, die während des KaItstartens eingespritzt wird, beim Überfluten äußerst kritisch, eine überreiche oder magere Startmischung mit den zugehörigen hohen Verunreinigungsabgasen sollte vermieden werden. Die Menge des einzuspritzenden Kraftstoffes, um ein schnelles Starten zu erreichen, verändert sich prinzipiell mit der Umgebungstemperatur und dem Zustand des Kraftstoffes, d. h. der spezifischen Flüchtigkeit des Kraftstoffes i-m Tank.

Die Menge des während des Startens in einen Zylinder eingespritzen Kraftstoffes, basiertauf der Messung der normalen Motorbetriebsparameter, kann nicht ein zweckmäßiger Betrag

75 709820/0723

sein, um ein Kraftstoff-Luftgemisch im Zylinder zur Erreichung der Zündfähigkeit zu erzeugen. Die exakte Menge erforderlichen Kraftstoffes, um diesen Zustand zu erreichen, variiert in komplizierter Weise als Funktion einer Anzahl von Parametern einschließlich des genauen erforderlichen Verhältnisses von Luft zu Kraftstoff in Kombination mit der Flüchtigkeit des speziellen Volumens des einzuspritzenden Kraftstoffes. Aus diesen Gründen trifft man beachtliche Schwierigkeiten beim Starten des Fahrzeuges bei einem herkömmlichen Kraftstoffsystem an.

Die Anlasserschaltung versieht die Injektoren 10 mit einer Reihe von kürzeren elektrischen Pulsen als normal, die häufiger über den Motorzyklus im Abstand liegen. Die Anlasserschaltung dieser Erfindung erhöht erheblich die Startgeschwindigkeit im Vergleich zu den bekannten Techniken zum Starten des Motors bei längerer Temperatur, und zwar länger als normale Kraftstoffeinspritzimpulse, die während des normalen Betriebes verwendet werden. Die Anlasserschaltung reguliert oder stimmt die Entleerung von Kraftstoff von den Injektoren 10 während des Anlassens als Funktion der Maschinenbelastung sowie der Maschinentemperatur ab.

Die Technik gemäß der Erfindung sieht die Kraftstoffüllung zu jedem Zylinder in einer Anzahl kleinerer Teile vor, die über dem Motorzyklus im Abstand liegen, und stellt sicher, daß während des ersten Drehumlaufs des Motors ein oder meh-

709820/0723 ⁷⁶~

rere Zylinder eine Kraftstoffüllung erhalten, die zu Startzwecken erforderlich ist. Betrachtet sei der erste Zylinder, dessen Einlaßventil offen sei, nachdem das Einspritzsystem die erste kleine Kraftstoffüllung zum Motorzylinder gegeben hat. Dieser Zylinder nimmt einen Bruchteil der gesamten Kraftstoffüllung auf. Der Zylinder, welcher eine Füllung nach dem nächsten öffnen des Einspritzventils aufnimmt, nimmt das Doppelte dieser Füllung auf, usw., und zwar während des ersten Motorzvklus. Der letzte Zylinder, welcher eine Füllung aufzunehmen hat, nimmt die Gesamtfüllung auf.Diese Technik tastet in wirksamer Weise die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse ab, die während des ersten Motorzyklus zu den verschiedenen Zylindern vorgesehen sind. Folglich nehmen einige Motorzylinder ein Verhältnis von brennbarer Luft zu Kraftstoff für ein schnelles Starten auf unabhängig von der absoluten Temperatur und den Kraftstoffeigenschaften.

Die acht Injektoren 10 für den Achtzylindermotor sind in Gruppen von zwei angeordnet. Während des normalen Betriebes des Motors werden vier Gruppen von Injektoren 10 in Folge zu im Abstand liegenden Zeiten über den Motorzyklus durch Impulse gezündet, die vom Zähler 430 abgeleitet sind, der jedesmal inkrementiert ist bzw. eine Teilladung erhalten hat, wenn ein -Impuls in der Zündsystem-Primärschaltung auftritt. Die Triggerimpulse vom ZäHer 430 werden verwendet, um Impulse von Impulsgeneratoren mit veränderlicher Breite auszulösen, welche durch Sensoren gesteuert werden, die die Motorbetriebs-

- 77 709820/0723

parameter abfühlen und die Injektorimpulsbreiten als Funktion von diesen Parametern einstellen. Nur während des Startbetriebes triggert jeder Impuls vom Zähler 430 alle vier Impulsgeneratoren 440, 442, 444 und 446 mit variabler Breite zur Betätigung aller Injektoren 10 gleichzeitig. Die Längen der Injektionsimpulse nehmen proportional damit ab, wie jeder Zylinder die erforderliche Gesamtfüllung zum Anlassen zu Ende des Motorzyklus aufnimmt.

Die Impulsgeneratoren 440, 442, 444 und 446 mit veränderlicher Impulsbreite verwenden Kondensatoren, die während der Aufnahme eines Triggerimpulses vom Zähler 430 auf einen Wert geladen werden, der von gewissen Motorbetriebsparametern abhängt. Nach Beendigung des Triggerimpulses vom Zähler 430 entlädt sich der Kondensator mit einer Geschwindigkeit, die eine Funktion gewisser anderer Maschinenbetriebsparameter ist. Ein Ausgangsimpuls für eine der Gruppe von Injektoren 10 wird während dieser Entladungszeit erzeugt. Während des Startens ist die Spannung, auf welche dieser Kondensator geladen wird, begrenzt, so daß der Ausgangsimpuls, der für den Injektor 10 vorgesehen ist, näherungsweise ein Viertel der Impulsbreite hat, die sonst für den Motor bei voller Drosselung vorgesehen wäre. Diese Startanordnung ist höchst wirksam und sehr wirtschaftlich durchzuführen, wobei die Zugabe von nur einigen wenigen preiswerten elektronischen Bestandteilen für das Kraftstoffeinspritzsystem 2 erforderlich ist.

709820/0723

Gemäß Figur 19 weist der elektronische Steuerrechner 19 vorzugsweise eine Anlasserschaltung für die Verwendung während des Motoranlassens auf. Die Anlasserschaltung erzeugt mehrere Öffnungsimpulse zu jedem Injektor 10 während ijedes Motorzyklus während des Startbetriebes des Motors, Nach dem Anlassen und während des normalen Motorbetriebes schafft der Rechner 19 einen einzigen öffnungsimpuls zu jedem Injektor 10 einmal während jedes Motorzyklus, wie oben erläutert. Vorzugsweise ist die Anlasserschaltung von der Art, wie in der USA-Patentanmeldung mit der Serial-No. 629 350 beschrieben ist, die den Titel hat "Anlassersteuerung für ein Kraftstoffeinspritzsystem" und gleichzeitig am 6. November 1975 mit der USA-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 629 421 eingereicht ist.

Die vier Ausgänge des Rechners 19 sind auch für die vier Eingänge eines ersten NOR-Gatters 560 vorgesehen. Der Ausgang des ersten NOR-Gatters 560, der normalerweise hoch ist und auf niedrig geht, wenn irgendein Impuls an einem seiner Eingänge empfangen wird, ist für ein zweites NOR-Gatter 562 vorgeaöien. Der andere Eingang zum zweiten NOR-Gatter 562 ist vom Motorstartschalter 564, der auch Energie zum Motorstartsolenoid 566 vorsieht. Das Spannungsverhältnis ist derart, daß der Ausgang des zweiten NOR-Gatters 562 auf hoch geht, wenn der Startschalter 564 geschlossen ist, und sein anderer Eingang geht auf niedrig, wobei ein Hoch-

709820/0723

ausgang auf irgendeinem der vier Ausgänge des Zählers 43O angezeigt wird.

Der Ausgang des zweiten NOR-Gatters 562 ist für alle vier der Impulsgeneratoren 440, 442, 444 und 446 mit variabler Breite vorgesehen und triggert dein gemäß einen Injektorbetätigungsimpuls von jedem derselben. Diese Impulse treten somit gleichzeitig während des Anlassens auf. Der Startschalter 564 ist auch mit jedem der Generatoren 444, 440, 442 und 446 mit veränderlicher Breite verbunden und vermindert die Breite des Impulses, der von ihnen erzeugt ist, bezüglich demjenigen Impuls, der während des normalen Betriebes, auf dem Ausgang der Sensoren 448 basierend, erzeugt wäre* Immer dann, wenn also der Startschalter 56 4 geschlossen ist, wird jeder Thjektor 10 viermal während jedes Motorzyfclus betätigt, und jede Öffnungszeit wird relativ zur Öffnungszeit während des normalen Motorbetriebes verkürzt. Figur 20 veranschaulicht die ausführliche Konstruktion jedes der vier Impulsgeneratoren 440, 442, 444 und 446 mit veränderlicher Impulsbreite. Der Ausgang des Zählers 430 wird auf einen Eingang des Differentialverstärkers 568 aufgegeben, der als ein Schalter angeschlossen ist. Der andere Eingang zum Verstärker 568 wird vom Ausgang eines zweiten Differentialverstärkers abgeleitet, der auch als ein Schalter angeschlossen ist. Einer der Eingänge zum Verstärker 570 ist mit dem positiven Anschluß der Energie-

709820/0723

zufuhr bzw, des Netzgerätes verbunden, und der andere Eingang ist mit dem Ausgang des NOR-Gatters 562 verbunden.

Während des normalen Motorbetriebes ist der Ausgang des NOR-Gatters 562 niedrig, und der Differentialverstärker 570 sorgt für eine Bezugsspannung mit erstem Niveau zum Differentialverstärker 568. Diese Bezugsspannung befindet sich bei einem solchen Niveau, daß, wenn der spezielle Ausgang des Zähler 430, der mit diesem Verstärker verbunden ist, hochgeht, sein Ausgang heruntergeht oder auf low geht und die Spannung vermindert, welche über den Widerstand 574 zur Basis des Transistors 572 aufgegeben ist. Wenn der Ausgang des NOR-Gatters 562 auf low geht, geht der Ausgang des Differentialverstärker 570 auf low und veranlaßt einen low-Ausgang vom Differentialverstärker 568. Somit wird eine erniedrigte Spannung auf die Basis des Transistors 572 entweder nach dem Auftreten eines* hohen Ausgangs von dem entsprechenden Eingang des Zählers 430 oder einem hohen Ausgang vom Gatter 562 aufgebracht, der während des Startens auftritt, immer wenn einer der Ausgänge des Zählers 430 hoch ist.

Der Emitter des Transistors 532 ist mit der positiven Spannungszufuhr über einen Widerstand 576 verbunden. Sein Kollektor ist über die Schaltung 578 geerdet, die wie eine variable Spannungsquelle wirkt, und ist schematisch als solche gezeichnet. Die Sbhaltung 578 wird durch verschiedene Motorbetriebsparameter gesteuert, und bei der bevorzugten Ausführungsform

709820/0723

der Erfindung ist sie hauptsächlich eine Funktion des Verteilervakuums. Bei anderen Ausführungsformen könnten andere Kombinationen von Parametern benutzt werden, um die Spannung der Schaltung 578 zu bestimmen.

Der Kollektor des Transistors 572 wird auch mit einem Anschluß eines Kondensators 580 verbunden, dessen anderer Anschluß mit der Basis eines zweiten Transistors 582 und auch mit Erde über einen Motorparametersensor 584 mit zweiter veränderlicher Spannung verbunden ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Motorparametersensor hauptsächlich auf die Motortemperatur empfindlich und kann einen Thermistor darstellen, aber andere Parameter können zur Steuerung der Spannung derjenigen Schaltung ausgewählt werden, welche bei anderen Ausführungsformen der Erfindung dem Sensor 584 zugeordnet ist. Der Emitter des Transistors 582 ist mit dem positiven Anschluß des Netzgerätes über den Widerstand 576 verbunden, und sein Kollektor ist über ein Paar von Widerständen 586 und 588 mit Erde verbunden.

Bei der Abwesenheit eines negativ gehenden Ausganges vom Differentialverstärker 568 arbeitet der Transistor 572 im gesättigten Leitungsbereich. Der Transistor 582 leitet auch, und die Spannung am Kondensator 580 wird gleich der Emitterspannung des Transistors 582 gehalten. Wenn der Differentialverstärker 568 einen negativ gehenden Impuls zur Basis eines Transistors 5^2^vorsieht, wird dieser

709820/0723

Transistor außer Leitung geschaltet, wodurch sich der Kondensator 580 auf eine Spannung aufladen kann, die von dem Effektivwert der Verteilervakuumsensorschaltung 578 und der Emitterspannung des Transistors 582 abhängt.

Wenn der negativ gehende Impuls zur Basis des Transistors 572 endet, wird der Transistor 572 sofort wieder leitend, und die Spannung an der Basis des Transistors 582 geht scharf ins Positive um einen Betrag, der proportional der Ladung auf dem Kondensator 580 ist, wobei der Transistor 582 abgeschaltet wird. Der Kondensator 580 beginnt die Ent ladung über den Effektivwiderstand 591 und die Schaltung 584 mit einer von der Motortemperatur abhängigen Geschwindigkeit. Diese Entladung hält an, bis die Spannung über dem Kondensator 580 die Emitterspannung des Transistors 582 erreicht, wodurch dieser Transistor eingeschaltet wird und die Spannung an den Kondensator 580 auf einen Wert gebracht wird, der im wesentlichen gleich der Emitterspannung des Transistors 582 ist.

Die Zeit, während der der Transistor 582 abgeschaltet ist, hängt deshalb von dem Verteilervakuumdruck ab, welcher die Spannung steuert, auf welche der Kondensator 580 sich während der Abschaltzeit des Transistors 582 lädt, und von der Motortemperatur, welche die Geschwindigkeit steuert, mit welcher sich der Kondensator 580 entlädt, nachdem der Transistor 572 wieder leitend wird. Ein Verstärker 590 ist zwischen den Wi-

- 83 -

709820/0723

derständen 586 und 588 und der Kollektorschaltung des Transistors 5 82 angeschlossen und schafft einen scharfen, negativ gehenden Impuls mit einer Breite, welche durch diese Faktoren gesteuert ist, und zwar zu den Injektoren 10, welche diesem Generator für veränderliche Impulsbreite zugeordnet sind.

Wenn der Startschalter 564 geschlossen wird, ist auch der Kollektor des Transistors 572 mit der positiven Speisespannung über eine Diode 592 und einen Widerstand 594 verbunden. Dies gewähleistet ein Spannungsniveau am Kollektor des Transistors 572, welches die Spannung modifiziert, auf welche sich der Kondensator 580 während der Abschaltzeit des Transistors 572 auflädt. Da das Verteilervakuum während des Startens im wesentlichen Null ist, ist diese Spannung so, daß sie es erlaubt, daß sich der Kondensator 580 nur auf etwa ein Viertel derjenigen Spannung auflädt, auf welche er sich normalerweise aufladen würde, wenn der Schalter 564 offen wäre. Hierdurch nimmt die Breite des Impulses ab, der von der Schaltung hervorgerufen wird, so daß eine Kraftstoffüllung über die vier Impulse verteilt wird, die ein Injektor 10 während des Startens bei jedem Motorzyklus aufnimmt.

