DE2850975A1

DE2850975A1 - Einrichtung zur gemischbildung fuer fremdgezuendete brennkraftmaschinen und verfahren zu ihrem betrieb

Info

Publication number: DE2850975A1
Application number: DE19782850975
Authority: DE
Inventors: Lauren Lee Bowler
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1977-11-21
Filing date: 1978-11-21
Publication date: 1979-05-23
Anticipated expiration: 1998-11-22
Also published as: DE2857691C2; DE2850975C2; CA1102190A; US4341193A

Description

Die Erf lndung bezieht sich auf eine Einrichtung zur GEmlschblldung für freodgezUndete Brennkraftmaschinen alt einen Droseelkleppengehüuse mit mindestens eines la wesentlichen lotrechten Saugkanal und einer in dieses liegenden verstellbaren Drosselklappe, und auf ein Verfahren zuB Betrieb dieser Einrichtung.

Es sind verschiedene elektronische Kraftstoff einspritzanlagen alt elektromagnetischen Kraftstoff« einspritzeinrlohtungen zur Einspritzung des Kraftstoffes in die Zylinder einer Brennkraftaaschine bekannt« Hierbei ist bei einer Bauart eine Mehrzahl von elektromagnetischen Kraftstoffelnsprltxeinrlchtungen vorgesehen, die Kraftstoff, beispielsweise Benzin, In Elnlassuffnungen der einzelnen Zylinder der BRennkraftaaschlne in zeitlicher Abstimmung zumessen«

Bei einer anderen Bauweise (US-PS 3 943 904) ist Mindestens eine elektrooagnetlsehe Kraftstoffelnaprltzelnriohtung vorgesehen, dl· an einer Stelle angeordnet ist, dass der Ansaugbereich der Brennkraftmaschine «it Kraftstoff versorgt wird, um dort ein Gemisch zu bilden, das über den EinlaOsaBaelkasten den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeteilt wird.

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Vegen der grossen Flüchtigkeit von Benzin «Is Kraftstoff bat niedrig·« Druck und erhöhten Temperaturen und grossen Höhen «rfordern die bekennten Anlagen eine Pumpe »ar ErhShung de» Druckes dee Kraftstoffe», die beispielsweise als Zahnradpumpe ausgebildet ist. Diese Pumpe erhOht den Druck des normalerweise alt niedriges Druck aus dea Kraftstofftank zugeleiteten Kraftstoffs, üblicherweise wird ein Druck von etwa 276 Kilopascal oder mehr vorgesehen, um die Bildung von Kraftstoff dämpfen nach Möglichkeit xu verhindern, da Einschlüsse von Dampfblasen in dea Kraftstoff * Betriebsstörungen oder zu mindestens Lelstungsverluste verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, e ine Einrichtung der eingangs erwähnten Art so welter auszugestalten, dass der Kraftstoff mit niedrigem Druok zugeleitet wird und eine gesteuerte Gemischbildung im Einlaeesammelkaaten der Brennkraftmaschine erfolgt, wobei der Kraftstoff zur genauen Zumeasung dauernd in rein flüssiger Form gehalten wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 herausgestellten Merkmale gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprllchen.

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Durch die erfindungsgeaässe Ausgestaltung wird eine die Einspritzung en einer Stelle vornehmende Kraftstoffanlage geschaffen, die für «it Benzin betriebene Brennkraftmaschinen vorteilhaft ist. Dieses Gerät ist oberhalb des Drosselklappengehluses angeordnet und enthält Mindestens eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die den zugeleiteten Kraftstoff in die einstreuende Luft an Beginn des Saugkanals einspritzt. Diese Einspritzung erfolgt vor der Drosselklappe, der Kraftstoff wird den Einspritzgerät ■it niedriges Druck zugeleitet, der durch den Druckregler aufrechterhalten wird, wobei die bei der Zumessung Uberstroaende Kraftstoffaenge dea Druckregler zugeleitet wird.

Durch die Erfindung ist es erauglieht, eine Einspritzeinrichtung zu schaffen, die ait niedriges Druok in der Grdssenordnung von 41 bis 103 Kilopascal arbeitet. Dieser DRUCK kann Bit einer verholtnlaaäeaig billigen Puape, die in den Kraftstofftank des Fahrzeugs eingebaut werden kann, geliefert werden, so dass eine Hochdruckpumpe, die als VerdrfingerpuBpe ausgebildet wäre, entbehrlich wird.

(A)WOhI der Kraftstoff Bit niedrige« Druck de· Einapritzger&t zugeleitet wird, befindet sich der Kraft·

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^toff im Bereich der Zumeßstellen in rein flüssigem Zustand, so dass eine genaue Zuteilung des Kraftstoffs erfolgt· Hierbei ist es vorteilhaft, dass der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank verhSltnismässlg niedrige Temperaturen aufweist. Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung wird ferner der überschüssige Kraftstoff zur wirksamen Kühlung der Einspritzeinrichtung verwendet und es wird daher die zugeleitete Kraftstoff menge mindestens zwei mal grosser gewählt als die maximale einzuspritzende Kraftstoff menge, so dass im allgemeinen das Verhältnis zwischen der rück-βtrömenden und der eingespritzten Kraftstoffmenge grosser als 2il ist.

einspritz Da die Kraftstof^einrichtungen in einem

Gehäuse aus gut wärmeleitendem Werkstoff angeordnet sind, das von der Ansaugluft durchströmt wird, erfolgt auch durch diese eine wirksame Kühlung des Gehäuses und damit der dort untergebrachten Teile des Einspritzgergts und des Kraftstoff druckregiere· Da infolge des geringen Druckes geringe Strömungsgeschwindigkeiten des Kraftstoffes vorliegen,können im Kraftstoff enthaltene Dampfblasen leicht ausgeschieden werden, so dass unbedingt nur flüssiger Kraftstoff zu den Zumeßstellen gelangt. Ferner gestattet die erfindungsgemässe

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Ausbildung das Vorsehen von Dampfableitungskanfilen» um abgeschiedene Kraftstoffdampfe abzuleiten. Das ElnspritzgerHt stellt.ein· Baueinheit dar, die auf das Droseelklappengehtfuse aufgesetzt werden kann und sowohl den Kraftstoffdruckregler als auch die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen enthalt, so dass nur ein einziger Kraftstoffeinlass und ein einziger Kraftstoffauslass erforderlich ist, die unmittelbar «it dem Kraftstofftank des Fahrzeugs verbunden sind, so dass eine minimale Aufhellung des Kraftstoffes erfolgt und der normalerweise geringe Temperatur aufweisende Kraftstoff aus dem Kraftstofftank für die Kühlung zur Verfügung steht.

