DE2906915A1 - AIR COMPRESSIVE INJECTION ENGINE - Google Patents
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Description
Luftverdichtende Einspritz-BrennkraftmaschineAir-compressing injection internal combustion engine
Die Erfindung bezieht sich auf eine luftverdichtende Einspritz-Brennkraf tmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an air-compressing injection-type internal combustion engine t machine according to the preamble of claim 1.
Aus der DE-OS 25 39 ^69 ist es beispielsweise bekannt, im Saugrohr einer luftverdichtenden Einspritz-Brennkraftmaschine eine Drosselklappe anzuordnen, durch die je nach ihrer Stellung und den von ihr erzeugten Unterdruck im Saugrohr über einen pneumatischen Regler die Einspritzmenge einer Einspritzpumpe und somit die Drehzahl der Brennkraftmaschine reguliert wird. Luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschinen der genannten Art, aber auch solche, bei denen die Drehzahl bzw. die Einspritzmenge durch direkte Verstellung der Einspritzpumpe durch das Gaspedal geregelt wird, weisen jedoch insbesondere im Leerlauf ein sehr rauhes und unruhiges Betriebsverhalten auf. Der in diesem Betriebszustand entsprechend hohe Geräuschpegel und die im allgemeinen als sehr störend empfundenen Erschütterungen sind auf den bei derartigen Brennkraftmaschinen verhältnismäßig großen Drehzahl-Schwankungsbereich zurückzuführen, der durch die übliche hohe Kompressionsarbeit innerhalb der Brennkraftmaschine verursacht wird. Der Schwankungsbereich umfaßt dabei diejenige Drehzahl, um die die Solldrehzahl insgesamt im zunehmenden und fallenden Sinne abweicht.From DE-OS 25 39 ^ 69 it is known, for example, in the suction pipe an air-compressing injection internal combustion engine To arrange throttle valve, depending on its position and the negative pressure generated by it in the intake manifold via a pneumatic Regulator the injection quantity of an injection pump and thus the speed of the internal combustion engine is regulated. Air compressing Injection internal combustion engines of the type mentioned, but also those in which the speed or the injection quantity is regulated by direct adjustment of the injection pump using the accelerator pedal will, however, have a very rough and unsteady operating behavior, especially when idling. The one in this operating state correspondingly high noise levels and the vibrations, which are generally perceived as very annoying, are due to the such internal combustion engines relatively large speed fluctuation range caused by the usual high compression work within the internal combustion engine will. The fluctuation range includes that speed by which the target speed increases and decreases overall Meaning deviates.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art zu schaffen, die sich im Leerlauf durch ein ruhiges Betriebsverhalten auszeichnet.The invention is based on the object of an air-compressing Injection internal combustion engine in the preamble of claim 1 type mentioned, which is characterized by a quiet operating behavior when idling.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by the features of the characterizing part of the patent claim 1 solved.
Durch die vorgeschlagene Maßnahme, bei der der Ansaugquerschnitt in der Leerlaufstellung verhältnismäßig stark verkleinert wird, ist es möglich, den Kompressionsenddruck und somit die Kompressionsarbeit innerhalb der Brennkraftmaschine zu verringern, ohne daß die zur Selbstzündung erforderliche KompressionstemperaturThe proposed measure, in which the intake cross-section in the idle position is reduced relatively sharply, it is possible to reduce the compression end pressure and thus the compression work within the internal combustion engine without that the compression temperature required for autoignition
unterschritten und hierbei die Aussetzergrenze erreicht wird. Dabei wurde überraschenderweise festgestellt, daß der Bereich der DrehzahlSchwankungen spürbar, und zwar um mehr als die Hälfte verringert werden kann, wodurch es gelingt, ein ruhiges und angenehmes Betriebsverhalten bei Leerlauf zu erzielen.undershot and the dropout limit is reached. It was surprisingly found that the area the speed fluctuations noticeable, and by more than that Half can be reduced, whereby it is possible to achieve a quiet and pleasant operating behavior when idling.