Figur 21 veranschaulicht die an verschiedenen Stellen der Schaltung der Figur 20 während eines vollen Motorzyklusbetriebes auftretenden Wellenformen. Die Linie 21 A ist

- 84 -

709820/0723

eine Kurve der Ausgänge des Impulsformers 426 (Figur 19) während eines vollen Motorzyklus. Die Unterbrecherstellen 422 öffnen achtmal während des Motorzyklus, wobeiasht Ausgänge vom Impulsformer 426 vorgesehen sind. Die Linie 21B zeigt einen Ausgang auf einer der dekodierten Zähler 43O-Linien 432, 434, 436 oder 438 während dteses Motorzyklus. Der spezielle Ausgang geht nach Empfang der Vorderkante eines der Impulse vom Impulsformer 426 hoch und kehrt in seinen Zustand low nach Empfang der Vorderkante des nächsten Impulses zurück. Er ist nur einmal während des Zyklus hoch. Die Linie 21G veranschaulicht den Ausgang des Generators mit veränderlicher Impulsbreite, der vom Ausgang der Linie 21B während des normalen Motorbetriebes gesteuert wird. Nach Empfang der rückwärtigen Kante des Impulses auf der Linie 21B geht der von dieser Linie gesteuerte Impulsgenerator mit veränderlicher Breite hoch und bleibt eine Zeitlang hoch, die durch die Bedingungen der Ausgänge der Sensoren 448 (Figur 9) bestimmt ist.

Die Linie 3D zeigt die von allen den Impulsgeneratoren »it veränderlicher Breite Während des Startens des Motors empfangenen Impulse. In wirksamer Weise sind die Eingänge aller der vier Leitungen 432, 434, 436 und 438 für jeden der Impulsgeneratoren mit veränderlicher Breite vorgesehen, und dementsprechend nimmt jeder Generator vier im Abstand liegende Impulse der auf Linie 21B dargestellten Art während des vollen Motorzyklus auf. Die Linie 21E zeigt die Impulsausgänge, die

- 85 -

709820/0723

von jedem der Impulsgeneratoren mit veränderlicher Breite
während des Startbetriebes erzeugt sind, unter Ansprechen auf den auf Linie 21D gezeigten Eingang. Nach Auftreten der Unterkante jedes der in Linie 21E gezeigten Impulse ist
der Ausgang jedes Impulsgenerators mit veränderlicher Breite hoch und bleibt eine Zeitlang hoch, die ein Bruchteil der
Periode des während des normalen Betriebes des Motors erzeugten Impulses ist, wie in Linie 3C gezeigt ist. In typischer
Weise ist die Gesamtbreite der vier Ausgangsimpulse von einem Impulsgenerator mit veränderlicher Breite während des Startbetriebes gleich der Breite eines einzigen Ausgangsimpulses
während des normalen Betriebes, wobei die anderen Motorparameter gleich sind.

Korrektur für nebensächliche Systemvariable

Eine üngenauigkeitsquelle bekannter Kraftstoffeinspritzanlagen ergaben sich aus nebensächlichen oder zufälligen Systemvariablen, wie z. B. Impedanzveränderungen der Injektorsolenoidspulen 124 (Figur 4)_/ spezifischer Widerstand des bei den einzelnen Spulen 124 verwendeten Drahtes verschiedener Injektoren und Spannungszufuhr zum Kraftstoffeinspritzsystem. Die Spulen 124 sind nahe am Motor angeordnet. Folglich verändert sich ihre Temperatur und damit auch ihr Widerstand zwischen

zwischen

Extremwerten, die / niedrigen Werten, wenn der Motor im Winter kalt startet, und einem hohen Wert schwankt, der dem nor-

- 86 -

709820/0723

malen Motorbetrieb zugeordnet ist. Ein Temperaturbereich von -28,9 °C bis 149 ⁰C (-20 °P bis 300 °F) ist für die Injektorspulen nicht unüblich. Eine solche Temperaturveränderung ruft eine breite Widerstandsveränderung in der Spule hervor.

Bei bekannten Injektorschaltungen sind geschaltete Ausgänge verwendet worden, die eine im wesentlichen konstante Spannungsquelle vorsehen und die Solenoidspulen mit Strom versehen, der umgekehrt proportional zu ihrem Widerstand ist. Somit würde der Strom für die Spule and die Betätigungskraft der Spule mit der Motortemperatur variieren. Die für den Injektor erforderliche Ansprechzeit zur Betätigung nach dem Start eines Betätigungsimpulses ist ihrerseits eine Funktion des auf die Spule aufgebrachten Stromes. Folglich verändert sich diese Ansprechzeit mit der Motortemperatur und begrenzt die Genauigkeit, mit v/elcher Kraftstoff von der Anlage gemessen werden kann.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 22, 23 und 24 kann die Kraftstoffieinspritzanlage der vorliegenden Erfindung eine Maßnahme zum Aufbringen einer Korrektur zum Injektorbetätigungsimpuls aufweisen, um für die Wirkung mindestens einer zufälligen oder nebensächlichen Anlagenvariablen auf das wirksame Ansprechen des Injektors auf den Betätigungsimpuls eine Korrektur vorzusehen. Die Systemnebenvariablen sind folgende: Die Impedanz der Spule, der spezifische

- 87 709820/0723

- rf -

Widerstand des von der Spule verwendeten Drahtes und die Spannungs spei sung für das Kraftstoffeinspritzsvstein, wie z. B. die von der Batterie abgeleitete. Vorzugsweise ist eineSchaltung für das Aufbringen einer solchen Korrektur von der Art, wie in der USA-Patentanmeldung beschrieben ist, die den Titel hat "Kraftstoffeinspritzanlage mit Korrektur für Systemnebenvariable" und die mit der US-Serial-No. 629 3 53 sogleich mit der US-Anmeldung mit der Serial-No. 629 421 am 6. November 1975 in USA eingeaicht worden ist. Als Ergebnis sind Veränderungen in der Ansprechzeit des Injektors mit der Motortemperatur erheblich reduziert worden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die nachfolgend im einzelnen beschrieben wird, wird eine solche Korrektur dadurch erreicht, daß man die Injektorventilsolenoidspule mit einer konstanten Stromschaltungsquelle treibt, die von einem Ausgangssignal eines Impulsgenerators mit variabler Breite unter Ansprechen auf Motorbetriebsparameter in eine angemessene Leitungsbetriebsart oder aus dieser herausgeschaltet wird. Die Konstantstromquelle weist einen Ausgangstransistor auf, wobei die Injektorspule mit seiner Kollektorschaltung verbunden ist und seine Basis von einem schaltbaren KonstantStromeingang zum Transistor getrieben ist. Wenn der Impuls variabler Breite auftritt und die Stromquelle zu bzw. auf seiner Basis vorgesehen ist, arbeitet der Transistor in einer angemessenen Leitungsbetriebsart, wobei sein Kollektorstrom im wesentlichen unabhängig vom Injektorspulenwiderstand ist. Das heißt der Kollektorstrom

- 88 -

709820/0723

ist eine Funktion des Basisstromes, ist aber im wesentliche» von dem Kollektorlastwiderstand unabhängig. Da der Anstieg der Ausgangstransistorkollektorlastlinie sich mit Vernderungen der Impedanz der Injektorspule verändert, variiert die Kollektoremitterspannung notwendigerweise, um den Kollektorstrom im wesentlichen konstant zu halten. Der konstante Stromeingang zur Basis des Ausgangstransistors wird von einem Emitterfolger zugeführt, dessen Eingangsstrom von einer Zener-Diode stabilisert ist.

Der Konstantstromkreis ist einfach, zuverlässig und macht die Ansprechzeit der Injektorventile im wesentlichen unabhängig von der Betriebstemperatur und den nebensächlichen oder zufälligen Variablen, um ein präziseres Messen des Motorkraftstoffes zu erlauben. Der Ausgang des Impulsgenerators 440 mit veränderlicher Breite ist für eine Konstantstromtreiberschaltung 626 vorgesehen, die Strom zur Spule 124 (Figur 4) des Solenoidbetätigten Injektorventils 11 (Figur 3) zuführt. Der Injektor 10 ist normalerweise geschlossen und öffnet nach Empfang eines Betätigungsimpulses vom Treiber 626. Der Injektor 10 ist mit Kraftstoff von einer Konstantdruckquelle 21 (Figur 1) so versorgt, daß die zu einem zugeordneten Motorzylinder vom Injektor 28 zugeführte Kraftstoffmenge eine Funktion derjenigen Zeit ist, während welcher der Injektor 10 durch den Impuls von der Konstantstromtreiberschaltung 626 geöffnet gehalten ist. Die Treiberschaltung 626 hält die Ansprechzeit des Injektors

709820/0723

10 relativ unabhängig von Systemnebenvariablen, wie z. B, Widerstandsveränderungen der Injektorspule 124, die sich aus TemperaturSchwankungen ergeben.

Die ausführliche Schaltung der Konstantstromtreiberschaltung 626 ist in Figur 23 gezeigt. Der Impulsgenerator 440 mit veränderlicher Bnite versorgt die Schaltung 626 mit negativ gehenden Impulsen 632 gesteuerter Breite bei regelmäßigen Intervallen. Diese Impulse 63 2 sind zur Basis eines NPN-Transistors 634 vorgesehen, dessen Kollektor am positiven Anschluß eines Netzgerätes über einen Gegenstand 636 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 634 is-t geerdet. Der Transistor 634 ist so vorgespannt, da'ß er in der Abwesenheit eines negativ gehenden Impulses 632 an seiner Basis leitend ist. Eine Ze nerdiode 638 ist über der Emitterkollektorschaltung des Transistors 634 angeschlossen. Die Spannung am Kollektor des Transistors 634 ist normalerweise auf Erde und steigt auf die Durchschlagspannung der Diode 638, wenn ein negativer Impuls 632 an der Basis des Transistors 634 diesen in den nicht leitenden Zustand schaltet.

Die von der Zenerdiode begrenzte Spannung erscheint am Kollektor des Transistors 634 und wird auf die Basis eines zweiten NPN-Transistors 640 gegeben.

Der Emitter des NPN-TransisfcOrs 640 liegt über einen Widerstand 642 an Erde. Sein Kollektor liegt am positiven Anschluß

- 9o -

709820/0723

des Netzgerätes über einem Widerstand 644 und an der Basis eines Ausgangstransistors 646. Wenn der Transistor 634 in den nicht leitenden Zustand geschaltet wird, wobei die regulierte Zenerspannung auf die Basis des Transistors 640 gelegt wird, steigt die Spannung über dem Widerstand 642 im wesentlichen auf die Z euer spannung an. Der Kollektorstrom des Transistors 640 ist im wesentlichen gleich sei nem Emitterstrom, und beide sind durch die Tätigkeit der Zehnerdiode 638 äußerst stabilisiert.

Der Kollektorstrom des Transistors 640 wird auf die Basis des PNP-Ausgangstransistors 646 gegeben, dessen Kollektor an einem Ende der Spule des Injektors 10 liegt. Der Emitter des Transistors 646 ist an den positiven Anschluß des Netzgerätes über eine Diode 648 angeschlossen. Bei Abwesenheit eines relativ großen Stromes auf der Basis des Transistors 646 spannt die Diode 648 den Transistor 646 in die Abschalt stellung vor, so daß kein Strom auf die Solenoidspule des Injektors 124 aufgebracht wird. Wenn ein negativ gehender Impuls 632 von dem Impulsgenerator 540 mit veränderlicher Breite den Transistor 634 abschaltet und einen stabilisierten Strom zur Basis des Transistors 646 vorsieht, wird der Transistor 646 in eine proportionale Leitungsstrombetriebsart getrieben. Der sich ergebende Strom des Kollektors des Transistors 646 fließt durch die Spule 124 des Injektors 10 und wird präzise als Funktion der Spannung der Zener-

- 91 -

709820/0723

AOl

diode 638 gesteuert. Wenn der negativ gehende Impuls 632 von dem Impulsgenerator 440 mit veränderlicher Breite endet, treibt die für den Transistor 6 46 von der Diode 648 vorgesehene Spannung den Transistor 646 scharf in den nicht leitenden Zustand.

Figur 24 stellt typische Betriebscharakteristiken für den Transistor 646 dar, wobei die erhebliche Unabhängigkeit des Kollektorstromes von Veränderungen in der Kollektor-Emitter spannung als Funktion eines bestimmten Basisstromes gezeigt ist.

Der Kollektorstrom ist eine Funktion des Basisstromes, und die Kollektor-Emitterspannung verändert sich folglich unter Ansprechen auf Änderungen des Kollektorwiderstandes, die durch Impendanζänderungen der Spule des Injektors 124 hervorgerufen sind, um einen konstanten Strom in der Kollektorschaltung zu halten. Der Transistor 646 arbeitet als ein Konstantstromverstärker. Bei dieser Konfiguration oder Ausbildung kann ein Ende der Spule des Injektors 124 geerdet sein.

Erwärmungsschaltung

Vorzugsweise kann die Erfindung auch eine Erwärmungsschaltung aufweisen, die in Verbindung mit den Impulsgeneratoren 440, 442, 444 und 446 mit veränderlicher Breite (Figur 19)

709820/0723

arbeitet. Die Erwärmungsschaltung verwendet eine einzigartige Betriebsart der Steuerung, die auf dem Motorsensorausgang basiert ist, sowie eine einzigartige Form von Schaltung für die ErDächung der Steuerung der Impulsbreite als Funktion des Sensorausganges.

Bei bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen, wie z. B. bei Vergasern, wurde die Kraftstoffmenge, die während jedes Motorzyklus für den Motor vorgesehen war, als eine Funktion des Verteilerdruckes oder Motorluftstromes modifiziert, der ein Maß der Belastung des Motors während des Betriebes ist» Sobald der Verteilerdruck erhöht wird, werden die Einspritzimpulse gelängt, um sine größere Kraftstoffüllung zu den Motorzylindern vorzusehen. Da der Grad, bis zu welchem diese Füllung verdampft, und das tatsächliche Luft-Kraftstoffverhältnis im Zylinder beeinträchtigt, eine Funktion der Temperatur ist, ist es bei kalten Motortemperaturen notwendig,£ das Kraftstoffgemisch anzureichern. Bei einem Vergaser erhältman diese Anreicherung durch einen Choke. Bei bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen wurde die Impulsbreite als Funktion der Motortemperatur reguliert, nicht aber als FunkUon des Verteilervakuums, um die Anreicherung zu erreichen.

Bekannte Systeme sorgten für einen konstanten Prozentsatz der Anreicherung unabhängig von der Motorbelastung. Diese Anordnung schaffte sehr angemessene Motorleistung,aber die Analyse der Motorabgase hat gezeigt, daß ein übermäßig rei-

- 93 -

709820/0723

ches Kraftstoff-Luftgemischverhältnis bei relativ niedrigen Motorlastbedingungen vorsehen kann. Bei bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen stammt dieses über fette Verhältnis von der Tatsache, daß der Verdampfungsgrad des Kraftstoffes nicht nur von der Temperatur abhängt, sondern auch vom Verteilerdruck abhängt. Bei relativ niedrigen Vesteilerdrücken, die niedrigen Motorbelastungen zugeordnet sind, ist die Kraftstoffüllung leichter verdampfbar als bei hohen Verteilerdrücken.

