Regelung der Kraftstoffmenge von Einspritzbrennkraftmaschinen nach
dem Otto-Verfahren bei aufgeteilter Einspritzung Die Vorteile des Verfahrens mit
aufgeteilter Einspritzung bestehen im wesentlichen darin, daß die Klopfgrenzen des
Motors zu höheren Ladedrücken verschoben werden. Dadurch wird es möglich, den :Motor
regeltechnisch günstiger zu betreiben. Während bei normaler Einspritzung die Klopfgrenze
erfordert, daß der Motor nur bis zu kleinerer Last, bei Flugmotoren im allgemeinen
etwa der Reiseleistung entsprechend, mit armem Gemisch und damit mit günstigem Kraftstoffverbrauch
betrieben werden kann und daß bei höherer Belastung des Motors ein mit zunehmender
Belastung immer reicheres Gemisch vom Regler eingestellt wird, kann bei aufgeteilter
Einspritzung wegen der Verschiebung der Klopfgrenze zu höheren Ladedrücken auch
bis zu diesem Ladedruck noch ein armes Gemisch vom Regler eingestellt werden. Bei
weiterer Steigerung des Ladedruckes muß dann auch bei aufgeteilter Einspritzung
entlang der Klopfgrenze zu reichen Gemischen hin geregelt werden, wobei diese Regelung
zu reichem Gemisch auch schon aus Gründen der Annäherung an die Kurzleistung notwendig
ist.Regulation of the amount of fuel in internal combustion engines
the Otto process with split injection The advantages of the process with
split injection consist essentially in the fact that the knock limits of the
Engine to be shifted to higher boost pressures. This makes it possible to: the engine
to operate more economically in terms of control technology. While with normal injection the knock limit
requires that the engine only up to a lower load, in aircraft engines in general
roughly corresponding to the travel performance, with a poor mixture and thus with low fuel consumption
can be operated and that with a higher load on the engine with increasing
Load always richer mixture is set by the controller, can with divided
Injection, too, because of the shift in the knock limit to higher boost pressures
A poor mixture can be set by the regulator up to this boost pressure. at
A further increase in the boost pressure must then also be carried out with split injection
be regulated along the knock limit towards rich mixtures, this regulation
Too rich mixture is also necessary for reasons of approximation to the short power
is.
Es ist nun aus betrieblichen Gründen nicht notwendig und auch nicht
zweckmäßig, den Motor im ganzen Lastbereich vom Leerlauf bis zur Kurzleistung mit
aufgeteilter Einspritzung zu betreiben. Bei sehr kleiner Belastung des Motors und
damit kleiner einzuspritzenden Kraftstoffmenge würden bei aufgeteilter Einspritzung
die beiden Einzelmengen so klein, daß Schwierigkeiten in der genauen Bemessung der
Kraftstoffmenge entstehen
könnten. Es sind an sich Arbeitsverfahren,
insbesondere für Dieselmotoren bekannt, bei denen oberhalb einer bestimmten Motorbelastung
,die für die weitere Leistungssteigerung notwendige Kraftstoffmenge durch eine zweite
Pumpe bzw. zweite Einspritzdüse gefördert wird. Bei diesen bekannten Verfahren beträgt
jedoch der Unterschied in der Förderzeit der beiden Einspritzungen, nur wenige Grad
Kurbelwinkel und dient im wesentlichen nur zur Anpassung der Verbrennung bei höheren
Drehzahlen. Demgegenüber soll bei dem Verfahren der aufgeteilten Einspritzung eine
Verbesserung der Klopfeigenschaften erreicht werden, wobei es notwendig ist, daß
die beiden Einspritzungen in sehr großem Abstand erfolgen, und zwar die erste Einspritzung
zu Beginn des Saughubes. und die zweite Einspritzung während oder gegen. Ende der
Verdichtung. Auch wegen dieser gewollten Beeinflussung des Klopfverhaltens ist es
daher zweckmäßig, im unteren Lastbereich, der etwa bis zu dem Ladedruck reicht,
bei dem bei normaler Einspritzung bei dem eingestellten Mischungsverhältnis die
Klopfgrenze erreicht wird, mit normaler Einspritzung zu arbeiten. Im weiteren Lastbereich
wird dann mit aufgeteilter Einspritzung gearbeitet. Hier ist es nicht erforderlich
und zur Vermeidung wenn auch geringer Leistungssprünge nicht zweckmäßig, plötzlich
auf die Aufteilungswerte der beiden Einspritzungen überzugehen, wie sie an der Klopfgrenze
bei aufgeteilter Einspritzung .gefordert werden. Die Klopfgrenze verschiebt sich
bei aufgeteilter Einspritzung, ausgehend von der normalen Einspritzung, mit zunehmender
Verarmung der ersten Einspritzung zu immer höheren Ladedrücken. Dadurch ist es möglich,
einen gleichmäßigen Übergang von der normalen Einspritzung auf die aufgeteilte Einspritzung
in einem verhältnismäßig großen Lastbereich zu erhalten, in dem das Gesamtmischungsverhältnis
entsprechend der Regelkurve im allgemeinen konstant ist und in dem sich die Aufteilung
