DE69201345T2

DE69201345T2 - Kraftstoffleitungsanlage.

Info

Publication number: DE69201345T2
Application number: DE69201345T
Authority: DE
Inventors: Paul Daly
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-02-11
Filing date: 1992-02-05
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2012-02-06
Also published as: DE69201345D1; EP0571437B1; JPH06505077A; EP0571437A1; WO1992014050A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft Kraftstoff-Verteilerleisten für Brennkraftmaschinen.

HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Herkömmliche Kraftstoff-Verteilerleisten für Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung besitzen Aufnahmen, die entlang der Verteilerleiste verteilt sind und in die die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen eingesetzt sind. Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen werden durch geeignete Dichtungs- und Haltemittel strömungsmitteldicht an der Verteilerleiste gehalten. Die typische Kraftstoff-Einspritzvorrichtung hat eine längliche Form und ist üblicherweise auf der Verteilerleiste so angeordnet, daß die Längsabmessung der Einspritzvorrichtung quer zur Längsabmessung der Verteilerleiste verläuft. Als Folge dieser Anordnung hat die Einhüllende der Verteilerleiste im Motorraum eines Kraftfahrzeuges eine Erstreckung quer zur Verteilerleiste, die durch die Längsabmessung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung bestimmt wird. Demgemäß wirkt sich eine Verringerung des Betrages, um den die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung in Querrichtung von der Verteilerleiste vorsteht, vorteilhaft im Sinne einer Verringerung der Einhüllenden der Verteilerleiste aus, und dieser Vorteil lädt sich von den Fahrzeug-Designern im Hinblick auf Styling- und Platzbedarfs-Überlegungen nutzen.
Aus der WO 90/06438 ist es bekannt, einzelne Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen innerhalb einer Kraftstoff-Verteilerleiste anzubringen. Bei solch einer Anordnung sind jedoch die einzelnen Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen nicht an einem gemeinsamen Träger angebracht, der seinerseits innerhalb der Kraftstoff-Verteilerleiste angeordnet ist.
Die PCT-EP 92/00253 betrifft eine Kraftstoff-Verteilerleiste mit einer neuartigen Einspritzvorrichtungskonfiguration, welche eine gewisse Veringerung der Größe der Einhüllenden erlaubt, welche von der Verteilerleistenanordnung an einer Brennkraftmaschine eingenommen wird, und zwar insbesondere eine Verringerung des Betrages, um den die Einspritzvorrichtungen quer zur Verteilerleiste vorstehen. Genauer gesagt, kann die Verteilerleiste aus einem kreiszylindrischen Rohr bestehen, in dem die Einspritzvorrichtungen im wesentlichen vollständig untergebracht sind, so daß die Querabmessung der Verteilerleistenanordnung an der Stelle einer Einspritzvorrichtung im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Rohres ist. Die Einspritzvorrichtungen sind an einem Träger angebracht, um eine Baueinheit zu bilden, welche vom Ende her in das Rohr eingesetzt werden kann. Die elektrischen Leitungen der Einspritzvorrichtungen laufen entlang des Trägers zu einem Behältnis, das sich an einem längsseitigen Ende der fertigen Verteilerleistenanordnung befindet. Die Düsenenden der Einspritzvorrichtungen, aus denen flüssiger Kraftstoff abgespritzt wird, sitzen abgedichtet in Löchern in der Seitenwand des Rohres.
Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen selbst sind neuartig ausgebildet. Statt eines Magneten, eines Ankers, einer Nadel und eines koaxial zur Länge der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung angeordneten Sitzes wie bei herkömmlichen Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen besitzt die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Magnetkreis, der ein kugelförmiges Ventilelement umgibt. Diese Kugel wird von einem freikragenden Federblatt elastisch in Schließrichtung zum Schliefen eines Loches vorgespannt, das von einem konischen Sitz umgeben ist. Der die Kugel umgebende Magnetkreis kann als vierseitig angesehen werden. Der Anker und der Magnet sind auf zwei gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Der Stator hat die Form eines U, dessen Basis durch den Magneten verläuft und dessen Schenkel die verbleibenden beiden Seiten bilden. Der Anker ist eine Stange aus magnetisch permeablem Material, dessen Mittelpunkt auf die Kugel einwirkt. Wenn der Magnet nicht erregt ist, sind Arbeitsspalte zwischen den Enden der Stange und den distalen Enden der Schenkel des Stators vorhanden, und wenn der Magnet erregt wird, zieht der Magnetflud die Stange an, um diese Arbeitsspalte zu verkleinern. Als Folge stört die Stange die Kugel aus ihrer zu dem Sitz konzentrischen Lage, um das Loch zu öffnen und den unter Druck gesetzten flüssigen Kraftstoff, der der Einspritzvorrichtung über das Rohrinnere der Kraftstoffleiste zugeführt wurde, durchzulassen, damit es aus dem Düsenende der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung abgespritzt werden kann. Wenn der Magnet entregt wird, drückt die freikragende Feder die Kugel zurück in ihre zum Sitz konzentrische Lage, und das hieraus resultierende Verschließen des Loches beendet die Kraftstoffeinspritzung. Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der Erfindung ist für eine Miniaturisierung zum Einpassen in eine Kraftstoff-Verteilerleiste sehr gut geeignet und ist effizient und wirtschaftlich im Hinblick auf die verwendeten Teile und Materialien.
