DE3319494A1

DE3319494A1 - Einrichtung zur kontinuierlichen kraftstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE3319494A1
Application number: DE19833319494
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Dr. 3180 Wolfsburg Emmenthal
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1983-05-28
Filing date: 1983-05-28
Publication date: 1984-11-29
Also published as: US4646706A; JPS6010843U

Description

VOLKSWAGEN W ERK

AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg
- 3 -

Unsere Zeichen: K 3442
1702pt-we-sch

Einrichtung zur kontinuierlichen Kraftstoffeinspritzung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur kontinuier~ liehen Kraftstoffeinspritzung in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Kraftstoffeinspritzeinrichtungen dieser Bauart sind beispielsweise aus der DE-OS 29 00 691 sowie der DE-OS 29 20 636 bekannt. Bei diesen bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen wird die Förderung des Ton der Ansaugleitung abgezweigten Teilluftstroms und die Förderung des in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine zugemessenen Kraftstoffs getrennt voneinander durch= geführt und die beiden Komponenten des Kraftstoff-Luft-Gemisches erst kurz vor dem das Gemisch den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zuteilenden Verteiler zusammengeführt. Dadurch soll zum einen erreicht werden, daß ständig, das heißt auch bei Yollast der Brennkraftmaschine, ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff über die Einspritzstellen den Saugrohren der Brennkraftmaschine zugeführt wird,, wodurch schon vor der Einspritzung eine günstige Aufbereitung des Kraftstoffes erfolgt. Zum anderen wird durch die späte Zumischung des Kraftstoffes in den Pörderluftstrom auch eine wesentliche Verkürzung der Ansprechzeit der Kraftstoffeinspritzeinrichtung bei sich ändernden Betriebszuständen der Brennkraftmaschine erreicht. Diese Einrichtungen arbeiten auch, wie sich gezeigt

Vorsitzender Vorstand: Dr. rar. pol. Carl H. Hahn, Vorsitzender · Horst Münzner, stailv. Vorsitzender · Clays Bo'ow.jrd · <ari-Ho r.z 3r im

des Aufsichtsrats: Prof. Dr. tedin. Ernst Fiala ■ Or. jur. Peter rrerk · Or- ;·Λ. Wolfgang R. Haobel · Gunter Harlw:ui · Dr. -er pol. Werner P Sctt d;

hat, zufriedenstellend. Trotz der relativ kurzen Ansprechzeit dieser elektronisch arbeitenden Kraftstoffeinspritzeinrichtung ergeben sich jedoch mitunter Schwierigkeiten, insbesondere wenn die Brennkraftmaschine aus niedrigen Teillastbereichen plötzlich beschleunigt werden soll. Bei solchen schlagartigen Belastungserhöhungen der Brennkraftmaschine reicht häufig die von der Dosiervorrichtung zugemessene Kraftstoff menge nicht aus, um eine gewünschte Beschleunigung der Brennkraftmaschine zu erreichen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist daher darin zu sehen, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung der im Oberbegriff genannten Art so weiterzubilden, daß auf möglichst einfache und wenig aufwendige Weise eine ausreichende Kraftstoffversorgung auch in solchen instationären Betriebszuständen, wie plötzlichen Lasterhöhungen, ohne Heranziehung besonderer Beschleunigungsanreicherungssysteme sichergestellt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Durch Anordnung einer in Abhängigkeit von den Belastungsänderungen der Brennkraftmaschine verstellbaren Yentilvorrichtung in der Kraftstoffrücklaufleitung kann durch Drosselung der von dem Kraftstoffdruckregler abgegebenen Eücklaufmenge der Kraftstoffdruck in der zu der Kraftstoffdosiervorrichtung führenden Kraftstoffleitung erhöht werden. Dies ergibt sich dabei durch die mit der Rücklaufleitungsdruckerhöhung verursachte Verstellung des die Kraftstoffdruckregelung besorgenden Gleichgewichts in dem Kraftstoffdruckregler.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schematischen Schaltbildes einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Dabei ist mit 1 ein Teil einer herkömmlichen gemischverdichtenden

Otto-Brennkraftmaschine und mit 2 eines der zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine führenden Saugrohre bezeichnet, das von einem mit der gemeinsamen Ansaugleitung 3 verbundenen Ansaugverteiler 2a abzweigt. In der Ansaugleitung 3 ist in üblicher Weise eine von einem willkürlich verstellbaren Fahrpedal betätigbare Drosselklappe 4 angeordnet, stromab der ein in Abhängigkeit von der Belastung veränderbarer Unterdruck herrscht.

