DE2932975A1

DE2932975A1 - Zentrale brennstoffeinspritzvorrichtung fuer einzelduesen

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Publication number: DE2932975A1
Application number: DE19792932975
Authority: DE
Inventors: Gene Yen Wen
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1978-08-17
Filing date: 1979-08-14
Publication date: 1980-02-28
Also published as: US4257376A; IT1122475B; CA1124145A; FR2433641A1; JPS5529096A; GB2027803A; IT7925057A0

Description

Die Erfindung betrifft elektronische Brennstoffeinspritzanlagen, insbesondere eine zentrale Einspritzvorrichtung, bei welcher der an eine Anzahl von Motorenzylindern gelangende Brennstoff an einem einzigen oder zentralen Punkt der Anlage gesteuert wird.

Elektronische Brennstoffeinspritzvorrichtungen können in zwei Hauptgruppen unterteilt werden. Eine Gruppe ist eine dezentrale Brennstoffeinspritzanlage, bei welcher jeder Motorenzylinder eine einzelne Brennstoffeinspritzdüse besitzt, welche den Einspritztakt und die Brennstoffzumessung für diesen Zylinder steuert. Die andere Grundart ist eine zentrale Einspritzanlage, bei welcher der an eine Anzahl von Motorenzylindern gelangende Brennstoff durch eine oder zwei Einspritzdüsen gesteuert wird, die für alle Zylinder arbeiten.

Bei einer normalen zentralen Brennstoffeinspritzvorrichtung sind eine oder zwei Brennstoffeinspritzdüsen stromauf vom Einlaß oder Ansaugkrümmer angeordnet. Die Arbeit einer jeden Einzeldüse wird durch ein elektrisches Ausgangssignal eines Einspritzsteuergerätes gesteuert. Das Steuergerät ist eine elektronische logische Vorrichtung, die programmierbar oder hartverdrahtet ist und die Brennstoffeinspritzung auf der Grundlage mehrerer Betriebsvariabler wie der Motorendrehzahl, Temperatur, Drehzahlbefehle, dem Leitungsdruck und dgl. steuert. Die Brennstoffeinspritzdüse ist wie üblich ein elektromagnetisches Ventil, das so lange geöffnet ist, wie das Ausgangssignal des Einspritzsteuergerätes anliegt. Das öffnen und Schließen der Brennstoffeinspritzdüse bewirkt, daß sie einen Impuls für unter Druck stehenden Brennstoff oder eine Ladung über eine bestimmte Zeitdauer abgibt. Diese einzelne Brennstoffladung gelangt an einen Zerstäuber, wo sie mit Luft vermischt wird. Das Luft-Brennstoffge-

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misch des Zerstäubers strömt zum Einlaß oder Ansaugkrümmer, wo es infolge der Wirkung des Durchlaufens eines abnehmenden Druckgradienten in die Zylinder gesaugt wird.

Es gibt mindestens zwei gewichtige Gründe dafür, daß eine zentrale von einer Stelle aus wirkende Brennstoffeinspritzvorrichtung einer dezentralen von mehreren Stellen aus wirkenden Brennstoffeinspritzanlage vorzuziehen ist. Der Hauptgrund besteht zunächst darin, daß eine Kostenersparnis erreicht wird, wenn nicht für jeden einzelnen Zylinder des Motors eine Brennstoffeinspritzdüse vorgesehen werden muß. Anstelle dessen kann eine Brennstoffeinspritzdüse eine Anzahl von Zylindern des Motors bedienen, wodurch erhebliche Kosteneinsparungen erzielt werden können. Der zweite Grund besteht darin, daß eine zentrale Brennstoffeinspritzanlage eine weitgehendere Zerstäubung und Durchmischung des Kraftstoffs mit Luft ermöglicht. Bei einer dezentralen Brennstoffeinspritzanlage ist jede Brennstoffeinspritzdüse nahe an ihrem Motorenzylinder angeordnet, und der eingespritzte Kraftstoff hat weniger Zeit, vor dem Erreichen des Zylinders zu zerstäuben. Bei einer zentralen Brennstoffeinspritzanlage ist jedoch die Brennstoffeinspritzdüse stromauf vom Einlaß oder Ansaugkrümmer angeordnet, und der eingespritzte Brennstoff hat verhältnismäßig mehr Gelegenheit, zu zerstäuben und gleichmäßig durchmischt zu werden, bevor er in den Motorenzylinder gesaugt wird.

Ein Sonderfall einer zentralen Brennstoffeinspritzvorrichtung ist eine zentrale Anlage mit einer Einzeleinspritzdüse. Dies gilt als zentrale Brennstoffeinspritzanlage, bei welcher eine einzige Brennstoffeinspritzdüse alle Zylinder des Motors bedient. Diese Anlage

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besitzt den zusätzlichen Vorteil, daß sie nur eine einzige Brennstoffeinspritzdüse braucht und damit sich einer optimalen Kosteneinsparung auf dem Gebiet der elektronischen Brennstoffeinspritzung annähert.

Bei einer zentralen Brennstoffeinspritzanlage ist es zweckmäßig, zwischen der Brennstoffeinspritzdüse und dem Einlaß eine Einrichtung vorzusehen, welche die Zeitdauer der einzelnen Druckbrennstoff ladung dehnt, die von der Düse abgegeben wird. Durch Dehnung einzelner Brennstoffladungen in Richtung eines kontinuierlich fließenden Stromes erhält man geringere Schwankungen des Verhältnisses des Luft-Brennstoffgemisches, das bei jedem Einspritztakt durch den Einlaß strömt. Ein gleichmäßiges Luft-Brennstoffmischungsverhältnis verbessert die Motorenleistung und ermöglicht eine bessere Abgasüberwachung .

