DE2742796A1

DE2742796A1 - Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE2742796A1
Application number: DE19772742796
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kienzle; Rudolf Dr Sauer; Volkhard Ing Grad Stein; Wolf Ing Grad Wessel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-09-23
Filing date: 1977-09-23
Publication date: 1979-04-05
Also published as: US4227500A; GB1589153A; JPS5458137A

Description

R. 4 1 f Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Kraftstof feinspritzanlage bekannt, bei der jedoch die lange Bauweise aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden Raumes im Motorraum eines Kraftfahrzeuges zu Einbauschwierigkeiten führt. Weiterhin ist bei der bekannten Kraftstoffeinspritzanlage nachteilig, daß das Kraftstoffzumeßventil und die Einspritzstelle relativ weit voneinander entfernt sind, so da3 aufgrund der erforderlichen Transportzeit des Kraftstoffes bis zur Abspritzung bei Laständerungen die zugemessene Kraftstof fmenge erst verzögert in das Saugrohr eintritt, wodurch sich beispielsweise beim Beschleunigen ein "Loch" im Fahrverhalten ergeben kann. Nachteilig ist ebenfalls die unzureichende Gemischführung stromabwärts der Kraftstoffeinspritzstelle, so daß der Brennkraftmaschine ein schlecht aufbereitetes Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie sehr kleinbauend ausgeführt werden kann, also eine Unterbringung im Motorraum auch bei sehr geringen Platzverhältnissen erlaubt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzanlage möglich. So lassen sich sehr kurze Transportwege zwischen dem Kraftstoffzumeßventil und der Einspritzstelle erzielen, so daß das Fahrverhalten sehr schnell bei Lastwechseln geändert wird. Weiter-

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hin ist die sehr gute Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches vorteilhaft, wodurch der Kraftstoffbedarf und die Anteile giftiger Bestandteile im Abgas verringert werden.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage, Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1, Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 2, Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage, Figur 5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage, Figur 6 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage, Figur 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Figur 6, Figur 8 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage, Figur 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Figur 8, Figur 10 einen Schnitt entlang der Linie X-X in Figur 8, Figur 11 einen Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzanlage nach Figur 8 mit einer Leitnase am Steuerkörpej: und einen Leitkörper an der Lagerachse, Figur 12 einen Ausschnitt einer Kraftstoffeinspritzanlage nach Figur 8 mit einem Aufbereitungsabsatz im Luftansaugrohr.

Beschreibung der Erfindung

Bei der in Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in einen Abschnitt 1 des Luftansaugrohres mit einem darin angeordneten Luftmeßorgan 2 und weiterhin durch einen Abschnitt 3 des Luftansaugrohres mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 4 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brenn-

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kraftmaschine. Das Luftmeßorgan 2 ist um eine quer zum Luftansaugrohr angeordnete feststehende Lagerachse 5 drehbar gelagert und weist einen Steuerkörper 6, der über einen radialen Steg mit einer Lagernabe 8 des Luftmeßorgans verbunden ist und einen ebenfalls mit der Lagernabe 8 verbundenen Dämpfungsflügel 9 auf. Die.Lagerachse 5 des Luftmeßorgans 2 ist stromabwärts einer den Luftansaugrohrquerschnitt begrenzenden Blendenöffnung 11 angeordnet. Der Steuerkörper 6 ist rohrsegmentförmig ausgebildet und das Luftansaugrohr quer durchdringend mit seinem Außenumfang 12 der Luftströmung entgegengerichtet gelagert. Bei einer Öffnungsbewegung des Steuerkörpers entgegen dem Uhrzeigersinn überstreicht eine Steueröffnung 13 des Steuerkörpers mehr oder weniger die Blendenöffnung 11 und gibt damit einen bestimmten Saugrohrquerschnitt frei. Bei einer Öffnungsbewegung des Steuerkörpers 6 bewegt sich der Steuerkörper in den Luftansaugrohrabschnitt 3, während er bei einer Schließbewegung in eine Ausnehmung 14 des Luftansaugrohres ausweicht, die durch den Steg 7 vom Saugrohrabschnitt 3 getrennt über eine Leitung 15 mit dem Atmosphärendruck oder mit dem Saugrohrabschnitt 1 stromaufwärts des Steuerkörpers in Verb ndung steht. Die Ausnehmung 14 dient gleichzeitig als Dämpfungskammer, in der der Dämpfungsflügel 9 schwenkbar gelagert ist. Der Dämpfungsflügel 9 unterteilt die Dämpfungskammer 14 in eine Druckkammer 16, in der der Druck stromaufwärts des Steuerkörpers 6 herrscht und eine Drosselkammer 17, die über eine Drosselstelle 18, gebildet durch den Spalt zwischen dem Umfang des Dämpfungsflügels und der Wandung der Ausnehmung 14, mit der Drosselkammer in Verbindung steht. Die Drosselkammer 17 wird einerseits begrenzt durch den Dämpfungsflügel 18 und andererseits durch eine Trennwand 19 zum Saugrohrabschnitt 3. Der Dämpfungsflügel 9 dient zur Dämpfung der Bewegung des Steuerkörpers 6, wodurch durch Saughübe hervorgerufene Saugrohrdruckschwingungen praktisch keinen Einfluß auf die Winkelstellung des Steuerkörpers 6 ha-

