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Kraftstoffversorgungsanlage
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Zusammenfassung Es wird eine Kraftstoffversorgungsanlage vorgeschlagen,
die zur Zumessung einer der angesaugten Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge
und zur guten Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches dient. Die Kraftstoffversorgungsanlage
umfaßt eine durch ein im Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine angeordnetes Luftmeßorgan
betätigbare Kraftstoffzumeßvorrichtung, die einen Steuerschlitz aufweist, den zur
Kraftstoffzumessung eine Steuernut mehr oder weniger öffnet, wobei Steuerschlitz
und Steuernut gegeneinander verdrehbar und verschiebbar sind und der zugemessene
Kraftstoff über insbesondere eine Düse in das Luftansaugrohr eingespritzt wird,
die am Luftmeßorgan angeordnet in den durch Luftmeßorgan und eine Blendenöffnung
des Saugrohrs gebildeten Durchströmquerschnitt mündet. Die Mündung der Düse kann
beispielsweise am zylindermantelförmigen Umfang oder in der Ebene der den Querschnitt
der Blendenöffnung steuernden Luftmessersteuerkante liegen und beispielsweise rund
oder schlitzförmig ausgebildet sein.
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgungsanlage
nach der Gattung des Hauptanspruches. Es ist schon eine Kraftstoffversorgungsanlage
bekannt, bei der jedoch bei kleinen Luftmengen der Kraftstofftransport über die
Düse unbefriedigend ist.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß zum Kraftstofft ransport durch die Düse de4(tvom Luftmeßorgan freigegebenen
Durchströmquerschnitt der Blendenöffnung herrschende Unterdruck ausgenützt werden
kann.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffversorgungsanlage
möglich.
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Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen Figur 1 eine Kraftstoffversorgungsanlage, Fig. la einen Ausschnitt der Kraftstoffversorgungsanlage
nach Fig. 1, Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1 mit einer
ersten erfindungsgemäßen Anordnung einer Düse, Figur 3 einen Schnitt entlang der
Linie III-III in Figur 1, Figur 4 eine zweite erfindungsgemäße Anordnung einer Düse,
Figur 5 und 6 eine dritte erfindungsgemäße Anordnung einer Düse.
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Beschreibung der Erfindung Bei der in Figur 1 und la dargestellten
Kraftstoffversorgungsanlage für eine gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftmaschine
strömt über einen nicht dargestellten Luftfilter die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung
in einen Abschnitt 1 des Luftansaugrohres mit einem darin um eine Lagerwelle 2 schwenkbar
gelagerten Schwenkkörper 3, der als Luftmeßorgan ausgebildet zur Messung der von
der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmenge dient und weiter über einen Saugrohrabschnitt
4 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 5 zu einem oder mehreren nicht
dargestellten Zylindern der Brennkraftmaschine. Die mit dem Luftmeßorgan 3 fest
verbundene Lagerwelle 2 ist über Kugellager 6 und 7 in der Wandung des Saugrohrabschnittes
1 gelagert. Das Luftmeßorgan 3 durchdringt den Saugrohrabschnitt 1 quer in einer
kreisförmigen Aussparung 8 und weist seitlich in diese Aussparung 8 ragende scheibenförmig
ausgebildete Begrenzungswände 9 und 10 auf, die einen zylindermantelförmigen Abschnitt
11 des Luftmeßorgans 3 tragen, der den Durchströmquerschnitt des Saugrohrabschnittes
1 steuert.
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Wie in Figur 2 dargestellt, ist in den. zylinderförmigen Abschnitt
11 des Luftmeßorgans eine Durchgangsöffnung 12 mit einer Luftmessersteuerkante 13
eingearbeitet. Der zylinderförmige Abschnitt 11 des Luftmeßorgans 3 ist dabei so
ausgebildet, daß bei nicht strömender Luft das Saugrohr durch den Abschnitt 11 geschlossen
ist und mit zunehmender Luftansaugmenge die Luftmessersteuerkante 13 eine Blende
14 des Luftansaugrohres immer mehr freigibt. Der zylindermantelförmige Abschnitt
11 des Luftmeßorgans 3 ist so ausgebildet, daß er bei nicht strömender Luft die
Blende 14 völlig absperrt, jedoch bei einer Stellung, in der die Blende 14 durch
die
Luftmessersteuerkante 13 völlig geöffnet wird, die Luftströmung so wenig wie möglich
beeinflußt.
