DE2759724C2

DE2759724C2 - INJECTION DEVICE

Info

Publication number: DE2759724C2
Application number: DE19772759724
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Dipl.-Ing. Dr. Emmenthal; Otto Ing.(grad.) 3180 Wolfsburg Schäfer; Rudolf-Helmut 3330 Helmstedt Strozyk; Wolfgang 3300 Braunschweig Wehling
Original assignee: Volkswagen Ag 3180 Wolfsburg; Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1977-08-30
Filing date: 1977-08-30
Publication date: 1986-07-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzeinrichtung zur kontinuierlichen Einspritzung von Kraftstoff in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an injection device for continuously injecting fuel into the intake line of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Einspritzeinrichtung ist beispielsweise durch die DE-AS 12 43 917 bekannt. Um bei solchen Einspritzeinrichtungen sicherzustellen, daß in allen Betriebszuständen immer die richtige Menge an Kraftstoff zugemessen wird, muß die Querschnittskontur der Düsennadel sehr genau hergestellt werden. Dies bereitet jedoch insbesondere dann erhebliche Schwierigkeiten, wenn von einer proportionalen Zuordnung der Kraftstoffmenge an den Luftdurchsatz abgegangen und eine sich über dem Luftdurchsatz stark veränderliche Kraftstoffzufuhr erwünscht ist.Such an injection device is known from DE-AS 12 43 917, for example. To with such Injectors ensure that in all operating conditions Always the correct amount of fuel is metered, the cross-sectional contour of the nozzle needle must can be made very precisely. However, this creates considerable difficulties in particular if departed from a proportional assignment of the amount of fuel to the air flow and a A fuel supply that varies greatly over the air flow rate is desired.

Aus der DE-OS 25 20 751 ist eine Einspritzeinrichtung bekannt, die im wesentlichen auf elektrische Weise angesteuert wird. So weist das dieser zugeordnete Dosiersystem zwar ein von einer Stauklappe über einen Nocken und eine Rolle betätigtes Organ auf; dieses liefert jedoch eine rein elektrische Information, indem es den Schieber eines mit einer Konstantspannungsquelle verbundenen veränderlichen Widerstands verschiebt. Eine mechanische Kraftstoffzumessung mit Hilfe einer in einer Kraftstoffaustrittsdüse verstellbaren Düsennadel, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ist dagegen dort nicht vorgesehen.From DE-OS 25 20 751 an injection device is known, which is essentially in an electrical manner is controlled. The metering system assigned to this has one of a storage flap over one Cam and a roller actuated organ; however, this provides purely electrical information by moves the slider of a variable resistor connected to a constant voltage source. Mechanical fuel metering with the aid of a nozzle needle that can be adjusted in a fuel outlet nozzle, from which the present invention is based, however, is not provided there.

Aus der DE-OS 25 29 769 ist zwar eine Kraftstoffzuführvorrichtung mit einer durch eine Stauklappe betätigten Düsennadel bekannt. Diese Düsennadel dient dort jedoch nicht unmittelbar zur betriebszustandsabhängigen Zumessung des Kraftstoffes. Diese Kraftstoffzumessung wird vielmehr von einem Tauchkolben besorgt, der mit zwei Membranen verbunden ist, die von Druckdifferenzen beaufschlagt sind. Diese Druckdifferenzen können unter anderem uuch in Abhängigkeit von der Temperatur beeinflußt werden, wozu ein von einem wärmeempfindlichen Organ beaufschlagtes Ventil vorgesehen ist.From DE-OS 25 29 769 is a fuel supply device with an actuated by a damper Known nozzle needle. However, this nozzle needle is not used there directly for the operating state-dependent Metering of the fuel. Rather, this fuel metering is done by a plunger, which is connected to two membranes, which are acted upon by pressure differences. These pressure differences can also be influenced depending on the temperature, including a of a heat-sensitive organ acted upon valve is provided.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine Einspritzeinrichtung der im OberbegriffThe object on which the invention is based is now to develop an injection device as described in the preamble