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein gleichmäßiges Luft-Brennstoffmischungsverhältnis bei einer zentralen elektronischen Brennstoffeinspritzanlage durch die Konstruktion eines Durchsatzreglers für den eingespritzten Brennstoff zu erhalten, welcher den einzelnen Druckbrennstoffimpuls der Einspritzdüse zu einem kontinuierlicheren Brennstofffluß glättet.

Die Erfindung betrifft eine zentrale Brennstoffeinspritzvorrichtung für einen Motor mit einer Brennstoffeinspritzdüse, welche eine gesteuerte Folge einzelner Brennstoffladungen ausstößt, die zerstäubt und durch einen Einlaß an eine Anzahl von Motorenzylindern gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß auch eine Durchsatzsteuerung vorgesehen ist, die zwischen der Brennstoffeinspritzdüse und dem

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Einlaß in einer Strömungsleitung vorgesehen ist, um die Zeitdauer einer jeden von der Düse ausgestoßenen Brennstoffladung zu verlängern und damit zu bewirken, daß sich die Folge von Brennstoffladungen einem dauernden Strom annähert.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Schemazeichnung einer Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen zentralen elektronischen Brennstoffeinspritzanlage für Einzeldüsen.

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Teiles der Fig. 1, der zur Erläuterung der Arbeitsweise der Erfindung gehört.
Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 2 dargestellten Teils

der Anlage.

Fig. 4 eine detaillierte schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Durchsatzreglers.

Fig. 5 die schematische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen zentralen Brennstoffeinspritzvorrichtung für Einzeldüsen.

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Teils der in Fig. 5 gezeigten Anlage, der zur Erläuterung der Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung gehört.

Fig. 7 eine schematische Detailansicht eines Durchsatzreglers, der ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet.

Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen zentralen

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Brennstoffeinspritzvorrichtung für Einzeldüsen 10 ist in den Fig. 1,2 und 3 gegeben. Fig. 1 gibt eine allgemeine und grundlegende Erläuterung der Erfindung, während die Fig. 2 und 3 zur Erläuterung eines praktischen Ausführungsbeispiels dienen. Die elektronische Brennstoffeinspritzanlage (EBE) 10 umfaßt einen neuartigen Durchsatzregler, der es gestattet, daß eine einzelne Einspritzdüse eine Anzahl von Motorenzylindern bedient. Die elektronische Einspritzanlage (EBE) 10 der Fig. 1 umfaßt eine Brennstoffpumpe 14 mit konstantem Druck welche laufend Brennstoff liefert. Die Pumpe 14 fördert Brennstoff von einem Brennstoffbehälter 12 über eine Leitung 16. Die Pumpe 14 ist vorzugsweise eine allgemein bekannte Verdrängerpumpe .

Ein Konstantdruckventil 18 erhält den laufenden Brennstoffstrom der Pumpe 14 über eine Leitung 20. Das Konstantdruckventil weist eine regelbare Druckeinstellung von einem Konstantdruck Null auf, um den Druck der Pumpe 14 auf einen für die Einspritzung geeigneten konstanten Pegel zu regeln. Das Konstantdruckventil 18 besitzt eine Abzugsleitung 22, die mit einer Abzugsleitung 24 in Verbindung steht, um Brennstoff zum Brennstoffbehälter 12 zurückzuleiten, der das Fassungsvermögen des Ventils 18 übersteigt. Das Konstantdruckventil 18 kann von herkömmlicher Auslegung sein, und seine Detailkonstruktion ist nicht erfindungswesentlich.

Eine Brennstoffeinspritzdüse 28 erhält Brennstoff vom Konstantdruckventil 18 über eine Brennstoffleitung 26. Die Einspritzdüse 28 spricht auf ein Signal von einer Einspritzsteuerung (ECU) 32 an, um einen einzelnen Druckbrennstoffimpuls oder eine einzelne Druckbrennstoff ladung zu erzeugen. Die Einspritzsteuerung 32 (ECU) ist elektrisch mit der Einspritzdüse 28 über Leitungen 34 verbunden.

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Die Einspritzdüse 28 kann für eine spätere Untersuchung durch einen Druckpegel gekennzeichnet werden, bei welchem sie ihre Brennstoffladung ausstößt, und durch die Abmessung des Mundstücks ihrer Auslaßdüse 36. Diese beiden Parameter bestimmen im Grunde die Strömungscharakteristik jeder einzelnen von der Einspritzdüse 28 ausgestoßenen Brennstoffladung.

Erfindungsgemäß gelangt jede einzelne Druckbrennstoffladung von der Einspritzdüse 28 über eine Leitung 38 an ein anderes Konstantdruckventil 40« dieses weist eine regelbare Druckeinstellung von Konstantdruck 1 auf, der unter dem Druck liegt, mit welchem die einzelne Brennstoffladung von der Einspritzdüse 28 ausgestoßen wird. Das Konstantdruckventil 40 umfaßt, wie nachstehend näher erläutert wird, eine Abzugsleitung 42, die mit der Abzugsleitung 24 in Verbindung steht, um Brennstoff mit einer feststehenden Geschwindigkeit an den Brennstoffbehälter 12 zurückzuleiten.

Das Konstantdruckventil 40 besitzt eine Auslaßleitung 44, die sich in zwei parallele Wege 48 und 52 aufgabelt. Die Wege oder Leitungen 48 und 52 umfassen jeweils eine Verengung oder ein Mündstück 50 und 54. Die Verengungen 50 und 54 haben gegenüber dem Mundstück der Düse 36 der Einspritzdüse 28 kleinere Abmessungen.