Der in der bekannten DE-OS 25 39 ^69 im Saugrohr durch entsprechende Einstellung der Drosselklappe erzeugte Unterdruck dient dazu, den pneumatischen Regler der Einspritzpumpe zur Regelung der Kraftstoffmenge zu betätigen. Dieser verhältnismäßig schwache, einen Wert von max. 0,055 bar erreichende Unterdruck ist aber nicht ausreichend, die Luftzufuhr zur Füllung der Brennkraftmaschine im Leerlauf und bei Betriebstemperatur zu beinflussen, weil bei diesem Unterdruck die angesaugte Luftmenge noch zu groß ist. Um dagegen die gewünschte erfindungsgemäße Wirkung zu erreichen, wird der Ansaugquerschnitt durch das Drosselelement vorzugsweise so weit verringert, daß der Saugrohrunterdruck bei Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine im Leerlauf 0,1 bis 0,5 bar beträgt.In the known DE-OS 25 39 ^ 69 in the intake manifold by appropriate Adjustment of the throttle valve generated vacuum is used to control the pneumatic regulator of the injection pump To operate regulation of the fuel quantity. This proportionately weak negative pressure reaching a value of max. 0.055 bar is not sufficient, however, the air supply for the filling To influence the internal combustion engine when idling and at operating temperature, because at this negative pressure the amount of air sucked in is still too big. On the other hand, in order to achieve the desired effect according to the invention, the intake cross section is Throttle element preferably reduced so far that the intake manifold vacuum at the operating temperature of the internal combustion engine in Idle is 0.1 to 0.5 bar.
Bei einer luftverdichtenden Einspritz-Brennkraftmaschine mit einer Einspritzpumpe, die durch das Gaspedal verstellt wird, kann das Gaspedal derart mit dem Drosselelement verbunden sein, daß das Drosselelement in dem über den Leerlauf liegenden Betriebsbereich entsprechend dem Luftbedarf der Brennkraftmaschine geöffnet ist. Es ist bei einer luftverdichtenden Einspritz-Brennkraf tmaschine mit einer Einspritzpumpe, die durch das Gaspedal verstellt wird, aber auch möglich, daß das Gaspedal derart mit dem Drosselelement verbunden ist, daß das Drosselelement in dem über dem Leerlauf liegenden Betriebsbereich überproportional zum Luftbedarf der Brennkraftmaschine geöffnet und ab einem bestimmten Betätigungsweg des Gaspedals voll geöffnet ist. Bei dieser Ausführung hat das Drosselelement außer int Leerlauf keinen weiteren Einfluß auf die Regelung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine. .In an air-compressing injection internal combustion engine with an injection pump, which is adjusted by the accelerator pedal, the accelerator pedal can be connected to the throttle element in such a way that the throttle element in the operating range lying above idle according to the air requirement of the internal combustion engine is open. It is in an air-compressing injection-Brennkraf tmaschine with an injection pump that is operated by the accelerator pedal is adjusted, but also possible that the accelerator pedal is connected to the throttle element in such a way that the throttle element open disproportionately to the air requirement of the internal combustion engine in the operating range lying above idle and from one certain travel of the accelerator pedal is fully open. In this version, the throttle element has no other than int idle further influence on the regulation of the air supply of the internal combustion engine. .
Zur Übertragung der Bewegung des Gaspedals auf das Drosselelement kann das Gaspedal mit dem Drosselelement über eine mechanischeTo transfer the movement of the accelerator pedal to the throttle element can the accelerator pedal with the throttle element via a mechanical
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Betätigungseinrichtung verbunden sein. Das Gaspedal kann aber auch mit dem Drosselelement über eine elektrische Betätigungseinrichtung verbunden sein.Actuating device be connected. However, the accelerator pedal can also be operated with the throttle element via an electrical actuating device be connected.
Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß auf eine besondere Luftpumpe, wie sie für die Steuerung von Bremskraftverstärker oder anderen Einrichtungen durch Unterdruck Anwendung findet, verzichtet werden kann, da der hierfür erforderliche Unterdruck vom Saugrohr, entnommen werden kann.There is an additional advantage of the arrangement according to the invention that on a special air pump, such as those used to control brake boosters or other devices by negative pressure application can be dispensed with, since the negative pressure required for this is taken from the intake manifold can be.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:Further details and features of the invention are given in the following description in conjunction with the drawings explained in more detail. It shows:
Fig. 1 eine luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine mit einem im Saugrohr angeordneten Drosselelement in schematischer Darstellung,Fig. 1 an air-compressing injection internal combustion engine with a throttle element arranged in the intake manifold in a schematic representation,
Fig. 2 das Teilstück einer Betätigungseinrichtung zwischen dem Gaspedal und dem Drosselelement im strichpunktiert eingerahmten Bereich in Fig. 1 in einer zweiten Ausführungsform, 2 shows the section of an actuating device between the accelerator pedal and the throttle element in the dash-dotted frame Area in Fig. 1 in a second embodiment,
Fig. 3 ein Diagramm, aus dem die Stellung des Gaspedals zu dem dadurch von dem Drosselelement geänderten Ansaugquerschnitt des Saugrohres hervorgeht, undFig. 3 is a diagram from which the position of the accelerator pedal to the as a result, the intake cross section of the intake manifold changed from the throttle element, and
Fig. k ein Diagramm, aus dem das Verhältnis des Saugrohrunterdruckes zu den Drehzahlschwankungen ersichtlich ist.Fig. K is a diagram from which the ratio of the intake manifold vacuum to the speed fluctuations can be seen.