ίο des Patentanspruchs angegebenen Art so weiterzubilden, daß mit einfachen Mitteln eine erwünschte Anpassung der Kraftstoffzumessung an sich verändernde Betriebsverhältnisse der Brennkraftmaschine vorgenommen werden kann. Dabei sollte auch die Möglichkeitίο of the claim specified type so further, that with simple means a desired adaptation of the fuel metering to changing operating conditions the internal combustion engine can be made. This should also include the option

is bestehen, von einer streng proportionalen Zuordnung der Kraftstoffmenge an den Luftdurchsatz abzugehen und darüberhinaus eine temperaturabhängige Veränderung der Kraftstoffzumessung vorzusehen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Die Erfindung sieht eine besondere Ausgestaltung der Elemente des Betätigungsgestänges für die Düsennadel vor. So wird eine Abweichung von der streng proportionalen Zuordnung der eingespritzten Kraftstoffmenge zum Luftdurchsatz durch Einschaltung eines Kurventriebs erreicht, wodurch besondere, aufwendige Maßnah.nen zur Herstellung komplizierter Düsennadelformen vermieden werden. Die für einen günstigen Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlichen Anpassungen an den von der Stauklappe erfaßten Luftdurchsatz werden hier durch eine entsprechende Form der Kurvenscheibe vorgenommen, die auch bei komplizierteren Formen wesentlich einfacher und genauer als eine Düsennadel herstellbar ist. Darüberhinaus wird durch die von der Erfindung vorgesehene Ausgestaltung des Schwenklagers des die Düsennadel betätigenden Schwenkhebels als temperaturabhängig verstellbarer Lagerzapfen eine weitere vorteilhafte und einfache Einflußmöglichkeit auf die Einspritzmenge erreicht. There is a need to depart from a strictly proportional allocation of the amount of fuel to the air throughput and, in addition, to provide a temperature-dependent change in the fuel metering.
The solution to this problem results from the features specified in the characterizing part of claim 1. The invention provides a special embodiment of the elements of the actuating linkage for the nozzle needle. A deviation from the strictly proportional allocation of the amount of fuel injected to the air flow rate is achieved by engaging a cam drive, which avoids special, costly measures for producing complex nozzle needle shapes. The adaptations to the air throughput detected by the baffle flap, which are necessary for a favorable operation of the internal combustion engine, are made here by means of a corresponding shape of the cam disk, which can be produced much easier and more precisely than a nozzle needle even with more complex shapes. In addition, the design provided by the invention of the pivot bearing of the pivot lever actuating the nozzle needle as a bearing pin that can be adjusted as a function of temperature provides a further advantageous and simple way of influencing the injection quantity.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 2 gegeben. Zwar ist es bereits aus einer von der Firma Bosch als technische Unterrichtung über die Benzineinspritzung K-Jetronic herausgegebenen Firmenschrift vom 28. 2. 1974 bekannt, einen Zusatzluftschieber vorzusehen, dessen Querschnitt durch eine in Abhängigkeit von der Erwärmung eines elektrisch beheizten Bin/etallstreifens betätigten Lochblende gesteuert wird. Dieser Bimetallstreifenantricb war hier jedoch allein für den Zusatzluftschieber erforderlich. A further development of the invention is given by the features of claim 2. It's already over one published by Bosch as a technical briefing on K-Jetronic petrol injection Company publication dated February 28, 1974 known to provide an additional air valve, the cross-section of which is through a perforated diaphragm that is actuated depending on the heating of an electrically heated metal strip is controlled. This bimetallic strip drive was only required here for the additional air slide.