Die vorliegende Erfindung betrifft Merkmale der Verteilerleistenanordnung. Die Verteilerleistenanordnung weist einen länglichen Träger auf, der beabstandete Ausnehmungen besitzt, in die die Einspritzvorrichtungen jeweils eingesetzt sind. Die Kombination aus Träger und Einspritzvorrichtungen bildet eine Baueinheit, die durch Einsetzen in das Rohr vom Ende her im Inneren des Rohres untergebracht wird. Das Rohr kann entweder ein getrenntes Rohr, das seinerseits letztlich an der Brennkraftmaschine befestigt wird, oder ein Loch in dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine sein. Der Träger enthält ferner eine elektrische Schaltung zum Betrieb der Einspritzvorrichtungen und umfalt elektrische Klemmen zur elektrischen Verbindung mit einem entfernt angeordneten Betriebscomputer der Brennkraftmaschine, der zum Betrieb der Einspritzvorrichtungen Hauptsteuersignale an die Verteilerleistenanordnung angibt. Die am Träger angebrachte elektrische Schaltung umfalt ferner zwei eigene Mikroprozessoren, einen Eichungs-PROM (Programmierbares Read-Only Memory), Einspritzvorrichtungs-Treiber und Zugehörige elektronische Hilfsbauelemente. Diese weiteren elektronischen Bauelemente sorgen dafür, daß die Verteilerleistenanordnung für eine dynamische Strömung in dein gesamten dynamischen Betriebsbereich elektronisch geeicht ist.
Die Verwendung einer derartigen elektronischen Schaltung in der Verteilerleistenanordnung hat eine Reihe von erheblichen Vorteilen. Die elektronische Eichung erlaubt eine höhere Genauigkeit, da elektronische Vorrichtungen mit größerer Präzision als mechanische Vorrichtungen geeicht werden können und da die Eichung für den gesamten dynamischen Bereich durch Verwendung einer Korrekturtabelle durchgeführt werden kann, im Gegensatz zu der einzelnen mechanischen Eichung mit festgelegtem Versuchspunkt, die bisher eingesetzt wurde. Durch das Vorhandensein eines größeren Eichbereichs ist es möglich, daß die Herstellung der mechanischen Teile mit weniger engen Toleranzen erfolgen kann, was Herstellungskosten einspart, während die Verteilerleistenanordnung durch Eichen der Elektronik eine höhere Genauigkeit in dem dynamischen Bereich erhält. Da eine elektronische Eichung üblicherweise mit höherer Geschwindigkeit als eine mechanische Eichung durchgeführt werden kann, verringert sich die zum Herstellen einer Verteilerleistenanordnung erforderliche Zeit. Somit ist eine vorgegebene Eichmaschine in der Lage, mehr Anordnungen pro Zeiteinheit zu verarbeiten, und zu Massenherstellungszwecken ist eine geringere Anzahl derartiger Maschinen und somit ein geringerer Kapitalaufwand die Folge. Dadurch, daß die Eichelektronik, die Einspritzvorrichtungs-Treiber und die Einspritzvorrichtungen in einem einzigen Paket untergebracht sind, ist der Hersteller besser in der Lage, die Verteilerleiste auf die Hauptsteuersignale abzustimmen, die von dem Betriebscomputer der Brennkraftmaschine an die Verteilerleiste abgegeben werden. Bei den hier dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die Elektronik in den flüssigen Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffleiste untergetaucht, und im Vergleich zu vorbekannten Lösungen, bei denen die Elektronik mit dem Betriebscomputer der Brennkraftmaschine entfernt von der Verteilerleistenanordnung untergebracht ist, erlaubt dies, von der Elektronik und insbesondere von den Treibern abgegebene Wärme an den flüssigen Kraftstoff abzugeben; außerdein wird eine Quelle elektrischen Geräusches aus der unmittelbaren Nähe des Betriebscomputers der Brennkraftmaschine entfernt. Die Verteilerleistenanordnung kann außerdem zugehörige Fühler umfassen, beispielsweise einen Druckfühler, der den Druck des flüssigen Kraftstoffes in der Verteilerleistenanordnung abfühlt, und einen Kraftstoffgemischfühler, der die Zusammensetzung des Kraftstoffes abfühlt, so z.B. einen Methanolfühler, der die relativen Anteile von Benzin und Methanol in dem flüssigen Kraftstoff abfühlt. Somit ist es möglich, eine gemeinsame Verteilerleistenanordnung herzustellen, die elektronisch an Kundenwünsche angepaßt werden kann und für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen geeignet ist.
Weitere Merkmale, Vorzüge und vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung zusammen mit den bereits oben erwähnten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen, denen Zeichnungen beigefügt sind. Die Zeichnungen offenbaren ein gegenwärtig bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung nach der zur Zeit für am besten gehaltenen Methode zur praktischen Umsetzung der Erfindung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die die allgemeine Gestaltung und Anordnung einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der Fig. 1 aus einer Richtung;
Fig. 3 ist eine Draufsicht der Fig. 2;
Fig. 4 ist eine linke Seitenansicht der Fig. 2;
Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung bestimmter Teile einer Kraftstoffverteilerleiste, die Prinzipien der Erfindung verwirklicht und Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen wie die der Fig. 1 bis 4 enthält;
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht durch die Verteilerleiste der Fig. 5 in einem anderen Maßstab und veranschaulicht weitere Details einschließlich eines speziellen Schrittes bei dem Verfahren zum Herstellen der Verteilerleiste;
Fig. 7 ist eine der Fig. 6 entsprechende Ansicht zum Veranschaulichen des Zustandes nach Beendigung des durch die Fig. 6 veranschaulichten Verfahrensschrittes;
Fig. 8 ist eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung;
Fig. 9 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels, bei dem die Verteilerleiste in ein Motorsaugrohr integriert ist;
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten Form der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung;
Fig. 11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Verteilerleistenanordnung gemäß der Erfindung, bei der zu Veranschaulichungszwecken Teile weggebrochen sind;
Fig. 12 ist eine Draufsicht auf ein weiteres Auführungsbeispiel eines Trägers, wie er in der erfindungsgemäß ausgebildeten Verteilerleistenanordnung verwendet wird;
Fig. 13 ist eine Ansicht in Richtung der Pfeile 13-13 in Fig. 12;
Fig. 14 ist eine Draufsicht von unten auf eine Verteilerleistenanordnung, die den Träger der Fig. 12 und 13 enthält, wobei jedoch zu Veranschaulichungszwecken ein Abschnitt weggebrochen ist;
Fig. 15 ist eine vergrößerte fragmentarische Ansicht in der gleichen Richtung wie die Ansicht der Fig. 13, wobei jedoch eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt ist.

BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Die Fig. 1 bis 7 offenbaren eine Kraftstoffverteilerleiste 18 mit mehreren Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 20 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen sind an einem Träger 22 angeordnet, der in ein kreiszylindrisches Rohr 24 paßt, und es sind vier Einspritzvorrichtungen bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel vorgesehen.
Für jede Einspritzvorrichtung 20 besitzt der Träger 22 einen ungefähr rechteckig ausgebildeten Schacht 26, der eine Seitenwand 28 und eine Bodenwand 30 aufweist. Jede Einspritzvorrichtung besitzt ein Sitzteil 32 mit einem kegelstumpfförmigen Sitz 34, der trichterförmig zu einem Loch 36 verläuft. Der Sitz 34 und das Loch 36 teilen eine gemeinsame Achse 38, die senkrecht zu der Bodenwand 30 verläuft. Die Bodenwand 30 hat ein entsprechend geformtes Loch, in das das Sitzteil 32 in der dargestellten Weise eingepaßt werden kann. Eine Kugel 40 ist auf dem Sitz 34 angeordnet, und sämtliche Figuren zeigen die Kugel in einer zur Achse 38 konzentrischen Lage, in der sie das Loch 36 verschließt. Die Kugel wird elastisch in diese konzentrische Lage durch ein darüber angeordnetes ebenes Federblatt 42 gedrückt, das freikragend an der Oberseite eines senkrechten Pfostens 44 an der Wand 30 neben dem Sitzteil 32 angebracht ist. Sämtliche Figuren zeigen das Federblatt 42 in einer Lage, in der es parallel zu der Wand 30 verläuft. Die freikragende Befestigung des Federblattes an dem Pfosten erfolgt mittels eines Loches in dem Federblatt, durch das ein Stift an dem Pfosten engpassend verläuft, und eines Kopfes 46 an dem Stift, der den Rand des Loches in dem Federblatt überlappt, um das entsprechende Ende des Federblattes an der Oberseite des Pfostens 44 sicher zu halten. Stattdessen könnte der Pfosten 44 an seiner Oberseite ein Loch haben, und der Schaft einer Kopfschraube könnte durch das Loch im Federblatt geführt sein und die Schraube in dem Pfostenloch festgezogen sein, so daß der Schraubenkopf das Federblatt an der Oberseite des Pfostens hält. Wenngleich die Figuren das Federblatt so zeigen, daß es eben und im wesentlichen parallel zur Wand 30 ist, übt die Feder eine Vorspannkraft auf die Kugel 40 aus, wenn die Kugel zur Achse 38 konzentrisch ist. Diese Vorspannung kann durch eine entsprechende Formgebung des Federblattes, durch Einstellen des relativen Niveaus der Oberseite des Pfostens 44 und der Oberseite der Kugel in spezieller Weise oder durch eine Kombination beider Merkmale erzeugt werden.
Die Einspritzvorrichtung besitzt einen Magnetkreis, der die Kugel 40 umgibt und aus einer Magnetspule 48, einem Stator 50 und einem Anker 52 besteht. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, kann der Magnetkreis als Magnetkreis allgemein rechteckiger Form mit vier Seiten zum Einpassen in den Schacht 26 angesehen werden. Die Spule 48 und der Anker 42 bilden zwei gegenüberliegende Seiten, während die verbleibenden beiden Seiten, die einander gegenüberliegen, von Abschnitten des Stators 50 gebildet werden. Die Spule 48 ist in dem Schacht 26 so angeordnet, daß ihre Achse parallel zu der Bodenwand 30 verläuft und zur Achse 38 beabstandet ist. Die Wand 30 enthält ein Loch zur Aufnahme der Spule 48. Der Stator 50 hat ungefähr die Form eines U mit einer Basis 54, die durch die Spule 48 verläuft, und parallelen Schenkeln 56, 58, die von der Basis 54 abgehen, um zwei gegenüberliegende Seiten des magnetischen Kreises zu bilden. Die Schenkel 56, 58 enthalten Biegungen, die für den Übergang vom Niveau der Spule 48 auf das Niveau der Kugel 40 sorgen. Der Anker 52 hat die Form einer Stange, die entlang der Kugel 40 angeordnet ist und von dem Magnetkreis betätigt wird, um auf die Kugel an praktisch dem Mittelpunkt der Stange, der mit dem Bezugszeichen 60 bezeichnet ist, einzuwirken. Das Sitzteil 32 enthält eine entsprechend geformte Nut 61, die es erlaubt, daß der Anker auf die Kugel einwirkt. In dem in den Figuren dargestellten Zustand, in dem die Magnetspule nicht erregt ist, sind die entgegengesetzten Enden der Stange zu den distalen Enden der Schenkel 56, 58 durch im wesentlichen gleiche Arbeits-spalte 62, 64 beabstandet, und der Mittelpunkt des Ankers berührt die Kugel an dem Ende einer bestimmten radialen Linie der Kugel. Wenn die Magnetspule erregt wird, verkleinert der Magnetfluß, der in dem Magnetkreis erzeugt wird, die Arbeitsspalte 62, 64 dadurch, daß der Anker 52 gegen die Enden der Schenkel 56, 58 des Stators gezogen wird. Dies bewirkt eine translationsförmige Bewegung des Ankers 52 im wesentlichen in Richtung einer imaginären Linie, die die Achse 38 schneidet und die bei Blickrichtung entlang der Achse 38 im wesentlichen mit dem Kugelradius zusammenfällt, dessen Ende von dem Mittelpunkt des Ankers berührt wird. Die gemeinsame Wirkung der Bewegung des Ankers 52, der Elastizität des Federblattes 42 und des Winkels des Sitzes 34 ist derart, daß die Kugel aus ihrer zur Achse 38 konzentrischen Lage in eine zur Achse 38 exzentrische Lage bewegt wird, mit der Folge, daß das Loch 36 geöffnet wird. Tatsächlich bewirkt dies, daß die Kugel 40 am Sitz 34 geringfügig nach oben in Richtung auf den Pfosten 44 zu rollt. Wenn die Erregung der Magnetspule endet, hört die vom Stator 50 ausgeübte magnetische Anziehkraft auf, und dies erlaubt es, daß die Elastizität des Federblattes 42 die Kugel in ihre zur Achse 38 konzentrische Lage zurückbewegt, mit der Folge, daß das Loch 36 verschlossen wird.