Des weiteren ist die Ausbildung erflndungsgeaiss so gestaltet, dass eine leichte Herstellung und eine bequeme Wartung möglich sind.

In den Zeichnungen sind Ausführungebeispiele der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht

eines Saugrohrelnsprltzgeräts nach der Erfindung alt den benachbarten Teilen einer Brennkraftaaschine,

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Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1 mit zum Teil weggebrochenen Teilen,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Flg. 2 durch den Druckregler und zugeordnete Bauteile«

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 In Fig. 2.

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Einspritzein-. rlchtmg geschnitten nach der Linie 5-5 in FIg. 2,

Fig. 6 einen Teilschnitt nach der Llnio 6-6 in Flg. 2 durch eine abgewandelte Form einer Daepf ableitung

und FIg. 7 «inen axialen Teilschnitt durch den

DUsentell einer elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die in Geräte nach den Fig. 1 bis 5 einsetzbar ist.

Vie Flg. 1 zeigt» 1st ein Saugrohreinsprltzgerät 10 nach der Erfindung in geeigneter Weise oberhalb des Einlasses eines ElnlaBsammslkaetens 11 einer Brennkraftaa- »chine angeordnet, wobei zwischen beiden Teilen «ine Platte

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aus wäraeisolierendett Werkstoff, beispielsweise aus Faserplatten, vorgesehen ist. Zur leichteren Herstellung und Montage ist das Saugrohrelnspritzgerät nit einest zweiteiligen Gehäuse 19 ausgebildet, näBllch einem Kraftstoffgehäuse ait einen durch Schrauben 16 befestigten Deckel 15 und elnea DroBselklappengehäuee 20. Das Kraftstoffgehäuse 1st mit dem Drosselklappengehäuse 20 durch einen Gewindebolzen 17 und eine aufgesetzte Mutter 18 verbunden, wie dies Flg. 3 zeigt. Der Gewindebolzen 17 dient ausserdea der Befestigung eines Üblichen Luftfilters, das nicht in der Zeichnung dargestellt ist.

Das Drosselklappengehäuse 20 enthält bein AUsfUhrungsbeispiel zwei Saugkanäle 21, die sieh von der oberen Stirnfläche 22 zu einer unteren Stirnfläche 23 erstrecken (Fig. 5). Die Saugkanäle 21 sind zylindrisch und 1» wesentlichen lotrecht angeordnet. Der Luftstrom durch die Saugkanäle wird durch Drosselklappen 24 gesteuert, die an einer Droaselklappenwelle 25 befestigt sind, welche die Saugkanäle anschneidet. Die Betätigung der Drosselklappen erfolgt in Üblicher Welse. Auch weitere Bauteile, wie Lufttemperaturund StrÖÄungemesaer, die la Drosselklappenge* hluse 20 angeordnet sind, sind nicht dargestellt und auch

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nicht beschrieben, da ale zur Erläuterung der Erfindung nicht wesentlich sind.

Zum Einspritzen von Kraftstoff in den Luftstrom, &9T durch die SeugkanMle 21 zur Brennkraftmaschine geleitet wird, sind zwei elektromagnetische Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 26 vorgesehen, die mit geringem Kraftstoff druck von beispielsweise Al,4 bis 103»4 Kilopascal arbeiten und im Kraftstoffgehäuse 14 so angeordnet sind, dass Jedem Saugkanal 21 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 26 zugeordnet 1st.

Der durch die Kraftstoffeinapritzeinrichtungen 26 einzuspritzende Kraftstoff wird dem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine durch eine Niederdruckförderpuupe (nicht dargestellt) zugefürdert. Diese ist infolge des geringen Kraftstoffdruckes vorzugsweise als Schleuderpumpe ausgebildet und nicht als Verdrängerpumpe. Eine derartige Schleuderpumpe wird vorzugsweise im Kraftstofftank untergebracht, der hierzu einen tiefliegenden Teil hat, so dass eine glelchmässige Zufuhr von Kraftstoff auch bei geringem Kraftstoffinhalt und bei ungünstigen Fahrbedingungen gewährleistet ist. An dieser Stelle enthält der Kraftstoff keinen oder nur wenig Dampf. Der Kraftstoff wird mit niedrigem

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Druck von dta Kraftstofftank Über eine Zuleitung 27 (Fig. 2) zugeleitet und gelangt in eine Einlaeskaaaner öl im Kraftstoff geh&uae 19, von wo er zu den Kraftstoffeinrichtungen 26 veitergeleitet wird, überschüssiger Kraftstoff wird zum Kraftstofftank Über eine Rücklaufleitung 28 zurückgeleitet. Vie die Fig. 1 bis 3 zeigen, 1st das Kraftstoffgehäuse 14 ein einteiliges Gußβtück. Es enthält eine ringförmige Aussenvand 30 mit einer zylindrischen Aussenflache 31 und einer zylindrischen Innenfläche 32, die gleich» achalg zueinander liegen. Die zylindrische Fora der Innenfläche 32 uaglbt den unteren Teil des Gehäuses, von den Luft aus dem oberen Teil des Kraftstoffgehäuses 14 in die beiden Saugkanäle 21 Übergeleitet wird(Fig. 1). Obere und untere Stirnflächen 33 und 34 begrenzen die Aussendend 30. Das Kraftstoffgehäuse 14 enthält ferner eine Wand 35, die mit der Aussenwandung 30 verbunden ist (Fig. 2 und 3) und zwischen denen Auslasskanal 62 und 93 (Fig. 3) vorgesehen sind. Ferner erfolgt eine Abstutzung über Speichen 29a und 29b (Fig. Z).

