DE2828404A1

DE2828404A1 - Kontinuierlich betriebsbereite kraftstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE2828404A1
Application number: DE19782828404
Authority: DE
Inventors: Kei Kimata; Ikuo Kinashi; Yoshihiro Matsumoto; Saburo Ohshima; Yoshinobu Yasuda
Original assignee: NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1977-06-28
Filing date: 1978-06-28
Publication date: 1979-01-11
Also published as: GB2001388B; DE2828404C2; US4195814A; FR2396171B1; GB2001388A; IT1105262B; IT7850050A0; FR2396171A1; JPS5412464U

Description

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ETN Toyo Bearing Company, Limited Osaka, Japan

Kontinuierlich "betriebsbereite Kraftstoffeinspritzvorrichtung

Die vorliegende Erfindung "betrifft eine kontinuierlich ■betriebsbereite Kraftstoff einspritzvorrichtung, insbesondere eine kontinuierlich betriebsbereite Strömungsgeschwindigkeitsmeßvorrichtung, mit einer angepaßten variablen Ausmündung, die sich regeln läßt zusammen mit der Gesamtmenge der in einen Verbrennungsmotor angesaugten Luft und mit einem angepaßten Drucksteller zur Beibehaltung des Druckunterschieds durch die genannte variabel Ausmündung auf einen vorgegebenen Druck.

Es ist eine Vorrichtung bekannt mit einem einzigen Zündverteiler, einer Anzahl von variablen Ausmündungen, die angepaßt sind zur gleichzeitigen Einstellung und zum wahlweisen Betrieb zur Bestimmung der an eine Anzahl von Einspritzern zu liefernden Kraftstoffmenge und mit einem Eegelventil zu Beibehaltung des Druckunterschieds durch jede genannte variable Ausmündung auf einen möglichst konstanten Wert, wobei die ÖffnungsfLäche jeder variablen Ausmündung linear variabel ist mit der axialen Verschiebung der Regelspule.

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Dabei ist erforderlich, daß sich die Öffnungsfläche der genannten Ausmündung ändert mit der in einen Verbrennungsmotor angesaugten Luftmenge. Zur vortexlhaften Positionierung im Motorraum und zur Erzielung einer genauen Regelfunktion ist die direkte Anordnung des Luftströmungsmessers zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der angesaugten Luft an oben genannte Regelspule erstrebenswert.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, zur vortexlhaften Positionierung im Motorraum und zur Erzielung eines genauen Regelbetriebes den Luftströmungsmesser zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der angesaugten Luft direkt mit oben genannter Regelspule zu verbinden.

Diese Aufgabe wird bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung der eingangs genannten Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die Erfindung wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung geschaffen, die vorteilhafterweise im Motorraum angeordnet werden kann und die eine hohe Genauigkeit bei der Strömungsflußgeschwindigkeitsmessung aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Pig. 1 eine schematische Ansicht einer kontinuierlich betriebsbereiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Innenanordnung einer Druckregeleinheit;

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Flg. 3 eine schematische Ansicht einer verstellbaren Ausmündung;

Pig. 4 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Druckregeleinheit; und

Fig. 5 mit 7 Teilansichten verschiedener Ausführungsformen einer Regelspule.

In den Zeichnungen erkennt man eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung A, einen Meßmechanismus B zum Hessen der Strömungsgeschwindigkeit von in einen Verbrennungsmotor angesaugten Luft und einen Kraftstoffmeß- und Verteilungsmechanismus C zum Hessen und Verteilen von Kraftstoff.

Im Keßmechanismus B für die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft kennzeichnet die Ziffer 1 einen mit Flüssigkeit betriebenen Servomechanismus mit einem Servoventil 2 und einem in einem Luftreiniger angeordneten Stellglied 3. Ein Meßmechanismus 4 dient zur Beibehaltung des Druckunterschieds (Pxj - P-) durch ein in einem Ansaugdurchgang 5 angeordneten Jtrömungsgeschwindigkeitserfassungsventil 6 auf einen konstanten Wert mittels des genannten Servomechanismus und mittels Kessung der Strömungsgeschwindigkeit der Saugluft an der Öffnungsfläche des Strömungsgeschwindigkeitserfassungsventils 6.

