DE3037730A1

DE3037730A1 - Kraftstoffeinspritzanlage fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3037730A1
Application number: DE19803037730
Authority: DE
Inventors: Franz Eheim; Wolfgang 7000 Stuttgart Fehlmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-10-06
Filing date: 1980-10-06
Publication date: 1982-05-19
Also published as: JPS5791333A; US4475519A

Description

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H. 'S580

29.9.198O Sa/Kc

ROB.ERT BOSCH GMBH₅ TOOO' Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraft-' masch i nen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzanlage nach der Gattung des Kauptanspruchs. Es ist schon eine solche Anlage bekannt, "bei der die Parametereinstellung aus der Drehzahl der Verbrennungsmaschine oder aus dem'im Innenraum (Saugraum) einer zur Anlag'e gehörenden Einspritzpumpe herrschenden Druck bestimmt wird. Eine solche Anlage bietet keine Eingriffsmöglichkeit, für eine elektronische Steuerung. Weiter kommt es durch das bei' der bekannten Anlage verwendete getaktete Magnetventil zu Schwankungen des Spritzzeitpunktes. Auch erfordert der relativ hohe Arbeitsstrom zur Betätigung des Magnetventils hohe Herstellungskosten. Schließlich stellt sich das Magnetventil bei Ausfall der elektrischen Anlage in eine Extremlage (offen oder geschlossen), was für die Brennkraftmaschine sehr gefährlich sein kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage mit den kenn- ;'.fi C'hnciiili'ii 1-1 <-r luitn]. <~n tir-;. JIm 11 ji I hu ι; ]i1- u '· Ii r. hit I /*.<■ p-.r- η ϊΊ !■<· ι· -ir-ti

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V !·'■·]), >i--r;-. ül'C!· Ί'"?η «J C'ktrof iuidi sehen Wandler ein direkter Eingriff einer Bteuerelektronik in den Regelablauf der Einsprit zanlag.e möglich ist. Der Spritzseitpunkt wird konstant eingeschalten. Durch die Vervendung kl.einer Steuer.ströme werden die Herstellungskosten gesenkt. Ferner kann durch entsprechende Einstellung des elektrofluidischen Wandlers dieser bzw. das von ihm verschiebbare Bauelement eine Torbestimmte, für die Brennkraftmaschine unschädliche Stellung gebracht werden, wenn der Iiormalbetrieb "gestört, ist.

Durch die in- den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahnen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoff- . einspritzanlage möglich.

Zeichnung ■ ' ■

Ausfuhrungsbeispiele·der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden- Beschreibung näher erläutert. Es -zeigen Figur ] eine Kraftstoffeinspritzanlage in"schematischer Darstellung, in der ein su einer Einspritzpumpe gehörender Rollenring und ein mit diesem zusammenarbeitendes Bauelement um 90 gedreht ·sind,·Figur 2 ein elektrofluidischer Wandler mit einer nachgeordneten Verstärkerstufe, wobei ein mit dem zu verstellenden Teil zusammenarbeitender Schieber sich in einer Kittelstellung befindet, Figur 3 der elektrof luidische Wandler gemäß Figur 2, wobei der Schieber in eine außermittige Lage gebracht worden ist, Figur k eine Anordnung zur Beeinflußung der Einspritzmenge einer Einspritzpumpe mittels eines elektrofluidischen Wandlers, in ' schematischer Darstellung und Figur 5 einer Anordnung zum Verstellen einer Regelstange

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einer Einspritzpumpe .mittels eines elektrof.iui-dischen Waiidlers, in scheinat ischer Darstellung.

Beschreibung der Ausführungü bei spiel e

Zur einer as sich bekannten Krafstoffeinspritzanlage für ■ Brennkraftmaschinen gehört auch eine in Figur 1 schematisch dargestellte Einspritzpumpe 10. Zu der Einspritzpumpe 10 gehören eine Förderpumpe 12, die üblicherweise mit der Einspritzpumpe 10 eine. Baueinheit "bildet. Die Einspritzpumpe 10 weist einen Saugraum 1h auf, für dessen Füllung .die Förderpumpe 12 sorgt. I-n dem .Saug-, raum 1^ herrscht ein Überdruck. Die- Förderpumpe T2 ist mit sovielen Einzelpumpen 36 versehen, wie Brennkammern einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine vorhanden sind. Zur Beschreibung des Aufbaus der Kraftstoffeinspritzanlage genügt es jedoch, wenn sich die Beschreibung auf die einzige in der Zeichnung vorhandene Einzelpumpe ]6 beschränkt. Die Einzelpumpe 16 hat einen Pumpenkolben 1.8, der in einem Zylinder 20 drehbar und in axialer Richtung verschiebar' geführt ist. An dem aus dem Zylinder 20 ragenden Ende des Pumpenkolbens 18 ist eine Hubscheibe 22 befestigt, die an ihrer von dem Pumpenkolben 18 abgewandten Stirnfläche so viele Rocken 2U aufweist, wie Einzelpumpen 16 vorhanden sind. Der Hubscheibe 22 liegt koaxial ein Rollenring 26 gegenüber. Hinsichtlich der Darstellung gemäß Figur 1 muß noch einmal daraufhingewiesen werden, daß der Rollenring 26 um 90 gedreht dargestellt worden ist. Tatsächlich liegen im Betrieb der Einspritzpumpe 10 die Umfang- oder Mantelflächen der Rollen 28 fest an der Stirnfläche der Hubscheibe 22 an, an welcher die Hocken 2k angeordnet sind. Der Rollenring 26 weist weiter