Das Konstantdruckventil 40 und seine zugeordneten Brennstoffleitungen 48 und 52 bilden zusammen einen Durchsatzregler, welcher in wirksamer Weise die Zeitdauer einer jeden einzelnen Druckbrennstoff ladung der Einspritzdüse 28 verlängert. Der Durchsatzregler verwendet eine vorgegebene Druckeinstellung und eine Düsenmundstückabmessung, um die Zeitdauer einer jeden einzelnen Brennstoffladung

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zu verlängern.

Die einzelnen parallelen Brennstoffleitungen 48 und 52 liefern Brennstoff an entsprechende Zerstäuber 62 und 66. Der Zerstäuber 62 besitzt eine Lufteinlaßleitung 64, und der Luftzerstäuber 66 eine Lufteinlaßleitung 68. In den Zerstäubern 62 und 66 wird Luft mit Brennstoff gemischt, um ein brennbares Luft-Brennstoffgemisch zu ergeben.

Beide Zerstäuber 62 und 66 sind je mit einer Auslaßleitung 70 und 72 verbunden. Der Strom durch die Leitung 70 gelangt an einen Lufttrichter, der eine Drosselklappe 74 umfaßt. Der Strom über die Leitung 72 gelangt zu einem anderen Lufttrichter mit einer Drosselklappe 78. Im tatsächlich ausgeführten Beispiel der Fig. 2 sind die Zerstäuber 62 und 66 sowie die Drosselklappen 74 und 78 in einem Drosselklappengehäuse 60 untergebracht.

Die Drosselklappe 74 steht mit einer Brennstoffleitung 80 in Verbindung, die zu einem Einlaß oder Ansaugkrümmer 82 führt, und die Drosselklappe 78 steht mit einer Brennstoffleitung 84 in Verbindung, die sich in einen Einlaß oder Ansaugkrümmer 82 öffnet. Das den Einlaß 82 durchströmende Brennstoffgemisch gelangt direkt zu den Zylindern des Motors.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die schematisch in Fig. 1 dargestellte elektronische Brennstoffeinspritzanlage 10.

Nach Fig. 2 wird der Brennstoff von einer nicht gezeigten Brennstoffpumpe über die Leitung 20 zum Konstantdruckventil 18 gefördert.

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Das Konstantdruckventil 18 weist eine geregelte Druckeinstellung von C.P.O auf. Das Konstantdruckventil 18 besitzt eine obere Kammer 92 und eine untere Kammer 94, die miteinander strömungsmitteldicht durch zwei einstückige Ringflanschen 96 und 9 8 miteinander verbunden sind. Eine nicht gezeigte biegsame Membran bildet eine innere Grenzwand zwischen der oberen Kammer 92 und der unteren Kammer 94. Die Durchbiegung der Membran öffnet und schließt ein inneres Ventil zur Regelung des Auslaßdruckes des Ventils 18 bei der Einstellung C.P.O des geregelten Druckes.

Die obere Kammer 9 4 besitzt eine Strömungsmitteleinlaßlextung 102 und eine Strömungsmittelauslaßleitung 104. Außerdem umfaßt sie die Abzugsleitung 22, die mit der Abzugsleitung 24 verbunden ist, um Brennstoff zum Behälter 12 vom Ventil 18 aus zurückzuleiten. Die untere Kammer 9 4 besitzt eine zur Atmosphäre hin offene Leitung 100.

Das Konstantdruckventil 18 fördert Brennstoff mit der geregelten Druckeinstellung C.P.O über die Leitung 26 an die Einspritzdüse 28. Diese besitzt einen an die Brennstoffleitung 26 angeschlossenen Einlaß 30. Die Einspritzdüse 28 spricht auf ein elektrisches Signal der Einspritzsteuerung auf den Leitung 34 an, um einen einzelnen Druckbrennstoffimpuls oder eine einzelne Druckbrennstoffladung durch das Mundstück in ihrer Düse 36 auszustoßen. Die Abmessung des Mundstücks in der Düse 36 und der Druck, mit welchem die Brennstoffladung ausgestoßen wird, sind bekannte Parameter, die zur Bestimmung des Soll-Druckes und der Mundsttickabmessung einer Brennstoffregelvorrichtung verwendet werden können, um die Zeitdauer der von der Einspritzdüse ausgestoßenen einzelnen Brennstoff-

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ladung zu verlängern.

Die einzelnen Brennstoffladungen gelangen von der Einspritzdüse 28 über eine Leitung 38 zum Konstantdruckventil 40. Dieses ist im einzelnen in Fig. 4 dargestellt.

Das Konstantdruckventil 40 der Fig. 4 umfaßt eine untere Kammer 110 und eine obere Kammer 112. Die beiden Gehäuse der Kammer 110 und 112 besitzen je einen aufeinanderpassenden Ringflansch 116 und 114. Die Flansche werden durch Befestigungselemente 118 zusammengehalten, und bilden so zwischen sich eine Strömungsmitteldichtung. Zwischen den Flanschen 114 und 118 ist eine biegsame Membran 120 befestigt, die eine innere Trennwand zwischen dem unteren Kammergehäuse 110 und dem oberen Kammergehäuse 112 bildet.

Das obere Kammergehäuse 112 umfaßt eine Einlaßleitung 122 und eine Auslaßleitung 124. Die Einlaßleitung 122 nimmt die einzelnen Druckbrennstoff ladungen von der Einspritzdüse über die Leitung 38 auf. Die Auslaßleitung 124 ermöglicht den Ausfluß des Kraftstoffes mit einem geregelten Druck CP. 1. Die untere Kammer 110 besitzt eine Außenleitung 126, die an die Abzugsleitung 24 angeschlossen ist.