In der schematischen Darstellung in Fig. 1 ist mit 1 eine luftverdichtende Einspritz Brennkraftmaschine bezeichnet, die für die Zuführung von Luft ein Saugrohr 2 mit einer Drosselklappe 3 aufweist und an der für die Zuführung von Kraftstoff eine Einspritzpumpe 4 und beispielsweise vier Einspritzdüsen 5 angeordnet sind.In the schematic representation in FIG. 1, 1 is an air-compressing one Injection internal combustion engine is referred to, which has an intake manifold 2 with a throttle valve 3 for the supply of air and on which an injection pump 4 and, for example, four injection nozzles 5 are arranged for the supply of fuel.
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Die Drosselklappe 3 wird von einem Gaspedal 6 betätigt, das über ein Gestänge 75 einen an der Einspritzpumpe k angeordneten Reglerhebel 8, einer vom Reglerhebel 8 ausgehenden Schubstange 9> einen Übertragungshebel 10 und ein Gestänge 11 mit der Drosselklappe 3 verbunden ist. Die Schubstange 9, die verschiebbar in den Übertragungshebel 10 eingreift, wirkt über eine Druckfeder 12 auf den Übertragungshebel 10. Die Federkraft der Druckfeder 12 ist dabei so bemessen, daß deren Elastizität erst dann wirksam wird, wenn die Drosselklappe 3 bis zu ihrem Anschlag voll geöffnet ist.The throttle valve 3 is actuated by an accelerator pedal 6 which is connected to the throttle valve 3 via a linkage 7 5, a regulator lever 8 arranged on the injection pump k , a push rod 9, a transmission lever 10 and a linkage 11 extending from the regulator lever 8. The push rod 9, which engages displaceably in the transmission lever 10, acts via a compression spring 12 on the transmission lever 10. The spring force of the compression spring 12 is so dimensioned that its elasticity is only effective when the throttle valve 3 is fully open to its stop is.
Bei Betrieb der Brennkraftmaschine im Leerlauf befindet sich die Drosselklappe 3 und das Gaspedal 6 in der gezeigten Ruhestellung. Der Ansaugquerschnitt des Saugrohres 2 wird bei Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine 1 in dieser Stellung durch die Drosselklappe 3 so weit verringert, daß der Unterdruck im Saugrohr 2 stromabwärts der Drosselklappe 3 auf 0,1 bis 0,5 bar, bei einem Ausführungsbeispiel vorzugsweise auf 0,35 bar verringert ist. Bei diesem Unterdruckwert wird die Kompressionsarbeit innerhalb der Brennkraftmaschine 1 bis nahe an die Aussetzergrenze herabgesetzt, ohne jedoch die zur Selbstzündung erforderliche Kompressionstemperatur zu unterschreiten. Dies hat eine Verkleinerung des Bereiches der Drehzahlschwankungen zur Folge, so daß in diesem Betriebszustand die wirksamen Schwingungen bzw. die Erschütterungen der Brennkraftmaschine leicht von der Lagerung der Brennkraftmaschine 1 aufgenommen werden, wodurch sich ein ruhiges Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine 1 einstellt.When the internal combustion engine is idling, the throttle valve 3 and the accelerator pedal 6 are in the rest position shown. The intake cross section of the intake manifold 2 is in this position at the operating temperature of the internal combustion engine 1 reduced by the throttle valve 3 so far that the negative pressure in the intake manifold 2 downstream of the throttle valve 3 to 0.1 to 0.5 bar, preferably to in one embodiment 0.35 bar is reduced. At this negative pressure value, the compression work within the internal combustion engine is 1 to close to reduced to the misfire limit without, however, falling below the compression temperature required for self-ignition. This results in a reduction in the range of the speed fluctuations, so that the effective ones in this operating state Vibrations or shocks of the internal combustion engine easily absorbed by the mounting of the internal combustion engine 1 which results in a smooth operating behavior of the internal combustion engine 1 sets.