Mit 5 ist eine Luftpumpe angegeben, die über eine in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe 4 an die Ansaugleitung 3 angeschlossene Förderluftieitung einen Teil der durch die Ansaugleitung 3 strom.em.den. Luft ansaugt und über eine druckseitige Förderluftleitung 6b zu einer Kraftstoffzumeßstelle führt,"an der mittels eines Kraftstoffzumeßventils 8 eine dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepaßte Kraftstoffmenge zugemessen wird. Das so gebildete, unter Druck stehende Kraftstoff-Luft-Gemisch wird dann in einem Verteiler 9 auf den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine 1 zugeordnete Kraftstoffeinspritzleitungen 10 gleichmäßig verteilt, die in die Ansaugrohre 2 der einzelnen Zylinder unmittelbar vor den jeweiligen Einlaßventilen einmünden. Der Torteil eines solchen, an sich bekannten Kraftstoffeinspritzsystems besteht darin, daß zur Einspritzung des unter Druck stehenden Kraftstoff-Luft-Gemisches in die Saugrohre keine Einspritzdüsen wie bei herkömmlichen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen benötigt werden* Dies rührt daher, daß das unter Druck stehende Gemisch auch bei kleinen Mengen mit dem Eintritt in die Saugrohre expandiert und dabei fein verteilt und versprüht wird. Bei dieser Expansion tritt zudem eine .zumindest teilweise Yerdampfung des in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch enthaltenen flüssigen Kraftstoffes auf, so daß die Aufbereitung des Kraftstoffes weiter verbessert wird.

Der Kraftstoff wird dabei dem Kraftstoffzumeßventil 8 über eine Kraftstoffleitung 12 von einer Kraftstoffpumpe 15 zugeführt, die den Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 16 ansaugt und ihn über ein Filter 14 und einen Kraftstoffdruckregler 13 zu dem Kraftstoffzumeßventil 8 fördert. Das Kraftstoffzumeßventil 8 wird

seinerseits von einem Steuergerät 11 angesteuert und gibt dabei eine dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine zugeordnete Kraftstoff menge ab. Dazu erhalt das Steuergerät 11, das von einer Batterie 31 versorgt wird, Informationen von einem mit 27 bezeichneten, in der Ansaugleitung 3 angeordneten Luftmengenmesser, sowie von einem die Kühlwassertemperatur am Motorblock der Brennkraftmaschine 1 messenden Temperaturfühler 29. Das Steuergerät 11 steuert nicht nur das Kraftstoffzumeßventil 8, sondern gleichzeitig einen Zusatzluftschieber 28, der in einer die Drosselklappe 4 umgehenden Bypaßleitung angeordnet ist, sowie einen mit 30 angedeutete Zündverteiler.

