DE2717230C3 - Brennstoffversorgungsanlage mit einem Brennstoffzumeßventil für Gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Brennstoffzugabe ins Saugrohr - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Brennstoffversorgungsan' lage mit einem Brennstoffzurneßventil für gemischVef» dichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Brennstöffzugabe ins Saugrohr, das einen Lufttrichter aufweist, der mit einem koaxial geführten und axial beweglichen Drosselkörpef zusanv menwirkt, der mittels des in einer atmosphärisch belüftbaren Arbeitskammer wirkenden Saugrohrunterdruckes entgegen einer Rückstellkraft verstellbar ist, wobei der Drosselkörper mittels einer in einer Membrandose angeordneten Membran in seinem Hub betätigbar ist, deren eine Kammer mit der Atmosphäre in Verbindung steht und deren zweite vom Saugrohrunterdruck beaufschlagte Arbeitskammer mittels eines Ventils atmosphärisch belüftbar ist.

Eine derartige Einrichtung ist aus der CH-PS 2 55 804 bekannt Diese Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß das mechanisch vom Fahrpedal betätigte Brennstoffzumeßventil über ein Gestänge den Öffnungsgrad eines Ventils zur Belüftung der Arbeitskammer durch mechanische Kopplung bestimmt. Hiermit ergibt sich für die Gemischbildung eine nicht dem Luftdurchsatz entsprechende Brennstoffmengen-Zuordnung, wodurch sich in allen Lastzuständen, außer dem Leerlauf, eine nicht dem Motorbelastungszustand entsprechende Gemischzusammensetzung ergibt, da keine unmittelbare Zuordnung zwischen Luftmenge und Brennstoffmenge besteht und die Brennstoffmenge allein von der Stellung des Fahrpedals abhängig ist Außerdem läßt sich durch den sich ändernden Saugrohrunterdruck bei Lastwechsel im Teillastbereich die Stellung des Drosselkörpers nicht definieren, da eine ständige Belüftung der Arbeitskammer über das Ventil erfolgt, wodurch ständig in Größe und Richti/ng wechselnde Kräfte auf den Drosselkörper wirken. Daher ist mit dieser Einrichtung keine stetige Beschleunigung im Teillastbereich möglich.

Aus der FR-PS 7 91 262 ist ein im Teillastbereich ohne Drosselklappe nicht funktionsfähiger Gleichdruckvergaser bekannt, der einen vom Unterdruck mittels einer Membran betätigten Kolben aufweist. Dieser wirkt im Vollastbereich als Luftmesser, da dann der Kolben mittels einer Hebelanordnung Be- und Entlüftungsventile der Arbeitskammer betätigt und diese ständig be und entlüftet wird, so daß sich stromab vom Kolben ein konstanter Druck einstellt. Für ei,.»· entsprechende Betätigung der Ventile in der Teillast sind der Druckschrift keinerlei Anregungen zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffversorgungsanlage zu schaffen, bei der die Brennstoffzugabe in Abhängigkeit vom Luftzusatz und der Saugrohrdruckdifferenz erfolgt, wobei der Drosselkörper das Brennstoffzumeßventil steuert, so daß eine definierte Gemischzusammensetzung gegeben ist und wobei der Drosselkörper einen der Fahrpedalstellung entsprechenden Hub ausführt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale. Besondere Ausführungsformen sind durch die Merkmale der weiteren Ansprüche gekennzeu hnet und mit ihren Vorteilen in der Beschreibung angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben: Es reigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Brennstoff Versorgungsanlage