Das Loch 36 ist von dem Düsenende bzw. der Düse 68 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung umgeben, von wo Kraftstoff in die Brennkraftmachine eingespritzt wird. Eine O-Ring- Dichtung 70 sitzt in einer Nut, die um die Seitenwand des Düsenendes der Einspritzvorrichtung herum verläuft. Elektrische Leitungsdrähte 72, die von den Einspritzvorrichtungen kommen, sind in Kanäle 74 in dem Träger 22 angeordnet und verlaufen zu einem Verbinder 76 an dem nahen Ende des Trägers, wie in Fig. 5 zu sehen ist. Die Magnetspulen, Statoren und Sitzteile sind innerhalb der Trägerschächte durch geeignete Befestigungsmittel befestigt, und ein Deckel 78 mit geeigneten Fenstern, die jeweils einen Einlaß für jede Kraftstoff-Einspritzvorrichtung bilden, ist auf den Träger aufgepaßt, um die Leitungsdrähte in den Kanälen einzuschließen. Der Deckel kann bestimmte Begrenzungsmittel für bestimmte Bauteile der Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen wie z.B. Vorsprünge 79 (Fig. 2) aufweisen, die dazu dienen, die Anker 52 zu umschließen und das Ausmaß zu begrenzen, um das die Federblätter 42 von den Sitzteilen 32 weggebogen werden können.
Der Träger, die Einspritzvorrichtungen und der Deckel bilden eine Untereinheit, die in das Rohr 24 durch Einführen von einem Rohrende her eingesetzt wird. Wie vielleicht am besten in Fig. 6 zu sehen ist, besitzt die Untereinheit eine Einhüllende, die kleiner als das Hauptlängsloch 81 in dem Rohr 24 ist. Die Untereinheit wird in das Rohr so eingesetzt, daß die Düsenenden 68 der Einspritzvorrichtungen zu entsprechenden kreisförmigen Löchern 82 in der Wand des Rohres ausgerichtet sind. Die Untereinheit wird dann radial verschoben, um die Düsenenden in die Löcher 82 einzuführenl so daß die O-Ringe 70 eine Abdichtung zwischen den Düsenenden und den Löchern bewirken. Ein Halter 84 wird dann über das gleiche offene Ende des Rohres in den Raum 86 (Fig. 7) eingesetzt, der zwischen der Untereinheit und dem Halbumfang der Rohrwand im wesentlichen gegenüber den Löchern 82 vorhanden ist. Der Halter 84 ist als Länge eines Winkelmetalls dargestellt, das eine gewisse Elastizität haben kann, um in der dargestellten Weise zwischen die Untereinheit und die Rohrwand elastisch eingepaßt zu werden. Die Krümmung des Halters 84 liegt an der Innenseite der Wand des Rohres 24 diametral gegenüber den Löchern 82 an, und die beiden Seiten des Halters erstrecken sich von der Krümmung weg, um die Untereinheit in der Einbaustellung der Fig. 7 festzuhalten.
Im Betrieb wird unter Druck gesetzter flüssiger Kraftstoff in das Rohr 24 über einen geeigneten Einlaß eingeführt, so daß die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen im wesentlichen vollständig in Kraftstoff eingetaucht sind. Die Verteilerleiste kann einen Druckregler enthalten und einen Rückführauslaß zum Rückführen von Kraftstoff aufweisen, wenn die Leiste Teil eines Kraftstoff-Rückführsystems bildet. Weder ein Einlaßanschluß noch ein Rückführauslaßanschluß noch ein Druckregler sind in den Zeichnungsfiguren gezeigt, noch sind es die Maßnahmen, die erforderlich wären, um die Rohrenden zu verschließen, wenn der Einlaß und/oder der Auslaß nicht an den Enden angeordnet werden sollte. Die spezielle Konfiguration einer speziellen Verteilerleiste gemäß der vorliegenden Erfindung hängt von der speziellen Brennkraftmaschine ab, an der die Verteilerleiste angebracht werden muß. Im Betrieb dient der Verbinder 76 dazu, die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen mit dem üblichen Motor-Betriebscomputer zu verbinden, so daß die Einspritzvorrichtungen zu den richtigen Zeitpunkten und für die richtige
Dauer betätigt werden. Die Erregung des Magneten der Kraftstoff -Einspritzvorrichtung öffnet die Einspritzvorrichtung, um Kraftstoff aus dem Inneren des Rohres an dem Düsenende der Einspritzvorrichtung durch das Loch 36 abzuspritzen. Die Dosierung des eingespritzten Kraftstoffes kann durch eine dünne Lochscheibe (nicht gezeigt) erfolgen, die an dem Düsenende der Einspritzvorrichtung so angeordnet ist, daß sie den Auslaß des Loches 36 bedeckt. Der Einspritzvorgang endet mit der Beendigung der Magneterregung.