Um nun bei plötzlichen Laständerungen der Brennkraftmaschine 1, insbesondere bei Beschleunigungen aus dem niedrigen Teillastbereich heraus, den Zylindern eine ausreichende Kraftstoffmenge zur Verfugung zu stellen, sieht die Erfindung vor, in diesen Betriebszuständen den dem Kraftstoffzumeßventil 8 zugeführten Kraftstoffdruck der Kraftstoffleitung 12a zu erhöhen. Dies erfolgt in der Weise, daß die von dem Kraftstoffdruckregler 13 ausgehende, in den Kraftstoffvorratsbehälter16 einmündende Rücklaufleitung 17 kurz hinter dem Kraftstoffdruckregler 13 mit einer Yentilvorrichtung 18, die auch durch eine verstellbare Drossel gebildet sein kann, versehen ist. Durch entsprechende Steuerung dieser Yentilvorrichtung kann der Druck in der von dem Kraftstoffdruckregler 13 ausgehenden Rücklaufleitung 17 verändert, insbesondere also erhöht werden. Durch eine solche Druckerhöhung wird das die Druckreglung bestimmende Gleichgewicht in dem Kraftstoffdruckregler I3» an den auch eine von der Luftförderpumpe 5 ausgehende Zweigleitung 7 angeschlossen ist, so verändert, daß der in der Kraftstofförderleitung 12a herrschende Kraftstofförderdruck angehoben wird. Bei erhöhtem Kraftstoffdruck ergeben sich dann bei gleichen Öffnungszeiten bzw. Öffnungsquerschnitten des Kraftstoffzumeßventils 8 erhöhte Kraftstoffmengen, die eine gewünschte Anreicherung des Gemisches und somit eine Beschleunigung der Brennkraftmaschine 1 bewirken können.

Die Steuerung der Yentilvorrichtung 18 bzw. einer etwa dort vorgesehenen verstellbaren Drosselvorrichtung erfolgt bei dem in der

Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer pneumatischen Stellvorrichtung 20. Diese Stellvorrichtung weist einen Stellzylinder 22 auf, in dem ein über ein Betätigungsgestänge 19 mit der Ventilvorrichtung 18 verbundener Membrankolben 21 axial verstellbar gehalten ist. Eine hier nicht weiter gezeigte Feder kann vorgesehen sein, um die Stellvorrichtung 20 in eine vorgegebene Ausgangsposition zu beaufschlagen, in der die Kraftstoffrücklaufleitung 17 voll geöffnet ist.

Der Innenraum des Zylinders 22 ist durch den Membrankolben 21 in zwei Druckbeaufschlagungsräume 25 und 24 unterteilt, von denen der Druckbeaufschlagungsraum 23 über eine Leitung 25 direkt mit einer Stelle der Ansaugleitung 3 stromab der Drosselklappe 4 verbunden ist, in der ein von der Stellung der Drosselklappe abhängiger Unterdruck, herrscht. Der andere Druckbeaufschlagungsraum 24 ist über eine Zweigleitung 25a mit der Leitung 25 verbunden und wird folglich mit dem gleichen Druck beaufschlagt. Da jedoch in dieser Zweigleitung 25a eine feste Drossel 26 angeordnet ist, ergibt sich bei schnellen änderungen des Saugrohrdrucks nur eine verzögerte Druckangleiohung in dem Raum 24, so daß anfänglich an dem Membrankolben 21 Druckdifferenzen zur Wirkung kommen, die sich über das Betätigungsgestänge 19 zur Verstellung der Ventilvorrichtung 18 auswirken.

Beispielsweise sei angenommen, daß der Fahrer eines mit der hier gezeigten Einspritzeinrichtung ausgerüsteten Fahrzeugs zum Zwecke der Beschleunigung des Fahrzeugs das Fahrpedal aus einer niedrigen Teillaststellung stark durchtritt. Die dabei sich ergebende plötz~ liehe. Öffnung der Drosselklappe verursacht in der Ansaugleitung 3 und den Saugrohren 2 einen plötzlichen Abfall des Unterdruckes, der über· die Leitung 25 in den Druckbeaufschlagungsraum 23 übertragen wird. Da diese Druckänderung jedoch nur verzögert über die Drossel auch dem Druckbeaufschlagungsraum 24 mitgeteilt wird, ergibt sich zunächst', no eh. ein höherer- Unterdruck in dem Raum 24, der eine Verstellung des Membrankolbens 21 in der Zeichnung nach links bewirkt_s wodurch die Ventilvorrichtung 18 bzw. eine dort vorgesehene

