DE3306237A1 - Kraftstoff-dosiersystem - Google Patents

Description

Anwaltsaktes P 953 COLT INDUSTRIES OPERATING CORP.

New York, V. St. A,

Kraftstoff-Doslersystem

Die Stfindung betrifft ein Kraftstoff-Doslersystem zum Dosleren von Kraftstoff zu einer zugeordneten Brennkraftmaschine,

Die Automobilindustrie hat über viele Jahre hinweg starke Anstrengungen unternommen, die Kraftstoff-WirtsshaftHenkelt von Motoren zu steigern, wenn auch nur aus Wettbewerbsgründen. Die dabei erzielten Fortschritte wurden jedoch von den zuständigen Behörden als ungenügend angesehen. Die Behörden haben Auflagen bezüglich der maximal zulässigen Mengen von Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffen (HC) und Stckoxlden (NO..) verhängt, die Werte des in die Atmosphäre zu entlassenden Abgase betreffend.

Die Maßnahmen, die die Anhebung der Kraftstoff-Wirtschaftlichkeit zum Ziele haben, sind leider Jenen Maßnahmen entgegen« gerichtet, die von den Behörden bezüglich der ünisslonswerte gesetzt sind.

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Um die NO -Emissionswerte zu erreichen, wurde bereits ein System der Abgas-Rückführung angewandt, wobei wenigstens ein Teil der Abgase der Zylinder-Brennkammer wieder zugeführt werden, um hierdurch die Verbrennungstemperaturen abzusenken und damit auch die Bildung von N0„ zu vermindern.

Es wurde auch schon die Anwendung von Motor-Kurbelwellengehäuse-Umwälzung vorgeschlagen, wobei die Gase, die sonst in die Atmosphäre gelangen würden, den Motor-Brennkammern zum weiteren Verbrennen wieder zugeführt werden.

Der Stand der Technik hat auch schon die Anwendung von Kraftstoff -Dosier-Einrichtungen vorgeschlagen, die ein relativ fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch der Motor-Brennkammer zuführen, um somit das Entstehen von NO in der Brennkammer zu verringern. Die Anwendung derart fetten Gemisches führt zu einem wesentlichen Anstieg an CO und an HC in den Abgasen, was wiederum die Zufuhr von zusätzlichem Sauerstoff erfordert, beispielsweise durch ein zugeordnetes Gebläse zum Motorabgas, um die Oxidation des CO und des HC vor deren Abgabe an die Atmosphäre zu vervollständigen.

Es wurde auch schon die Anwendung der Verzögerung des Zündzeitpunktes des Motors als weiteres Mittel zum Verringern des Entstehens von Ν0_χ vorgeschlagen. Auch wurde eine geringere Kompression angewandt, um hierdurch eine geringere Verbrennungstemperatur in der Motor-Brennkammer zu erzielen und damit auch das Entstehen von NO zu verringern. In diesem Zusammenhang hat der Stand der Technik einen sogenannten Zweibett-Katalysator verwendet (dual bed catalyst). Hierbei wird ein chemisch reduzierender erster Katalysator im Abgasstrom an einer Stelle im wesentlichen nahe beim Motor eingesetzt, während ein chemisch oxidierender zweiter Katalysator im Abgasstrom an einer Stelle weiter vom Motor entfernt und stromabwärts des ersten Katalysators eingesetzt wird. Die relativ hohen Konzentrationen am CO, die aus der Verwendung

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von fettem Kraftstoff-Luft-Gemisch resultieren, werden als Reduktionsmittel für NO„ im ersten Katalysator ausgenutzt, während Zusatzluft, die beispielsweise durch ein zugeordnetes Gebläse dem Abgasstrom an einer Stelle zwischen den beiden Katalysatoren zugeführt wird, als Oxidationsmittel im zweiten Katalysator wirkt« Diese Systeme haben Jedoch zahlreiche Nachteile, beispielsweise jene, daß sie relativ teuer in der Herstellung sind, zusätzliche Leitungen benötigen, ein Gebläse sowie ein besonderes Katalysatorbett. Außerdem besteht bei derartigen Systemen eine Tendenz der Bildung von Amoniak, das im oxidierenden Katalysatorbett möglicherweise in NO umgewandelt werden kann.

Es wurde auch schon die Anwendung eines Kraftstoff-Dosier-Injektionssystems zum Vermeiden des üblicherweise verwendeten Vergasers vorgeschlagen, bei Anwendung von überatmosphärischem Druck, wobei Kraftstoff durch einzelne Düsen direkt dem jeweiligen Zylindern eines Verbrennungsmotors injiziert wird. Derartige Kraftstoff-Injektionssysteme sind jedoch nicht nur teuer, sondern haben sich auch im allgemeinen als wenig erfolgreich gezeigt; ein solches System muß nämlich dosierten Kraftstoff über einen weiten Bereich liefern. Im allgemeinen läßt sich hierzu folgendes feststellen: Jene vorbekannten Injektionssysterne, die an einem Ende des erforderlichen Bereiches dosierten Kraftstoffes genau arbeiten, sind am gegenüberliegenden Ende desselben Bereiches relativ ungenau. Wird jedoch das Injektionssystem derart gestaltet, daß der mittlere Teil des erforderlichen Bereiches dosierten Kraftstoff stromes genau ist, so sind wiederum die beiden Enden des Bereiches ungenau. Die Anwendung von RUckführmltteln zum Verändern der Dosiercharakteristika derartiger vorbekannter Injektionssysteme haben das Problem des ungenauen Dosierens nicht gelöst. Das Problem ist nämlich verknüpft mit Paktoren wie den folgenden: Wirksame Öffnungsfläche der Injektordüse; zugeordnete Bewegung der Düsennadel oder des Ventilorganes; Trägheit des Düsenventilkörpers; Düsenberstdruck (derjenige Druck, bei welchem die Düse öffnet). Je kleiner der Durchsatz

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des Kraftstoffes ist, ums© größer wird der linfiuJ der genannten Paktoren.

