DE2739141A1

DE2739141A1 - Kraftstoffversorgungsanlage

Info

Publication number: DE2739141A1
Application number: DE19772739141
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl Ing Dr Eisele; Max Dipl Ing Dr Greiner; Michael Dipl Ing Wissmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-08-31
Filing date: 1977-08-31
Publication date: 1979-03-15
Also published as: GB1585051A

Description

R. 4081

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart KraftstoffVersorgungsanlage Zusammenfassung

Es wird eine Kraftstoffversorgungsanlage vorgeschlagen, die zur Kraftstoffversorgung einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine dient und eine Anreicherung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine ermöglicht. Die Kraftstoffversorgungsanlage umfaßt ein in der Kraftstoffleitung angeordnetes Hauptkraftstoffzumeßventil und ein Zusatzkraftstoff ventil, stromaufwärts dessen ein temperaturabhängig gesteuertes Druckregelventil angeordnet ist, wobei der am Hauptkraftstoffzumeßventil und am Zusatzkraftstoffventil zugemessene Kraftstoff während der Warmlaufphase gemeinsam über insbesondere eine Einspritzstelle in die Luftansaugleitung eingespritzt wird und Hauptkraftstoffzumeßventil und Zusatzkraftstoffventil synchron durch ein in der Luftansaugleitung angeordnetes Luftmeßorgan betätigbar sind.

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgungsanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon Kraftstoffversorgungsanlagen bekannt, bei denen unmittelbar nach dem Start der kalten Brennkraftmaschine bis zum Erreichen der Motorbetriebstemperatur das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch Erhöhung des Systemdruckes in der Kraftstoffleitung angereichert wird, wobei eine Druckerhöhung jedoch an sich unerwünscht ist, da hierfür die Kraftstofförderpumpe für höhere Drücke ausgelegt werden muß.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Kraftstoffanreicherung während der Warmlaufphase bei gleichbleibendem, möglichst niedrigem Systemdruck erfolgt. Zudem ist stromabwärts des Zusatzkraftstoffventils kein Druckregelventil erforderlich, so daß stromabwärts des Hauptkraftstoffzumeßventils und des Zusatzkraftstoffventils das gleiche Druckniveau herrscht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen KraftstoffVersorgungsanlage möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch eine Kraftstoffversorgungsanlage entlang der Linie I-I in Pi-

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gur 2, Figur 2 eine Draufsicht auf die Kraftstoffversorgungsanlage, Figur 3 einen Ausschnitt der Kraftstoffversorgungsanlage entlang der Linie III-III in Figur 2, Figur 4 einen Ausschnitt der Kraftstoffversorgungsanlage entlang der Linie IV-IV in Figur 2.

Beschreibung der Erfindung

Bei der in Figur 1 beispielsweise dargestellten Kraftstoffversorgungsanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in eine Luftansaugleitung 1, die einen Abschnitt 2 mit einem darin angeordneten, als Stauklappe 3 ausgebildeten Meßorgan aufweist und weiterhin durch einen Abschnitt H mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 5 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das als Stauklappe 3 ausgebildete Meßorgan bewegt sich in dem entsprechend angepaßten Abschnitt 2 der Luftansaugleitung nach einer annähernd linearen Funktion der durch die Luftansaugleitung strömenden Luftmenge, wobei für einen konstanten vor dem Meßorgan 3 herrschenden Luftdruck der zwischen Meßorgan und Drosselklappe 5 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt. Das Meßorgan 3 ist um eine quer zur Luftansaugleitung angeordnete feste Lagerachse 7 drehbar gelagert und mit einer Dämpfungsklappe 8 versehen. Die Dämpfungsklappe 8 taucht bei einer Öffnungsbewegung des Meßorgans 3 in einen Dämpfungsabschnitt 9 der Luftansaugleitung ein. Die durch die Dämpfungsklappe 8 und den Dämpfungsabschnitt 9 gebildete Kammer 10 steht über einen kleinen Spalt 11 zwischen der Stirnfläche der Dämpfungsklappe 8 und der Wandung des Dämpfungsabschnittes 9 mit der Luftansaugleitung stromabwärts des Meßorgans 3 in Verbindung. Durch die Dämpfungsklappe 8 wird erreicht, daß die durch die Saughübe hervorgerufenen Saugrohrdruckschwingungen praktisch keinen Einfluß auf die Winkelstellung des Meßorgans 3 haben.