verstellbare Drossel zur Absperrung der Kraftstoffrücklaufleitung 17 verstellt wird. Durch diese Drosselung der Rücklaufleitung wird eine Erhöhung der über die Kraftstofförderleitung 12a dem Kraftstoffzumeßventil 8 zugeführten Kraftstoffdruckes in dem Kraftstoffdruckregler 13 besorgt, wodurch bei gleichen Öffnungszeiten bzw. Öffnungsquerschnitten das Kraftatoffzumeßventil 8 eine erhöhte Kraftstoffmenge in den Förderluftstrom zugemessen und über die Einspritzleitung 10 in die Brennräume der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird. Diese Drosselung der Kraftstoffrücklaufleitung 17 erfolgt jedoch nur vorübergehend, nämlich nur so lange, wie der Druck in dem Druckbeaufschlagungsraum 24 der pneumatischen Stellvorrichtung 20 noch nicht den Druck des Druckbeaufschlagungsraums 23 erreicht hat. Sobald diese Druckangleichung in den Räumen 23 und 24 der Stellvorrichtung 20 mit der durch die Drossel 26 bewirkten Verzögerung erfolgt ist, wird das Betätigungsgestänge 19 durch die hier nicht gezeigte Feder wieder in die Ausgangsstellung zurückgestellt, in der die Kraftstoffrücklaufleitung 17 voll geöffnet ist und der ursprünglich vorhandene Kraftstoffdruck durch den Kraftstoffdruckregler 13 wiederhergestellt ist. In diesem Zustand werden dann die normalen Kraftstoffmengen ohne die Beschleunigungsanreicherung eingespritzt.

Bei plötzlichen Lastabsenkungen würde die erfindungsgemäße Einrichtung schon deshalb nicht zur Wirkung kommen, da in diesen Fällen die von dem Kraftstoffzumeßventil 8 abzugebende Kraftstoffmenge von dem Steuergerät 11 genügend schnell, gegebenenfalls auch bis auf Null, reduziert werden kann.

Abweichend von der in der Zeichnung gezeigten Ausführung wäre es übrigens ohne weiteres denkbar, die in der Kraftstoffrücklaufleitung 17 angeordnete Yentilvorrichtung 18 auch durch andere Mittel in Abhängigkeit von der zeitlichen Belastungsänderung der Brennkraftmaschine zu steuern, um so den Vorlaufdruck des Kraftstoffzumeßventils 8 zu erhöhen.

Claims

ANSPRÜCHE

/ 1.) Einrichtung zur kontinuierlichen Kraftstoffeinspritzung in die Ansaugleitung einer gemischverdichtenden Otto-Brennkraftmaschine mit einer einen von der Ansaugleitung abgezweigten Teilluftstromansaugenden Luftpumpe und mit einer Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter über einen Kraftstoffdruckregler zu einer den Kraftstoff in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine dem Teilluftstrom zumessenden Dosiervorrichtung fördert, wobei der Kraftstoff.druckregler überschüssigen Kraftstoff über eine Rücklaufleitung in den Kraftstoff vorratsbehälter zurückfördert, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung (IT) eine in Abhängigkeit von zeitlichen Änderungen der Belastung der Brennkraftmaschine (1) verstellbare Tenti-1 vorrichtung (18) vorgesehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Yentilvorrichtung (18) in Abhängigkeit von zeitlichen Änderungen des in. der Ansaugleitung (3) stromab der Drosselklappe (4) herrschenden TJnterdrucks verstellbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine

■ pneumatische, von Saugrohrunterdruckänderungen beaufschlagbare Stellvorrichtung (20) zur Betätigung der Yentilvorrichtung (18) vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung (20) einen in einem Zylinder verstellbar ^haltenen Kolben (21) aufweist, dessen der einen Stirnseite zugeordneter Druckbeaufschlagungsraum (23) direkt und dessen ■ der anderen Stirnseite zugeordneter ^ruckbeaufschlagungsraum (24) über eine Drosselstelle (26) mit der Ansaugleitung (3) stromab der Drosselklappe (4) verbunden ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben durch einen in dem Zylinder (22) gehaltenen Membrankolben (21) gebildet ist.