-
Kraftstoffeinspritzanlage
-
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzanlage
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Kraftstoffeinspritzanlage
bekannt, bei der zur Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei Vollast oder
Beschleunigung und zur Korrektur des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei größeren Höhen
und niederen Starttemperaturen verschiedene Drucksteuerventile erforderlich sind.
-
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß auf einfache Art und Weise die Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei
Vollast und Beschleunigung und die Korrektur des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei größeren
Höhen und niederen Starttemperaturen durch ein Drucksteuerventil erfolgen kann.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzanlage
möglich.
-
Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzanlage, Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel
eines Drucksteuerventiles, Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Drucksteuerventiles.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Bei der in Figur 1 dargestellten
Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung über einen
Saugrohrabschnitt 1 in einen konischen Abschnitt 2, in dem ein Luftmeßorgan 3 angeordnet
ist und weiterhin durch einen Saugrohrabschnitt 4 mit einer willkürlich betätigbaren
Drosselklappe 5 zu einem Sammelsaugrohr 6 und von dort über einen Saugrohrabschnitt
7 zu einem oder mehreren Zylindern 8 einer gemischverdichtenden fremdgezündeten
Brennkraftmaschine. Das Luftmeßorgan 3 ist eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete
Platte 3, die sich im konischen Abschnitt 2 des Saugrohres beispielsweise nach einer
annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt,
wobei für eine konstante am Luftmeßorgan 3 angreifende Rückstellkraft sowie einen
konstanten vor dem Luftmeßorgan 3 herrschenden Luftdruck, der zwischen dem Luftmeßorgan
3 und der Drosselklappe 5 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt. Das Luftmeßorgan
3 steuert ein Zumeß- und Mengehteilerventil 10.
-
Zur Übertragung der Stellbewegung des Luftmeßorgans 3 dient ein mit
ihm verbundener Schwenkhebel 11, der gemeinsam mit einem Korrekturhebel 12 an einem
Drehpunkt
13 gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung das als
Steuerschieber 14 ausgebildete bewegliche Ventilteil des Zumeß- und Mengenteilerventils
10 betätigt. An einer Gemischregulierschraube 15 läßt sich das gewünschte Kraftstoff-Luft-Gemisch
einstellen. Die dem Schwenkhebel 11 abgewandte Stirnfläche 16 des Steuerschiebers
14 wird von Druckflüssigkeit beaufschlagt, deren Druck auf die Stirnfläche 16 die
Rückstellkraft auf das Luftmeßorgan 3 erzeugt.
-
Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine Elektrokraftstoffpumpe
19, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 20 ansaugt und über einen Kraftstoffspeicher
21, einen Kraftstoffilter 22 und eine Kraftstoffversorgungsleitung 23 dem Zumeß-
und Mengenteilerventil 10 zuführt. Ein Systemdruckregler 24 hält den Systemdruck
in der Kraftstoffeinspritzanlage konstant.
-
Die Kraftstoffversorgungsleitung 23 führt über verschiedene Abzweigungen
zu Kammern 26 des Zumeß- und Mengenteilerventils 10, so daß die eine Seite einer
Membran 27 durch den Kraftstoffdruck beaufschlagt wird. Die Kammern 26 stehen ebenfalls
mit einer Ringnut 28 des Steuerschiebers 14 in Verbindung. Je nach Stellung des
Steuerschiebers 14 öffnet die Ringnut 28 mehr oder weniger Steuerschlitze 29, die
zu je einer Kammer 30 führen, die durch die Membran 27 von der Kammer 26 getrennt
ist. Aus den Kammern 30 gelangt der Kraftstoff über Einspritzkanäle 33 zu den einzelnen
Einspritzventilen 34, die in der Nähe der Motorzylinder 8 im Saugrohrabschnitt 7
angeordnet sind. Die Membran 27 dient als bewegliches Teil eines Flachsitzventiles,
das durch eine Feder 35 bei nicht arbeitender
Kraftstoffeinspritzanlage
offen gehalten wird.
-
Die je aus einer Kammer 26 und 30 gebildeten Membrandosen bewirken,
daß unabhängig von der zwischen der Ringnut 28 und den Steuerschlitzen 29 bestehenden
29 bestehenden überdekkung, also unabhängig.von derzu den Einspritzventilen 34 strömenden
Kraftstoffmenge das Druckgefälle an den Zumeßventilen 28, 29 weitgehend konstant
bleibt. Damit ist gewährleistet, daß der Verstellweg des Steuerschiebers 14 und
die zugemessene Kraftstoffmenge proportional sind.