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ben. Der als Drehschieber ausgebildete Steuerkörper 6 bewegt sich in dem entsprechend angepaßten Luftansaugrohrabschnitt 1 nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Luftansaugrohr strömenden Luftmenge, wobei für einen konstanten vor dem Steuerkörper herrschenden Luftdruck der zwischen Steuerkörper und Drosselklappe 4 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt. Die Auslenkung des Luftmeßorgans 2 erfolgt entgegen der Kraft einer als Rückstellkraft dienenden Spiralfeder 20, die an ihrem einen Ende mit einer mit der Lagernabe 8 verbundenen Buchse 21 und an ihrem anderen Ende mit einem Anschlag 22 an dem Luftansaugrohr verbunden ist. Die Grundeinstellung des weiter unten beschriebenen Kraftstoffzumeßventils läßt sich durch Verdrehen der Lagerachse 5 über einen Verstellhebel 23 und eine Verstellschraube 24, die sich auf dem gehäusefesten Anschlag 22 abstützt, verändern.

Wie in Figur 2 dargestellt, erfolgt die Kraftstoffversorgung der Kraftstoffeinspritzanlage durch eine von einem Elektromotor 25 angetriebene Kraftstoffpumpe 26, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 27 über eine Leitung 28 ·. ^:ner Kammer eines Differenzdruckventiles 30 zuführt. Aus der Kammer 29 gelangt der Kraftstoff über eine Leitung 31 in einen Raum 32, der durch die Stirnfläche der Lagerachse 5 und die Führungsbohrung 33 der Lagerachse gebildet wird. Der Raum 32 steht über eine in Figu 2 gestrichelt dargestellte Bohrung 34 mit einer in die Lagerachse 5 eingearbeiteten Nut 35 in Verbindung. In der Buchse 21 ist ein Steuerschlitz 38 eingearbeitet, der in eine Ringnut

39 mündet. Der Steuerschlitz 38 arbeitet mit einer Steuerkante

40 (Figur 3) zusammen, die durch die von der Lagerachse gebildete Begrenzungsfläche der Nut 35 gebildet wird. Durch die Steuerkante 40 wird der Steuerschlitz 38 je nach Stellung des Steuerkörpers 6 mehr oder weniger geöffnet, so daß der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmenge eine proprotionale Kraftstoffmenge

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zugemessen werden kann. Steuerkante 40 und Steuerschlitz 38 bilden ein in der Lagerachse 5 des Luftmeßorgans 2 angeordnetes Kraftstoffzumeßventil 41. Aus der Ringnut 39 gelangt der zugemessene Kraftstoff über eine Nut 4 2 und eine Öffnung 4 3 in der Buchse 21 in eine Ringnut 44 der Lagerachse 5. Die Ringnut 44 steht mit einer Leitung 4 5 in Verbindung, die nahe einer Steuerkante 46 der Steueröffnung 13 über eine Einspritzdüse 47 mündet, so daß der zugemessene Kraftstoff in den Luftstrahl gespritzt werden kann, der durch die von der Steuerkante 46 geöffnete Blendenöffnung strömt. Die Leitung 4 5 kann auch, wie nicht dargestellt ist, mit mehreren an der Steuerkante 46 angeordneten Einspritzdüsen 47 in Verbindung stehen. Als Einspritzdüse 47 kann auch ein sich nahezu über die ganze Breite der Blendenöffnung 11 erstreckender Einspritzspalt dienen. Weiterhin könnte die Einspritzdüse 47, wie nicht dargestellt ist, durch ein Einspritzventil ersetzt werden.

Die Zumessung des Kraftstoffes am Kraftstoffzumeßventil 41 erfolgt bei konstanter Druckdifferenz. Hierfür steht eine durch eine Membran 49 von der Kammer 29 des Differenzdruckventiis 30 getrennte Kammer 50 über eine gestrichelt dargestellt Luftleitung 51 und eine Bohrung 52 mit dem Saugrohrabschnitt 1 stromaufwärts des Steuerkörpers 6 in Verbindung, so daß in der Kammer der gleiche Druck herrscht, wie stromabwärts des Steuerschlitzes 38. Das Differenzdruckventil 30 wird in Schließrichtung durch eine Feder 53 beaufschlagt, die in der Kammer 50 angeordnet ist. Die Federkraft der Feder 53 kann in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine verändert werden. Hierfür kann beispielsweise wie in Figur 10 dargestellt ein Elektromagnet dienen, der an der Feder 53 angreift, oder eine von Betriebskenngrößen abhängige Zusatzkraft kann parallel zur Feder 53 direkt auf die Membran 49 wirken. Das Differenzdruckventil 30 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit der Membran 49 als beweglichem

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Ventilteil und einem festen Ventilsitz 54, über den Kraftstoff in eine in den Kraftstoffbehälter 27 mündende Rückströmleitung

55 gelangen kann.

