DE3508224A1

DE3508224A1 - MECHANICAL FUEL INJECTION

Info

Publication number: DE3508224A1
Application number: DE19853508224
Authority: DE
Inventors: Herbert 8071 Wettstetten Brockhaus; Fritz Dr. 8071 Stammham Naumann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-09-11
Also published as: EP0193754A2; EP0193754B1; DE3508224C2; ATE57423T1; EP0193754A3

Abstract

1. Mechanical fuel injection for an internal combustion engine having a fuel pump, a fuel accumulator, a mixture regulator (22) with fuel distributor (40) which opens a fuel supply to injection valves (17, 32, 44) by means of a displacement, controlled by the airflow sensor (24), through built-in metering slits, a cylinder injection valve (17) being associated with each cylinder of the internal combustion engine, having a central injection valve (32) for the cold-start enrichment and an airflow sensor (24) associated with the mixture regulator, said airflow sensor controlling the fuel distributor (40), characterized in that a further fuel central injection valve (44) is provided in a suction tube section (14) common to all cylinders, of the internal combustion engine, said suction tube section being supplied in the idling mode with a predeterminable amount of fuel, and in that the metering slits for the cylinder injection-valves (17) are completely closed in the idling mode and an additional metering slit for the central injection valve (44) is provided, said metering slit opening at least in the idling mode.

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft eine mechanische Kraftstoffeinspritzung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a mechanical fuel injection system according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Kraftstoffeinspritzung wird unter dem Warenzeichen "Bosch K-jetronic" serienmäßig in einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen verbaut.Such a fuel injection is standard in one under the trademark "Bosch K-jetronic" Large number of motor vehicles installed.

Jedem Zylinder ist ein Zylindereinspritzventil zugeordnet, das dem Zylinder Kraftstoff zuliefert. Die Zylindereinspritzventile erhalten im Leerlauf der Brennkraftmaschine eine verhältnismäßig geringe Menge Kraftstoff, die jeweils dem Zylinder zuzuführen ist.A cylinder injection valve is assigned to each cylinder and supplies fuel to the cylinder. The cylinder injectors receive a relatively small amount of fuel when the internal combustion engine is idling, which is to be fed to the cylinder in each case.

Aufgrund von Toleranzproblemen sind die Anforderungen an die Genauigkeit der Einspritzmenge bei geringen Einspritzmengen zur Sicherung eines stabilen Leerlaufes verhältnismäßig hoch. Auch eventuelle Kraftstoffverluste durch Niederschlag an den Saugrohrwänden verringern den Anteil der tatsächlich in den Zylinder gelangenden Kraftstoffmenge, so daß der Leerlauf der Brennkraftmaschine verhältnismäßig empfindlich ist.Due to tolerance problems, the requirements for the accuracy of the injection quantity are low Injection quantities to ensure stable idling are relatively high. Also possible Fuel losses due to precipitation on the intake manifold walls reduce the proportion of fuel actually in the Cylinder reaching the amount of fuel, so that the idling of the internal combustion engine is relatively sensitive is.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein mechanisches Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, das bessere Leerlaufeigenschaften der Brennkraftmaschine sicherstellt. Die Aufgabe wird gelöst durch den Hauptanspruch. Erfindungsgemäß ist dementsprechend vorgesehen. daß zusätzlich zu den Zylindereinspritzventilen ein zentrales Einspritzventil vorgesehen ist, das Kraftstoff in das Saugrohr einspritzt und über diese Zentraleinspritzung im Leerlauf alle Zylinder des Kraftfahrzeuges versorgt. Da dann vorzugsweise die Zylindereinspritzventi-Ie vollständig abgeschaltet sind, wird die gesamte Kraftstoffmenge über die Zentraleinspritzung geliefert, so daß die zuzuführende Kraftstoffmenge ein Vielfaches (beim Vier-Zylinder-Motor mindestens das Vierfache) der sonst von den einzelnen Zylindereinspritzventilen zuzuführenden Kraftstoffmenge beträgt. Die Toleranzunterschiede fallen dadurch nicht so sehr ins Gewicht, und die Gemischaufbereitung wird deutlich verbessert. Die Leerlaufdrehzahlen können zur Kraftstoffeinsparung noch weiter abgesenkt werden. Unter Lastzuständen, wenn eine größere Kraftstoffmenge erforderlich ist, wird diese Kraftstoffmenge, wie bisher über die Zylindereinspritzventile dezentralisiert den einzelnen Zylindern zugeführt.The object of the invention is to provide a mechanical fuel injection system to create that ensures better idling properties of the internal combustion engine. The problem is solved by the main claim. According to the invention, provision is made accordingly. that in addition to the cylinder injection valves, a central injection valve is provided, the fuel in injects the intake manifold and supplies all cylinders of the motor vehicle via this central injection when idling. Since the cylinder injection valves are then preferably completely switched off, the entire amount of fuel is Delivered via the central injection, so that the amount of fuel to be supplied many times over (at least four times as much in the case of a four-cylinder engine) that of the individual cylinder injectors amount of fuel to be supplied. The tolerance differences are therefore not so important, and the mixture preparation is significantly improved. The idle speeds can help save fuel be lowered even further. Under load conditions when a larger amount of fuel is required, this amount of fuel is decentralized, as before, via the cylinder injectors fed to the individual cylinders.