Die Erwärmungsschaltung gemäß der Erfindung verändert den Grad der Anreicherung der Kraftstoffüllung nicht nur während des Erwärmens sondern auch zu anderen Zeiten, und zwar als Funktion der Belastung, um ein korrekteres Luft-Kraftstoff -Dampf verhältnis für den Motor bei allen Betriebsbelastungen und -temperaturen vorzusehen. Vorzugsweise ist die Erwärmungsschaltung von der Art, wie in der US-Patentanmeldung beschrieben ist, welche den Titel hat " Kraftstoff-Einspritzanlage mit Erwärmungsschaltung", US-Serial No. 629 348, die in den USA am 6. November 1975 gleichzeitig mit der USA-Patentanmeldung Serial-No. 629 421 eingereicht ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erwärmungsschaltung, die nachfolgend im einzelnen beschrieben wird, wird die Impulsbreite hauptsächlich als Funktion des Motorverteilerdruckes und der Motortemperatur gesteuert. Die Impulsbreite wird im allgemeinen proportional zum Verteilerdruck gesteuert. Sobald

- 94 -

709820/0723

sich ein niedrigerer Verteilerdruck entwickelt, wird folglich die Impulszeit verkürzt. Niederiger Verteilerdruck liegt in typischer Weise unter Atmosphärendruck und ist somit ein Vakuum, welches manchmal als Verteilervakuum bezeichnet wird. Somit sind niedrigere Verteilerdrücke höheren Verteilervakua äquivalent. Die Impulszeit wird auch als umgekehrte Funktion der Motortemperatur gesteuert. Bei niedrigen Temperaturen wird die Impulszeit erhöht, wobei die Kraftstoffüllung angereichert wird. Der Prozentsatz der Anreicherung wird mit steigender Temperatur erniedrigt.

Die Erwärmungsschaltung sorgt auch für eine Regulierung der temperaturabhängigen Anreicherung. Die Regulierung vermindert die Anreicherung umgekehrt proportional zur Motorbelastung. Wenn der Verteilerdruck relativ hoch ist, wie er z. B. während der Beschleunigung oder dem Starten der Maschine auftritt,wird der volle Temperaturanreicherungsfaktor für den Motor vorgesehen. Sobald die Belastung abnimmt, nimmt der Verteilerdruck ab, und der temperaturabhängige Anreicherungsfaktor wird vermindert. Die Regulierung gleicht den höheren Grad an Verdampfung des Kraftstoffes bei niedrigen Verteilerdrücken aus.

Die Erwärmungsschaltung weist folgende Teile auf; Eine Druckaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Einlaß-Verteilerdrucksignals von einem ersten Sensor; eine Temperaturaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Motortemperatursignals von einem

- 95 -

709820/0723

zweiten Sensor; und einer Einrichtung zur Erzeugung eines regulierten Erwärmungssignals für einen Impulsgenerator, wenn die Motortemperatur unter einem bestimmten Niveau liegt. Das regulierte Erwärmungssignal ist eine Funktion des Verteilerdrucksignals und des Temperatursignals.

Das regulierte Erwärmungssignal variiert direkt als Funktion des Verteilerdruckes und umgekehrt als Funktion der Motortemperatur. Das Temperatursignal wird von dem Drucksignal zur Erzeugung eines Erwärmungssxgnales reguliert oder moduliert. Das bestimmte Niveau entspricht der im wesentlichen maximalen Verdampfung des eingespritzten Kraftstoffes im Motor. Die Einrichtung zur Aufnahme des Drucksignals und die Einrichtung zur Aufnahme des Temperatursignales erzeugen ein moduliertes oder reguliertes Erwärmungssignal, welches im wesentlichen identisch mit dem Temperatursignal bei Motortemperaturen über dem bestimmten Niveau ist.

Der Impulsgeaerator mit veränderlicher Breite 440, 442, 444 und 446 verwendet einen Kondensator und eine Schaltung zum Laden des Kondensators auf eine Spannung proportional zu einem Verteilerdrucksignal. Der Triggerimpuls trennt den Kondensator von seiner Ladequelle und verbindet ihn mit einem Entladungspfad mit einem Wirkwiderstand, der von einem Temperatursensor und dem Verteilerdruckreguliersignal gesteuert ist. Der Atfsgangsimpuls von der Schaltung beginnt, wenn dieses Schalten auftritt und hält an, bis der Kondensator sich auf

- 96 709820/0723

eine bestimmte Spannung entlädt. Betrachtet man die Kurve der Kondensatorladung und -entladung, so ist die Höhe der Kurve, d. h. der Maximalwert, auf welchen sich der Kondensator auflädt, eine Funktion des Verteilerdruckes. Die Entladungsgeschwindigkeit des Kondensators ist eine Funktion der Motortemperatur zusammen mit der Verteilerdruckregulierung oder Modulation. Die Entladezeit ist proportional zum Verteilerdruck und der Kombination der Maschinentemperatur und des Verteilerdruckreguliersignals.

Der Schalter, der bei der bevorzugten Ausführungsform verwendet wird, besteht aus einem Paar von Transistoren. Beide sind normalerweise leitend und schließen in ihrem Zustand in wirksamer Weise die zwei Enden des Kondensators kurz. Der erste Schalter öffnet nach Empfang eines Tüggersignals einen Zähler und erzeugt einen Ladepfad für den Kondensator. Nach Ende des Triggerimpulses schließt der erste Transistor und verbindet das negativ geladene Ende des Koridermators mit dem zweiten Transistor unter Vorspannung dieses Transistors in eine Nicht-Leitungs-Betriebsart. Dies ermöglicht die Entladung des Kondensators durch einen zweiten Widerstand. Der Entladungspfad des Kondensators wird in wirksamer Welse als Funktion der Motortemperatur und der Verteilervakuumregulierung oder -modulation gesteuert. Diese Entladung hält an, bis die Kondensatorladung auf eine Stelle abfällt, bei welcher der zweite Transistor in seinen Leitungszustand zurückkehrt, wobei in wirksamer Weise die Spannung am Kondensator aufgegeben wird.

/97

709820/0723

Eine Ausgangsschaltung versorgt den Injektor mit einem Steuerimpuls während dieser scharf definierten Kondensatorentladungsperiode. Das Impulsbreitensteuersystem gemäß der Erfindung ist äußerst wirksam und hat eine sehr einfache Konstruktion.

Die Kraftstoffeinspritzanlage 2 verwendet Impulsgeneratoren mit veränderlicher Breite 440, 442, 444 und 446, und eine Erwärmungsregulierschaltung ist ausführlich in Figur 16 dargestellt. Die Zeitgebersignale für die Injektorimpulse werden von dem Kraftfahrzeugzündsystem abgeleitet, bei welchem eine Zündspule 421 verwendet ist mit motorbetätigten Unterbrecherstellen 422, von einem Kondensator 424 geshuntet und in der primären Schaltung 423 der Zündspule 421 angeschlossen. Die zweite Schaltung 420 der Zündspule 421 ist mit einem gemeinsamen Arm 416 eines allgemein mit 417 bezeichneten Verteilers verbunden. Die Motorzündkerzen 412 sind mit den Ausgangsanschlüssen des Verteilers 414 verbunden.

Die elektrischen Signale, die jedesmal dann erzeugt werden, wenn sich die Unterbrecherstellen 422 öffnen, werden über eiaen Widerstand 428 zu einem Impulsformnetzwerk 426 aufgegeben. Rechteckwellenausgänge des Impulsformers 426, die jedesmal dann erzeugt werden, wenn sich die Unterbrecherstellen 422 öffnen, werden für einen Zähler 430 vorgesehen, der eine Dekodierschaltung hat. Der Zähler 430 wird jedesmal dann mit einer Teilladung versehen, bzw. erhält einen Zuwachs (incremented),

709820/0723

wenn er einen Impuls vom Impulsformer aufnimmt, und der Dekodierteil sorgt nacheinander für Ausgänge auf den Leitungen 432, 434, 436 und 438,sobald der Zähler 430-Zustand fortschreitet. Ein Ausgang kann auf der Leitung 432 vorgesehen sein, wenn die Zählung Null ist; ein Ausgang auf Leitung 434, wenn die Zählung 1 ist; und ein Ausgang auf 436, wenn die Zählung 4 ist; sowie ein Ausgang auf Leitung 43 8, wenn die Zählung 6 ist.

Diese Leitungen liegen an vier Impulsgeneratoren 440, 442, 444 und 446 mit veränderlicher Breite. Jeder Impulsgenerator nimmt auch einen Eingang von einer Gruppe von Sensoren 448 auf, die dem Motor zugeordnet sind. Jedesmal dann, wenn ein Impulsgenerator ein Signal vom Zähler auf seiner Eingangsleitung aufnimmt, schafft er einen Ausgangsimpuls mit einer Dauer, die eine Funktion des Ausgangs der Sensoren 448 ist.

Der Impulsgenerator 440 ist mit dem Betätxgungssolenoid zweier Kraftstoffinjektoren 10 verbunden. Der Impulsgenerator 442 ist mit einem anderen Paar von Injektoren 10 verbunden; der Impulsgenerator 444 ist mit einem weiteren Paar von Injektoren 10 verbunden; und der Impulsgenerator 446 ist mit einem Paar von Injektoren 10 verbunden. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindungen könnten alle Kraftstoffinjektoren gleichzeitig von einem einzigen Generator mit veränderlicher Impulsbreite erregt werden, oder ein separater veränderlicher Brei-

V09820/0723

tenimpulsgenerator könnte für jeden Injektor vorgesehen sein. Die bevorzugte Anordnung besteht darin, zwei Injektoren gleichzeitig von einem einzigen variablen Breiten-Impulsgenerator zu betätigen.

Figur 28 veranschaulicht schematisch einen der Generatoren mit veränderlichem Breitenimpuls 440, 442, 444 oder 446, die im wesentlichen identisch sein können, sowie der zugeordneten Sensoren 448 (Figur 16). Im Hinblick auf Figur 28 werden die positiven Eingangsimpulse, die auf den Triggerleitungen 432, 434, 436 oder 438 vorgesehen sind, zur Basis eines PNP-Transistors 652 geführt, dessen Kollektor an einem Anschluß eines Kondensators 654 liegt. Der andere Anschluß des Kondensators 654 ist mit der Basis eines zweiten PNP-Transistors 656 verbunden. Die Emitter der zwei Transistoren 652 und 656 sind mit einer positiven Spannungsquelle verbunden. Der Kollektor des Transistors 656 ist über Widerstände 656 und 660 an Erde verbunden, und der Mittelpunkt dieser Widerstände liegt an einem Ausgangstreiberverstärker 662. Dieser kann von der Art sein, wie er in der USA-Patentanmeldung mit der Serial-No. 629 353 beschrieben ist, die den Titel hat "Kraftstoff einspritzsystem mit Korrektur für Systemnebenvariable", und die gleichzeitig mit der USA-Patentanmeldung Serial-No. 629 421 am 6. Nov. 1975 in USA eingereicht worden ist, wobei in einer Ausführungsform zu den Injektoren konstanter Betätigungsstrom während der Impulszeit vorgesehen ist, unabhängig von Variablen, wie z. B. der Impedanz eines Solenoids der

709820/0723

Injektoren als Ergebnis von Motorteraperaturveränderungen, spezifischer Widerstand des in der Solenoidspule verwendeten Drahtes und Veränderung in der Spannungszufuhr in dem Kraftstoffeinspritzsystem 2.

Im Ruhezustand sind Spannungen auf den Transistoren 652 und 656 derart, daß diese normalerweise beide leitend sind. Somit befinden sich beide Enden des Kondensators 654 im wesentlichen auf demselben Potential, und es wird keine bemerkenswerte Ladung auf dem Kondensator 654 gespeichert. Wenn ein positiver Impuls auf die Basis des Transistors 652 vom Zähler 654 aufgebracht wird, wird der Transistor 652 in den nicht leitenden Zustand geschaltet. Der Kondensator 654 lädt sich dann über einen Pfad auf, welcher die Basisemitterstrecke des Transistors 656, den Widerstand 664 und die dem Widerstand 664 zugeordnete Schaltung aufweist, was nachfolgend beschrieben wird. Während dieser Zeit bleibt der Transistor 656 leitend. Der Kondensator 654 lädt sich mit einem negativen Potential auf seinem am Kollektor des Transistors 652 angeschlossenen Ende auf.

Wenn der positive Impuls zur Basis des Transistors 652 endet, kehrt der Transistor 652 in seine leitende Betriebsart zurück. Die Ladung auf dem Kondensator 654 ist über die Kollektoremitterschaltung des Transistors 654, über die Kollektor-Emitterschaltung des Transistors 678 und über den Widerstand 666 gekoppelt. Die Basis des Transistors 656 treibt diesen in einen nicht leitenden Zustand. Dann beginnt sich

709820/0723

der Kondensator 654 zu entladen. Diese Entladegeschwindigkeit des Kondensators 654 hängt von der anfänglichen Ladung ab, die auf dem Kondensator 654 aufgebracht ist, sowie den effektiven Widerstand des Entladungspfades. Dieses Entladen hält an, bis die Summe der Spannungen, die von der Entladetätigkeit des Kondensators 654 und der Kollektoremitterschaltung des Transistors 67 8 über den Entladewiderstand 666 induziert sind, zu einer Spannung von der Basis des Transistors 656 führt, die ausreicht, um Spannung zur Basisemitterverbindung des Transistors 656 in dem Augenblick zu bringen, wo der Basisemitteranschluß des Transistors 656 vorgespannt wird, das Entladen des Kondensators 654 aufhört und der Transistor 656 in den leitenden Zustand zurückkehrt. Somit wird die Zeit, während der der Transistor 656 nicht leitend gemacht wird, im wesentlichen durch die Ladung bestimmt, die auf dem Kondensator 654 während des Ladens aufgebracht ist, sowie dem Wirkwiderstand des Entladepfades für den Kondensator 654 während der Entladung.

Der Impuls, der auf den Ausgangstreiber 662 während derjenigen Zeit aufgebracht ist, während der der Transistor 656 im nicht leitenden Zustand ist, stellt den Ausgangsimpuls vom System dar. Die Spannung, auf welche sich der Kondensator 654 auflädt, wird von einem PNP-Transistor 668 gesteuert, dessen Emitters am Kondensator 654 über den Widerstand angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 668 ist

709820/0723

geerdet, und seine Basis ist an einer veränderlichen Stelle eines Verteilerdrucksensors 670 nach Art eines Potentiometers angeschlossen. Ein Ende des Sensors 670 ist an einem positiven Anschluß einer Spannungsquelle über einen Widerstand 672 angeschlossen. Das andere Ende des Verteilerdrucksensors 670 ist über ein Paar von Widerständen 674 und 676 an Erde angeschlossen. Der Widerstand 674 ist ein stromloser Einstellrheostat, und der veränderliche Widerstand 676 ist eine barometrische druckbetätigte Balkvorrichtung.