Vorteilhaft ist es, dem zugemessenen Kraftstoff vor dem Einspritzen in das Luftansaugrohr Luft zuzusetzen. Hierfür steht, wie in Figur 1 dargestellt, die Ringnut 44 über eine öffnung

56 mit der Druckkammer 16 in Verbindung, in der der Druck stromaufwärts des Steuerkörpers 6 herrscht. Das Versetzen der zugemessenen Kraftstoffmenge mit Luft vor dem Einspritzen in das Luftansaugrohr hat den Vorteil einer besseren Gemischaufbereitung und eines besseren Kraftstofftransportes zur Einspritzdüse 47.

Die Wirkungsweise der Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende:

Bei laufender Brennkraftmaschine wird durch die von dem Elektromotor 25 angetriebene Kraftstoffpumpe 26 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 27 angesaugt und über die Leitung 28 dem Kraftstoffzumeßventil 41 zugeführt. Gleichzeitig saugt die Brennkraftmaschine über das Luftansaugrohr 1 und 3 Luft an, so daß ein Unterdruck im Luftansaugrohrabschnitt 3 entsteht, wodurch der Steuerkörper 6 eine gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt. Entsprechend der Auslenkung des Steuerkörpers 6 öffnet die Steuerkante 46 der Steueröffnung 13 mehr oder weniger die Blendenöffnung 11. Die direkte Steuerung des Kraftstoffzumeßventils 41 durch das Luftmeßorgan 2 ergibt ein im wesentlichen konstantes Verhältnis von angesaugter Luftmenge und zugemessen Kraftstoffmenge. ,Die Zumessung erfolgt bei durch das Differenzdruckventil 30 jeweils konstant gehaltener Druckdifferenz, wobei sich zur Anpassung an die verschiedenen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine die Schließkraft auf die Membran 49, insbesondere über die Federkraft der Feder 53

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und damit die Druckdifferenz verändern läßt. Die Einspritzung des zugemessenen Kraftstoffes erfolgt über die Einspritzdüse nahe der Steuerkante 46, also an der Stelle höchster Strömungsgeschwindigkeit, um ein möglichst homogenes Kraftstoff-Luft-Gemisch zu erreichen. Diese Ausgestaltung der Kraf tstof feir.spritranlage erlaubt es, die Drosselklappe 4 sehr dicht an dem SchwerJ-cbereich des Steuerkörpers 6 anzuordnen, also eine raumsparende Bauweise der Kraftstoffeinspritzanlage zu erzielen. Weiterhin ermöglichen die kurzen Transportwege zwischen Kraftstoffzumeßventil 41 und Kraftstoffeinspritzdüse 47 eine schnelle änderung des Fahrverhaltens bei sich ändernden Lastzuständen.

Bei der in Figur 4 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage sind die gegenüber den Figuren 1 bis 3 gleichbleibenden Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Dabei ist ebenfalls ein Luftmeßorgan 2 dargestellt mit einem rohrsegmentförmigen Steuerkörper 6, der von der Ansaugluft an seinem Außenumfang angeströmt wird und bei einer Öffnungsbewegung aus der Saugrohrausnehmung 14 schwenkt. Die Ausnehmung 14 steht durch eine Leitung 58 mit einer Drosselstelle 59 mit dem Saugrohrabschnitz 1 stromaufwärts des Steuerkörpers 6 in Verbindung, so daß eine Stellungsänderung des Steuerkörpers 6 gedämpft erfolgt. Kraftstof fversorgung und Kraftstoffzumessung erfolgt entsprechend den Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3 in der Lagerachse 5. Der am Kraftstoffzumeßventil zugemessene Kraftstoff strömt über die Nut 4 2 und eine Bohrung 43 der Lagernabe 8 in eine Nut 60 in einen Ansatz 61 der Saugrohrwandung. Möglichst nahe der Lagerachse des Luftmeßorgans 2 ist ein Drosselorgan 62 um eine Achse 63 drehbar gelagert, das aus der Drosselklappe 4 und einem Aufbereitungsorgan 64 besteht und die Luftansaugmenge stromabwärts des Luftmeßorgans 2 steuert. Drosselklappe 4 und Aufbereitungsorgan 64 sind koaxial um die Achse 63 dreh bar gelagert und schwenken bei einer Öffnungsbewegung in eine

