DE2821874B2

DE2821874B2 - Brennstoffversorgungsanlage mit einem Brennstoffzumeßventil für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Brennstoffzugabe ins Saugrohr

Info

Publication number: DE2821874B2
Application number: DE2821874A
Authority: DE
Inventors: Rolf-Peter 4040 Neuss Heidemanns; Hans-Juergen 4650 Gelsenkirchen Mueller; Juergen Ing.(Grad.) 4150 Krefeld Roemer; Karl Ing.(Grad.) 4047 Dormagen Schmidt
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1978-05-19
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1981-02-05
Also published as: JPS5514993A; GB2021689B; SE7904374L; FR2426160A2; IT1164001B; DE2821874C3; GB2021689A; IT7949089A0; DE2821874A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffversorgungüanlage mit einem Brennstoffzumeßventil für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Brennstoffzugabe ins Saugrohr, das einen Lufttrichter aufweist, der mit einem koaxial geführten und axial beweglichen Drosselkörper zus ammenwirkt, bei der der Drosselkörper mittels des in einer durch ein Steuerventil atmosphärisch belüftbaren Arbeitskammer wirkenden Saugrohrunterdruckes entgegen einer Rückstellkraft verstellbar ist, bei der ein Druckdifferenzventil vorgesehen ist und die Brennstoffzumessung in Abhängigkeit von der Stellung des Drosselkörpers bei konstanter, jedoch in Abhängigkeit von Motorkenngrößen änderbarer Druckdifferenz am Steuerquerschnitt des BrennstoffzumeSventils erfolgt und bei der an der von dem Druck stromauf und stromab des Brennstoffzumeßventils beaufschlagten Wirkfläche des Druckdifferenzventils eine Kraft des Stößels einer vom Saugrohr-Unterdruck beaufschlagten Unterdruckdose mittels eines Hebels angreift, dessen wirksamer Hebelarm in Abhängigkeit von der Motorbetriebstemperatur durch ein thermostatisches Element

ίο änderbar ist

Eine aus der CH-PS 2 55 804 bekannte ähnliche Einrichtung hat den Nachteil, daß das mechanisch vom Fahrpedal in seiner Durchflußmenge betätigte Brennstoffzumeßventil Ober ein Gestänge den Öffnungsgrad eines Ventils zur Belüftung der Arbeitskammer durch mechanische Kopplung bestimmt Hiermit ergibt sich für die Gemischbildung eine nicht dem Luftdurchsatz entsprechende Brennstoffmengen-Zuordnung, wodurch sich in allen Lastzuständen außer dem Leerlauf eine nicht dem Motorbelastungszustand entsprechende Gemischzusammensetzung ergibt, da keine unmittelbare Zuordnung zwischen Luftmenge und Brennstoffmenge besteht und die Brennstoffmenge allein von der Stellung des Fahrpedals abhängig ist

Die Erfindung ^eht aus von einer Brennstoffeinspritzanlage nach der älteren Patentanmeldung P 27 17 230.1-13 bei der die Brennstoffzumessung in Abhängigkeit von der Stellung des Drosselkörpers in bekannter Weise bei konstanter, jedoch in Abhängigkeit von Motorkei ngrößen änderbaren Druckdifferenz am

Querschnitt .-ines Brennstoffzumeßventils erfolgt und

die DrucVJifferenz an einem Differenzdruckventil änderbar ist

Hiermit ist eine Brennstoffversorgungsanlage ge-

schaffen, bei der die Brennstoffzugabe in Abhängigkeit vom Luftdurchsatz und der Saugrohrdruckdifferenz erfolgt, wobei der Drosselkörper das Brennstoffzumeßventil steuert, so daß eine definierte Gemischzusammensetzung gegeben ist

Bei der älteren Brennstoffeinspritzanlage erfolgt die Änderung der Druckdifferenz des Brennstoffes über den Zumeßquerschnitt derart daß stromab des Zumeßquerschnittes ein Differenzdruckventil angeordnet ist dessen Membran einerseits von dem zugemessenen, unter dem Druck des Systems stehenden Brennstoffs und andererseits von einem änderbaren Steuerdruck beaufschlagt ist. Der Steuerdruck erfordert ein zusätzliches hydraulisches System.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe

zugrunde, den Bauaufwand zu verringern und das hydraulische System zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird bei einer Brennstoffversorgungsanlage angegebener Art dadurch gelöst, daß das Druckdifferenzventil in an sich bekannter Weise eine Trennmembran und Membrankammern aufweist, und daß der Hebel als Röhre ausgebildet ist, die einerseits mit der Membran und andererseits mit dem Stößel beweglich verbunden ist und daß der Drehpunkt innerhalb der Röhre mittels einer Übertragungsstange von dem thermostatischen Element gegen die Kraft einer Feder verschiebbar ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Aus der DE-OS 23 46 099 ist eine Brennstoffversor gungsanlage mit einem Brennstoffzumeßventil für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Brennstoffzugabe ins Saugrohr, mit einem axial beweglichen Drosselkörper