In der Zeichnung ist anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels eine erfindungsgemäße Kraftstoffcinspritzeinrichtung dargestellt, die im folgenden näher erläutert wird. Die Zeichnung i.eigt eine mit Luftunterstützung arbeitende Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine mehrzylindrige, gemischverdichtendc Brennkraftmaschine, bei der die Kraftstoffzumessung nicht durch ein in einer Venturianordnung nach Vergaserart abgenommenes Drucksignal, sondern durch eine in der Ansaugleitung angeordnete schwenkbare Suiuklnppc bestimmt wird, die über einen Kurventrieb und eine konische Düsennadel die in die von einer Pumpe geförderte Luft zuzumessende Kraftstoffmenge steuert.The drawing is based on a schematic exemplary embodiment a fuel injection device according to the invention shown, which is explained in more detail below. The drawing is one with air support working fuel injection device for a multi-cylinder, mixture-compressing internal combustion engine, in which the fuel metering is not taken from a venturi arrangement based on the type of carburettor Pressure signal, but through one in the suction line arranged swiveling Suiuklnppc is determined, which has a cam drive and a conical The nozzle needle controls the amount of fuel to be metered into the air delivered by a pump.

Dabei ist mit 101 die Ansaugleitung und mit 102 die in der Ansaugleitung vor einer willkürlich verstellbaren Drosselklappe 104 schwenkbar gehaltene, an sich bekannte Stauklappe bezeichnet, auf deren SchwenkachseIn this case, 101 denotes the intake line and 102 denotes the damper flap, known per se, which is pivotably held in the intake line in front of an arbitrarily adjustable throttle valve 104, on its pivot axis

eine Kurvenscheibe 103 gehalten ist. Die Stauklappea cam 103 is held. The storage flap

102 wird proportional zum Luftdurchsatz durch die Ansaugleitung 101 ausgelenkt und überträgt diese Auslenkung über die Kurvenscheibe 103 und eine auf dieser abrollende Rolle 105 auf einen schwenkbar um einen Lagerzapfen 108 gehaltenen Schwenkhebel 106. Dieser Schwenkhebel 106 wird von einer durch eine Rückstellfeder 107a belasteten Hülse 107 auf die Kurvenscheibe102 becomes proportional to the air flow through the suction line 101 deflected and transmits this deflection via the cam 103 and one on this unrolling roller 105 on a pivot lever 106 pivotably held about a bearing pin 108. This Pivoting lever 106 is pushed onto the cam by a sleeve 107 loaded by a return spring 107a

103 gedrück? und betätigt mit seinem der Rolle 105 gegenüberliegenden Hebelarm eine Düsennadel 109, die in einem Düsenträgergehäuse 113 axial verschiebbar geführt ist Die Düsennadel 109 weist dabei eine konische Spitze 110 auf, die in eine Kraftstoffaustrittsdüse 111 eintaucht und entsprechend der Verstellung der Stauklappe 102 bzw. des Schwenkhebels 106 den Austrittsquerschnitt dieser mit einer unter konstantem Vordruck stehenden Kraftstoffzuführungsleitung 120 verbundenen Kraftstoffaustrittsdüse 111 verändert. Der konstante Vordruck der Kraftstoffzuführungsleitung 120 kann durch eine entsprechend hoch gelegene Schwimmerkammer oder durch eine mit konstantem Förderdruck fördernde Kraftstoffpumpe ej?eicht werden. Von der Kraftstoffzuführungsleitung 120 zweigt noch ein die Leerlaufkraftstoffmenge zuführendes Leerlaufzuführungsrohr 131 ab, dessen Kraftstoffdurchtrittsmenge durch ein Drosselorgan 132 eingestellt werden kann.103 pressed and actuates a nozzle needle 109 with its lever arm opposite the roller 105, which is guided axially displaceably in a nozzle carrier housing 113. The nozzle needle 109 has a conical tip 110, which dips into a fuel outlet nozzle 111 and according to the adjustment of the baffle flap 102 or the pivot lever 106, the outlet cross-section of this with a constant Fuel outlet nozzle 111 connected to pre-pressure fuel supply line 120 is changed. Of the constant pre-pressure of the fuel supply line 120 can by a correspondingly high Float chamber or by a fuel pump delivering at a constant delivery pressure. From the fuel supply line 120 branches off an idle supply pipe which supplies the idle fuel quantity 131, the fuel flow rate of which can be adjusted by a throttle element 132 can.