Der veränderliche Anschluß auf den Verteilerdrucksensor wird zu seinem positiven Ende bewegt, wenn der Druck abnimmt. Hierdurch wird die Spannung auf der Basis des Transistors 66 8 erhöht. Der Transistor 668 ist in einer Emitterfolgerkonfiguration angeschlossen, und somit folgt die Spannung an seinem Emitter im wesentlichen der Spannung an seiner Basis. Somit erhöht der abfallende Verteilerdruck die Spannung am Boden des Widerstandes 664, so daß die Netto-Potentialdifferenz zwischen der Basis des Transistors 656 und dem gegenüberliegenden Ende des Kondensators 658 abnimmt, wenn der Verteilerdruck abnimmt. Hierdurch wird die Ladung vermindert, die auf dem Kondensator 654 aufgebracht ist, und zwar während der Abschaltzeit des Transistors 652.

Der Entladepfad für den Kondensator 654 weist den PNP-Transistor 67 8 auf, dessen Emitter an dem gegenüberliegenden Ende

709820/0723

des Widerstandes 666 vom Kondensator 654 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 67 8 ist über einen Thermistor 584 an Erde angeschlossen, welcher auf dem Motor gehaltert ist, um die Motortemperatur zu messen, und über einen Widerstand 680 an einer positiven Spannungsquelle angeschlossen ist. Der Thermistorwiderstand nimmt mit steigender Temperatur ab. Der Kollektor des Transistors 678 ist über einen Widerstand 682 geerdet, so daß die Spannung am Emitter des Transistors 678 umgekehrt zur Temperatur des Motors variiert, wobei sie abnimmt, wenn sich der Motor erwärmt, wenn der Thermistor 584 im Widerstand heruntergeht. Da das Spannungsniveau, auf welches sich der Kondensator 654 entladen muß, ζ. T. von der Kollektoremitterspannung des Transistors 678 abhängt, bevor der Transistor 656 vorgespannt v/erden kann, vermindert folglich eine abnehmende Kollektoremitterspannung des Transistors 678, die sich aus einer Widerstandaabnahme des Thermistors 584 ergibt, die Zeit, die für den Kondensator 654 erforderlich ist, um sich auf eine Spannung über den Widerstand oder Resistor 666 zur Vorspannung des Transistors 666 zu entladen.

Solange also der Transistor 678 betriebsbereit gemacht ist, verändert sich die Dauer des Ausgangssignals zu den Injektoren vom Verstärker 662 als umgekehrte Punktion des Thermistors 584, welcher die Motortemperatur abfühlt. Die Modulation oder Regulierung der Kraftstoffanreicherungsfüllung in Funktion mit der Motorbelastung wird durch einen regulierenden oder

709820/0723

modulierenden PNP-Transistor 684 gesteuert, dessen Basis am Emitter des Verteilerdruck-Emitterfolgertransistors 668 über Widerstände 686 und 688 liegt. Der Emitter des Transistors 684 ist geerdetyund sein Kollektor liegt über einen Widerstand 690 an einer positiven Spannungsquelle. Ein Widerstand 692 verbindet den Kollektor des Transistors 684 mit dem Anschluß der Widerstände 686 und 688.

Der Kollektor des Mo^duliertransistors 6 84 ist mit dem Emitter des Transistors 678 über eine Diode 694 verbunden. Die Emitterkollektorschaltung des Transistors 684 über die Diode 694 reguliert bzw. moduliert die Spannung am Emitter des Transistors 678 als umgekehrte Funktion des Verteilerdruckes.

Der Betrag der erhaltenen Anreicherungsmodulation ist eine Funktion der Größe der Verteilerdruckveränderung und der Schaltungskonstanten, die dem Moduliertransistor 684 zugeordnet sind. Wenn der Verteilerdruck hoch ist, ist die Basisschaltung des Transistors 684 nahe Erdpotential, und der Transistor 684 ist abgeschaltet, wobei die Diode 694 umgekehrt vorgespannt ist und der Transistor 678 die Möglichkeit hat, im wesentlichen unmoduliert zu werden. Sobald, der Verteilerdruck abnimmt,wird die Basis des Transistors 684 positiver, und bei Verstärkung durch den Transistor wird das sich ergebende Moduliersignal durch die Diode 694 694 gekoppelt. Bei einem bestimmten niedrigen Verteilerdruck kann der effektive Kollektoremitterwiderstand des Transistors 6 84 hinreichend niedrig werden, um in wirksamer Weise den

709820/0723

Emitter des Transistors 678 zu erden. Hierdurch wird eine Widerstandsverringerung des Thermistors 584 simuliert, wodurch in wirksamer Weise die Anreicherung moduliert bzw. reguliert wird.Sobald der Motor eine bestimmte Betriebstemperatur erreicht, kann der Transistor 678 ausreichend leitend werden, um im wewentlichen den Widerstand 666 auf Erdbezugspotential kurzzuschließen, und es gibt keine weiterei Anrei-3 cherung und keine Regulierung desselben.

Bei anderen Ausführungsformen könnte die Verteilerdrucksignalfunktion ein umgekehrtes Druckausgangssignalverhältnis in der Entladeschaltung des Kondensators 654 haben, und das Moduliererwärmungssignal, könnte von einem Temperatursensor in der Ladeschaltung des Kondensators 654 abgeleitet sein. Der Kondensator 654 ist eine Spannungsspeichereinrichtung. Andere Ausführungsformen mit anderen Schaltungen könnten;-eine Stromspeichereinrichtung verwenden, wie z. B. einen Induktor.

Die Figuren 29A, 29B, 29C veranschaulichen eine äquivalente Schaltung des Systems für drei Betriebsarten. Die Transistoren 652 und 656 sind als Schalter dargestellt, und die dem Kollektor des Transistors 652 zugeordneten Komponenten sind als Ladeschaltung 700 bezeichnet, während die der Basis des Transistors 656 zugeordneten Komponenten als Entladeschaltung 702 bezeichnet sind.

Bei der Abwesenheit eines Impulses an der Basis des Tran-

709820/0723

sistors 652, wie in Figur 29A veranschaulicht ist, sind beide Transistoren leitend, und es wird kein Potential im Kondensator 654 gespeichert. Wenn gemäß der Darstellung in Figur 29B ein Impuls an der Basis des Transistors 652 aufgenommen wird, wird hierdurch die Leitung geöffnet, und der Kondensator hat die Möglichkeit, sich durch den Transistor 656 und die Ladeschaltung 700 zu laden. Nachdem gemäß der Darstellung in Figur 29C der Impuls zur Basis des Transistors 652 endet, ruft die negative Ladung auf dem Kondensator ein Öffnen des Transistors 656 hervor, wodurch ein Entladepfad durch den Transistor 6 53 und die Entladeschaltung 702 geschaffen wird.

Um weiter den bekannten Anreicherungsbetrieb als Funktion der Temperatur und Belastung darzustellen, ist in Figur eine Kurvendarstellung der Prozentsatzanreicherung für unterschiedliche Temperaturen in Funktion des Verteilerdruckes für bekannte Anlagen ohne Modulation oder Regulierung der Anreicherung gezeigt. Die Linie 736 stellt in typischer Weise den Prozentsatzanreicherung bei -28,9 ° C 4-20 ⁰F) dar; Linie 738 stellt in typischer Weise den Prozentsatzanreicherung bei -17,8 ⁰C (0 °F) dar; Linie 739 stellt in typischer Weise die Prozentsatzanreicherung bei 21,1 ⁰C (70 ⁰F) dar, und Linie 740 stellt in typischer Weisen den ProzentsatzÄnreicherung bei 37,8 ⁰C (100 ⁰F) dar. Während sich die Impulsbreite bei steigender Motorlast erhöht, bleibt der ProzentsatzÄnreicherung unabhängig vom

709820/0723

Verteilerdruck und der Last konstant.

Figur 32 ist eine Kurvendarstellung der Prozentsatzanreicherung der Kraftstoffüllung als Funktion der Belastung, wie er durch die Erfindung erreicht ist. Die Linien 746, 748, 750 und 752 stellen jeweils die Prozentsatzanreicherungen für -28,9 °C, -17,8 °C, 21,1 °C bzw. 37,8 °C dar (-20 °F, 0 °F, 70 ⁰F und 100 ⁰F). Bei allen Temperaturen mit relativ hohen Belastungen ist der Anreicherungsbetrag anfänglich ein konstanter Prozentsatz; in typischer Weise ist derselbe Prozentsatz durch die Anreicherungslinien beim Stand der Technik in Figur 31 gezeigt. Bei einem bestimmten niedrigeren Verteilerdruck beginnt der Porzentsatz Anreicherung mit abnehmendem Druck zu fallen. Mit den Begriffen der Schaltung der Figur 28 rührt dies von der Tatsache her, daß der untere bestimmte Verteilerdruck beginnt, die Diode 694 vorzuspannen, wodurch eine Begrenzung der Spannung am Emitter des Transistors 676 begonnen wird, die von der Tätigkeit des Thermistors 584 abgeleitet ist. Die Kurven für den Prozentsatz an Anreicherung in Figur 32 werden dann gleichlaufend, und zwar auf Leitung 754, bis die Stelle erreicht ist, bei welcher der Transistor 684 ausreichend leitend ist, um die Anreicherungswirkung des Transistors 682 vollständig zu überlagern.

Figur 33 ist eine typische Darstellung der Impulsbreite in Millisekunden als Funktion des Verteilerdruckes für einen

709820/0723

2550657

kalten Motor ohne das Merkmal der Modulation bzw. Regulierung (Linie 758); einen heißen Motor ohne das Merkmal der Modulierung (Linie 760) und einen kalten Motor mit dem Merkmal der Modulierung (Linie 762). Die Linie 762, welche die Impulsbreite des Motors mit dem Merkmal der Anreicherung darstellt, fol§t der Kurve (Linie 758) des herkömmlichen-kalten Motors bei hohen Verteilerdrücken, geht dann über einen übergangszustand, bis sie sich mit der Kurve (Linie 760) des heißen Motors bei niedrigen Verteilerdrücken verbindet bzw. in diese übergeht.

Steuersystem für Kraftstoffpumpe

Erwünschtenfalls kann die vorliegende Erfindung auch ein Steuersystem für eine Pumpe 18 (Figur 1) aufweisen, welche die Pumpe 18 als Funktion der Motorbetriebsbewegungen steuert, und zwar alä Alternative zur Steuerungseinrichtung 382 der Figur 25. Vorzugsweise ist das Pumpensteuersystem von der Art, wie es in der USA-Patentanmeldung beschrieben ist, welche den Titel trägt "Steuersystem für elektrisch erreg—te Motorkraftstoffpumpe" , mit der US-Serial-No. 629 349, die gleichlaufend mit der USA-Anmeldung mit der Serial-No. 629 421 am 6. Nov. 1975 in USA angemeldet worden ist.

Elektrisch betätigte Kraftstoffpumpen schaffen eine Anzahl Vorteile gegenüber mechanisch betätigten Pumpen, die zum Motor angetrieben sind_/ und diese elektrischen Pumpen werden in

709820/0723

breitem Rahmen bei Motorvergasersystemen verwendet und fast universell bei Motoren mit elektronischen Kraftstoffeinspritzsystem verwendet. Bekannte Motorangetriebene elektrische Kraftstoffpumpen arbeiten in typischer Weise mit einer Geschwindigkeit, die unabhängig von der Motorgeschwindigkeit sein kann, und sind gewöhnlich mit geschwindigkeitsgesteuerten Lastkriterien betrieben bzw. mit Energie versorgt. Bei einem typischen Kraftfahrzeug treten jedoch siehe Belastungen und Geschwindigkeiten über relativ kurze Zeitintervalle auf. Die meiste Zeit hat das Kraftfahrzeug im wesentlichen niedrigeren Kraftstoffbedarf, der einer niedrigeren Geschwindigkeit und Motorbelastung zugeordnet ist. Da die bekannten Einstellpumpen immer für hohen Kraftstoffbedarf arbeiten, gibt es einen Energieverlust, der von der Pumpe verbraucht ist, sowie einen Verlust an Pumpenkapazität. Dieser Teil des Pumpenausgangs, welcher den augenblicklichen Kraftstoffbedarf des Motors überschreitet, wird gewöhnlich zum Kraftstofftank über gewisse Formen von Überfließanordnungen zurückgeführt. Diese Form der Regulierung führt zu unnötiger Pumpenarbeit',, weil die Pumpengeschwindigkeit notwendigerweise im wesentlichen über dem Strömungsbedarf bei den meisten Motorbetriebsbedingungen gehalten wird, und zwar wegen des Verhältnisses zwischen Pumpenlast und Motorkraftstoffbedarf.

Dieses bekannte Verfahren der Steuerung elektrischer Pumpen stellt nicht die wirksamste Betriebsart !dar, und zwar wegen

709820/0723

der Ungleichheit zwischen der Pumpengeschwindigkeit und dem Motorkraftstoffbedarf. In einer Hinsicht ist das der Pumpe anhaftende Geräusch unnötig hoch und besonders bemerkenswert bei Leerlauf und niedrigen Motorgeschwindigkeiten, wenn große Fließvolumina nicht erforderlich sind. Die relativ hohe Pumpengeschwindigkeit verkürzt auch die Lebensdauer der Pumpe, und ist verschwenderisch mit Motorkraftstoff, weil die volle Pumpenbelastung bei allen Motorgeschwindigkeiten angenommen wird. Hierdurch wird der Kraftstoffverbrauch bei Leerlauf und niedrigen Motorgeschwindigkeiten erhöht. Schließlich führen die übermäßigen Strömungsgeschwindigkeiten zu einem konstanten Umwälzen des überflüssigen Kraftstoffes durch das System, wodurch Kraftstoffwirbel erzeugt werden, was sich für die Zündeigenschaften des Kraftstoffes nachteilig auswirkt.

Das Steuersystem gemäß der Erfindung kann benutzt werden, um die Pumpe 18 mit gesteuerter Geschwindigkeit, die eine Punktion der Motorbetriebsbedingungen ist, zu betreiben, um die bekannten Schwierigkeiten auszuschalten. Das Pumpensteuersystem weist Einrichtungen auf, die mit dem Motor zum Abtasten der Motorgeschwindigkeit verbunden sind, und eine Steuerschaltung zur Aufnahme des Geschwindigkeitssignals und zur Erzeugung eines Kraft- oder Antriebssignals, welches den Motor betätigt, Allgemein wird der Motor gesteuert, um einen Strom zu erzeugen, der in direktem Verhältnis zur Motorgeschwindigkeit und damit mit seinem Kraftstoffwerbrauch steht.

