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Kraftstoffversorgungsanlage
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgungsanlage
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Kraftstoffversorgungsanlage
bekannt, bei der aber insbesondere im Vollastbereich der stromaufwärts des Drosselorgans
in das Luftansaugrohr eingeführte Kraftstoff nicht ausreichend aufbereitet und die
Gemischverteilung auf die einzelnen Zylinder unbefriedigend ist, was zu einem unbefriedigenden
Laufverhalten der Brennkraftmaschine und zu hohen Anteilen giftiger Abgasbestandteile
führt.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil
einer ausreichend guten Gemischverteilung bei Vollast und möglichst geringer Anteile
giftiger Abgasbestandteile.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffversorgungsanlage
möglich. Besonders vorteilhaft ist der Transport der zugemessenen Kraftstoffmenge
durch zugeführte Luft.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen Figur 1 eine Kraftstoffversorgungsanlage, Figur 2 einen Schnitt entlang der
Linie II-II in Figur 1, Figur 3 eine Darstellung der Aufteilung des Luftansaugrohres
in Einzelsaugrohre.
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Beschreibung des Ausführungsbeispieles Bei der in Figur 1 dargestellten
Kraftstoffversorgungsanlage für gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftmaschinen
strömt die Verbrennungsluft durch einen Luftfilter 1 in ein Luftansaugrohr 2, in
dem hintereinander ein Luftmeßorgan 3 und ein willkürlich betätigbares Drosselorgan
4 angeordnete sind, zu den Einzelsaugrohren 5
(Figur 3) der einzelnen
Zylinder der Brennkraftmaschine.
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Das Luftmeßorgan 3 ist eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete
Platte, die sich in einem konischen Abschnitt 7 des Luftansaugrohres 2 nach einer
bestimmten Funktion der durch das Luftansaugrohr strömenden Luftmenge bewegt.
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Das Luftmeßorgan steuert unmittelbar ein Kraftstoffzumeßventil 9.
Zur übertragung der Verstellbewegung des Luftmeßorgans 3 dient ein mit ihm verbundener
Hebel 10, der um einen Drehpunkt 11 gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung
mit einer Nase 12 ein als Steuerschieber 13 ausgebildetes bewegliches Ventilteil
des Kraftstoffzumeßventils 9 betätigt. Die Betätigung des Steuerschiebers 13 durch
das Luftmeßorgan 3 erfolgt entgegen der Kraft, die durch den Kraftstoff auf die
dem Luftmeßorgan 3 abgewandte Stirnfläche 14 des Steuerschiebers 13 erzeugt wird,
der in einen Druckraum 15 stromaufwärts des Kraftstoffzumeßventils 9 ragt oder durch
eine nicht dargestellte Rückstellfeder.
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Die Kraftstoffversorgung des Kraftstoffzumeßventils 9 erfolgt beispielsweise
durch eine von einem Elektromotor 18 angetriebene Kraftstoffpumpe 19, die Kraftstoff
aus einem Kraftstoffbehälter 20 ansaugt und über eine Kraftstoffversorgungsleitung
21 in den Druckraum 15 stromaufwärts des Kraftstoffzumeßventils 9 fördert. In der
Kraftstoffversorgungsleitung 21 ist mit einer Druckkammer 22 ein Druckregelventil
23 angeordnet. Die Druckkammer 22 des Druckregelventils 23 ist durch eine Membran
24 von einer Luftkammer 25 getrennt, die über eine Luftleitung 26 mit dem Luftansaugrohr
stromaufwärts des Luftmeßorgans 3 oder der Atmosphärenluft in Verbindung steht.
Das Druckregelventil
23 wird in Schließrichtung durch eine Feder
27 beaufschlagt, die in der Luftkammer 25 angeordnet ist.
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Die Federkraft der Feder 27 kann in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen
der Brennkraftmaschine verändert werden. Hierfür kann beispielsweise ein Elektromagnet
28 dienen, der über einen Betätigungsstift 29 an der Feder 27 angreift oder eine
von Betriebskenngrößen abhängige Zusatzkraft kann parallel zur Feder 27 direkt auf
die Membran 24 wirken. Die Magnetkraft kann beispielsweise in Abhängigkeit vom Signal
einer in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordneten, den Sauerstoffpartialdruck
messenden Sauerstoffsonde veränderbar sein.
