DE2908792A1

DE2908792A1 - Steuereinrichtung fuer brennkraftmaschinen, insbesondere ladedruckabhaengiger vollastanschlag fuer aufgeladene fahrzeug-dieselmotoren

Info

Publication number: DE2908792A1
Application number: DE19792908792
Authority: DE
Inventors: Max Dipl Ing Dr Straubel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-03-07
Filing date: 1979-03-07
Publication date: 1980-09-11
Also published as: JPS55123322A; JPH0128210B2; DE2908792C2; US4416233A; GB2045349A; BR8001331A; GB2045349B; US4505242A

Description

1.3.1979 Ks/Ht

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart

Steuereinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere ladedruckabhängiger Vollastanschlag für aufgeladene

Fahrzeug-Dieselmotoren

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung nach dem gattungsbildenden Oberbegriff des Hauptanspruchs. Bekannte Steuereinrichtungen dieser Art (DE-OS 27 31 107) arbeiten in Abhängigkeit vom Ladeluftdruck im Saugrohr des Motors. Sie greifen mit einem über eine Druckkammer vom Ladeluftdruck beaufschlagbaren Stellglied entweder in das Reglergestänge ein, um die Reglerkennlinie entsprechend dem sich ändernden Ladeluftdruck anzupassen, oder begrenzen als ladedruckabhängiger VoHastanschlag die jeweils zulässige Vollaststellung des Fördermengen-

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verStellglieds der Kraftstoffzumeßeinrichtung. Bei diesen Einrichtungen wird der Ladeluftdruck als Maß für die zugeführte Luftmenge benutzt und wirkt über eine entgegen der Kraft einer Rückstellfeder verschiebbare und als bextfegliche Wand dienende Stellmembran auf das Stellglied ein. Die der vom Ladeluftdruck beaufschlagten Druckkammer gegenüberliegende Gegendruckkammer ist vom Atmosphärenluftdruck beaufschlagt und so kann dieses Membranstellglied lediglich die Differenz zwischen dem Ladeluftdruck und dem Atmosphärendruck messen. Dies ergibt aber bekanntlich Icein genaues Luftmassensignal und verfälscht somit die ladeluftabhängige Korrektur der Einspritzmenge. Um diesen Machteil abzuhelfen, sind Steuereinrichtungen bekannt (DE-AS 24 48 656), bei denen als Rückstellmittel anstelle von Rückstellfedern eine evakuierte Membrandose eingesetzt wird,, wie sie auch bei atmosphärendruckabhängigen Korrektureinrichtungen verwendet wird» Diese Membrandruckdosen geben., falls sie auch zusätzlich noch mit einer Temperaturkorrektur versehen sind, ein genaues Luftmassensignal ab_s haben jedoch in nachteiliger Weise nur ein geringes Arbeitsvermögen und sind mechanisch nicht hoch belastbar und deshalb für den Einsatz bei ladedruckabhängigen Vollastanschlägen, die starken Lastwechseln und Temperaturbelastungen ausgesetzt sind und große und schnelle Stellhübe ausführen müssen, nicht geeignet.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil^, daß durch die Beaufschlagung der Ge-

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gendruekkanmer mit dem unter allen Betriebsbedingungen konstanten Referenzabsolutdruck die sehr robuste und bewährte 3auvreise der mit einer beweglichen Wand versehenen ladedruckabhängigen Vollastanschläge beibehalten werden kann und trotzdem vom Stellglied ein genaues luftmassensignal verarbeitet wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der ir. Hauptanspruch angegebenen Steuereinrichtung möglich. So kann gemäß Anspruch 2 als Druckquelle eine Vakuumpumpe eingesetzt werden, die bei einer Pumpe hoher Qualität mit relativ konstantem und sehr tiefem Absclutp.ruck (hohem Unterdruck) ohne einen zusätzlichen Druckregler auskommt, da sich bei extrem hohem Unterdruck thermodynamisch Barometerdruckschwankungen nur unwesentlich auswirken. Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 3 kann jedoch auch als Druckquelle eine am Motor vorhandene überdruckquelle verwendet werden, wozu z.B. der Luftdruck einer Luftdruckbremsanlage, der Auspuffgegendruck oder der Ladeluftdruck eines Ladeluftverdichters dienen kann. Systembedingte Druckschwankungen werden dadurch ausgeglichen, daß die Druckquelle mit einem Druckspeicher versehen ist, und dort wo die Druckquelle keinen genauen Referenzabsolutdruck erzeugt, wird gemäß den kennzeichenden Merkmalen des Anspruchs 5 der von der Druckquelle in die Gegendruckkammer geleitete Referenzabsolutdruck von einem Absolutdruckregler auf eine konstante Druckhöhe geregelt. Um ein absolut genaues Luftmassensignal zu erhalten, wird nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 6 der Referenzdruck in Abhängig-

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keit vcn der Lufttemperatur, vorzugsweise der Ansaugluft-"emperatur, im Sinne einer Druckerhöhung bei steigender Lufttemperatur korrigiert; und gemäß Anspruch 7 ist eine zusätzliche Korrektur in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur der luft temperatur abhängigen Korrektur über.-lagertj wodurch auch die temperaturabhängigen Volumenänderungen des Kraftstoffs berücksichtigt sind.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

