DE3344596C2 - Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Kraftstoffeinspritzung in das Ansaugsystem, in dem ein Luftmengenmesser und ein willkürlich betätigbares Leistungsregelorgan hintereinander angeordnet sind und der Luftmengenmesser entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegt wird und dabei einen als bewegliches Teil ausgebildeten Steuerkolben eines in der Kraftstoffversorgungsleitung angeordneten Mengenteilers für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, die im Lastbereich der Brennkraftmaschine durch je eine Einspritzdüse pro Saugrohr in diese eingespritzt wird. Darüber hinaus weist die Kraftstoffeinspritzanlage eine Leerlaufregeleinrichtung auf. Zur Verbesserung der Regelung des Kraftstoff-Luftgemisches im Leerlauf der Brennkraftmaschine hinsichtlich des Kraftstoffverbrauches, der Abgasemission und der Brennkraftmaschinendrehzahl umfaßt die Kraftstoffeinspritzanlage Mittel, durch die die Zuführung des Kraftstoffes im Leerlauf der Brennkraftmaschine unterhalb einer bestimmten Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine durch die Einspritzdüsen erfolgt und die Zuführung des Kraftstoffes im Leerlauf der Brennkraftmaschine oberhalb der bestimmten Betriebstemperatur durch eine elektromagnetische Leerlaufeinspritzdüse erfolgt, die den Kraftstoff in einen durch Zuführkanäle mit den Saugrohren verbundenen Zentralraum einspritzt.

Description

Iierter Darstellung.

In der Zeichnung ist mit 1 eine an sich bekannte luftmessende, antriebslose Kraftstoffeinspritzanlage für eine gemischverdichtende, fremdgezündete Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Saugrohr-Einspritzung bezeichnet (Bosch, Technische Unterrichtung Benzineinspritzung K-Jetronic, 1. Ausgabe Februar 1974). Von der Brennkraftmaschine ist lediglich ein Zylinderkopfbereich 2 dargestellt, der Saugrohre 3 bis 6 umfaßt, von denen nur das Saugrohr 6 in seiner ganzen Länge gezeigt ist. Die Saugrohre 3 bis 6 münden in einem Sanimelsaugrohr 7, das durch eine Verbindungshutze 8 und einen Drosselklappenstutzen 9 mit der Kraftstoffeinspritzanlage 1 verbunden ist In dem Drosselklappenstutzen 9 ist ein zum Beispiel durch eine drehfest auf eine Welle 10 angeordnete Drosselklappe 11 gebildetes Leistungsregelorgan angeordnet, das über ein Fahrpedalgestänge 12 des nichtgezeigten Fahrpedals verstellbar ist Die Kraftstoffeinspritzanlage 1 umfaßt einen Kraftstoffmengenteiler 13, der durch seinen Steuerkolben 61 mit einem Luftmengenmesser i4 unmittelbar zusammenwirkt, der von der über einen Luftfilter 15 und eine Luftleitung 60 anströmenden Ansaugluft beeinflußt wird. Durch eine Kraftstoffzuführleitung 16 wird dem Kraftstoffmengenteiler 13 durch eine nichtgezeigte Kraftstofförderpumpe Kraftstoff zugeführt und von diesem wird Kraftstoff einerseits durch Kraftstoffleitungen 17 bis 20 den Saugrohren 3 bis 6 zugeleitet, in die diesem durch in der F i g. 2 durch strichpunktierte Linien angedeutete Einspritzdüsen 54,55,56 und

57 eingespritzt wird, und andererseits Kraftstoff durch eine Kraftstoffleitung 21 einem Mengenregulierungsventil 22 zugeleitet Die Einspritzdüsen 54 bis 57 sind mechanische Einspritzdüsen, können jedoch auch durch elektromagnetische Einspritzdüsen ersetzt werden. Das fviengenregulieruiigsveiiiil 22 weist eine durch eine Druckfeder 23 belastete Membrane 24 auf, die mit einem Anschlußstutzen 25 der Kraftstoffleitung 21 und mit einem Anschlußstutzen 26 einer zu einer elektromagnetischen Leerlaufeinspritzdüse 27 führenden Kraftstoffleitung 28 zusammenwirkt und einen Steuerdruckraum 29 begrenzt Beeinflußt wird das Mengenregulierungsventil 22 durch ein elektrisch betätigbares Bimetall 30, deren Grundstellung durch eine Einstellschraube 31 einstellbar ist. Die Leerlaufeinspritzdüse 27 ist am Zylinderkopfbereich 2 angeordnet und spritzt Kraftstoff in einen Zentralraum 32 eines Leerlaufgemisch-Führungssystems 33. Dem Zentralraum 32 wird durch einen Zuführkanal 34, den Luftleitungen 58 und 35 einerseits und einem Zuführkanal 36 und der Luftleitung