Die Kraftstoffaustrittsdüse 111 und das Leerlaufzuführungsrohr 131 münden in einen Luftführungskanal 114, der über eine Rohrleitung 112 mit einer Stelle der Ansaugleitung 101 vor der Drosselklappe 104, aber hinter der Stauklappe 102 angeschlossen ist. Der Luftführungskanal 114 weist eine Querschnittsverengung 115 auf, an die eine Saugleitung 116 einer Förderpumpe 117 angeschlossen ist, der ein Verteiler 118 sowie Einspritzleitungen 119 nachgeschaltet sind, die zu den den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Saugrohren führen. Hinter und auch vor der Förderpumpe 117 kann auch noch ein Windkessel zur Dämpfung der Hulsationen der Förderpumpe angeschlossen sein.The fuel outlet nozzle 111 and the idle supply pipe 131 open into an air duct 114, which is connected via a pipe 112 to a point of Suction line 101 is connected in front of the throttle valve 104, but behind the storage valve 102. The air duct 114 has a cross-sectional constriction 115 to which a suction line 116 of a feed pump 117 is connected, a distributor 118 and injection lines 119 are connected downstream to the individual Cylinders of the internal combustion engine associated intake manifolds lead. Behind and in front of the feed pump 117 an air tank can also be connected to dampen the hulsations of the feed pump be.

Bei der in der Zeichnung gezeigten Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist vorgesehen, daß die Austrittsöffnung der Kraftstoffaustrittsdüse 111 auf den engsten Querschnitt der Querschnittsverengung 115 des Luftführungskanal 114 und damit auf die Saugleitung 116 der Förderpumpe 117 ausgerichtet ist, um die Transportzeit des zugemessenen Kraftstoffes bis zu den hier nicht gezeigten Einspritzstellen, insbesondere zwecks Gewährleistung eines günstigen dynamischen Fahrverhaltens, zu verkürzen.In the fuel injector shown in the drawing it is provided that the outlet opening of the fuel outlet nozzle 111 is narrowed Cross section of the cross-sectional constriction 115 of the air duct 114 and thus onto the suction line 116 the feed pump 117 is aligned to the transport time of the metered fuel up to here injection points not shown, in particular to ensure favorable dynamic driving behavior, To shorten.

Um eine Kraftstoffanreicherung beim Kaltstart und während des Warmlaufs der Brennkraftmaschine zu erreichen, ist der Lagerzapfen 108 für den Schwenkhebel 106 axial verschiebbar angeordnet. Die Verschiebung im Kaltstart und während des Warmlaufs kann dabei durch eine temperaturgesteuerte Verstellvorrichtung erfolgen, die in der Zeichnung mit 137 angedeutet ist. Die Verstellvorrichtung 133 wirkt dazu auf ein Betätigungsende 130 des Lagerzapfens 108 ein und verstellt diesen entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder 122, die den Lagerzapfen 108 im Ruhezustand zur Anlage eines Anschlagringes 123 an dem Düsenträgergehäuse 113 zieht. Durch die beim Kaltstart und im Warmlauf erfolgende Verstellung des Lagerzapfens 108 wird der durch einen elastischen Balg 121 beweglich und dicht durch die Rohrleitung J12 geführte Schwenkhebel 106 und damit auch die Düsennadel 109 angehoben, so daß der Austrittsquerschnitt an der Kraftstoffaustriitsdüse 111 vergrößert wird.To achieve fuel enrichment during a cold start and while the internal combustion engine is warming up, the bearing pin 108 for the pivot lever 106 is arranged to be axially displaceable. The postponement during a cold start and during warm-up, a temperature-controlled adjustment device can be used which is indicated by 137 in the drawing. To this end, the adjusting device 133 acts on an actuating end 130 of the journal 108 and adjusts it against the action of a return spring 122, which the bearing pin 108 in the idle state for the contact of a stop ring 123 on the nozzle carrier housing 113 draws. As a result of the adjustment of the bearing journal 108 that takes place during a cold start and during warm-up, the Pivoting levers 106 guided through the pipeline J12 so as to be movable and sealed by an elastic bellows 121 and thus also the nozzle needle 109 is raised, so that the outlet cross-section at the fuel outlet nozzle 111 is enlarged.