Aus der DE-OS 27 37 849 ist die Kombination einer Zentraleinspritzung mit einer dezentralisierten Einspritzung bekannt, dort allerdings wird vorgeschlagen, für niedrige Lastzustände die dezentralisierte Einspritzung zu verwenden, und vor einem Abgasturbolader für höhere Lastzustände zentralisiert einzuspritzen, um eine bessere Verwirbelung durch die Arbeit des Abgasturboladers zu haben und somit den Zylindern ein besseres Kraftstoff-Luft-Gemisch zur Verfügung zu stellen. Der Vorschlag, den Leerlauf der Brennkraftmaschine durch eine Zentraleinspritzung zu verbessern, ist der DE-OS 27 37 849 nicht zu entnehmen.From DE-OS 27 37 849 is the combination of a central injection with a decentralized injection known, but there it is suggested that decentralized injection be used for low load conditions to use, and to inject a to have better turbulence through the work of the exhaust gas turbocharger and thus a better one for the cylinders Provide fuel-air mixture. The proposal to idle the internal combustion engine To improve a central injection, DE-OS 27 37 849 cannot be found.

In bevorzugter Ausführungsform sind die Zylindereinspritzventile im Leerlauf vollständig geschlossen, so daß die Kraftstoffversorgung allein durch das Zentraleinspritzventil erfolgt. Damit kann die Abstimmung des Leerlaufes exakt erfolgen.In a preferred embodiment, the cylinder injection valves are completely closed when idling, see above that the fuel supply takes place solely through the central injection valve. This allows the coordination of the Idling take place exactly.

Bei höheren Drehzahlen bzw. höheren Lastzuständen der Brennkraftmaschine kann das Zentraleinspritzventil, das die Leerlaufversorgung sicherstellt, mitlaufen. Bevorzugt jedoch wird das Zentraleinspritzventil bei höheren Lastzuständen, wenn die Zylindereinspritzventile in Aktion treten, abgeschaltet.At higher speeds or higher load conditions of the internal combustion engine, the central injection valve, that ensures the idle supply. However, the central injection valve is preferred at higher load conditions when the cylinder injectors come into action, switched off.

Eine besondere Ausführungsform der konstruktiven Umsetzung der erfindungsgemäßen Idee ist, in einem beim Stand der Technik bekannten Kraftstoffmengenteiler, der mit Steuerschlitzen arbeitet, einen zusätzlichen Steuerschlitz für das Zentraleinspritzventil vorzusehen. Dieser Mengenteiler, der gleichzeitig die Zylindereinspritzventile ansteuert, erhält eine entsprechende Steuerschlitzformgebung, so daß im Leerlauf die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindereinspritzventilen blockiert und zum Zentraleinspritzventil geöffnet ist, während bei einer Verschiebung des Steuerkolbens des Kraftstoffmengenteilers durch den Luftmengenmesser, die bei Lastzuständen auftritt, die Zuführungen zu den Zylindereinspritzventilen freigegeben werden, während die Zufuhr zu dem Zentraleinspritzventil geschlossen werden kann.
Um im Rahmen einer Regelung das Gemisch anzufet-A particular embodiment of the constructive implementation of the inventive idea is to provide an additional control slot for the central injection valve in a fuel flow divider known from the prior art that works with control slots. This flow divider, which controls the cylinder injection valves at the same time, is given a corresponding control slot shape so that the fuel supply to the cylinder injection valves is blocked and the central injection valve is open when the control piston of the fuel flow divider is displaced by the air flow meter, which occurs under load conditions the cylinder injectors are released while the supply to the central injector can be closed.
In order to fatten the mixture as part of a regulation