der beiden Kraftstoffmengen dauernd ändert. Diese Lösung hat den Vorzug, daß sie
sich bezüglich der Entwicklung der Pumpenelemente für aufgeteilte Einspritzung sehr
gut verwirklichen läßt. Im weiteren Lastbereich, in dem von der Klopfgrenze bei
aufgeteilter Einspritzung aus eine Anreicherung des Gemisches. zur Kurzleistung
hin vorgenommen wird, kann das Mischungsverhältnis der ersten Einspritzung, bezogen
auf die Gesamtluftladung, oder das Aufteilungsverhältnis der beiden Mengen untereinander
konstant bleiben oder zunehmen. Die hier zweckmäßigsten Aufteilungsverhältnisse
ergeben sich wesentlich aus dem Verlauf der Klopfgrenzen bei normaler Einspritzung
und bei aufgeteilter Einspritzung.It is not necessary for operational reasons and neither is it
It is advisable to use the engine in the entire load range from idling to short power
to operate split injection. With very little load on the motor and
so that the amount of fuel to be injected would be smaller in the case of split injection
the two individual quantities so small that difficulties in the exact measurement of the
Amount of fuel
could. There are in themselves working procedures
especially known for diesel engines, in which above a certain engine load
, the amount of fuel necessary for the further increase in performance through a second
Pump or second injection nozzle is promoted. In these known methods,
however, the difference in the delivery time of the two injections, only a few degrees
Crank angle and serves essentially only to adapt the combustion at higher
Speeds. In contrast, in the method of divided injection, a
Improvement of the knock properties can be achieved, it being necessary that
the two injections take place at a very large interval, namely the first injection
at the beginning of the suction stroke. and the second injection during or against. end of
Compression. It is also because of this deliberate influence on the knocking behavior
therefore useful in the lower load range, which extends approximately up to the boost pressure,
in the case of normal injection with the set mixture ratio the
Knock limit is reached to work with normal injection. In the wider load range
split injection is then used. It is not necessary here
and to avoid sudden changes in performance, even if small jumps in performance are not expedient
to pass over to the split values of the two injections, as they are at the knock limit
are required for split injection. The knock limit shifts
in the case of split injection, starting from the normal injection, with increasing
Impoverishment of the first injection leads to higher and higher boost pressures. This makes it possible
a smooth transition from normal injection to split injection
in a relatively large load range in which the overall mixing ratio
according to the control curve is generally constant and in which the division
of the two amounts of fuel changes continuously. This solution has the merit that it
very much with regard to the development of pump elements for split injection
can be realized well. In the further load range, in that of the knock limit at
split injection from an enrichment of the mixture. for short power
is carried out, the mixture ratio of the first injection, based
on the total air charge, or the ratio of the two quantities to each other
stay constant or increase. The most expedient distribution ratios here
result essentially from the course of the knock limits with normal injection
and with split injection.
Durch die geeignete Auslegung der Steuerkanten und des Steuerschlitzes
bei Pumpenstempeln für aufgeteilte Einspritzung ist es möglich, die geforderten
Regelvorgänge im Zusammenwirken mit einem Gemischregler zu verwirklichen. Für die
Einstellung und die Zusammenarbeit der Pumpe mit dem Gemischregler ist weiter noch
von Bedeutung, daß die Pumpencharakteristik -abhängig vom Rege.lstangenweg
linear verläuft.Due to the suitable design of the control edges and the control slot in pump plungers for split injection, it is possible to implement the required control processes in cooperation with a mixture regulator. For the setting and the cooperation of the pump with the mixture control is even further important that the pump characteristics - is linear dependent on Rege.lstangenweg.
Die Abb. i gibt ein Regelungsbeispiel nach dem Erfindungsgedanken
wieder. Die eingespritzte Kraftstoffmenge v ist in Abhängigkeit vom. Ladedruck p
aufgetragen; die Luftüberschußzahlen sind durch Gerade veranschaulicht. Der auf
der Abszissenachse aufgetragene Ladedruck in der Ansaugleitung des Motors ist .ein
Maß für dessen Leistung. Von A nach B, welch letzterer Punkt nahe
der Klopfgrenze für normale Einspritzung (Kurve a) liegt, erfolgt nur eine Einspritzung.