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Die Membran 24 arbeitet mit einem in die Druckkammer 22 ragenden festen
Ventilsitz 30 zusammen, über den Kraftstoff in eine Rückströmleitung 31 gelangen
kann, die in den Kraftstoffbehälter 20 mündet.
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Der Steuerschieber 13 kann mit einer Ventilnadel 33 verbunden sein,
die durch eine Zumeßöffnung 34 ragt. Ventilnadel 33 und Zumeßöffnung 34 bilden zusammen
das Kraftstoffzumeßventil 9, durch das eine der angesaugten Luftmenge entsprechende
Kraftstoffmenge zugemessen wird. Der zugemessene Kraftstoff gelangt stromabwärts
des Kraftstoffzumeßventils 9 in einen Raum 35 einer Zumeßbuchse 36, i den eine erste
Luftleitung 37 mündet, die mit dem Luftansaugrohr stromaufwärts des Luftmeßorgans
3 oder der Atmosphärenluft in Verbindung steht. Diese Luft dient zum Transport und
zur Voraufbereitung des zugemessenen Kraftstoffes. In den Raum 35 der Zumeßbuchse
36 ragt gleitbar ein Röhrchen 38, das an seinem anderen Ende mit dem Drosselorgan
4 verbunden ist. Der zugemessene
Kraftstoff kann somit aus dem Raum
35 in das Innere des Röhrchens 38 gelangen. Durchgangsöffnungen 39 verbinden das
Innere des Röhrchens 38 in der Nähe des scheibenförmig ausgebildeten Drosselorgans
Lt mit Einspritzkanälen 40 im Drosselorgan 4, die am Umfang des Drosselorgans über
Einspritzöffnungen 41 in den durch das Drosselorgan Lt gesteuerten Luftansaugrohrquerschnitt
münden, also im Bereich größter Luftströmungsgeschwindigkeit. So können beispielsweise
im Drosselorgan 4 vier Einspritzkanäle vorgesehen sein, die gegeneinander um 90
° versetzt sind und über äe eine Einspritzöffnung 41 in das Luftansaugrohr münden.
Diese Kraftstoffeinspritzung über das Drosselorgan 4 bietet bei Leerlauf und Teillast
eine ausreichend gute Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei guter Gemischverteilung
auf die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine. Das Drosselorgan Lt ist beispielsweise
kreisförmig ausgebildet und besitzt beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein Führungsteil
43, das in einem mit der Saugrohrwandung verbundenen und in das Saugrohr ragenden
Steg 44 gleitbar gelagert und durch eine Betätigungsstange 45 axial verschiebbar
ist. Die Betätigungsstange 45 greiftdurch eine Aussparung 46 des Stegs 44 und ist
mit dem Führungsteil 43 des Drosselorgans 4 fest verbunden. Die Betätigungsstange
45 steht in nicht dargestellter Weise mit dem willkürlich betätigbaren Gaspedal
der Brennkraftmaschine in Verbindung.
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Die Zumeßbuchse 36 ragt mit ihrem dem Kraftstoffzumeßventil 9 abgewandten
Ende in eine im Innern des Führungsteils 43 des Drosselorgan 4 ausgebildete Teilmengenkammer
48, durch die das Röhrchen 38 hindurchragt. Im Bereich
der Zumeßbuchse
36 weist das Röhrchen 38 mindestens eine Teilmengenöffnung 49 auf, die bei Leerlaufstellung
des Drosselorgans durch die Zumeßbuchse 36 nahezu abgedeckt wird, so daß die am
Kraftstoffzumeßventil 9 zugemessene Kraftstoffmenge nahezu vollständig über das
Innere des Röhrchens 38 zu den Einspritzöffnungen 41 gelangt. Wird das Drosselorgan
4 in Vollastrichtung bewegt, so wird das Röhrchen 38 immer mehr aus der Zumeßbuchse
36 herausgezogen und die Teilmengenöffnung bzw. die Teilmengenöffnungen 49 werden
immer weniger durch die Zumeßbuchse 36 überdeckt, so daß eine größere Teilkraftstoffmenge
über die Teilmengenöffnung 49 aus dem Inneren des Röhrchens 38 in die Teilmengenkammer
48 gelangen kann, bis in Vollaststellung des Drosselorgans 4 nahezu die gesamte
an dem Kraftstoffzumeßventil 9 zugemessene Kraftstoffmenge aus dem Inneren des Röhrchens
38 in die Teilmengenkammer 48 übertritt. Die Teilmengenkammer 48 wird an ihrem der
Zumeßbuchse 36 abgewandten Ende durch ein das Röhrchen 38 umgebendes, ringförmig
ausgebildetes Einsatzelement 50 begrenzt, das einerseits Durchgangskanäle 51 zur
Verbindung der Durchgangsöffnungen 39 und der Einspritzkanäle 40 im Drosselorgan
4 aufweist und andererseits Axialkanäle 52, die die Teilmengenkammer 48 mit einer
der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine entsprechenden Anzahl von Einspritzleitungen
53 verbindet (siehe Figur 2).