Ina Ausfuhrungsbeispiel würde die untere

Stirnfläche eines Üblichen Luftfiltere, der nicht dargestellt ist, auf der oberen Stirnfläche 33 oder einer zwlschenge-

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•ehalteten Dichtung, aufruhen.

Zwischen der inneren zylindrischen Flache 32 und der äusseren Fläche der Vend 35 ist soalt ein Anaaugkanal 36 geschaffen, dessen StröBungeqterschnitt vorzugsweise mindestens doppelt so gross oder grusser als der vereinigte Querschnitt der beiden SAugkanäle 21 ist. Die obere Fläche 37 der Wand 35 liegt oberhalb der oberen Stirnfläche 33 der Ausaenvand 30 (Fig. 3). Die untere Stirnfläche der Vand 35 liegt in der Senkrechten zwischen den beiden Stirnflächen 33 und 34 der Aussenwand 30.

Beim Ausfuhrungsbeispiel enthalt die Vand 35 des Kraftstoffgehäuses 14 zwei ifannen 39 (Fig, 5), die der Aufnahme der Kraftstoffeinsprltzeinrichtungen 26 dienen. Jede Pfanne 39 ist durch eine durchgehende la Durchmesser abgesetzte lotrechte Bohrung in der Wand 35 gebildet, die im wesentlichen koaxial zu Je einen Saugkanal 21 gerichtet 1st (Fig. 5). Die Pfanne 1st entsprechend der Kontur der elektroDagnetiechen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 26 ausgebildet. Im AusfUhrangsbeispiel weist jede Pfanne 39 eine zylindrische obere Vand 40, eine zylindrische Zwischenwand 41, eine zylindrische untere Mittelwand 42 und eine zylindrische untere abgesetzte Vand 43 auf. Diese Vinde

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haben fortschreitend nach unten kleineren Durchaeeser. Die Wände 40 und 41 sind durch eine schräge Schulter 44 miteinander verbunden, während die VXnde 41 und 42 durch eine »ehr radiale Schulter 45 in Verbindung stehen. Bie WÄNde 42 und 43 sind ebenfalls durch eine andere nahezu radiale Schulter 46 miteinander verbunden. Jede Kraftstoffeinspritzeinrichtung 26 wird in der zugeordneten Pfanne 39 durch einen Überlappenden Teil des Deckels 15 des Kraftstoffgehäuses 14 gehalten. Der Deckel 15 hat DurchbrUche 47, damit Zugang zu elektrischen Anschlusskleiamen 48 gegeben 1st, an die nicht dargestellt« elektrische Leitau angeschlossen werden, die zu eine» elektronischen Steuergerät (nicht dargestellt) fuhren, das die Kraftetoffeinapritzeinrichtungen erregt und stromlos macht, und zwar in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, wie dies an eicht bekannt 1st.

Jede Kraftstoffeinspritzeinrichtung 26 ist so in der zugeordneten Pfanne angeordnet, dass ihr Spritzkopf 26a (Fig. 5) in einem vorgegebenen axialen Abstand oberhalb des BEginns des zugeordneten Saugkanals 2.1 liegt· Der Spritzkegel des eingespritzten Kraftstoffes trifft auf die zylindrische Vand des Saugkanals 21. Der zerstaubte Kraftstoff trifft auch den oberen Teil des Saugkanals, er-

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«treckt aich jedoch nicht bis zu der benachbarten horizontalen iUngfläche 22. Der Kraftstoff trifft auch auf die obere Fläche der Drosselklappe 24, Der Spritzkopf 26a ist so Über dem Beginn des Saugkanals 21 angeordnet, dass sich diese* Küster des eingespritzten Kraftstoffs ergibt.

Durch diese Anordnung wird der wesentliche Teil des flüssigen Brennstoffes auf die zylindrische feand 21 gerichtet, während der kleinere Teil auf die Drossel* klappe 24 und die Fläche 22 gelangt. Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung wird der Kraftstoff in einzelnen Stöeeen zugeleitet. Diese Stösse können im konstanten Abstand wiederholt werden, aber mit veränderlicher Länge oder sie können einheitliche lunge haben, aber unterschiedliche Zeitabstände voneinander oder es kenn auch eine Kombination veränderlichen Abstandes und veränderlicher Länge der Stösee angewandt werden. Bei geringer Strömungsgeschwindigkeit«, bei geschlossener Drosselklappe können Kraftstofftropfen an der Wand 21 abwärts rinnen, so dass bei Jedem STOs* flüssiger Kraftstoff auf diese Fläche trifft. Der sich bildende Kraftstoffilm gelangt in die Nähe der Drosselklappe, wo infolge der höheren Luftgeschvindigkeit und des niedrigen Druckes die Verdampfung unterstützt wird.

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Teile dee Gehäuse« der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 26 ein*ohliee*lieh des Teils,der eine Kraftstoff« einlassuffnung 50 enthält, beetieuaen alt der unteren Zwischenwand 42 und der Schulter 46 eine ringf«r»ige Kraftstoffksjsjier 52 (Flg. 5). Bei einen Saugrohr einspritzgerät für eine Aoht-Zy}lnder-V*Maschine von 5,74 Liter Hubvoluaen 1st der Durchmesser der Mittleren Wand 42 etwa 22,29 mm und ihre Höhe etwa 9.15 «β. Das Voluaen der ringförmigen Kraftstoff» kumer 52 beträgt hierbei etwe 3,916 cm". Bei einer Kraftstoff zufuhr während des Betriebes von etwa 56,8 - 85 Liter/h ist unabhängig von der eingespritzten Kraftfstoffoenge der zur Brexmkraftaaehhlne zugeteilte Kraftstoff -weniger als 1/3 der abgeführten Kraftstoffnenge. Wenn diese Werte auch nicht ausgesprochen kritisch sind, so sind es Werte, die sich als geeignet erwiesen haben.