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Ausnehmung 65 des Luftansaugrohres. Das zylindersegmentförmig ausgebildete Aufbereitungsorgan 64 liegt bei Leerlaufstellung der Drosselklappe 4 an dieser an und versperrt nahezu den Luftansaugrohrquerschnitt stromabwärts des Steuerkörpers. Zwischen dem Umfang des Aufbereitungsorgans und der Wandung der Ausnehmung 65 ist so viel Spiel, daß bei einer Öffnungsbewegung der Drosselklappe 4 im Uhrzeigersinn in der Ausnehmung 65 zwischen Drosselklappe und Aufbereitungsorgan 64 der Saugrohrdruck stromabwärts des Aufbereitungsorgans herrscht, so daß das Aufbereitungsorgan aufgrund der an ihm angreifenden unterschiedlichen Druckkräfte ebenfalls im Uhrzeigersinn entgegen einer nicht dargestellten Spiralfeder als Rückstellkraft bewegt wird. Die Spiralfeder ist dabei so ausgelegt, daß am Aufbereitungsorgan bei Vollaststellung der Drosselklappe noch ein bestimmter minimaler Druckabfall aufrechterhaltbar ist. Der zugemessene Kraftstoff wird vorteilhafterweise aus der Nut 60 über eine Leitung 66 in dem Ansatz 61 zu einer Nut 67 geführt, die über eine Bohrung 68 und eine Ringnut 69 mit einer Leitung 70 im Aufbereitungsorgan 64 in Verbindung steht, die über eine Einspritzdüse 47 nahe der engsten durch das Aufbereitungsorgan 64 gesteuerten Durchströmquerschnitt des Luftansaugrohres mündet. Durch das Aufbereitungsorgan 64 wird sichergestellt, daß auch im Vollastbereich der Brennkraftmaschine eine sehr gute Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erreicht wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel werden neben einem geringen Raumbedarf kurze Kraftstofftransportwege zur Einspritzstelle und eine gute Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erzielt.

Die Funktionsweise der in Figur 5 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage entspricht im wesentlichen der in Figur 4 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage, so daß gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 erfolgt die Lagerung von Dros-

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seiklappe 4 und Aufbereitungsorgan 64 um die Achse 63 auf der der Lagerachse 5 des Luftmeßorgans 2 gegenüberliegenden Seite des Luftmeßorgans. Der am Kraftstoffzumeßventil zugemessene Kraftstoff wird bei dieser Ausführungsform über eine Leitung 71 und eine Einspritzdüse 72, die sich gehäusefest in der Ansaugrohrwandung befindet in den engsten zwischen Aufbereitungsorgan 64 und Saugrohrwandung geöffneten Durchströmquerschnitt des Luftansaugrohres gespritzt. Diese Ausführungsform hat neben dem sehr kurzen Transportweg zwischen Kraftstoffzumeßventil und Kraftstoffeinspritzdüse 72 den Vorteil, daß sich durch die raumfeste Anordnung der Einspritzdüse 72 keine ändernden Einspritzrichtungen ergeben, durch die die Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches ungewollt beeinflußt wird.

Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage nach den Figuren 6 und 7 sind die gegenüber den bisherigen Ausführungsbeispielen gleichbleibenden Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei weist das Luftmeßorgan 2 einen Dämpfungsflügel 9, einen Arbeitsflügel 73 und einen über den Steg 7 mit Dämpfungsflügel 9 und Arbeitsflügel 73 verbundenen Steuerkörper 6 auf. Die Lagerachse 5 des Luftmeßorgans 2 ist dabei so angeordnet, daß Arbeitsflügel, Dämpfungsflügel und Steg in einer Ebene parallel zur Luftansaugrohrachse ausserhalb des Luftströmungsquerschnittes schwenkbar sind. Der mit dem Steg 7 verbundene Steuerkörper 6 des Luftmeßorgans 2 ist rohrsegmentförmig ausgebildet und ragt derart durch die Saugrohrwandung, daß er die den Luftansaugrohrquerschnitt begrenzende Blendenöffnung 11 bei einer Schwenkbewegung mehr oder weniger öffnet. Steg 7, Dämpfungsflügel 9 und Arbeitsflügel 73 werden von Gehäuseteilen 74 und 75 umschlossen. Der Steuerkörper 6 bewegt sich bei einer Schwenkbewegung in einer das Gehäuseunterteil 75 in Richtung zum Luftansaugrohr-1 durchdringenden Teilringnut 76. Steg 7, Dämpfungsflügel 9, Arbeits-