58 und einer Luftleitung 37 andererseits Luft zugeführt. Die Luftleitungen 35 und 37, eine vom Luftfilter 15 kommende Luftleitung 38, eine vom Sammelsaugrohr 7 kommende Unterdruckleitung 39 und die Luftleitung 58 münden in ein Umluftventil 40. In der Unterdruckleitung 39 ist ein elektrisches Umschaltventil 41 angeordnet, das durch einen über ein Schallgestänge 42 mit der Drosselklappe 11 zusammenwirkenden elektrischen Schalter 43, einem Relais 44 und einem Temperaturfühler 45 beeinflußbar ist. Mit 46 ist ein an sich bekannter, in der Luftleitung 37 angeordneter Zusatzluftschieber mit einem elektrisch beheizten Bimetall bezeichnet. Vom Zentralraum 32 führt ein Zuführkanal 47 zu den Saugrohren 3 und 4 und ein Zuführkanal 48 zu den Saugrohren 5 und 6. Der Dur^hflußquerschnitt des Zuführkanales 47 ist durch eine Ausgleichsschraube 49 und der Querschnitt des Zuführkcinales 48 ist durch eine Ausglcichsschraube 50 einstellbar (F i g. 2). Kraftstoff wird von der Leerlaufeinspritzdüse 27 durch eine Mischdüse 51 (F i g. 2) in den Zentralraum 32 eingespritzt Di? Mischdüse 51 weist eine sich zum Zentralraum 32 hin erweiternde kegelförmige Düsenöffnung 52 auf, in der der Kraftstoff mit der durch die Luftleitung 37 und einem die Leerlaufeinspritzdüse 27 im Bereich ihrer Düsennadel umgebenden Ringraum 53 zugeführten Luft vermischt wird.
Wird die Brennkraftmaschine angelassen und im kalten Betriebszustand mit einer z. B. Kühlwassertemperatur von z. B. < 60⁰C im Leerlauf betrieben, sind der Zuschalter 59, die Drosselklappe 11 und der Schalter 43 geschlossen und Kraftstoff wird von dem Kraftstoffmengenteiler 13 — gesteuert durch den an sich bekannten, nichtgezeigten Warmlaufregler des Kraftstoffmengenteilers 13 — durch die Kraftstoffleitungen 17 bis 20 zu den Einspritzdüsen 54 bis 57 gefördert und von diesen in die Saugrohre 3 bis 6 eingespritzt. Über die Luftleitung 58, das Umluftventil 40, die Luftleitung 37 und den geöffneten Zusatzluftschieber 46 --, ird in dieser Betriebsphase bis zum Erreichen der Beti'iebsiemperatur von z. B. 60⁰C Kühlwassertemperatur über der, durch den Warmlaufregler leicht ausgelenkten Luftmengenmesser 14 strömende Luft durch den Zuführkanai 36, den Zentralraum 32 und den Zuführkanälen 47 und 48 den Saugrohren 3 bis 6 zugeführt.

Die Messung der Betriebstemperatur kann auch in beliebig anderer Art, z. B. durch Messen der Ansauglufttemperatur oder der Zylinderkopftemperatur erfolgen.

Mit zunehmender Betriebstemperatur wird der Durchflußquerschnitt der Luftleitung 37 durch den Zusatzluftschieber 46 verringert. Beim Erreichen der Betriebstemperatur wird durch den Temperaturfühler 45 das Relais 44 geschaltet, so daß über den Schalter 43 Strom zur Leerlaufeinspritzdüse 27 fließt und diese taktet. Gleichzeitig wird das Umschaltventil 41 geschaltet und durch den Unterdruck im Sammelsaugrohr 7 das Umluftventil 40 umgeschaltet, so daß die Leerlaufluft nicht üb'.r den in dieser Betriebsphase durch den Warmlaufregler des Kraftstoffmengenteilers 13 geschlossenen Luftmengenmesser 14 strömt, sondern über die Luftleitung 38, das Umluftventil 40, die Luftleitung 35, den Zuführkanal 34, den Zentralraum 32 und den Zuführkaiiälen 47 und 48 in die Saugrohre 3 bis 6 einströmt. Die Luftleitung 37 ist durch den Zusatzluftschieber 46 verschlossen. 3eim Schalten des Relais 44 wird ebenfalls das Mengenregulierungsventil 22 zugeschaltet. Diesem wird Kraftstoff durch die Kraftstoffleitung 21 zugeführt, durchströmt den Steuerdruckraum 29, dessen Volumen durch das

