DE2951960A1

DE2951960A1 - Kraftstoffzufuehrvorrichtung fuer einen verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE2951960A1
Application number: DE19792951960
Authority: DE
Inventors: David E Shultz; Harry L Wilson
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1979-12-22
Publication date: 1980-07-10
Also published as: IN151801B; SE7910740L; ES8102276A1; BR7908573A; MX151020A; JPS55117070A; GB2038413A; DE2951960C2; JPS6014180B2; IT1127781B; FR2445443A1; US4248188A; AU5408879A; AU518791B2; GB2038413B; ES487337A0; IT7928469A0

Description

OR.-ING. OIPL.-IN6. M. SC. D.PL.-.»HYS. DH. DIPL-PHYS. D'.Pi. -^MYS. OH.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 43 927 m Anmelder: Cummins Engine Company, Inc.

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18. Dez. 1979 Columbus, Ind., USA

Beschreibung

Kraftstoff zuführvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzuführvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Insbesondere hat es die Erfindung mit einem Steuersystem für Luft und Kraftstoff bei einer Verbrennungskraftmaschine zu tun. Dabei handelt es sich im speziellen um einen hydraulisch wirkenden Abschwächer für ein Luft-Brennstoff-Steuerventil, welches auf den im Ansaugverteiler herrschenden Druck anspricht, und zwar insbesondere bei einer turbogeladenen Verbrennungskraftmaschine, deren Betrieb durch Veränderungen des Kraftstoff druckes gesteuert wird.

Praktisch alle Hersteller von Verbrennungsmotoren sind bestrebt, die Emission umweltverschmutzender Stoffe aus dem Abgasauslaß von Verbrennungskraftmaschinen zu reduzieren. Seit einiger Zeit hat man erkannt, daß die beste Methode zur Steuerung solcher Emissionen darin besteht, Brennstoff und Luft den Motorenzylindern in einem solchen Verhältnis zuzuführen, welches unter allen Betriebsbedingungen eine vollständige Verbrennung gestattet. Hierdurch läßt sich die Erzeugung unerwünschter Bestandteile, die an sich eine besondere Abtrennung aus dem Motoraus laß erfordern würden, streng limitieren. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis sorgfältig genug gesteuert wird, können Vorrichtungen zur Abtrennung unerwünschter Emissionen vollständig entfallen. Ein Versuch, dieses günsti-

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ge Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erzielen, bestand darin, eine Kraftstoffzumeßvorrichtung vorzusehen, die auf Veränderungen des Druckes innerhalb der Vorrichtung ansprach, vgl. US-PS 2 894 735, 3 726 263 und 4 015 571. In den genannten Druckschriften sind Versuche beschrieben, das durch eine solche Vorrichtung bei Verbrennungskraftmaschinen fließende Luft-Kraftstoff-Gemisch zu regulieren. In der US-PS 2 894 735 ist eine Kraftstoff-Zumeßvorrichtung beschrieben, die auf den im Verteiler herrschenden Druck anspricht. In der US-PS 4 015 571 ist ein Kraftstoff-Zumeßsystern beschrieben, welches eine Drossel einschließt, die ihrerseits auf Druckveränderungen im gesamten Kraftstoffsystem anspricht, sobald das angestrebte Luft-Kraftstoff-Verhältnis gewählt ist. In der US-PS 3 726 263 ist eine Kraftstoffflußsteuerung beschrieben, bei welcher eine Membran auf einer Seite dem Verteilerdruck unterworfen wird, um den Kraftstoffstrom zum Motor in Abhängigkeit von Veränderungen des Verteilerdruckes zu modulieren, während die gegenüberliegende Seite der Membran mit einer Kraftstoff-Abführleitung verbunden ist, so daß Kraftstoff, der innerhalb der Kraftstoffflußsteuerung austritt, zum Kraftstofftank zurückgeführt wird.

Systeme dieser Art können in Motorenkraftstoffanlagen verwendet werden, bei denen eine gemeinsame Schiene die Injektoren der einzelnen Zylinder mit variierendem Kraftstoffdruck versorgt, um so die Motorengeschwindigkeit zu steuern. Es wurde jedoch gefunden, daß bei derartigen Systemen das Kraftstoff-Luft-Verhältnis, welches den Motorenzylindern zugeführt wird, nicht immer auf dem idealen Niveau gehalten wird, und zwar selbst dann nicht, wenn eine Luft-Kraftstoff-Steuerung angewandt wird, um den Kraftstofffluß zum Motor in Abhängigkeit von sich ändernden Verteilerdrücken abzu-