Dabei ist zu erwarten, daß die behördlichen Anforderungen bezüglich der Abgas«Emissionswerte n©eh schärfer werden»

Der Stand der Technik hat aueh bereits die Verwendung eines Dreiweg-Katalysators in einem einzigen Bett vorgesehlagen, und zwar innerhalb eines Abgasstromes, um die angestrebten Emissionswerte in Bezug auf Ν0_χ zu erreichen» lin Dreiweg« Katalysator ist ein linzelkatalysator öder eine Katalysatoren= mischung, der bzw, die die Oxidation der Kohlenwasserstoffe und der Kohlenmonoxide katalysiert, desgleiehen die Reduktion der Stickoxide, Als Schwierigkeit mit einem solchen Dreiweg» Katalysator hat sieh gezeigt, daß bei zu fettem Kraftstoff= Luft-Gemisch zwar N0_v wirksam reduziert wird, die Oxydation von GO jedoch unvollständig ist. Ist hinggegen das, Gemisch zu mager, so wird zwar GO wirksam oxidiert, die Reduktion von N0_v bleibt jedoch unvollständig. Um ein derartiges Dreiwege» Katalysator-System wirkungsvoll zu gestalten, ist es offensichtlich notwendig, das Dosieren des Kraftstoffes der züge« ordneten Kraftstoff-Dosiervorrichtung zum Motor in den Griff zu bekommen. Wie zuvor erwähnt, wurde bereits im Stande der Technik die Anwendung eines Kraftsteff»Injekti©nsapparates vorgeschlagen, unter Verwendung entsprechender Düsen für jede Motor-Brennkammer und mit zugeordneten Hüekführmitteln (feed» back means) (ansprechend auf ausgewählte Indizes der Motor» Betriebsbedingungen und -Parameter). Hiermit sollen die Dosiercharakteristika der Injektionseinrichtung kontinuier» lieh geändert werden. Wie jedoch ebenfalls oben angedeutet, haben sich derartige Injektionssysteme nicht bewährt.

Es ist auch schon vorgesehlagen worden, Kraftstoff-Dosier» einrichtungen vom Vergasertyp zu verwenden, mit Rüekführ« mitteln, die auf die Anwesenheit ausgewählter Bestandteile im Abgas ansprechen. Derartige Rückführmittel wurden dazu

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angewandt, die Wirkung eines Haupt=>Dosier»Stabes eines Haupt»D©sier=aygsteiae§ eines Vergasers abzuwandeln. Versuehe haben Jedooh gegeigt, dal bei einem derartigen vorbekannten Vergaser und einer zugeordneten BüQkführelnrlehtung der notwendige Genauigkeitsgrad bezüglich des Doslerena des Kraftstoffes zu einem zugeordneten Motor niemals gewährleistet ist, um hierdursh die angestrebten Abgas-iänissions» werte gu erzielen.

Ferner haben zahlreiche vorbekannte Bauarten Problenii ge» geigt, was das Zuführen dosierten Kraftstoffes anbetrifft; dabei handelt es sieh entweder um das genaue Dosieren ©der um die genaue Art und Weise des Dosierens, oder um die Sehaffung eines sanften und einwandfreien Fahraeugbetriebes bei dessen Beschleunigung.

Die Erfindung beschäftigt sieh daher in erster Linie mit dem Lösen der ©bengenannten Probleme.

Die erfinderische Lösung last sieh den Patentansprüehtn und der gugehörenden lesehrelbung entnehmen«

Die fö'findung 1st anhand der Zeiehnung naTaer erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt;

Fig. 1 geigt in einem Quersehnltt eine Ausführung^form eines Kraftstoff-InJektlonsgerätes.

Flg. 2 ist ein Bloeksehaltblld eines gesamten Kraftstoff« Dosier»aystemes, angewandt bzw. kombiniert mit der Snriehtung gemäß Flg. 1.

Wie man mehr im einzelnen aus den Zeiehnungen erkennt, veransöhaulleht Fig. I eine Kraftstoff-Injektlonseinriehtung 10 mit zugehörendem System. Die Sinriehtung umfaßt u.a. ein Gehäuse mit einem Induktionskanal l4. Hierin befindet sieh ©ine Drossel-

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ventilklappe l6, die von einer Drosselwelle l8 getragen und mittels dieser verschwenkbar ist, um hierdurch den Durchsatz an Luft durch den Induktionskanal 14 zum Motor über Eingangs-Manifold 22 zu drosseln. Falls notwendig, kann ein Luftfilter am Einlaß zum Induktionskanal 14 vorgesehen werden, siehe das fragmentarisch angedeutete Filter 24. Drosselventilklappe 16 ist mittels eines Übertragungsmechanismus 26 an eine durch die Bedienungsperson betätigbare Kontrolleinrichtung angeschlossen, beispielsweise an ein Fußpedal 28.