bekannt, wobei dessen Stellung den Steuerquerschnitt des Brennstoffzumeßventils bestimmt Diese Anlage gehört jedoch einer anderen Gattung an, da keine atmosphärisch belüftbare Arbeitskammer zur Einstellung des Drosselkörpers vorhanden ist Aus der DE-OS 26 20 885 ist eine Brennstoffdruck^euereinheit mit einem Brennstoffdrucksteuerventil bekannt, mit einem an einer, eine Brennstoffkammer absperrenden Membran befestigten Ventiiglied, das mit einen: Ventilsitz zusammenwirkt, und wobei stromab von diesem die Einspritzleitung angeordnet ist Das Ventilglied ist mit einem Schwinghebel gekoppelt der anderenends mit einer Membran in Verbindung steht die Unterdrücken ausgesetzt ist, die an unterschiedlichen Stellen des Lufteiniasses entnommen werden, damit die Brennstoffmenge in Abhängigkeit von den Unterdruckwerten variiert werden kann. Der Schwinghebel befindet sich einerseits in einer mit unter Druck stehendem Brennstoff und andererseits in einer mit Ijjft gefüllten Kammer und durchdringt die Trennwand zwischen diesen Kammern. Es ist zur Abdichtung an der Durchführungsstelle eine stramm am Schwinghebel anliegende Dichtung erforderlich. Da der Schwinghebel als Wippe dient ist gegenüber der strammen Dichtung eine erhebliche Walkarbeit beim Wippen erforderlich. Eine Reproduzierbarkeit des Ausschlags der Wippe kann auf die Dauer nicht gegeben sein, da das Dichtungsmaterial Veränderung durch Temperaturschwankungen und Alterung unterliegt Aus der DE-OS 20 36 824 ist zwar bekannt, mittels eines Temperaturstellgliedes eine Hebelanordnung um einen Drehpunkt zu schwenken, damit wird jedoch lediglich eine Hubbewegung an einem Ventil verursacht so daß eine Flächensteuerung und keine Drucksteuerung der Brennstoffmenge erfolgt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher heschrieben:

Die Zeichnung zeigt eine Brennstoffversorgungsanlage, bei der der Brennstoff aus einem nicht dargestellten Tank mittels einer Brennstoffpumpe unter einem konstanten Systemdruck über einen Anschluß 1 zu einem aus Nadel 2 und Düse 3 bestehenden Brennstoffzumeßventil 4 eines Gemischbildungsteils gelangt Das Gemischbildungsteil 5 besteht im wesentlichen aus einem Grundkörper 6, einem zu diesem koaxial angeordneten und mit diesem zusammenwirkenden Drosselkörper 7, der über eine Membrandose 8 axial gegen die Kraft einer Feder 9 verstellbar ist. Die Membrandose 8 weist eine Kammer 10 auf. Diese steht mit der Atmosphäre in Verbindung. Die Arbeitskammer U der Membrandose 8 steht über eine Leitung 12 und eine feste Drossel 13 mit dem Saugrohr in Verbindung. Der Brennstoffaustritt 14 befindet sich in einem durch einen Steg 15 im Lufttrichter des Grundkörpers 6 gehaltenen Aufnahmekörper 16.

Es ist ein vom Fahrpedal zu betätigendes Gestänge 17 gezeigt mit dem ein Plattenventil 18, das seinerseits mit der Leitung 12 in Verbindung steht und in seiner relativen Stellung zum Drosselkörper 7 willkürlich verstellbar ist. Das Brennstoffzumeßventil 4 wird in seinem Querschnitt über die Nadel 2 betätigt, die von dem Drosselkörper 7 in ihrem Hub verstellt wird.

Die Funktionsweise der Anlage ist folgende:

Der Saugrohrunterdruck gelangt über die Leitung 12 und die Drossel 13 in die Arbeitskammer Π und wirkt auf die Membran 20. Der Drosselkörper 7 führt gegen die Kraft der Feder 9 einen dem Saugrohrunterdruck entsprechenden Hub aus. Dieser Hub bestimmt den kreisringförmigen Luftspalt 21 zwischen Aufnahmekörper 16 und Drosselkörper 7 und bei höherer Teillast und Voliast einen weiteren Luftspalt zwischen Drosselkörper 7 und Grundkörper 6 und gleichzeitig die Brennstoffmenge, die über das vom Drosselkörper 7 gesteuerte Brennstoffzumeßventil 4 zum zentrisch zum Drosselkörper 7 angeordneten Brennstoffaustritt 14 gelangt Dieser weist ein Ventil auf, das vom Brennstoff