Ein Ende einer Druckfeder 132 liegt an der Innenwand der unteren Kammer in der Nähe der Außenleitung 126 an, während das andere Ende gegen die biegsame Membrane 120 drückt. Die Druckfeder 132 besitzt eine Federkonstante k und ist so vorgespannt, daß sie der geregelten Druckeinstellung CP. 1. entspricht.

Die Druckfeder 132 steuertdas öffnen und Schließen eines Ventils in

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der oberen Kammer. Das Ventil umfaßt einen röhrenförmigen Ventilschaft 134, von dem ein Ende mit der Auslaßleitung 124 in Verbindung steht und das andere Ende nahe an der biegsamen Membrane 120 liegt. Ein Ventilschließteil 136 ist auf der biegsamen Membrane 120 auf der der Druckfeder 132 gegenüberliegenden Seite montiert. Das Schließteil 136 trägt einen Ventilsitz 138. Der Ventilsitz 138 schließt die Strömungsmittelverbindung zwischen der oberen Kammer und der Auslaßleitung 124, wenn er gegen das anliegende Ende des röhrenförmigen Ventilschaftes 134 drückt, und stellt die Verbindung her, wenn er nicht gegen den röhrenförmigen Ventilschaft 134 drückt. Das öffnen und Schließen des Innenventils ist im wesentlichen eine Funktion der Durchbiegung der Membrane 120 gegen den Druck der Druckfeder 132.

Ein neuartiges Merkmal der Erfindung erlaubt der oberen Kammer ein gesteuertes Maß von Strömungsmittelverbindung mit der unteren Kammer über öffnungen 140a und 140b im Ventilverschlußteil 136 und in der Membrane 120. Die öffnungen 14Oa und 14b sind bestrebt, die Schwingung der Membrane 120 dadurch zu dämpfen, daß eine gesteuerte Brennstoffmenge von der oberen Kammer in die untere Kammer gelangen kann. Diese Dämpfung glättet das schnelle öffnen und Schließen des Innenventils und ergibt so einen stabileren und dauernden Brennstoff fluß von der Leitung 122 über das Ventil zur Leitung 124.

Die Ventilauslaßleitung 124 (Fig. 2) teilt sich in zwei parallele Brennstoffversorgungsrohre 48 und 52. Der Innendurchmesser der Brennstoffversorgungsrohre 48 und 52 ist so gewählt, daß sich die gewünschten verengten Leitungen 50 und 54 der Fig. 1 ergeben. Die Brennstoffversorgungsrohre 48 und 52 fördern Brennstoff zu einem

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entsprechenden Zerstäuber im Drosselklappengehäuse 60.

Der Zerstäuber 62 der Fig. 3 ist als Innenkanuner im Drosselklappengehäuse 60 dargestellt. Brennstoff gelangt zur Zerstäuberkammer 62 durch das Brennstoffversorgungsrohr 48, und Luft wird durch das Lufteinlaßrohr 64 zugeführt. Das Luft-Brennstoffgemisch zerstäubt in der Kammer 62 und wird von dort über den Strömungsweg 40 geleitet. Das Drosselklappengehäuse 60 umfaßt eine zweite nicht gezeigte Zerstäuberkammer 66, die Brennstoff vom Brennstoffversorgungsrohr 52 und Luft durch das Lufteinlaßrohr 68 erhält. Nach Fig. 2 sind die Zerstäuberkammern 62 und 66 jeweils mit einem entsprechenden Lufttrichter im Drosselkammergehäuse verbunden, welches die Drosselklappen 74 und 78 umfaßt. Das an den Drosselklappen 74 und 78 vorüberströmende Luft-Brennstoffgemisch wird über den Motoreinlaß (82 in Fig. 1, nicht in Fig. 2 gezeigt) den Zylindern zugeführt.

Die Zeitdauer einer jeden von der Einspritzdüse 28 ausgestoßenen Brennstoffladung wird wirksam verlängert, wenn die Ladung das Konstantdruckventil 40 und die Brennstoffversorgungsrohre 48 und 52 durchläuft. Durch Einstellung des geregelten Druckes CP. 1 des Ventils 40 unter den bekannten Druck, bei welchem die Einspritzdüse die Brennstoffladung ausstößt und durch Ausgestaltung des Innendurchmessers für die Brennstoffversorgungsrohre 48 und 52, die so eine dünnere Leitung als das Mundstück in der Düse 36 der Einspritzdüse ergeben, kann die Zeitspanne für die Brennstoffladung nach dem Kontinuitätsgesetz der Strömungsmechanik verlängert werden.

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Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektronischen Brennstoffeinspritzanlage (EBE) 150. Die EBE 150 ist näher in Fig. 6 dargestellt. Zunächst wird die schematische Darstellung der Fig. 5 erörtert, um die Grundlagen der Erfindung auf einem allgemeinen Niveau zu erläutern und eine Grundlage für die Erklärung des praktischen Ausführungsbeispiels der Fig. 6 zu schaffen. Die EBE-Anlage 150 zeigt eine zweite Ausführungsform der Durchsatzregelvorrichtung, um die Zeitdauer einer einzelnen Druckbrennstoffladung einer Einspritzdüse so zu verlängern, daß sich ein annähernd kontinuierlicher Brennstoff fluß ergibt. Der Aufbau der EBE-Anlage 150 ist im Grunde gleich dem der EBE-Anlage 10 der Fig. 1 wie die nachstehende Beschreibung zeigt.