Eine Kraftstoffquelle, beispielsweise ein Benzintank 30, liefert Kraftstoff einer zugeordneten Kraftstoffpumpe 32, die ihrerseits undosierten Kraftstoff über Leitung 34 an einen Kanal 36 abgibt. Dieser führt zu einem Kammerteil 38, der seinerseits mit einem Kanal 40 kommuniziert, der zu einem Druckregler 42 führt. Druckregler 42 umfaßt eine Aussparung oder einen kammerartigen Teil 44, der dem Gehäuse 12 eingeformt ist, ferner einen becherartigen Deckel 46. Eine verformbare Membran 48, die mit einem Ventilstößel 50 eines Ventilgliedes 52 mittels Membran-Stützplatten 54 und 56 in Wirkverbindung steht, ist am Umfang zwischen miteinander zusammenarbeitenden Teilen des Gehäuses 12 und des Deckels 46 eingespannt. Hierdurch sind in ihrem Volumen variable, abgegrenzte Kammern 44 und 58 gebildet. Kammer 58 ist über eine Belüftungsöffnung 60 an die Umgebung (Atmosphäre) angeschlossen. Ein Ventilsitz 62 arbeitet mit einem Ventilglied 52 zusammen, um in geregelter Weise Kraftstoff in Kanal 64 einströmen zu lassen. Man erkennt ferner eine Kraftstoff-Rückführleitung 66, die, wie angedeutet, Überschuß-Kraftstoff dem Benzintank wieder zuführt. Eine Feder 68 ist innerhalb der Kammer 58 angeordnet und steht mit der Membran 48 in Wirkverbindung. Sie drückt Ventilglied 52 dichtend an Ventilsitz 62.

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Undoslerter Kraftstoff kann Kanal 36 und Kammer j58 unter einem Druck von beispielsweise geringfügig oberhalb 10,0 p.s.l. zugeführt werden. Kanal 40 überträgt diesen Druck auf Kammer 44, in welcher auf Membran 48 wirkt sowie auf die Druckfeder 68. Diese ist derart dimensioniert, daß sie Ventilglied 52 öffnet, um hierdurch etwas Kraftstoff und etwas Druck abzulassen, damit undosierter Kraftstoffdruck auf 10,0 p.s.i. gehalten wird.

Kammer 38 steht zeitweise in leitender Verbindung mit dem dosierten Kraftstoffkanal 70 über die Drossel 72. Ein Dosier-Ventilglied 74 ist derart gestaltet und angeordnet, daß es zeitweise gegen einen Ventilsitz 76 anliegt und hierbei den Durchsatz von Kraftstoff aus Kammer 38 durch Kanal 72 in Kanal 70 absperrt. Kanal 70 enthält einen Venturiteil 78, der aus einem Einsatz mit einem Grundkörper 80 gebildet sein kann. Dabei ist ein Venturikanal 82 derart ausgebildet, daß er einen konvergierenden Einlaßteil 84 hat, der zu einer Venturi-Einschnürung 86 führt; von hier aus erstreckt sich ein Kanalabschnitt 87 in stromabwärtiger Richtung. Ein Kanal mit einem Ende 90 kommuniziert mit einer Quelle der umgebenden Atmosphäre, während sein anderes Ende mit dem Dosier-Kraftstoff-Kanal 70 kommuniziert, und zwar an einer Stelle oberhalb der Venturi-Einschnürung 78 und, allgemein gesprochen, stromabwärts der Dosierdrossel 72.

Eine Abgabedüse für dosierten Kraftstoff ist vorzugsweise aus einem Rohrabschnitt 92 gebildet, dessen inneres Ende 94 in die Drossel 78 eingeführt ist, wobei die Kanäle 86 und 87 zweckmäßigerweise stetig ineinander übergehen. Rohrabschnitt zum Verteilen dosierten Kraftstoffes umfaßt in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise eine Mehrzahl von ausgewählt angeordneten und kalibrierten Abgabeöffnungen, beispielsweise eine unten angeordnete Abgabeöffnung 96, eine Mehrzahl von nach der Seite gewandten Abgabeöffnungen, von denen zwei Öffnungen angedeutet sind, sowie eine Endabgabeöffnung 100. Wenn die Erfindung auch nicht hierauf beschränkt ist, so ist der Rohrabschnitt 92 im Querschnitt gesehen von kreisförmiger Gestalt.

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Wie man sieht, umfaßt Ventil 74 ein Teil 104 vom Oszillator» typus, mit einer Spule 106, einem inneren Kanal lOS, de? einen Anker 110 aufweist, und einer Feder 112, die Anker 110 und Ventil 74 nach links gegen Ventilsitz 76 drückt, um die Verbindung zwischen Kammer 38 und Kanal 7§ abzusperren. line Feld» wicklung 114 wird von Spule 106 getragenj sie ist mit ihren einander gegenüberliegenden elektrischen Inden an elektriseh« Leiter 116 und 118 angeschlossen, die durch einen Verschluß 120 geführt und elektrisch an eine zugeordnete Regeleinrichtung 122 angeschlossen sind* Es ist klar, daß die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, insbesondere nicht auf eine bestimmte Ausführungsform der Kraftstoff-Dosier-linriehtung· Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jedoch das Dosierventil vom duty-cyole typus, wobei Wicklung 114 intermittierend beaufschlagt wird. Die Wicklung veranlaßt hierdurch während dieser Beaufschlagung Anker 110 und Ventilorgan 74 au einer Bewegung in Richtung hinweg von der Venti!Öffnung 72 und dem Ventil« sitz 76*. Es versteht sieh ferner, daß mit einer solchen Magnetventil-Dosier-Einrichtung die wirksame Querschnittsfläehe der Ventilöffnung oder des Kanäles 72 variabä regelbar ist* und zwar durch Regeln der Frequenz und/oder der Zeitdauer der Beaufschlagung der Spule 114.