Während dieser Betriebszustände muß neben der größeren Kraftstoffmenge auch zusätzliche Luft den Verbrennungsräumen der Brennkraftmaschine zugeführt werden, wozu bei der Ausführung nach der Zeichnung eine die Drosselklappe 104 umgehende Bypaßlei tung vorgesehen ist, die zwischen den Leitungsanschlüssen 125 und 126 der Ansaugleitung 101 angeordnet ist und schematisch mit der unterbrochenen Linie 127 angedeutet ist Zur Steuerung dieser Bypaßleitung 127 kann ebenfalls der verschiebbare Lagerzapfen 108 herangezogen werden, der in seinem mittleren Teil eine umlaufende Ringnut 128 aufweist, in die ein entsprechend geformter Hebelarm einer um einen Schwenkpunkt 129 schwenkbaren Blende 124 eingreift, die so angeordnet ist, daß sie in der Ruhestellung des Lagerzapfens 108 die Bypaßleitung 127 versehließt und bei einer dem Kaltstart- bzw. Warmlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine zugeordneten Stellung die Bypaßleitung 127 öffnet.During these operating states, in addition to the larger amount of fuel, additional air must also be used Combustion chambers of the internal combustion engine are supplied, including in the execution according to the drawing a bypass valve 104 bypassing the Bypaßlei device is provided between the line connections 125 and 126 of the suction line 101 is arranged and indicated schematically with the broken line 127 To control this bypass line 127, the displaceable bearing pin 108 can also be used be, which has a circumferential annular groove 128 in its central part, into which a corresponding shaped lever arm engages a pivotable panel 124 about a pivot point 129, which so is arranged that it is in the rest position of the bearing pin 108 closes the bypass line 127 and in one of the cold start or warm-up operating states The position assigned to the internal combustion engine, the bypass line 127 opens.

Selbstverständlich könnte diese Bypaßleitung auch durch einen gesonderten, temperaturgesteuerten Antrieb verschlossen werden, jedoch ergibt sich bei dem in der Zeichnung angedeuteten Ausführungsbeispiel eine sinnvolle Synchronisierung der Steuerung der Bypaßleitung 127 mit der Anreicherung des von der Förderpumpe 117 geförderten Kraftstoff-Luft-Gemisches im Kaltstart- und Warmlauf-Betriebsbereich.Of course, this bypass line could also be provided with a separate, temperature-controlled drive are closed, but in the embodiment indicated in the drawing there is a sensible synchronization of the control of the bypass line 127 with the enrichment of the feed pump 117 conveyed fuel-air mixture in the cold start and warm-up operating range.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Injection device for the continuous injection of fuel into the intake line of an internal combustion engine with an air duct branching off from the intake line in front of an arbitrarily adjustable throttle valve and with a fuel metering device which supplies fuel to this duct depending on the load on the internal combustion engine, which a depending on the air flow has a nozzle opening controlled by the suction line with a nozzle needle dipping into the nozzle opening, provided with a variable cross-section, which is connected via an actuating rod to a flap which can be pivoted depending on the amount of air passing through the suction line, characterized in that the actuating rod has a cam drive (103, 105) of the flap (102) operable pivot lever (106) , the pivot bearing by a depending on the temperature of the internal combustion engine against a backstop ellfeder (122) adjustable bearing pin (108) is formed.

2. Injection device according to claim 1, characterized in that an aperture (124) pivotable about a pivot point (129) is hinged on the bearing pin (108) and is used to block a bypass duct (127) of the intake line bypassing the throttle valve (104) (101 * is executed.