Von B ab werden mit steigender Motorleistung zwei Einspritzungen vorgenommen, derart,
daß die durch B-C gekennzeichnete erste Einspritzung in zunehmendem Maße magerer
wird. Die zweite Einspritzung entspricht der Ordinatendifferenz zwischen B-C und
B-D. Die Klopfgrenze für geteilte Einspritzung ist durch die Kurve b dargestellt.Fig. I shows a control example based on the concept of the invention. The injected fuel quantity v is dependent on. Boost pressure p plotted; the excess air figures are illustrated by straight lines. The boost pressure in the intake line of the engine plotted on the abscissa axis is a measure of its performance. From A to B, which latter point is close to the knock limit for normal injection (curve a), there is only one injection. From B onward, two injections are carried out as the engine output increases, in such a way that the first injection identified by BC becomes increasingly leaner. The second injection corresponds to the difference in ordinates between BC and BD. The knock limit for split injection is shown by curve b.
Ausführungsbeispiele sind in Abb. 2 und 3 dargestellt. Abb, 2 zeigt
die schematische Darstellung einer Einspritzpumpe mit perspektivischer Ansicht des
Pumpenelements, Abb. 3 die Abwicklung der Mantelfläche eines Stempels für zweimadige
Einspritzung und Steuerurig der Einspritzungen durch nur eine Überlaufbohrung. Die
schraffierten Stellen sind tiefer gefräst.Exemplary embodiments are shown in FIGS. 2 and 3. Fig, 2 shows
the schematic representation of an injection pump with a perspective view of the
Pump element, Fig. 3 the development of the lateral surface of a punch for two-wire
Injection and control of the injections through just one overflow hole. the
hatched areas are milled deeper.
In dem Pumpengehäuse i ist ein Kraftstoffringkanal2 vorgesehen, :der
den Kraftstoff über die in einet Hülse 3 vorgesehenen Bohrungen q. und 5 in den
Pumpenraum 6 eintreten läßt, wenn der in der Hülse 3 angeordnete Stempel 7 mit seiner
oberen Kante diese Bohrungen nicht verschließt. Die Förderung des Kraftstoffes zur
Einspritzdüse über die Leitung 8 für die erste Einspritzung beginnt dann, wenn der
obere Rand des Stempels 7 die Bohrungen q. und 5 verschließt, und dauert so lange
an, bis die Steuerkante I (vgl. auch Abb. 3) die Bohrung 5 überschleift und somit
der Pumpenraum 6 über die Nut ro und die Bohrung 5 entlastet wird. Der durch die
weitere Stempelerhebung aus dem Pumpenraum verdrängte Kraftstoff läuft nun so lange
über die Bohrung 5 ab, bis diese durch die Steuerkante II verschlossen wird.In the pump housing i a fuel ring channel 2 is provided: the
the fuel through the holes q provided in a sleeve 3. and 5 in the
Pump chamber 6 can enter when the piston 7 arranged in the sleeve 3 with its
upper edge of these holes does not close. The promotion of the fuel for
Injection nozzle via line 8 for the first injection begins when the
upper edge of the stamp 7 the holes q. and 5 locks, and lasts so long
until the control edge I (see also Fig. 3) grinds the hole 5 and thus
the pump chamber 6 is relieved via the groove ro and the bore 5. The one through the
Fuel displaced from the pump chamber by further stamp elevation now runs for that long
via the hole 5 until it is closed by the control edge II.
Die Förderung des Kraftstoffes für die zweite Einspritzung beginnt
dann, wenn die Steuerkante II (vgl. auch Abb. 3) die Bohrung 5 wieder abschließt,
und wird dann beendet, wenn die Steuerkante III (vgl. auch Abb. 3) die Bohrung 5
freigibt. Dann kann der Kraftstoff aus dem Pumpenraum 6 wieder über die mit io und
die Bohrung 5 in den Kraftstoffring 2 abfließen.The delivery of the fuel for the second injection begins
when the control edge II (see also Fig. 3) closes the hole 5 again,
and is ended when the control edge III (see also Fig. 3) the hole 5
releases. The fuel can then be discharged from the pump chamber 6 again via the io and
the hole 5 flow into the fuel ring 2.
Durch Verdrehen des Pumpenstempels läßt sich sowohl die Menge je Hub
als auch das Aufteilungsverhältnis ändern. Insbesondere läßt sich durch Linksverdrehen
des Stempels erreichen, daß Kante II die Bohrung 5 nicht mehr verschließt, so daß
die zweite Einspritzung nicht erfolgt.By turning the pump plunger, both the amount per stroke
as well as change the split ratio. In particular, it can be turned to the left
of the stamp achieve that edge II no longer closes the bore 5, so that
the second injection does not take place.