709820/0723

Somit wird die Pumpe im Leerlauf oder bei niedrigen Motorgeschwindigkeiten mit einer niedrigen Geschwindigkeit betrieben, wobei der Kraftverbrauch du—rch die Pumpe, das Pumpengeräusch, der Abrieb der Pumpe und Kraftstoffverwirbelung minimal gemacht werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend ausführlich beschrieben wird, nimmt das Steuersignal zur Pumpe eine von drei Formen an, je nach der Motorzustand sbedingung: Während des Motorstartens sorgt das Steuersystem für ein Signal zum Antrieb der Pumpe 18 mit einer höheren als der normalen Geschwindigkeit, um sicherzustellen, daß die Kraftstoffleitungen in dem Kraftstoffeinspritzsystem 2 gefüllt sind. Nachdem der Motor gestartet ist, wird die Pumpe 18 so gesteuert, daß ein Fluß vorgesehen wird, der proportional zur Motorgeschwindigkeit ist, bis eine maximale Pumpengeschwindigkeit erreicht ist. Die Pum-. Pengeschwindigkeit wird für Motorgeschwindigkeitsanstiege über diese Stelle oder diesen Punkt unter Verhinderung der Pumpenüberlastung konstant gehalten.

Die Pumpensteueranlage ist dem Rechner 19 der Kraftstoffeinspritzanlage zugeordnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Pumpensfeeueranlage wird eine Kolbenpumpe verwendet. Steuerimpulse mit konstanter Breite zum Herausfahren des Kolbens aus der Pumpe werden durch vom Rechner 19 abgeleitete Signale getriggert. Der Rechner 19 schafft einen Impuls pro Motorzyk-

709820/0723

lus während normaler Betriebsbedingungen und eine Mehrzahl von Impulsen pro Zyklus während des Startens. Jeder dieser Impulse triggert oder löst einen einzigen Pumpenerregungsimpuls aus, solange das Intervall zwischen den Triggerimpulsen die bestimmte Grenze überschreitet. Intermittierende Triggerimpulse werden bei höheren Motorgeschwindigkeiten ignoriert, um die Pumpengeschwindigkeit auf ihren maximal wirksamen Wert zu begrenzen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Pumpe mit veränderlicher Verrückung in Funktion der Motorgeschwindigkeit dur<h ein Leistungszyklusreguliersystem gesteuert , welches von vom Rechner 19 abgeleiteten Triggerimpulsen gesteuert wird.

Gemäß Figur 34 bildet die bevorzugte Ausführungsform des PumpenSteuersystems Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems für die Verbrennungsmaschine 810. Der Motor ist mit einem Zündsystem 812 ausgestattet, daß eine beliebige herkömmliche oder elektronische Bauweise haben kann. Das Zündsystem weist ein Element, wie z. B.einen Verteiler, auf, der von der Drehung des Motors angetrieben wird, und die Zündung versorgt den Motor mit Zündimpulsen in zeitlich abgestimmtem Verhältnis zur Drehung des Motors.

Gewisse Signale vom Zündsystem 812 werden auch zum Rechner 19 vorgesehen. Der Rechner 19 empfängt auch Signale von

709820/0723

- yar -

einer Gruppe von Motorsensoren 448, die elektrische Signale mit Eigenschaften schaffen, welche in Funktion von Motorparametern variieren, wie z. B. Verteilervakuum, Motortemperatur und dergleichen. Der Rechner 19 sorgt für Steuerimpulse mit veränderlicher Breite für die Kraftstoffinjektoren 10, welche den Motor speisen, wobei die Breite der Impulse und die Geschwindigkeit ihres Auftretens Funktionen ihrer Eingangssignale sind, wie zuvor beschrieben ist. Der Rechner 19 versorgt jeden Injektor mit einem Steuerimpuls pro Zyklus während des normalen Motorbetriebes und mit einer Mehrzahl von Impulsen pro Zyklus während des Anlassens des Motors. Diese Ausgangsimpulse vom Rechner 19 werden auch für ein Steuergatter 818 vorgesehen. Das Steuergatter seinerseits schafft Impulse zu einem Ausgangstreiber 820. Dieser führt elektrische Betätigungsimpulse zu dem Solenoid einer Kraftstoffpumpe 18.

Während des normalen Betriebes des Systems sieht das Steuergatter 818 einen Ausgangsimpuls zum Treiber 820 für jeden Eingangsimpuls vor, den es vom Rechner 19 empfängt, und der Treiber sorgt für einen Antriebs- oder Kraftimpuls für die Kraftstoffpumpe 18. Wenn die Frequenz der Eingangsimpulse vom Rechner 19 jedoch ein bestimmtes Niveau überschreiten, hemmt ein vom Ausgangstreiber 820 zum Steuergatter 818 über Leitung 824 vorgesehenes Signal die Schaffung des nächsten Impulses zum Ausgangstreiber 820. Das Hemmungs- oder Sperrsignal tritt eine bestimmte Zeit lang auf, nachdem

709820/07 2 3

ns

der Ausgangstreiber den Impuls zur Pumpe beendet hat. Impulse zum Steuergatter vom Rechner 19, die während dieser Periode auftreten, sind nicht wirksam, um die Erzeugung eines Ausgangsimpulses hervorzurufen. Die Kraftstoffpumpe 18 pumpt Kraftstoff vom Tank 16 zum Injektorbuster 22 und zum Regulator. Diese Einheit sorgt für eine regulierte, unter Druck stehende Kraftstoffzufuhr für den Injektor 10.

Die Schaltung des Steuergatters 818, des Ausgangstreibers 820 und der einschlägigen oder sachgemäßen Teile des Rechners 19 ist schematisch in Figur 35 dargestellt. Der Rechner 19 nimmt Impulse von der primären Schaltung der Zündschaltung auf, die mehrere Male pro Motor in zeitlich abgestimmtem Verhältnis zum Motnrbetrieb auftreten. Für einen Achtzylinder Viertakt(Hub)-Motor nimmt der Rechner 19 acht Zündimpulse pro Motorzyklus auf. Diese Impulse werden zu einem Zähler 430 und einem Dekodierer vorgesehen, der Ausgänge auf mehreren Leitungen 432, 434, 436 und 438 nacheinander während eines Motorzyklus vorsieht. Diese Impulse werden für mehrere Injektorimpulsgeneratoren vorgesehen, welche Erregerimpulse für jeden Injektor 10 öder für jede Gruppe von Injektoren 10 erzeugen, wenn die Injektoren 10 in Gruppen zusammengefaßt sind.

Der Ausgang auf Leitung 432 wird direkt zu einem ersten ODER-Gatter 840 vorgesehen. Die Ausgänge auf den Leitungen 434, 436 und 438 sind zu einem zweiten ODER-Gatter 842 vorgesehen. Der Ausgang des ODER-Gatters 142 ist für ein UND-Gatter

709820/0723

vorgesehen. Der Konditioniereingang auf dem UND-Gatter 844 ist vom Motorstartschalter 564 vorgesehen, der auch den Anlassermotor steuert. Wenn der Startschalter 564 eingeschaltet ist, werden die für das UND-Gatter 844 vom ODER-Gatter 842 vorgesehenen Impulse zum ODER-Gatter 842 geführt und mit dem zu diesem ODER-Gatter auf Leitung 832 vorgesehenen Impulsen summiert. Während des normalen Motorbetriebes ist der Startschalter 564 offen, und das ODER-Gatter 840 sorgein einfacher Weise als sein Ausgang für einen Impuls pro Motorzyklus, der auf Leitung 832 auftritt. Während der Startbedingungen, wenn der Startschalter 564 geschlossen ist, sorgt das ODER-Gatter 840 in wirksamer Weise für die Ausgänge aller vier Leitungen 832, 834, 836 und 840 in nacheinanderfolgender Reihe während eines Motorbetriebszyklus. Die Ausgangsimpulse vom ODER-Gatter 840 werdmüber eine Diode 848 und einen Widerstand 850 zum negativen Eingang des Steuergatters 818 geführt, welches ein Differentialverstärker ist.

Der andere Eingang zum Steuergatter 818 wird von einem anderen Differentialverstärker 852 vorgesehen. Zu Beginn des Schaltungsbetriebes ist der Ausgang des Differentialverstärkers 852 hoch, und der Ausgang des Differentialverstärkers 818 ist niedrig. Wenn ein positiver Impuls vom Rechner 19 erzeugt wird, geht der Ausgang des Differentialverstärkers 818 hoch. Der Impuls wird für den positiven Eingang eines dritten Differentialverstärkers 854 vorgesehen, der eine feste Spannungan seinem anderen Eingang hat, die vom Widerstand 856 gesteuert wird. Der Ausgang des Differentialverstärkers 854 ist normalerweise hoch und

709820/0723

geht auf low, sobald er den positiven Impuls von dem Differentialverstärker 818 empfängt. Dieser negative Impuls wird zu dem negativen Eingang des Differentialverstärkers 818 durch eine Diode 858 zurückgeführt, die mit dem Anschluß zwischen Diode 848 und Widerstand 850 verbunden ist. Deshalb geht das Signal an dem negativen Eingang des Differentialverstärkers 818 wenige Millisekunden, nachdem der Beginn eines positiven Steuerimpulses vom Rechner 19 empfangen wird, auf low, trotz des Andauerns des Steuerimpulses. Die Zeitdauer, während der der Eingang hoch ist, ist in einfacher Weise eine Funktion der Rückkopplungsverzögerung über den Differentialverstärker 857 und seine zugeordnete Schaltung.

Wenn der Ausgang des Differentialverstärkers 818 nach Empfang eines Eingangsimpuises vom Rechner 19 hochgeht, wird ein hoher Ausgang zum negativen Anschluß eines vierten Differentialverstärkers 820 vorgesehen. Der andere Eingang zum Differentialverstärker 820 ist die Spannung über einem Widerstand 860. Dieser Impuls vom Ausgang des Differentialverstärkers 818 zum negativen Eingang des Differentialverstärkers 820 wird durch einen Kondensator 862 geführt. Der Ausgang des Differentialverstärkers 820 wird za einem verstärkenden Transistor 862 geführt, dessen Emitter über eine Diode 864 geerdet ist. Der Kollektor des Transistors 862 ist mit der Basis eines zweiten Transistors 866 verbunden. Das Pumpensolenoid 380 ist in der Kollektorschaltung des Transistors 866 angeschlossen und durch eine Schutz-ZeUierdiode 868 geshuntet.

709820/0723

Wenn also der Ausgang des Differentialverstärkers 820 hoch geht, wird das Signal durch den Transistor 862 verstärkt, welcher den Transistor 862 in den Sättigungszustand treibt. Das Ausgangssignal vom Transistor 862 wird weiter durch den Transistor 866 verstärkt, der ein Betätigungssignal zum Pumpensolenoid 822 vorsieht.

Das Signal vom Kollektor des Transistors 862 wird auch zum positiven Eingang des !Comparators oder Vergleichers bzw. der Vergleichsschaltung 852 rückgekoppelt, deren Ausgang am positiven Anschluß des Gatters 818 liegt. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 852 geht nach Auftreten des Ausgangsimpulses zum Pumpensolenoid 380 auf low und verhindert, daß der Ausgang des Gatters 818 hoch geht, selbst nachdem sein negativer Eingang wegen der.Tätigkeit der Vergleichsschaltung 854 auf low geht.

Nachdem der Ausgang des Differentialverstärkers 818 auf low geht, beginnt der Kondensator 862 sich über den Widerstand 856 zu ändern, wobei eine zunehmend positive Spannung zum negativen Eingang des Differentialverstärkers 820 vorgesehen wird. Wenn die Spannung am negativen Eingang des Niveau des positiven Eingangs erreicht hat, geht der Ausgang des Differentialverstärkers 820 auf low. Hierdurch wird überdie Transistoren 862 und 866 der Impuls zum Pumpensolenoid 822 beendet. Auch geht hierdurch der Ausgang des Differentialverstärkers wiederum auf high. Somit wird die Länge des Ausgangsimpulses

709820/0723

Pumpeasolesoid 822 durch die vom Kondensator 862 dem Widerstand 856 vorgesehene Z sitverzögerung gesteuert, nachdem der Ausgaag des Differentialverstärkers 852 auf high zurückgekehrt ist, könnte der Differ@atialv®rstärk@r 818 auf einen hohen Ausgang zurückk@hren, mit der Ausnahm®, daß die Spannung am Ausgang durch die Ladung auf dem Kondensator 862 begrenzt ist. Hierdurch wird über den Differentialverstärker 854 die Spannung am Widerstand 850 gehalten, und der Eingang des Differentialverstärkers 818 bleibt auf low. Der Kondensator 862 lädt sich nun in umgekehrter Richtung über den Widerstand 860 auf. Wenn sich eine hinreichende Ladung in dieser Richtung aufgebaut hat, schaltet der Differentialverstärker 854 seinen Ausgang und kehrt in seinen Zustand zu Beginn des Zyklus zurück. Eingangsimpulse vom Rechner 19, die nach dieser Zeit empfangen werden, triggern Ausgangsimpulse zur Pumpe 18. Irgendwelche vor dieser Zeit empfangene Signale vom Rechner 19 werden durch den negativen Ausgang des Differentialverstärkers 854 gehemmt bzw. gesperrt.

Somit stellt die durch die Werte des Kondensators 862 und des Widerstandes 860 bestimmte Zeitkonstante ein Minimum Zeitintervall zwischen Ausgangsimpulsen zu der Pumpe 18 ein. Dieses Min.im.um soll eine passende Zeit für die Pumpe 18 sicherstellen, um ihren Ausgang zu verschieben oder zu versetzen, nachdem sie durch den vorherigen Impuls aus der Mitte gebracht worden ist. Wäre die Pumpe 18 mit höherer

709820/0723

Frequenz gepulst, würde sich ihr Ausgang verschlechtern.

Der Betrieb der Schaltung nach Figur 35 ist durch die Wellenformen nach den Figuren 36 und 37 dargestellt. Die sieben WSllenformen der Figur 36 veranschaulichen den Betrieb des Systems nach dem Starten bis zur kritischen Geschwindigkeit. Die sieben Wellenformen der Figur 37 veranschaulichen den Betrieb des Systems in der normalen Betriebsart über der kritischen Geschwindigkeit.

Nach Figur 36 stellt Linie 1 eine Triggersignalkurve dar, die vom Rechner 19 zur Diode 848 vorgesehen sind. Linie 2 in Figur 36 ist eine Kurve des sich ergebenden Eingangs zum negativen Anschluß des Differentialverstärkers 818. Der Eingang geht in dem Augenblick hoch, wenn ein positiv laufendes Steuersignal vom Rechner 19 empfangen wird, und geht dann um den Bruchteil einer Sekunde später auf low, als Ergebnis der Rückkopplung durch den Differentialverstärker 854. Eigur 36, Linie 2 stellt den Ausgang des Differentialverstärkers 820 während eines Zyklus dar. Der Ausgang geht auf low, wenn der Steuerimpuls bei seinem negativen Eingang empfangen wird, und bleibt niedrig, bis der Ausgang des Differentialverstärkers 820 als Folge des Ladens des Kondensators 863 endet. Die Spannung am Ausgang des Differentialverstärkers 818 baut sich dann langsam auf, wie sich der Kondensator 863 in der entgegengesetzten Richtung auflädt. Linie 4 in Figur 36 ist der Ausgang des Differentialverstärkers

709820/0723

854. Er geht etwas nach Empfang des Steuerimpulses auf low und bleibt niedrig, bis der Kondensator 863 diejenige Ladung entladen hat, die er empfängt, während der Ausgang des Differentialverstärkers 818 low ist. linie 5 in Figur 36 ist die Kurve des Ausgangs des Transistors 862. Er geht etwas nach Empfang des Steuerimpulses auf low und geht dann auf high, nachdem sich die Ladung in hinreichender Weise aufgebaut hat, um den Differentialverstärker 820 abzuschalten. Linie 6 in Figur 36 ist eine Kurve des Ausgangs des Differentialverstärkers 852, der im wesentlichen dem Ausgang des Transistors 862 folgt. Linie 7 in Figur ist eine Kurve des Ausgang des Transistors 866 während des Zyklus. Es sei bemerkt, daß es für jeden Steuereingang auf Linie 1 einen Ausgangsimpuls gibt und der Ausgang eine Zeit lang fortdauert, welche durch die Zeitkonstante des Kondensators 863 und des Widerstandes 860 bestimmt ist.