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einen radialen Ansatz 30 auf, der in eine Ausnehmung eines verschietaren Bauelements 3U greift. Zwischen der Hubscheibe 22 und dem Pumpenkolben 18- ist auf diesem ein ringförmiger Regelschieber 36 angeordnet. Der Regelschieber 36 ist auf diesem Abschnitt des PumpenkοIbens in einer Weise verschiebbar, daß er einen am Mantel dec Forderkolbens mündenden, im Kolben 18 verlaufenden. Förderkanal 38 für den Kraftstoff übersteuert. In eine am Mantel des Regelschiebers 36 angeordnete- Tasche UO tfrc-i.n. oin .ΝοΙ·/.<·η Ui? eines Mengenstellverks ItU, über welches der Regelsch'ieber 36 auf dem Pumpenkolben l8 verschoben werden kann. ■ - .

Das mit dem Ansatz 30 des Rollenrings 36 zusammenai— beitende Bauelement 3U ist verschiebbar in einer Kammer U6 angeordnet. Bezüglich der Darstellung in Figur 1 gilt es auch hier zu beachten, daß das Bauelement 3k zusammen mit seiner Kammer U6 ebenfalls um 90 verdreht ist, so daß sein Zusammenwirken mit dem Rollenring 26 leichter zu überschauen ist. Wenn sich das Schieberelement 3U im Mittelbereich der Kammer U6 befindet, münden beidseitig des Bauelements 3U Ausgangsleitungen U8, 50 in die Kammer U6: Die Ausgangs-leitungen 50 gehöhren. zu einem elektrofluidischen Wandler 52, der einen Eingang 5U für einen Druckmittelstrom aufweist. Zu·dem elektrofluidischen Wandler 52 gehören weiter eine Magnetspule 56, welche über eine elektrische Versorgungsleitung 58 mit einer elektronischen Steuervorrichtung 60 verbunden ist. Der elektronischen Steuervorrichtung 60 werden ferner ein von einem Gashebel oder Gaspedal 62 kommendes Signal und weitere als Korrekturgrößen geltende Betriebsparameter wie Temperatur und Luftdruck (Pfeile. 6U) zugeführt. Schließlich wird axich noch ein Rückmeldesignal· eines Rückmelders 66 in die elektronische Steuereinrichtung 60 .eingegeben, der eine, am-Umfang des Rollenrings

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angeordnete Steuerkurve 68 abtastet. Auch dar; 'Z\. gna.1 eines D2"ehzahlgebers 70 gelangt in die elektronische Steuervorrichtung 6θ. Zwischen dieser "und dem Mengenstellwerk kh werden über Steuerleitungen 69 und Tl Steuerimpulse bzw. Rückmeldungsimpulse geleite.t.

Die obenbeschriebene Kraftstoffeinspritzanlage arbeitet mit Blickwinkel auf die vorliegende Erfindung wie folgt: Mit steigender Drehzahl ist aus den bekannten Gründen der Einspritzzeitpunkt vorzuverlegen. Dazu wird in bekannter-Weise der Rollenring 26.um einen bestimmten Winkel in Richtung "vor" gedreht. Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage wird diese Notwendigkeit^ beispielsweise über den Drehzahlgeber· 20 .von der elektronischen Steuervorrichtung 60 erkannt _t worauf über die Versorgungsleitung 58 die-Magnetspule 56 des elektrofluidischen Wandlers 52 derart erregt.wird, daß eine dem Eingang 5^ nachgeordnete Düse 72 eine "der beiden Ausgangsleitungen 1+8, 50 stärker beaufschlagt als die andere. Dadurch wird das Bauelement 3^· nach der schwächer beaufschlagten Seite der Kammer k6 verschoben wobei über die Ausnehmung 32 im Bauelement 3^ d.er Ansatz 30 und somit der Rollenring 26 mitgenommen werden. Es versteht sich von selbst, daß diejenige Ausgangsleitung U8 bzw.' 50 von. der Düse h2 stärker beaufschlagt wird, die eine Verschiebung des Bauelements 3^ und damit· ein Verdrehen des Rollenrings 26 in -der gewünschten Weise erzwingt. Über den als Potentiometer ausgebildeten Rückmelder 66 wird die jeweilige Stellung des Rollenrings 26 der elektronischen Steuervorrichtung 60 mitgeteilt. Der Eingang 5^ über den dem elektrofluidischen Wandlers 52 der Druckmittelstrom zugeführt wird, kann beispielsweise über eine Drucklei-