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stimmen. So scheint beispielsweise eine gewisse Beschränkung im Ausmaß des Ansteigens des Kraftstoffstromes zum Motor in Abhängigkeit von einem wachsenden Verteilerdruck erforderlich zu sein. Ohne eine solche Beschränkung oder Begrenzung kann ein äußerst unerwünschtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis den Motorzylindern unter gewissen Betriebsbedingungen zugeführt werden. Diese Begrenzung vermittelt eine vorteilhafte Reduzierung des Verbrennungsgeräusches wie auch eine Rauchherabsetzung. Auf der anderen Seite ist ein sehr rasches Ansprechen auf fallenden Ansaugverteilerdruck erwünscht, um den Kraftstoffstrom zum Motor unmittelbar zu reduzieren, sobald der Verteilerdruck zu fallen beginnt. Um dieses erwünschte, vorübergehende Ansprechen zu erreichen, ist es bekannt, eine Luft-Abschwächerventilanordnung in der Luftsignalleitung vorzusehen, die sich zwischen dem Ansaugverteiler und dem Luft-Kraftstoff-Steuerventil erstreckt. Die Abschwächer-Ventilanordnung (bestehend aus einem Absperr- oder Rückschlagventil und einer dazu parallel geschalteten, verengten Öffnung oder Drossel) ermöglicht einen freien Luftstrom durch das Rückschlagventil und die Luftsignalleitung bei fallendem Verteilerdruck, macht es jedoch erforderlich, daß der Luftrückstrom in der Luftsignalleitung durch die verengte öffnung fließt, um hierdurch das vorübergehende Ansprechen der Luft-Kraftstoff-Steuerung zu begrenzen. Obwohl eine solche Abschwächeranordnung die erwünschten Kraftstoffstrom-Abstimmkenndaten in Abhängigkeit von Veränderungen des Verteilerdrucks vermittelt, solang als diese Veränderungen handhabbar bleiben, ist dennoch die störungsfrei bleibende Lebensdauer dieser Anordnung von einem kommerziellen Standpunkt aus betrachtet ungenügend. Insbesondere neigen diese Anordnungen zu einem Verstopfen durch von der Luft mitgeführte Teilchen. Ein Filtern der Luft erwies sich dabei als keine befriedigende Lösung.

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Keine der bekannten Anordnungen, bei denen eine flexible Membran dazu verwendet wird, Hochdruck- und Niederdruckbereiche voneinander zu trennen, konnte das Problem voll lösen, welches durch Leckstellen der Membran und daraus sich ergebender Anwesenheit von Kraftstoff im Verteiler sowie nachfolgende Effekte entsteht. In der US-PS 3 726 2 63 wird eine Technik vorgeschlagen, um ausleckendes öl dadurch rezirkulieren zu lassen, daß man eine Seite einer Betätigungseinrichtung mit Membran mit einer Kraftstoff-Abzugsleitung verbindet. Dabei wird jedoch keine Technik angegeben, mit Hilfe welcher gleichzeitig das vorübergehende Ansprechen des Kraftstoff-Steuerventils abstimmbar wäre.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Luft-Kraftstoff-Steuersystem mit einem zuverlässigen, hydraulisch wirkenden Abschwäch&r vorzuschlagen, welcher ein vorübergehendes Reagieren der Luft-Kraft.stcff-Ste-.uerung derart ermöglicht, da3 eine optimale Einspeisung von Luft und Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor stattfinden kann.

Die Aufgab« wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung bestehen in folgenden: Die erfindungsgemäße Abschwächeranordnung neigt weniger zur Verstopfung durch Schmutz und andere Fremdstoffe als bekannte·. Anordnung«in. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene, hydraulisch wirkende Anordnung kann mit einem beliebigen Arbeitsmedium betrieben werden, vorzugsweise, mit einem im Motcrsystem bereits zur Verfugung stehenden, flüssigen Mediun, insbesondere Motorkraftstoff. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung

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vermittelt eine kontrollierte Abstimmung des Kraftstoffflusses zum Motor, wenn der Ansaugdruck im Verteiler wächst. Die Vorrichtung liefert ferner eine rasche Reduzierung des Kraftstoff f lusses zum Motor, wenn der Druck im Verteiler fällt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind ferner unerwünschte Effekte vermieden, wie sie beim Austreten von Kraftstoff innerhalb des Luft-Kraftstoff-Steuermechanismus auftreten könnten.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt einen Luft-Kraftstoff-Steuermechanismus zur Regulierung des einem Verbrennungsmotor zugeführten Kraftstoffes, bei dem eine mit Kraftstoff gefüllte Kammer an derjenigen Seite einer flexiblen Membran vorgesehen ist, diedem Ansaugverteiler gegenüberliegt. Man erhält bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bessere Kenndaten bezüglich eines vorübergehenden Ansprechens. Das nachteilige Austreten von Kraftstoff ist dadurch vermieden, daß die mit Kraftstoff gefüllte Kammer mit dem Kraftstofftank des Motors verbunden ist, und zwar durch eine Abzugs leitung, welche den hydraulisch wirkenden Abschwächer gemäß der Erfindung einschließt. Der Abschwächer seinerseits enthält ein Rückschlagventil und eine damit parallel geschaltete Drossel, so daß das Rückschlagventil den Kraftstoffstrom von der Kammer zum Kraftstofftank begrenzt, in der entgegengesetzten Strömungsrichtung jedoch keine Beschränkung bietet. Auf diese Weise wird das Ausmaß gesteuert, in welchem Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe dem Motor zugeführt wird.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliogonder Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Seitenansicht eines Verbrennungsmotors mit erfindungsgemäßer Kraftstoffzuführvorrichtung;

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht einer modifizierten Luft-Kraftstoff-Steuerung zur Abstimmung des Kraftstoffstromes in Abhängigkeit vom Luftdruck im Ansaugverteiler des Motors;

Fig. 3a und 3b Querschnittsansichten der in Fig. 2 dargestellten Luft-Kraftstoff-Steuerung entlang der Linie 3-3 mit einer Darstellung des hydraulischen Luftsignalabschwächers gemäß der Erfindung, wobei Fig. 3a den Betrieb bei niederem Verteilerdruck und Fig. 3b den Betrieb bei Nenndruck im Verteiler zeigt;

Fig. 4a und 4b Querschnittsansichten der in Fig. 2 dargestellten Luft-Kraftstoff-Steuerung entlang der Linie 3-3 mit einer Darstellung eirer Alternativanordnung des hydraulischen Luftsignalabschwächers gemäß der Erfindung, wobei Fig. 4a den Betrieb bei niederem Verteilerdruck und Fig. 4b den Betrieb bei Nenn- oder Solldruck im Verteiler zeigt, und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht des fcrfindungsgemäßen, hydraulischen Luftsignalabschwächers.

Fig. 1 zeigt einen Verbrennungsmotor 2 mit Ansaugverteiler 4 und Kraftstoff-Zuführvorrichtung 6. Der Motor 2 enthält mehrere Zylinder, in welche Kraftstoff mit Hilfe von (nicht dargestellten) Injektoren eingespritzt wird. Die Injektoren werden synchron mit der Bewegung der einzelnen Motorkolben betätigt.

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Die Menge des in jedem Zylinder injizierten Kraftstoffes hängt von dem Druck ab, welcher durch die Kraftstoffzuführvorrichtung der gemeinsamen Leitung mitgeteilt wird. Dieser Druck ist seinerseits bestimmt durch einen planmäßigen Druckausgang, der vom Bedarf der den Motor bedienenden Person abhängt. Dies ist durch die Position eines Drosselhebels 10 angedeutet. Ferner hängt dieser Druck von der Drehzahl des Motors ab. Die Kraftstoffzuführvorrichtung 6 ist mit der Kurbelwelle des Motors durch einen Getriebezug 12 verbunden.

Wie in Kraftstoffzuführvorrichtungen der in Fig. 1 dargestellten Art an sich bekannt, ist zwischen dem Motor und einem Kraftstofftank 20 eine Rückführleitung 18 vorgesehen, durch welche zum Motor hin geflossener, jedoch nicht eingespritzter Kraftstoff zurückfließen kann. Die Leitung 18 dient auch dem Rückfluß von Kraftstoff, der aus dem Getriebeteil 22 der Kraftstoffpumpe 2 4 austritt. Der von den Injektoren zurückzuführende Kraftstoff fließt durch eine mit der Leitung 18 verbundene Zweigleitung 26. Der aus dem Getriebeabschnitt 22 der Pumpe austretende Kraftstoff fließt über eine Zweigleitung 28 in die Leitung 18. Die Zweigleitungen 26 und 28 sind mit der Rückführleitung 18 durch T-Verbindungsstücke 30 verbunden.