Fig. 8 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen zum Bezeichnen gleicher Teile. Der Hauptunterschied besteht darin, daß bei der Einspritzvorrichtung der Fig. 8 die freikragende Anbringung des Federblattes 42 auf der zur Magnetspule 48 gegenüberliegenden Seite des Sitzes 34 vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine Verkürzung des Magnetkreisverlaufes, da die Magnetspule näher an dem Sitz angeordnet werden kann und die Schenkel des Stators kürzer gemacht werden können.
Fig. 9 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Verteilerleiste unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen zum Bezeichnen gleicher Teile. Fig. 9 zeigt, daß das Rohrloch 81 ein integraler Bestandteil eines Motorsaugrohres 90 ist, in den die aus dem Träger, den Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen und dem Deckel bestehende Untereinheit eingesetzt ist. Der Halter 84 ist ebenfalls in das Loch 81 eingesetzt, um die Untereinheit in der gleichen Weise wie in Fig. 7 in zusammengesetztem Zustand zu halten.
Fig. 10 zeigt eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 20, die gleich der der Fig. 1 ist, abgesehen von dem Stator und der Spule. Die gleichen Bezugszeichen, die in Fig. l verwendet wurden, bezeichnen gleiche Teile in Fig. 10. Die Unterschiede zwischen Fig. 1 und Fig. 10 bestehen darin, daß die Spule 48 direkt auf den Grundkörper 54 des Stators 50 gewickelt ist und daß die Schenkel 56, 58 des Stators 50 gerade verlaufen. Die distalen Stirnflächen der Schenkel verlaufen nicht senkrecht zur Länge der Schenkel, so daß sie zu der benachbarten Fläche des Ankers 52 parallel bleiben.
Fig. 11 zeigt eine weitere Verteilerleistenanordnung, die der der Fig. 5 entspricht, und gleiche Bezugszeichen werden zur Bezeichnung entsprechender Teile in beiden Figuren verwendet. Fig. 11 zeigt drei der Einspritzvorrichtungen der Fig. 10, die in entsprechenden Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 26 eines Trägers 22 angeordnet sind. Ebenfalls an dem Träger 22 zwischen der Gruppe der Einspritzvorrichtungen 20 und dem Verbinder 76 ist eine elektronische Schaltplatinen-Anordnung 100 vorgesehen, die eine Platine 102 und mehrere elektronische Bauelemente aufweist, welche in der Figur zu Veranschaulichungszwecken in Explosionsdarstellung gezeigt sind. Die verschiedenen elektronischen Bauelemente sind an der Platine 102 angebracht und durch Schaltungsbahnen auf der Platine verbunden, um die Verteilerleistenanordnung mit in sich geschlossener Elektronik zwischen dem Verbinder 76 und den Einspritzvorrichtungen 20 zu versehen.
Die verschiedenen elektronischen Bauelemente sind ein Mikroprozessor 104 mit einem zugehörigen Kristall 106, drei Einspritzvorrichtungstreiber 108, ein PROM 110 und ein Spannungsregler 112. Der Verbinder 76 weist drei Klemmen 114, 116, 118 auf. Elektrische Gleichstromleistung (+V bezogen auf die Erde) wird durch eine erste Klemme (+V) und eine zweite Klemme (Erde) dieser Klemmen an die in sich geschlossene Elektronik abgegeben, und der Spannungsregler 112 bringt die abgegebene Leistung auf den geregelten Gleichstrompegel für den Mikroprozessor 104 und die Treiber 108. Die Hauptsteuersignale (bezogen auf die Erde), die von dein Betriebscomputer (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine an die Verteilerleistenanordnung abgegeben werden, gelangen durch die dritte Klemme (Signal) an einen Serieneingang des Mikroprozessors 104. Die Mikroprozessor-Ausgänge sind an die Eingänge der entsprechenden Treiber über die Schaltplatine verbunden, und die Ausgänge der Treiber sind mit entsprechenden Leitern verbunden, die von der Schaltplatine entlang des Trägers zu den entsprechenden Einspritzvorrichtungen verlaufen. Der Mikroprozessor wirkt auf die Hauptsteuersignale ein, um einen entsprechenden Betrieb der Einspritzvorrichtungen herbeizuführen. Mit anderen Worten stellen die Hauptsteuersignale, die von der in sich geschlossenen Elektronik empfangen werden, die Impulsbreiten der Signale dar, die dafür sorgen sollen, daß die Einspritzvorrichtungen entsprechende Einspritzmengen an die entsprechenden Abschnitte des Ansaugsystems der Brennkraftmaschine abgeben. Wegen der elektronischen Eichung, die an der Verteilerleistenanordnung während des Herstellungsprozesses (der im folgenden erläutert wird) ausgeführt wurde, wird diese Entsprechung trotz des Vorhandenseins verschiedener Unterschiede in den Betriebseigenschaften unterschiedlicher Bauelemente sichergestellt.
Beispielsweise kann jede Einspritzvorrichtung geringfügig unterschiedliche dynamische Strömungseigenschaften aufgrund von Herstellungstoleranzen haben, und in diesem Fall gibt jede Einspritzvorrichtung eine etwas andere Kraftstoffmenge als die anderen Einspritzvorrichtungen bei identischen Steuersignalen ab. Aufgrund der Möglichkeit, eine Eichung der Elektronik gemäß einem Aspekt dieser Erfindung durchzuführen, wird es möglich, diese Unterschiede auszugleichen, so daß die Einspritzmengen enger aufeinander abgestimmt sind. Während es typische Praxis ist, eine derartige enge Abstimmung zwischen sämtlichen Einspritzvorrichtungen sicherzustellen, könnte die Schaltung gegebenenfalls so aufgebaut und ausgebildet werden, daß jede beliebige Einspritzvorrichtung auf jede beliebige spezielle dynamische Strömung dynamisch geeicht wird.