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ten bzw. abzumagern, kann das Zentraleinspritzventil Die bis hierher geschilderte Ausbildung des Kraft-the central injection valve can.

auch unter Teil- und Volllastbedingungen notlaufen und stoffmengenteilers ist Stand der Technik, zur Einhaltung des stöchiometrischen Verhältnisses ge- Die Leitung 42, die zu dem Zentraleinspritzventil 44Emergency running even under partial and full load conditions and a substance flow divider is state of the art, to maintain the stoichiometric ratio. The line 42 leading to the central injection valve 44

regelt werden, während die Zylindereinspritzventile führt, ist im Kraftstoffmengenteiler mit dem Anschluß nicht mitgeregelt zu werden brauchen. 5 68 verbunden, der durch den Bund 60 wahlweise je nachcan be controlled while the cylinder injector is leading is in the fuel distributor with the connector do not need to be regulated. 5 68 connected by the collar 60 optionally depending on

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeich- Stellung des Steuerkolbens geöffnet werden kann. Danung dargestellt. Es zeigt bei ist in dem Bund 60 ein Einschnitt 72 vorgesehen, derIn the following the invention can be opened with reference to the position of the control piston. Danung shown. It shows an incision 72 is provided in the collar 60, the

Fig. 1 eine Prinzipskizze; und sicherstellt, daß auch in der Leerlaufstellung des Steuer- Fig. 1 is a schematic diagram; and ensures that even in the neutral position of the control

Fig. 2a—c verschiedene Stellungen des Steuerkol- kolbens die Leitung 68 mit Kraftstoff versorgt wird, bens im Kraftstoffmengenteiler. io Die Zuleitung 65 für das Zentraleinspritzventil wirdIs powered piston, the conduit 68 with fuel FIGS. 2a-c show various positions of the Steuerkol- ben in the fuel distributor. io The feed line 65 for the central injection valve is

In Fig. 1 ist mit 10 ein Zylinder einer Brennkraftma- durch einen Vorsprung 70 des Bundes 62 geöffnet oder schine bezeichnet, der eine Einlaßöffnung besitzt, durch verschlossen, je nach Stellung des Steuerkolbens, wobei die ein Einlaßventil 12 im geöffneten Zustand ein Kraft- in der Leerlaufstellung der Zulauf 65 teilweise frei ist, so stoff-Luft-Gemisch eintreten läßt. Zu dem Zylinder hin daß er mit dem Ablauf 68 verbunden ist. führt ein Saugrohr, das einen Abschnitt 14 aufweist, 15 Fig. 2b zeigt die Stellung des Steuerkolbens bei Teildurch den Luft zugeführt wird, die sich dann vor den last, es ist deutlich erkennbar, daß der Vorsprung 70 in einzelnen Zylindern in Abschnitten 16 auf die einzelnen diesem Falle den Zulauf 65 zumindest bei größerem Zylinder aufteilt. Im Abschnitt 16, also in den jeden Zy- Anheben des Steuerkolbens bereits vollständig sperrt, lindern 12 individuell zugeordneten Abschnitten, liegt so daß das Zentraleinspritzventil 44 keinen Kraftstoff direkt vor dem Einlaßventil 12 ein Einspritzventil 17, das 20 mehr erhält. In bekannter Weise werden die Zylinderüber eine Leitung 36 zugeführten Kraftstoff vor das einspritzventile nunmehr mit der Kraftstoffversorgung Einlaßventil spritzt. verbunden, und in der Vollaststellung, wie sie in 2c dar-In Fig. 1, 10 is a cylinder of a Brennkraftma- opened by a projection 70 of the collar 62 or designated machine, which has an inlet opening, closed by, depending on the position of the control piston, the one inlet valve 12 in the open state a power in the idle position of the inlet 65 is partially free, so the substance-air mixture can enter. Towards the cylinder that it is connected to the drain 68. leads a suction tube, which has a section 14, 15 Fig. 2b shows the position of the control piston in part through which air is supplied, which is then in front of the load, it can be clearly seen that the projection 70 in individual cylinders in sections 16 on the individual this case divides the inlet 65 at least in the case of a larger cylinder. In section 16, i.e. in which each cylinder lifting of the control piston is already completely blocked, 12 individually assigned sections so that the central injection valve 44 does not have any fuel directly in front of the inlet valve 12, an injection valve 17 that receives 20 more. In a known manner, fuel supplied to the cylinders via a line 36 is injected upstream of the injection valve with the fuel supply inlet valve. connected, and in the full load position, as shown in 2c