Zur Erzielung einer genaueren Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in jedem Motorzylinder umfaßt die Kraftstoffzuführvorrichtung 6 eine Luft-Kraftstoff-Steuerung 14 zur mechanischen Abstimmung des Kraftstoffstromes im Motor 2 in Abhängigkeit vom Luftdruck im Ansaugverteiler 4. Diese Anordnung ist besonders wichtig bei turbogeladenen Motoren, in welchen der Ansaugdruck bei bestimmten Betriebsbedingungen unter den Nenndruck fallen kann, beispielsweise beim Starten und Beschleunigen. Die Luft-Kraftstoff-Steuerung 14, welche vorübergehend an-

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sprechende Mittel enthält, arbeitet als eine auf den Luftdruck ansprechende Einrichtung. Sie 1st mit dem Ansaugverteiler 4 durch eine Luftleitung 16 verbunden.

Um eine nahezu ideale Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei langfristigem Betrieb zu erreichen, ist das Kraftstoffsystem nach Fig. 1 mit einer Verbindung zwischen der Rückführleitung 18 und dem Luft-Kraftstoff-Steuerventil 14 ausgestattet, und zwar über eine Verbindungsleitung 32 und die Verzweigung 28. Wie im nachstehenden noch erläutert, enthält die Verbindungsleitung 32 eine hydraulisch wirkende Abschwächerventilanordnung 35, die ein vorübergehendes Ansprechen des Luft-Kraftstoff -Steuerventils 14 bewirkt. Das Ansprechen wird dabei während des langfristigen Betriebs bei jedem Auftreten eines zunehmenden Druckes im Verteiler zuverlässig verzögert.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist die Luft-Kraftstoff-Steuerung 14 mit der Luftleitung 16 verbunden, um auf diese Weise ein Signal zu erhalten, welches für den Druck im Verteiler indikativ ist. Die Verbindungsleitung 32 ist an einer Seite mit der Steuerung 14 durch die hydraulisch wirkende Abschwächerventilanordnung 3 5 verbunden, die nachstehend noch beschrieben werden wird. Auf der anderen Seite ist die Leitung 3 2 mit Hilfe eines T-Stücks 36 mit der Zweigleitung 28 verbunden. Die Darstellung in Fig. 2 ist eine Ansicht von der Rückseite der Luft-Kraftstoff-Steuerung 14 und zugehöriger Teile her, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind. Eine Deckplatte 38 ist mit der Steuerung 14 durch Schrauben 40 verbunden. Fig. 2 zeigt ferner eine abdichtende Unterlegscheibe 42 an der vorderen Deckelschraube 44. Diese Unterlegscheibe dient der Abdichtung gegenüber Kraftstoff, welcher durch die übliche öffnung von der Innenseite der Steuerung 14 her austreten könnte.

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Einzelheiten der Betriebsweise der Steuerung 14 und der Art und Weise, wie hierdurch der Kraftstoffstrom zum Verbrennungsmotor in Abhängigkeit vom Druck im Ansaugverteiler moduliert wird, ergibt sich mit Ausnahme erfindungsgemäßer Merkmale aus der US-Patentanmeldung Nr. 94 8 872 vom 5. Oktober 1978.

Die Fig. 3a zeigt die Luft-Kraftstoff-Steuerung in demjenigen Zustand, in dem der Druck im Ansaugverteiler nahe Null liegt. Fig. 3b zeigt den Zustand, in dem der Druck im Ansaugverteiler den vollen Nenn- oder Solldruck erreicht hat. Der Zweck der in Fig. 3a dargestellten Konstruktion liegt darin, einen Begrenzer zu schaffen, der das richtige Kraftstoffverhältnis bezüglich der in den Motorzylindern verfügbaren Luft ermittelt. Bei richtiger Einstellung ist der in Fig. 3a dargestellte Steuermechanismus in der Lage, ein optimales Ansprechen des Motors und eine kontrollierte Emission bei allen Motorbetriebsbedingungen zu liefern, bei denen der Druck im Ansaugverteiler vom Nennwert abweicht.

Der in Fig. 3a dargestellte Luft-Kraftstoff-Steuermechanismus 14 umfaßt ein Gehäuse 4 6 mit einem Hohlraum 48, der durch eine flexible Membran 54 in eine Steuerkammer 50 und eine Abschwächkammer 52 unterteilt ist. Wenn sich die Steuerung 14 in der in Fig. 3a dargestellten Position befindet, erfolgt der Kraftstoff-Fluß entlang dem durch die Pfeile 43 bezeichneten Weg zwischen einem Nadelventil und einer Auslaßöffnung mit Kraftstoff-Abstellventil. Eine Dichtung 45 hindert Kraftstoff daran, in die Kammer 52 einzutreten. Die Dichtung 4 5 kann jedoch auch weggelassen werden. Zweck der Erfindung ist es, der Luft-Kraftstoff-Steuerung 14 die Kenndaten eines vorübergehenden Ansprechens zu erteilen, wodurch die Steuerung veranlaßt wird, auf Druckanstiege im Verteiler rascher anzusprechen als auf