ίο beaufschlagt ist und gegen die Kraft einer Feder 22 vom Brennstoff geöffnet wird, sobald deren Schließkraft überwunden ist

Um einen vorbestimmten Lastzustand einzuhalten, ist eine Begrenzung der Gemischmenge erforderlich. Dies erfolgt dadurch, daß der Hub des Drosselkörpers 7 in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung über das Gestänge 17 begrenzt wird. Dies wird erreicht indem der Schahpunkt des Ventils 18, das ein Belüftungsventil ist willkürlich mittels der relativen räumlichen Zuordnung von Auslöser 23 zum Ventil 18 änderbar ist Wenn der Auslöser 23 eine willkürlich vorbestimmte Stellung zum Drosselkörper 7 eingenommen hat, wird dieser entsprechend dem Saugrohrunterdruck solange einen Hub ausführen, bis der Auslöser 23 das Ventil 18 öffnet Hierdurch wird die Arbeitskammer 11 belüftet und der Drosselkörper 7 bleibt leicht pulsierend in seiner Stellung. Durch die feste Drossel 13 wird erreicht daß die Belüftung wirksam ist, da eine größere Luftmenge zuströmt als durch die Drossel 13 abgesaugt wird.

Ferner wirkt die Drossel 13 dämpfend, ebenso wie der an sich bekannte Öldämpfer 24. Zur Verringerung der Motorleistung wird das Fahrpedal zurückgenommen, wodurch der Drosselkörper 7 durch die Feder 9, das Eigengewicht und über das Gestänge 17 mittels der Druckfeder 25 mechanisch in Strömungsrichtung bewegt wird. Gleichzeitig wird auch der Raum 11 wegen des geöffneten Ventils 18 belüftet und der Saugrohrunterdruck zieht den Drosselkörper 7 in die dem Luftdurchsatz entsprechende Stellung. Die Hubbegrenzung findet Anwendung für den Teillastbereich der Brennkraftmaschine. Im Vollastbereich ist der Auslöser 23 soweit angehoben, daß kein Kontakt mehr mit dem Ventil 18 erfolgen kann. In diesem Lastbereich liegt die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Unterschallbereich und der Drosselkörper 7 arbeitet als Luftmengenmesser, stellt sich also entsprechend der durchströmenden Luftmenge in seinem Hub ein.

Im Luftspalt 21 stellen sich bei Vollast und Teillast unterschiedliche Differenzdruckzustände der Luft ein.

Dadurch ergeben sich unterschiedliche Luftmengendurchsätze bei gleichem Hub des Drosselkörpers 7 und gleichem Querschnitt des Brennstoffzumeßventils 4. Dies führt zu Mischungsverhältnissen, die nicht dem Motorbedarf entsprechen. Um dies zu vermeiden, ist vorgesehen, daß der Saugrohrunterdruck über ein Differenzdruckventil 26 die abgegebene Brennstoffmenge beeinflußt.

Stromab des Brennstoffzumeßventils 4 ist eine erste Membrankammer 27 eines Differenzdruckventils 26 angeordnet, die über eine Ventilnadel 28 einen im Querschnitt sich einregelnden Auslaß 29 aufweist Der Auslaß ist über eine Leitung 30 und einen Filter 31 mit dem Brennstoffaustritt 14 des Einspritzventils verbunden. Eine zweite Membrankammer 32 ist über eine Leitung 33 mit Brennstoff beaufschlagt, der unter dem Druck des Brennstoffsystems steht. Zentrisch mit der Membran 34 des Differenzdruckventils 26 ist ein als Röhre 35 ausgebildeter Hebel beweglich verbunden, der

in der brennstoff gefüll ten zweiten Membrankammer 32 angeordnet ist. Diese Röhre 35 ist andererseits mit einem Stößel 36 einer Unterdruckdose 37 beweglich verbunden, wobei der Stößel 36 die Kammer 32 durchdringt und fest mit zwei gegenüberliegenden Membranen 38 gleicher Größe verbunden ist. Da die Membranen 38 gegensinnig vom gleichen Brennstoffdruck beaufschlagt sind, ist damit ein Ausgleich der Kräfte gegeben, so daß der Stößel 36 weitgehend ströungsfrei betätigt werden kann. Der Drehpunkt 39 des als Röhre 35 ausgebildeten Hebels wird durch das kartenförmige Ende einer Übertragungsstange 40 gebildet. Der Drehpunkt 39 ist in der Röhre 35 verschiebbar. Damit ändern sich die wirksamen Hebelarme. Die Verschiebung der Übertragungsstange 40 erfolgt durch ein temperaturabhängiges Glied 41 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 42. Hier ist das temperaturabhängige Glied 41 als bekanntes, mit Wachs gefülltes Dehnstoffelement ausgebildet, das elektrisch durch ein Halbleiterelement 43 mit positivem Temperaturkoeffizienten beheizt wird.

