DE2828404C2

DE2828404C2 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE2828404C2
Application number: DE2828404A
Authority: DE
Inventors: Kei Aichi Kimata; Ikuo Kinashi; Yoshihiro Matsumoto; Saburo Iwata Shizuoka 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: 1983-02-24
Also published as: GB2001388B; FR2396171B1; DE2828404A1; US4195814A; GB2001388A; IT1105262B; IT7850050A0; FR2396171A1; JPS5412464U

Description

35

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Meß- und Verteilungseinrichtung mit einer innerhalb eines Gehäuses gelagerten *° Hülse, in der ein Dosierfenster angeordnet ist mit einem in der Hülse axial verschiebbaren Regelkolben mit ein-x mit dem Dosierfenster der Hülse zusammenwirkenden, ringförmigen Nut wobei die Endfläche des Regeikolbens in Verbindung mit einem in einer Saugleitung angeordneten Luftmengenmeßventil steht

Als Stand der Technik ist bereits eine derartige Kraftstoffeinspritzvorrichtung bekannt (DE-OS 58 093). Hierbei ist die Meß- und Verteilungseinrichtung neben der Saugleitung angeordnet wobei der *> Regelkolben einen gelenkig am Gehäuse der Verteilungseinrichtung gelagerten Hebel beaufschlagt Dieser Hebel ist mit dem Luftmengenmeßventil verbunden.

Hierdurch ergeben sich ungünstige Kraftübertragungsverhältnisse bezüglich der übertragung der⁵⁵ Bewegung des Regelkolbens auf den Hebel und zum anderen eine raumaufwendige Anordnung.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungsmaschinen, bei welcher das Stellglied mit dem Luftmengen- *° meßventil koaxial verbunden ist (DE-OS 26 34 446). Bei dieser bekannten Vorrichtung findet jedoch kein Regelkolben im Sinne der eingangs genannten Konstruktion Anwendung.

Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher *⁵ ein zweiteilig ausgebildeter Zapfen mit seinen Stirnflächen aneinanderliegt (FR-PS 11 51 240). Dieser Zapfen ist jedoch nicht axial hin- und herbeweglich, wobei die gesamte Vorrichtung nicht die Merkmale aufweist von welchem die vorliegende Erfindung ausgeht

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei vereinfachtem Aufbau eine Verbesserung der Regelvorgänge ermöglicht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadur-h gelöst daß in der Saugleitung ein auf Differenzdruck ansprechendes Stellglied angeordnet ist dessen eine Seite vom Druck vor dem Luftmengenmeßventil und dessen andere Seite von einem Steuerdruck beaufschlagt ist daß in an sich bekannter Weise die Steuerdruckseite an ein auf den Druckunterschied vor und nach dem Luftmengenmeßventil ansprechendes Regelventil angeschlossen ist daß das Stellglied mit dem Luftmengenmeßventil koaxial verbunden ist daß eine Endfläche des Regelkolbens gegen einen Steuerstößel federnd angedrückt ist daß das Dosierfenster in der Hülse dreieckförmig gestaltet ist und daß der Regelkolben zweiteilig ausgebildet ist mit pian aneinander in Abstand gegenüberliegenden Endflächen zur Bildung der ringförmigen Nut und mindestens eine axial verlaufende Bohrung aufweist

Durch die koaxiale Anordnung des Steilglieds und des Luftmengenmeßventils sowie der MdJ- und Verteilungseinrichtung ergibt sich eine raumsparende und kompakte Anordnung, wobei außerdem infolge dieser besonderen Anordnung verbesserte Übertragungsverhältnisse erzielt werden. Durch die zweiteilige Ausbildung des Regelkolbens mit den plan einander im Abstand gegenüberliegenden Endflächen vereinfacht sich zudem der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Durch die Erfindung wird damit eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung geschaffen, weiche vorteilhafterweise im Motorraum eines Fahrzeuges angeordnet werden kann und welche eine hohe Genauigkeit bei der Strömungsgeschwindigkeitstnessun^ aufweist

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfuhr ungsbeispielen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. I eine schematische Darstellung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung im Schnitt;

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Dosierfenster mit zwei Stellungen a, b des Regelkolbens,

F i g. 3,4,5 Teilansichten verschiedener Ausführungsformen eines Regelkolbens.

Nach F i g. 1 weist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung A einen Meßmechanismus B zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit von in einen Verbrennungsmotor angesaugter Luft und einen Kraftstoffmeß- und Verteilungsmechanismus C zum Messen und Verteilen von Kraftstoff auf.

Im Mechanismus S für die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft ist ein gasbetriebener Servo-Mechanismus 1 mit einem Servo-Ventil 2 und einem in einem Luftreiniger angeordneten Stellglied 3 vorhanden. Ein Meßmechanismus 4 dient zur Beibehaltung des Druckunterschiedes P\ — Pi durch ein in einer Ansaugleitung 5 angeordnetes Luftmengenmeßventil 6 auf einen konstanten Wert mittels des Servo-Mechanismus und mittels Messung der Strömungsgeschwindigkeit der Saugluft an der Öffnungsfläche des Luftmengenmeßventils 6.