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Druckabsenkungen im Verteiler. Die Erfindung vermittelt eine Kraftstoffquelle bei sehr niederem Druck, und zwar niedriger

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als etwa 0,07 kg/cm. , um einen Kraftstoff-Fluß in die Kammer 52 zu veranlassen, so daß die Kammer 52 zu jeder Zeit mit Kraftstoff gefüllt ist. Der Kraftstoff wird der Kammer 52 über eine Leitung 32 zugeführt, die mit der Kammer 52 über eine öffnung 53 in Verbindung steht. Die öffnung 53 ist im Gehäuse 46 ausgebildet. Die Leitung 32 ist mit einer Abschwächeranordnung 35 gemäß der Erfindung versehen. Das andere Ende der Leitung 32 steht mit der Abzugsleitung 18 über das T-Stück 36, die Zweigleitung 28 und das T-Stück 30 (Fig. 1 und 2) in Verbindung oder ist an die Speiseleitung angeschlossen, welche ihrerseits mit der Einlaß- oder Saugseite der Kraftstoffpumpe des Motors verbunden ist. Die Abschwächeranordnung 3 5 vermittelt eine verengte öffnung oder Drossel 56, die parallel zu einem Rückschlagventil 58 liegt. Auf diese Weise kann Kraftstoff von einem Kraftstoffvorrat (entweder Rückführleitung 18 oder Kraftstoff-Zuführleitung) sowohl durch das Ventil 58 als auch die Drossel 56 fließen und die Kammer 52 füllen, wenn sich die Luft-Kraftstoff-Steuerung 14 in der "keine-Luft"-Position gemäß Fig. 3a befindet. Wie aus Fig. 3a hervorgeht, umfaßt die Steuerung 14 einen Drosselkolben 61, der mit der Membran 54 verbunden ist und in einer Ausnehmung 63 hin- und herbeweglich ist. Zweck des Kolbens 61 ist es, den Kraftstoffstrom von der Kraftstoffpumpe des Motors zu den verschiedenen Motorzylindern zu steuern. Dies erfolgt durch Modulierung des Stromes durch einen Kanal 100. Dieser Kanal ist an einer Seite mit einer öffnung 102 verbunden, durch welche Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe eingespeist wird. An der anderen Seite des Kanals 100 befindet sich eine öffnung 104, durch welche Kraftstoff den Motorzylindern durch eine gemeinsame Schiene oder Leitung zugeführt wird. Im Kanal 100 ist das Nadelventil 106 vorgese-

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hen, welches so einstellbar ist, daß die richtige Menge Kraftstoff durch den Kanal 100 fließen kann, wenn die Luft-Kraftstoff-Steuerung 14 in der "keine-Luff'-Stellung ist.

Um zu ermöglichen, daß ein größerer Kraftstoffstrom zum Motor gelangt, wenn der Druck im Ansaugverteiler steigt, ist um das Ventil 106 herum eine Nebenleitung (Bypass) vorgesehen, die aus Kanälen 110 und 112 sowie einem dünneren Teil 113 des Kolbens 61 besteht. Der dünnere Teil 113 des Kolbens 61 kann so eingestellt werden, daß über Durchlässe 114 und 116 eine Verbindung zwischen den Kanälen 110 und 112 hergestellt ist. Eine abgeschrägte Fläche 118 am Kolben 61 und an einer Seite des verjüngten Kolbenteils 113 veranlaßt eine Abstimmung des Kraftstoff-Flusses durch die Nebenleitung um das Ventil 106 herum, und zwar in Abhängigkeit von der Lage der Membran 54. Damit ist der Kraftstoffstrom vom Druck im Ansaugverteiler 4 abhängig.

Fig. 3b zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in der "voll-Luft"-Position. In dieser Position ist der Druck im Verteiler hoch. Unter der Wirkung eines höheren Druckes auf die Membran 54 wird der Kolben 61 weiter nach unten gedrückt, so daß ein stärkerer Kraftstoffstrom, wie durch die Pfeile 43' dargestellt, zum Motor gelangen kann. Da die Membran 54 und der zugehörige Mechanismus durch den steigenden Luftdruck nach unten gezwungen werden, wird der Kraftstoff in der Kammer 52 durch die öffnung 53 in die Verbindungsleitung 32 gedrückt. Die Abschwäch^anordnung 35 steuert das Ausmaß, in welchem der Kraftstoff die Kammer 52 verläßt. Hierdurch wird das Ausmaß der Bewegung des Kolbens 61 entsprechend gesteuert. Der durch die Leitung 32 ausströmende Kraftstrom drückt eine Kugel 60 im Absperrventil 53 in eine geschlossene Position, so daß der Kraftstoff ledig-