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Wie in Figur 2 dargestellt, erfolgt die Kraftstoffversorgung durch eine von einem Elektromotor 13 angetriebene Kraftstoffpumpe 14, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 15 ansaugt und über eine Leitung 16 einer Kammer 17 eines Differenzdruckventiles 18 zuführt. Aus der Kammer 17 gelangt der Kraftstoff über eine Leitung 19 in einen Raum 20, der durch die Stirnfläche der Lagerachse 7 und die Führungsbohrung 21 der Lagerachse gebildet wird. Der Raum 20 steht über eine in Figur 2 gestrichelt dargestellte Bohrung 22 mit einer in die Lagerachse 7 eingearbeiteten Steuernut 23 in Verbindung. Meföorgan 3 und Dämpfungsklappe 8 sind an einer Lagernabe 2¹I angeordnet, die mit einer auf der Lagerachse 7 drehbaren Buchse 25 fest verbunden ist. In der Buchse 25 ist ein Steuerschlitz 26 eingearbeitet, der in eine Nut 27 der Buchse 25 mündet. Der Steuerschlitz 26 arbeitet mit einer Steuerkante 28 zusammen, die durch die von der Lagerachse gebildete Begrenzungsfläche der Steuernut 23 gebildet wird. Durch die Steuerkante 28 wird der Steuerschlitz 26 je nach der Stellung des Meßorgans 3 mehr oder weniger geöffnet, so daß der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmenge eine proportionale Kraftstoffmenge zugemessen werden kann. Steuerkante 28 und Steuerschlitz 26 bilden ein in der Lagerachse 7 des Meßorgans 3 angeordnetes Hauptkraftstoffzumeßventil 29· Aus der Ringnut 27 gelangt der zugemessene Kraftstoff über eine Nut 30 und eine öffnung 31 in der Buchse 25 in eine Ringnut 32 der Lagerachse 7. Die Ringnut 32 steht mit einer in der Achse des Meßorgans 3 angeordneten Leitung 33 in Verbindung, die an der Stirnseite des Meßorgans 3 über eine Einspritzdüse 3^ in den Spalt 35 höchster Luftgeschwindigkeit zwischen der Stirnfläche des Meßorgans 3 und der Wandung des Luftansaugleitungsabschnitts 2 mündet. Die Nut 27 steht über eine Luftöffnung 36 mit dem Saugrohrabschnitt 1 stromaufwärts des Meßorgans 3 in Verbindung, so daß stromabwärts der Kraftstoffzumeßstelle als Gegendruck der Saugrohrdruck stromaufwärts des Meßorgans

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herrscht. Die Einspritzleitung 33 kann auch, wie nicht dargestellt ist, mit mehreren in der Stirnfläche des Meßorgans 3 angeordneten Einspritzdüsen 34 in Verbindung stehen. Als Einspritzdüse 34 kann auch ein sich nahezu über die ganze Breite der Stirnfläche des Meßorgans 3 erstreckender Einspritzspalt dienen. Weiterhin könnte die Einspritzdüse 34, wie nicht dargestellt ist, durch ein Einspritzventil ersetzt werden.

Die Zumessung des Hauptkraftstoffes am Kraftstoffzumeßventil 29 erfolgt bei konstanter Druckdifferenz. Hierfür steht eine durch eine Membran 39 von der Kammer 17 des Differenzdruckventiles 18 getrennt Kammer 38 über eine gestrichelt dargestellte Luftleitung 37 mit dem Saugrohrabschnitt 1 stromaufwärts des Meßorgans 3 in Verbindung, so daß in der Kammer 38 der gleiche Druck herrscht, wie stromabwärts des Steuerschlitzes 26. Das Differenzdruckventil l8 wird in Schließrichtung durch eine Feder 40 beaufschlagt, die in der Kammer 38 angerodnet ist. Die Federkraft der Feder 40 kann in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine verändert werden. Hierfür kann beispielsweise ein Elektromagnet 4l dienen, der über einen Betätigungsstift 42 an der Feder 40 angreift, oder eine von Betriebskenngrößen abhängige Zusatzkraft kann parallel zur Feder 40 direkt auf die Membran 39 wirken. Die Magnetkraft kann beispielsweise in Abhängigkeit vom Signal einer in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordneten Sauerstoffsonde veränderbar sein.

Das Differenzdruckventil 18 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit der Membran 39 als beweglichem Ventilteil und einem festen Ventilsitz 43, über den Kraftstoff in eine Rückströmleitung 44 gelangen kann, die in den Kraftstoffbehälter 15 mündet. Das Differenzdruckventil l8 dient gleichzeitig als Systemdruckventil.

