DE3813249A1 - Vorrichtung zur steuerung der luft- und/oder kraftstoffmenge in verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer aus der DE-OS 36 26 681.7 bekannten Vorrichtung dieser Art weist der Schließkörper kegelige Form mit kalottenartig gewölbter Grund­ fläche auf, wobei das Ansaugluft-Leitrohr und der Schließkörper derart aufeinander abgestimmt sind, daß sie in jeder Funktionsstellung des Schließkörpers stromaufwärts einen der Form einer Laval-Düse folgenden Strömungsquerschnitt freigeben. Zur Zuführung des Kraftstoffes ist der Schließkörper an seiner Spitze mit einer Kraftstoffeinspritzdüse mit ko­ axialem Kraftstoffzuführungskanal versehen, wobei der Schließkörper auf einem gehäusefest befestigten Rohr axial geführt ist, das gleichzeitig als Zuführungskanal für den Kraftstoff zur Düse bildet.

Die bekannte Vorrichtung hat sich im wesentlichen gut bewährt, es hat sich jedoch gezeigt, daß durch die axiale Zuführung des Kraftstoffes in den Verbrennungsluftstrom eine gleichmäßige Durchmischung des Kraftstoffes mit der Luft nicht erreicht werden kann.

Zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Kraftstoff-/Luftgemisches ist beispielsweise aus der DE-OS 33 38 283 eine Vorrichtung bekannt geworden, bei der in dem Ventilsitz für den konischen Schließkegel radiale Bohrungen vorgesehen sind, die über einen Ringkanal mit der Kraftstoffpumpe bezw. dem Vergaser verbunden sind. Das angestrebte Ziel kann mit Hilfe dieser bekannten Vorrichtung nicht oder nur bedingt erreicht werden. Einerseits erfordert die Einrichtung eine aufwendige Druckregelung, die zudem - aufgrund des verlängerten Strömungsweges des Kraftstoffes - erst mit einer unvermeidbaren Zeitverzögerung wirksam werden kann. Die gleichmäßige Durchmischung wird auch dadurch vermindert, daß der Kraftstoff einerseits in Form eines kompakten - sich nur zeitverzögert auflösenden - Strahles in den Luftstrom eingebracht wird und andererseits auf seinem Strömungsweg einen Druckabfall erfährt. Der Kraftstoff wird also zum überwiegenden Teil von der Randzone des Luftstromes mitgerissen und in dieser verwirbelt, während der Luftstrom in der Innenzone eher gering mit Kraftstoff beladen ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung einer Vor­ richtung zur Steuerung der Kraftstoff- und/oder Luftmenge in Verbrennungs­ kraftmaschinen zugrunde, mit deren Hilfe bei geringem Regelungsaufwand eine große Homogenität des Kraftstoff-/Luft-Gemisches erzielt wird. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den im Patentanspruch 1 wiedergege­ benen Merkmalen gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erfolgt die Regelung der Kraft­ stoffzuführung unmittelbar am Verbrennungsluftzuführungskanal, wodurch einerseits der Vorteil besteht, daß die Nachführung der Kraftstoffregelung einerseits ohne Zeitverzögerung und andererseits ohne jeglichen Druckver­ lust eintritt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht auch darin, daß der Kraftstoff nicht in Form einer mehr oder weniger großen Zahl kompakter Strahlen sondern in Form eines ringförmigen Filmes und damit bereits auf einen großen Querschnitt ver­ teilt in den Luftstrom gelangt, wodurch die weitere Verteilung im gesamten Luftstrom wesentlich erleichtert wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch darin zu sehen, daß die Ein­ spritzung zum Unterschied von den bekannten Vorrichtungen dieser Art in die unmittelbare Nachbarschaft der Aufsitzlinie des die Luftzuführung steuerenden Schließkegels, d.h. in die Ebene der geringsten Flächenausdeh­ nung und der größten Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes verlegt werden kann, womit in Verbindung mit dem eigenen hohen Einspritzdruck des Kraftstoffes und seiner filmartigen Ringform eine bisher unerreicht gleichmäßige Verwirbelung des Kraftstoffes erzielt wird.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung, in der die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich­ nung beispielsweise erläutert ist. Es zeigen

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Anordnung zur Steuerung der Luftzuführung zum Zylinder einer Einspritz-Brennkraft­ maschine,

Fig. 2 eine Ausführungsform einer Düse zur Steuerung der Luft- und Kraftstoffzuführung mit hydraulischer Kraftstoffregelung,

Fig. 3 eine Ausführungsform einer Düse zur Steuerung der Luft- und Kraftstoffzuführung mit magnetischer Kraftstoffregelung.

Die in Fig. 1 wiedergegebene Anordnung zur Steuerung der Luft- und Kraftstoffzuführung zu den Zylindern einer Einspritz-Brennkraftmaschine besteht aus einem gehäusefesten Ansaugluft-Leitrohr 1 und einem als Ganzes mit 2 bezeichneten Ventil mit einem in dem Ansaugluft-Leitrohr angeordne­ ten Ventilsitzring und einem in den Ventilsitzring eingreifenden konischen Schließkörper 3, durch dessen axiale Verstellung der Luftdurchströmungs­ querschnitt im Ansaugluft-Leitrohr 1 in Abhängigkeit von der gewünschten Maschinenleistung veränderbar ist. Das Ansaugluft-Leitrohr führt über das Ventil 11 zum Zylinder 12, wobei das Ventil 2 (Düse) mit dem Kraftstoff­ einspritzsystem 13 verbunden und von dem Steuergerät 14 gesteuert ist.

