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Druckregelventil
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Druckregelventil
für eine Kraftstoffeinspritzanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon
ein Druckregelventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage bekannt, bei dem zur Korrektur
der Luftdichteänderung bei sich änderndem Luftdruck eine evakuierte Barometerdose
vorgesehen ist. Luftdichteänderungen infolge von Temperaturänderungen bleiben dabei
unberücksichtigt und führen zu einem Fehler in der Steuerung des optimalen Kraftstoff-Luft-Gemisches.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Druckregelventil mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine
gleichzeitige Korrektur des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei Änderungen des Luftdruckes
und der Lufttemperatur erfolgt.
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Durch die in dem Unteranspruch aufgeführte Maßnahme ist eine vorteilhafte
Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der Beschreibung näher erläutert.
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Beschreibung des Ausführungsbeispieles Bei der in der Zeichnung beispielsweise
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 Luftaeßorgan herrschenden Luftdruck, der zwischen dem Luftmeßorgan
3 und der Drosselklappe 5 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt. Das Luftmeßorga
3 steuert ein Zumeß-und Mengenteilerventil 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.
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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 Kraftstoffversorgungsleitung 23 konstant.
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Die Kraftstoffversorgungsleitung 23 führt über verschiedene Abzweigungen
zu Kammern 26 des Zumeß- und Mengenteilerventis 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 Ventilsitze 31 in inspritzkanäle
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
Membrandose bewirken, daß unabhängig von der zwischen der Ringnut 28 und den Steuerschlitzen
29 bestehenden Überdeckung, also unabhängig von der zu den Einspritzventilen 34
strömenden Kraftstoffmenge das Druckgefälle an den Zumeßventilen 28, 29 weitgehend
konstant bleibt.
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Damit ist gewährleistet, daß der Verstellweg des Steuerschiebers 14
und die zugemessene Kraftstoffmenge proportional sind.
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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 beispielsweise annähernd proportional zum Verstellweg
des Luftmeßorgans 3 ist.
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Die die konstante Rückstellkraft auf den Steuerschieber 14 erzeugende
Druckflüssigkeit ist Kraftstoff. Hierfür zweigt von der Kraftstoffversorgungsleitung
23 eine Steuerdruckieitung 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.
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In der Steuerdruckleitung 36 ist ein Druckregelventil 42 angeordnet,
über das die Druckflüssigkeit durch eine Rücklaufleitung 43 drucklos zum Kraftstoffbehälter
20 gelangen kann. Eine Funktion des dargestellten Druckregelventiles 42 besteht
darin, den Druck der die Rückstellkraft erzeugenden Druckflüssigkeit während des
Warmlaufes der Brennkraftmaschine nach einer Temperatur- und Zeitfunktion zu ändern.
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Das Druckregelventil 42 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit einem
festen Ventilsitz 44 und einer als bewegliches Ventilteil dienenden Membran 5, 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 zmbran
45. Bei Temperaturen unterhalb der Motorbetriebstemperatur von ca.
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80 0 wirkt der Federkraft der Druckfeder 46 eine 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 Steueruruck in der Steuerdruckleitung 36 ansteigt. Das elektrische
Heizelement 50 der Bimetallfeder 49 liegt hierfür an der Fahrzeugbatterie 57 in
einem Stromkreis 58, der durch den Zünd- und Startschaiter 59 geschlossen wird.
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Die Bimetallfeder 49 ist an ihrem der Druckfeder 46 abgewandten Ende
an einem Bolzen 51 eingespannt und mit diesem in ihrer Lage zur Druckfeder 46 verstellbar.
Das der Bimetallfeder 49 abgewandte Ende des Federtel'ers 47 ist mit einem Dorn
52 verbunden, an dessen dem Federteller 47 abgewandtem Ende eine vom Atmosphärendruck
beaufschlagte Druckmeßdose 53 angreift, die sich an dem Gehäuseboden des Druckregelventiles
42 abstützt. Erfindungsgemäß ist die Druckmeßdose 53 mit Gas, insbesondere Luft
oder Stickstoff gefüllt.
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Die Funktion des Druckregelventils 42 ist folgende: Unterhalb einer
Motorbetriebstemperatur von ca. + 80 OC ist es während der Warmlaufphase der Brennkraftmasenine
erforderlich, das Kraftszoff-Luft-Gemich mit Kraftstoff
anzureichern.
Hierzu dient die Bimetallfeder 49, durch die die Kraft der Druckfeder 46 und der
Druckmeßdose 53 auf die Membran 45 verringerbar ist. Eine Verringerung der Schließkraft
auf die Membran 45 hat zur Folge, daß in der Steuerdruckleitung 36 ein geringerer
Steuerdruck eingeregelt wird, so daß sich die Rückstellkraft auf den Steuerschieber
14 und somit auf das Luftmeßorgan 3 ebenfalls verringert, wodurch bei gleichbleibender
angesaugter Luftmenge der Steuerschieber 14 mehr in Öffnungsrichtung der Steuerschlitze
29 verschoben und eine größere Kraftstoffmenge zugemessen wird. Bei Starttemperaturen
oberhalb ca. + 80 oC hat sich die Bimetallfeder 49 so stark in Richtung auf die
Membran 45 hin gebogen, daß sie außer Eingriff mit dem Federteller 47 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 und der Lufttemperatur durch die Kraft der Druckmeßdose 53 bestimmt wird. Eine
Korrektur des Kraftstoff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit von der Höhe und der Lufttemperatur
ist erforderlich, da das Kraftstoff-Luft-Gemisch ohne eine derartige Korrektur mit
zunehmender Höhe und zunehmender Lufttemperatur aufgrund der geringeren Luftdichte
zu fett würde. Eine deshalb erforderliche Verringerung der zugemessenen Kraftstoffmenge
kann durch Erhöhung des Steuerdruckes in der Steuerdruckleitung 36 durch das Druckregelventil
42 mit Hilfe der Druckmeßdose 53 erfolgen. Dies erfolgt dadurch, daß sowohl bei
einer Verringerung des Luftdruckes als auch bei einer Erhönung der Lufttemperatur
die an Dorn 52 angreifende nachgiebige Wand 54 der Druckmeßdose 53 eine höhere Kraftwirkung
auf die Membran 45 ausübt.
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