Die EBE-Anlage 150 der Fig. 5 umfaßt eine Konstantdruckpumpe 154. Diese fördert Brennstoff von einem Brennstoffbehälter 152 über eine Leitung 156. Die Pumpe 154 gibt Brennstoff durch eine Brennstoffleitung 162 ab.

Ein Konstantdruckventil 160 erhält den Brennstoff am oberen Druckpegel von der Leitung 162. Die Aufgabe des Konstantdruckventils besteht darin, den Druck vom oberen Druckpegel auf einen verhältnismäßig niedrigeren konstanten Druck C.P.O abzubauen. Das Konstantdruckventil 160 ist an eine Abzugsleitung 164 angeschlossen, um einen Rücklauf zum Brennstoffbehälter 152 für Brennstoff zu schaffen, welcher das Fassungsvermögen des Konstantdruckventxls tibersteigt.

Eine herkömmliche Einspritzdüse 166 wird vom Konstantdruckventil

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160 über eine Brennstoffleitung 170 mit Brennstoff versorgt. Die Einspritzdüse spricht auf ein elektrisches Signal auf der Leitung 176 von einer Einspritzsteuerung 174 an, um eine einzelne Druckbrennstoff ladung zu bilden. Die Brennstoffladung wird durch ein Mundstück in der Düse 172 der Einspritzdüse 166 bei einem bestimmten Druckpegel ausgestoßen.

Die einzelne von der Einspritzdüse 166 ausgestoßene Druckbrennstoff ladung gelangt über eine Leitung 180 an ein erstes und zweites parallelgeschaltetes Konstantdruckventil 186 und 188. Das Konstantdruckventil 186 ist über eine Einlaßleitung 182 mit der Brennstoffleitung 18O verbunden, ebenso wie das Konstantdruckventil 188 mit der Brennstoffleitung 180 durch eine Einlaßleitung 184 verbunden ist.

Das erste Konstantdruckventil 186 weist eine Einstellung C.P.1 für geregelten Druck auf, der gegenüber der Konstantdruckeinstellung C.P.O des Konstantdruckventils 160 niedrig ist. Die Konstantdruckeinstellung von C.P.1 kann beispielsweise 0,84 kg/cm betragen. Das zweite Konstantdruckventil 188 hat eine Einstellung C.P.2 für den geregelten Druck, dessen Wert zwischen den Druckeinstellwerten des Konstantdruckventils 160 und des ersten Konstantdruckventils 186 liegt. Ein repräsentativer Wert für C.P.2 beträgt 0,98 kg/cm .

Beide Konstantdruckventile 186 und 188 besitzen je einen Auslaß, der in zwei Zweigstromleitungen mündet. Das erste Konstantdruckventil 186 besitzt eine Auslaßleitung 132, die in zwei Flußleitungen 19 4a und 194b münden. Ebenso besitzt das zweite Konstantdruckventil 188 eine Auslaßleitung 196, die in zwei Stromleitungen198a und

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19 8b mündet. Die einzelnen Strömungsleitungen 194a und 194b und 19 8a und 198b besitzen ein verengtes Leitungsstück, dessen Abmessung kleiner ist als die des Mundstücks in der Einspritzdüse 172. Die Strömungsleitung 19 4a besitzt das verengte Leitungsstück 204a, die Strömungsleitung 19 4b das verengte Leitungsstück 204b, die Strömungsleitung 198a das verengte Leitungsstück 206a und die Strömungsleitung 19 8b das verengte Leitungsstück 206b.

Die Einstellungen CP. 1 und C.P. 2 für den geregelten Druck des ersten und zweiten Konstantdruckventils 186 und 188 werden zusammen mit der Abmessung der verengten Leitungen 204a und 204b sowie 206a und 206b gewählt, um die Zeitdauer einer einzelnen durch die Einspritzdüse 166 ausgestoßenen Druckbrennstoffladung nach dem Kontinuitätsgesetz der Strömungsmechanik zu verlängern.

Die in ihrer Zeitdauer verlängerte Brennstoffladung gelangt von den Leitungen 204 und 206 zu zwei Zerstäubern 212 und 214. Der Zerstäuber 212 besitzt Einlaßleitungen 216a und 218b, welche die entsprechenden Leitungen 204a und 206a mit den Zerstäuber verbinden. Außerdem besitzt der Zerstäuber 212 eine Lufteinlaßleitung 222, um die Luft zur Durchmischung mit dem Brennstoff im Zerstäuber zu liefern. Der Zerstäuber 214 besitzt Einlaßleitungen 218a und 218b, welche die entsprechenden Leitungen 216b und 218a mit den Zerstäuber verbinden. Außerdem weist der Zerstäuber 214 eine Lufteinlaßleitung 284 auf, um Luft zur Durchmischung mit dem Brennstoff im Zerstäuber heranzufordern.

Der Strom gelangt vom Zerstäuber 212 durch eine Strömungsleitung 226 zu einer Drosselklappe 230. Vom Zerstäuber 214 gelangt der

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Strom über eine Strömungsleitung 228 zu einer Drosselklappe 232.

Die Zerstäuber 212 und 214 sowie die Drosselklappen 230 und 232 befinden sich in einem Drosselklappengehäuse, das schematisch durch das Rechteck gestrichelter Linien 210 angegeben ist. Das über die Drosselklappen 230 und 232 strömende Luft-Brennstoffgemisch gelangt vom Drosselklappengehäuse zu einem Einlaß 234, um die Zylinder des Motors zu versorgen.