Die dynamische Strömungseichung erfolgt in einer Versuchs- und Eichvorrichtung (nicht gezeigt) mittels einer Versuchs- und Eichmaschine (nicht gezeigt), nachdem die Träger-Einspritzvorrichtungs-Elektronik-Baueinheit in das Rohr 24 eingesetzt wurde, und zwar in der Art und Weise, wie dies für das vorstehende Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
Druckflüssigkeit, die Kraftstoff oder irgendein anderes Strömungsmittel sein kann, dessen Strömungseigenschaften eine bekannte Beziehung zu denen des Kraftstoffes hat, wird in das Innere der aufgebauten Verteilerleistenanordnung eingefüllt. Die Einspritzvorrichtungen werden durch Signale betätigt, die durch den Verbinder 76 zugeführt werden, und die Einspritzmengen werden gemessen. Beispielsweise können Signale mit vorgegebener Frequenz und Impulsbreite angelegt werden, die bewirken sollen, daß die Einspritzvorrichtungen bestimmte Kraftstoffmengen abgeben. Die Ist-Mengen, die die Einspritzvorrichtungen in Abhängigkeit von diesen Signalen abgeben, werden gemessen, wobei eine bekannte "Gravimetrie" oder Volumeneinrichtung verwendet wird. Wenn eine Einspritzvorrichtung nicht das Soll-Volumen erzeugt, wird der Unterschied berechnet, und eine - entweder positive oder negative - Fehlerzahl wird von diesem Unterschied abgeleitet und in den PROM 110 mittels herkömmlicher Programmiertechnik eingegeben, um einen Korrekturfaktur in der Elektronik der Verteilerleistenanordnung zu erzeugen. Der Mikroprozessor 104 wirkt auf diesen Korrekturfaktor ein, wenn er ein Hauptsteuersignal über den Verbinder 76 von dem Betriebscomputer der Brennkraftmaschine empfängt, und als Folge veranlaßt er die entsprechende Einspritzvorrichtung zur Abgabe einer Kraftstoffmenge, die mit der durch das Hauptsteuersignal vorgegebenen Soll-Kraftstoffmenge übereinstimmt.
Wenn die Verteilerleistenanordnung einen in sich geschlossenen Druckfühler und/oder einen in sich geschlossenen Kraftstoffgemischfühler enthält, wie oben beschrieben, können die Ausgänge dieser Fühler als Eingänge für die Elektronik verwendet werden, und die Elektronik kann so aufgebaut und ausgebildet sein, daß sie auf die Fühlersignale in der gleichen Weise wie bei der dynamischen Strömungseichung einwirkt, so daß ein korrigiertes Signal an jede Einspritzvorrichtung angelegt wird, um die Einspritzvorrichtung zu veranlassen, die Kraftstoffmenge abzugeben, welche durch das Hauptsteuersignal vorgegeben wird, das die Verteilerleistenanordnung von dem Betriebscomputer empfangen hat, was die Einspritzmengen im wesentlichen unabhängig von Schwankungen des Kraftstoffdruckes und/oder der Kraftstoffgemisch-Zusammensetzung macht. Die Fühler können vorteilhafterweise an dem Träger angebracht und direkt in die Schaltungsanordnung eingebaut sein.
Die Fig. 12 bis 14 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verteilerleistenanordnung, die mehrere Einspritzvorrichtungen 20 und eine Schaltungsplatinen-Anordnung 100 aufweist, und zwar angebracht an einem Träger 22, der in einem Rohr 24 angeordnet ist. Die in den Fig. 12 und 13 gezeigten Einspritzvorrichtungen sind gleich der Einspritzvorrichtung der Fig. 10, abgesehen davon, daß das ebene Federblatt 52 jeder Einspritzvorrichtung entsprechend der Fig. 8 auskragend an der gegenüber der Stellung in Fig. 10 entgegengesetzten Seite seiner Kugel 40 angebracht ist. Die Schaltungsplatinen-Anordnung enthält die gleichen oben beschriebenen Grundelemente und umfaßt außerdem, wie gezeigt, einige zugehörige Bauelemente wie eine Zenerdiode, Kondensatoren und Widerstände. Der Verbinder 76 ist getrennt an der Schaltungsplatinen-Anordnung angebracht und bildet einen Verschluß für ein Ende des Rohres 24, nachdem die Träger-Einspritzvorrichtung-Elektronik-Schaltungsplatinen-Baueinheit in das Rohr eingesetzt wurde. Wie sein Gegenstück in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel besitzt der Verbinder 76 drei Klemmen 112, 114, 116, die dieselben Verbindungen wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel herstellen.
Das dem Verbinder 76 gegenüberliegende Ende des Rohres 24 wird von einem Verschluß 120 verschlossen, der einen Durchgangsnippel 122 enthält, über den Kraftstoff in das Innere der Verteilerleistenanordnung abgegeben wird. Die Konfiguration der Verteilerleistenanordnung in Fig. 14 dient zur Verwendung bei einem "sackstraßenartigen" System, bei dem der Kraftstoffdruck in der Verteilerleiste durch die Steuerung einer von einem elektrischen Motor angetriebenen Pumpe geregelt wird und ein mechanischer Druckregler mit einer Kraftstoff-Rückführungsleitung zum Rückführen überschüssigen Kraftstoffs zum Tank nicht vorgesehen ist.