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Die Auslenkung des Luftmeßorgans 3 im Uhrzeigersinn erfolgt entgegen
der Kraft einer Spiralfeder 16, die an ihrem einen Ende über eine Nabe 17 mit der
Lagerwelle 2 und an ihrem anderen Ende mit einem einen Zahnkranz 18 aufweisenden
Ring 19 verbunden ist. Der Ring 19 ist über den Zahnkranz 18 in nicht dargestellter
Weise durch einen Ritzel verdrehbar und durch Feststellschrauben arretierbar.
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Mit der Lagerwelle 2 des Luftmeßorgans 3 ist ebenfalls ein Dämpfungsflügel
21 verbunden, der eine der Drehbewegung des Luftmeßorgans 3 entsprechende Drehbewegung
in einem kreisförmig ausgebildeten Raum 22 ausführt. Der Raum 22 wird durch den
Dämpfungsflügel und einen nicht dargestellten radialen gehäusefesten Steg in zwei
Kammern geteilt, von denen die eine Kammer über eine Leitung 23 mit dem Saugrohrabschnitt
1 stromaufwärts des Luftmeßorgans 3 und die andere Kammer mit dem Saugrohrabschnitt
4 stromabwärts des Luftmeßorgans über eine Leitung 24 und eine nicht dargestellte
Drosselstelle in Verbindung steht. Die Anordnung des Dämpfungsflügels 21 wirkt auf
die Verstellbewegung des Luftmeßorgans 3 dämpfend, so daß die durch Saughübe hervorgerufenen
Saugrohrdruckschwingungen im Saugrohr praktisch keinen Einfluß auf die Winkelstellung
des Luftmeßorgans 3 haben. Das Luftmeßorgan 3 bewegt sich in der entsprechend angepaßten
Aussparung 8 des Saugrohrabschnittes 1 nach einer nahezu linearen Funktion der durch
das Luftansaugrohr strömenden Luftmenge, wobei für einen konstanten vor dem Luftmeßorgan
3 herrschenden Luftdruck, der zwischen Luftmeßorgan und Drosselklappe 5 herrschende
Druck ebenfalls konstant bleibt.
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Die Kraftstofförderung zur Kraftstoffversorgungsanlage erfolgt, wie
in Figur 3 dargestellt, beispielsweise durch eine von einem Elektromotor 26 angetriebene
Kraftstoffpumpe 27, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 28 ansaugt und ueber
eine Kraftstoffversorgungsleitung 29 einem Nippel 30 zuführt, durch den der Kraftstoff
in eine Ringnut 31 der Kraftstoffzumeßvorrichtung 32 gelangt. Die Ringnut 31 ist
in einer Führungshülse 33 ausgebildet, die im Inneren des Kraftstoffzumeßvorrichtungsgehäuses
34 drehfest gelagert ist. Die Ringnut 31 steht über eine Zuführungsaussparung 35
mit einem in der Führungshülse 33 radial ausgebildeten Steuerschlitz, 36 in Verbindung.
In der Führungshülse 33 ist eine Drehhülse 37 mit einer Innenbohrung 38 und einer
radial verlaufenden Steuernut 39 verdrehbar und verschiebbar gelagert. Die Steuernut
39 weist mindestens eine Steuerkante 50 auf, die je nach Stellung der Drehhülse
gegenüber der Führungshülse den Steuerschlitz 36 mehr oder weniger öffnet. Wie in
Figur 1 gestrichelt dargestellt, ist die Steuerkante 40 schräg zur Mittelachse der
Drehhülse 37 ausgebildet, so daß durch axiale Verschiebung der Drehhüise -gegenüber
der Führungshülse 33 der Steuerschlitz 36 durch die Steuerkante 40 bereits mehr
oder weniger geöffnet werden kann. Hierdurch läßt sich die Grundeinstellung der
Kraftstoffzumeßvorrichtung 32 justieren. Die axiale Verstellung der Drehhülse 37
kann beispielsweise feinfühlig über eine Justierschraube 41 erfolgen, die über einen
Noppen 42 möglichst reibungsarm an dem einen Ende, der Drehhülse 37 angreift. Drehhülse
37 und Luftmeßorgan 3 sind durch eine Kupplung bestehend aus'einem mit der Drehhülse
verbundenen Mitnahmeteil.45 und einem Mitnahmebolzen 46, der mit der Begrenzungswand
9 des Luftmeßorgans 3 verbunden ist und in das Mitnahmeteil 45 eingreift, verbunden,
so daß bei einer
Drehbewegung des Luftmeßorgans an dem Steuerschlitz
36 eine der angesaugten Luftmenge proport.ionale Kraftstoffmenge zugemessen wird.