-
Bei einer Schwenkbewegung des Steuerhebels 11 wird das Luftmeßorgan
3 in den konischen Abschnitt 2 bewegt, so daß der sich zwischen Luftmeßorgan und
Konus ändernde Ringquerschnitt;beispfelsweise annähernd proportional zum Verstellweg
des Luftmeßorgans 3 ist Die die konstante Rückstellkraft auf den Steuerschieber
14 erzeugende Druckflüssigkeit ist Kraftstoff. Hierfür zweigt von der Kraftstoffversorgungsleitung
23 eine Steuerdruckleitung 36 ab die durch eine Abkopplungsdrossel 37 von der Kraftstoffversorgungsleitung
23 getrennt ist. Mit der Steuerdruckleitung 36 ist über eine Dämpfungsdrossel 38
ein Druckraum 39 verbunden, in den der Steuerschieber .
-
14 mit seiner Stirnfläche 16 ragt.
-
In der Steuerdruckleitung 36 ist ein Drucksteuerventil 42 angeordnet,
iiiber'das das die Druckflüssigkeit durch eine Rücklaufleitung 43 drucklos zum Kraftstoffbehälter
20 gelangen kann. Eine Funktion des dargestellten Drucksteuerventiles 42 besteht
darin, den Druck der die Rückstellkraft erzeugenden Drucklüssigkeit während des
Warmlaufs der Brennkraftmaschine nach einer Temperatur- und Zeitfunktion zu ändern.
-
Das Drucksteuerventil 42 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit
einem festen Ventilsitz 44 und einer als bewegliches Ventilteil dienenden Ventilmembran
45, die in Schließrichtung des Ventils von einer Druckfeder 46 belastet wird. Die
Druckfeder 46 wirkt über einen Federteller 47 und einen Übertragungsstift 48 auf
die Membran 45. Bei Temperaturen unterhalb der Motorbetriebstemperatur wirk der
Federkraft der Druckfeder 46 eine erste Bimetallfeder 49 entgegen, auf der ein elektrisches
Heizelement 50 angeordnet ist, dessen Aufheizung nach dem Start zu einer Verminderung
der Kraft der Bimetallfeder 49 auf die Druckfeder 46 führt, wodurch der Steuerdruck
in der Steuerdruckleitung 36 ansteigt.
-
Die Ventilmembran 45 trennt einen Druckflüssigkeitsraum 55, der mit
der Steuerdruckleitung 36 in Verbindung steht und den Ventilsitz 44 aufnimmt, von
einem Federraum 56, in dem unter anderem die Druckfeder 46 und die erste Bimetallfeder
49 angeordnet ist. Wie in Figur 2 dargestellt ist, steht der Federraum 56 über eine
öffnung 57 mit der Atmosphäre in Verbindung. Die Druckfeder 46 stützt sich mit ihrem
dem Federteller 47 abgewandten Ende an einem Boden 58 des Ventilgehäuses 59 ab.
Mit dem Federteller 47 ist ein Betätigungselement 61 fest verbunden. Das Betätigungselement
61 durchragt in einer Öffnung 62 den Boden 58 und in Zwischenböden 63 und 64 vorgesehene
Offnungen 65 und 66. In dem Boden 58 ist eine erste Abkoppelmembran 68, in dem Zwischenboden
63 eine zweite Abkoppelmembran 69 und in dem Zwischenboden 64 eine dritte Abkoppelmembran
70 eingespannt. Die Abkoppelmembranen 68, 69, 70 sind in ihrem mittleren Bereich
jeweils fest mit dem Betätigungselement 61 verbunden. Die erste Abkoppelmembran
68
trennt den Federraum 56 von einer zweiten Kammer 71, die andererseits von einer
in ihrem mittleren Bereich fest mit dem Betätigungselement 61 verbundenen Vollastmembran
72 begrenzt wird. Die zweite Kammer 71 steht, wie auch in Figur 1 dargestellt ist,
über eine Luftleitung 73 mit dem Saugraum 74 stromabwärts der Drosselklappe 5 in
Verbindung. Dabei führt die Luftleitung 73 über einen festen Ventilsitz 76 eines
Druckbegrenzungsventiles 77 in eine Regelkammer 78, die durch einen Kanal 79 mit
der zweiten Kammer in Verbindung steht. Als bewegliches Ventilteil arbeitet mit
dem festen Ventilsitz 76 eine Regelmembran 81 zusammen, auf der sich eine in der
Regelkammer 78 angeordnete Regelfeder 82 in Richtung einer Öffnung des Druckbegrenzungsventiles
abstützt.