F1 g, 2 einen Druckregler in Ansicht

F ig, 3 den Druckregler der Fig, 2 in Draufsicht

F i g. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel

Fig,5 die Ausführung nach Fig,4 mit geändertem Gemischaustritl

F i g. 6 ein Gemischbildungsteil

Die Fig, 1 Zeigt eine Brennstoffversorgungsanlage,

bei der der Brennstoff aus einem Tank 1 mittels einer Brennstoffpumpe 2 über einen Druckregler 3 zu einem Brennstoffzumeßventil 4 gelangt. Der in den Brennstoffkreislauf geschaltete Druckregler 3 ist in einer besonderen Ausführungsform in den F i g. 2 und 3 näher dargestellt und wird in seiner Funktion weiter unten erläutert Das Brennstoffzumcßventil 4 ist an dem Gemischbildungsteil 5 angeordnet Dies ist an dem nicht dargestellten Saugrohr eines Ottomotors angeflanscht Das Gemischbildungsteil 5 besteht im wesentlichen aus einem Lufttrichter 6, einem zu diesem koaxial angeordnetem und mit diesem zusammenwirkenden Drosselkörper 7, der einen Brennstoff austritt 8 aufweist und über eine Membrandose 9 axial gegen die Kraft einer Feder tO verstellbar ist Die Membrandose 9 weist eine Kammer 11 auf. Diese steht mit der Atmosphäre in Verbindung. Die Arbeitskammer 12 der Membrandose 9 steht über eine Leitung 13 und eine feste Drossel 14 mit dem Saugrohr in Verbindung.

In der Fig. 1 ist ein vom Fahrpedal zu betätigendes Gestänge 15 gezeigt mit dem ein Plattenventil 16, das seinerseits mit der Leitung 13 in Verbindung steht, in seiner relativen Stellung zum Drosselkörper 7 willkürlich verstellbar ist Das Brennstoffzumeßventil 4 wird in seinem Steuerquerschnitt 17 über einen Stößel 18 betätigt, der mittels einer an dem Drosselkörper 7 angeordneten Laufbahn 19 in seinem Hub verstellt wird.

Die Funktionsweise der Anlage ist folgende:
Der Saugrohrunterdruck gelangt über die in der Leitung 13 angeordnete Drossel 14 in die Arbeitskammer 12 und JO wirkt auf die Membran 20. Der Drosselkörper 7 führt gegen die Kraft der Feder 10 einen dem Saugrohrunterdruck entsprechenden Hub aus. Dieser Hub bestimmt den kreisringförmigen Luftspalt 21 zwischen Lufttrichter 6 und Drosselkörper 7 und gleichzeitig die « Brennstoffmenge, die über das vom Drosselkörper 7 gesteuerte Brennstoffzumeßventil 4 zum zentrisch im Drosselkörper 7 angeordneten Brennstoffaustritt 8 gelangt Dieser weist gemäß F i g. 1 ein Membranventil auf, das vom Brennstoff beaufschlagt ist und gegen die Kraft einer /eder 81 vom auf eine Membran 82 wirkenden Brennstoff geöffnet wird, sobald die Schließkraft der Feder 81 überwunden ist.