Die Regeleinrichtung 122 kann be&ielsweise eine geeignete elektronische logische Regeleinrichtung umfassen, mit einem Leistungsausgang, der einen oder mehrere Parameter-Eingangs-Signale aufnimmt und in Abhängigkeit hiervon entsprechende Ausgangssignale abgibt. So kann beispielsweise ein auf die Motortemperatur ansprechender Transducer 124 vorgesehen werden, der über einen Leiter 126 ein Signal an die Regeleinrichtung 122 abgibt. Ein Sensor 130 kann den relativen Sauerstoffgehalt in den Motorabgasen (beispielsweise in der Abgasleitung 132) erfassen und ein Signal hierüber über Leiter 134 an die Regeleinrichtung 122 abgeben. Ferner kann ein Transducer 136 vorgesehen werden, der die Motordrehzahl erfaßt und über einen Leiter 138 an die Regeleinrichtung 122 abgibt» Die Motorbelastung kann beispielsweise in der Stellung der Drosselventil-

klappe ΐβ zum Ausdruck kommen; ein entsprechendes Signal wird über Leiter l4o der Regeleinrichtung 122 eingespeist. Eine Spannungsquelle 142 mit zugeordnetem Schalter 144 1st über Leiter 146 und 148 an die Regeleinrichtung 122 angeschlossen.

ARBEITSWEISE DER ERFAHRUNGSGEMÄß EN EINRICHTUNG

Bei der dargestellten Ausführungsform wird unter Druck stehender Kraftstoff mittels einer Kraftstoffpumpe 32 Kanal j6 und Kammer 28 zugeführt (und bezüglich des Druckes mittels des Druckreglers 42 geregelt). Der Kraftstoff wird durch die wirksame Doslerfläche der Ventilöffnung 72 dem Kanalabschnitt 70 zugeführt, von wo aus der derart dosierte Kraftstoff durch die Drossel 78 in den Rohrabschnitt 92 gelangt. Hler tritt der Kraftstoff durch die Abgabebohrungen 9β, 98 und 100 aus und strömt zum Motor 20. Der Durchsatz dosierten Kraftstoffes hängt beim dargestellten Ausführungsbefeplel vom relativen Prozentsatz der Zeltspanne während einer willkürlich gewählten Zyklusdauer ab, während welcher Ventilglied 74 relativ nahe beim Ventilsitz 7β oder an diesem anliegt, verglichen mit dem Prozentsatz der Zeitspanne, während welcher Ventilglied 74 relativ weit von diesem Ventilsitz 76* entfernt ist.

Dies hängt wiederum vom Ausgang zur Wicklung 114 aus Regeleinrichtung 122 ab, welcher Ausgang seinerseits abhängig 1st von den verschiedenen Parameter-Signalen, die der Regeleinrichtung 122 eingespeist werden. Erfaßt beispielsweise Sauerstoffsensor und Transducer 1^0, daß das dem Motor zuzuführende Gemisch fetter werden soll, und gibt ein entsprechendes Signal hierüber an Regeleinrichtung 122, so veranlaßt Regeleinrichtung 122 ihrerseits, daß das Dosierventil 74 während eines höheren Prozentsatzes der Zeitspanne geöffnet bleibt, um die notwendige Durchsatzsteigerung dosierten Kraftstoffes zu erzielen. Die Erfindung ist nicht beschränkt auf eine besondere Ausführungsform der Kraftstoff-Dosler-Einrichtung oder auf ein besonderes System zum Regeln dieser Kraftstoff-Dosier-Einrichtung. Demgemäß

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versteht es sich, daß bei jeglichen ausgewählten Parametern und/oder Indizes des Motorbetriebes und/oder der Umgebungsbedngungen die Regeleinrichtung 122 auf Signale anspricht, die hiervon erzeugt werden, und daß diese Regeleinrichtung dadurch antwortet, daß sie für eine entsprechende Beaufschlagung oder Nichtbeaufschlagung der Wicklung 114 sorgt, wodurch der dann notwendige Durchsatz des Kraftstoffes zum Motor eingestellt wird.

Beim Stande der Technik wurden relativ hohe Drücke sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts der Kraftstoff-Dosier-Einrichtung angestrebt, um eine starke Zerstäubung des Kraftstoffes im Induktionskanal zu erreichen. Dies hat sich Jedoch nicht bewährt.

Es hat sich herausgestellt, daß durch die Erfindung eine hervorragende Zerstäubung selbst dann bewirkt wird, wenn der stromaufwärts gemessene Druck des undosierten Kraftstoffs in der Größenordnung von 10,0 p.s.i. liegt. (Im Stande der Technik wurden häufig Drücke von 40,0 p.s.i. angewandt). Bei der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der gesamte dosierte Kraftstoff einem Luftstrom hoher Geschwindigkeit injiziert, mit diesem vermischt und atomisiert wird, um sodann dem Motor-eingangskanal·(Motorinduktionskanal) zugeführt zu werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird in Kanal 88 die gesamte Luft herangeführt, die notwendig ist, um den Leerlaufbetrieb des Motors dann aufrecht zu erhalten, wenn Drosselventilklappe ΐβ geschlossen ist. Wie man sieht, ist ein Strömungskreis aus Einlaß 90 von Kanal 88 gebildet, aus Kanal 88, aus Kanal 70, aus Kanal 87, aus den Bohrungen 96, 98 und sowie aus dem Motoreinlaß-Manifold-Einlaßkanal 13. Auf diese Weise wird bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der gesamte Luftstrom, den Motor 20 für den Leerlaufbetrieb