Fig. 6 ist eine Detailansicht eines Teils der schematisch in Fig.5 dargestellten EBE-Anlage 150. Die EBE-Anlage 150 erhält Brennstoff über die Leitung 162 von einer nicht gezeigten Brennstoffpumpe. Der Brennstoff gelangt an eine Einlaßleitung 240 des Konstantdruckventils 160. Das Konstantdruckventil 160 ist von herkömmlicher Auslegung wie das Konstantdruckventil 18 der Fig. 2. Das Ventil 160 besitzt eine Auslaßleitung 242 und eine Ablaßleitung 244. Die Auslaßleitung 242 gestattet den Ausfluß von Kraftstoff bei der geregelten Druckeinstellung C.P.O. Die Ablaßleitung 244 ist an die Ablaßleitung 164 angeschlossen, um Brennstoff zum Brennstoffbehälter zurückzuleiten, welcher das Fassungsvermögen des Konstantdruckventils 160 übersteigt.

Der durch die Auslaßleitung 242 fließende Brennstoff gelangt über die Leitung 170 an einen Einlaß 246 der Einspritzdüse 166. Diese spricht auf ein elektrisches Signal auf den Leitungen 176 der nicht gezeigten Einspritzsteuerung an, um eine einzelne Druckbrennstoff ladung durch ihre Auslaßdüse 172 auszustoßen. Die Auslaßdüse 172 besitzt ein Mundstück von vorgegebenen Abmessungen.

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Die einzelne von der Einspritzdüse 166 ausgestoßene Druckbrennstoffladung gelangt über die Leitung 180 zur Parallelschaltung des ersten und zweiten Konstantdruckventils 186 und 188. Das Konstantdruckventil 186 ist über die Leitung 182 an die Leitung 180 angeschlossen, und das Konstantdruckventil 188 ist über die Leitung an die Leitung 180 angeschlossen.

Fig. 7 zeigt Einzelheiten des Parallelanschlusses zwischen dem ersten und zweiten Konstantdruckventil 186 und 188.

Das erste Konstantdruckventil 186 gilt als beispielshaft für beide Konstantdruckventilß186 und 188. Das erste Konstantdruckventil 186 umfaßt eine obere Kammer 250 und eine untere Kammer 252. Die obere Kammer 250 ist mit einem einstückigen Ringflansch 260 bestückt, der an einem dazu passenden Ringflansch 262 befestigt ist, der einstückig am unteren Kammergehäuse 252 ausgebildet ist. Zwei Befestigungselemente 264 sichern die Ringflansche 260 und 262.

Die obere Kammer 250 besitzt eine Einlaßöffnung 254 und eine Auslaßöffnung 256. Die untere Kammer weist eine externe Auslaßöffnung 266 auf, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Eine biegsame Membrane 270 ist zwischen den Ringflanschen 26O und 262 angeordnet und in einer Strömungsmitteldichtung befestigt; sie teilt den Raum in dem Konstantdruckventil 186 in eine obere und untere Kammer. Die Durchbiegung der Membrane 270 steuert das öffnen und Schließen eines Innenventils in der oberen Kammer, wie nachstehend näher erläutert wird. Die biegsame Membrane 270 wird gegen die Kraft einer Druckfeder 272 gedrückt. Ein Ende der Druckfeder

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272 drückt gegen die Innenwand des unteren Kammergehäuses 252 in der Nähe der externen Auslaßleitung 266, und das andere Ende drückt gegen eine Wand der Membrane 270. Die Druckfeder 272 weist eine Federkonstante k auf und ist vorgespannt, um der Druckeinstellung des Ventils 186 zu entsprechen.

Auf der anderen Seite der Membrane 270 ist ein Schließteil 274 montiert. Ein Ventilsitz 276 ist mittig im Schließteil 274 angeordnet.

Ein Ende eines röhrenförmigen Ventilschaftes 280 steht in Verbindung mit der Auslaßleitung 256, und das andere nahe der biegsamen Membrane 270 angeordnete Ende fluchtet mit dem Ventilsitz 276. Wenn der Ventilsitz 276 gegen die benachbarte Endöffnung des röhrenförmigen Ventilschaftes 280 drückt, wird der Fluß durch den röhrenförmigen Ventilschaft unterbrochen. Wenn, umgekehrt, der Ventilsitz 276 nicht gegen die benachbarte Endöffnung des röhrenförmigen Ventilschaftes 280 drückt, ist dieser frei, eine Verbindung zwischen der oberen Kammer und der Auslaßöffnung 256 herzustellen. Die Auslaßöffnung 256 ist an die Leitung 192 angeschlossen. Diese spaltet sich in den Parallelanschluß der Brennstoffversorgungsleitungen 204a und 204b auf. Die Querschnittabmessung der Brennstoffversorgungsleitungen 204a und 204b ist gegenüber der Abmessung des Mundstücks in der Düse 172 der Einspritzdüse 166 klein. Die Brennstoffversorgungsrohre 204a und 204b wurden schematisch als verengte Rohre in Fig. 5 gezeigt.

Das zweite Konstantdruckventil 188, dessen Einstellung C.P.2 für den geregelten Druck relativ höher, jedoch niedriger ist als der Druck, bei welchem die Einspritzdüse 166 eine einzelne Brennstoff-

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ladung ausstößt, ist auch an eine Auslaßleitung 196 angeschlossen. Diese verzweigt sich in zwei parallel angeordnete Brennstoffversorgungsrohre 206a und 206b. Auch die Brennstoffversorgungsrohre 204b und 204a weisen einen kleineren Querschnittdurchmesser als das Mundstück in der Düse 172 der Einspritzdüse 166 auf.