Um einen vorbestimmten Lastzustand einzuhalten, ist eine Begrenzung der Gemischmenge erforderlich. Dies erfolg! dadurch, daß der Hub des Drosselkörpers 7 in Abhängigkeil von der Fahrpedalsteüung über das Gestänge 15 begrenzt wird. Dies wird erreicht, indem der Schaltpunkt des Ventils 16. das ein Belüftungsventil ist, willkürlich mittels der relativen räumlichen Zuord- w nung von Auslöser 22 zum Ventil 16 änderbar ist, wobei der Auslöser 22 bei der Ausführung nach F i g. 1 durch die Oberkante des Drosselkörpers 7 gebildet wird und das Ventil 16 mit dem willkürlich verstellbaren Fahrpedal über das Gestänge 15 so verbunden ist, daß es höhenverstellbar ist. Wenn das Ventil 16 über die vorstehend beschriebene Einrichtung eine willkürlich vorbestimmie Stellung zum Drosselkörper 7 eingenommen hat wird dieser entsprechend dem Saugrohrunter druck solange einen Hub ausführen, bis der Auslöser 22 das Ventil 16 öffnet Hierdurch wird über die Leitung 13 die Arbeitskammer 12 belüftet und der Drosselkörper 7 bleibt leicht pulsierend in seiner Stellung; Durch die feste Drossel 14 wird erreicht, daß die Belüftung wirksam ist, da eine größere Luftmenge zuströmt als durch die Drossel J4 abgesaugt wird. Fefnef wirkt die Drossel 14 dämpfend. Zur Verringerung der Motorlei· stung wird das Fahrpedaj zurückgenommen, wodurch der Drosselkörper 7 durch die Feder 10 in der belüfteten Arbeitskammer 12 und über das Gestänge 15 mittels der Druckfeder 23 mechanisch in Strömungsrichtung bewegt wird. Die Hubbegrenzung findet Anwendung für den Teillastbereich der Brennkraftmaschine. Im Vollastbereich ist das Ventil 16 soweit angehoben, daß kein Kontakt mehr mit dem Auslöser 22 erfolgen kann. In diesem Lastbereich liegt die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Unterschallbereich und der Drosselkörper 7 arbeitet als Luftmengenmesser, stellt sich also entsprechend der durchströmenden Luftmenge in seinem Hub ein.

Im Luftspalt 21 stellen sich bei Vollast und Teillast unterschiedliche Differenzdruckzustände der Luft ein. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Luftmengendurchsätze bei gleichem Hub des Drosselkörpers 7 und gleichem Steuerquerschnitt 17 des Brennstoffzumeßventils 4. Dies führt zu Mischungsverhä'itnissen, die nicht dem Motorbedarf entsprechen. Um dies zu vermeiden, ist vorgesehen, daß der Saugrohrunterdruck über den Druckregler 3 die abgegebene Brenn' *:.ffmenge beeinflußt

Im Ausführupgsbeispiel der Fig. 1 erfolgt dies dadurch, daß der Systemdruck der Anlage durch den Druckregler 3 geändert wird. Hierdurch fließt durch den gleichen Steuerquerschnitt 17 jeweils eine andere Brennstoffmenge. Diese wird von dem im Luftspalt 21 herrschenden Unterdruck abgesaugt Eine Anordnung zur Emulsionsbildung ist in der F i g. 4 dargestellt

Der Druckregler 3 weist einen von der Brennstoffleitung 27 abzweigenden Einlaß 24 mit dem Systemdruck Psyst und einen als Rücklauf R zum Tank dienenden Auslaß 25 mit dem Druck Pst auf. In dem Druckregler 3 ist ein membrangesteuertes Ventil 26 angeordnet über das mittels Motorkenngrößen die abfließende Brennstoffmenge und damit der Systemdruck in der Leitung 27 gesteuert wird. Die Membran 28 des Ventils 26 ist über die Leitung 39 mit dem Saugrohrunterdruck beaufschlagt. Weitere Eingriffsmöglichkeit»n anderer Motorkenngrößen sind in diesem Beispiel nicht dargestellt, aber ohne weiteres denkbar. Der Saugrohrunte druck unterliegt bis in den Bereich der hohen Teillast Änderungen, die eine entsprechende Änderung des Mischungsverhältnisses bewirken. Bei Vollast arbeitet der Drosselkörper 7 als reiner Luftmengenmesser, der Saugrohrunterdruck bleibt konstant und somit erfolgt in der Leitung 27 keine Systemdruckänderung des Brennstoffs. Der Brennstoff wird allein über die Steuerung des Ventils 4 mittels der Laufbahn 19 zugemessen.

In den F i g. 2 und 3 ist ein Druckregler dargestellt, der einen anderen Aufbau als der vorstehend beschriebene aufweist und in der Brennstoffversorgungsanlage gemäß ^p i g. 4 Anwendung findet.