Durch eine Drosselklappe 18 wird die von einer Luft- gestellt ist, strömt noch mehr Kraftstoff zu den Zylineintrittsöffnung 20 angesaugte Luftmenge gesteuert. dereinspritzventilen 17.A throttle valve 18, which is set by air, flows even more fuel to the cylinder inlet opening 20 sucked in air volume controlled. derinjectors 17.

Der Vollständigkeit halber ist ein Kaltstartventil 32 25 Sowohl in der Stellung des Steuerkolbens nach dargestellt, das in bekannter Weise für eine Kaltstartan- Fig. 2b als auch in der Stellung nach Fig. 2c wird das reicherung sorgt, indem über eine Leitung 30 zugeführ- Zentraleinspritzventil 44 nicht mehr über die Leitung 68 ter Kraftstoff in das Saugrohr gespritzt wird. versorgt, da der Zulauf zur Leitung 68, der über dieFor completeness, a cold start valve 32 is 25, both shown in the position of the control piston to that in a known manner for a Kaltstartan- Fig. 2b as well as in the position according to Fig. 2c, the enrichment will provide, by a line 30 zugeführ- central injector 44 is no longer injected through the line 68 ter fuel into the intake manifold. supplied, since the inlet to line 68, which is via the

Zur Zuteilung des Kraftstoffes zu den Zylinderein- Leitung 65 und die Bohrung 54 führt, durch den Vorspritzdüsen 17 ist eine Gemischregeleinrichtung 22 vor- 30 sprung 70 des Bundes 62 gesperrt ist. gesehen, die in großer Zahl serienmäßig verbaut wird Es ist natürlich denkbar, den Steuerschlitz für dasTo distribute the fuel to the cylinder inlet line 65 and the bore 54 leads through the spray nozzles 17 is a mixture control device 22 projection 70 of the collar 62 is blocked. seen, which is installed in large numbers in series It is of course conceivable that the control slot for the

und Stand der Technik ist. Diese Gemischregelanlage 22 Zentraleinspritzventil so auszulegen, daß das Zentralbesitzt in bekannter Weise einen Luftmengenmesser 24, einspritzventil auch unter Teil- und Vollast mitläuft, der durch eine Stauscheibe gebildet wird. Der Aus- Zumindest im Teillastbereich ist ein passives Überschlag des Luftmengenmessers 24 steuert die über die 35 schneiden des Zentraleinspritzbetriebs und des Zylin-Leitung 36 dem Zylindereinspritzventil 17 zugeführte derbetriebes wünschenswert. Kraftstoffmenge.and is state of the art. This mixture control system 22 central injection valve to be designed so that the central possesses in a known way an air flow meter 24, injector also runs under partial and full load, which is formed by a baffle plate. The at least in the partial load range is a passive rollover of the air flow meter 24 controls the intersection of the central injection mode and the cylinder line 36 the cylinder injection valve 17 supplied derbetriebes desirable. Fuel quantity.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß im Saugrohrabschnitt 14, also in dem Saugrohrabschnitt, der allen Zylindern gemeinsam ist, ein Einspritzventil 44 zur Zen- 40
traleinspritzung von Kraftstoff vorgesehen ist. Das Zentraleinspritzventil 44 ist über eine Kraftstoffleitung 42
mit einer Zumeßkammer in der Gemischregelanlage
verbunden. Die Steuerung der Kraftstoffmengen zu den
Zylindereinspritzventilen 17 und dem Zentraleinspritz- 45
ventil 44 geschieht über einen Kraftstoffmengenteiler
40, der im einzelnen in Fig. 2 dargestellt ist.According to the invention it is provided that in the intake pipe section 14, that is to say in the intake pipe section which is common to all cylinders, an injection valve 44 to the center 40
central injection of fuel is provided. The central injection valve 44 is via a fuel line 42
with a metering chamber in the mixture control system
tied together. Controlling the amount of fuel to the
Cylinder injectors 17 and the central injector 45
valve 44 happens via a fuel flow divider
40, which is shown in detail in FIG .