Geeignete O-Ringdichtungen 53 und 54 be« wirken die Abdichtung zwischen dem Gehäuse der elektromagnetischen Kraftstoffelnspritzelnrlchtungen 26 und den Flächen der Pfana· 29 beiderseits der Kraftstoffkammer 52.

Das Kraftstoffgehäuse 14 hat, wie die

flg. 3 und 4 zeigen, «ine innere zylindrische Wand 55 und eine ·Bodenwand 56, während der Deckel 15 mit einer Inneren

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zylindrischen Wand 57 und einer oberen Vand 58 versehen 1st. Hierdurch 1st eine Kammer gebildet, In der ein Kraftstoffdruckregler 60 untergebracht 1st. In diesem Bereich 1st auch durch zylindrische senkrechte vXnde 55,57 und durch die ttusseren Wände des Druckreglers 60 die Kraftstoffein« lasskammer 61 begrenzt.

Der Kraftstoffeinlasskaraiaer 61 (Flg. 3) wird Kraftstoff über den Einlasskanal 62 (Fig. 2) im Kraftstofigehäuee 14 zugeleitet, der die Kraftstoffeinlasskaomer 61 Über einen Fitting 63 Bit der Zuleitung 27 (Fig. 2) verbindet, die zu den Kraftstofftank des Fahrzeugs führt. DIE Zuleitung des Kraftstoffes erfolgt »it einem niedrigen Druck, beispielsweise zwischen 41,4 bis 103,4 Kilopascal. Der zugeleitete Kraftstoff 1st verhältnisuässig kühl gegenüber den Temperaturen la Brennkraftaaschlnenblock und Im Haschinertabteil des Fahrzeuge. Der Kraftstoff kann bei der» artig! niedrigen Drücken durch eine einfache im Kraftstofftank angeordnete Kraftstoffpumpe,zveckmSssig einer Schleuder* pumpe, gefördert werden.Von der Kraftstoffeinlasskautaer 61 (Fig. 3) wird der Kraftstoff über einen Kraftstoff kanal 64 (Flg. 2,3 und 5) den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen zugeleitet. Dieser Kanal erstreckt sich horizontal in der

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Vend 35 zwischen den Pfannen 29 (Fig. 2).und let so angeordnet, dass er auch die zylindrische Kraftstoffeinlasskaamer.61 anschneidet (Fig. 3), —-> dass also Kraftstoff von der Kiaftstoffeinleeekammer 61 den Pfannen zugeleitet wird.

Überschüssiger» nicht in die SAUgkanäle eingespritzter Kraftstoff wird zu dem nicht dargestellten Kraftstofftank zurückgeleitet. Zu diesem Zwecke sind die Kraftstoffkammern 52 (Fig. 5) der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen durch einen gemeinsamen horizontalen Rücklaufkanal 65 in der Wand 35 des Kraftstoffgehäuses 14 alt dem unteren Ende eines im wesentlichen lotrechten Steigerkanals 66 verbunden, der zum Teil im Kraftstoffgehäuse 14, zum Teil im DEckel 15 vorgesehen 1st (Flg. 6). DER Steigerkanal 1st Über «inen horizontalen Kanal 67 in einem erhöhten Ansatz 15a des Deckels 15 vorgesehen und stellt eine Verbindung alt Asa zylindrischen offenen Ende «Ines Kanals 68 in Deckel 15 her· Der Kanal 68 uaglbt die Achse des Ansatzes 15a des Deckels 15 und wird durch eine rlngfOraige nach oben gerichtete Rut in der oberen Wand 58 des Deckele 15 gebildet.

Eb kann jeder geeignete Kraftstoff druckregler verwendet werden. Xa Ausfuhrungsbeispiel geafiss Flg.3 ist der Kraftstoffdruckregler 60 alt einer unteren napf-

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förmlgen Grundplatte 70 versehen, die eine erste Kaaaer 71 begrenzt. Ein entgegengesetzt offener napfförmig er Deekel ist alt der GRundplatta 70 durch eine Überwurfmutter 73 verbunden, die mit der Grundplatte verschraubt ist« Eine Membran 74 1st zwischen der Grundplatte 70 und dem Deckel eingespannt und begrenzt eine Kraftstoff rücklaufkaomer 75» die von der Kammer 71 getrennt ist.

Der KraftatoffrUcklaufkaiamer 75 des Druckreglers 60 ströat Kraftstoff Über mehrere Abstand voneinander aufweisende Löcher 76 in der oberen Wand 72a des Deckels zu. Der Auslass für den Kraftstoff von Druckregler erfolgt über einen la wesentlichen lotrechten Auslasskanal 77 in eine» rohrföraigen Ventilsitzglied 78, das sich durch eine zentrale öffnung in der oberen Vand des Deckels 72 erstreckt. Das Ventilsitzglied 73 ist beispielsweise durch eine ring« föraige Lötnaht ait dea Deekel 72 verbunden. Das untere Ende des Ventilsitzgliedes 78 (Fig. 3) erstreckt sich ua einen vorgegebenen Betrag unter die obere V/and 72a und bildet einen ringförmigen Sitz für eine Ventilplatte 81. Das andere Ende des Ventilsitzgliedes 78 hat Aussengewinde 79t ^{dae in} *ⁱⁿ Innengewinde 90 der oberen Wand 53 im Bereich des Ansatzes 15a des Deckels 15 eingeschraubt 1st. Auf diese Weise kann der Druckregler 60 einstellbar an dem Deckel 15 befestigt

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werden.

Der Abatroffl von Kraftstoff aus der KraftstoffrUoklaufkaaacr 75 Über den Auslasskanal 77 wird durch die Ventilplatte 81 alt Hilfe der Membran 74 gesteuert. Die Ventilplatte 81 wird normalerweise alt einer vorgegebenen Kraft gegen den Ventilsitz gehalten, vozu in der Kaaser 71 eine Feder 82 vorgesehen ist, die sich an einer VerstSrkungsaoheibe 83 an der unteren SEite der Keabran und an einem Federteller 84 abstutzt. Der Federteller 84 hat eine zentrale Öffnung 84a. Der Federteller 84 ist in einer Richtung axial innerhalb der Keener 71 durch eine Stellschraube 85 einstellbar, die in ein Innengewinde 86 la Bereich eines nach unten gerichteten Ansatzes 70a der Grundplatte 70 eingeschraubt ist. Eine auf die Stellschraube 65 aufgeschraubte Mutter 87 lagt die eingestellte Lage fest.