An das Pumpengehäuse IQ einer als Kraftstoffzumeßeinrichtung dienenden Kraftstoffpumpe 11 ist das Gehäuse 12 einer als ladedruckbahängiger Vollastanschlag ausgebildeten Steuereinrichtung 13 angeflanscht. Dieser Anschlag 13 arbeitet in bekannter Weise direkt auf eine als Fordermengenverstellglied der Kraftstoffeinspritzpumpe 11 dienende Regelstange I¹J. Der Anschlag 13 besitzt einen in seinem Gehäuse 12 gelagerten Winkelhebel 15, dessen einer Hebelarm 15a als Vollastanschlag für die Regelstange lh dient und dessen anderer Hebelarm 15b mit einer als Stellglied dienenden Schubstange 16 gekoppelt ist, welche mit einer als bewegliche Wand dienenden Stellmembran 17 verbunden ist. Die mit der Stellmembran 17 versehene Schubstange 16 ist durch die Vorspannkraft zweier Rückstellfedern 18 und 19 in der gezeichneten Einbaulage gehalten,, wobei sich die eine Rückstellfeder 18 einerseits

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an der Stellmembran 17 und andererseits an einer in das Gehäuse 12 eingeschraubten Stellhülse 21 abstützt. Die andere Rückstellfeder 19 stützt sich einerseits an der Stellmembran 17 und andererseits an einem topfförmigen Hubanschlag 22 ab, der ein Teil eines Gehäusedeckels 23 ist. Die Stellmembran 17 trennt eine im Gehäuse 12 befindliche Druckkammer 2k druckdicht von einer vom Gehäusedeckel 23 umschlossenen Gegendruckkammer 25· An die Druckkammer 24 ist über eine Anschlußbohrung 26 eine lediglich durch einen Pfeil angedeutete Ladeluftleitung 27 angeschlossen^ über die die Druckkammer 24 mit dem Saugrohr eines aufgeladenen Motors verbunden ist und somit vom Ladeluftdruck in diesem Saugrohr beaufschlagt ist. Die Gegendruckkammer 25 ist über eine im Hubanschlag 22 befindliche Anschlußbohrung 28 und eine Leitung 29 an eine Druckquelle 31 angeschlossen.

Diese Druckquelle 31 ist im vorliegenden Falle eine am Motor vorhandene überdruckquelle, z.B. der Luftspeicher der Luftdruckbremsanlage des zugehörigen Fahrzeugs und ein in die Leitung 29 eingefügter Absolutdruckregler 32 regelt den der Gegendruckkammer 25 zugeführten Luftdruck auf eine konstante Absolutdruckhöhe, wodurch in der Gegendruckkammer 25 erfindungsgemäß ein unter allen Betriebs bedingungen konstanter Referenzabsolutdruck p_R herrscht. Dieser Referenzabsolutdruck p_R wirkt auf die mit 17a bezeichnete eine Druckseite der Stellmembran 17, während die andere mit 17b bezeichnete Druckseite vom Druck der über die Ladeluftleitung 27 zugeführten Ladeluft beaufschlagt ist.

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'vie ir. der Zeichnung schematiseh angedeutet, enthält der vereinfacht als Druckregelventil dargestellte Absclu"druckregler 32 in bekannter Weise eine evakuierte Memcraniruckdose 3^* die unabhängig von Luftdruckschwankunger, im. Eingang an dem zur Gegendruckkammer 25 führenden Ausgang einen konstanten Absolutdruck einregelt. '.vie dur-r-h einen Pfeil angedeutet, werden auch noch die Lufttemperatur Τγ und gegenbenfal.ls auch die Kraftstofftemperatur T-, als Korrekturgrößen in den Absolutdruckregler 52 eingegeben. Die in Abhängigkeit von der Lufttemperatur T_r erfolgende Korrektur berücksichtigt die VcLumer.änderung der Luft, wodurch die Stellung des Voll-, lastar.sohlags 15a exakt in Abhängigkeit von der zugeführten Luf-masse bzw. -menge durch das Stellglied 16 festgelegt vrird. Da der eingespritzte Kraftstoff auch bei Temperaturänderungen eine Volumenänderung erfährt, kann diese Volumenänderung dadurch berücksichtigt werden₃ daiä der auf eine absolute Druckhöhe gehaltene Referenzdruck p_ in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur T„ korrigiert wird.