Figur 37 veranschaulicht die vergleichbaren Wellenformen, wenn die Frequenz der Steuerimpulse bis zu der Stelle anäeigt, wo das Intervall zwischen den Impulsen kleiner ist als die Zeit, die der Kondensator 663 benötigt, um sich aufzuladen und sich dann zu entladen. Der zweite und vierte Steuerimpuls in dem in Figur 37 dargestellten Zug, Linie 1, sind zuende, bevor der Ausgang des DifferentialVerstärkers 854 sein hohes Niveau wiedergewinnt, und folglich triggern sie nicht die Erzeugung von Steuerimpulsen zum Pumpensolenoid.

709820/0723

All

Bei einer anderen Ausführungsform unter Verwendung einer von einem Elektromotor angetriebenen Pumpe anstelle einer Kolbenpumpe könnte der Impulsausgang des Transistors 866 in Figur 35 über zusätzliche Schaltungsbestandteile gemittelt werden, um eine Gleichspannung vorzusehen, deren Wert den Motorgeschwindigkeitskriterien zum Betreiben des Pumpenmotors proportional wäre. Bei einer Ausführungsform, die bei einem Kraftstoffeinspritzsystem verwendet ist, variiert die Dauer des Injektorbetätigungssignales, welches proportional zur Motorlast ist, direkt als Funktion der Motorlast und kann als ein zusätzlicher Pumpensteuerparameter verwendet werden.

709820/0723

Auspuffgas-Wiederumlauf

Einige Verbrennungsmotoren, wie z.B. die für Kraftfahrzeuge, weisen ein Abgasrezirkulations- oder Wiederumlaufsystem auf, welches einen Teil des Abgases vom Motor im Kreislauf umpumpt beziehungsweise zurückführt. Umgewälztes Abgas und Luft werden mit Kraftstoff zur Verbrennung im Motor gemischt. Das Gemisch von umgewälztem Abgas und Luft enthält weniger Sauerstoff als Luft allein ohne rezi&uliertes Abgas. Die vorliegende Erfindung weist eine Einrichtung zur Schaffung eines Signals zum Rechner auf, um den Kraftstoffeingang zum Motor zu verringern und die Sauerstoffverminderung im Luft-Kraftstoffgemisch zu kompensieren, was sich aus dem Abgasumlauf ergibt. Diese Verminderung am Kraftstoffeingang wird erreicht, um ein im wesentlichen konstantes Luft-Kraftstoffverhältnis zum Motor während des normalen Motorbetriebes nach dem Starten und Warmlaufen des Motors zu erhalten.

Gemäß Fig.31 wird ein Steuervakuumsignal von einem Drosselkörper 900 auf dem Motoreinlaßverteiler 15 erhalten. Das Steuersignal wird zu einem Motorabgasumwälz-(EGR)-Steuerventil 902 geführt. Das Steuervakuumsignal ist eine Funktion der Motorgeschwindigkeit und Drosselstellung. Das Motor-EGR-Steuerventil 902 steuert den Betrieb des Abgasumwälz-(EGR) 904. Der EGR-Ventilkörper 904 steuert die Rezirkulation oder den Umlauf des Abgases und bestimmt, wie viel des Abgases zum Einlaßverteiler 15 des Motors zurückgeführt wird. Das Motor-EGR-Steuerventil sorgt auch für ein Signal zur Rechnerschaltungssteuereinrichtung

709820/0723

906 zum Korrigieren des Luft-KraftstoffVerhältnisses. Die Rechnerschaltungssteuerungseinrichtung 906 kann ein Schalter, ein Potentiometer oder ein Rheostat sein. Die Rechnerschaltungs steuereinrichtung für die Luft-Kraftstoffkorrektur schafft ein Signal zur Schaltung 578 der Fig.20. Dieses Signal zur Schaltung 578 modifiziert bzw. reguliert den Kraftstoffeingang zum Motor und reduziert ihn in typischer Weise in einem Betrag proportional zur Menge des umgewälzten Abgases, welches dem Einlaßverteiler 15 zugeführt wird, um die Verringerung von Sauerstoff im Luftkraftstoffgemisch zu kompensieren, welches sich aus der Abgasrückführung ergibt, und im wesentlichen das Luftkraftstoffverhältnis konstant zu halten.

Motortemperatursensor

Gemäß den Figuren 1 und 20 ist der Motortemperatursensor 584 zum Abfühlen der Temperatur am Einlaßventil 6 im Motor vorgesehen. Der Temperatursensor 584 kann aber nicht am Einlaßventil 6 im Motor angeordnet werden, denn dies wäre wegen der Bewegung des Einlaßventils 6 und der zu berücksichtigen Räumlichkeiten nicht möglich. Stattdessen wird der Temperatursensor 584 an einer Stelle im Abstand vom Einlaßventil angeordnet. Die Lage für den Temperatursensor 584 ist erfindungsgemäß neben einer Ausgangsöffnung 802 eines AuspuffVerteilers 804 für den Motor. Diese Lage hat einen Wärmebetrag, der für die am Einlaßventil 6 vorhandene Wärme für irgendeinen gegebenen Zustand des Motorbetriebes repräsentativ ist, einschließlich Starten des Motors, Erwärmen des Motors, was nach dem Starten auftritt, und

709820/0723

normalem Betrieb/ der nach dem Erwärmen auftritt. Diese Lage ist gegenüber bekannten Orten für einen Temperatursensor bevorzugt, wie z.B. neben einer Wasserverkleidung für den Motor. Der Auspuffverteiler bzw. -sammler 804 ist eine bevorzugte Stelle, denn sie spricht mehr auf Motortemperaturveränderungen an. Zum Beispiel erwärmt sich der Auspuffsammler schneller als die Stellen neben der Wasserverkleidung.

Wechselpumpe

In einem vorherigen Abschnitt mit dem Titel "Pumpeneinrichtung¹¹ in dieser Beschreibung wurde erläutert, daß eine andere Form von Pumpe außerhalb des Tankes 16 ebenfalls verwendet werden kann. Diese Wechselpumpe oder alternierende Pumpe wird jetzt im einzelnen beschrieben und ist auch in der USA-Patentanmeldung Serial No: 629 461 beschrieben, die den Titel hat "Pumpe mit Druckwelleninverter", die am 6.Nov.1975 in USA hinterlegt ist.

Bekannte Pumpen sind lange verwendet worden, um Fließmittel', wie z.B. Kraftstoff, zu Fahrzeugmotoren und dergleichen zu übertragen. Diese bekannten Pumpen sind im allgemeinen mit hin- und hergehender Bewegung ausgestattet und haben ein Solenoid, welches in Abhängigkeit von der Stellung eines Körpers, z.B. eines Kolbens, in einem Zylinder der Pumpe periodisch erregt wird. Nach dem Einschalten bewegt das Solenoid den Kolben zum Einlaßende des Zylinders, verstärkt hierdurch eine Feder, um den Kolben zum anderen Ende des Zylinders zu drücken. Wäh-

709820/0723

rend des Entleerungshubes wird Fließmittel sowohl vonder Pumpe weggenommen als auch durch eine Saugleitung, die mit einer Fließmittelzuführquelle in Verbindung steht, in die Pumpe hineingezogen.

Eines der Hauptprobleme dieser bekannten Pumpe ist die Schwierigkeit, Fließmittel aus der Leitung in die Pumpe zu ziehen. Die Fließmittelströmung durch die Leitung wird periodisch durch die Bewegung des Kolbens zum Einlaßende des Zylinders hin unterbrochen, wobei die Kraft erhöht wird, die erforderlich ist, um das Fließmittel aus der Pumpe zu entleeren. Das Problem ist besonders schwierig, wenn die Pumpe an einer Stelle im Abstand von der Fließmittelzuführquelle angeordnet ist. Folglich sind die bekannten beschriebenen Pumpen teuer im Aufbau und haben im Betrieb einen relativ niedrigen Pumpenwirkungsgrad.

Die vorliegende Erfindung schafft eine wirtschaftliche;sehr wirksame Pumpe zum überführen von Fließmittel von einer mit einer Fließmittelzuführquelle verbundenen Leitung. Die in Fig.39 allgemein mit 910 bezeichnete und gezeigte Pumpe weist eine Druckwellenumkehreinrichtung dieser Erfindung und ein Gehäuse 912 mit einer Einlaßkammer 914 und einer Auslaßkammer 916 auf. Ein Zylinder 918 schafft die Verbindung mit den Einlaß- und Auslaßkammern 914 und 916. In dem Zylinder 918 ist gleitbar ein Kolben 920 angeordnet. Eine Feder 922 drückt den Kolben von der Einlaßkammer 914 fort. Der Zylinder 918 ist von einem Solenoid 924 umgeben, welches bei Erregung oder

709820/0723

nach Einschalten geeignet ausgebildet ist, um den Kolben zur Einlaßkammer 914 zu ziehen. Eine Ventileinrichtung 926 wirkt mit dem Solenoid 924 zusammen und ruft einen Fließmittelstrom zwischen der Einlaßkammer 914 und derAuslaßkammer 916 nach hin- und hergehender Bewegung des Kolbens 920 hervor. Der Einlaßkammer 914 ist eine Druckwellenumkehreinrichtung, die allgemein bei 928 gezeigt ist, zugeordnet, die auf Fließmitteldruck in der Einlaßkammer 914 anspricht. Die Druckwellenumkehreinrichtung 928 vermindert den Druck des Fließmittels in der Kammer 914 während der Bewegung des Kolbens 920 zur Einlaßkammer 914 hin und erhöht diesen Druck während der Bewegung des Kolbens 920 von der Einlaßkammer 914 fort.

Das Gehäuse 912 enthält vorzugsweise eine zwischen der Einlaß- und Auslaßkammer 914 bzw. 916 angeordnete Pumpenkammer 930. Die Einlaßkammer 914 ist mit einem Filter 932 und einem beweglichen Rückschlagventilkörper 934 versehen, der Teil der Ventileinrichtung 926 ist und mit einem Sitz 937 zusammenwirkt. Der Ventilkörper 934 ist in einer Führung 936 angebracht, die sich axial zum Gehäuse 912 von dem Sitz 937 erstreckt, der in der Trennwand 938 gebildet ist, welche die Pumpenkammer 930 von der Einlaßkammer 914 trennt. Die Öffnungen 944 und 946 des Gehäuses 912 stehen mit der Einlaß- bzw. Auslaßkammer bzw. 916 in Verbindung und sind geeignet für die Verbindung mit der Leitung ausgebildet, die mit Öffnung 944 verbunden ist, welche mit einer (nicht dargestellten) Fließmittelzuführquelle in Verbindung steht. Das Gehäuse 912 ist aus nichtkorrosivem

709820/0723

Material hergestellt, wie z.B. Nylon, Delrin oder anderen geeigneten Kunststoffen oder weichen Gußformmaterialien, wie z.B. Zink, Aluminium oder dergleichen. Das Filter 932 kann ein bandartiges Filter sein, wie z.B. Microbon, ein Feinmaschensieb oder dergleichen. Der Rückschlagventilkörper 934 ist in der Führung 936 durch a.ne Kompressionsfeder 948 stabilisiert.

Der Zylinder 918 wird axial in der Pumpenkammer 930 in Stellung befestigt, um die Einlaßkammer 914 mit der Auslaßkammer 916 zu verbinden. Der Kolben 920 ist gleitbar im Zylinder 918 beweglich und dem Rückschlagventil 950 zugeordnet, welches so darin angeordnet ist, daß eine hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 920 den Fließmittelstrom durch den Zylinder 918 von der Einlaßkammer 914 zur Auslaßkammer 916 bewirkt. Der Zylinder 918 ist aus nichtmagnetischem Material hergestellt, wie z.B. Messing, nichtrostendem Stahl oder dergleichen. Der Zylinder kann erwünschtenfalls aus formbarem Kunststoff hergestellt sein. Der Kolben 920 ist aus magnetischem Material gebildet, wie z.B. magnetischer, nichtrostender Stahl, Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt oder dergleichen. Eine Pufferfeder 952, die von der Fläche 954 des Zylinders 918 gestützt ist, absorbiert auf diese vom Kolben 920 ausgeübte! Beanspruchung*^..

Ein Solenoid 924 umgibt den Zylinder 918 und ist in der Pumpenkammer 930 angeordnet. Das Solenoid 924 hat eine Spule 925 und ein kreisförmiges Polstück 940, das mit einem zylinderi-

709820/0723

4S9

sehen Gehäuse 942 verbunden ist. Die Feder 922 wird durch die Trennwand 938 gestützt und drückt den Kolben 920 in Richtung des Pfeiles A in eine außermittige Stellung bezüglich dem Solenoid 924. Die Erregung der Solenoidspule 925 zieht den Kolben 920 zur Einlaßkammer 914 hin und bringt die Feder 922 außer Mitte. Wenn die Spule 925 des Solenoids 924 abgeschaltet ist, expandiert die Feder 922 und bewegt den Kolben 920 durch seinen Entleerungshub. Das Polstück 940 und das Gehäuse 942 sind aus magnetischem Material hergestellt, wie z.B. gewöhnlicher Stahl oder Eisen. Die Feder 922 kann eine Schraubenkompressionsfeder oder dergleichen sein.

Wie zuvor erwähnt, ist die Druckwellenuinkehreinrichtung 928 der Einlaßkammer 914 zugeordnet. Die verwendete Art von Druckwellenumkehreinrichtung kann je nach der Temperatur und der Viskosität des Fließmittels, der Größe und Geschwindigkeit des Kolbens 920 und der Umgebung, in welcher die Pumpe verwendet wird, variieren. Folglich sollte die Form der Druckwellenuinkehreinrichtung 928, wie sie hier beschrieben ist, im darstellenden und nicht im begrenzenden Sinne ausgelegt werden.