Der Druckregler 3 weist ein zwischen Einlaß 24 und Auslaß 25 angeordnetes Differenzdruckventil 29 auf. Dieses ist über eine U-förmigc Wippe 30 mit einer dem Saugrohrunterdruck Pu über die Leitung 39 ausgesetzten Membrandose 31 verbunden. Der Membranstößel 32 wirkt auf einen Γ „-henkel 33 der Wippe 30 und damit über die We¹Ie 34 und den zweiten Schenkel 35 auf das Differenzdruckventil 29, Konstruktiv sind Differenzdruckvenlil 29 und Membrandose 31 so dtiSgelegt, daß ihre wirksamen Flächen gleich groß sind, so daß eine bestimmte Saugrohrunterdruckänderung eine genau gleich große Ändörufig des Bfennstöffdifferertzdrucks hervorruft. Ein Brennstoffgrunddifferenzdruck, der eine Vollastanreicherung bewirkt, kann konstruktiv z. B.

durch eine Feder vorgegeben sein. Für den Bereich des Warrnlaufes ist an dem Druckregler eine Einrichtung vorgesehen, die über den Teillastbereich eine prozentual gleiche Brennstoffmenge und in der Vollast praktisch eine konstante Menge zugibt. Die auf einem Hebel 38 montierte Membfändose31 ist in Abhängigkeit von der Motortemperatur mittels eines Dehnstoffelementes 36 relativ entlang dem Schenkel 33 der Wippe 30 gegen die Kraft einer Feder 37 verschiebbar. Hierdurch wird der wirksame Hebelarm am Schenkel 33 verändert, so daß der Kraftangriffspunkt des Stößels 32 verschoben wird. Der Saugrohrunterdruck unterliegt bis in den Bereich der hohen Teillast Änderungen, die eine entsprechende Änderung des Brennstoffdifferenzdrucks mittels des Druckreglers und damit eine Änderung des Mischungsverhältnisses bewirken. Bei Vollast arbeitet der Drosselkörper 7 als reiner Luftmengenmesser, der Saugrohrunterdruck bleibt konstant und somit erfolgt

stoff wird allein über die Steuerung des Ventils 4 mittels der Laufbahn 19 zugemessen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.4 der Brennstoffversorgungsanlage unterscheidet sich von dein der Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß das Brennstoffsystem anders ausgelegt ist. Ein Teilstrom des Brennstoffs gelangt von der Brennstoffpumpe 2 über den Leitungsabzweig 46 zu einem Systemdruckventil 47: dieses hält den Brennstoffdruck im Gesamtsystem auf einem festen Wert. Das Ventil 47 ist mechanisch mn einem Halledruckventil 48 gekoppelt, damit bei Motorstill stand das System un'er Druck bleibt. Der Brennstoff aus Leitung 46 gelangt nach Öffnen des Ventils 47 über eine Leitung 49 und das Haitedruckventil 48 in die Rücklaufleitung 50 zum Tank 1. Die Leitung 43. von der die Leitung 46 und die EinlaQIeitung 24 abzweigen, führt zu dem Steuerquerschnitt 17 des Brennstoffzumeßventils 4. Die Einiaßleitung 24 führt zu dem Differenzdruckventil 29 des Druckreglers 3. Der Brennstoffdruck wird dort entsprechend den Motorkenngrößen geändert und gelangt weiter über die Auslaßleitung 25 als Steuerdruck in die Kammer 44 eines Differenzdruckventils 40. Die Auslaßleitung 25 ist durch eine Ablaufleitung 51 über eine feste Drossel 52 mit dem Rücklauf 50 verbunden. Durch die so geschaffene Fließmöglichkeit des Steuerdruckbrennstoffes ist eine Änderung des Steuerdrucks möglich. Dem Brennstoffaustritt 8 ist das Differenzdruckventil 40 vorgeschaltet, das einerseits in Kammer 44 mit einem durch die Auslaßleitung 25 zugeführten Steuerdruck und andererseits in Kammer 45 durch den Systemdruck beaufschlagt ist Das Differenzdruckventil 40 hält am Steuerquerschnitt 17 des Brennstoffzumeßventils 4 die Druckdifferenz konstant Diese Druckdifferenz ist jedoch über den Druckregler 3 in Abhängigkeit von Motorkenngrößen mittels des Differenzdruckventils 29 änderbar. Die Funktion des Druckreglers 3 ist vorstehend beschrieben. In dem Brennstoffsystem ist ein Magnetventil 41 vorgesehen, das eine Leitung 42 zur Umgehung des Brennstoffziameßventils für den Kaltstart öffnet Der Brennstoff gelangt aus der Systemdruckleitung 43 über die Leitung 42 in die Kammer 45 des Differenzdruckventils 40 und von dort zum Brennstoffaustritt 8.