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Die Auslenkung des Meßorgans 3 erfolgt entgegen der Kraft einer Sprialfeder ^7, die an ihrem einen Ende mit der Buchse 25 und an ihrem anderen Ende mit einem Anschlag H8 an der Luftansaugleitung verbunden ist. Die Grundeinstellung des Hauptkraftstoffzumeßventiles 29 läßt sich durch Verdrehen der Lagerachse verändern.

Wie in Figur 1 dargestellt, steht die Leitung 33 mit einer Luftöffnung 36 in Verbindung, die in die Luftansaugleitung 1 stromaufwärts des Meßorgans 3 mündet. Das Anlegen des Saugrohrdruckes stromaufwärts des Meßorgans 3 über die Luftöffnung 36 als Gegendruck an der Zumeßstelle hat neben dem Vorteil einer Voraufbereitung des zugemessenen Kraftstoffes mit Luft die weiteren Vorteile, daß einerseits mit einer offenen Einspritzdüse gearbeitet und andererseits die Regelung eines konstanten Differenzdruckes an der Zumeßstelle vereinfacht werden kann.

Die Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine bis ca. 80 ° C Motortemperatur erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß an einem Zusatzkraftstoffventil 52 in Abhängigkeit von der Stellung des Meßorgans 3 eine Zusatzkraftstoffmenge zugemessen und diese Zusatzkraftstoffmenge während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine gemeinsam mit der am Hauptkraftstoffzumeßventil 29 zugemessenen Kraftstoffmenge über die Einspritzdüse 3^ in die Luftansaugleitung eingespritzt wird. Das Zusatzkraftstoffventil 52 ist vorteilhafterweise in der Lagerachse 7 angeordnet und weist eine in die Lagerachse 7 eingearbeitete Zusatznut 55 auf, die eine durch die von der Lagerachse gebildete Begrenzungsfläche der Zusatznut 55 gebildete Zusatzsteuerkante 56 besitzt. Die Zusatzsteuerkante 56 arbeitet mit einem in die Buchse 26 eingearbeiteten Zusatzsteuerschlitz 57 zusammen, der in eine Längsnut 58 der Buchse 25 mündet.

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Durch die Zusatzsteuerkante 56 wird der Zusatzsteuerschlitz 57 je nach Stellung des Meßorgans 3 mehr oder weniger geöffnet. Aus der Längsnut 58 gelangt der am Zusatzkraftstoffventil 52 zugemessene Zusatzkraftstoff über eine Bohrung 59 der Buchse 25 in die Ringnut 32 der Lagerachse 7.

Die Kraftstoffversorgung des Zusatzkraftstoffventils 52 erfolgt über eine von der Kraftstoffleitung 19 abzweigende Zusatzleitung 6l, in der ein temperaturabhängig gesteuertes Druckregelventil 62 angeordnet ist und eine stromabwärts des Druckregelventiles 62 weiterführende Leitung 63, die in die Zusatznut 55 mündet.

Das temperaturabhängig gesteuerte Druckregelventil 62 besitzt beispielsweise ein kugelförmig ausgebildetes bewegliches Ventilteil 64, das mit einer Ventilmembran 65 verbunden ist, die eine Kammer 66 des Druckregelventils 62 stromabwärts eines mit dem beweglichen Ventilteil 64 zusammenarbeitenden festen Ventilsitzes 67 begrenzt. In der Kammer 66 des Druckregelventiles 62 ist eine Druckfeder 68 angeordnet, die sich an der Ventilmembran 65 abstützend das bewegliche Ventilteil 64 in Schließrichtung beaufschlagt.

Bei Temperaturen unterhalb der Motorbetriebstemperatur von ca. 8O⁰C greift an der Ventilmembran 65 des Druckregelventiles ein temperaturabhängiges Glied an, beispielsweise in Form einer Bimetallfeder 69, das der Druckfeder 68 entgegenwirkend das bewegliche Ventilteil 64 mehr oder weniger vom festen Ventilsitz 67 abhebt, so daß der Kraftstoffdruck in der Leitung 63 und somit in der Zusatznut 55 temperaturabhängig zwischen Systemdruck bei ca. - 20 C und Null bei Motortemperaturen oberhalb ca. 8O⁰C gesteuert wird, da bei Motortemperaturen oberhalb ca. 80 ° C die Bimetallfeder von der Ventilmembran 65 abhebt und die Druckfeder 68 das bewegliche Ventilteil 64

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in Schließstellung hält, wodurch kein Kraftstoff mehr zum Zusatzkraftstoffventil 52 gelangt.