Im Kraftstoff-Meß- und Verteilungsmechanismus C ist ein Hauptkörper 7 mit einem oberen Teil 8, einem Zwischenteil 9 und einem unteren Teil 10 angeordnet

Eine Hülse 11 ist in einer Sohrung 12 in der Mitte des Hauptkörpers gelagert Ein Regelkolben 13 ist in der Hülse U gelagert und über einen Steuerstößel 14 axial verschiebbar, welcher eine Verschiebung des Luftmengenmeßventils 6 überträgt Eine Feder 15 wirkt hierbei 5 auf den Regelkolben 13.

Im äußeren Umfang des Regelkolbens 13 ist eine ringförmige Nut 16 vorhanden. In der Hülse 11 sind dreieckige Fenster 17 angeordnet (F i g. 2).

Die Ziffer 18 kennzeichnet eine Druckregeleinheit Die Druckregeleinheit besteht aus einer Membran 19, die zwischen dem Zwischenteil 9 und dem unteren Teil 10 gehalfen ist, einem an der genannten Membran 19 befestigten Ventilsitz 20, einer in dem genannten Ventilsitz 20 sitzenden Kugel 21, einem zwischen dem ₎₅ oberen Teil 8 und dem Zwischenteil 9 gehaltenen Federblatt 22, einer im oberen Teil 8 eingelassenen Ventiltrommel 23 und einer Feder 24, die, wie aus F i g. 1 ersichtlich, die Membran 19 nach unten zieht

In Fig.3 ist der Aufbau des Regelkolbens 13 dargestellt Der Regelkolben 13 umfaßt zwei voneinander unabhängige Teile 131 und 132, die über eine Feder 133 gegeneinandergepreßt werden zur Bestimmung eines ringförmigen Schlitzes 134 zwischen den Teilen 131 und 132.

Das Teil 131 weist in der Mitte einen Vorsprung 135 auf, sowie eine tiefere Umfangskante 136, eine Ringnut 137, eine oder eine Anzahl von axialen Durchgangsbohrungen 138 zur Zuführung von Kraftstoff zur Ringnut 137 und einen am anderen Ende ausgebildeten Federsitz 139.

Das Teil 132 weist eine oder eine Anzahl von axialen Durchgangsbohrungen 140 auf. Die Feder 133 dient dazu, die Teile 131 und 132 gegen den Steuerstößel 14 so zu drücken, daß die Teile mit ihren Enden aneinanderliegen.

Aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus ist der um den gesamten Umfang der aneinanderliegenden Flächen der Teile 131 und 132 verlaufende ringförmige Schlitz 134 bestimmt durch die unterschiedliche Höhenanordnung des mittleren Vorsprungs 135 und der Umfangskante 136.

Des weiteren können der mittlere Vorsprung, die tiefere Umfangskante und die Ringnut des Teils 131 statt dessen im Teil 132 angeordnet sein. Hinsichtlich der in den Teilen angeordneten axialen Durchgangsbohrungen 138 und 140 ist es ausreichend, d'»se nur in einem der Teile anzuordnen, sofern im Außenumfang eines Teils Verbindungsdurchgänge vorhanden sind.

Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform des so Regelkolbens 13. Nach dieser Ausführungsform weisen zwei separate Teile 131 und 132 in der Mitte eine axial verlaufende Durchgangsbohrung 141 auf; die beiden Teile sind axial verschiebbar miteinander verbunden durch eine locker angeordnete Welle 42 sowie durch Federn 143 und An-schlagringe 144 und 145. Seim Einsetzen der Teile in die Hülse mit den dreieckigen Fenstern erfolgt das Ausrichten der beiden Teile durch die Innenfläche der Hülse.

In F i g. 5 ist eine weitere Ausführungsform des Regelkolbens 13 dargestellt, bei der keines der separaten Teile 131 und 132 einen Vorsprung in der Mitte aufweist Die Teile haben Durchgangsbohrungeii 146 und 147 und sind axial verschiebbar miteinander verbunden durch eine locker eingesetzte Welle 148, durch eine Beilegscheibe 149 für die gewünschte Schlitzweite, Federn 150 und Anschlagringe 151 und 152. Beim Einsetzen der Teile in die Hülse mit den dreieckigen Fenstern erfolgt die Ausrichtung der beiden Teile durch die Innenfläche der Hülse.

Die Herstellung der separaten Teile für den oben beschriebenen Aufbau des Regelkolbens erfordert kein besonderes spanabhebendes Bearbeitungsverfahren zur Herstellung des ringförmigen Schlitzes, da nur ein Unterschied in der Höhe des Vorsprungs in der Mitte und der Umfangskante erforderlich ist um einen solchen ringförmigen Schlitz zu erhalten.

Aus diesem Grunde ist die Bearbeitung einfach und es läßt sich eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erzielen. Bei dem Regelkolben nach F i g. 5 ohne Vorsprung in der Mitte ist nur eine Beilegscheibe entsprechender Stärke erforderlich.