Da eine derartige luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine im allgemeinen mit Luftüberschuß bzw. mit einer ungeregelten Luftmenge arbeitet, ist das Gaspedal 6 mit der Drosselklappe 3 beispielsweise so verbunden, daß der Hebelarm 10a des Über-As such an air-compressing injection type internal combustion engine generally with excess air or with an unregulated one Air volume works, the accelerator pedal 6 is connected to the throttle valve 3, for example, so that the lever arm 10a of the over-
tragungshebels 10, in dem die Schubstange 9 eingreift, wesentlich kürzer als der mit dem Gestänge 11 verbundene Hebelarm 10b ist. Das bedeutet, daß sich die Drosselklappe 3 bei Betätigung des Gaspedals 6 aus der Ruhestellung heraus schneller öffnet, alssupport lever 10, in which the push rod 9 engages, essential is shorter than the lever arm 10b connected to the linkage 11. This means that the throttle valve 3 when the Accelerator pedal 6 from the rest position opens faster than
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bis der Reglerhebel 8 für die Einstellung der Einspritzmenge voll ausgesteuert ist. Sobald die Drosselklappe 3 voll geöffnet ist, ist eine weitere Betätigung des Gaspedals 6 und des Reglerhebels 8 deshalb möglich, weil sich von dieser Stellung aus die Druckfeder 12 zusammendrücken läßt.until the regulator lever 8 for setting the injection quantity is fully controlled. As soon as the throttle valve 3 is fully open, the accelerator pedal 6 and are pressed again of the regulator lever 8 possible because the compression spring 12 can be compressed from this position.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausschnitt einer Betätigungseinrichtun zwischen der Drosselklappe 3 und dem Gaspedal 6 ist der Übertragungshebel 10 abweichend von der Ausführung nach Pig. I bei-, spielsweise durch eine Kurvenscheibe 13 ersetzt worden. Die Schubstange 9' ist bei diesem Ausführungsbeispiel an der Kurvenscheibe 13 angelenkt, während das Gestänge 11' mit der Kurve 13a zusammenwirkt, in einer Führung Ik verschiebbar aufgenommen und über ein Gelenk 15 tfnit der Drosselklappe 3 verbunden ist.In the section of an actuating device between the throttle valve 3 and the accelerator pedal 6 shown in FIG. 2, the transmission lever 10 differs from the Pig design. I have been replaced by a cam 13, for example. In this exemplary embodiment, the push rod 9 'is articulated to the cam disc 13, while the linkage 11' interacts with the cam 13a, received displaceably in a guide Ik and is connected to the throttle valve 3 via a joint 15.
Aus dem in Fig. 3 gezeigten Diagramm ist beispielsweise die Stellung der Drosselklappe 3 in Abhängigkeit der Stellung des Gaspedals 6 ersichtlich, wie sie sich bei deta Ausführungsbeispiel in Fig. 2 ergibt. Hierbei ist auf der Abszisse G der Weg des Gaspedals 6 und auf der Ordinate D der Anstellwinkel der Drosselklappe 3 aufgetragen, während aus der Kurve Q der von der Drosselklappe 3 freigegebene Ansaugquerschnitt des Saugrohres 2 hervorgeht. Demnach erfolgt nach allmählichem Gasgeben ein sehr schnelles Offnen der Drosselklappe, so daß der Brennkraftmaschine in dem über den Leerlauf liegenden Betriebsbereich sofort eine weitgehend ungedrosselte Luftmenge zur Verfügung steht. Die Kurve Q flacht im weiteren Verlauf ab und erreicht bei Vollgasstellung ihren höchsten Wert.From the diagram shown in Fig. 3, for example, is the position the throttle valve 3 depending on the position of the accelerator pedal 6 can be seen, as it results in the deta embodiment in FIG. Here, on the abscissa G is the path of Accelerator pedal 6 and the angle of attack of the throttle valve 3 is plotted on the ordinate D, while the curve Q shows that of the throttle valve 3 released intake cross-section of the intake manifold 2 emerges. Accordingly, after gradually accelerating, there is a very rapid opening of the throttle valve, so that the internal combustion engine A largely unthrottled amount of air is immediately available in the operating range above idle. The curve Q flattens out in the further course and reaches its highest value at full throttle.