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Wie in Figur 3 dargestellt ist, sind die einzelnen Einspritzleitungen
53 so geführt, daß sie in den zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine
führenden Einzelsaugrohren 5 münden, wo sie in Führungselemente 55 gelagert sind.
Durch die zwangsweise Aufteilung der jeweils
in die Teilmengenkammer
48 gelangenden Kraftstoffmenge wird insbesondere bei Vollast sichergestellt, daß
über die Einspritzleitungen 53 eine ausreichend gute Gemischverteilung auf die einzelnen
Zylinder der Brennkraftmaschine erfolgt. Im Beschleunigungsfalle, d.h. bei einer
plötzlichen Öffnungsbewegung des Drosselorgans 4 wird das Luftmeßorgan 3 ebenfalls
spontan geöffnet, so daß über den Steuerschieber 13 in dem Druckraum 15 eine kurzzeitige
Druckerhöhung des Kraftstoffes stromaufwärts des Kraftstoffzumeßventils 9 erfolgt,
wodurch kurzzeitig eine erhöhte Kraftstoffmenge am Kraftstoffzumeßventil 9 zugemessen
wird, was zu einer erwünschten Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Beschleunigungsfall
führt.
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Um sicherzustellen, daß für die Zwangsverteilung über die Teilmengenöffnungen
49 aus dem Inneren des Röhrchens 38 immer ein ausreichendes Druckgefälle zur Verfügung
steht, mündet in die Teilmengenkammer 48 eine zweite Luftleitung 56, über die Luft
mit einem reduzierten Luftdruck in die Teilmengenkammer 48 strömt. In der zweiten
Luftleitung 56 ist ein Differenzdruckventil 57 angeordnet, daß eine Membran 58 aufweist,
die eine Unterdruckkammer 59 von einer mit der zweiten Luftleitung 56 in Verbindung
stehenden Kammer 60 trennt. In der Unterdruckkammer 59 ist eine sich an der Membran
58 abstützende Druckfeder 61 angeordnet.
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Die Unterdruckkammer 59 steht über eine Unterdruckleitung 62 mit dem
Saugrohrabschnitt stromabwärts des Drosselorgans 4 in Verbindung. Die Membran 58
steuert ein Ventilglied 63, das mit einem Ventilsitz 64 zusammenwirkt und über das
Atmosphärenluft oder, wie dargestellt ist, Luft aus dem Saugrohrabschnitt stromaufwärts
des Luftmeßorgans
3 in die Kammer 60 strömen kann. Durch das Differenzdruckventil
57 wird eine nahezu konstante Druckdifferenz zwischen den Drücken in der zweiten
Luftleitung 56 und dem Saugrohrdruck stromabwärts des Drosselorgans 4 geregelt,
beispielsweise von 100 Torr.
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Die über die einzelnen Einspritzleitungen 53 den Einzelsaugrohren
5 zugeführten Kraftstoffmengen sind beeinflußbar durch die Gestaltung der Teilmengenöffnungen
49, die zusammen mit dem im Kraftstoffzumeßventil 9 abgewandten Ende der Zumeßbuchse
36 ein die Teilmenge bestimmendes Steuerventil 66 bilden.