Für die Anhebung der Drehzahl bei kaltem Motor ist ein Elektromagnet 53 vorgesehen, das zur Einwirkung auf das Gestänge 15 angeordnet ist

den Bereich von Luftkanälen 55 in einen axial beweglichen Vofzerstäuber 56 und bildet dort eine Emulsion, die im Luftspalt 21 mit der Hauptiuftmenge vermischt wird. Der Vorzerstäuber 56 ist Venturiförmig ausgebildet und durch einen Hinterschnitt im Drosselkörper 7 gehalten. Bei Vollständig abgesenktem Drosselköfper 7 liegt der Vofzerstäuber 56 mit seinem unteren Bereich im Lufttfichter 6 auf und die Luftkanäle 55 sind in ihrem Querschnitt verengt. Arbeitet nun der

ίο Motor im unteren Teillastgebiet, so wird der Drosselkörper 7 angehoben und da er gegenüber dem durch Schwerkrafteinwirkung in seiner aufliegenden Lage Verharrendem Vorzerstäuber 56 einen Freilauf aufweist, vergrößert sich der Querschnitt der Luftkanäle 55

(5 soweit, bis dieser durch einen Bund 57 mitgenommen wird. Der Emulsion wird während dieses Hubs also mehr Luft zur Vorzerstäubung zugesetzt.

Die F ι g. 5 zeigt eine Ausführungsform des Gemisch a 11 st ritt s. Hip pinp sehr cnitp 7pr<;täiihung er7iell indem die Relativgeschwindigkeit zwischen Luft und Brennstoff durch entgegengesetzte Austrittsrichtungen erhöht ist. Das Ventil 54 ist mit dem Differenzdruckventil 40 in einem Aufnahmekörper 58 angeordnet, der mittels einer Brücke 59 im Lufttrichter 6 gehalten ist. In der Brücke 59 sind die Leitungen 25 und 43 geführt. Der Aufnahmekörper 58 ist zentrisch im Luftlrichter 6 angeordnet.

Die Fi-: 6 zeigt konstruktive Details eines für die Brennstoffversorgungsanlage gemäß Fi g. 1 geeigneten

in Gemischbildungsteils 5. Die für die bisherigen Ausführungen benutzten Bezugszeichen werden weiterverwendet und im nachstehenden mrht nochmals unbedingt erwähnt, da nur die Abweichungen beschrieben werden. Durch die Verwendung eines Differenzdruck-

Vi ventils 40 ist dieses Gemischbildungsteil 5 ohne weiteres auch für die Ausführung gemäß F i g. 4 verwendbar. Der wesentliche Unterschied liegt darin, daß hier das als Plattenventil 16 ausgeführte Belüftungsventil, welches über eine Bohrung 60 mit der Arbeitskammer 2 in Verbindung steht, fest am Drosselkörper 7 angebracht ist und dessen Bewegung mitmacht. Über das vom Fahrpedal betätigte Gestänge 15 wird der Auslöser 22 in seiner relativen Lage zum ventil Io verändert Der Auslöser 22 ist mit einem Finger 61 versehen, der beim Abwärtshub den Drosselkörper 7 über mechanischen Kontakt mit dem Ventilträger mitnimmt