In dem in Fig. 4 gezeigten Diagramm ist die Schwankung der Drehzahl in Abhängigkeit der Stärke des Unterdruckes im Saugrohr veranschaulicht. Die Abszisse P stellt dabei den Saugrohrunterdruck und die Ordinate die DrehzahlSchwankung in U/min dar, wobeiIn the graph shown in Fig. 4, there is the fluctuation in the rotational speed illustrated as a function of the strength of the negative pressure in the intake manifold. The abscissa P represents the intake manifold vacuum and the ordinate represents the speed fluctuation in rpm, where
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die an der Ordinate angegebenen Zahlenwerte die Umdrehungen bedeuten, um die die Leerlaufdrehzahl von beispielsweise 600 U/min insgesamt in zunehmenden und abnehmenden Sinne abweicht. Aus derthe numerical values given on the ordinate mean the revolutions, by which the idling speed deviates from, for example, 600 rpm in increasing and decreasing directions. From the
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Linie S geht der Verlauf des Einflusses der Drosselung bei der genannten Leerlauf-Drehzahl von 6OO U/min hervor. Bei einem Saugrohrunterdruck von beispielsweise 0,05 bar stellt sich demnach eine Schwankung der Drehzahl von 75 U/min ein. Wird der Saugrohrunterdruck dagegen auf erfindungsgemäße Weise verringert, und zwar auf den günstigsten Wert von beispielsweise 0,35 bar, so tritt eine Schwankung der Drehzahl von lediglich 35 U/min ein. Wenn der Saugrohrunterdruck weiter herabgesetzt wird, steigt die strichpunktiert dargestellte Linie S' schließlich wieder an, da bei diesen Unterdruckverhältnissen der zur Selbstzündung erforderliche Kompressionsenddruck und die Kompressionstemperatur in der Brennkraftmaschine nicht ausreichen und dadurch Aussetzer auftreten.Line S shows the course of the influence of the throttling at the idling speed of 600 rpm mentioned. At a Inlet manifold vacuum of 0.05 bar, for example, results in a fluctuation in speed of 75 rpm. Will the In contrast, intake manifold vacuum reduced in the manner according to the invention, namely to the most favorable value of, for example, 0.35 bar, there is a fluctuation in the speed of only 35 rpm a. If the intake manifold vacuum is further reduced, the dash-dotted line S 'finally rises again, because under these negative pressure conditions the compression end pressure and the compression temperature required for self-ignition in the internal combustion engine are not sufficient and therefore misfires appear.
Selbstverständlich sind mehrere Abwandlungen der gezeigten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann z. B. der in Fig. 1 strichpunktiert eingerahmte Bereich auch eine elektrische Betätigungseinrichtung sein, bei der die Schubstange 9 einen elektrischen Schaltkontakt auslöst, der im Stromkreis eines Elektromagneten angeordnet ist, welcher mit der Drosselklappe 3 zusammenwirkt. Durch eine derartige Anordnung oder aber auch bei Verwendung einer anderen Kurvenscheibe oder Übersetzung zwischen dem Gaspedal und der Drosselklappe nimmt die in Fig. 3 angegebene Offnungscharakteristik infolge eines schnellen Öffnens der Drosselklappe natürlich einen entsprechend veränderten Verlauf.It goes without saying that there are several modifications of the exemplary embodiments shown possible without departing from the scope of the invention. So z. B. the one in Fig. 1 framed in dash-dotted lines Area also be an electrical actuation device in which the push rod 9 triggers an electrical switching contact, which is arranged in the circuit of an electromagnet which interacts with the throttle valve 3. By such an arrangement or also when using a different cam disk or translation between the accelerator pedal and the throttle valve the opening characteristic indicated in FIG. 3 as a result of a rapid opening of the throttle valve, of course, a correspondingly changed course.
N/EXP, Co/tk
20. Februar 1979N / EXP, Co / tk
20th February 1979
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FR2453277A1 (en) | 1980-10-31 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: AUDI AG, 8070 INGOLSTADT, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |