DE2829025A1 - Kraftstoffeinspritzanlage - Google Patents

Description

• Stand der Technik
• Die Erfindung geht aus von einer Xraftstoffeinspritzanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Rraftstoffeinspritzanlage bekannt, bei der in einer Kraftstoffversorgungsleitung stromaufwärts der Kraftstoff zumeßstelle durch ein Druckregelventil der Kraftstoffdruck änderbar ist, wobei jedoch in die Druckkennlinie des Druckregelventils engenschwankungen, insbesondere hervorgerufen durch eine unterschiedliche Pumpenfördermenge, als Fehler eingehen. Außerdem führt die große, über das Druckregelventil zum Kraftstoffbehälter zurückgeführte Kraftstoffmenge zu einer unerwünschten Tankaufheizung.
• Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß Mengenschwankungen in der Kraftstoffversorgungsleitung nur einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Regelkennlinie des Druckregelventiles haben.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzanlage möglich.
• Besonders vorteilhaft ist die Anordnung des Rücklaufregelventiles in der Nähe des Kraftstoffbehälters, wodurch sich für einen Teil der Kraftstoffrücklaufnenge eine nur geringe Aufheizung im Motorraum ergibt.
• Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch eine Kraftstoffeinspritzanlage entlang der Linie I-I in Figur 2, Figur 2 eine Draufsicht auf die Kraftstoffeinspritzanlage mit dem Ausführungsbeispiel der Kraftstoffdruckregelung.
• Beschreibung der Erfindung Bei der in Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in eine Luftansaugleitung 1, die einen Abschnitt 2 mit einem darin angeordneten, als Stauklappe 3 ausgebildeten Meßorgan aufweist und weiterhin durch einen Abschnitt 4 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 5 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine. Das als Stauklappe 3 ausgebildete Meßorgan bewegt sich in dem entsprechend angepaßten Abschnitt 2 der Luftansaugleitung 1 nach einer annähernd linearen Funktion der durch die Luftansaugleitung strömenden Luftmenge, wobei für einen konstanten vor dem Meßorgan 3 herrschenden Luftdruck der zwischen Meßorgan und Drosselklappe 5 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt. Das Meßorgan 3 ist um eine quer zur Luftansaugleitung angeordnete feste Lagerachse 7 drehbar gelagert und mit einer Dämpfungsklappe 8 versehen.
• Die Dämpfungsklappe 8 taucht bei einer öffnungsbewegung des Meßorgans 3 in einen Dämpfungsabschnitt 9 der Luftansaugleitung ein. Die durch die Dämpfungsklappe 8 und den Dämpfungsabschnitt 9 gebildete Kammer 10 steht über einen kleinen Spalt 11 zwischen der Stirnfläche der Dämfpungsklappe 8 und der Wandung des Dämpfungsabschnittes 9 mit der Luftansaugleitung stromabwärts des Meßorgans 3 in Verbindung. Durch die Dämpfungsklappe 8 wird erreicht, daß die durch die Saughübe hervorgerufenen Saugrohrdruckschwingungen praktisch keinen Einfluß auf die Winkelstellung des Meßorgans 3 haben.
• Wie in Figur 2 dargestellt, erfolgt die Kraftstoffversorgung durch eine von einem Elektromotor 13 angetriebene Kraftstoffpumpe 14, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 15 ansaugt und über eine Kraftstoffversorgungsleitung 16 einen Raum 20 zuführt, der durch die Stirnfläche der Lagerachse 7 und die Führungsbohrung 21 der Lagerachse gebildet wird. Der Raum 20 steht über eine in Figur 2 gestrichelt dargestellte Bohrung 22 mit einer in die Lagerachse 7 eingearbeiteten Steuernut 23 in Verbindung. Meßorgan 3 und Dämpfungsklappe 8 sind an einer Lagernabe 24 angeordnet, die mit einer auf der Lagerachse 7 drehbaren Buchse 25 fest verbunden ist. In der Buchse 25 ist ein Steuerschlitz 26 eingearbeitet, der in eine Nut 27 der Buchse 25 mündet. Der Steuerschlitz 26 arbeitet mit einer Steuerkante 28 zusammen, die durch die von der Lagerachse gebildete Begrenzungsfläche der Steuernut 23 gebildet wird. Durch die Steuerkante 28 wird der Steuerschlitz 26 je nach der Stellung des Meßorgans 3 mehr oder weniger geöffnet, so daß der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmenge eine entsprechende Kraftstoffmenge zugemessen werden kann. Steuerkante 28 und Steuerschlitz 26 bilden ein in der Lagerachse 7 des Meßorgans 3 angeordnetes Kraftstoff zumeßventil 29. über die Nut 27 gelangt der zugemessene Kraftstoff in einen kegelstumpfförmig ausgebildeten Leitungsabschnitt 30, der mit seinem kleineren Querschnitt in eine in der Achse des Meßorgans 3 angeordnete Einspritzleitung 33 mündet, die an der Stirnfläche des Meßorgans 3 über eine Einspritzdüse 34 in den Spalt 35 höchster Luftgeschwindigkeit zwischen der Stirnfläche und der Wandung der Luftansaugleitung 2 mündet. Die Nut 27 steht über eine Luftöffnung 36 mit dem Saugrohrabschnitt 1 stromaufwärts des Meßorgans 3 in Verbindung, so daß stromabwärts der Kraftstoffzumeßstelle als Gegendruck der Saugrohrdruck stromaufwärts des Meßorgans herrscht. Die Einspritzleitung 33 kann auch, wie nicht dargestellt ist, mit mehreren in der Stirnfläche des Meßorgans 3 angeordneten Einspritzdüsen 34 in Verbindung stehen. Als Einspritzdüse 34 kann auch ein sich nahezu über die ganze Breite der Stirnfläche des Meßorgans 3 erstreckender Einspritzspalt dienen. Weiterhin könnte die Einspritzdüse 34, wie nicht dargestellt ist, durch ein Einspritzventil ersetzt werden.
• Die Auslenkung des Meßorgans 3 erfolgt entgegen der Kraft einer Spiralfeder 47, die an ihrem einen Ende mit der Buchse 25 und an ihrem anderen Ende mit einem Anschlag 48 an der Luftansaugleitung verbunden ist. Die Grundeinstellung des Kraftstoffzumeßventiles 29 läßt sich durch Verdrehen der Lagerachse verändern.
• Wie in Figur 1 dargestellt, steht die Nut 27 mit einer Luftöffnung 36 in Verbindung, die in die Luftansaugleitung 1 stromaufwärts des Meßorgans 3 mündet. Das Anlegen des Saugrohrdruckes stromaufwärts des Meßorgans 3 über die Luftöffnung 36 als Gegendruck an der Zumeßstelle hat neben dem Vorteil einer Voraufbereitung-des zugemessenen Kraftstoffes mit Luft den weiteren Vorteil, daß mit einer offenen Einspritzdüse gearbeitet werden kann.
• Die Zumessung des Kraftstoffes am Kraftstoffzumeßventil 29 erfolgt bei jeweils konstant gehaltener Druckdifferenz. Hierfür zweigt von der Kraftstoffversorgungsleitung 16 eine Regelleitung 50 ab, die in eine Kammer 51 eines Druckregelventils 52 mündet. Die Kammer 51 des Druckregelventils 52 wird durch eine Membran 53 von einer Kammer 54 getrennt, in der eine die Membran 53 beaufschlagende Feder 55 angeordnet ist und die mit der Atmosphäre oder dem Saugrohrdruck stromaufwärts des Meßorgans 3 in Verbindung steht. Die als bewegliches Ventilteil ausgebildete Membran 53 arbeitet mit einem in der Kammer 51 angeordneten festen Ventilsitz 56 zusammen, über den Kraftstoff in die Rückströmleitung 57 gelangen kann.
• An der Membran 53 kann ebenfalls eine von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine abhängige Zusatzkraft F Z an greifen, beispielsweise über einen Elektromagneten 58, der über einen Betätigungsstift 59 an der Membran 53 angreift. Die Magnetkraft kann beispielsweise in Abhängigkeit vom Signal einer in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordneten Sauerstoffsonde veränderbar sein.
• Anstelle des Elektromagneten 58 kann über den Betätigungsstift 39 beispielsweise auch ein temperaturabhängig arbeitendes Element (z.B. Dehnstoffelement, Bimetall) angreifen, das während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine für ein reicheres Kraftstoff-Luft-Gemisch sorgt. Es können auch-mehrere Zusatzkräfte Fz, die von verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängig sind, unabhängig voneinander an der Membran 53 zur Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches angreifen.
• Die Rückströmleitung 57 steht mit einer ersten Kammer 61 eines Rücklaufregelventiles 62 in Verbindung i:nd mündet über eine Drosselstelle 63 und eine Rückströmleitung 57' in den Kraftstoffbehälter 15. Die erste Kammer 61 des Rücklaufregelventiles 62 wird einerseits durch eine erste Membran 64 von einer zweiten Kammer 65 und andererseits durch eine zweite Membran 66 von einer dritten Kammer 67 getrennt. Erste Membran 64 und zweite Membran 66 sind durch ein Verbindungsglied 68 miteinander verbunden. Die erste Membran 64 dient als bewegliches Ventilteil des Rücklaufregelventils 62 und wirkt mit einem in die zweite Kammer 65 ragenden festen Ventilsitz 69 zusammen. Der feste Ventilsitz 69 ist über eine Leitung 70 mit der Kraftstoffversorgungsleitung 16 verbunden. In der dritten Kammer 67 ist eine das Rücklaufregelventil 52 in Schließrichtung beaufschlagende Feder 71 angeordnet. Je nach Stellung der ersten Membran 64 strömt somit über den festen Ventilsitz 69 eine Kraftstoffteilmenge von der Kraftstoffversorgungsleitung 16 in die zweite Kammer 65 und von dort in die Rückströmleitung 57'. Die erste Membran 64 weist eine geringere Querschnittsfläche auf, als die zweite Membran 66.
• Die Funktion des Rücklaufregelventils 62 ist folgende. Die Kraftstoffrückströmmenge am Druckregelventil 52 bestimmt den stromaufwärts der Drosselstelle 63, also den in der ersten Kammer 61 des Rücklaufregelventils 62 herrschenden Kraftstofrdruck. Dieser Kraftstoffdruck in der ersten Kammer 61 hat aufgrund der Differenz der Druckkräfte auf die erste Membran 64 und die zweite Membran 66 eine resultierende Kraft zur Folge, die der Federkraft 71 entgegenwirkend an der ersten Membran 64 angreift, so daß über den festen Ventilsitz 69 eine von der Kraftstoffversorgungsleitung 16 zum Kraftstoffbehälter 15 zurückströmende Kraftstoffteilmenge gesteuert wird. Hierdurch wird der Kraftstoffzulauf zum Druckregelventil 52 derart geregelt, daß sich am Druckregelventil 52 unabhängig von der am Kraftstoff zumeßventil 29 zugemessenen Kraftstoffmenge eine jeweils konstante Rückströmmenge über die Rückströmleitung 57 ergibt. Das Rücklaufregelventil 62 kann vorteilhafterweise in der Nähe des Kraftstoffbehälters 15 angeordnet sein, so daß die über das Rücklaufregelventil 62 zurückströmende Kraftstoffteilmenge möglichst wenig im Motorraum erwärmt wird. Durch das Rücklaufregelventil 62 haben somit Mengenschwankungen in der Kraftstoffversorgungsleitung 16 keinen Einfluß auf die Regelkennlinie des Druckregelventiles 52, so daß eine ausreichend genaue Druckregelung stromaufwärts der Kraftstoffzumeßstelle möglich ist.

Claims (4)

1. An sprüche O. Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit einem in Abhängigkeit von der angesaugten Luftmenge steuerbaren Kraftstoffzumeßventil, an dem der Kraftstoffdruck in einer Kraftstoffversorgungsleitung stromaufwärts der Kraftstoffzumeßstelle durch eine Druckregelventil änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein mit der Kraftstoffversorgungsleitung (16) und dem Druckregelventil (52) verbundenes Rücklaufregelventil (62) der Kraftstoff zulauf zum Druckregelventil (52) derart geregelt wird, daß sich am Druckregelventil (52) eine jeweils konstante Rückströmmenge ergibt.
2. 2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Druckregelventil (52) über einen festen Ventilsitz (56) abströmende Kraftstoff einer ersten Kammer (61) des Rücklaufregelventils (62) zuführbar ist, die über eine Drosselstelle (63) mit einem Kraftstoffbehälter (15) in Verbindung steht und einerseits durch eine erste Membran (64) von einer zweiten Kammer (65) und andererseits durch eine zweite Membran (66) von einer dritten Kammer (67) getrennt ist, wobei die erste Membran (64) eine kleinere Querschnittsfläche hat, als die zweite Membran (66) und beide Membranen (64, 66) durch ein Verbindungsglied (68) miteinander verbunden sind und in der dritten Kammer (67) eine die zweite Membran (66) belastende Feder (71) angeordnet ist und die erste Membran (64) als bewegliches Ventilteil dienend auf ihrer der ersten Kammer (61) abgewandten Seite mit einem festen Ventilsitz (69) zusammenwirkt, über den Kraftstoff von der Kraftstoffversorgungsleitung (16) ZUm Kraftstoffbehälter (15) zurückströmen kann.
3. 3. Kraftstoff einspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rücklaufregelventil.(62) in der Nähe des Kraftstoffbehälters (15) angeordnet ist.
4. 4. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (52) ein bewegliches Ventilteil (53) aufweist, das einerseits vom Kraftstoffdruck stromaufwärts des Kraftstoff zumeßventils (29) und andererseits durch die Kraft einer Feder (55) und einem Steuerelement (58, 59) in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine beaufschlagbar ist.