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flügel 73 und eine gehäusefeste radiale Wandung 77 des Gehäuseteils 75 unterteilen das durch die Gehäuseteile 74 und 75 gebildete Gehäuse in die Druckkammer 16, die Drosselkarzier 17, eine Arbeitskammer 78 und eine Schwenkkammer 79. Druckkammer 16 und Schwenkkammer 79 werden durch den Steg 7 voneinander getrennt und stehen über die Teilringnut 76 mit dem Saugrohrabschnitt 1 stromaufwärts des Steuerkörpers 6 in Verbindung. Die zwischen der Wandung 77 und dem Dämpfungsflügel 9 gebildete Drosselkammer 17 steht über den Drosselspalt 18 zwischen dem Umfang des Dämpfungsflügels und der Kammerwandung mit der Druckkammer 16 in Verbindung. Die durch den Arbeitsflügel 73 von der Schwenkkammer 79 getrennt Arbeitskammer steht über eine Luftleitung 80 mit dem Saugrohrabschnitt 3 zwischen Steuerkörper 6 und Drosselklappe 4 in Verbindung. Die Arbeitskammer 78 wird einerseits durch den Arbeitsflügel 73 und andererseits durch die radiale Wandung 77 begrenzt. Aufgrund der unterschiedlichen, beiderseits des Arbeitsflügels 73 angreifenden Druckkräfte wird der Arbeitsflügel und danit der Steuerkörper 6 und der D npfungsflügel 9 mehr oder weniger entgegen der Kraft der Spiralfeder 20 aus seiner Ruhelage verschwenkt. Die Kraftstoffversorgung erfolgt entsprechend der Darstellung in Figur 2 und der dazugehörigen Beschreibung über die Leitung 31. Vorteilhaft ist die Kraftstoffzumessung innerhalb der Lagerung des Luftmeßorgans 2 und die Einspritzung über eine Leitung 45 und eine Einspritzdüse 47 im Steuerkörper 6 in die Blendenöffnung 11. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kraftstoffeinspritzanlage nach den Figuren 6 und 7 erlaubt eine Anordnung der Drosselklappenachse 80 in des Saugrohrabschnitt 3 zwischen einer durch die Längsachse der Lagerachse 5 gehenden Ebene und der Blendenöffnung 11, wodurch eine sehr kurze räumliche Bauweise und sehr kurze Transportwege zwischen Kraftstoffzumeßventil 41 und Einspritzdüse 47 möglich sind. Die Funktion dieses Ausführungsbeispieles entspricht der Funktion der vorher beschriebenen Ausführungsbei-

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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 8, 9 und 10
werden ebenfalls die gegenüber den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen gleichbleibenden Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

So strömt bei d£r Kraftstoffeinspritzanlage nach Figur 8 über einen nicht dargestellten Luftfilter die Verbrennungsluft in
Pfeilrichtung in den Abschnitt 1 des Luftansaugrohres mit dem darin um eine Lagerwelle 81 schwenkbar gelagerten Steuerkörper 6 des Luftmeßorgans 2 und weiter über den Saugrohrabschnitt 3 mit der willkürlich betätigbaren Drosselklappe 4 zu einem
oder mehreren nicht dargestellten Zylindern der Brennkraftmaschine. Die mit dem Steuerkörper 6 fest verbundene Lagerwelle 81 ist über Kugellager 82 und 83 in der Wandung des Saugrohrabschnittes 1 gelagert. Der Steuerkörper 6 durchdringt den
Saugrohrabschnitt 1 quer in einer kreisförmigen Aussparung 84 und weist seitlich in diese Aussparung 84 ragende scheibenförmig ausgebildete Begrenzungswände 85 und 86 auf, die den
zylindermantelförmigen Steuerkörper 6 des Luftmeßorgans 2 tragen, der den Durchströmquerschnitt des Saugrohrabschnittes 1
steuert.

Der zylinderförmige Steuerkörper 6 des Luftmeßorgans 2 ist
so ausgebildet, daß bei nicht strömender Luft die Blendenöffnung 11 durch den Steuerkörper geschlossen ist und mit zunehmender Luftansaugmenge die Blendenöffnung 11 immer mehr freigeben wird. Der Steuerkörper 6 des Luftmeßorgans 2 soll bei
völlig geöffneter Blendenöffnung die Luftströmung so wenig
wie möglich beeinflussen.

Die Auslenkung des Luftmeßorgans 2 entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgt entgegen der Kraft einer Spiralfeder 20, die an ihrem einen Ende mit der Lagerwelle 81 und an ihrem anderen Ende mit einem einen Zahnkranz 87 aufweisenden Ring 88 verbunden ist.

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Der Ring 88 ist über den Zahnkranz 87 in nicht dargestellter Weise durch einen Ritzel verdrehbar und durch Feststellschrauben arretierbar.

Mit der Lagerwelle 81 des Luftmeßorgans 2 ist ebenfalls der Dämpfungsflügel 9 verbunden, der eine der Drehbewegung des Luftmeßorgans 2 entsprechende Drehbewegung in einem kreisförmig ausgebildeten Raum ausführt. Dieser Raum wird durch den Dämpfungsflügel 9 und einen nicht dargestellten radialen gehäusefesten Steg in eine Druckkammer und eine Drosselkammer geteilt, von denen die Druckkammer über eine Leitung 89 mit dem Saugrohrabschnitt 1 stromaufwärts des Steuerkörpers 6 und die Drosselkammer mit der Druckkammer über eine nicht dargestellte Drosselstelle in Verbindung steht. Die Anordnung des Dämpfungsflügels 9 wirkt auf die Verstellbewegung des Luftmeßorgans 2 dämpfend, so daß die durch Saughübe hervorgerufenen Saugrohrdruckschwingungen im Saugrohr praktisch keinen Einfluß auf die Winkelstellung des Luftmeßorgans 2 haben. Der Steuerkörper 6 bewegt sich in der entsprechend angepaßten Aussparung 84 des Saugrohrabschnittes 1 nach einer nahezu linearen Funktion der durch das Luftansaugrohr strömenden Luftmenge, wobei für einen konstaten vor dem Steuerkörper 6 herrschenden Luftdruck, der zwischen Steuerkörper und Drosselklappe 4 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt.