-
Auf der der Regelkammer 78 abgewandten Seite der Regelmembran 81 herrscht
Atmosphärendruck durch eine geeignete Verbindungsöffnung im Ventilgehäuse mit dem
Federraum 56.
-
Vorzugsweise in der Regelmembran 81 ist eine Begrenzungsdrosselstelle
83 vorgesehen, über die eine gedrosselte Verbindung der Regelkammer 78 mit der Atmosphäre
hergestellt ist. Die Regelfeder 82 ist so ausgelegt, daß die Regelmembran 81 den
festen Ventilsitz 76 verschließt, wenn der Unterdruck in der Regelkammer 78 einen
bestimmten Wert übersteigt. Durch Druckausgleich über die Begrenzungsdrosselstelle
83 wird dann durch das Druckbegrenzungsventil 77 dieser maximale Unterdruck begrenzt.
Sinkt der Unterdruck im Saugrohr 74 stromabwärts der Drosselklappe 5, so öffnet
das Druckbegrenzungsventil 77, und der Saugrohrdruck wird voll in der zweiten Kammer
71 wirksam. Die zweite Kammer 71 wird durch die Vollastmembran 72 von einer ersten
Kammer 84 getrennt, die über einen Kanal 85 mit dem Federraum 56 und damit mit der
Atmosphäre in
Verbindung steht. Die zweite Abkoppelmembran 69 begrenzt
die erste Kammer 84 andererseits. Wird hun die Brennkraftmaschine unter Vollastbedingungen,
d.h. bei nahezu geöffneter-- Dr-os-selklappe 5 betrieben, so steigt der Saugrohrdruck
im Saugrohr 74- und damit auch der Druck in der zweiten Kammer 71 an, und die von
dem Betätigungselement 61 über den Federteller 47 auf den Übertragungsstift 48 wirkende-
Schließkraft auf die Ventilmembrn 45 verringert sich, wodurch~ am. Drucksteuerventil
42 ein geringerer Druckgeregelt wird, so daß die Rückstellkraft- auf den Steuerschieber
14 vermindert wird Ende zur Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei Vollast
der Brennkratmashine am Zumeß-- und Mengenteilerventil 10 eine größere Krafts-toffmenge
zugemessen wird.
-
Die zweite Abkoppelmembran 69 trennt die--erste Kammer 84 von einer
dritten Kammer 86, die:anderereits.durch eine in ihrem mittleren Bereich mit: dem
Betätigungselement 61 verbu-ndene Beschleunigungsmembran 87 -begrenzt wird. Die
dritte Kammer 86 steht direkt über die Luftleitung 73 mit dem Saugrohr 74 stromabwärts
der Drosselklappe 5 in Verbindung und ist durch die Beschleunigungsmem-bran 87-
voneiner vierten Kammer 88 getrennt, die andererseits durch die- dritte Abkoppelmenbran
70 begrenzt wird und über eine Differenzierdrosselstelle 89 mit der Luft leitung
-73 in Verb.ihdung st.eht. Bei normalem Betrieb der Brennkraftmaschine herrschen
in der dritten Kammer 86 und-der vierten Kammer 88 gleiche Drücke. Wird nun zur
-Beschleunigung der Brennkraftmaschine aus dem Teillastgebiet heraus die Drosselklappe
5 plötzlich geöffnet, so steigt der Saugrohrdruck stromabwärts der Drosselklappe
und damit -über die Luftleitung 73 auch in der dritten Kammer 86 plötzlich an,
während
ein Druckanstieg in der vierten Kammer 88 infolge der zwischengeschalteten Differenzierdrosselstelle
89 verzögert erfolgt. Durch diese vorübergehende Druckdifferenz zwischen der dritten
Kammer 86 und der vierten Kammir88 greift an der Beschleunigungsmembran 87 und damit
an dem Betätigungselement 61 eine Kraft an, die zu einer Verringerung der Schließkraft
der Druckfeder 46 auf die Ventilmembran 45 führt, wodurch der Druck in der Steuerdruckleitung
36 vorübergehend abgesenkt wird und durch Verringerung der Rückstellkraft am Steuerschieber
14 zur Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches während des Beschleunigungsvorganges
am Zumeß- und Mengenteilerventil 10 eine größere Kraftstoffmenge zugemessen wird.
Das dem Federteller 47 abgewandte Ende 90 des Betätigungselementes 61 ragt in eine
fünfte Kammer 91, die mit dem Federraum 56 und damit mit der Atmosphäre in Verbindung
steht.
-
An dem Ende 90 des Betätigungselementes 61 greift eine in der fünften
Kammer 91 angeordnete Druckmeßdose 92 an.
