DE2800614A1

DE2800614A1 - Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE2800614A1
Application number: DE19782800614
Authority: DE
Inventors: Guenther Dipl Ing Jaeggle; Heinrich Dipl Phys Dr Knapp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-01-07
Filing date: 1978-01-07
Publication date: 1979-07-19
Also published as: US4227501A; JPS54101022A; GB1577412A

Description

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20.12.1977 Kh/Ht

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart Kraftstoffeinspritzanlage Zusammenfassung

Es wird eine Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, die zur kontinuierlichen Einspritzung in das Saugrohr dient. Dabei ist im Saugrohr ein Luftmeßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet, wobei das Luftmeßorgan entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegt wird und dabei das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffversorgungsleitung angeordneten Zumeß- und Mengenteilerventils für die Zumessung einer der Luftmenge entsprechenden Kraftstoffmenge verstellt. Der Steuerschieber des Zumeßventils wird bei stillstehender Brennkraftmaschine durch eine Feder in Richtung einer öffnung des Zumeßventils betätigt. Von jeder Kraftstoffeinspritzleitung zweigt eine Spülleitung ab, die durch ein Füllventil mit einem beweglichen Ventilteil derart steuerbar ist, daß das bewegliche Ventilteil jede Spüllei-

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tung bei stillstehender Brennkraftmaschine über eine Drosselstelle zum Kraftstoffbehälter hin öffnet und beim Start der Brennkraftmaschine das bewegliche Ventilteil durch den Druck des geförderten Kraftstoffes verzögert entgegen einer Rückstellkraft in Schließrichtung des Füllventils verschoben wird, so daß die Spülleitungen zum Kraftstoffbehälter hin unterbrochen werden. Hierdurch wird beim Start der Brennkraftmaschine gewährleistet, daß sich alle Kraftstoffleitungen der Anlage schnell füllen und ein sicheres Anlaufen der Brennkraftmaschine erfolgen kann.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Kraftstoffeinspritzanlage bekannt, die mit einem relativ hohen Systemdruck arbeitet, um zu vermeiden, daß nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine durch ausdampfenden Kraftstoff beim erneuten Start Startschwierigkeiten entstehen. Dieser hohe Systemdruck hat hohe Anforderungen an die Elektrokraftstoffpumpe zur Folge, z.B. in bezug auf den Verschleiß, die aufzubringende elektrische Leistung und die Sicherheit gegen Leckstellen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit einem geringeren Systemdruck in der Kraftstoffeinspritzanlage gearbeitet werden kann.bei gleichzeitiger Gewährleistung eines sicheren Startens der Brennkraftmaschine. Es kann also eine Elektrokraftstoffpumpe mit geringerer Förderleistung verwendet werden.

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Durch die in den ünteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzanlage möglich.

Zeichnung

Zwei 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 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage.

Beschreibung der Erfindung

Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer in Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage beschrieben. Dabei strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung über einen Saugrohrabschnitt 1 in einen konischen Abschnitt 2, in dem ein Luftmeßorgan 3 angeordnet ist und weiterhin durch einen Saugrohrabschnitt 4 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 5 zu einem Sammelsaugrohr 6 und von dort über Saugrohrabschnitte 7 zu einem oder mehreren Zylindern 8 einer Brennkraftmaschine. Das Luftmeßorgan 3 ist eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte 3, die sich im konischen Abschnitt 2 des Saugrohres nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt, wobei für eine konstante am Luftmeßorgan 3 angreifende Rückstellkraft sowie einen konstanten vor dem Luftmeßorgan 3 herrschenden Luftdruck, der zwischen dem Luftmeßorgan 3 und der Drosselklappe 5 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt. Das Luftmeßorgan 3 steuert ein Zumeß- und Mengenteilerventil 10. Zur übertragung der Stellbewegung

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des Luftmeßorgans 3 dient ein mit ihm verbundener Schwenkhebel 11, der gemeinsam mit einem Korrekturhebel 12 an einem Drehpunkt 13 gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung das als Steuerschieber 14 ausgebildete bewegliche Ventilteil des Zumeß- und Mengenteilerventils 10 betätigt. An einer Gemischregulierschraube 15 läßt sich das gewünschte Leerlauf-Kraftstoff-Luft-Gemisch einstellen. Die dem Schwenkhebel 11 abgewandte Stirnfläche 16 des Steuerschiebers 14 wird von Druckflüssigkeit beaufschlagt, deren Druck auf die Stirnfläche 16 die Rückstellkraft auf das Luftmeßorgan 3 erzeugt.

Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine Elektrokraftstoffpumpe 19, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 20 ansaugt "und über einen Kraftstoffilter 22 und eine Kraftstoffversorgungsleitung 23 dem Zumeß- und Mengenteilerventil 10 zuführt. Ein Systemdruckregler 24 hält den Systemdruck in der Kraftstoffeinspritzanlage konstant.

Die Kraftstoffversorgungsleitung 23 führt über verschiedene Abzweigungen zu Kammern 26 des Zumeß- und Mengenteilerventils 10, so daß die eine Seite einer Membran 27 durch den Kraftstoff druck beaufschlagt wird. Die Kammern 26 stehen ebenfalls mit einer Ringnut 28 des Steuerschiebers 14 in Verbindung. Je nach Stellung des Steuerschiebers 14 öffnet die Ringnut mehr oder weniger Steuerschlitze 29, die zu je einer Kammer 30 führen, die durch die Membran 27 von der Kammer 26 getrennt ist. Aus den Kammern 30 gelangt der Kraftstoff über Kraftstoffeinspritzleitungen 33 zu den einzelnen Einpritzventilen 34, die in der Nähe der Motorzylinder 8 im Saugrohrabschnitt 7 angeordnet sind. Die Membran 27 dient als bewegliches Teil eines Plachsitzventiles, das durch eine Feder 35 bei nicht arbeitender Kraftstoffeinspritzanlage offen gehalten wird.

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Die je aus einer Kammer 26 und 30 gebildeten Membrandosen bewirken, daß unabhängig von der zwischen der Ringut 28 und den Steuerschlitzen 29 bestehenden Überdeckung, also unabhängig von der zu den Einspritzventilen 34 strömenden Kraftstoffmenge das Druckgefälle an den Zumeßventilen 28, 29 weitgehend konstant bleibt. Damit ist gewährleistet, daß der Verstellweg des Steuerschiebers 14 und die zugemessene Kraftstoffmenge proportional sind.

Bei einer Schwenkbewegung des Steuerhebels 11 wird das Luftmeßorgan 3 in den konischen Abschnitt 2 bewegt, so daß der sich zwischen Luftmeßorgan und Konus ändernde Ringquerschnitt annähernd proportional zum Verstellweg des Luftmeßorganes 3 ist.

Die die konstante Rückstellkraft auf den Steuerschieber 14 erzeugende Druckflüssigkeit ist Kraftstoff. Hierfür zweigt von der Kraftstoffversorgungsleitung 23 eine Steuerdruckleitung 36 ab, die durch eine Abkopplungsdrossel 37 von der Kraftstoffversorgungsleitung 23 getrennt ist. Mit der Steuerdruckleitung 36 ist über eine Dämpfungsdrossel 38 ein Druckraum 39 verbunden, in den der Steuerschieber 14 mit seiner Stirnfläche 16 ragt.

In der Steuerdruckleitung 36 ist ein Drucksteuerventil 42 angeordnet, über das die Druckflüssigkeit durch eine Rücklaufleitung 43 drucklos zum Kraftstoffbehälter 20 gelangen kann. Durch das dargestellte Drucksteuerventil 42 ist der Druck der die Rückstellkraft erzeugenden Druckflüssigkeit während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine nach einer Temperatur- und Zeitfunktion änderbar. Das Drucksteuerventil 42 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit einem festen Steuerventilsitz 44 und einer Membran 45, die in Schließrichtung des Ventils von

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einer Feder 46 belastet wird. Die Feder 46 wirkt über einen Federteller 47 und einen Übertragungsstift 48 auf die Membran 45. Bei Temperaturen unterhalb der Motorbetriebstemperatur wirkt der Federkraft 46 eine Bimetallfeder 49 entgegen, auf der ein elektrischer Heizkörper 50 angeordnet ist, dessen Aufheizung nach dem Start zu einer Verminderung der Kraft der Bimetallfeder 49 auf die Feder 46 führt, wodurch der Steuerdruck in der Steuerdruckleitung 36 ansteigt und die Kraftstoff anreicherung des Gemisches vermindert wird.