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braucht, zugeführt. Drossel 78 ist derart bemessen, daß der Durchsatz durch Einschnürung 86 während des gesamten Leerlaufbetrlebes "sonic" ist, d.h. im Schallbereich. Der mittels Ventil 74 dosierte Kraftstoff, der in Kanal 70 injiziert wird, mischt sich dann mit Luft, wenn der dosierte Kraftstoff und die Luft in Einlaß 84 der Venturi-Düse 78 eintreten; dort wird er auf Schallgeschwindigkeit gebracht. Der Kraftstoff dieses Kraftstoff-Luft-Gemisches wird bei der Beschleunigung auf Schallgeschwindigkeit atomlsiert. Das atomisierte Kraftstoff-Luft-Gemisch gelangt sodann in Kanal 87 der Kraftstoff-Verteller-DUse 92 und wird hieraus radial und axial an Induktionskanal 14 durch die Bohrungen 96, 98 und 100 sowie In Kanal 13 des Motors 20 abgegeben. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird durch die Einschnürung 78 nicht nur eine Schallströmung während des Leerlaufbetriebes hierin erzeugt, sondern auch während des übrigen Motor-Betriebszustandes, vorzugsweise während des größten Teiles des gesamten Bereiches des Motorbetriebes.

Wird dem Motor weitere Leistung abverlangt, so wird die Drosselklappe im notwendigen Maße geöffnet. Die Sensoren zum Erfassen der verschiedenen zugeordneten Parametern erzeugen Eingangssignale für die Regeleinrichtung 122. Dies führt dazu, daß die Kraftstoff-Dosier-Einrichtung 104 einen entsprechenden Anstieg des Durchsatzes dosierten Kraftstoffes zu Kanal 70 und schließlich auch, wie zuvor beschrieben, zum Motor 20 besorgt.

Es versteht sich, daß temperaturabhängige Mittel vorgesehen sein können, um Drosselventil ΐβ während des Kalt-Leerlaufbetriebes nur geringfügig zu öffnen, um diesen Kaltstart zu unterstützen und einen rauhen (nicht sanften) Motorbetrieb auszuschließen.

Wie man ferner sieht, weist das Abgabe-Rohrstück 92 eine Mehrzahl von Abgabeöffnungen oder -bohrungen auf, die einen gegenseitigen Abstand aufweisen und die auch durch den durch Drosselklappe l6 zugelassenen Luftstrom beeinflußt werden. Je mehr

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Drosselklappe l6 geöffnet ist, umso größer ist die Gesehwindig» kelt der strömenden Luft. Zufolge einer derartigen Strömung rund um Rohrstüek 92 wird im Bereieh der vtrsehiedenen Bohrungen (96, 98, 100) ein Vakuum erzeugt, Wödureh der Stress atomiaierten Kraftstoff-Luft-Gemisehes dureh diese Bohrungen hinduroh in den Induktionskanal 14 weiterhin begünstigt wird. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise ein größerer Teil des Verteilerrohrstüeks 9§* das sieh in Induktionskanal 14 hinein erstreekt, derart angeordnet, daß es im wesentlichen mit dem größeren Durehmesser des Induktionskanales 14 ausgerichtet ist und im wesentlichen normal zur Aehse der Strömung dureh den Induktiönskanal 14 verläuft.

Es hat sieh herausgestellt, daß die Probleme des Möt©rg8g§rns (Stotterns), die man häufig bei plötzlieher Mötörbesehleuniguag oder plötzlioher Belastung antrifft, gerade bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Verteilerrohrstüekes 9i beseitigt wird, das in den Induktionskanal hineinragt.

Es versteht sich, daß die tatsächliche Anzahl und Ausgestaltung der Bohrungen oder öffnungen ^6, 98 und 100 nieht auf die dargestellte Ausführung besehränkt sind, und daß diese aueh nieht zylindrisch sein müssen. Bei einigen Anwendungsfällen der Erfindung kannes nützlieh sein, besonders gestaltete Auslässe 96, 98 und 100 vorzusehen,· aueh ist es beispielsweise denkbar, eine Mehrzahl von Auslässen gruppenförmig dient beieinander anzuordnen.

Fig. 2 zeigt der Einrichtung gemäß Fig. 1, zusammen mit weiteren in Betracht kommenden Einrichtungen zum Erfassen von Betriebsparametern und Indizes zum Erzeugen zugeordneter Eingänge zur Regeleinrichtung. Wie man ganz allgemein aus Fig. § erkennt, kann dLese eine elektrische Regeleinrichtung §§in. Der Einfachheit halber sind jene Elemente in Fig. §, die anderen in Fig. 1 entsprechen, mit "a" hinter dem lezugszeiehen versehen

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Wie man aus Flg. 2 u.a. erkennt, erhält die elektronische Regel- oder logische Einrichtung 122a Eingangssignale, beispielsweise von entsprechenden Transdueern, über verschiedene Motor-Betriebsparameter und Indizes. Derartige Eingangssignale können beispielsweise Signale über die Position der Drosselventilklappe l6a sein, eingespeist über Leiter l4öa, über die Motordrehzahl, eingespeist über Leiter Ij38a, über den absoluten Druck Inder Motor-Elngangsleltung (Manifold 22), und zwar über Leiter 1^0, über die Temperatur der Luft Im Einlaß des InduktlonssySternes, eingespeist über Leiter 152, über die Kühlmitteltemperatur des Motors 20a, eingespeist über Leiter 12β, über die Temperatur des Motor-Abgas-Katalysators 154, eingespeist über Leiter 156, über den Prozentsatz des in den Motorabgasen enthaltenen Sauerstoffes (oder anderer Bestandteile), eingespeist über Leiter 134a.