Es ist zweckmäßig, den Mitnahmebolzen 46 mit möglichst großem Abstand von der Drehhülsenachse
in den Mitnahmeteil 45 eingreifen zu lassen, so daß der Zumeßfehler durch das unvermeidbare
Spiel zwischen Mitnahmebolzen und Mitnahmeteil so gering wie möglich bleibt.
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Die Kraftstoffzumessung am Steuerschlitz 36 der Kraftstoffzumeßvorrichtung
erfolgt bei jeweils konstanter Druckdifferenz. Hierfür steht die Ringnut 31 über
einen Auslaßnippel 48 und eine Leitung 49 mit einer Kammer 50 eines Differenzdruckventiles
51 in Verbindung. Die Kammer 50 des Differenzdruckventiles 51 ist durch eine Membran
52 von einer Kammer 53 des Differenzdruckventiles getrennt, die über eine Leitung
54 mit dem Saugrohrabschnitt 1 stromaufwärts des Luftmeßorgans 3 in Verbindung steht.
In der Kammer 53 ist eine Feder 55 angeordnet, die auf die Membran 52 in Schließrichtung
des Differenzdruckventils wirkt. Die Federkraft der Feder 55 kann in Abhängigkeit
von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine verändert werden. Hierfür kann beispielsweise
ein Elektromagnet 56 dienen, der über einen Betätigungsstift 57 an der Feder 55
angreift, oder eine von Betriebskenngrößen abhängige Zusatzkraft kann parallel zur
Feder 55 direkt auf die Membran 52 einwirken. Der Elektromagnet 56 kann beispielsweise
über ein elektronisches Steuergerät 58 durch das Signal einer in der Abgasleitung
der Brennkraftmaschine angeordneten, den Sauerstoffpartialdruck messenden Sauerstoffsonde
59 oder eines Temperaturgebers 60 angesteuert werden. Die Steuerung der Kraft auf
die Membran 52 könnte beispielsweise auch durch eine Bimetallfeder in Abhängigkeit
von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine
erfolgen. Das
Differenzdruckventil 51 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit der Membran 52
als beweglichem Ventilteil und einem festen Ventilsitz 61, über den überschüssiger
Kraftstoff in eine Rückströmleitung 62 gelangen kann, die in den Kraftstoffbehälter
28 mündet. Das Differenzdruckventil dient gleichzeitig als Systemdruckventil.
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Der an dem Steuerschlitz 36 der Kraftstoffzumeßvorrichtung 32 zugemessene
Kraftstoff gelangt aus der Innenbohrung 38 der Drehhülse 37 über ein Verbindungsrohr
65 in eine Axialbohrung 66 der Lagerwelle des Luftmeßorgans 3 und von dort über
eine in einem radialen Steg 67 zum zylindermantelförmigen Abschnitt 11 des Luftmeßorgans
verlaufende Leitung 68 zu einer Düse 69 in unmittelbarer Nähe der Luftmessersteuerkante
13, so daß er jeweils in den durch die Luftmessersteuerkante 13 geöffneten Durchströmquerschnitt
der Blende 14 eingespritzt werden kann, in dem die größte Luftströmungsgeschwindigkeit
herrscht, wodurch eine sehr gute Aufbereitung des eingespritzten Kraftstoffes erfolgt.