Bei bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen ergeben sich dadurch Probleme, daß nach dem Abstellen der heißen Brennkraftmaschine beim neuerlichen Start Schwierigkeiten entstehen, wenn durch nachträgliches höheres Aufheizen der Brennkraftmaschine mangels zugeführtem Kühlmittel (Kühlluft, Kühlwasser)

1. ein Teil des in der Kraftstoffeinspritzanlage enthaltenen Kraftstoffes ausdampft und dies nach Abkühlung durch Volumenschwund zu Kraftstoffmangel beim Starten führt,

2. beim Abkühlen des Kraftstoffes durch den Volumenschwund der Druck in der geschlossenen Anlage abnimmt und in Abhängigkeit vom Druck arbeitende Organe wie beispielsweise das Kraftstoffzumeßventil in eine Lage verstellt wird, in der ein zu fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch zugemessen wird, so daß der Motor beim Starten "ersäuft",

3. eine Volumenverminderung durch stets vorhandene Leckagen verursacht worden ist.

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Um über dem Dampfdruck des Kraftstoffes zu liegen, muß deshalb ein sehr hoher Systemdruck in der Anlage aufrechterhalten werden, wozu eine Kraftstofförderpumpe mit noch höherem Förderdruck erforderlich ist, was neben Kostengründen auch eine höher aufzubringende elektrische Leistung erfordert und höheren Verschleiß zur Folge hat. Außerdem besteht bei höheren Drücken verstärkt die Gefahr, daß es durch Lekkagen und Leitungsbrüche zu Motorbränden kommt.

Gemäß der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß sich der Kraftstoff in der Kraftstoffeinspritzanlage nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine entspannen kann und beim Starten der Brennkraftmaschine zunächst eine Auffüllung der Leitungen und Aggregate der Kraftstoffeinspritzanlage auf einen Druck unterhalb des Öffnungsdruckes der Kraftstof feinspritzventile 34 erfolgt. Erst nach Auffüllung erfolgt der weitere Druckaufbau auf den öffnungsdruck der Einspritzventile 34, über die dann kontinuierlich die durch die Kraftstoffeinspritzanlage zugemessene Kraftstoffmenge eingespeist wird. Es läßt sich so der Systemdruck auf ca. 3 bar absenken. Hierfür ist vorgesehen, eine Zugfeder 60 derart zwischen Luftmessergehäuse und Hebel 11 des Luftmeßorgans anzuordnen, daß nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine diese Zugfeder 60 das Meßorgan in eine Öffnungsstellung zieht, wodurch ebenfalls der Steuerschieber 14 des Kraftstoffzumeßventils 10 die Steuerschlitze 29 öffnet. Weiterhin zweigen von den einzelnen Kraftstoffeinspritzleitungen 33 zwischen dem Kraftstoffzumeßventil 10 und den einzelnen Einspritzventilen 34 Spülleitungen 62 ab, die zu einem Füllventil 63 führen. Die Abzweigungen der Spülleitungen 62 von den Kraftstoffeinspritzleitungen 34 sollten möglichst nahe an den Einspritzventilen 34 erfolgen. Die Spülleitungen

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62 werden durch das bewegliche Ventilteil 64, das als Kolben ausgebildet sein kann, derart gesteuert, daß bei stillstehender Brennkraftmaschine das bewegliche Ventilteil 64 die Spülleitungen 62 über eine einen Gegendruck bildende Drosselstelle 65 und eine Rückstromleitung 66 zum Kraftstoffbehälter 20 hin öffnet, wodurch sich der im Betriebszustand der Brennkraftmaschine eingeschlossene Kraftstoff entspannen kann. Das bewegliche Ventilteil 64 des Füllventils 63 kann insbesondere mit einer Membran 67 verbunden sein, die einerseits durch eine Druckfeder 68 in Öffnungsrichtung des Füllventils 63 und andererseits über eine von einer Spülleitung 62 abzweigenden Steuerleitung 69 mit dem Kraftstoffdruck in den Kraftstoffeinspritzleitungen 33 beaufschlagt werden. Beim Start der Brennkraftmaschine fördert die Kraftstoffpumpe 19 zunächst über die geöffneten Steuerschlitze und die Kraftstoffeinspritzleitung 33 Kraftstoff, wodurch über die geöffneten Spülleitungen 62 eventuell vorhandene Dampfblasen zum Kraftstoffbehälter hin entfernt werden. Erst, wenn das Gasvolumen aus den Leitungen verdrängt ist, schließt das Füllventil 63 bei einem durch die Druckfeder 68 vorgegebenen Druck von ca. 1,7 bar die Spülleitungen 62 zum Kraftstoffbehälter hin, wodurch ein weiterer Druckaufbau in der Kraftstoffeinspritzanlage erfolgen kann und die kontinuierliche Einspritzung durch die Kraftstoffeinspritzventile 34 bei ca. 2,2 bar und damit der sichere Anlauf der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.