Bei der Betrachtung der Figuren 1 und 2 läßt sich erkennen, daß die elektronische Regeleinrichtung 122a bei Erhalt verschiedener Eingangssignale ein erstes Ausgangssignal über Leiter Π 6a und Il8a abgibt, wobei das Kraftstoff-Dosierventil 104a beaufschlagt wird, öffnet die Bedienungsperson die Drosselklappe l6a mittels Pedal 28a und Übertragungsmechanismus 26a, so wird deren neue Position der Regeleinrichtung 122a eingegeben. Sodann wird ein zusätzlicher Luftstrom 158 dem Induktionskanal 14a zugeführt, und dem fließfMhigen Kraftstoff beigemischt, der aus Rohrstück 92 abgegeben wird.

In jedem Falle wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch dem Motor 20a (beispielsweise über Eingangsmanlfold 22) zugeführt, gezündet, und nach der Arbeitsleistung als Abgas entlassen* Ein Sensor 12Qa für Sauerstoff oder andere Gase erfaßt die Motorabgase und gibt demgemäß ein Ausgangssignal über Leiter Ij54a ab, um anzuzeigen, ob die Abgase fett, mager oder von richtigem Verhältnis sind. Je nach der Art des von Gassensor Ij54a abgegebenen Signales erzeugt die elektronische Regeleinrichtung ein Ausgangssignal und leitet dies über Leiter 116a und Il8a, und zwar um entweder denselben Arbeltszyklus des Kraftstoff-Doslerventils 104a beizubehalten oder dahingehend zu verändern, daß der

Durchsatz von dosiertem Kraftstoff ein anderer ist. Ganz allgemein gesprochen bringt jedes dieser Eingangssignale (entweder für sich alleine oder insgesamt variierend) die elektronische Kontrolleinrichtung dazu, daß sie ein entsprechendes Signal erzeugt und an Ventil 104a weitergibt.

Wie man am besten aus Fig. 2 erkennt, liefert der Benzintank 30a im Falle des bevorzugten Ausftihrungsbeispieles dem Einlaß einer Kraftstoffpumpe 32a Kraftstoff zu (die letztere kann elektrisch angetrieben oder innerhalb des Kraftstoffbehälters 30a angeordnet sein). Die Pumpe liefert sodann undosierten Kraftstoff einem Druckregler 42a zu, der im allgemeinen parallel zum Kraftstoff-Dosierventil 104a geschaltet ist. Eine RUckführleitung 66a dient zum Rückführen überschüssigen Kraftstoffes zum Einlaß der Pumpe 32a oder, wie angedeutet, zum Kraftstoffbehälter 30a. Undosierter Kraftstoff geregelten Druckes wird über Leitung 36 zur stromaufwärts gelegenen Seite der wirksamen Kraftstoff-Dosleröffnung 72 und dem zugeordneten Ventilglied 7^ geliefert.

Es kann daran gedacht werden, daß gewisse Kraftstoff-Dosierfunktionen als offener Kreis ablaufen, da ein Kraftstofffließschema eine Funktion eines oder mehrerer Eingangssignale zur Kontrolleinrichtung 122a darstellt. So läßt sich beispielsweise denken, daß Beschleunigungskraftstoff mittels des Dosierventiles 104a als Punktion der Position der Drosselklappe l6a und des Maßes der Veränderung der Position der Drosselklappe l6a zugeliefert und dosiert wird, während beispielsweise das Dosierschema des beim Start oder beim Kaltbetrieb zu liefernden Kraftstoffes eine Funktion von Motortemperatur, Motordrehnahl und Eingangsdruck sein könnten. Weiterhin kann in Betracht kommen, daß ein open loop scheduling dosierten Kraftstoffes während eines katalytischen Konverter-Aufheizens und bei maximaler Leistung verwendet wird, beispielsweise bei weit offener Drossel.

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1. Anwaltsakte: P 953 COLT INDUSTRIES OPERATING CORP.

   New York, V. St. A.

   PATENTANSPRÜCHE

   *aftstoff-Dosiereinrichtung zum Zuführen dosierter Mengen von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor (20), gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale: Es ist ein Gehäuse (12) vorgesehen, ein Induktionskanal (I²O, der in dem Gehäuse (12) eingeformt ist, um fließfähigen Kraftstoff dem Motor (20) zuzuführen, es ist eine Drosselventilklappe (l6) in dem Induktionskanal (l4) vorgesehen, um den Durchsatz von Luft durch den Induktionskanal (I¹O zu regeln, es 1st eine Abgabe-Einrichtung (92) im Induktionskanal (14) stromabwärts der Drosselklappe (l6) vorgesehen, ein Luftkanal (88, 70) kommuniziert mit einer Luftquelle und der Einrichtung (92) zur Abgabe des Kraftstoff-Luft-Gemisches; es sind Kraftstoff-Dosier-Mittel (104) zum Dosieren fließfähigen Kraftstoffes unter überatmosphärischem Druck und in Abhängigkeit von Anforderungen und Indizes (122) des Motorbetriebes vorgesehen, wobei der fließfähige Kraftstoff bei seiner Dosierung durch die Dosiereinrichtung (104) in den Luftkanal (70) an einer Stelle stromabwärts der genannten Luftquelle (90) und stromaufwärts der Abgabevorrichtung (92) für das Kraftstoff-Luft-Gemisch angeordnet ist, und wobei die Abgabevorrichtung (92) für das Kraftstoff-Luft-Gemisch eine Leitung (92) (Rohrstück) erfaßt, die sich im wesentlichen quer zum Induktionskanal (14) erstreckt und eine Mehrzahl von Abgabeöffnungen (98, 96) zur Abgabe von Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Induktionskanal (14) aufweist.