Eine Form der Druckwellenuinkehreinrichtung 928, die geeignet ist, weist eine druckabhängige Membran 956 und eine hohle Kammer 958 auf, die einen Druckzustand hat zwischen absolutem

2 Nulldruck und Umgebungsdruck, d.h. 0 kg/cm (0 psia) bis 1,02 kg/cm Absolutdruck (14,7 psia). Die Membran 956 trennt die Einlasskammer 914 von der hohlen Kammer 958. Vorzugsweise

709820/0723

1HO

bildet das Gehäuse 912 einen Teil der hohlen Kammer 958. Das Gehäuse 912 kann einen mehrstückigen Aufbau aufweisen, einschließlich einem Bodenabdeckgehäuseverlängerungsteil 960, der mit der Dichtung 962 und dem Gehäuse 916 durch eine Befestigungseinrichtung verbunden ist, wie z.B. Nieten, Schrauben oder dergleichen. Die Membran 956 hat ein Teil, welches in Dichteingriff mit dem Gehäuse 912 durch die Abdichteinrichtung 968 gehalten ist. Der übrige Teil 970 der Membran 956 liegt im Abstand vom Gehäuse 912 und bildet eine Wand der hohlen Kammer.

Die Membran 956 kann aus Kunststoff, zusammengerolltem Mylar, Kautschukbälgen, dünnen zusammengerollten Metallen, wie z.B. Messing, Stahl oder aus anderem geeigneten flexiblen Material hergestellt sein. Die Membran 956 und der Körper 960 bilden die hohle Kammer 958. Das Volumen der Kammer 958 kann beispielsweise von etwa 1,639 bis 163,9 cm (0,1 bis 10 Kubikinch) und vorzugsweise von etwa 2,458 cm bis 8,193 cm (0,15 bis 0,5 Kubikinch) variieren. Die Dichteinrichtung 968 und die Dichtung 962 können am Körper 960 und der Membran 956 durch einen geeigneten Klebstoff befestigt sein, wie z.B. Pliobond oder dergleichen. Normalerweise wird Luft benutzt, aber auch andere geeignete Gase für die Verwendung in der hohlen Kammer weisen jene Gase und Gasgemische auf, die inert, nichtbrennbar und trocken sind. Geeignete Gase weisen Helium, Argon, Stickstoff, Luft, Gemischen aus diesen und dergleichen auf. Der Druck in der Kammer 958 beträgt vorzugsweise etwa 1 atm. Die

709820/0 7 23

FοIgeanordnung des Gehäuses 912, die Kammer 916, ist mit einem geeigneten Festlegemittel gefüllt, wie z.B. Epoxyharz, um die festen Bestandteile darin permanent und fest zu verankern .

Im Betrieb zieht die Erregung des Solenoids 924 den Kolben 920 gegen die Einlaßkammer 914 und bringt die Feder 922 außer Mitte. Die Membran 956 bewegt sich gegen die hohle Kammer 958 und verhindert einen unzweckmäßigen Druckaufbau in der Einlaßkammer 914 und hält einen im wesentlichen konstanten Fließmittelstrom von der Öffnung 944 in die Kammer hinein aufrecht. Nach Abschalten des Solenoids 924 dehat sich die Feder 922 aus und bewegt den Kolben 920 durch seinen Entleerungshub in Richtung des Pfeiles A. Die Membran 956 bewegt sich zur Einlaßkammer 914 hin und verhindert einen ungeeigneten Druckabfall in der Kammer und hält im wesentlichen die Fließmittelströmung durch die Öffnung 944 konstant.

Die hier beschriebene und gezeigte Pumpe 910 kann selbstverständlich auf verschiedene Arten modifiziert werden. Obwohl die Erfindung hier in Verbindung mit einer Kolbenpumpe 910 beschrieben ist, versteht es sich, daß die Erfindung auch auf jede andere Pumpe anwendbar ist, bei welcher die Einlaßströmung inkrementell, intermittierend oder nach Impulsart ist, wie z.B. Schaufel- und Mehrkolbenpumpen. Das Gehäuse 912 kann aus einem oder mehreren Stücken aufgebaut sein. Der Kolben 920 kann hohl oder kompakt bzw. massiv sein. Das Gehäuse 912 und

709820/0723

der Zylinder 918 können aus Kunststoff oder anderem leichtem, nichtmagnetisierbarem Material zusammengesetzt sein. Die Auslaßkammer 916 kann mit einer zweiten Druckwellenumkehreinrichtung versehen sein, wie z.B. einer Membran 972, die auf Druck in der Kammer anspricht, und zwar zur Verminderung des Druckes des darin befindlichen Fließmittels während der Bewegung des Kolbens zur Auslaßkammer hin und zur Erhöhung des Druckes während der Bewegung des Kolbens von der Auslaßkammer fort, wodurch die Fließmittelströmung durch die öffnung 946 während der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 920 konstantgehalten wird.

Man fand, daß die Verminderung des Fließmitteldruckes in der Einlaßkammer, wenn sich der Kolben gegen diese bewegt und den Fließmitteldruck bei Bewegung des Kolbens in der entgegengesetzten Richtung erhöht, die Kontinuität des Fließmittelstromes in der Leitung verbessert. Die Fließmittelträgheit infolge der Druckwellenpulsationen oder -schwingungen, die in der Saugleitung während der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens erzeugt sind, ist minimal gehalten. Die Pumpenwirkungsgrade sind auf 50 % oder mehr erhöht. Die Größe, das Gewicht und die Kosten der Pumpe sind vermindert, und ihr Ausgang bzw. ihre Leistung oder Produktion ist gesteigert. Infolgedessen ist die Pumpe gemäß der Erfindung kleiner, leichter, preiswerter herzustellen und im Betrieb wirkungsvoller als Pumpen, bei denen die Druckwellenschwingungen hauptsächlich in der Leitung verstreut oder ausgebreitet werden.

709820/0 7 23

Verfahren des Einspritzsystems

Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor weist folgende Schritte auf: Das Zuführen von Kraftstoff von einer Quelle zu mehreren Injektoren 10; und das Entleeren des Kraftstoffes im Zylinderkopf 4 des Motors von den Injektoren 10. Die Injektoren IO haben jeweils ein Entleerungsende oder Ausströmende an der Düse 108, und der Motor hat eine Mehrzahl von Einlaßventilen 6, wobei jedes Einlaßventil 6 eine Aufstromflache im Zylinderkopf 4 des Motors hat. Das Entleeren oder Ausströmenlassen des Kraftstoffes im Zylinderkopf 4 weist das Einstellen des Entleerungsendes der Injektoren 10 im Zylinderkopf 4 neben den aufstromigen Flächen der Einlaßventile 6 auf. Jeder Injektor 10 hat einen Dampfdruck für den darin befindlichen Kraftstoff. Die Zufuhr oder Beschickung des Kraftstoffes von der Kraftstoffquelle zu den Injektoren weist das Zuführen des Kraftstoffes bei einem Druck auf, der größer als der Dampfdruck für den Kraftstoff in den Injektoren ist. Das Entleeren oder Ausströmenlassen des Kraftstoffes im Zylinderkopf 4 weist ferner das Auftreffen des Kraftstoffes von den Injektoren 10 direkt auf die aufstromigen Flächen der Einlaßventile 6 im Zylinderkopf 4 auf. Das Entleeren des Kraftstoffes im Zylinderkopf 4 weist auch das öffnen der Injektoren 10 für bestimmte Zeitintervalle als Funktion der Motorbelastung sowie einer oder mehrerer Motorvariablen auf, welche alle den Motorkraftstoffbedarf wiedergeben.oder reflektieren. Das Zuführen von

709820/0723

Kraftstoff von einer Kraftstoffqijelle zu den Injektoren 10 weist ferner das Zuführen von Kraftstoff in einem flüssigen Zustand zu den Injektoren 10 auf.

Eine größere Kraftstoffmenge wird während des Startens des Motors eingespritzt, um ein angereichertes oder reicheres Kraftstoff-Luftgemisch zum Motor während des Startens des Motors vorzusehen, und das Ausströmenlassen oder Entleeren von Kraftstoff im Zylinderkopf 4 weist das Modulieren oder Regulieren der Ausströmung von Kraftstoff von den Injektoren während des Startens in Funktion der Motorbelastung sowie der Motortemperatur auf. Eine größere Kraftstoffmenge wird während des Erwärmens des Motors eingespritzt, um ein reiches Kraftstoffluftgemisch während des Erwärmens des Motors zum Motor vorzusehen; das Entleeren von Kraftstoff im Zylinderkopf weist ferner das Regulieren der Entleerung des Kraftstoffes von diesen Injektoren während des Erwärmens in Funktion der Motorlast sowie der Motortemperatur auf.

Ein Teil des von der Kraftstoffquelle zugeführten Kraftstoffes wird zur Kraftstoffquelle zurückgeführt; und diese Rückführung von Kraftstoff zur Kraftstoffquelle wird nach dem Abschalten des Motors unterbrochen. Nach dem erfinderischen Verfahren wird die Wärme an einer Stelle des Motors abgefühlt, die repräsentativ für den an den Einlaßventilen 6 im Motor vorhandenen Wärmebetrag ist. Die Wärme wird an einer Stelle im Motor neben einer Auslaßöffnung 802 des AbgasSammlers

709820/0 7 23

des Motors abgefühlt. Nach dem Verfahren wird die entleerte Kraftstoffmenge im Zylinderkopf 4 durch eine angemessene Menge reduziert, die ausreicht, um den Ausgleich für die Sauerstoffverminderung zu schaffen, wodurch sich ein Abgasumlaufsystem ergibt, um ein konstantes Luftkraftstoffverhältnis aufrechtzuerhalten, nach dem Verfahren wird ein Phasensignal zum Rechner 19 vorgesehen, um einen Zähler 430 zurückzusetzen und Kraftstoff in den Motor im Hinblick auf einen bestimmten Kurbelwellenwinkel einzuspritzen.

Ebenso wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Kraftstoff in zwei Zylinder des Motors auf einmal gleichzeitig eingespritzt, und zwar infolge zum Einlaßhub des Motors. Nach dem Verfahren wird eine Reihe von aufeinanderfolgenden Startimpulsen zu den Injektoren 10 während des Startens des Motors vorgesehen. Die Startimpulse haben eine kürzere Zeitdauer als die Impulse, die für die Injektoren 10 vorgesehen sind, nachdem das Starten der Maschine erreicht ist. Die aufeinanderfolgenden oder sukzessiven Startimpulse tasten über ein Luftkraftstoffverhältnis das für das Starten des Motors notwendige Niveau ab. Gemäß dem Verfahren wird ferner die Energie beim Betätigen der Impulse im wesentlichen konstant gehalten, welche für die Injektoren 10 vorgesehen sind, so daß die Ansprechzeit der Injektoren und die Menge des von den Injektoren zum Motor gemessenen Kraftstoffes unabhängig von Systemvariablen im wesentlichen konstant gehalten wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man die Impulsmenge variiert oder das auf-

709820/0723

gebrachte Spannungsniveau der Betätigungsimpulse verändert. Zum Starten des Verbrennungsmotors werden nach, dem Verfahren alle Injektoren 10 des Einspritzssystems gleichzeitig während des Startens betätigt.

709820/0723

41Ψ

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf, dadurch g e kennzeichne t, daß Kraftstoff von einer Kraftstoffquelle zu mehreren Injektoren bei einem Druck zugeführt wird, der größer als der Dampfdruck für den Kraftstoff in den Injektoren ist und daß der Kraftstoff in den Zylinderkopf des Motors "von den Injektoren ausströmen gelassen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen die Energie in den Betätigungsimpulsen konstant gehalten wird, die zu den Injektoren vorgesehen sind und daß die Ansprechzeit der Injektoren und die von den Injektoren zu dem Motor gemessene Kraftstoffmenge unabhängig von Systemvariablen im wesentliehen konstant gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere zum Anlassen eines Verbrennungsmotors mit einem Kraftstoffeinspritz system, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von aufeinanderfolgenden Startimpulsen zu den Injektoren des Kraftstoff einspritzsystems vorgesehen sind, die Startimpulse eine kürzere Zeitdauer haben als die Impulse, die zu den Injektoren vorgesehen sind, nachdem das Starten des Motas erreicht worden ist und daß die aufeinanderfolgenden Startimpulse zum Abtasten des zum Starten des Motors notwendigen Niveaus über ein Luftkraftstoffverhältnis veranlaßt werden.

* -137 -

709820/0723

BAD 0RI6INAL

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 j dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffeinspritzsystem für den Verbrennungsmotor mehrere Kraftstoffinjektoren aufweist, die selektiv in dem Motor angeordnet sind, daß eine Kraftstoffzuführleitung zwischen den Injektoren und einer Kraftstoffquelle vorgesehen ist zum Leiten des Kraftstoffes unier Druck von der Quelle zu den Injektoren, eine Niederdruckpurapeneiririclituiig vorgesehen ist zum PLtmpen von Kraftstoff von der Kraftstoffquelle durch die Zuführleitung· mit einem relaciv niedrigen Druck zu einem Druckboosfcer, wobei der Niederdruck kleiner ist als derjenige Druck, der vom Druckbooster aufgebracht ist und der Niederdruck höher ist als ein Dampfdriack für den Kraftstoff in der Kraftstoffquelle, daß der Druckbooster in der Zuführleitung zwischen der Pumpe unc Can Injektoren aiipoxdnet ist zum Anheben des Druckes des Kraftstoffes in der Zuführleitung zwischen dem Booster und den Injektoren auf einen erhöhten Druck, der höher ist als der Druck in der Zuführleitung zwischen dem Booster und der¹ Kraftstoffquelle und höher ist 3.1b ein Dampfdruck für den Kraftstoff in den Injektoren, und daß ein elektronischer Steuerrechner für die Schaffung von elektrischen Einspritzimpulsen bestimmter Länge zu bestimmten Zeitintervallen zui¹ Betätigung der Injektoren vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Injektor eine Ausströmeiiirichtung aufweist, eine Dicht-

- 138 -

709820/0723

BAD

einrichtung zum intermifctieraüen Öffnen und Schließen der Ausströmeinrichtun^ aufweist, eine Fließmittel-Leitung für die Zuführung von Fließmifcfcel von einem Fließmitteleinlaß zur Ausströmeinrichtung aufweist, einen elektrischen Leiter für das Zuführen eines elektrischen Signals zur Betätigung äex- Injektoren aufweist, daß eine elektromagnetische Schaltung einen Anker bzw. Rotor, einen Pol mit einem abstromigen Ende, ein Gehäuse, eine Spule zum Magnetisieren der elektromagnetischen Schaltung in Abhängigkeit von dem elektrischen Signal und einen Fließweg aufweist, wobei der Anker eine aufstromige Fläche hat und gleitbar in dem Gehäuse zwischen dem Pol und der Ausströmeinrichtung angeordnet ist und eine aufstromige Position, eine abstromige Stellung und einen Laufabstand zwischen der aufstromigen·Position und der Abstromsteilung hat sowie ein im wesentlichen enges Paßverhältnis zu dem Gehäuse aufweist, und daß der Anker, der Pol und das Gehäuse derart zusammenwirkend ausgebildet sind, daß ein einziger Reihenluftspalt in dem Flxeßweg zwischen der aufstromigen Fläche des Ankers und dem abstromigen Ende des ersten Pols gebildet ist, und daß eine Vorspanneinrichtung in dem Gehäuse zum Vorspannen des Ankers in seine Abstromstellung angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbooster ein Paar von Einwegeventileinrichtungen aufweist, die in der Kraftstoffzuführleitungsexn-

709820/0723

richtung derart verbunden sind, daß der Strom von den Injektoren zur Kraftstoffquelle verhindert ist, eine Kammer mit veränderlichem Volumen aufweist, die mit der Zuführleitungseinrichtung zwischen den zwei Einwegeventileinrichtungen verbunden ist, und daß eine Einrichtung zum Drücken der Kammer in einen Zustand verminderten Volumens derart vorgesehen ist, daß der Druck in der Kraftstoff zuführleitungseinrichtung zwischen den zwei Einwegeventileinrichtungen erhöht wird.