Bei Betätigung einer Drosselklappe 25 ändert sich der Druckunterschied (Pi — P2) am Luftmengenmeßventil 6. Diese Druckänderung wird erfaßt als Verschiebung der Membran 26 mit dem Ventilglied 27 des Servoventils 2 und bewirkt eine entsprechende Änderung der Öffnungsfläche 28 der variablen Ausmündung.

Dann ändert sich der Druck P_n (Pi<P„<P\) im Faltenbalg 29 des Stellglieds 3, wvciurch sich das Luftmengenmeßventil 6 noch mehr öffnet cJer schließt bis der Druckunterschied (P_x - 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 Gewichtsgeschwindigkeit der Strömung sein, wird ein Dichteausgleichsfaltenbalg 31 mit der genannten Membran 26 verbunden. Die Nutzfläche vom Faltenbalg 31 wird so festgelegt daß sie gleich der Formel ist:

Nutzfläche der Membran 26 χ Druckunterschied bei momentaner Temperatur und
momentanem Druck : Druck eines im
Faltenbalg 31 enthaltenen Bezugsgases.

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

Öffnet und schließt sich das Luftmengenmeßventil 6 proportional zur Menge der Ansaugluft, verschiebt sich der mit dem Luftmengenmeßventil 6 fest verbundene Regelkolben 13 in der Hülse 11. Deshalb ändert sich das Ausmaß des Zusammenwirkens der ringförmigen Nut 16 des Regelkolbens 13 und der dreieckigen Fenster 17 der Hülse 11 mit der Menge der angesaugten Luft, und dadurch wird das gewünschte Luft-Kraftstoff-Verhältnis genau beibehalten (F i g. 2).

Der Kraftstoff wird von einem Kraftstofftank 33 in den Hauptkörper 7 durch eine Kraftstoffpumpe 34 gepnmp' unter Beibehaltung eines vorgebenen Drucks durch einen Drucksteller 35, wobei ein Teil des Kraftstoffes durch eine Bohrung 36 in die untere Kammer 37 der Druckregeleinheit 18 geführt wird, von wo er in den Tank 33 zurückgeleitet wird.

Der Rest wird durch die Dosieröffnung 16,17 und in die obere Kammer 3t> der Druckregeleinheit 18 geleitet, von wo er durch die Einrichtung mit der Kugel 21, dem Federblatt 22 und der Ventiltrommel 23 zu dem zugeordneten Kraftstoffeinspritzer (nicht Dargestellt) fließt. Damit arbeitet die Einrichtung 21, 22, 23 so, daß der Kraftst^ffdruck Pb in der oberen Kammer ?9, bestimmt durch den Druck Pa in der unteren Kammer 37 dIus dem durch die Zuefeder 24 ausgeübten Druck.

5 6

einen festen Wert hat. Regelkolbens 13.

Demzufolge wird der Druckabfall (Pa-Pb) an der In den Zeichnungen ist nur eine ein/ige Druckregel·

Kraftstoffdosieröffnung 16, 17 auf einem festen Wert einheit 18 dargestellt, die zum Kraftstoffmeß· und

gehalten, so daß das Ausmaß des Zusammenwirkens der -vertcilungsmcchaniMiius angeordnet ist. Ks ist jedoch

Kraftstoffdosieröffnung 16, 17 proportional ist zur > zu beachten, daß um den Kraftstoffmeß- und vertei-

Strömungsgeschwindij;keit des Kraftstoffes. Außerdem lungsmechnnismus ebenso "icle Druckregeleinheiten

bewirkt der Kraftstoff auf die obere Fläche des angeordnet sind, wieder Motor Zylinder hai.
Regelkolben? 13 durch die Durchgangsbohrung 39 des

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Meß- und Verteilungseinrichtung mit einer innerhalb eines Gehäuses gelagerten Hülse, in der ein Dosierfenster angeordnet ist mit einem in der Hülse axial verschiebbaren Regelkolben mit einer mit dem Dosierfenster der Hülse zusammenwirkenden, ringförmigen Nut, wobei die Endflächen des Regelkolbens in Verbindung mit einem in einer Saugleitung angeordneten Luftmengenmeßventil steht, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Saugleitung (5) ein auf Differenzdruck ansprechendes Stellglied (3) angeordnet ist, dessen eine Seite vom Druck vor dem Luftmengenmeßventil (6) und dessen andere Seite von einem Steuerdruck beaufschlagt ist,
daß in an sich bekannter Weise die Steuerdruckseite an ein auf den Druckunterschied vor und nach dem ^M Luftmengenmeßventii ansprechendes Regelventil (2) angeschlossen ist,

daß das Stellglied mit dem Luftmengenmeßventil (6) koaxial verbunden ist,

daß eine Endfläche des Kegelkolbens gegen einen Steuerstößel (14) federnd angedrückt ist,
daß das Dosierfenster in der Hülse dreieckförmig gestaltet ist, und

daß der Regelkolben zweiteilig ausgebildet ist mit plan aneinander in Abstand gegenüberliegenden ^M Endflächen λιγ Bildung der ringförmigen Nut und mindestens eine axial verlaufende Bohrung (39) aufweist