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lieh durch die Drosselstelle 56 fließen kann. Wenn daher der Druck im Verteiler 4 ansteigt, wird der Kraftstrom gezwungen, aus der Kammer 52 durch die Drosselstelle 56 der Leitung 3 2 zu strömen. Wenn der Kraftstoff das Niveau des Ventils 58 erreicht und dieses, wie zuvor beschrieben, schließt, wird der Fluß auf dasjenige Ausmaß verlangsamt, in dem er die Drosselstelle 56 passieren kann. Obwohl nicht dargestellt, kann der Kolben auch Zwischenstellungen einnehmen, die zwischen den in Fig. 3a und Fig. 3b gezeigten Stellungen liegen. Wenn der Luftdruck im Verteiler unter den Nennwert fällt, bewegt sich der Kolben 61 nach oben in die "keine-Luft"-Position. In dieser Lage fließt der Kraftstoff aus der Leitung 3 2 dann ungehindert durch das Ventil 58 zur Kammer 52. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3a und 3b kann die Kammer 52 als eine Abschwächkammer betrachtet werden, da das Ausfließen des Kraftstoffes aus dieser Kammer mit gesteuerter Geschwindigkeit zu einer Abschwächung der Bewegung des Kolbens 61 führt.

Die Figuren 4a und 4b zeigen eine Luft-Kraftstoff-Steuerung wiederum in den beiden "keine-Luft"- und "voll-Luft"-Stellungen entsprechend Fig. 3a und 3b, jedoch bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist eine Abschwächkammer 62 am Ende des Kolbens 61 innerhalb eines Hohlraums 63 vorgesehen. Während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3a und 3b die Abschwächkammer zum Körper der Kraftstoffpumpe hin entlüftet ist, ergibt sich aus Fig. 4a und 4b, daß die Kammer 62 mit einer Leitung 67 verbunden ist, die zu einer Kraftstoff- oder anderen Mediumspeisequelle in der gleichen Weise hin verläuft, wie die Leitung 3 2 bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 3a und 3b. Eine Abschwächeinrichtung 35, die mit derjenigen entsprechend Fig. 3a und 3b identisch ist, ist in der Leitung 67 enthalten. In Fig. 4a ist der Ansaugverteilerdruck

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niedrig und die Abschwächkammer 62 mit Medium gefüllt. Der Kraftstoffstrom zu den Motorzylindern ist auf den durch die Pfeile 43 bezeichneten Weg beschränkt. Wenn der Ansaugverteilerdruck wächst, wird Medium durch den vorrückenden Kolben 61 aus der Abschwächkanuner 62 heraus in eine Leitung 64 und über eine öffnung 66 in die Abschwächanordnung 35 gedrückt. Wie oben beschrieben, schließt die Kraft des Mediums gegen die Kugel 60 das Ventil 58, und der Mediumstrom ist damit auf die verengte öffnung oder Drossel 56 beschränkt. Dies führt dazu, daß der Kolben 61 sich langsamer bewegt als wenn das Medium sowohl durch die Drossel 56 als auch das Ventil 58 strömen könnte. Fig. 4b zeigt die Stellung des Kolbens 61 in der Kammer 62, wenn der Verteilerdruck Nennwert hat und auf dem durch die Pfeile 43 bezeichneten Weg der maximale Kraftstoff-Fluß zum Motor hin stattfindet. Wie aus Fig. 4b hervorgeht, wird von dem Medium in der Abschwächkanuner 62 sehr wenig Raum eingenommen, wenn der Kolben in dieser Position ist. Wenn jedoch der Verteilerdruck anzusteigen und der Kolben sich von der in Fig. 4b dargestellten Stellung in diejenige gemäß Fig. 4a zu bewegen beginnt, fließt Medium durch die Abschwächanordnung 35, durch die Öffnung 66 und die Leitung 64 sowie schließlich in die Kammer 62, Der Mediumstrom in dieser Richtung fließt dabei durch die öffnung 56 und das Rückschlagventil 58 und gestattet eine Bewegung des Kolbens 61 in einem Ausmaß, welches den Kraftstoff-Fluß zu den Motorzylindern in einer Weise herabsetzt, die dem fallenden Verteilerdruck entspricht.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abschwächanordnung 35. Die Anordnung umfaßt ein inneres Ventilgehäuse 68, auf welches eine Passung 70 in Gestalt eines teleskopartigen, fächerförmigen Elements aufgeschraubt ist. Gehäuse 68 und Passung 70 weisen jeweils aneinander gegenüberlie-