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tung 7^- mit dem Saugraum \k verbunden sein. Es ist jedoch aber auch denkbar, daß zur Verstellung des Bauelements 3.^ dem Wandler 52 bzw. dessen Eingang 5k ein
Druckiaittelstrom zugeführt wird, der von einem sepa-r
raten Kreislauf und einer in diesem angeordneten Pumpe stammt.

Weiter ist es denkbar, daß der elektrofluidische Wandler 52 als Vorstufe einer fluidischen Verstärkerstufe 80 dient. (Figuren 2 und 3). In diesem Fall sind die
Ausgangsleitungen kB und 50 des Wandlers 52 an Steuereingängen 82 und 8k der Verstärker stufe 80 angeschlossen. Der in den Eingang 5k des Wandlers 52 gelangende
Druckmitteistrom dient also lediglich zum Steuern eines Arbeits- Druckmittelstroms, der einem Eingang 86 der
Verstärkerstufe 80 zugeführt wird. Die Ausgänge 88. und 90 der Verstärkerstufe 80 führen zur Kammer k6, in welcher das Bauelement 3^ verschiebbar angeordnet ist. Die Figur 3 ze'igt, ist das Bauelement 3^ aus einer in Figur 2 dargestellten neutralen Mittellage nach rechts verscho ben und über den Ansatz 30 der Rollenring 2.6 verstellt worden.

Die Anordnung gemäß Figur k zeigt eine Vorrichtung
zum'Beeinflussen der Menge des bei einem Kolbenhub
einzuspritzenden Brennstoffs. Der Aufbau des elektrofluidischen Wandlers entspricht dem der oben beschrieben worden ist, Ebenso münden die beiden Ausgangsleitungen kB, 50 in eine Kammer Ij-6 in welcher ein Bauelement 3*+ verschiebbar geführt ist. In die Aus-nehmung 32 des Bauelements 3^ greift ein Finger 92 eines Übertragungsglieder, 9'i » das in nicht näher beschriebener Weiuf.· mit ¹Ie-In Rccelochieber 3^ verbunden ist, Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Übertragungslied

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9k als zweiarmiger Hebel ausgebildet, lessen einer Arm durch den Finger 92 gebildet ist."An den änderen Ära greifen ein mit der Steuervorrichtung oC verbundener. Kückraelder ' 98 und eine Slab i 1 i v, i i-rung:; !VmJi- r ]κκ> uu. I in Mittelbereich des Übertragungsglieds 9^ ist ein Drehzapfen 95 -angeordnet, des'seh Achse senkrecht au:' dem Glied steht. An der von Glied 9^ angewandten Stirnfläche ist der Drehzapfen 95 mit einem Exzenter-bolsen k2 (Figur 1 und k) versehen, der in die Tasche «0 des Regelschiebers 36 greift. Durch Drehen des Drehzapfens 95 erfolgt eine Verschiebung des Regelschiebers 3o auf dem Kolben 18.

Die Anordnung gemäß Figur 5 betrifft eine Mengenregeleinrichtung bei einer Kraftstoffeinspritzanlage mit mehreren Kolbenpumpen. Bestimmte derartige Einspritz-' pumpen werden als Reiheneinspritzpumpen bezeichnet, weil dort die Ernzelpumpen in Riehe angeordnet sind. Die Regelung der Einspritzmengen bei diesem Einspritzpumpen wird über eine Regelstange Ϊ06 vorgenommen, welche in axialer Richtung mehr oder weniger stark verschoben wird. Bei der Ausführung der Erfindung gemäß Figur 5 münden die beiden Ausgangsleitungen U8 und 50 des elektrofluidisehen Wandlers 52 in eine Kammer 108 in welcher ein Kolben 110 verschiebbar angeordnet ist. In Verschieberichtung des Kolbens erstreckt sich von diesem aus ein Bolze12, der an der Stirnseite der Regelstange 106 zur Anlage kommt. Die- Regelstange UOo und' der Bolzen 112 sind kraft- oder .formschlüßig miteinander gekoppelt. In der Kammer 108 ist eine Schraubenfeder 1 1J+ angeordnet, welche die Arbeit des Kolbens 110 stabilisiert. Weiter greift an der Regelstange 106 ein Rückmelder II6 an, der dir· jpwei ligf l'l.el liit.p, <\^v Regelstange 106 an die elektronische St-euervorrich

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O'j f. ibt. Zum Verschieben der Regelstange .106 wird nun je nach Bedarf der Kolben 110 stärker über die Ausgangsleitung 50 des elektrofluidischen Wandlers 52 beaufschlagt, wodurch die Einspritzmenge der Einzelpumen in .gleicher Weise beeinflußt wird.

Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die Einrichtung sum Einzustellen eines Parameters der Einspritzanlage (Spritszeitpunkt und/oder Spritzmenge) ein von einer elektronischen Steuervorrichtung 60 ansteuerbare elektrofluidische Wandler 52 ist.

Die beiden Stabilisierungsfedern 100 und 11U sind so vorgespannt, daß bei Störungen in der elektronischen. Steuereinrichtung 60 der Hegelschieber 36 bzw. die Regelstange 1.06 auf Null-Förderung gestellt werden.

•Z-um · elektröf luidischen Wandler 52 sei noch gesagt, daß dieser in der deutschen Patentschrift 2 120 076'eingehend dargestellt und beschrieben ist. Der Inhalt dieser Patentschrift wird hiermit zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung gemacht.

BAD ORiGiNAL

Claims

29.9.1980 Sa/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Ansprüche

(1.)Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen, mit wenigstens je einer Zuführ- und Ausgangsleitung für den Kraftstoff, mit mindestens einer Kolbenpumpe zum Fördern des Kraftstoffs zu einer Einspritzdüse und mit wenigstens einer Einrichtung zum Einstellen eines Parameters der Einspritzanlage wie Spritzzeitpunkt und/ oder Sprit zme'nge, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein von einer elektronischen Steuervorrichtung' (60) ansteuer"barer elektroflui'discher 'Wandler (52·.) ist.

2. Kraftstoffeinspritzanlag nach Anspruch 1, dadurch.gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Einstellen des Spritzzeitpunkts ein Rollenring (26) aufweist, dessen Rollen (.28) fest an einer mit Nocken [2h) versehenen Stirnfläche einer(fest mit dem Kolben (18) verbundenen Hubscheibe (22) anlaufen und daß der Rollenring (26) mit einem Ansatz (30) in ein durch den elektrofluidisehen■Wandler (52) verschiebbares Bauelement (3*0 greift.

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3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einstellen der Spritzmenge einen Regelschieber (36*) aufweist, der einen am Mantel de.s Förderkolbens (18) ' mündenten, im Kolben (18) verlaufenden Förderkanal (38) für den Kraftstoff übersteuert und daß ein durch den elektrofluidischen Wandlers (52) bewegbares Bauelement (3*0 mit dem Regelschieber (36) ■wirkverbunden ist.

k. Kraf tstof feinspr'it zanlage nach Anspruch T-, wobei in der Kraftstoffeinspritzanlage mehrere Kolbenpumpen eine sogenannte Reiheneinspritzpumpe bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein-durch den elektrofluidisch/en Wandler (52) verschiebares Element (JJO, 112) mit einer insbesondere alle Kolben (J8) der Reiheneinspritzpumpe beeinflußende Regelstange (J06) zusammenwirkt.

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche

1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem elektrof luidischen Wandler (52) und dem von diesem bewegbaren Bauelement (3^) ein fluidischer Verstärker (80) angeordnet ist.

6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenring (26) vorzugsweise

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an seinem Umfang eine Steuerkurve (68) aufweist, die von einem zu elektronischen Steuereinrichtung (βθ) gehörenden Rückmelder (66) abgetastet vird.

T. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Regelschieber (36) bzw. mit einem zwischen diesem und dem bewegbaren'- Bauelement (3*0 angeordneten Glied (⁰M ein zur elektronischen Steuereinrichtung (60).gehörender Rückmelder (98) zusammenarbeitet .·

8. Kraf tstof feinspritzanlage nach Anspruch It, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Regelstange (306) bzw, mit . dem Element (110, 312), ein zu elektronischen S.teuereinrichtung (60) gehörender Rückmelder (]16) zusammenarbeitet. .- ■

9. Kraftstoffexnspritananlage nach den Ansprüchen 6 -bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückmelder (66 bzw. 98 bzw. 1]6) ein Potentiometer ist,

10. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitungen (UQ, 50) des fluid-ischen Wandlers (52) an Steuer eingängen (82, Qk) dos - f-lui d i r. iv h f η Verstärkers (80) nngrT.flil or.r. en" . r.\ ml ,

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■ · ■ 6580

11. ' Kraft stoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche . 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem elektrofluidischen Wandler (52) und dem Regelelement (36 bzw. 106) ein Federelement (100 bzw, 11U) angeordnet ist, das bei Ausfall der elektropischen Steuereinrichtung -(βθ) die Einspritsmenge auf Null stellt.