Wenn eine Verteilerleistenanordnung wie die der Fig. 14 in einem System verwendet wird, das einen derartigen mechanischen Kraftstoff-Druckregler und eine Rückführleitung enthält, kann der Verbinder 76, wie in Fig. 15 gezeigt ist, so modifiziert werden, daß er einen Durchgangsnippel 124 enthält, durch den überschüssiger Kraftstoff aus einem derartigen, an der Verteilerleiste angebrachten Druckregler zum Tank zurückgeführt wird. Wenngleich in der Fig. 15 nicht explizit dargestellt, versteht es sich jedoch, daß das innere Ende des Durchgangsnippels 124 strömungsmäßig durch eine Leitung an der Rückführöffnung des Druckreglers angeschlossen ist und daß der Durchgangsnippel in keiner Weise mit dem unter Druck stehenden Kraftstoff in der Verteilerleiste direkt in Verbindung steht.
Der Träger, der in den Fig. 11 bis 15 dargestellt wurde, besitzt eine ungefähr halbkreisförmige Querschnittsform. Er befindet sich auf einem Radius, der kleiner als der Innendurchmesser des Rohres 24 ist, so daß er, nachdem der Träger in das Rohr eingesetzt wurde, in Querrichtung bewegt werden kann, um die Einspritzdüsen 68 in den Löchern der Rohrwand zu positionieren. Ein derartiger Zusammenbau erfolgt, ehe der Verbinder 76 an der Schaltungsplatinen-Anordnung angeschlossen wird. Erst nachdem die Träger-Einspritzvorrichtungs-Schaltungsplatinen-Baueinheit in der Weise in das Rohr eingesetzt wurde, wird der Verbinder 76 eingebaut, um das Rohrende zu verschließen und gleichzeitig die elektrischen Verbindungen mit der Schaltung herzustellen. Bei dem in den Fig. 12 bis 15 gezeigten Ausführungsbeispiele besitzt der Träger 22 eine Schulter 22a, die den Träger in einen Abschnitt kleineren Radius auf der zur Schulter linken Seite in den Fig. 12 und 13 und einen Abschnitt größeren Radius auf der rechten Seite unterteilt. Das Rohr 24 der Fig. 14, in das der Träger 22 der Fig. 12, 13 eingesetzt wurde, besitzt eine entsprechende innere Schulter, so daß in der fertigen Verteilerleistenanordnung jeder ungefähr halbkreisförmige gekrümmte Abschnitt in einen entsprechenden inneren Abschnitt des Rohres 24 genau paßt.
Die Materialien, Oberflächen, Härte, Elastizität usw. der verschiedenen Teile sollten so gewählt werden, daß sich ein zufriedenstellendes Betriebsverhalten und eine hohe Lebensdauer unter den speziellen Betriebsbedingungen ergeben. Damit das Sitzteil 32 den Magnetfluß des Magnetkreises nicht kurzschließt, ist es aus magnetisch nicht permeablem Material wie z.B. einem geeigneten rostfreien Stahl hergestellt. Auch wird in Betracht gezogen, daß gewisse Kunststoffe für bestimmte Teile zweckmäßig sein können. Beispielsweise können der Träger 22, das Rohr 24 und der Dekkel 78 aus einem Kunststoff hergestellt sein, der inert ist, wenn er in einer Umgebung flüssigen Kraftstoffes angeordnet ist, und natürlich müssen alle Materialien, die dem Kraftstoff ausgesetzt sind, gegenüber der verwendeten speziellen Kraftstoffzusammensetzung bzw. Kraftstoffzusammensetzungen inert sein. Auch wird in Betracht gezogen, daß die Kugel 40 selbst aus einem geeigneten Kunststoff bestehen kann. Fig. 3 zeigt eine spezielle Konstruktion für den Stator 50, die vorteilhafterweise beim Herstellen des Magnetkreises der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verwendet werden kann. Statt aus einem einstückigen Bauteil zu bestehen, kann der Stator aus zwei getrennten Teilen hergestellt sein, von denen jedes die Gesamtheit eines der Statorschenkel und einen Bruchteil seiner Basis umfaßt. Ein Teil enthält eine Gewindebohrung am Ende seines Basisabschnittes, und das andere Teil enthält einen Gewindeschaft am Ende seines Basisabschnittes. Die beiden Teile werden dadurch verbunden, daß der Gewindeschaft in die Gewindebohrung eingeschraubt wird, nachdem die entsprechenden Basisabschnitte in die Magnetspule eingesetzt worden sind.
Der Magnetkreis wird vorzugsweise so aufgebaut, daß sich die Arbeitsspalte nicht soweit schließen, daß eine volle Oberflächenberührung zwischen dem Anker und den Enden der Statorschenkel möglich ist. Dies läßt sich durch eine Auslegung des Sitzteils 32, der Kugel 40 und des Magnetkreises in der Weise erreichen, daß die Bewegung der Kugel bei ihrer Verstellung aus der zur Achse 38 konzentrischen Lage durch Anlage an einer axialen Wand 92 (Fig. 8) des Sitzteiles 32 unterbrochen wird, ehe die Arbeitsspalte sich vollständig geschlossen haben. Die axiale Wand 32 verläuft weg von dem Sitz 34 parallel zur Achse 38. Es ist auch möglich, eine unmagnetische Beschichtung über die Enden des Stators und des Ankers zu legen. Da der Anker bei seiner Betätigung eine relativ kleine Verschiebung erfährt, könnte ein vergleichbarer Anker mit einer Schwenklagerung an einem Ende versehen werden, so daß die Ankerbewegung in einem kleinen Bogen erfolgt. Dies hätte immer noch im wesentlichen die gleiche Auswirkung auf die Kugel zur Folge, d.h. eine Bewegung, die im wesentlichen in Richtung auf die Achse entlang der radialen Linie der Kugel gerichtet ist, die von der Mitte des Ankers berührt wird.