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genden Stirnseiten der Anordnung 35 öffnungen 72 bzw. 74 auf. Die öffnung 72 hat ein Innengewinde 71 zur Verbindung mit der Leitung 32. Die öffnung 74 hat ein Außengewinde 77 zum Anschluß an eine Luft-Kraftstoff-Steuerung 14 und ermöglicht hierdurch einen Anschluß an die Abschwächkammer 52 oder 62. Der einzige Mediumdurchlaß 76, zu welchem die öffnung 72 hinführt, ist in einen ersten Mediumdurchlaß 78 und einen zweiten Mediumdurchlaß 30 unterteilt. Die beiden Durchlässe laufen anschließend zu einem einzigen Mediumkanal 76 zusammen, der die öffnung 74 einschließt. Die Innenwand des ersten Durchlasses 78 ist mit Innengewinde ausgestattet und nimmt ein Drosselglied 82 auf. Dieses Drosselglied vermittelt eine verengte öffnung 34 im ersten Durchlaß 78. Der zweite Durchlaß 80 enthält das Rückschlagventil 53, welches mit Bezug auf das Drosselglied 82 parallel liegt. Der zweite Durchlaß 80 steht mit einem relativ großen Hohlraum 86 in Verbindung, welcher die Kugel 60 des Rückschlagventils 58 enthält. Die Kugel 60 muß einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des zweiten Durchlasses 80 haben, so daß ein durch die öffnung 7 4 in die Anordnung 3 5 einströmendes Medium die Kugel 60 bei 88 in eine Position drückt, in welcher ein Mediumstrom durch den zweiten Durchlaß 30 verhindert ist. Das Medium muß alsdann durch den verengten Weg 84 im ersten Durchlaß 78 fließen und kann anschließend durch die öffnung austreten.

Die Anordnung 35 umfaßt ferner eine Unterlegscheibe 90 mit Mittelöffnung 92. Diese Unterlegscheibe vermittelt ein Zusammenlaufen der Durchlässe 78 und 80 in den einzigen Kanal 76. Die öffnung 92 ist teilweise mit dem Hohlraum 86 ausgefluchtet, so daß sich eine Auslaßöffnung 93 ergibt. Wenn die Kugel 60 an der Unterlegscheibe 90 auf der einen Seite des Hohlraums 60 anliegt, kann Kraftstoff oder ein anderes Medium durch die öffnung

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93 austreten, wie dies aus Fig. 5 hervorgeht. Ein kuppeiförmiges Sieb 94 dient als Filter für das durch die Anordnung 35 strömende Medium.

Die Anordnung 35 wird so angeschlossen, daß die öffnung 74 der Luft-Kraftstoff-Steuerung 14 zugekehrt ist, während die öffnung 72 dieser Steuerung abgewandt ist. Das Medium fließt durch die öffnung 72 in den Kanal 7 6 und anschließend durch die beiden Durchlässe 78 und 80. Hierauf strömt das Medium sowohl durch die verengte Stelle 84 und durch den das Rückschlagventil enthaltenden Hohlraum 86, und zwar über die öffnung 92 der Unterlegscheibe und das als Filter wirkende Sieb 94. Die Strömung setzt sich in den Kanal 7 6 fort und durch die öffnung 7 4 hindurch in die Luft-Kraftstoff-Steuerkammer hinein, wenn der Verteilerdruck fällt. Wenn der Verteilerdruck steigt, verläßt das Medium die Luft-Kraftstoff-Steuerkammer und fließt durch die öffnung 74, den Kanal 76, durch das Sieb 94, durch die öffnung 92 und in den Hohlraum 86 sowie in die Drossel 56. Jedoch drückt nun das Medium die Kugel 60 an die Stelle 88 zwischen Hohlraum 86 und Durchlaß 80, wodurch ein Mediumstrom durch den Durchlaß 80 hindurch verhindert ist. Das Medium kann nunmehr ausschließlich gedrosselt durch die verengte Stelle 84 und von da durch den Durchlaß 78 und den Kanal 76 zur öffnung 72 strömen.

Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der Tatsache, daß die Kammer 52 zu allen Zeiten mit Kraftstoff gefüllt ist. Infolge dessen führen kleine Leckstellen in der Dichtung oder um den Kolben 61 herum zu einer Kraftstoffströmung in die Kammer 52, ohne daß dabei ein nachteiliger Effekt auftritt. Außerdem kann die Dichtung 45, die aus hochwertigem Material bestehen soll, auch weggelassen werden, so daß sich die Herstellkosten der erfindungsgemäßen Luft-Kraftstoff-Steuerung reduzieren.