Das einerseits in der Innenbohrung 38 der Drehhülse 37 und andererseits in der Axialbohrung
66 der Lagerwelle 2 gelagerte Verbindungsrohr 65 weist an seinen Enden je einen
Bund 70 und 71 auf. Auf dem Verbindungsrohr 65 ist eine Druckfeder 72 zwischen je
einer Scheibe 73 und 74 angeordnet. Die Scheiben 73 und 74 werden bei nicht in die
XKraftstoffversorgungsanlage montiertem Zustand durch die Druckfeder 72 an die Bünde,
70 und 71 gepreßt. Im in die Kraftstoffversorgungsanlage eingebauten Zustand des
Verbindungsrohres 65 wird das Verbindungsrohr über die Umfangsflächen der Scheiben
in Lagerbohrungen 75 und 76 der Drehhülse bzw. der La-Lagerwelle geführt. Die Scheiben
73 und 74 werden gleichzeitig mit ihren der Druckfeder 72 abgewandten Stirnflächen
an die
Absätze zwischen Lagerbohrung 75 und Innenbohrung 38 und
Lagerbohrung 76 und Axialbohrung 66 gepreßt, wodurch bei großer Beweglichkeit des
Verbindungsrohres mit wenig Spiel eine sehr gute Dichtheit gewährleistet ist. Gleichzeitig
wird durch die Kraft der Druckfeder 72 die Drehhülse 37 axial an der als Anschlag
dienenden Justierschraube 41 fixiert.
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Zur Erzielung eines besseren Kraftstoff-Luft-Gemisches ist es zweckmäßig,
den an dem Steuerschlitz 36 der Kraftstoffzumeßvorrichtung 32 zugemessenen Kraftstoff
über eine Luftleitung vor dem Einspritzen in das Luftansaugrohr Luft zuzusetzen.
Hierfür kann über eine öffnung 78 zwischen der Begrenzungswand 9 des Luftmeßorgans
3 und der Aussparung 8 Luft aus dem Saugrohrabschnitt 1 stromaufwärts des Luftmeßorgans
in eine Bohrung 79 und eine Radialbohrung 80 der Kraftstoffzumeßvorrichtung 32 und
von dort in eine Längsbohrung 81 gelangen, die in die Innenbohrung 38 der Drehhülse
37 mündet. Um zu verhindern, daß insbesondere bei kleinen Differenzdrücken und großen
Kraftstoffmengen in unerwünschter Weise Kraftstoff über die Längsbohrung 81 nach
außen austritt, ist in der Innenbohrung 38 ein Filter 82 mit einem engmaschigen
Gewebe angeordnet. Der Filter 82 mit seinem engmaschigen Gewebe stellt für den Kraftstoff
wegen der großen Oberflächenspannung ein Hindernis dar, ist aber von der über die
Längsbohrung 81 eintretenden Luft leicht zu passieren. Das Filtergewebe kann beispielsweise
aus feinen Metall- oder Kunststoffäden gefertigt sein. Das Filter 82 dient somit
als billige und wirkungsvolle Rücklaufsicherung gegenüber dem zugemessenen Kraftstoff,
dem zur besseren Voraufbereitung über eine Luftleitung Luft zugeführt wird.
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Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mündet, wie in
Figur 2 dargestellt, die Düse 69 am Umfang des mantelförmigen Abschnittes 11 des
Luftmeßorgans 3, so daß auch schonbei kleinen Mffnungsbewegungen des Luftmeßorgans,
also kleinen von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmengen aufgrund des Unterdruckes
in der freigegebenen Blendenöffnung ein sicherer Gemischtransport durch die Leitung
68 und die Düse 69 und damit ein sicherer Lauf der Brennkraftmaschine gewährleistet
ist. Die Mündung der Düse 69 ist dabei so an dem mantelförmigen Abschnitt 11 angeordnet,
daß sie bei nicht ströMender Luft außerhalb der Blendenöffnung 14 liegt und mit
zunehmender Öffnungsbewegung des Luftmeßorgans 3 mehr und mehr geöffnet wird.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Figur 4 ist
die Mündung der Düse 69 am Luftmeßorgan 3 in der Ebene der Steuerkante 13 angeordnet,
also ebenfalls im Bereich des größten Unterdruckes bei sich öffnender Blendenöffnung
11, so daß hierbei ebenfalls ein guter Gemischtransport durch die Düse 69 und eine
gute Zerstäubung des Gemisches bei kleinen angesaugten Luftmengen gewährleistet
ist.
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Bei dem dritten Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5 und 6 mündet
die Düse 69 ebenfalls in der Ebene der Luftmessersteuerkante 13, die Düse 69 ist
jedoch schlitzförmig ausgebildet, so daß das Gemisch aus der Düse weit aufgefächert
in den Luftstrom gespritzt wird. Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, wenn
die Einspritzrichtung etwa senkrecht zur vorbeiströmenden Luft ist.