so Bimetall 30 und die Membrane 24 temperaturabhängig beeinflußbar ist, und fließt durch die Kraftstoffleitung 28 zur Leerlaufeinspritzdüse 27, die den Kraftstoff in den Zrntr.'.Iraum 32 einspritzt. Von diesem gelangt der Kraftstoff durch die Zuführkanäle 47 und 48 in die Saugrohre 3 bis 6. Die Zuschaltung der Kraftstoffleitung 21 und das Absperren der Kraftstoffleitungen 17 bis 20 erfolgt in an sich bekannter Weise durch den die Stellung des Steuerkolbens 61 beeinflussenden Warmlaufregler des Kraftstorfmengenteilers 13.

Wird die örennkraftmaschine aus dem Leerlauf heraus beschleunigt, verdreht sich die Drosselklappe 11 und der Schalter 43 wird über das Schal;gestänge 42 geöffnet. Der Stromfluß zur Lcerlaufeinspritzdüse 27. dem Mengenregulicungsventil 22 und zum Umschalt-

o5 ventil 41 wird unterbrochen, so daß die Leerlaufeinspritzdüse 27 nicht mehr taktet, das Mengenregulierup.gsventil 22 und das Umschaltventil 41 abgeschaltet werden und somit das Umluftvcntil 40 infolge des nicht

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mehr vorhandenen Unterdruckes schließt. Die gesamte Ansaugluft strömt vom Luftfilter 15 und durch die Luft leitung 60 über den Luftmengenmesser 14, lenkt diesen aus und strömt durch die Verbindungshutze 8, den Dros selklappenstutzen 9 und das Sammelsaugrohr 7 in die 5 Saugrohre 3 bis 6. Durch die Ansaugluft wird der Steu- erkolbcn des Kraftstoffmengenteilers 13 entsprechend verstellt, so daß eine lastabhängige Kraftstoffmenge durch die Kraftstoffleitungen 17 bis 20 den Einspritzdü sen 54 bis 57 zugeführt und von diesen in die Saugrohre io 3 bis 6 eingespritzt wird.	20
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen	25
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Claims (5)

1 2 durchströmenden Luftmenge und im Lastbereich proPatentansprüche: portional der an der Drosselklappe vorbeiströmenden Luftmenge. Bei dieser Kraftstoffeinspritzanlage haben

1. Kr&fistoffeinspritzanlage für gemischverdich- sich insbesondere die Schwierigkeiten als nachteilig ertende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit 5 wiesen, die bei der Regelung des Kraftstoff-Luftgemikontinuierlicher Kraftstoffeinspritzung in das An- sches im Leerlauf unter Berücksichtigung einer mögsaugsystem, in dem ein Luftmengenmesser und ein liehst niedrigen Drehzahl auftreten. Die Hauptschwiewillkürlich betätigbares Leistungsregelorgan hinter- rigkeit bereitet hierbei die Herstellungsgenauigkeit des einander angeordnet sind und der Luftmengenmes- Steuerschlitzes im Schlitzträger des Mengenteile, s. Des ser entsprechend der durchströmenden Luftmenge 10 weiteren ist die direkte Einspritzung der geringen Leergegen eine von einem Mengenregulierventil verän- lauf-Kraftstoff menge in die einzelnen Saugkanäle von derbare Rückstellkraft bewegt wird und dabei einen Nachteil. Die Bewegung der Ansaugluft ist im Leerlauf als bewegliches Teil ausgebildeten Steuerkolben ei- sehr gering und somit die Wärmeübertragung von der nes in der Kraftstoffversorgungsleitung angeordne- Ansaugluft auf den Kraftstoff niedrig. Die Verdampfung ten Mengenteilers für die Zumessung einer der Luft- 15 d.^s Kraftstoffes erfolgt sehr langsam und schwer siemenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, die dende Bestandteile des Kraftstoffes gelangen ungenüim Last- und im Leerlauf-Bereich der Brennkraftma- gend aufbereitet in die Zyilinderräume.

schine unterhalb einer bestimmten Betriebstempe- Des weiteren ist aus der DE-OS 30 23 506 ein Saugratur der Brennkraftmaschine durch je eine Ein- rohrflansch bekannt, in dem eine Kraftstoffzuführvorspritzdüse ρϊύ Saugrohr in diese eingespritzt wird, 20 richtung angeordnet ist, die Leerlaufkanäle und einen wobei irr. Leerlauf die Kraftstoffmenge von einer Zentralraum umfaßt Vom Zentralraum führen die Leer-Leerlaufregeleinrichtung eingestellt wird, da- laufkanäle zu den Saugrohren der Brennkraftmaschine, durch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff- Der Zentralraum ist derart ausgebildet, das er während einspritzanlage (1) Mittel, die aus Leerlaufeinspritz- des Startvorganges als vorübergehender Kraftstoffspeidüse (27) Umluftventil (40) Umschaltventil (41), 25 eher Verwendung findet