Die gezeichnete Ausgangslage der Schubstange 16 und damit des Vollastanschlags 15a ist für einen z.B. beim Starten noch im Saugbetrieb arbeitenden Motor dargestellt, und der in der Gegendruckkammer 25 herrschende Referenzabsclutdruck p_R ist durch den Absolutdruckregler 32 auf einen konstanten Wert geregelt. Bei mit steigender Drehzahl in die Druckkammer 24 über die Ladeluftleitung 27 zugeführtem erhöhtem Ladeluftdruck wird die Schubstange 16 über die Stellmembran 17 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 19 nach oben auf den Hubanschlag 22 hin ver-

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schober.. Das Gleichgewicht der Kräfte zwischen den beiden Rückstellfedern 13 und 19 und den Drücken in den Kammern 2L und 25 bestimmt die Stellung des Winkelhebels und dar.it die Vollasteinspritzmenge. Die Einstellung der Federn iä und 19 sowie der zugeführte Referenzabsolutdruck p., stellen sicher, daß die Einspritzmenge in Abhängigkeit der dem Motor zur Verfügung stehenden Luftmenge begrenzt wird. Wenn der Hebelarm 15a an einer An-SOhiagschr-aube 35 zur Anlage kommt, ist die Steuereinrichtung 13 au:ter Funktion gesetzt und die Einspritzmenge nach anderen Gesichtspunkten begrenzt.

Die mittels eines Einschraubgewindes 21a verstellbare Stellhülse 21 dient in wesentlichen der Vorspannungsänderung der Rückstellfeder 18 und ist in ihrer Lage durch eine in Rasten 36 eingreifende Federzunge 37 gesichert. Eine die Schubstange l6 aufnehmende Führungsbohrung 38 in der Stellhülse 21 ist mit einem Dichtring 39 versehenen, der die Druckkammer 24 gegenüber dem Innenraum des Gehäuses 12 abdichtet.

Der auf einen Referenzabsolutdruck p_R geregelte Druck in der Gegendruckkammer 25 ersetzt die Funktion einer Membrandruckdose und gestattet die Verwendung der robusten und vielfach bewährten Stellmembran 17·

Wenn der Referenzabsolutdruck p_R auf einen Druck in der Nähe des Atmosphärenluftdrucks geregelt wird, dann kommt die Anlage mit einer Druekquelle 31 aus, die nur einen geringen Überdruck aufzuweisen braucht. Anstelle des Luft speiehers einer Luftdruckbremsanlage kann auch ein vom

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Auspuffgegendruck oder vom Ladeluftdruck aufgeladener Speicher dienen. Eine dem Verhalten einer Membrandose ähnliche Funktion wird dann erzielt, wenn als Druckquelle 31 eine Vakuumpumpe verwendet wird, die, wenn sie einen sehr heben Unterdruck (= sehr niedrigen Absolutdruck) erzeugt, auch ohne Absolutdruckregler 32 auskommt. Ist das zugehörige Fahrzeug mit einer Ünterdruckbremsanlage versehen, dann kann die zugehörige Vakuumpumpe als Druckquelle 31 dienen und der Absolutdruckregler 32 muß entsprechend auf die Regelung eines absoluten Unterdrucks abgestellt sein. In der Zeichnung sind die Korrekturgrössen T- ur.d T₇ parallel zur Rückstellfeder 33 wirkend eingezeichnet. Selbstverständlich können diese Korrekturgrössen auch ein mit 41 bezeichnetes Widerlager der Rückstellfeder 33 und der Membrandruckdose J>k zur Beeinflussung der Luftdruckregelung in seiner Lage korrigieren. ~

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1J Steuereinrichtung für Brennkraftmaschinen _s insbesondere laiedruckabhängiger Vollastanschlag für aufgeladene Kraftfahrzeug-Dieselmotoren, mit einer entgegen der Kraft von Rückstellmitteln vom Ansaugluftdruck des Motors verschiebbaren beweglichen Wand₃ die ein den Stellbereich oder die Vollaststellung eines Fördermengenverstellgliedes der Kraftstoffzumeßeinrxchtung veränderndes Stellglied betätigt und deren Druckkammer mit dem Saugrohr des Motors verbunden und durch die bewegliche Wand von einer Gegendruckkammer getrennt ist_s dadurch gekennzeichnet s daß an die nach außen hin druckdichte Gegendruekkanmer (25) eine einen unter allen Betriebsbedingungen konstanten Referenzabsolutdruck (p_R) erzeugende Druckquelle (31) angeschlossen ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch I₂ dadurch gekennzeichnet j daß als Druckquelle eine Vakuumpumpe_s vorzugsweise die Vakuumpumpe der Bremsanlage des Fahrzeugs verwendet wird ο

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3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckquelle eine am Motor vorhandene Überdruekquelle, z.B. der Luftdruck einer Luftdruckbremsanlage^äer Auspuffgegendruck oder der Ladeluftdruck eines Ladeluftverdichters, verwendet wird.
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle mit einem Druckspeicher (31) versehen ist.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Druckquelle (31) in die 3egendruckkammer (25) geleitete Referenzdruek (p„) von einem Absolutdruckregler (32) auf eine konstante Absolutdruckhöhe geregelt wird.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzdruck (p_R) in Abhängigkeit von der Lufttemperatur (Tt)_s vorzugsweise der Ansauglufttemperatur, im Sinne einer Druckerhöhung bei steigender Lufttemperatur korrigierbar ist„

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7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daS eine zusätzliche Korrektur in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur (T_K) der lufttemperaturathängigen Korrektur überlagert ist, im Sinne einer DruckacSenkung bei steigender Kraftstofftemperatur.

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