Im Kraftstoffmeß- und Verteilungsmechanismus C kennzeichnet die Ziffer 7 einen Hauptkörper mit einem oberen Teil 8, einem Zwischenteil 9 und einem unteren Teil 10. Eine Hülse 11 ist angeordnet in einer Bohrung 12 in der Mitte des Hauptkörpers. Eine Regelspule 13 ist angeordnet in der Hülse 11 und ist über einen Steuerstößel 14 axial verschiebbar, der eine Verschiebung des genannten Strömungsgeschwindigkeitserfassungsventils 6 überträgt. Eine Feder 15 wirkt auf die Regelspule 13.

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Im äußeren Umfang der Regelspule 13 ist eine ringförmige Nut 16 vorhanden. In der Hülse 11 sind im wesentlichen dreieckige Fenster 17 angeordnet.

Die Ziffer 18 kennzeichnet eine Druckregeleinheit. Die Druckregeleinheit besteht aus einer Membran 19, die zwischen dem Zwischenteil 9 und dem unteren Teil 10 gehalten ist, einem an der genannten Membran 19 befestigten Ventilsitz

20, einer in dem genannten Ventilsitz 20 sitzenden Kugel

21, einem zwischen dem oberen Teil 8 und dem Zwischenteil 9 gehaltenen Federblatt 22, einer im oberen Teil 8 eingelassenen Ventiltrommel 23 und einer Jeder 24, die, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die Membran 19 nach unten zieht.

In Fig. 5 ist der Aufbau der Regelspule 13 dargestellt. Die Regelspule 13 umfaßt zwei voneinander unabhängige Spulen 131 und 132, die über eine Feder 133 gegeneinandergepreßt werden zur Bestimmung eines ringförmigen Schlitzes 134 zwischen den Spulen I3I und 132.

Spule 131 weist in der Mitte einen Vorsprung 135 auf, so ν/ie eine tiefere Umfangskante 136, eine Umfangsnut 137, eine oder eine Anzahl von axialen Durchgangsbohrungen 138 zur Zuführung von Kraftstoff zur Umfangsnut 137 und einem am anderen Ende ausgebildeten Federsitz 139.

Spule 132 weist eine oder eine Anzahl von axialen Durchgangsbohrungen 140 auf. Die Feder 133 dient dazu, die genannten Spulen I3I und 132 gegen den oteuerstößel 14 so zu drücken, daß die Spulen mit ihren Enden aneinanderliegen.

Aufsrund des oben beschriebenen Aufbaus ist der um den gesamten Umfang der aneinanderliegenden Flächen der Spulen 131 und 132 verlaufende ringförmige Schlitz 134 bestimmt durch die unterschiedliche Höhenanordnung des mittleren

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Vorsprungs 135 und der Umfangskante 136.

Desweiteren können der mittlere Vorsprung, die tiefere Umfangskante und die Umfangsnut der Spule 13I stattdessen in -Spule 132 angeordnet sein. Hinsichtlich der in den Spulen angeordneten axialen Durchgangsbohrungen 138 und 140 ist es ausreichend, diese nur in eine der Spulen anzuordnen, sofern im Außenumfang der Spule Verbindung.=;durchgänge vorhanden sind.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform der Regelspule 13. Nach dieser Ausführungsform weisen zwei separate Spulen

131 und 132 in der Kitte eine axial verlaufende Durchgangsbohrung 141 auf und die beiden -jpulen sind axial verschiebbar miteinander verbunden durch eine in eine oder in beide Spulen locker angeordnete Welle 142, sowie durch Federn und Anschlagringe 144 und 145. Beim Einsetzen der Spulen in die Hülse mit den dreieckigen Fenstern erfoglt das Ausrichten der beiden Spulen durch die Innenfläche, der Hülse.

In Fig. 7 ist eine v/eitere Aus führ ungs form der Regelspule 13 dargestellt, bei der keine der separaten Spulen I3I und

132 einen Vorsprung in der Kitte aufweist. Die Spulen haben Durchgangsbohrungen 146 und 147 und sind axial verschiebbar miteinander verbunden durch eine in die eine oder in beide Spulen I3I und 132 locker eingesetzte Welle, durch eine Beilegscheibe 149 für die gewünschte Schlitzweite, Federn I50 und 'nschlagringe I5I und I52. Beim Einsetzen der Spulen in die Hülse mit den dreieckigen Fenstern erfolgt die Ausrichtung der beiden Spulen durch die Innenfläche der Hülse.

Die Herstellung der separaten Spulen für den oben beschriebenen Aufbau der Regelspule erfordert kein besonderes spanabhebendes Bearbeitungsverfahren zur Herstellung des ringförmigen Schlitzes, da nur ein Unterschied in der Höhe des VorSprungs in der Kitte und der Umfangskante erfoderlich ist, um einen solchen ringförmigen Schlitz zu erhalten.

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Aus diesem Grunde ist die Bearbeitung einfach, und es läßt sich eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erzielen. Bei der Regelspule nach Fig. 7 ohne Vorsprung in der Mitte ist nur eine Beilegscheibe entsprechender Stärke erforderlich.

Bei Betätigung einer Drosselklappe 23 ändert sich der Druckunterschied (P.* - Pp) am Strömungsgeschwindigkeitserfassungsventil 6. Diese Druckänderung wird erfaßt als Verschiebung der Druckunterschiedeinstellmembran 26 des Servoventils 2 und bewirkt eine entsprechende Änderung der Öffnungsfläche 28 der variablen Ausmündung.

Dann ändert sich der Druck P (P'o^ P_n^-P"]) i^m Faltenbalg des Stellglieds 3, wodurch sich das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsventil 6 noch mehr öffnet oder schließt bis der Druckunterschied (Px] - P2) seinen vorgegebenen Wert wieder erreicht. Außerdem dient ein Venturirohr 30 als negative Druckquelle für den Servomechanismus 1.

Das oben genannte bezieht sich auf den Fall, bei dem die Menge der Luftansaugung proportional zur Volumengeschwindigkeit der Strömung sein soll. Soll die Luftansaugung jedoch proportional zur Gewichtsgeschwindigkext der Strömung sein, wird ein Dichteausgleichsfaltenbalg 31 angeordnet, so daß er verriegelt werden kann mit der genannten Druckunterschiedeinstellmembran 26. Die Nutzfläche vom Faltenbalg 31 wird ausgewählt, so daß sie gleich ist der Formel:

Nutzfläche der Druckunterschiedeinstellmembran 26 χ Druckunterschied bei Bezugstemperatur und -druck : Druck eines im Faltenbalg 3"¹ enthaltenen Bezugsgases

Der Faltenbalg ist parallel zur Druckunterschiedeinstellfeder 32 angeordnet und dient ebenfalls zum Einstellen des Druckuntersdiedes.

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Öffnet und schließt sich das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsventil 6 proportional zur Menge der Ansaugluft, verschiebt sich die mit dem Gtrömungsgeschwindigkeitserfassungsventil 6 fest verbundene Regelspule 13 in der Hülse 11. Deshalb ändert sich das Ausmaß des Zusammenwirkens der ringförmigen Nut 16 der Regelspule 13 und der dreieckigen Fenster 17 der Hülse 11 mit der Henge der angesaugten Luft und dadurch wird das gewünschte Luft-Kraftstoff-Verhältnis genau beibehalten.

Der Kraftstoff wird von einem Kraftstofftank 33 in.den Hauptkörper 7 durch eine Kraftstoffpumpe 34- gepumpt unter Beibehaltung eines vorgegebenen Drucks durch einen Drucksteller 35_? wobei ein Teil des Kraftstoffes durch eine Bohrung 36 und in die untere Kammer 37 äer Druckregeleinheit 18 geführt wird, von wo er in den T^nk 33 zurückgeleitet wird.

Der Rest wird durch die Dosieröffnung 16, 17 und in die obere Kammer 38 der Druckregeleinheit 18 geleitet, von wo es durch das Eederblatt ?1, ?2, 23 an den zugeordneten Kraftstoffeinspritzer (nicht dargestellt) fließt, der angefügt ist an die Luftansaugpumpe. Damit arbeitet das Federblatt 21, 22, 23 so, daß der Kraftstoffdruck Pb in der oberen Kammer 38, bestimmt durch den Druck Pa in der unteren Kammer 37 plus dem durch die Zugfeder 24- ausgeübten Druck, eineii festen Wert hat.

Demzufolge wird der Druckabfall (Pa - Pb) an der Kraftstoffdosieröffnung 16, 17 auf einem festen Wert gehalten, so daß das Ausmaß des Zusammenwirkens der Kraftstoffdosieröffnung 16, 17 proportional ist zur Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes. Außerdem wirkt der Kraftstoff auf dxe obere Fläche der Spule 13 durch die Durchgangsbohrung der Spule 13.