Die Kraftstofförderung zur KraftstoffVersorgungsanlage erfolgt, wie in Figur 10 dargestellt, beispielsweise durch die von dem Elektromotor 25 angetriebene Kraftstoffpumpe 26, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 27 ansaugt und über die Kraftstoffversorgungsleitung 28 einen Nippel 90 zuführt, durch den der Kraftstoff in eine Ringnut 91 der Kraftstoffzumeßvorrichtung 92 gelangt. Die Ringnut 91 ist in einer Führungshülse 93 aus gebildet, die im Inneren des Kraftstoffzumeßvorrichtungsge-

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häuses 94 drehfest gelagert ist. Die Ringnut 91 steht über eine Zuführungsaussparung 9 5 mit einem in der Führungshülse 9 3 radial ausgebildeten Steuerschlitz 96 in Verbindung. In der Führungshülse 93 ist eine Drehhülse 97 mit einer Innenbohrung 98 und einer radial verlaufenden Steuernut 99 verdrehbar und verschiebbar gelagert. Die Steuernut 99 weist mindestens eine Steuerkante 100 auf, die je nach Stellung der Drehhülse gegenüber der Führungshülse den Steuerschlitz 96 mehr oder weniger öffnet. Wie in Figur 8 gestrichelt dargestellt, ist die Steuerkante 100 schräg zur Mittelachse der Drehhülse 97 ausgebildet, so das durch axiale Verschiebung der Drehhülse gegenüber der Führungshülse 93 der Steuerschlitz 96 durch die Steuerkante 100 bereits mehr oder v/eniger geöffnet werden kann. Hierdurch läßt sich die Grundeinstellung der Kraftstoffzumeßvorrichtung 92 justieren. Die axiale Verstellung der Drehhülse 97 kann beispielsweise feinfühlig über eine Justierschraube 101 erfolgen, die über einen Noppen 102 möglichst reibungsarm an dem einen Ende der Drehhülse 97 angreift. Drehhülse 97 und Steuerkörper 6 sind durch eine Kupplung bestehend aus einem mit der Drehhülse verbundenen Mitnahmeteil 103 und einem Mitnahmebolzen 104, der mit der Begrenzungswand 85 des Steuerkörpers verbunden ist und in das Mitnahmeteil 103 eingreift, verbunden, so daß bei einer Drehbewegung des Luftmeßorgans an dem Steuerschlitz 9 6 eine der angesaugten Luftmenge proportionale Kraftstoffmenge zugemessen wird. Es ist zweckmäßig, den Mitnahmebolzen 104 mit möglichst großem Abstand von der Drehhülsenachse in den Mitnahmeteil 103 eingreifen zu lassen, so daß der Zumeßfehler durch das unvermeidbare Spiel zwischen Mitnahmebolzen und Mitnahnieteii so gering wie möglich bleibt.

Die Kraftstoffzumessung am Steuerschlitz 96 der Kraftstoffzumeßvorrichtung erfolgt bei jeweils konstanter Druckdifferenz. Hierfür steht die Ringnut 91 über einen Auslaßnippel 105 und

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eine Leitung 106 mit der Kammer 29 des Differenzdruckventiles 30 in Verbindung. Die Kammer 29 des Differenzdruckventiles 30 ist durch die Membran 49 von der Kammer 50 des Differenzdruckventiles getrennt, die über eine Leitung 51 mit dem Saugrohrabschnitt 1 stromaufwärts des Steuerkörpers 6 in Verbindung steht. In der Kammer 50 ist eine Feder 53 angeordnet, die auf die Membran 49 in Schließrichtung des Differenzdruckventils wirkt. Die Federkraft der Feder 53 kann in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine verändert werden. Hierfür kann beispielsweise ein Elektromagnet 107 dienen, der über einen Betätigungsstift 108 an der Feder 53 angreift, oder eine von Betriebskenngrößen abhängige Zusatzkraft kann parallel zur Feder 53 direkt auf die Membran 49 einwirken. Der Elektromagnet 107 kann beispielsweise über ein elektronisches Steuergerät 109 durch das Signal einer in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordneten, den Sauerstoffpartialdruck messenden Sauerstoffsonde 110 oder eines Temperaturgebers 111 angesteuert werden. Die Steuerung der Kraft auf die Membran 49 könnte beispielsweise auch durch eine Bimetallfeder in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine erfolgen. Das Differenzdruckventil 30 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit der Membran 49 als beweglichem Ventilteil und dem festen Ventilsitz 54, über den überschüssiger Kraftstoff in die Rückströmleitung 55 gelangen kann, die in den Kraftstoffbehälter 27 mündet. Das Differenzdruckventil dient gleichzeitig als Systemdruckventil.

Der an dem Steuerschlitz 96 der Kraftstoffzumeßvorrichtung 92 zugemessene Kraftstoff gelangt aus der Innenbohrung 98 der Drehhülse 97 über eine Kraftstoffleitung 112 zur Einspritzdüse 47 in der Wandung des Saugrohrabschnittes 1 unmittelbar stromaufwärts der vom Steuerkörper geöffneten Blendenöffnung 11, so daß der Kraftstoff in den Bereich größter Luftströmungsge-

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schwindigkeit abgespritzt wird, wodurch eine sehr gute Aufbereitung des eingespritzten Kraftstoffes erfolgt.