-
Parallel zur ersten Bimetallfeder 49 ist in Form einer zweiten Bimetallfeder
93 ein zweites temperaturabhängig arbeitendes Element gehäusefest eingespannt und
stützt sich nur bei Temperaturen unterhalb ca. + 30°C mit ihrem freien Ende auf
der Druckmeßdose 92 ab. Die zweite Bimetallfeder 93 ist ebenfalls durch eine elektrische
Heizwicklung 94 beheizbar, die wie der elektrische Heizkörper 50 der ersten Bimetallfeder
49 an der Fahrzeugbatterie liegt und deren Stromkreis durch den Zünd- und Start
schalter geschlossen wird.
-
Bei Starttemperaturen oberhalb ca. + 800 C hat sich die erste Bimetallfeder
49 so stark in Richtung auf die Ventilmembran 45 hin gebogen, daß sie außer Eingriff
mit der
Druckfeder 46 gelangt, so daß der durch das Druckregelventil
42 geregelte Steuerdruck in der Steuerdruckleitung 36 ausschließlich durch die Kraft
der Druckfeder 46 und entsprechend der geodätischen Höhe durch die Kraft der Druckmeßdose
92 bestimmt wird. Eine Korrektur des Kraftstoff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit von
der Höhe ist erforderlich, da das Kraftstoff-Luft-Gemisch ohne eine derartige Korrektur
mit zunehmender Höhe aufgrund der geringeren Luftdichte zu fett würde. Eine derartige
Verringerung der zugemessenen Kraftstoffmenge kann durch Erhöhung des Steuerdruckes
in der Steuerdruckleitung 36 durch das Drucksteuerventil 42 mit Hilfe der Druckmeßdose
92 erfolgen. Da die Veränderung der Kraftstoffmenge der Wurzel aus dem Steuerdruckverhältnis
entspricht, die Druckmeßdose 92 den Steuerdruck jedoch linear ändert, wird die Abmagerung
des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei niederen Starttemperaturen unterhalb ca. + 300
C und damit bei niederen Steuerdrücken zu groß. Hierdurch ergeben sich Schwierigkeiten
beim Start und beim Weiterlaufen der Brennkraftmaschine. Erfindungsgemäß ist deshalb
die zweite Bimetallfeder 93 vorgesehen, die bei Starttemperaturen unterhalb einer
vorbestimmten Temperatur von ca. + 30°C der Kraft der Druckmeßdose 92 entgegenwirkt
und somit den Einfluß der Druckmeßdose 92 auf die Schließkraft der Ventilmembran
45 verringert. Bei Temperaturen oberhalb + ca. 300 C gelangt die zweite Bimetallfeder
93 außer Eingriff mit der Druckmeßdose 92. Durch die Anordnung der elektrischen
Heizwicklung 94 auf der zweiten Bimetallfeder 93 arbeitet diese ebenfalls temperatur-
und zeitabhängig.
-
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 sind die gegenüber
den Figuren 1 und 2 gleich bleibenden und gleichwirkenden
Teile
durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Gegensatz zu dem Drucksteuerventil
42 nach der Figur 2 ist bei dem Drucksteuerventil 42 nach der Figur 3 die Luftleitung
73 über die dritte Kammer 86 und einen Luftkanal 96 zu dem festen Ventilsitz 76
des Druckbegrenzungsventils 77 geführt, und die Regelmembran 81 des Druckbegrenzungsventils
77 trennt die Regelkammer 78 direkt von dem Federraum 56. Außerdem ist mit der vierten
Kammer 88 eine vorzugsweise innerhalb des Ventilgehäuses 59 angeordnete Differenzierkammer
97 verbunden, die eine bessere Anpassung des zeitlichen Verlaufes der Kraftstoffanreicherung
während des Beschleunigungsvorganges erlaubt.
-
Kraft stoffeinsprit zanlage Zusammenfassung Es wird eine Kraftstoffeinspritzanlage
vorgeschlagen, die zur Kraftstoffversorgung einer gemischverdichtenden fremdgezündeten
Brennkraftmaschine dient. Die Kraftstoffeinspritzanlage umfaßt ein im Saugrohr angeordnetes
Luftmeßorgan (3), dessen Rückstellkraft durch Druckflüssigkeit erzeugt wird.
-
Der Druck der Druckflüssigkeit wird durch ein Drucksteuerventil (42)
gesteuert, und zwar derart, daß sich bei Beschleunigungsvorgängen und Vollast der
Brennkraftmaschine ein reicheres Kraftstoff-Luft-Gemisch ergibt, während bei größeren
geodätischen Höhen eine Abmagerung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgt.
-
Leerseite