Der Ansatz 70a liegt frei in einen Durchbruch 56a in der Bodenwand 56 des Kraftstoffgehäuses 14« Die STEllschraube 85 enthält einen durchgehenden Kanal 85a, dw zua Loch 84a des Federtellers 84 ausgerichtet 1st, so dass also die Kasater 71 in FLUssigkeltsverbindung alt dea Anaaugkanal 36 steht.

Vie bereits erwähnt, begrenzt der Kraftstoffdruckregler 60 alt den Wänden 55 und 56 des Kraftstoffge-

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hfiu*·· 14 und den Vänden 57 und 58 des Deckels 15 die Kraftstoffelnlasskammer 61, die von der öffnung 56m Über eine 0-Rlngdiehtung 68 getrennt let, die die öffnung 56« radial auswärts umgibt. Ib AusfUhrungsbelspiel liegt der O-Ring 88 zwischen einer unteren flansehartigen Wandfläche 70b der Grundplatte 70 und der Sedenvand 56. Die Kraft« stoffelnlasskiuouier 61 ist ferner von dem ringförmigen KraftstoffrUcklaufkanal 68 la Deckel 15 und von den Einlass löchern 76 im Deckel 72 des Kraftstoffdruckreglers 60 durch einen O-üRing 90 abgedichtet, der zwischen der oberen Wand 72a des Deckels 72 des Druckreglers 60 und der oberen Wand 58 des Deckels 15 liegt.

Der von der XraftstoffrUoklaufkamaer 75 Über den Auslasskanal 77 abströmende Kraftstoff gelangt dann in einen im wesentlichen horizontal verlaufenden Rücklauf kanal 91* dessen eines QwIe mit der Bohrung 80 in Verbindung steht. Das andere Ende dieses Kanals 91 geht la das obere Ende eines im wesentlichen senkrechten Kraftstoffrücklaufkanals 92 Über (Flg. 4), der zu einem Teil im Deckel 15 und sum anderen Teil im Kraftstoffgeh&uae 14 gebildet ist. Der Kraftstoffrücklaufkanal 92 mündet mit seinem unteren Ende in einen im wesentlichen horizontal

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verlaufenden Rüeklaufkanal 93 la Kraftstoffgehäuse IA (Flg. 2 und 4). Über einen Fitting 94 erfolgt die Verbindung zur RUcklaufleitung 28, aber die der Kraftstoff zum nicht dargestellten Kraftstofftank des Fahrzeugs zurückfllesst.

Die Kanäle 65» 66 und 67 sowie der Ringkanal 66 stellen einen ersten RUcklaufweg dar, der die Auslassöffnungen 51 der elektromagnetischen Kraftstoff-*elnapritzeinrichtungen 26 und die Kraftstoffrücklaufkaaaern 52 Bit der EinlaSseite des Kraftstoffdruckreglers 60 verbindet. Die Bohrung 80 und die Kanäle 91,92 und 93 bilden einen zweiten KraftsbffrUckströmweg, der die Auslaßaeite des Kraftstoffdruckregler* 60, nämlich den Kanal 77, mit den Kraftstofftank des FAhrzeugs verbindet, wobei in diesem Veg der Druck im Kraftstofftank, also im wesentlichen atmosphärischer Druck, herrscht, sofern der Kraftstofftank in üblicher Velse belüftet ist.

IAi einen einwandfreien Betrieb der elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 26 und des Kraftstoffdruckreglers 60 zu gewahrleisten, ist bei Verwendung von BENzIn als Kraftstoff bei niedrigen Förderdruck von 41,4 bis 103,4 Kilopascal zweckaftseig, Daapfableitungskanäle vorzusehen, um gegebenenfalls enthaltene Dämpfe aus dem flüssigen Kraftstoff zu entfernen, bevor er die KraftatoXX-

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elnsprltzeinrlchtungen 26 und den Druckregler erreicht.

Zu diesen Zweck i./t ein Dampfableitunga-

kanal 95 alt einer DROsselstelle 96 vorgegebenen Durchmessers im Deckel 15 vorgesehen, der von dea obersten Teil der Kraftstoffeinlasskaamer 61 zum zweiten KraftstoffUberstrÖmweg, beispielsweise de« Rüekströmkanal 91*1« Deckel 15« führt (Fig. 4). Zusätzlich 1st eine DRoaaeletelle 97 vorgegebenen Durchmessers in Deckel 15 vorgesehen, die den obersten Teil des Ringkanala 68 des eraten KraftstoffrUckatröewegea mit dea RUckströakanal 91 des zweiten Rllckströnvegea verbindet, wie dies Fig. 4 zeigt.

Bei anderen Ausbildungen und Verwendung

anderer elektromagnetischer Kraftstoffeinspritzeinrichtungen kann es erwünscht sein_v zusätzlich noch einen dritten Dampf» ableitungskanal vorzusehen, um den den elektromagnetlachen Kraftstoffeinaprltzelnrichtungen zugeleiteten Kraftstoff von Dampfbestanmteilen zu befreien. Ein solcher dritter Dampfableitungskanal verbindet die Kra^tstoffelnlasskammer 61 mit dem eraten Kraft«toffrücketrönaveg*. beispielsweise Über einen Kanal 98 a\it einer Drosselstelle 99 la Deckel 15 vom oberstan Teil der Kraftstoffeinlasskaaaer 61 zum Kanal 67 des ersten Kraftstoffrücklaufweges (Fig. 6).