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In den Zeichnungen ist nur eine einzige Druckregeleinheit 18 dargestellt, die zum Kraftstoffmeß- und verteilungsmechanismus angeordnet ist. Es ist jedoch zu beachten, daß um den Kraftstoffmeß- und Verteilungsmechanismus ebenso viele Druckregeleinheiten angeordnet sind, wie der Motor Zylinder hat. Die ringförmige Nut 16 und die dreieckigen Fenster 17 können ersetzt v/erden durch Schlitze, vorausgesetzt die Öffnungs fläche der Öffnung ist proportional zur Menge der angesaugten Luft.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausfuhrungsform des Druckstellers dargestellt. Dieser Drucksteller 40 hat zwei Kammern A und B, die durch eine Membran 4-1 voneinander getrennt sind. In Kammer A ist eine Verbindungsbohrung 42 zur Auslaßöffnung der Strcmungsgeschwindigkeitsmeßvorrichtung angeordnet, sowie eine Verbindungsbohrung 44 zum Einspritzer 43y wobei der Ausströmdruck Pb ist. In Kammer B ist eine Verbindungsbohrung 45 angeordnet zur unteren Kammer unterhalb der Regelspule der Strömungsgeschwindigkeitsmeßeinrichtung, in der ein Zuführdruck Pa ausgeübt wird.

An die Membran 41 ist eine Verstärkungsplatte 46 angeordnet. In Kammer A auf^einer Seite der Verstärkungsplatte 46 ist eine Ventilkugel'mittels Schweißen einstückig mit einer großen Gelenkkugel 47 drehbar gehalten durch ein Druckteil 49 und ist dem Virken einer Energiespeicherfeder 50 ausgesetzt.

Ein in der Verbindungsbohrung 44 angeordneter Ventilsitz 51 ist mit einer konischen Fläche 52 ausgebildet und wirkt zusammen mit der Ventilkugel 48, wodurch ein Durchgang 53 für Kraftstoffe gebildet wird. In Kammer B auf der anderen Seite der Verstärkungsplatte 46 ist eine Druckunterschiedeinstellfeder (die eine Zugfeder ist) 5^ angeordnet durch das Zwischenteil einer Einstellschraube 55, wobei die Kraft der genannten Feder zum Einstellen des Druckunterschiedes (Pa - Pb) zwischen den -kammern A und B dient. Die Funktion

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des genannten Druckstellers ist die gleiche v/ie die des in Fig. 1 dargestellten Druckstellers. Eine Beschreibung dessen ist hier nicht mehr erforderlich.

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NTN Toy ο Bearing Company, Limited
Osaka, Japan

Kontinuierlich "betriebsbereite Kraftstoffeinspritzvorrichtun

Patent an Sprüche

Kontinuierlich, betriebsbereite Kraftstoffeinspritzvorrichtung, gekennzeichent durch eine Hülse (11),
in der ein im wesentlichen dreieckiges Dosierfenster (17) angeordnet ist, das mit der Auslaßöffnung eines Hauptkörpers (7) verbunden ist, wobei die Hülse (11) im Hohlraum des Hauptkörpers angeordnet ist, mit
einer Regelspule (13) mit einer ringförmigen Nut (16), die zusammenwirkt mit der Einlaßöffnung des Hauptkörpers (7) durch eine axial verlaufende Durchgangsbohrung, wobei die Regelspufe (13) axial verschiebbar in die Hülse (11) eingelassen ist und das im wesentlichen dreieckige Dosierfenster (17) der Hülse (11)
mit der ringförmigen Nut der Regelspule (13) zusammenwirkt und eine variable Ausmündung bildet, wobei die Endfläche der Regelspule (13) federnd gegen einen angepaßten Steuerstößel (14) gedrückt wird zur Übertragung der Verschiebung eines in einem Luftansaug-

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ORIGINAL INSPECTED

durchgang angeordneten Strömungsgeschwindigkeitserfassungsventils (6) zum direkten Zusammenwirken zwischen der Öffnungsgröße der variablen Ausmündung und der axialen Lage des Strömungsgeschwindigkeitserfassungsventils (6).
2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspule (13) in der Hülse (11) mit einem im wesentlichen dreieckigen Dosierfenster (17) eingesetzt ist, mit zx^ei Spulen (131 j 132), deren jeweilige Endfläche im rechten Winkel zur Achse verlaufen, wobei die genannten Spulen mit ihren Inden zueinander angeordnet sind, so daß ein einheitlicher Schlitz ringförmig im Umfang der aneinanderliegenden Enden der genannten Spulen bestimmt ist.

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