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die Unterdruckregelung des Brennstoffsystemdrucks oder des Differenzdrucks eine Hysterese der Membran

w 20 oder mechanischen Störgrößen durch Änderung der Brennstoffmenge über das sich einstellende Mischungsverhältnis kompensiert wenden. Die Brennstoffabgabe erfolgt durch Fortfall einer Drosselklappe gegen den vollen Saugrohrunterdruck. Durch die Steuerung über das Ventil 16 und dem sich entsprechend dem Saugrohrunterdruck einstellenden Hub des Drosselkörpers 7 kann auch bei schnellem Gasgeben kein Unterdruckabriß auftreten, wodurch das Fahrverhalten gegenüber Ausführung von Gemischbtldungseinrichtun-

Mi gen mit Drosselklappen verbessert ist Die Hubbegrenzung des Drosselkörpers 7 über das Ventil 16 bringt im Teiilastbereich den Vorteil mit sich, daß sich im Luftspalt 21 der höchstmögliche Differenzdruck der Luft einstellt, was über den Druckregler 3 die

♦" Brennstoffmenge dem momentanen Motorbedarf anpaßt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Brennstoffversorgungsanlage mit einem Brennstoffzumeßventil für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Brennstoffzugabe ins Saugrohr, das einen Lufttrichter aufweist, der mit einem koaxial geführten und axial beweglichen Drosselkörper zusammenwirkt, der mittels des in einer atmosphärisch belüftbaren Arbeitskammer wirkenden Saugrohrunterdruckes entgegen einer Rückstellkraft verstellbar ist, wobei der Drosselkörper mittels einer in einer Membrandose angeordneten Membran in seinem Hub betätigbar ist, deren eine Kammer mit der Atmosphäre in Verbindung steht und deren zweite vom Saugrohrunterdruck beaufschlagte Arbeitskammer mittels eines Ventils atmosphärisch belüftbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltpunkt des Ventils (16) willkürlich mittels der relativen räumlichen Zuordnung von Auslöser (22) rum Ventil (16) änderbar ist, wobei eines dieser Bauteile (16, 22) starr mil dein axial beweglichen Drosselkörper (7) und das andere Bauteil (22,16) mit dem willkürlich verstellbaren Gestänge (15) eines Fahrpedals verbunden ist

2. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß d)i Brennstoffzumestung in Abhängigkeit von der Stellung des Drosselkörpers (7) in bekannter Weise bei konstanter, jedoch in Abhängigkeit von Motorkenngrößen inderbarer Druckdifferenz am Steuerquerschnitt (17) eines Brei' istoffzumeßventils (4) erfolgt und daß die Druckdifferenz an dem im Druckregler (3) befindlichen Differenzdruckventil (29) in Abhängigkeit vom Saugrohrunterdruck mittels einer Membrandose (31) gesteuert wird, wouei das Differenzdruckventil (29) und die Membrandose (31) über eine U-förmige Wippe in Verbindung stehen und die Membrandose (31) relativ entlang einem Schenkel 133) der Wippe (30) mittels eines von einem -to behnstoffelement (36) gegen die Kraft einer Feder {37) betätigten Hebels (38) in Abhängigkeit von der Motortemperatur verschiebbar ist, wodurch der Wirksame Hebelarm änderbar ist.

3. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1 •der 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (7) mit querschnittveränderlichen Luftkanälen (55) versehen ist, die in einen Vorzerstäuber (56) münden, der verschiebbar in dem Drosselkörper (7) ingeordnet ist.

4. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1 »der 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (7) mit Luftkanälen (55) versehen ist, die in einen Vorzerstäuber (56) münden, in den ein mit feinem Austritt entgegen der Luftströmung gerichletes Ventil (54) zur Brennstoffabgabe hineinragt, das im Lufttrichter (6) mittels einer Brücke (59) gehalten ist.