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Claims

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18. Daz. 1979 Columbus, Ind., USA

Patentansprüche :

Kraftstoffzuführvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Kraftstoffvorrat, einer Kraftstoffpumpe zur überführung von Kraftstoff aus dem Vorrat zum Motor, mit einem Verteiler zur Einleitung von Luft in den Motor und mit einer auf den Druck dieser Luft ansprechenden Abstimmeinrichtung zur mechanischen Abstimmung des Kraftstoffstromes zum Motor in Abhängigkeit vom Luftdruck im Verteiler, wobei die Abstimmeinrichtung eine Steuerkammer sowie mit dieser Kammer verbundene, druckempfindliche Mittel enthält, um Änderungen des Ansaugdruckes im Verteiler in eine der Betätigung des druckempfindlichen Mittels dienende Bewegung umzuwandeln, und der Verteiler mit der Steuerkammer durch eine Luftleitung verbunden ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a. vorübergehend ansprechende Mittel (14), welche veranlassen, daß die druckempfindlichen Mittel (54, 61) auf ansteigenden Luftdruck im Verteiler (4) langsamer reagieren als auf fallenden Druck;

b. die vorübergehend ansprechenden Mittel (14) umfassen eine Mediumquelle (20), eine Abschwächkammer (52, 62), deren Volumen in direkter Abhängigkeit mit einer Bewegung der druckempfindlichen Mittel (54, 61) variiert, und eine Verbindungsleitung (32) zwischen Mediumquelle (20) und Abschwächkammer (52, 62), durch welche bei einer Bewegung der druckempfindlichen Mittel (54, 61) das Medium in die Kammer (52, 62) hinein oder aus dieser heraus fließt;

c. die Verbindungsleitung (32) weist Abschwächmittel (56, 68, 60) auf, die den Mediumstrom durch die Leitung (32)

030028/08U -2-

ORIGlNAL INSPECTED

A 43 927 m 29519G0

m - 168 - 2 -

18. Dez. 1979

in der einen Richtung begrenzen, in der entgegengesetzten Richtung aber unbehindert fließen lassen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschwächkairaner (52) und die Steuerkammer (50) Teile eines einzigen Hohlraums (48) sind, der durch ein druckempfindliches Mittel (Membran 54) unterteilt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschwächkammer (62) räumlich getrennt von der Steuerkammer

(50) angeordnet ist und das druckempfindliche Mittel (Membran 54) zusätzlich ein hin- und herverschiebliches Kolbenglied

(61) aufweist, durch welches das wirksame Volumen der Abschwächkammer (62) veränderbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mediumquelle der Kraftstoffvorrat (20) des Motors ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückführleitung (18) zur Rückführung eines Teils des Kraftstoffs während des Motorbetriebs zum Kraftstoffvorrat vorgesehen und die Verbindungsleitung (32) mit der Rückführleitung (18) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (32) mit einer Kraftstoffleitung verbunden ist, die vom Kraftstoffvorrat (20) zum Einlaß der Kraftstoffpumpe (24) führt.
7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschwächmittel in der Verbinöungs-

Q30Q28/08U "³"

λ «3 927- 2951969

m - 168 - 3 -

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leitung (32) ein Rückschlagventil (58) und eine dazu parallel geschaltete Drosselstelle (56) umfassen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a. das Rückschlagventil (58) umfaßt einen mit der zur Abschwächkammer (52, 62) führenden Verbindungsleitung (3 2) in Verbindung stehenden Hohlraum (86);

b. ein inneres Ventilgehäuse (68) und eine damit teleskopartig verbundene, fächerförmige Passung (70), wobei die Mittelachse des im Ventilgehäuse (68) angeordneten Hohlraums (86) parallel und seitlich versetzt zur Mittelachse des Ventilgehäuses (68) verläuft;

c. eine Unterlegscheibe (90) mit einem Außendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser des Ventilgehäuses

(68) ist, und mit einer Mittelöffnung (92), die nur teilweise mit dem Hohlraum (36) ausgefluchtet ist und mit diesem in Verbindung steht;

d. ein im Hohlraum (86) angeordnetes Ventilglied (60), das bei einer von der Unterlegscheibe (90) weg gerichteten Bewegung den Durchfluß durch das Rückschlagventil (58) sperrt und nach entgegengesetzter Bewegung derart an der Unterlegscheibe (90) anliegt, daß ein Mediumstrom aus dem Hohlraum (86) heraus durch die Mittelöffnung (92) möglich ist.
9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Mittel als flexible Membran (54) ausgebildet ist.

-4-030026/081 L