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Die in den DaapfableitungskanHlen vorgesehenen Drosselstellen *ind zveckm&seig von geringer Gruse·, s> dass sit den Abetroa von Kraftstoffdämpfen gestatten, Jedoch mir einen «iniaalen Durchlass für flüssigen Kraftstoff gestatten»

Vähtend des Betriebes kann Benzin als Kraftstoff bei niedriges Förderdruck von 41,4 bis 103,4 Kilopaseäl la Einlasskanal 62 zur Kraftstoffeini &sskeaaer 61 DMapfe enthalten» Der Kraftstoff sollte daher in der Kraftstoffeinlasskaaaer 61 eine ausreichende Verweilzeit haben und^elne ausreichende Grosse aufweisen, die auf die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes abgestellt ist. damit sich die Dlapf· von de· flüssigen Kraftstoff trennen können.

Diese abgetrennten Kraftstoffdäapfe steigen zur oberen Wand 58 auf und verlassen die Kraftstoffeinlasskamaar 61 über den Kanal 95* wobei der Durchstroa durch die Drosselstelle 96 gesteuert 1st. Die Dänpfe gelangen in den RUcklaufkanal 91 des zweiten KraftstoffrUcklaufweges und kehren in den Kraftstofftank des Fahrzeugs zurück.

Ist das Gerät alt den zuvor beschriebenen Dsapfableltungskanal 98 nebst Drosselstelle 99 versehen, so gelangen Kraftstoffdäapfe aus der Kraftstoffeinlasskaaaer 61

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ebenfalls Über diesen Weg zum Kraftstofftank zurück.

Der von der Kraftstoffeinlasskanmer 61 zu den Kraftatoffkammern 52 gelangende Kraftstoff wird daher von Kraftstoffdämpfen la wesentlichen frei sein. Die Kraftstoff- «enge, die den Saugrohreinspritzgerät 10 zugeleitet wird, ist beträchtlich grosser als die Menge von Kraftstoff, die durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 26 im die Sauganlage der Brennkraftmaschine eingespritzt wird und der Über* schlissige Kraftstoff wird zum Kühlen der elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 26 und des KraftstoffgehSuses des Gerfite verwendet. Ferner dient er zum Ausspülen von Kraftstoffdampfen» die sich in den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 26 gebildet haben, so dass deren Ventile stets von flüssigem Kraftstoff bedeckt sind, Äo dass die Kraftetoffzumessung nicht getrübt wird.

Kraftstoffdämpfe im ersten Kraftstoffrückstromweg werden über die Dampfableitung 97 zua zweiten Kraftstoffrllckströmweg abgeleitet, bevor der Kraftstoff in den Kraft· stoffdruckregler 60 gelangt.

Die Dampf ableitungen 95, 96, 97, 98 und 99 (Flg. 4 und 6) sind erwünscht, da das Ausspülen von Kraftstoff dämpf en unter ungünstigen Betriebsbedingungen vorteil-

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haft 1st. Sind derartig· Bedingungen aiehfc sn &rws^t^n₉ s® kttnnen dl··· Kanal· fortgelassen werden»

In den Kraftstofftank suriiokgelcdtet© Kraftstoff άΰβφΐβ können in bekannter Weis© aus dies©a ©jatefepnt oder zurückgewonnen werden« loäapielewei s© Kwm. ©la speicher die zurUekgelelteten Kraftstoffdämpf© aufnehmen, €£@ dann während des Betriebes de? Maschine aus dieses ausgespült und durch ein Steuerventil gesteuert άοτ Msauganlog® Kraftmaschine zur weiteren VerwertuMg Engoleit^ können.

Bei einem AusfOhrungsbeiepi©! @ii gMässen Saugrohreinspritzg®rätes 10 feel ©laer Bissig grossse Hubvolumen aufwaisenäen Brennkraftmaschine wurden
elnspritzeinriohtungen 26 verwendet^ %eb@i zufuhr zwischen 113,6 bis 170,34 Liter /h @w£&lgt®o Bei •ijoer Auslage des SaugrohreinspritzgerSt® 10 tür @£n® Vi@r» Zylinderaaschine und nur einer Kraftstoff®issprits®inrichtung 26 kann dl· Kraftstoffzufuhr auf- beispiels^eis© 56,3 bis 113,6 Liter /h verringert werden. In beiden Fällen wird Jedoch nur ein Teil des zugeleiteten Kraftstoffes eingespritzt und der gröaeere Teil znrüekgeleitat und hierbei

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zur Kühlung verwendet.

Venn mich die angegebenen Kraftatoffnengen als im Betrieb zufriedenatellend festgestellt wurden, ist eine Verringerung bei bestismten Bedingungen »öglich. Aber in jedem Falle bus« die Zufuhr an Kraftstoff wesentlich grosser als die einzuspritzende Kraftstoffmenge sein, dealt eine ausreichende Kühlung des Kraftstoffgehttuees und der Kraftstoffeinspritzeinriehtungen gewährleistet wird, daffiit eine wesentliche Dampfbildung la Bereich der 2uaessstellen tinter-bunden wird.

Die elektroaagnetlsohen Kraftstoffelnspritz« eimsriehtuagen 26 haben zweckaSssig ein Nagnetventil zur Steuerung des Kraftstofflusses durch die Düsenanordnung. Bei do? AusfOhrungsforM genSss FXg. 7 ist der DUsenbereioh der Kraftstoff einspritzeinrichtung 26 in der unteren Wand des Gehäuses 110 der Kraftstoffeinspritzeinrlohtung 26 angeordnet· Von oben beginnend ist ein Ventilsitzglied 111 in Fora einer Ringscheibe vorgesehen, deren zentraler axialer Auslass 112 oben in eine« konischen Ventilsitz 114 sUndet» ait dea eine kugelförmig· Ventilflttehe zusasaeiiarbeitet. Unter de« Ventilsitzglied befindet sieh eine scheibenförmige Virbelplatte 115 alt Mehreren Über den

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Umfang verteilten geneigten und axial gerichtet«» Kanälen 116. Denn folgt «in Spritzkopf 117 Bit ^ritsöffnungea 116.