Der Steuerdruckraum 44 der Unterdruckdose 37 ist über eine Leitung 45 mit dem Saugrohr stromab des Drosselkörpers 7 verbunden. Der Bezugsdruckraum 46 ist mit dem Lufteinlaß stromauf des Drosselkörpers 7 über eine Leitung 47 verbunden. Der Stößel 36 ist über die Membran 48 der Unterdruckdose 37 vom Saugrohrunterdruck gegen die Kraft einer Feder 49 zu betätigen, damit wird die Brennstoffmenge, die zur Einspritzdüse 14 gelangt, lastabhängig gesteuert, indem mit Änderung der in der zweiten Kammer 32 wirksamen Kräfte dort eine Änderung des Brennstoffdruckes an der Membran 38 simuliert wird, woraufhin sich der Brennstoffdruck in der ersten Kammer 27 diesem simulierten Brennstoffdruck angleicht, um ein Kräftegleichgewicht herzustellen. Dabei wird über die Stellung der Ventilnadel 28 der

ίο freie Querschnitt des Auslasses 29 verändert, so daß über die Leitung 30 mehr oder weniger Brennstoff abfließt, bis die Anpassung des Druckes erfolgt. Die Nadel 28 ist nicht mit der Membran 34 verbunden. Eine Änderung des Druckes in diesem Differenzdruckventil

26 bewirkt eine Änderung des Druckabfalls über den Querschnitt des Brennstoffventils 4 und damit eine Mengenänderung des Brennstoffs bei unverändertem Querschnitt des Brennstoffventils, jedoch geändertem Luftmengendurchsatz.

Die Membran 48 ist in ihrem Hub durch Anschläge 50 begrenzt, wodurch sich auch die mögliche Differenzdruckänderung einstellen läßt.

Wie weiter oben beschrieben, ist der Drehpunkt 39 der Röhre 35 in Abhängigkeit von der Temperatur veränderbar. Hiermit erfolgt für die Warmlaufphase eine prozentuale Anreicherung der Brennstoffmenge.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennstoffversorgungsanlage mit einem Brennstoffzumeßventil für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennicraftmaschinen mit kontinuierlicher Brennstoffzugabe ins Saugrohr, das einen Lufttrichter aufweist, der mit einem koaxial geführten und axial beweglichen Drosselkörper zusammenwirkt, bei der der Drcsselkörper mittels des in einer durch ein Steuerventil atmosphärisch belüftbaren Arbeitskammer wirkenden Saugrohrunterdruckes entgegen einer Rückstellkraft verstellbar ist, bei der ein Druckdifferenzventil vorgesehen ist und die Brennstoffzumessung in Abhängigkeit von der Stellung des Drosselkörpers bei konstanter, jedoch in Abhängigkeit von Motorkenngrößen änderbarer Druckdifferenz am Steuerquerschnitt de? Brennstoffzumeßventils erfolgt und bei der an der von dem Druck stromauf und stromab des Brennstoffzumeßventils beaufschlagten Wirkfläche des Druckdifferenzventils eine Kraft des Stößels einer vom Saugrohr-Unterdruck beaufschlagten Unterdruckdose mittels eines Hebels angreift, dessen wirksamer Hebelarm in Abhängigkeit von der Motorbetriebstemperatur durch ein thermostatisches Element änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckdifferenzventil in an sich bekannter Weise eine Trennmembran (34) und Membrankammern (27,32) aufweist, und daß der Hebel als Röhre (3S) ausgebildet ist, die einerseits mit der Membran (34) und andererseits mit dem Stößel (36) beweglich verbunden ist, und daß der Drehpunkt (39) innerhalb der Röhre (35) mittels einer Übertragungsstange (40) von dem thermostatischen Element (41) gegen die Kraft einer Feder (42) verschiebbar ist

2. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsstange (40) eine Kontur (51) zur Betätigung eines Stößels (52) zur Verschiebung des Drosselkörpers (7) aufweist.

3. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (35) in der vom Druck stromauf des Brennstoffzumeßventils beaufschlagten zweiten Membrankammer (32) des Differenzdruckventils (26) angeordnet ist

4. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Unterdruckdose (37) betätigte Stößel (36) die zweite mit Brennstoff gefüllte Membrankammer (32) durchdringt und mit zwei gegenüberliegenden Membranen (38) gleicher Größe verbunden ist.