Im Ansaugluft-Leitrohr 1 ist - siehe insbesondere die Fig. 2 und 3 - ein weiterer geführter ringförmiger Schließkörper 5 angeordnet, der der Steuerung eines unmittelbar an den Innenraum 6 des Verbrennungsluft-Leit­ rohres 1 angrenzenden und mit dem Kraftstoffzuführungssystem verbundenen Ringraumes 8 dient, wobei im Falle der wiedergegebenen Ausführungsformen der Ventilsitzring für den konischen Schließkörper 3 zweiteilig aus einem rohrfesten Teil 4 und einem axial geführten verstellbaren Teil 5 gebildet ist, von denen das rohrfeste Teil 4 den Ventilsitz sowohl für den koni­ schen Schließkörper 3 als auch für den ringförmigen, den Ringraum 8 steu­ ernden Schließkörper dient. Insbesondere in dieser Ausführungsform kann die Kraftstoffzuführung in die unmittelbare Nachbarschaft der Aufsitz­ linie, gegebenenfalls sogar unmittelbar in die Aufsitzlinie selbst des die Luftzuführung steuerenden Schließkegels, d.h. in die Ebene der geringsten Flächenausdehnung und der größten Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes verlegt werden.

Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Ausführungsform ist der ringförmige Schließkörper 5 mittels einer Feder 9 in fester Anlage gegen den Ventil­ sitz 4 gehalten und im Kraftstoffsystem ein Druckregler angeordnet, mit dessen Hilfe die Öffnung und Schließung des ringförmigen Schließkörpers 5 und damit die Kraftstoffzuführung in Abhängigkeit von der Luftzuführung gesteuert wird, wohingegen im Falle der in Fig. 3 wiedergegebenen Ausführungsform der ringförmige Schließkörper 5 als Magnetanker ausgebil­ det und von einer der Steuerung der Kraftstoffzuführung in Abhängigkeit von der Verbrennungsluftzuführung dienenden Magnetwicklung 10 umgeben ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders einfache Regelung der Kraftstoffzuführung in der Weise, daß das Kraftstoffzuführungssystem unter konstantem Druck gehalten werden kann bei Veränderung der Zuführungsmenge ausschließlich über die Veränderung des Öffnungsquerschnittes, während die Veränderung des Öffnungsquerschnittes und damit der Zuführungsmenge im Falle der in Fig. 2 wiedergegebenen Ausführungsform durch Veränderung des Kraftstoffdruckes erfolgt, durch den die Öffnung gegen die Wirkung der Schließfeder 9 erfolgt. Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 ermöglicht wei­ terhin eine Integration der Vorrichtung insgesamt in Einspritzsysteme, bei denen die Kraftstoffmengenbeimessung elektronisch als Funktion aller er­ faßbaren Motorparameter (Kennfelder) wie z.B. Drehzahl, Temperatur, An­ saugluftmenge, Drosselstellung usw. gesteuert ist.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoff- und/oder Luftmenge in Verbrennungskraftmaschinen, mit einem gehäusefesten Ansaugluft-Leitrohr und einem Ventil aus einem in dem Ansaugluft-Leitrohr angeordneten Ventil­ sitzring und einem in den Ventilsitzring eingreifenden konischen Schließ­ körper, durch dessen axiale Verstellung der Luftdurchströmungsquerschnitt im Ansaugluft-Leitrohr in Abhängigkeit von der gewünschten Maschinenlei­ stung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugluft-Leitrohr (1) ein weiterer Ventilsitzring für einen in dem Ansaugluft-Leitrohr (1) geführten ringförmigen Schließkörper (5) angeordnet ist, der der Steuerung eines unmittelbar an den Innenraum (6) des Verbrennungsluft-Leitrohres (1) angrenzenden und mit dem Kraftstoffzuführungssystem verbundenen Ringraumes (8) dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ven­ tilsitzring für den konischen Schließkörper (3) zweiteilig aus einem rohrfesten Teil (4) und einem axial geführten verstellbaren Teil (5) ge­ bildet ist, von denen das rohrfeste Teil (4) den Ventilsitz sowohl für den konischen Schließkörper (3) als auch für den ringförmigen, den Ringraum (8) steuernden Schließkörper dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Schließkörper (5) mittels einer Feder (9) in fester Anlage gegen den Ventilsitz (4) gehalten und im Kraftstoffsystem ein Druckregler angeordnet ist, mit dessen Hilfe die Öffnung und Schließung des ringförmi­ gen Schliekörpers (5) und damit die Kraftstoffzuführung in Abhängigkeit von der Luftzuführung gesteuert wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der ringförmige Schließkörper (5) als Magnetanker ausgebildet und von einer der Steuerung der Kraftstoffzuführung in Abhängigkeit von der Verbrennungsluftzuführung dienenden Magnetwicklung (10) umgeben ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schließkörper im Bereich der Dichtkante des ringförmigen Schließkörpers mit einer Ringnut und die Dichtkante verzahnt ausgebildet sind.