Di· Kanal· 116 in der Wirbelplatt· 115 erstrecken «ich von einer Ringnut 120 an der oberen Stirn« fische der Vlrbelplatte 115, di· «inen nach oben stehenden Ansatz 121 dar Virbelplatte umgibt, der alt Spiel in den Kanal 112 de« Ventilsitzgliedes 111 ragt.

Der Stroa durch den Kanal 112 des Ventilalts» fliedes 111 vird durch das Ventil 122 gesteuerte das in einer Kraftstoffkasaer 123 »it Spiel angeordnet ist* Me Kraftstoffkasosr 123 steht nit den AuslassSffnungen 5© bzv. 51 in TlUssigkaitsverblndung. Das Ventil 122 ist in der Lotrechten zwischen einer SCHlieeetellftng, in der es dext Ventilsitz 114 versehliesst, und einer Offenstellung bevefebar. Vi* bereite erwähnt, ist der Kopf des Ventils 122 kugelförmig, in AiufUhrungsbeisplel halbkugelföreig, und ist auf der der Sitzfllohe abgevandten Seite «it einer Abflachung versehen·

Der nicht dargestellt· Magnet der elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 26 hat einen lotrecht bewegbaren Anker 124, der normalerweise durch «ine Feder (nicht dargestellt) belastet ist, so «lass bsi etroe-

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loses Magneten das untere geschlitzte Ende des Ankers gegen das Ventil 122 anliegt und dieses In die Schlißstellung gegen den VENtilsitz 114 bewegt. DAs Ventil 122 ist soalt ein elektrisch betätigtes Zumessventil.

Das ABheben dee Ventils 122 vom Ventilsitz 114 erfolgt durch eine Druckfeder 125, die mit Spiel in dem Kanal 112 des Ventilsitzes 111 sitzt und an der oberen Stirnfläche der WIRbelplatte 115 abgestützt gegen die kugelfarmige Fläche des Ventils 122 anliegt. Der Ansetz 121 dient nicht nur der Führung der Druckfeder 125« sondern verringert mm\ das i» Kanal 112 verfügbare Volumen. Während des Betriebes wird das Ventil durch den Anker 124 der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 26 betätigt und die Druckfeder 125 öffnet das Ventil 122 nur» wenn der Hagnet erregt 1st.

Weitere Einzelheiten dieser Art von elektromagnetischen Kraftstoffelnspritzeinriohtungen 26 sind in Rannen der Erfindung ohne Interesse und daher nicht näher erwähnt.

Bei laufender Brennkraftmaschine spritzen die Kraftstoffeinspritzelnrlchtungea 26 Kraftstoff ein, wenn diese erregt sind. Hierbei kann die Kraftstoffzuteilung Bit Stöasen in veränderlichem Abstand voneinander erfolgen, bei·»

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je einen BrennkraftaascMnengylinder, und zwar in abgas tisnter Zeit zur Bewegung der Kurbelwelle. Auf diese Velse kann eine gewünschte Genischbildung la Einlaßsammelkasten vorgenommen «erden und dann eine Verteilung auf die einseinen nicht dargestellten Zylinder der Brennkraftnaschine erfolgen« Werden wie in AusfUhrungebelspiel zwei Kraftstoffelnapritaeiwichtungen verwendet, so können sie wechsel· weise Pulse» die sich möglicherweise Überlappen erhalten, je nschdea wie dies .aufgrund der Betriebsbedingungen zweck- «fiesig ist. Es können aber auch die Pulse gleichseitig erfolgen, ua beispielsweise ein Anreichern des Gemisches xum Beschleunigen xm bewirken·

Wie bereits erwähnt, ist jede Xraftstoffeinspritseinriehtung 26 oberhalb der Saugkanttle 21 angeordnet· so dass der eingespritzte Kraftstoff gegen die Wände der Saugkanttle oberhalb der Drosselklappe 24 gelangt, und zwar etwa in einen Abstand entsprechend ihrem Durchmesser. Zweekstassig bewirkt jede Kraftstoffeinspritzeinrichtung 26 eine sywM»trische und gleichmSssige Brennstoffzuteilung in den zugeordneten Saugkanal 21· Vorteilhaft ist das Einspritzen in Fora eines hohlen Kegels, der auf den oberen Vandteil des SAugkanals gerichtet ist· Unter nochaualiger

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Bezugnahme auf FZg. 7 erfolgt bei Vervendung einer WIRb·!- platte ein Einspritzen, des Kraftstoffes unter Beibehaltung eines Dralls, wodurch eine gleichaäseigere Verteilung Über den Umfang des Saugkanals erzielt wird.

Durch die erflndungsgeaäase Ausbildung« bei der der Kraftstoff mit verhältnisaäasig geringer Strömungsgeschwindigkeit die Zumeßstellen durchströmt» kann auch hier noch eine Abscheidung von aitgefUhrtesa Kraftstoffdaapf erfolgen _y so dass nur reiner flüssiger Kraftstoff eingespritzt wird. Da der Strömungeweg des Kraftstoffes durch das Saugrohreinsprltzgerät im wesentlichen durch geradlinige Kanäle erfolgt, 1st eine gute Abscheidung von Kraftstoffdampf gewährleistet« Durch die Integration der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 26 ν id das Krafts tof fdruckreglers 60 in eines» gemeinsamen Bauteil sind die Kraftstoff wege so anzuordnen, dass durch den Überschüssigen Kraftstoff eine wirksame Kühlung auch unter heisaen Betriebsbedingungen erreicht «erden kann«

Eine wirksame Kühlung erfolgt insbesondere la der Brennetoffkaaaer 52, die gemäss Fig· 5 durch die luesere Fläch« der Kraftstoffelnspritzeinrichtuag 26 und

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dl« Wandung dar Bohrung 42 das KraftstoffgehSuaea 14 begrenst wird· ΤΔ.**·ν ringföroige Raus erholt Kraftstoff über den Kanal 64 (Flg. 5 und 2), der über den Kanal 65 vleder abatröet und zuvor Über den Umfang des RAUaea die Auaeenfllche der Kraftstoff eineprltseinrlohtung 26 uasspült und daait kühlt. Kraftstoff gelangt auch aua dleeen Raum Über den Kanal 50 (F£g. 5 und 7) zu der Kraftatoffkaamer 123 (Fig. 7), in der der Ventilsitz 114 liegt, ao dass auch hier eine wirkaaae.Kühlung erfolgt. Aueaer des urauittelbaren BeapUlen der Kraftatoffeinsprltzeinrlchtung 26 erfolgt auch eine tftraeableltung von dem umlaufenden Kraftatoff in der Kraftatoffkaiaaer 52 gegen die anderen Begrenzungen durch daa Kraftatoff gehäuse 14.