Die Wirkungsweise der Kraftstoffversorgungsanlage ist folgende:

Bei laufender Brennkraftmaschine wird durch die von dem Elektromotor 13 angetriebene Kraftstoffpumpe 14 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 15 angesaugt und über die Leitung l6 dem Hauptkraftstoffzumeßventil 29 zugeführt. Gleichzeitig saugt die Brennkraftmaschine über die Luftansaugleitung 1 Luft an, durch die das Meßorgan 3 eine gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt. Entsprechend der Auslenkung des Meßorgans 3 öffnet sich mehr oder weniger der Steuerschlitz 26 gegenüber der Steuerkante 28. Die direkte Steuerung des Hauptkraftstoff zumeßventiles durch das Meßorgan 3 ergibt ein konstantes Verhältnis von angesaugter Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge. Die Zumessung erfolgt bei durch das Differenzdruckventil 18 jeweils konstant gehaltener Druckdifferenz, wobei sich zur Anpassung an die verschiedenen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine die Federkraft der Feder 40 und damit die Druckdifferenz verändern läßt. Die Einspritzung des zugemessenen Kraftstoffes erfolgt über die Einspritzdüse J>k an der Stirnfläche des Meßorgans 3 in den Spalt 35 zwischen der Stirnfläche des Meßorgans 3 und der Wandung des Abschnittes 2, also an der Stelle höchster Strömungsgeschwindigkeit, um ein möglichst homogenes Kraftstoff-Luft-Gemisch zu erreichen. Die Kontur der der Stirnfläche des Meßorgans gegenüberliegenden Wandung des Abschnittes 2 kann an das gewünschte Kraftstoff-Luft-Verhältnis angepaßt werden.

Erfindungsgemäß wird während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine, gesteuert durch das temperaturabhängig arbeitende Druckregelventil 62, zur Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches an dem ebenfalls in der Lagerachse 7 angeordneten Zusatzkraftstoffventil 52 in Abhängigkeit von der Stellung

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des Meßorgans 3 eine Zusatzkraftstoffmenge zugemessen, die gemeinsam mit der am Zumeßventil 29 zugemessenen Kraftstoffmenge durch die Einspritzdüse 3¹J in die Luftansaugleitung eingespritzt wird. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bietet den Vorteil, daß zur Warmlaufanreicherung auf eine Systemdruckanhebung innerhalb der Kraftstoffversorgungsanlage verzichtet werden kann. Weiterhin ist stromabwärts des Zusatzkraftstoffventils 52 kein Druckregelventil erforderlich, so daß stromabwärts des Hauptkraftstoffzumeßventils 29 und des Zusatzkraftstoffventils 52 das gleiche Druckniveau herrscht.

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Claims

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Ansprüche

(l.)Kraftstoffversorgungsaniage für gemischverdichtende fremdgezündete Brenkraftmaschinen, mit insbesondere einer Einspritzstelle in die Luftansaugleitung, in der ein Meßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Meßorgan entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegt wird und dabei das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Ventiles für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Hauptkraftstoffmenge verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Stellung des Meßorgans (3) ein in der Kraftstoffleitung (63) liegendes Zusatzkraftstoffventil (52) betätigbar ist, daß stromaufwärts des Zusatzkraftstoffventils (52) ein temperaturabhängig gesteuertes Druckregelventil (62) angeordnet ist und der am Zusatzkraftstoffventil (52) zugemessene Kraftstoff während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine gemeinsam mit der am Hauptkraftstoffzumeßventil (29) zugemessenen Kraftstoffmenge in die Luftansaugleitung (2) eingespritzt wird.
2. KraftstoffVersorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hauptkraftstoffzumeßventil (29) und Zusatz-

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kraftstoffventil (52) synchron durch das Meßorgan (3) betätigbar sind.
3· Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängig gesteuerte Druckregelventil (62) ein bewegliches Ventilteil (6²I) aufweist, das entgegen der Kraft einer Druckfeder (68) während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine durch ein temperaturabhängiges Glied (69) in Öffnungsrichtung des Druckregelventils (62) beaufschlagt wird.
4. KraftstoffVersorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als temperaturabhängiges Glied eine Bimetallfeder (69) dient.

5· KraftstoffVersorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis ¹I, dadurch gekennzeichnet, daß Hauptkraftstoffzumeßventil (29) und Zusatzkraftstoffventil (52) durch Steuerkanten (28, 56) der Lagerachse (7) des Meßorgans (3) gebildet werden, die mit Steuerschlitzen (26, 57) zusammenarbeiten, die in einer gegenüber der Lagerachse (7) entsprechend der Auslenkung des Meßorgans (3) verdrehbaren Buchse (25) angeordnet sind.

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