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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzanlage nach der
Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Kraftstoffeinspritzanlage bekannt,
bei der ein Federspeicher zum Ausgleich der Volumenänderung bei sinkenden Temperaturen
oder durch aus dem System ausleckenden Kraftstoff vorgesehen ist.
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Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß bei nicht arbeitender Krafts
toffeinspritz anlage das bewegliche Speicherelement nach relativ kurzer Zeit an
seinem Endanschlag anliegt und ein weiterer Ausgleich schwindenden Fluidvolumens
infolge von Temperaturschwankungen nicht mehr möglich ist, so daß der Steuerschieber
des Zumeß- und Mengenteilerventils in eine Stellung verschoben wird, bei der sich
ein für den'erneuten Start ungünstiges Kraftstoff-Luft-Gemisch ergibt.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß nach dem Abstellen der Kraftstoffeinspritzanlage durch ein relativ kleines Speichervolumen
die Druckhaltezeit in der Anlage nahezu verdoppelt werden kann, so daß ein Verschieben
des Steuerschiebers des Zumeß- und Mengenteilerventiles nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine
infolge der Kraftstoffvolumenänderung in der Anlage vermieden wird und ein gutes
Startverhalten gewährleistet ist.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzanlage
möglich.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Beschreibung der Erfindung Bei der in der Zeichnung dargestellten
Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftmaschinen
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
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 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.
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Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine Elektrokraftstoffpumpe
19, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 20 ansaugt und über einen ersten
Kraftstoffspeicher 21, einen Kraftstoffilter 22 und eine Kraftstoffversorgungsleitung
23 dem Zumeß- und Mengenteilerventil 10 zuführt. Ein Systemdruckregler 24 hält den
Systemdruck in der Kraftstoffeinspritzanlage konstant.
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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 Kraftstoffdruck 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.
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Aus den Kammern 30 gelangt der Kraftstoff über Einspritzkanäle 33
zu den einzelnen Einspritzventilen 34, die in der Nähe der Motorzylinder 8 im Saugrohrabschnitt
7 angeordnet sind. Die Membran 27 dient als bewegliches Teil eines Flachsitzventiles,
das durch eine Feder 35 bei nicht arbeitender Kraftstoffeinspritzanlage offen gehalten
wird. 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.
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Damit ist gewährleistet, daß der Verstellweg des Steuerschiebers 14
und die zugemessene Kraftstoffmenge proportional sind.
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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.
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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.
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In der Steuerdruckleitung 36 ist ein Drucksteuerventil 42 angeordnet,
über das die Druckflüssigkeit durch eine Rücklaufleitung 43 drucklos zum Kraftstoffbehälter
20 gelangen kann.
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Durch das beispielsweise 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 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 n der Steuerdruckleitung
36 ansteigt.
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Mit der Steuerdruckleitung 36 ist ein zweiter hydraulischer Speicher
55 verbunden. Hierfür zweigt von der Steuerdruckleitung 36 eine Speicherleitung
56 ab, in der hintereinander eine Drosselstelle 57 und ein erstes Rückschlagventil
58 angeordnet sind, wobei das erste Rückschlagventil 58 in Richtung zur Mündung
der Speicherleitung 56 in den Speicherraum 59 des Speichers 55 öffnet. In einer
Bypassleitung 60 zum ersten Rückschlagventil 58 ist ein zweites Rückschlagventil
61 angeordnet, das in Entleerungsrichtung des zweiten Speichers 55, also zur Drosselstelle
57 hin, öffnet. Der zweite Speicher 55 ist vorteilhafterweise als Membranspeicher
mit einer Speichermembran 62 ausgebildet, auf deren dem Speicherraum 59 abgewandter
Seite eine Feder 63 mit flacher Federkennlinie angreift. Mit der Speichermembran
62 ist ein Ansatz 64 derart verbunden, daß er das bewegliche Ventilglied 65 des
zweiten Rückschlagventils 61, das in den Speicherraum 59 ragt, bei einem vorbestimmten
Füllzustand des Speichers in Offenstellung hält.
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Beim Abstellen der Kraftstoff einspritzanlage wird der Volumenschwund
für relativ kurze Zeit durch den ersten Kraftstoffspeicher 21 ausgeglichen. Danach
liegt das bewegliche Speicherelement des ersten Kraftstoffspeichers 21 an seinem
Endanschlag an, so daß bei einer weiteren Volumenverminderung des Kraftstoffes in
den Kraftstoffleitungen infolge sinkender Temperaturen der erste Kraftstoffspeicher
21 wirkungslos bleibt. Ohne den mit der Steuerdruckleitung 36 verbundenen zweiten
Speicher 55 würde durch die weitere Volumenverminderung des sich in der Kraftstoffeinspritzanlage
befindlichen Kraftstoffes der Steuerschieber 14 des Zumeß- und Mengenteilerventils
10 in den Druckraum 39 gesaugt, also in eine Stellung, in der die Ringnut 28 die
Steuerschlitze 29 öffnet. Das hätte zur Folge, daß bei einem Start der Brennkraftmaschine
zunächst
so lange an den Steuerschlitzen 29 eine zu große Kraftstoffmenge zugemessen wird,
bis sich in der Steuerdruckleitung 36 der erforderliche Steuerdruck aufgebaut hat
und den Steuerschieber 14 in seine richtige Stellung verschiebt.
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Vorteilhafterweise ist der zweite Speicher 55 und das zweite Rückschlagventil
61 so ausgelegt, daß das zweite Rückschlagventil 61 erst öffnet, wenn der Systemdruck
in der Kraftstoffeinspritzanlage nach dem Abstellen etwa auf die Hälfte, also etwa
von 4 bar auf 2 bar abgesunken ist. Der Volumenschwund des Kraftstoffes in der Kraftstoffeinspritzanlage
würde somit bis zum Absinken auf ca. 2 bar zunächst allein durch den ersten Speicher
21 ausgeglichen, während der Ausgleich bei weiterem Absinken durch den ersten Speicher
21 und den zweiten Speicher 55 erfolgt. Entleert sich der zweite Speicher 55 so
weit, daß durch den Ansatz 64 das bewegliche Ventilglied 65, beispielsweise als
Kugel ausgebildet, des zweiten Rückschlagventiles berührt wird, so hält dieser Ansatz
für den letzten Teil des Membranhubes das zweite Rückschlagventil 61 ständig geöffnet
und der zweite Speicher wird drucklos.
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Bei einem erneuten Start aus diesem Zustand wird der zweite Speicher
55 sowohl über die Speicherleitung 56 mit dem ersten Rückschlagventil 58, als auch
über die Bypassleitung 60 und das zweite Rückschlagventil 61 gefüllt. Erst nach
dem Abheben des Ansatzes 64 von dem beweglichen Ventilglied 65 des zweiten Rückschlagventils
61 erfolgt die weitere Füllung des zweiten Speichers lediglich über die Speicherleitung
56. Um sicherzustellen, daß sich der Steuerdruck in der Steuerdruckleitung 36 unbeeinflußt
aufbaut, muß die Füllmenge/-Zeit des zweiten Speichers 55 kleiner als die Rücklaufmenge/-Zeit
des Kraftstoffes von der Steuerdruckleitung über das Drucksteuerventil 42 zur Rücklaufleitung
43 sein. Hierzu dient die Drosselstelle 57 in der Speicherleitung 56.