7· Vorrichtung nach Anspruch h für einen Motor mit einer Motorzykluszeit, mit einer sich drehenden Ausgangswelle und mindestens einem Motorparametersensor, -dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner mehrere unabhängige Rechenkanäle aufweist, die betrieblich mit dem Sensor für mindestens einen Motorparameter und mit mindestens einem Kraftstoffinjektor gekoppelt ist^ wobei jeder Kanal einen Generator mit veränderlicher Impulsbreite hat, jeder Kanal für den Betrieb für eine Zeitdauer zur Verfügung steht, die gleich mehr als 50 $> eines Motorzyklus ist, und jeder Kanal betrieblich mit derselben mindestens einen Injektor einrichtung für im wesentlichen den ganzen Zyklus gekoppelt ist und daß der Rechner eine Einrichtung zum Triggern jedes Rechenkanals einmal pro Motorzyklus während des normalen Motorbetriebes in zeitlich abgestimmtem Verhältnis zur Motorausgangsdrehung aufweist.

709820/0723

8. Vorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner eine Startschaltung aufweist mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals während des Startbetriebes des Motors und einer Einrichtung, welche durch das elektrische Signal konditioniert ist, zum Veranlassen, daß jeder Injektor mehrere Male während jedes Motorzyklus während des Startbetriebes des Motors öffnet.

9. Vorrichtung nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner eine Erwärmungsschaltung mit einer Druckaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Einlaßverteilerdrucksignals von einem ersten Sensor aufweist, eine Temperaturaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Motortemperatursignals von einem zweiten Sensor aufweist und eine Einrichtung zur Erzeugung eines modulierten bzw. regulierten Erwärmungssignals zu dem Impulsgenerator aufweist, wenn die Motortemperatur unter einem bestimmtem Niveau liegt, wobei das modulierte Erwärmungssignal eine Funktion des Verteilerdrucksignals und des Temperatürsignals ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektoren eine Erregungsspule und ein wirksames Ansprechen auf die Injektionsimpulse haben, daß eine Korrek-r tureinrichtung vorgesehen ist zum Aufbringen einer Korrektur auf die Injektionsimpulse zum Korrigieren der Wirkung mindestens einer Systemnebenvariablen bei wirksamem Ansprechen des Injektors auf die Impulse, und daß die Systemnebenvariab-

- 141 >

709820/0723

len die Impedanz der Erregerspule, der spezifische ¥iderstand des in der Spule verwendeten Drahtes und die Spannungszufuhr zu dem Kraftstoffeinspritzsystem sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffquelle eine elektrisch erregbare Kraftstoffpumpe ist für die Zuführung von Kraftstoff zum Motor und daß ein Steuersystem für die Kraftstoffpumpe eine mit dem Motor verbundene Einrichtung aufweist zum Erzeugen eines elektrischen Signals mit einer Charakteristik, welche wie dio Motorgeschwindigkeit variiert, und eine von dem elektrischen Signal gesteuerte Einrichtung aufweist zur Erregung bzw. zum Einschalten der Pumpe und Schaffung eines Kraftstoffflusses mit einer Geschwindigkeit, die eine Funktion der genannten charakteristischen Eigenschaft ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffquelle ein Pumpensystem aufweist mit einem den Kraftstoff enthaltenden Tpnk und eine Pumpe mit einem Gehäuse mit einer Einlaßkammer und einer Auslaßkammer, einem mit den Kammern in Verbindung stehenden Zylinder, einem hohlen, in dem Zylinder gleitbar angeordneten Kolben, einer den Kolben von der Einlaßkammer fortdrückenden Feder, einem den Zylinder umgebenden Solenoid, daß das Solenoid bei Erregung zum Ziehen des Kolbens gegen die Einlaßkammar ausgebildet ist, ein Ventil in Zusammenwirken mit dem Solenoid für das Hervorrufen eines Fließmittelstromes zwischen der Ein-

709820/0723

laßkammar und dev Auslaßkammer nach hin- und hergehender Bewegung des Kolbens ausgebildet ist, eine Schaltungseinrichtung mit dem Solenoid verbunden ist zum Durchlassen eines elektrischen Stromes, welcher das Solenoid erregt, daß eine Steuereinrichtung mit der Schaltungseinrichtung verbunden ist zur Steuerung des Zeitintervalls des duch die Schaltung laufenden Stromes und daß die Pumpe mindestens teilweise in den Kraftstoff eingetaucht ist und daß die Steuereinrichtung außerhalb des Tanks angeordnet ist.

13» Vorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzuführleitung eine Pumpe aufweist, die von der Kraftstoffquelle entfernt angeordnet ist zum Überführen von Kraftstoff von der Quelle durch die Leitung, daß die Pumpe ein Gehäuse mit einer Einlaßkammer und einer Auslaßkammer aufweist, einen mit der Kammer in Verbindung stehenden Zylinder aufweist, einen in dem Zylinder gleitbar angeordneten Kolben aufweist, eine den Kolben von der Einlaßkammer fortdrückende Feder aufweist, ein den Zylinder umfassendes Solenoid aufweist, das bei Erregung zum Ziehen des Kolbens gegen die Einlaßkammer geeignet ausgebildet ist, eine Ventileinrichtung aufweist im Zusammenwirken mit dem Solenoid zur Veranlassung eines Fließmittelstromes zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer, und daß eine Druckwe11enumkehreinrichtung der Einlaßkammer zugeordnet ist zur Verminderung des Druckes des Fließmittels in der Kammer während der Bewegung des Kolbens zur Einlaßkammer hin und zur Erhöhung des Druckes während der Bewegung des Kolbens von der Einlaßkammer fort.

709820/0723

- 1*3 -

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetisch betätigbares Ventil vorgesehen ist, welches eine Ausströmeinrichtung aufiveist, eine Dichteinrichtung aufweist zum intermittierenden Öffnen und Schließen der Ausströmeinrichtung, eine Fließmittelleitung aufweist für die Zuführung von Fließmittel von einem Fließmitteleinlaß zu der Ausströmeinrichtung, einen elektrischen Leiter aufweist für die Zuführung eines elektrischen Signals zur Betätigung des Ventils, eine elektromagnetische Schaltung aufweist, die einen Anker, einen Pol mit einem abstromigen Ende, ein Gehäuse, eine Spule für die Magnetisierung der elektromagnetischen Schaltung in Abhängigkeit von dem elektrischen Signal und einen Fließweg aufweist, daß der Anker eine aufstromige Fläche hat und gleitbar in dem Gehäuse neben dem Pol sowie zwischen diesem und der Ausströmexnrxchtung angeordnet ist, der Anker eine aufstromige Stellung, eine abstromige Stellung und einen Laufweg zwischen diesen beiden Stellungen hat und mit dem Gehäuse in im wesentlichen dichtem Passungsverhältnis steht, daß der Anker, der Pol und das Gehäuse zur Bildung eines einzigen Reihenluftspaltes in dem Fließweg zwischen der aufstromigen Fläche des Ankers und dem abstromigen Ende des ersten Pols zusammenwirken und daß in dem Gehäuse zur Vorspannung des Ankers in seine abstromige Stellung eine Vorspanneinrichtung angeordnet ist

- Ikh -

709820/0723

15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche k bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fließmifctelinjektoren, ein Kraftstofftank und eine Leitung vorgesehen sind, welche den Kraftstofftank mit jedem Kraftstoffinjektor verbindet, daß ein Druckbooster vorgesehen ist, der ein Paar Einwegeventile aufweist, die in der Leitung zur Verhinderung des Flusses von den Injektoren zum Tank verbunden sind, eine Kammer mit variablem Volumen aufweist, die mit der Leitung zwischen den

Einwegeventilen angeschlossen ist, und eine Einrichtung zur Erzeugung

aufweist/von Druck in der Kammerfür einen Zustand verminderten Volumens derart, daß der Druck in der Leitung zwischen dem Einwegeventil nahe dem Tank und den Injektoren erhöht wird.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche h bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerrechner zum Messen des Kraftstoffes in dem Kraftstoffeinspritzsystem für den Motor vorgesehen ist mit einer Motorzykluszeit, einer rotierenden Ausgangswelle und mit mindestens einem Motor-

und

parametersensor mehrere unabhängige Rechenkanäle aufweist, die betrieblich mit dem Sensor für mindestens einen Motorparameter gekuppelt sind und mit mindestens einer Kraftstoff injektorexnrichtung gekuppelt sind, wobei jeder Kanal einen Generator mit veränderlicher Impulsbreite aufweist und für den Betrieb eine Zeit lang zur Verfügung steht,

709820/0723

die gleich mehr als ^O Jj des Motorzyklus ist, daß jeder-Kanal betrieblich mi!; derselben mindestens einen Injektoreinrichtung für im wesentlichen den ganzen Zyklus gekoppelt ist urü daß eine Einrichtung vorgesehen ist zum Triggern jedes Rechenkanals einmal pro Motorzyklus während des normalen Betriebes des Motors in zeitlich abgestimmtem Verhältnis zu;· Motorausgangsdrehung.

17· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Motorzylinder ein Injektor zugeordnet ist und eine erste Einrichtung¹ zur Schaffung von Betätigungsimpulsen zum Injektor derart vorgesehen ist, daß der Injektor einmal während jedes Hocorzyklus während des normalen Motorbetriebes tätig ist, eine Startsteuerung eine zweite Einrichtung aufweist zur Schaffung eines elektrischen Startsignals während des Startbetriebes des Motors und. eine dritte Einrichtung aufweist, die von dem Startsignal derart konditioniert ist, daß jeder Injektor mehrere Male während jedes Betriebszyklus während des Motorstartbetriebes betätigt bzw. in Tätigkeit tritt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 17 mit mindestens einem elektrisch betätigten Injektor, einer mit dem Motor verbundenen Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Signale jedesmal, wenn der Injektor eingeschaltet werden soll, wobei Sensoren Ausgänge aufweisen, die sich in Punktion der Motorparameter verändern, ein Generator mit veränderlicher

- 146 -

709820/0723
BAD ORIGINAL

Impulsbreite vorgesehen ist, um den Injektor mil· einem Betätigungssignal zu versehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erwärmungsschaltung eine Druckaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Einlaßverteilerdrucksignals von einem ersten. Sensor aufweist, eine Temperaturaufnähmeeinrichtung aufweist zur Aufnahme eines Motortemperatursignals von einem zweiten Sensor und eine Einrichtung aufweist zurr Erzeugung eines modulierten oder regulierten Erwärmungssignals zum Impulsgenerator, wenn die Motortemperatur unter einem bestimmten Niveau ist, und daß das modulierte Erwärmungssignal eine Funktion des Verteilerdrucksignals und des Temperatursignals ist.

19· Vorrichtung nach einem der Ansprüche k bis 18, mit mindestens einem Injektor mit einer Erregerspule und einer Einrichtung zur Erzeugung eines Betätigungsimpulses zum Injektor, wobei der Injektor in wirksamer Weise auf den Betätigung simpuls anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Korrektureinrichtung vorgesehen ist zum Aufbringen einer Korrektur auf den Injektorbetätigungsimpuls zur Korrektur der Wirkung von mindestens einer Systemnebenvariablen auf das wirksame Ansprechen des Injektors auf den Betätigungsimpuls, und daß die Systemnebenvariablen die Impedanz der Erregerspule, der spezifische Widerstand des in der Spule verwendeten Drahtes und die Spannungszufuhr für das Kraftstoff einspritzsystem sind.

- 147 -

709820/0723

20. Vorrichtung nach, einem der Ansprüche k- bis I9 mit einer elektrisch betätigten Kraftstoffpumpe für die Zuführung von Kraftstoff zum Motor, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuersystem für die Kraftstoffpumpe eine Einrichtung aufweist, die mit dem Motor zur Erzeugung eines elektrischen Signals verbunden ist, welches eine charakteristische Eigenschaft hat, die sich mit der Motorgeschwindi^eit verändert, und eine von dem elektrischen Signal gesteuerte Einrichtung aufweist zur Erregung bzw. zum Einschaltung der Pumpe und Vorsehen einer Kraftstoffströmung mit einer Geschwindigkeit, die eine Funktion der charakteristischen Eigenschaft ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche h bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe ein Gehäuse mit einer Einlaßkammer und einer Auslaßkammer aufweist, einen mit den Kammern in Verbindung stehenden Zylinder aufweist, einen in dem Zylinder gleitbar angeordneten hohlen Kolben aufweist, eine den Kolben von der Einlaßkammer fortdrükkende Feder aufweist, ein den Zylinder umgebendes Solenoid aufweist, das geeignet derart ausgebildet ist, daß es bei Erregung den Kolben gegen die Einlaßkammer zieht, eine Ventileinrichtung aufweist unter Zusammenwirken mit dem Solenoid zum Hervorrufen eines Fließmittelstromes zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer nach hin- und hergehender Bewegung des Kolbens, eine mit dem Solenoid ver-

709820/0723

bundene Schaltungseinrichtung aufweist zum Übertragen eines elektrischen Stromes, welcher das Solenoid erregt, und eine Steuereinrichtung, die mit der Schaltungseinrichtung verbunden ist, aufweist zur Steuerung des Zeitintervalls des durch die Schaltung durchgelassenen Stromes, daß die Pumpe mindestens teilweise in dem Fließmittel eingetaucht ist und daß die Steuereinrichtung außerhalb des Tanks angeordnet ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche h bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Fließmittelquelle entfernte Pumpe zum Übermitteln von Fließmittel von der Fließmittelquelle durch eine Leitung ein Gehäuse aufweist mit einer Einlaßkammer und einer Auslaßkammer, einen mit der Kammer in Verbindung stehenden Zylinder aufweist, in dem ein Kolben gleitbar angeordnet ist, eine Feder aufweist, welche den Kolben von der Einlaßkammer fort drückt, ein den Zylinder umfassendes Solenoid aufweist, welches geeignet derart ausgebildet ist, daß es bei Erregung den Kolben gegen die Einlaßkammer zieht, daß eine Ventileinrichtung unter Zusammenwirken mit dem Solenoid vorgesehen ist für die Veranlassung einer Fließmittelströmung zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer und daß die Druckwellenumkehreinrichtung der Einlaßkammer zugeordnet ist zur Vemnderung des Drukkes des Fließmittels in der Kammer während der Bewegung des Kolbens zu einer Kammer hin sowie zur Erhöhung des Druckes während der Bewegung des Kolbens von der Einlaßkammer fort.

709820/0723