Claims

1. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung (18) für die Mehrpunkt-Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine über eine Kraftstoff-Verteilerleiste (24) mit mehreren elektrisch betätigten Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen (20), die an verschiedenen Stellen entlang eines Hauptkraftstoffkanals (81) der Kraftstoff-Verteilerleiste angeordnet sind, und einer elektrischen Schaltung (72,76) zum elektrischen Anschluß der Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen an einer Steuersignalquelle zum Steuern des Betriebs der Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen entfernt von der Kraftstoffleiste, wobei die Kraftstoff-Verteilerleiste Düsenaufnahmemittel (82) aufweist, die Düsen (68) der Einspritzvorrichtungen in abgedichteter Weise aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen an einem gemeinsamen Träger (22) angebracht sind, der seinerseits in dem Hauptkraftstoffkanal angeordnet ist, um dadurch jede Kraftstoff-Einspritzvorrichtung in Kraftstoff innerhalb des Hauptkraftstoffkanals einzutauchen.

2. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leitung elektrische Leiter (72) aufweist, die an dem Träger angeordnet sind.

3. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter entlang des Trägers zu einem elektrischen Verbinder (76) laufen, der in abgedichteter Weise an der Kraftstoff-Verteilerleiste angebracht ist.

4. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Deckel (78) über dem Träger (22) liegt und daß der Deckel Mittel umfaßt, die bestimmte Teile jeder Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (20) innerhalb eines entsprechenden umgrenzten Raums halten.

5. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die bestimmte Teile jeder Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (20) innerhalb eines entsprechenden umgrenzten Raums halten, aus Mitteln bestehen, die das Ausmaß der elastischen Auslenkung eines elastischen Federblattes (42) jeder Kraftstoff-Einspritzvorrichtung begrenzen und einen Anker (52) jeder Kraftstoff-Einspritzvorrichtung umgrenzen.

6. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Haltemittel (84) zwischen der Wand des Hauptkraftstoffkanals (81) und dem Träger (22) in der Weise wirksam sind, daß sie die Düsen in den Düsenaufnahmemitteln halten.

7. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel einen Halter (84) in Form eines länglichen Winkelstückes mit einer Krümmung aufweisen, die an der Wand des Hauptkraftstoffkanals diametral gegenüber den Düsenaufnahmemitteln anliegt, und mit Seiten, die sich von der Krümmung in Richtung auf den Träger erstrecken.

8. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkraftstoffkanal ein offenes Ende hat, über das der Träger und die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen in die Verteilerleiste eingesetzt werden und das von einem Verschluß (76) verschlossen wird, nachdem der Träger in die Verteilerleiste eingesetzt wurde.

9. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung aus einer elektronischen Schaltungsplatinen-Anordnung (100) besteht, die an dem Träger innerhalb des Sammelkanals angeordnet ist, wobei die elektronische Schaltungsplatinen-Anordnung eine Schaltungsplatine (102) aufweist, an der mehrere elektronische Bauelemente (104,106,108,110,112) angebracht sind, welche eine elektronische Schaltungsverbindung zwischen den Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen und der Steuersignalquelle bilden, und zwar für den Betrieb der Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen mittels Steuersignalen, die von der Steuersignalquelle abgegeben werden.

10. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Bauelemente einen Mikroprozessor (104) und einen Treiberkreis (108) umfassen, von denen der Mikroprozessor Eingänge zum Empfang der Steuersignale und Ausgänge aufweist, an denen von den empfangenen Steuersignalen abgeleitete Signale abgegeben werden, und der Treiberkreis mit den Ausgängen des Mikroprozessor verbundene Eingänge sowie mit den Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen verbundene Ausgänge aufweist.

11. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß drei Leiter vorgesehen sind, von denen zwei elektrische Gleichstromleistung an die elektronische Schaltungsverbindung abgeben und der dritte Leiter die Steuersignale an den Mikroprozessor abgibt.

12. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Bauelemente einen PROM (110) umfassen, der mit Korrekturdaten programmiert ist, die von dem Mikroprozessor bei der Verarbeitung der Steuersignale dazu benutzt werden, die von den Einspritzvorrichtungen abgegebenen Ist-Kraftstoffmengen genauer an die Steuersignale anzupassen, als dies der Fall wäre, wenn der Mikroprozessor nicht auf die Korrekturdaten einwirken würde.

13. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Fühler, der eine Kenngröße des Kraftstoffs in der Verteilerleiste abfühlt und an die elektronische Schaltungsverbindung Daten abgibt, welche von der elektronischen Schaltung beim Verarbeiten der Steuersignale dazu benutzt wird, die von den Einspritzvorrichtungen abgegebenen Kraftstoffmengen im wesentlichen unabhängig von Anderungen der betreffenden Kenngröße des Kraftstoffes zu machen.

14. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die betreffende Kenngröße des Kraftstoffes zumindest eine der Kenngrößen Kraftstoffdruck und Kraftstoffzusammensetzung ist.

15. Kraftstoff-Verteilerleistenanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler an dem Träger angebracht ist.