Zur Erzielung eines besseren Kraftstoff-Luft-Gemisches ist es zweckmäßig, den an dem Steuerschlitz 96 der Kraftstoffzumeßvorrichtung 92 zugemessenen Kraftstoff über eine Luftleitung vor dem Einspritzen in das Luftansaugrohr Luft zuzusetzen. Hierfür kann über eine Öffnung 113 Luft aus dem Saugrohrabschnitt 1 straomaufwärts des Steuerkörpers in eine Bohrung 114 und eine Radialbohrung 115 der Kraftstoffzumeßvorrichtung 92 und von dort in eine Längsbohrung 116 gelangen, die in die Innenbohrung 98 der Drehhülse 9 7 mündet. Um zu verhindern, daß insbesondere bei kleinen Differenzdrücken und großen Kraftstoff mengen in unerwünschter Weise Kraftstoff über die Längsbohrung

116 nach außen austritt, ist in der Innenbohrung 98 ein Filter

117 mit einem engmaschigen Gewebe angeordnet. Der Filter 117 mit seinem engmaschigen Gewebe stellt für den Kraftstoff wegen der großen Oberflächenspannung ein Hindernis dar, ist aber von der über die Längsbohrung 116 eintretenden Luft leicht zu passieren. Das Filtergewebe kann beispielsweise aus feinen Metall- oder Kunststoffäden gefertigt sein. Das Filter 117 dient somit als billige und wirkungsvolle Rücklaufsicherung gegenübe: dem zugemessenen Kraftstoff, dem zur besseren Voraufbereitung über eine Luftleitung Luft zugeführt wird.

Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 und 7 weist das Luftmeßorgan nach den Figuren 8 und 9 einen mit der Lagerwelle 81 verbundenen Arbeitsflügel 73 auf, der in einer Arbeit= kammer schwenkbar gelagert einerseits vom Saugrohrdruck stromaufwärts des Steuerkörpers über eine Leitung 89 und andererseits vom Saugrohrdruck zwischen Staukörper und Drosselklappe über eine Leitung 80 beaufschlagt wird, so daß die Verstellbewegung des Steuerkörpers 6 und damit die Steuerung des Durch-

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strömguerschnittes an der Blendenöffnung 11 in Abhängigkeit der am Arbeitsflügel 73 angreifenden Druckkräfte erfolgt. Vorteilhafterweise sind Steuerkörper 6, Arbei'tsflügel 73 und Dämpfungsflügel 9 gleichachsig auf der Lagerwelle 81 gelagert, jedoch sind Dämpfungsflügel 9 und Arbeitsflügel 73 in einem Gehäuse außerhalb des Saugrohres angeordnet. Durch die Anordnung von Dämpfungsflügel 9 und Arbeitsflügel 73 außerhalb des Saugrohres gleichachsig mit dem Steuerkörper 6 läßt sich ebenfalls eine geringe Bauhöhe der Kraftstoffeinspritzanlage erreichen .

Um bei völlig geöffnetem Steuerkörper 6 eine möglichst günstige Luftführung zu erreichen, kann es zweckmäßig sein, entsprechend der in Figur 9 dargestellten Ausbildung des Steuerkcrpers 6 diesen entgegen der Öffnungsrichtung mit einem tragflächenförmigen Querschnitt auszugestalten. Vorteilhaft kann es ebenfalls sein, die Lagerwelle 81 des Steuerkörpers 6 mit eineni Leitkörper 118 zu verkleiden, um zu verhindern, daß Kraftstoff-Luft-Gemisch strömungsungünstig in einen sogenannten Totraum verschleppt wird.

Eine weitere Möglichkeit zur besseren Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches zeigt Figur 11, in der eine mit dem Steuerkörper 6 verbundene Leitnase 119 dargestellt ist, die auf dem Steuerkörper angeordnet im Bereich der Einspritzdüse 47 entgegen der Luftströmung gerichtet die Luftströmung zumindest im unteren Lastbereich verstärkt auf die Einspritzdüse 47 und damit auf den eingespritzten Kraftstoff richtet.