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Claims

W/Vh~33OO 21.11.78

General Motors Corporation, Detroit, Hieb., V.St.A.

Einrichtung zur Gemischbildung für fremdgezUndete Brennkraftmaschinen und Verfahren zu ihre» Betrieb

Patentansprüche t

Iy Einrichtung zur Gemischbildung fUr fremdgezUndete Brennkraftmaschinen mit einem Dr08selklappengehäuse(20) mit mindestens einem im wesentlichen lotrechten Saugkanal (21) und einer in diesem liegenden verstellbaren Drosselklappe (24), dadurch gekennzeichnet, dass ein Einspritzgerät (19) vorgesehen ist, dem Kraftstoff Bit niedrigem Druck zugeleitet wird und das den Kraftstoff in den Saugkanal stromaufvärts der Drosselklappe eingespritzt, wozu

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dafl Einaprltzgerät (19) stromaufwärts des Saugkanals (21) angeordnet ist und koaxial zum Saugkanal gerichtete Kraftstoffaustrittskanäle (112, 120, 116, 118) aufweist, durch die der Kraftstoff im wesentlichen nach unten gerichtet in den Saugkanal (21) gespritzt wird, wobei ein Ventilsitz (114) aa oberen Ende der Kraftstoffaustrittskanäle und eine den Ventilsitz umgebende Kraftstoffkammer (123) sowie ein lotrecht bewegbares Ventilglied (122) zum Schllessen der Kraftstoffaustrittskanäle aa Ventilsitz vorgesehen sind und dass das Einspritzgerät enthält

a) «ine wie die erste Kraftstoffkammer (123) im wesentlichen horizontal ausgerichtete zweite Kraftstoffkammer (52),

b) einen la wesentlichen horizontalen Kraftstoffeinlasskanal (50) von der zweiten Kraftstoffkammer zur ersten Kraftstoffkammer,

c) einen Kraftstoffeinlasskanal (62, 61, 64) zu einem Umfangspunkt der zweiten Kraftstoffkammer und

d) einen Kraftstoffrückströmkanal (65) an einer in Umfangerichtung Abstand vo« Kraftstoffeinlasskanal aufweisenden Uafangspunkt der zweiten Kraftstoffkammer, so dass liber-

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•chüssiger Kraftstoff in Uafangsrlchtung dl· zweite Kraf tstoffkaaawr durchströmt und den den Kraftstoffaus trlttskan&len zugeteilten Kraftstoff kühlt, wobei dl· Kanal· so beeessen sind, dass dl· dem Einspritzgerät zugeführte Kraftstofffeeng· wesentlich grosser al« dl· In den Saugkanal eingespritzte Kraftstoffsurage 1st.
2. Einrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass das EinspritzgeiHt (19) GehMuse (IA₉IS zur Aufnah·· «Ines Kraftstoff druckregler* (60) und »indes tens einen TEIL (26) de· Einspritzgeräte oberhalb und ausgerichtet »πι Saugkanal (21) enthält, und dl· Gehäuse sue värmeleitftndea Werkstoff bestehen und von der eintretenden zua Saugkanal struaenden Luft besptllt· Fliehen aufweisen*

wobei der Teil des linspritzgorits eine KraftsWtfeinepritz-•inrlehtung (26) ist» dl· den Vantilsltz (114) und dl· •rat· Kraftstoffkaaaer (123) enthfilt, aus der Kraftstoff durch das Yentilglied (122) gesteuert de« Saugkanal (21) zugoBOssan wird und der Kraftstoff in der zweiten Kraft· stoffksjHMr (52) In wümeleitender Verbindung alt der Einspritzeinrichtung (26) ist,

und dass dar KraftstoffrUekstrSakanal (65) zu» Druckregler (60) fuhrt» der In den beiden Kraftstoffkaeern (123, 52)

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-4-einen vorgegebenen niedrigen Druck aufrecht erhält.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (14,15) des Einspritzgeräts (19) Mindestens eine Kraftstoffdampfableitung (95,96) aufweist, die Kraftstoffdämpfe stromaufwärts der ersten Kraftstoffkammer (123) auf die stromabwärtige Seite beider Kyaftstoffkamaern (123 und 52) ableitet.
4. Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass den stromaufwärts und koaxial zum Saugkanal (21) gerichteten Kraftstoffaustrittskanälen (112, 120, 116, 118) der Kraftstoff mit niedrigem Druck zugeführt wird und das Einspritzen durch mehrere Druckpulse erfolgt, so dass ein hohler Spritzkegel gegen die stromaufwärts der DRoaselklappe (24) liegende Wand des Saugkanals (21) gerichtet wird, und dort sich bildende Kraftstofftröpfchen diese bei voll geöffneter Drosselklappe nicht erreichen können, während sie bei geschlossener oder nahezu geschlossener Drosselklappe in den Spalt zwischen Drosselklappe und Saugkanal gelangen, wo Schallgeschwindigkeit herrscht, und der Kraftstoff zwischen den Druckpulsen in ein im wesentlichen kontinuierliches Gemisch verdampft wird, wobti die Druckpulae auf dl« Drehzahl der Brennkraftmaschine

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so abgestimmt sind, dass bei Leerlaufsteilung der Drosselklappe der Kraftstoff durch den Luftstrom tretend sich an der Saugrohrwand sammelt und durch die Schwerkraft zur Drosselklappe bewegt wird, während bei geöffneter Drosselklappe der Kraftstoff durch den Luftstrom mitgerissen wird, bevor er die Drosselklappe erreicht.

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