Der Kraftstoffmengenteiler 40 enthält einen Steuerkolben 58, der in einer zylindrischen Bohrung 54 axial
bewegbar ist. Von der einen Seite wird der Kolben 58 50
mit einem Systemdruck 56 beaufschlagt, von der anderen Seite wird der Kolben durch den Luftmengenmesser
in Axialrichtung angehoben oder abgesenkt. Der Kolben besitzt im oberen und unteren Bereich einen Bund
60 bzw. 62, die jeweils abdichtend in der Bohrung 54 55
abschließen. Zwischen den beiden Bünden 60 und 62 hat
der Kolben 58 geringeren Durchmesser.The fuel quantity divider 40 contains a control piston 58 which is axially in a cylindrical bore 54
is movable. From one side the piston 58 becomes 50
a system pressure 56 is applied, the piston is pushed through the air flow meter from the other side
raised or lowered in the axial direction. The piston has a collar in the upper and lower area
60 and 62, each sealingly in the bore 54 55
to lock. Has between the two frets 60 and 62
the piston 58 smaller diameter.

Eine Kraftstoffzuleitung 64 mündet in die Bohrung 54
im Bereich des geringeren Durchmessers, ein Kraftstoffabfluß 66, der in die Leitung 36 für das Zylinderein- 60
spritzventil 17 mündet, führt aus der Bohrung 54 weg. Je
nach Stellung, wie es in den Fig. 2a—2c dargestellt ist,
verschließt der Bund 60 die Kraftstoffabflußleitung 66
vollständig oder gibt sie in wachsendem Ausmaß frei.
Damit wird durch das Anheben des Steuerkolbens von 65
der Kraftstoffzuleitung 64 in die öffnung zur Kraftstoffableitung 66, die zu den Einspritzventilen 17 führt, zunehmend Kraftstoff geführt.A fuel feed line 64 opens into the bore 54
in the area of the smaller diameter, a fuel outlet 66, which into the line 36 for the cylinder inlet 60
Injection valve 17 opens out, leads away from bore 54. Ever
after position, as it is shown in Figs. 2a-2c,
the collar 60 closes the fuel discharge line 66
completely or increasingly releases them.
By lifting the control piston from 65
the fuel supply line 64 into the opening to the fuel discharge line 66, which leads to the injection valves 17, increasingly fuel.

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Claims

1. Mechanical fuel injection for an internal combustion engine with a fuel pump, a fuel accumulator, a mixture controller with fuel flow divider, injection valves, each cylinder of the internal combustion engine being assigned a cylinder injection valve, and an air flow meter assigned to the mixture controller, which controls the fuel flow divider, in such a way that with increasing deflection of the Air flow meter of the fuel flow divider supplies the injection valves with an increasing amount of fuel by enlarging a flow opening, characterized in that a further central fuel injection valve (44) is provided in the intake manifold (14) of the internal combustion engine, which is supplied with a predeterminable amount of fuel when idling, so that the idling remains stable even when the cylinder injection valves (17) are closed.

2. Fuel injection according to claim 1, characterized in that the cylinder injectors are idling (17) are closed.

3. Fuel injection according to claim 1 or 2, characterized in that the central injection valve (44) remains closed at higher speeds.

4. Fuel injection according to one of claims 1 to 3, with a flow divider which is passed through from Air flow meter controlled displacement through built-in control slots a fuel inlet connects to the line to the injection valves, characterized in that the control slots for the cylinder injectors are completely closed when idling, and an additional control slot is provided for the central injection valve, which opens at least when idling.

5. Fuel injection according to one of claims 1 to 4, characterized in that in V-engines A central injection valve is provided in each of the two mixture supply branches is.

6. Fuel injection according to one of claims 1 to 5, characterized in that in overrun mode The central injection valve is closed above specifiable speeds.

7. Use of a central injection valve in conjunction with cylinder injection valves for Control or regulation of the stoichiometric ratio of the fuel-air mixture.