Vorteilhaft kann es ebenfalls sein, wie in Figur 12 gezeigt, unmittelbar stromabwärts der Einspritzdüse 47 an der Saugrohrwandung einen scharfkantigen Absatz 120 vorzusehen, an dem der sich an der Saugrohrwandung bildende dünne Kraftstoffilm infolge der höheren Luftgeschwindigkeit durch die vorbeiströmende Luft abgerissen wird, so daß sich eine bessere Kraftstoffaufbereitung ergibt. 909814/0101

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Claims

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18.8.1977 Kh/Ht

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Ansprüche *

.] Kraf tstof feinspritzanlage für gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung über insbesondere eine Einspritzstelle in das Luftansaugrohr, in dem ein Luftmeßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Luftmeßorgan entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegt v/ird und dabei das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Kraftstoffzumeßventils für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftmeßorgan (2) einen kreisförmig ausgebildeten Steuerkörper (6) aufweist, der um eine Lagerachse (5, 81) drehbar mit seinem Außenumfang der Luftströmung entgegengerichtet gelagert ist und das Luftansaugrohr (1) quer durchdringend eine den Luftansaugrohrquerschnitt begrenzende Blendenöffnung (11) mehr oder weniger öffnet.
2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftmeßorgan (2) einen Dämpfungflügel (9) aufweist, der in einer Dämpfungskammer schwenkbar gelagert diese

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in eine Druckkammer (16) und eine Drosselkammer (17) unterteilt, von denen die Druckkammer (16) mit dem Atmosphärendruck oder dem Saugrohrdruck stromaufwärts des Steuerkörpers (6) und die Drosselkammer (17) mit der Druckkammer (16) über eine Drosselstelle (18) verbunden ist.
3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper (6) eine Steueröffnung (13) hat, die die Blendenöffnung (11) des Luftansaugrohres (1) bei der Bewegung des Steuerkörpers (6) mehr oder weniger überstreicht.
4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der am Kraftstoffzumeßventil (41) zugemessene Kraftstoff über eine Einspritzdüse (47) stromabwärts des Steuerkörpers (6) in unmittelbare Nähe des von einem Drosselorgan (62) gesteuerten engsten Saugrohrquerschnittes einspritzbar ist.
5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (62) durch eine willkürlich betätigbare Drosselklappe (4) und ein koaxial angeordnetes, mit der Drosselklappe (4) zusammenarbeitendes Aufbereitungsorgan (64) gebildet wird.
6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die Drosselklappe (4) bei einer Öffnungsbewegung in

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eine Ausnehmung (65) des Luftansaugrohres schwenkbar ist und das Aufbereitungsorgan (64) entgegen einer Rückstellkraft dieser Öffnungsbev/egung nachfolgend ebenfalls in diese Ausnehmung (65) schwenkt und dem zwischen Drosselklappe (4) und Aufbereitungsorgan (64) in der Ausnehmung (65) gebildeten Rau.-der Saugrohrdruck stromabwärts des Aufbereitungsorgans (65) über eine Drosselstelle zuführbar ist.
7. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der am Kraftstoffzumeßventil (41) zugemessene Kraftstoff über eine an der Stirnfläche des Aufbereitungsorganes (64) angeordnete Einspritzdüse (47) in den durch das Aufbereitungsorgan (64) gesteuerten engsten Durchströmquerschnitt des Luftansaugrohrabschnittes (3) einspritzbar ist.
8. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftmeßorgan (2) einen Arbeitsflügel (73) aufweist, der in einer Arbeitskammer (78) schwenkbar gelagert diese in Teilkaminern (78, 79) unterteilend einerseits vom Druck stromaufwärts und andererseits vom Druck stromabwärts des Steuerkörpers (6) derart beaufschlagt wird, daß am Arbeitsflügel (73) eine den Steuerkörper (6) in Richtung einer Vergrößerung des gesteuerten Luftansaugrohrquerschnittes bewegbare, einer Rückstellkraft (20) entgegenwirkende Kraft angreift.

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9. Kfaftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Arbeitsflügel (73) und Dämpfungflügel (9) in einer Ebene parallel zur Luftansaugrohrachse außerhalb des Luftströmungsquerschnittes angeordnet sind.
10. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerkörper (6) ein die Blendenöffnung (11) mehr oder weniger öffnendes Rohrsegment dient.
11. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der am Kraftstoffzumeßventil (41) zugemessene Kraftstoff über eine am Rohrsegment (6) angeordnete Einspritzdüse (47) in das Luftansaugrohr einspritzbar ist.
12. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper (6) koaxil zum Arbeitsflügel (73) und· Dämpfungsflügel (9) innerhalb des Luftansaugrohres gelagert und zlyindermantelförmig ausgebildet ist.
13. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennnzeichnet, daß der Steuerkörper (6) entgegen der Öffnungsrichtung einen tragflächenförmigen Querschnitt aufweist.
14. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Kraftstoffzumeßvorrichtung (92)

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zugemessene Kraftstoff über eine Einspritzdüse (47) in das Luftansaugrohr einspritzbar ist, die in der Saugrohrwandung angeordnet nahe des an der Blendenöffnung (11) durch den Steuerkörper (6) gesteuerten engsten Saugrohrquerschnittes mündet. t
15. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts der Einspritzdüse (47) an der Wandung des Saugrohres ein scharfkantiger Absatz (120) vorgesehen ist.
16. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper (6) ein die Ansaugluft auf die Einspritzdüse (47) richtende Leitnase (119) hat.
17. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß um die das Luftansaugrohr quer durchdringende Lagerachse (5, 81) des Steuerkörpers (6) ein entsprechend der Verstellbewegung des Steuerkörpers (6) schwenkbaren Leitkörper (118) angeordnet ist.

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