Schalter (43) und Relais (44) bestehen, umfaßt durch Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzdie die Zuführung des Kraftstoffes im Leerlauf ober- anlage der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterhalb einer bestimmten Betriebstemperatur der zuentwickeln, daß im Leerlauf der Brennkraftmaschine Brennkraftmaschine durch eine einzige, elektroma- oberhalb einer definierten Betriebstemperatur durch eignetische Leerlaufeinspritzdüse (27) erfolgt, die den 30 ne gleichmäßige Füllung der Zylinder mit dem Kraft-Kraftstoff in o':nan durch Zuführkanäle (47, 48) mit stoff-Luft-Gemisch der Kraftstoffverbrauch verringert den Saugrohren (3,4,5,6) verbundenen Zentralraum werden kann. (32) einspritzt Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die ge-

2. Krafmoffeinspritzariiage nach Anspruch 1, da- kennzeichneten Merkmale des Patentanspruches 1 gedurch gekennzeichnet daß der Ze.itralraum (32) und 35 löst

die Zuführkanäle (47,48) im Zylinderkopf der Brenn- Weitere Merkmale der Erfindung beinhalten die Un-

kraftmaschine angeordnet sind. teransprüche.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach den Ansprüchen Durch die Verwendung einer einzigen zentralen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet daß je zwei Saug- Leerlaufeinspritzdüse oberhaJb der bestimmten Berohre (3, 4 bzw. 5, 6) durch einen Zuführkanal (47 40 triebstemperatur wird der Kraftstoffdurchsatz bei die- bzw. 48) mit dem Zentralraum (32) verbunden sind. ser Leerlaufeinspritzdüse gegenüber dem Kraftstoff-

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, da- durchsatz bei den mechanischen Einspritzdüsen im durch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffzufluß zur Leerlauf unterhalb der vorbestimmten Betriebstempe-Leerlaufeinspritzdüse (27) durch das elektrisch auf- ratur erheblich erhöht. Somit kann der Kraftstoff aus heizbare Mengenregulierungsventil (22) beeinfluß- 45 der Leerlaufeinspritzdüse mit einem Druck abgespritzt bar ist. werden, bei dem auch bei extrem niedrigen Brennkraft-

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach den Ansprüchen maschinendrehzahlen Dampfblasen nicht auftreten 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Durchfluß- können. Die hohe Luftturbulenz an der durch die etfinquerschnitte der Zuführkanäle (47,48) durch Aus- dungsgemäße Anordnung der Leerlaufeinspritzdüse gegleichsschrauben (49,50) veränderbar sind. 50 gebenen Drosselstelle bewirkt ein gut aufbereitetes

Kraftstoff-Luftgemisch. Die Erwärmung des Kraftstoff-

Lu'tgemisches wird durch die zylinderkopfseitige Aufheizstrecke unterstützt Im Leerlaufbereich unterhalb der vorbestimmten Betriebstemperatur arbeitet die

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffein- 55 Brennkraftmaschine ohnehin aufgrund des Warmlaufrespritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete glers und des Zusatzluftschiebers problemlos, so daß im Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patent- gesamten Leerlaufbereich der Brennkraftmaschineanspruches 1. Zündaussetzer mit dem dadurch verbundenen unruhi-Es ist eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff- gen Rundlauf vermieden werden, der Kraftstoffvereinspritzanlage der genannten Art bekannt (Bosch, 60 brauch verringert wird und die Abgasemission verbes-Technische Unterrichtung Benzineinspritzung K-Jetro- sert wird.

nie, 2. Ausgabe Sept. 1978), bei der im Leerlauf und im In der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispiels-

gesamten Lastbereich der Brennkraftmaschine Kraft- weisen Ausführungsform dargestellt. Es zeigt stoff durch mechanische Einspritzdüsen in die Saugka- F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Zylinderkopf-

näle vor den Einlaßventilen der Brennkraftmaschine 65 bereich einer Brennkraftmaschine und die schematische eingespritzt wird. Der Mengenteiler bemißt die abzu- Darstellung der Kraftstoff-Luftgemisch-Versorgung spritzende Kraftstoffmenge im Leerlauf proportional der Brennkraftmaschine, und der einen die Drosselklappe umgehenden Leerlaufkanal F i g. 2 den Zylinderkopfbereich der F i g. 1 in detail-