   2. Kraftstoff-Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (88, 70) eine Drossel (78) umfaßt, die derart kalibriert ist, daß wenigstens unter gewissen Bedingungen des Motorbetriebes Schallströmung hierin auftritt.

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   3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (78) eine Venturi-iinsehnürung (Si, 84, 86) aufweist.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (88, 70) eine Drossel (78) umfaßt, die derart kalibriert ist, daß sie wenigstens bei Leerlauf-Betrieb des Motors Schallströmung aufweist.

   5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (78) eine Venturi-Einschnürung (82, 84, Si) aufweist.

   6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe-Rohrleitung (92) sieh im wesentlichen quer zu dem Induktionskanal (14) in diesen hinein erstreckt und ein erstes (94) sowie ein zweites Inde aufweist, daß das erste Ende (94) in leitender Verbindung mit der Drossel (78) steht, um hierdurch strömendes Kraftst©ff-Luft»Gemisch aufzunehmen, daß die Mehrzahl von Abgabeöffnungen eine erste (98) und eine zweite (löo) öffnung aufweist, daß die erste öffnung (98) der Rohrleitung (92) derart eingeformt sind, daß sie das Medium im wesentlichen senkrecht zur Rohrleitung (92) abgibt, und daß die zweite Abgabeöffnung (100) im zweiten Rohrende eingeformt ist, um hieraus Medium in einer Richtung im wesentlichen axial zur Rohrleitung (92) abzugeben.

   7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rohrleitung (92) in denlnduktionskanal (l4) hinein erstreckt und im wesentlichen quer hierzu angeordnet ist, daß die Rohrleitung (92) ein erstes (94) und ein zweites Ende aufweist, daß das erste Inde (94) in leitender Verbindung mit da» Drossel (78) steht, und zwar im wesentlichen auf einer Seite des Induktionskanales (14), um hierdurch das durch die Drossel (78) strömende Kraftstoff-Luft-Gemisch aufzunehmen, und daß das zweite Rohrleitungs»

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   ende Innerhalb des Xnduktlonskanales (14) angeordnet 1st und einen Abstand zu Jener Seite des Xnduktienskanales (X4) einnimmt, der der erstgenannten Seite gegenüberliegt.

   8. Einrichtung naeh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sieh die Rohrleitung (92) in den Induktlonskanal (l4) hinein und quer zu diesem erstreckt, daß die Rohrleitung (9S) ein erstes (9²O und ein zweites Ende aufweist, daß das erste Ende (94) in leitender Verbindung mit der Drossel (78) steht, um durch die Drossel (78) atrömandes Kraftstoff-Luft-Gemisch aufzunehmen, wobei die genannte Mehrzahl von Abgabeöffnungen eine erste öffnung (98) umfaßt, die im wesentlichen in einer Seltenwand der Rohrleitung (92) vorgesehen 1st, um hieraus austretende Strömung in eine Richtung zu leiten, die Im wesentlichen seitlich quer zur Rohrleitung (92) verläuft, und wobei die Mehrzahl von Abgabeöffnungen ferner tlnen zweiten Teil (96) umfaßt, der im wesentlichen in einer stromaufwärts gelegenen Seite der Rohrleitung (9g) angeordnet 1st, um hieraus austretend© Strömung in einer im wesentlichen stromatewlirtigen Richtung der Rohrleitung (92) zu leiten.

   9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite öffnung (96) im wesentlichen zwischen der ersten öffnung (98) und dem ersten Hohrleitungsende (94) liegt.

   10. Einrichtung naeh Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Abgabeöffnungen weiterhin dritte öffnungen (100) umfaßt, die im wesentlichen im Bereich des zweiten Indes der Rohrleitung (92) angeordnet sind und hieraus austretende Strömung in einer Richtung axial zur Rohrleitung (92) zu leiten.

   3,1. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite öffnung (96) zwischen der ersten öffnung (98) und dem ersten Rohrleitungsende (94) angeordnet ist, und daß eine Mehrzahl von Abgabeöffnungen weiterhin dritte öffnungen (100) umfaßt, die Im zweiten Rohrleltungsende angeordnet

   sind und die hieraus austretende Strömung in einer im wesentlichen axial zur Rohrleitung (92) verlaufenden Richtung leiten.

   12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (88, 70) eine Drossel (78) umfaßt, die derart kalibriert ist, daß sie bei Leerlauf Schallströfflung erzeugt, wobei der flüssige Kraftstoff bei Dosierung durch die Kraftstoff-Dosier-Einrichtung (104) nicht nur stromaufwärts der Abgabeeinrichtung (92), sondern auch stromaufwärts der Drossel (78) abgegeben wird, daß die Drossel (78) eine Venturi-Düse (82, 84, 86) umfaßt, daß die Kraftstoff-Dosier-Einrichtung zum Dosieren fließfähigen Kraftstoffes ein Solenoid-Ventil (104) vom duty-eyeIe-Typus umfaßt, mit einem Anker (110), einem Ventilglied (74), das mittels des Ankers (110) positioniert wird, einer Feldwicklung (ll4), die intermittierend während des Dosierens des flüssigen Kraftstoffes beaufschlagbar ist, um Anker (110) und Ventilglied (74) auf eine geschlossene Position zu und von dieser hinweg zu bewegen, um hierdurch zu einem Durchschnitts-Durchsatz von Kraftstoff aus dem Ventilgiied (74) zu führen, welcher Kraftstoff-Durchsatz sodann den dosierten Durchsatz fließfähigen Kraftstoffes darstellt, ferner mit einem Kanal (36) für undosierten Kraftstoff zum Heranführen undosierten Kraftstoffes zur Kraftstoff-Dosier-Einrichtung (1O4), ferner mit einem Druckregler (42), der mit dem undosierten Kraftstoff kommuniziert und der dessen Druck auf einen vorbestimmten überatmosphärischen Wert einregelt, wobei die Rohrleitung (92) ein hülsenförmigers Organ enthält, das mit der Venturi-Düse (82, 78) kommuniziert und sich in den Induktionskanal (14) hinein erstreckt und mit einer Mehrzahl von Abgabeöffnungen (98, 96), die in dem hülsenförmigen Organ vorgesehen sind und die mit dem Induktionskanal kommunizieren, um den Strom des Kraftstoff-Luft-Gemisches aus dem hülsenförmigen Organ in den Induktionskanal (14) zu richten.