Die Brennstoffversorgungsrohre 204a und 204b sind mit zwei Zerstäuberkammern (nicht gezeigt) im Drosselklappengehäuse 210 wie in Fig. 5 gezeigt verbunden. Das Drosselklappengehäuse 210 umfaßt zwei Drosselklappen 230 und 232 in entsprechenden Lufttrichteröffnungen des Gehäuses.

Im Betrieb der EBE-Anlage 150 der Fig. 6 wird eine durch die Einspritzdüse 166 ausgestoßene einzelne Druckbrennstoffladung zur Parallelverbindung des ersten und zweiten Konstantdruckventils und 188 geleitet. Bei Leerlauf- oder niedrigen Motordrehzahlen genügt das erste Konstantdruckventil 186, den Brennstoffbedarf der Motorenzylinder zu decken. Bei höheren Motordrehzahlen wird das zweite Konstantdruckventil 188 zugeschaltet, um eine zusätzliche Brennstoffversorgungskapazität zu bilden. Wenn der Brennstoffdurchsatz von der Einspritzdüse 166 das Durchsatzvermögen des ersten Konstantdruckventils 186 überschreitet, steigt der Brennstoffdruck so weit an, daß er größer wird als die Einstellung C.P.1 für den geregelten Druck des ersten Konstantdruckventils 186. Der höhere Brennstoffdruck bewirkt, daß das zweite Konstantdruckventil 188 öffnet oder zugeschaltet wird sowie, daß Brennstoff durch das Ventil fließen kann. Die gesamte an den Motor gelangende effektive Brennstoffmenge wird in Abhängigkeit vom Brennstoffbedarf des Motors nach Maßgabe der Einspritzsteuerung 174 erhöht.

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Die Wirkung der einzelnen vom Einspritzventil 166 ausgestoßenen Druckbrennstoffladung, welche die Parallelverbindung des ersten und zweiten Konstantdruckventils 186 und 188 durchläuft, besteht darin, daß die Zeitdauer einer jeden Brennstoffladung nach dem Gesetz der Strömungsmechanik wirksam verlängert wird. Durch Zuteilung der Einstellungen CP. 1 und C.P.2 für den geregelten Druck des ersten und zweiten Konstantdruckventils 186 und 188 auf einen Pegel, der unter dem Druckpegel liegt, bei welchem die einzelnen Brennstoffladungen von der Einspritzdüse 166 ausgestoßen werden und durch die verengten Leitungen wie die Stromversorgungsrohre 204a und 204b und 206a und 206b, deren Querschnitt kleiner ist als der Querschnitt des Mundstücks in der Einspritzdüse 172, wird jede durch die Einspritzdüse 166 ausgestoßene Brennstoffladung zeitlich bis auf einen annähernd kontinuierlichen Brennstoffstrom gedehnt.

Außer den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

Zentrale Brennstoffeinspritzvorrichtung für einen Motor mit Einzeldüsen, welche eine gesteuerte Folge einzelner Brennstoff ladungen ausstößt, die zerstäubt und durch einen Einlaß einer Anzahl von Zylindern eines Motors zugeführt werden, dadurch ge kennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) eine Durchsatzsteuerung (40,48,52) umfaßt, die zwischen der Brennstoffeinspritzdüse (28) und dem Einlaß (82) in einer Strömungsleitung (44) angeordnet ist, um die Zeitdauer einer jeden von der Einspritzdüse (28) ausgestoßenen Brennstoffladung verlängert, um eine Folge von Brennstoffladungen zu erhalten, welche sich einem kontinuierlichen Fluß annähern.

2. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffeinspritzdüse (28) eine Auslaßdüsenöffnung (36) mit einer ersten Abmessung besitzt sowie dadurch,

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daß die Durchsatzsteuerung (40,48,52) eine Strömungsmittelleitung (48,52) besitzt, die eine Engstelle für die Strömung (50, 54) aufweist, die eine zweite, verhältnismäßig kleinere Abmessung besitzt.

3. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Brennstoffladungen an der Einspritzdüse (36) einen bestimmten Druckpegel (C.P.O) aufweisen, sowie dadurch, daß die Durchsatzsteuerung (40,48,52) einen Druckregler (40) umfaßt, der in der Strömungsleitung(44) zwischen der Einspritzdüse (28) und dem Einlaß (82) angeordnet ist, um den Druck einer jeden Brennstoffladung auf einen zweiten Pegel (CP. 1) einzuregeln, der gegenüber dem vorgegebenen Pegel (CP. 0) niedriger ist.

4. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselklappengehäuse (60) mit dem Einlaß (82) verbunden ist sowie dadurch, daß das Drosselklappengehäuse (60) mit mindestens einer Innenströmungsmittelleitung (80,84) zwischen dem Durchsatzregler (40, 48,52) und der öffnung des Einlasses (82) bestückt ist.

5. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselklappengehäuse (60) mindestens eine Zerstäubungskammer (62,66) umfaßt, die ein Teil der inneren Strömungsmittelleitung (44,80,84) bildet.

6. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsatzsteuerung

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(40,48,52) einen Druckregler (40) umfaßt, der in der Strömungsmittelleitung (44) zwischen der Brennstoffeinspritzdüse (28) und dem Einlaß (82) angeordnet ist, um den Druckpegel (C.P.O) einer jeden Brennstoffladung auf einen verhältnismäßig niedrigeren Pegel (C.P.1) herabzuregeIn, wenn sie von der Einspritzdüse (28) ausgestoßen wird.

7. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelvorrichtung (40) mindestens ein Konstantdruckventil (40) umfaßt.

8. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Konstantdruckventil (40) folgende Bauteile umfaßt: ein Ventilgehäuse (40) mit einer ersten (110) und einer zweiten (112) Innenkammer, die durch eine biegsame Membrane (12O) getrennt sind, ferner dadurch, daß die zweite Kammer (112) eine externe Brennstoffeinlaßleitung (122) und eine Auslaßleitung (124) besitzt sowie ein Ventil (134,136,138), das durch die biegsame Membrane(120) betätigt wird, um die Einlaßleitung (122) mit der Auslaßleitung (124) nur dann zu verbinden, wenn der Druck in der zweiten Kammer (112) größer ist als der zweite Druckpegel (C.P.1).

9. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (4o) einen röhrenförmigen Ventilschaft (134) umfaßt, der in der zweiten Kammer (112) angeordnet ist und mit einer Mittelöffnung (140a,140b) versehen ist, wobei eine Seite in Verbindung mit der Brennstoffauslaßleitung (124) steht und die andere Seite in der Nähe der biegsamen Membrane

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(120) angeordnet ist, ferner dadurch, daß ein Schließteil (136) auf der Membrane (120) in der Nähe der anderen Seite des Ventilschaftes (134) montiert ist, um dort normalerweise schließend anzuliegen und schließlich dadurch, daß eine Druckvorrichtung (132) das Ventilschließteil (136) in seiner normal schließenden Stellung an das andere Ende des Ventilschaftes (134) andrückt.

10.Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorrichtung eine Feder (132) umfaßt, die zwischen die biegsame Membrane (120) und einen festen Punkt (126) des Ventilgehäuses (40) eingesetzt ist.

11.Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der biegsamen Membrane (120) mindestens eine Öffnung (140a,140b) ausgeformt ist, einen gesteuerten Strömungsmitteldurchsatz zwischen der ersten (110) und der zweiten (112) Innenkammer zu ermöglichen und damit die Schwingung der Membrane (120) zu dämpfen.

^.Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Innenkammer (110) des Ventilgehäuses (40) mit einer externen Auslaßleitung (126) versehen ist, um den die Öffnung (14Oa,14Ob) in der biegsamen Membrane (120) durchströmenden Brennstoff einem Abzugsrohr (24) zuzuleiten.

13.Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler ein erstes Konstantdruckventil (186) umfaßt, um den Strömungsmitteldruck auf einen vorgegebenen ersten Druckpegel (C.P.1) zu regeln sowie ein

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zweites Konstantdruckventil (188), das strömungstechnisch parallel zum ersten Konstantdruckventil (186) geschaltet ist, um den Strömungsmitteldruck auf einen zweiten vorgegebenen Druckpegel (C.P.2) einzuregeln, der gegenüber dem ersten vorgegebenen Druckpegel (C.P.1) größer ist, wobei das zweite Konstantdruckventil

(188) dieselben Bauteile wie das erste Konstantdruckventil (186) enthält.

^.Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffeinspritzdüse (38) eine Auslaßdüse (36) mit einer ersten Abmessung besitzt, sowie dadurch, daß der Durchsatzregler (40) eine Strömungsmittelleitung (48,52) besitzt, die eine Strömungsverengung (50,54) mit einer zweiten gegenüber der ersten Abmessung kleineren Dimension aufweist.

15.Konstantdruckventil zur Regelung des Strömungsmitteldruckes, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Bauteile umfaßt: ein Ventilgehäuse (40) mit einer ersten (110) und einer zweiten Innenkammer (112), die durch eine biegsame Membrane (120) getrennt sind, ferner dadurch, daß die zweite Innenkammer (112) über eine im Ventilgehäuse (40) ausgeformte Einlaßleitung (122) und eine im Ventilgehäuse (40) ausgeformte Auslaßleitung (124) mit einer externen Strömungsmittelleitung (38) in Verbindung steht, sodann dadurch, daß ein Ventil(134,136,138) durch die biegsame Membrane (120) betätigt wird, damit ein gesteuerter Strömungsmitteldurchsatz zwischen der Einlaßleitung (122) und der Auslaßleitung (124) in Abhängigkeit vom Strömungsmitteldruck an der Einlaßleitung (122) ermöglicht wird und schließ- ·

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lieh dadurch, daß in der biegsamen Membrane (12O) mindestens eine Öffnung (140a,14Ob) ausgeformt ist, um einen begrenzten Strömungsmitteldurchsatz zwischen der ersten (110) und zweiten Kammer (112) zu ermöglichen und dadurch die Schwingungen der biegsamen Membrane (120) zu dämpfen.

16.Konstantdruckventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilgehäuse (40) eine zweite Auslaßleitung (126) ausgeformt ist, um die erste Innenkammer (110) an eine externe Strömungsmittelleitung (24) anzuschließen.

17.Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff in eine Anzahl von Zylindern eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Arbeitsgänge umfaßt: Versorgung eines Einspritzventils mit unter Druck stehendem Brennstoff, Betätigung des Einspritzventils in Abhängigkeit vom Brennstoffbedarf des Motors, um eine Folge einzelner Druckbrennstoffimpulse zu erzeugen, Durchführung der einzelnen Druckbrennstoffladungen durch eine verengte Leitung, um den Druckpegel zu glätten und seine Zeitdauer zu verlängern, Zerstäuben der einzelnen zeitlich verlängerten Brennstoffladungen mit Luft, um ein Luft-Brennstoff gemisch zu gewinnen und schließlich Durchführen des Luft-Brennstoffgemisches durch einen Einlaß, der mit den Zylindern des Motors in Verbindung steht.

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