Die Funktion des zweiten Ausführungsbeispieles nach Figur entspricht im wesentlichen der der bereits in Figur 1 beschriebenen Kraftstoffeinspritzanlage, so daß die gleich wirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Eine weitere Senkung des Systemdruckes auf

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ca. 2 bar läßt sich dadurch erreichen, daß der durch die Kraftstoffeinspritzventile 34 eingespritzte Kraftstoff durch von dem Saugrohrabschnitt 4 über eine Luftleitung 71 abgezweigte und den Einspritzstrahl in den Kraftstoffeinspritzventilen in bekannter Weise umfassende Luft besser aufbereitet wird. Um zu verhindern, daß während des Spülvorganges beim Start die Steuerschlitze 29 durch den Druckaufbau in der Steuerdruckleitung 36 bereits geschlossen werden, ist das bewegliche Ventilteil 64 des Füllventils 63 mit einer Ringnut 72 versehen, die die Steuerdruckleitung 36 bei geöffnetem Füllventil 63 schließt und bei geschlossenem Füllventil 63 öffnet, so daß sich erst nach Abschluß des Füllvorganges der Steuerdruck aufbauen kann. Die Ringnut 72 des Füllventils 63 steuert dabei die Steuerdruckleitung 63 stromaufwärts des Drucksteuerventils 42. Aufgrund des geringen Systemdruckes ist eine Verstärkung der Kraftwirkung der Druckflüssigkeit in der Steuerdruckleitung 36 erforderlich. Hierfür steht die Steuerdruckleitung 36 mit einer Kammer 73 in Verbindung, die eine als bewegliche Wandung ausgebildete Verstärkermembran 74 aufweist, an der ein Übertragungsglied 75 angreift. Das übertragungsglied 75 stützt sich andererseits auf der Stirnfläche 16 des Steuerschiebers 14 ab und bewirkt somit die Rückstellkraft auf das Luftmeßorgan 3.

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Claims

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Ansprüche

Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem ein Luftmeßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Luftmeßorgan entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegt wird und dabei einen als bewegliches Teil ausgebildeten Steuerschieber eines in der Kraftstoffversorgungsleitung angeordneten Zumeß- und Mengenteilerventils für die Zumessung einer der Luftmenge entsprechenden Kraftstoffmenge verstellt und zur Erzeugung der Rückstellkraft Druckflüssigkeit dient, deren Druck durch mindestens ein Drucksteuerventil änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (14) des Zumeß- und Mengenteilerventils (10) durch eine Feder (60) bei stillstehender Brennkraftmaschine in Richtung einer öffnung des Zumeß- und Mengenteilerventils (10) betätigt wird und von jeder Kraftstoffeinspitzleitung (33) zwischen Zumeßventil (10) und Einspritzventil (34) eine Spülleitung (62) abzweigt, die durch ein Füllventil

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(63) mit einem beweglichen Ventilteil (64) derart steuerbar ist, daß das bewegliche Ventilteil (64) jede Spülleitung (62) bei stillstehender Brennkraftmaschine über eine Drosselstelle (65) zum Kraftstoffbehälter (20) hin öffnet und beim Start der Brennkraftmaschine das bewegliche Ventilteil

(64) durch den Druck des geförderten Kraftstoffes verzögert entgegen einer Rückstellkraft (68) in Schließrichtung des Füllventils (63) verschoben wird, so daß die Spülleitungen

(62) zum Kraftstoffbehälter (20) hin unterbrochen werden.
2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüllei-tungen (62) nahe den Einspritzventilen (34) von den Kraftstoffeinspritzleitungen (33) abzweigen .
3. Kraftstoffeinspritzanalge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventilteil (64) des Füllventils (63) durch eine Membran (67) betätigbar ist, die einerseits von einer Druckfeder (68) und andererseits vom Kraftstoffdruck in den Spülleitungen (62) beaufschlagbar ist.
4. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventilteil (64) des Füllventils (63) ebenfalls den Querschnitt

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einer die Druckflüssigkeit zur Erzeugung der Rückstellkraft auf das Luftmeßorgan (3) führenden Steuerdruckleitung (36) derart steuert, daß die Steuerdruckleitung (36) bei geöffnetem Füllventil (63) geschlossen und bei geschlossenem Füllventil (63) geöffnet ist.
5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuerdruckleitung (36) eine Kammer (73) mit einer als bewegliche Wandung ausgebildeten Verstärkermembran (74) verbunden ist und die Verstärkermembran (74) über ein Übertragungsglied (75) auf den Steuerschieber (14) des Zumeßventils (10) zur Erzeugung der Rückstellkraft auf das Luftmeßorgan (3) wirkt. _;.

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