   • 5·

   13· Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturi-Düse (78) einen stromaufwärts befindlichen konvergierenden Abschnitt (84) umfaßt, und daß das hülsenförmige Organ an einer Stelle stromabwärts des konvergierenden Abschnittes (84) mit der Venturi-Düse (78) kommuniziert.

   14. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich das hülsenförmige Organ (92) quer zum Induktionskanal (14) in diesen hinein erstreckt und ein erstes (94) sowie ein zweites Ende aufweist, daß das erste hülsenförmige Ende in fließfähiger Verbindung mit der Venturi-Düse (78) steht, um durch die Venturi-Düse (78) strömendes Kraftstoff-Luft-Gemisch aufzunehmen, daß eine Mehrzahl von Abgabeöffnungen (98, 96) erste (98, 96) und zweite (100) Abgabeöffnungen umfaßt, daß die ersten Abgabeöffnungen (98, 96) im hülsenförmigen Organ (92) derart eingeformt sind, daß sie hieraus austretende Strömung in Richtung im wesentlichen quer zum hülsenförmigen Organ (92) abgeben , und daß die zweiten Abgabeöffnungen (100) dem zweiten hülsenförmigen Ende derart eingeformt sind, daß sie hieraus austretende Strömung in Richtung im wesentlichen axial zum hülsenförmigen Organ (92) abgeben.

   15. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich das hülsenförmige Organ (92) im wesentlichen quer zum Induktionskanal (l4) in diesen hinein erstreckt, ein erstes (94) und ein zweites hülsenförmiges Ende aufweist, daß das erste hülsenförmige Ende (94) in leitender Verbindung mit der Venturi-Düse (78) steht, und zwar im wesentlichen auf einer Seite des Induktionskanales (14), um hierbei Kraftstoff-Luft-Gemisch, das durch die Venturi-DÜse (78) strömt, aufzunehmen, und daß das zweite hülsenförmige Ende Innerhalb des Induktionskanales (l4) angeordnet ist und einen Abstand zu jener Seite des Induktionskanales (14) einnimmt, der der erstgenannten Seite gegenüberliegt.

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   Ιδ. Einrichtung naeh Ansprueh Ii, dadureh gekenazeiohnet« daß sieh das hülsenförmige Organ quer zum Induktionskanal (14) in diesen hinein erstreckt und ein erstes (94) und ein zweites hülsenförmiges Ende aufweist, daß das erste hülsen» förmige Side (94) in leitender Verbindung mit der Venturi» Düse (?8) steht, um durch die se Düse strömendes Kraft« stoff-Luft-Gemiseh aufzunehmen, daß die Mehrzahl v©n Abgabeöffnungen erste öffnungen (BB) aufweist, die an der einen Seite des hülsenförmigen Organes (91) elngeförrat sind, um hieraus austretende Strömung in Hiehtungen im wesentlichen quer zum hülsenförmigen Organ (9^) ^u leiten, und daß die Mehrzahl von Abgabeöffnungen ferner zweite Abgabeöffnungen (96) umfaßt, die in einer naeh unten gerichteten, stromabwärtigen Seite des hülsenförmigen Organes (92) eingeformt sind, um hfeaus austretende Strömung in einer Hiehtung im wesentlichen stromabwärts des hülsen» förmigen Organes (92) zu leiten.

   17. Einrichtung naeh Ansprueh !β, dadureh gekennzeiehnet, daß die zweiten Austrittsöffnungen (9β) derart angeordnet sind, daß sie zwischen den ersten Austrittsöffnungen (98) und dem ersten Ende (94) des hülsenförmigen Organes liegte

   18. Einrichtung naeh Ansprueh !β, dadureh gekennzeiehnet, daß die Mehrzahl von Abgabeöffnungen weiterhin dritte Abgabe» öffnungen (100) umfassen, die im wesentliehen im zweiten hülsenförmigen Ende des hülsenförmigen Organes (92) einge» formt sind, um hieraus austretende Strömung in einer Richtung im wesentlichen axial zum hülsenförmigen Organ (9!) zu leiten«

   19. Einrichtung nach Ansprueh iß, dadureh gekennzeichnet, daß die zweiten Abgabeöffnungen (96) derart angeordnet sind, daß sie im wesentlichen zwischen den ersten Abgabeöffnungen (98) und dem ersten hülsenförmigen Ende (94) liegen, und daß die Mehrzahl von Abgabeöffnungen weiterhin dritte Abgabe= öffnungen (100) aufweisen, die im wesentlichen im zweiten hülsenförmigen Ende des hülsenförmigen organes (91) derart eingeformt sind, um hieraus austretende Strömung in einer Richtung im wesentlichen axial zum hülsenförmigen Organ (92) zu lenken.