NL8003091A - Ontstekingsinrichting voor een inwendige verbrandings- motor, gebruikmakend van brandstofinjectie. - Google Patents

Description

I * -1- 21326/JF/jl

Aanvrager: Texaco Development Corporation, White Plains, New York,

Verenigde Staten van Amerika.

Korte aanduiding: Ontstekingsinrichting voor een inwendige verbrandingsmotor, gebruikmakend van brandstofinjectie.

5

De uitvinding heeft betrekking op een ontstekingsinrichting voor een inwendige verbrandingsmotor gebruikmakend van brandstofinjectie en een elektrische hoogspanningsvonk voor het ontsteken van een verbrandbaar mengsel van de geïnjecteerde 10 brandstof, welke inrichting een brandstofinjectieklep omvat met een plun-jer van een elektrisch geleidend materiaal in zittend contact met een lichaam van de klep uit een elektrisch geleidend materiaal wanneer de klep is gesloten.

Een inrichting volgens de uitvinding is in het bijzonder toe-15 pasbaar op een dieseltype motor, welke gebruik maakt van vonkhulp. De aanduiding dieseltype motor is bedoeld om een brandstofinjectie-inrichting te omvatten, waarin de brandstofdruk werkt voor het openen van de brand-stofinjectiekleppen.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.066.059 beschrijft een ontste-20 kingsinrichting welke gebruikmaakt van rechtstreekse versterking van een injectieklep geïnitieerd signaal, ten einde de opwekking te sturen van een hoog-spannings vonksjgnaai. De injectieklep beschreven in dit octrooischrift vereist speciale elementen van elektrisch isolerend materiaal voor het isoleren van de klepnaald of plunjer van het lichaam vandeklep met uit-25 zondering van waar deze de klepzitting raakt wanneer de klep is gesloter.

Het Amerikaanse octrooischrift 3-942.366 beschrijft het gebruik van een brandstofinjectienaaldklep om te werken ais een schakelaar voor het bedienen van testapparatuur ten einde een brandstofinjectiespuitkop te onderzoeken. De elektrische schakelaarstructuur daarin is gescheiden van 30 de klepplunjer en-zitting, zodat speciale klep- en schakelaarstructuren nodig zijn welke kosten toevoegen aan de gewone klepconstructie.

Een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een inrichting voor het opwekken van een signaal voor het sturen van een vonkspanning voor een inwendige verbrandingsmotor,welk signaal zijn oor-35 sprong vindt aan de injectorklep.

De uitvinding voorziet hiertoe in een inrichting van een in de aanhef genoemde soort, welke is gekenmerkt, doordat de plunjer is ingericht om te worden bekrachtigd door brandstofdruk stoor het openen van de η n n 3 0 91 -2- 21326/JF/jl klep en dat de inrichting een eerste elektrisch schakelingsorgaan omvat voor het verbinden van een weerstand in serie met de plunjer, een vergelijker met twee ingangen en een uitgang, een tweede schakelingsorgaan voor het verbinden van een vooraf bepaalde EMK aan één van de vergelijkeringan-5 gen en een derde schakelingsorgaan voor het verbinden van de andere van de vergelijkeringangen met de plunjer, waarbij de vergelijkeruitgang een signaal opwekt voor het initiëren van de elektrische vonk, wanneer de plunjer wordt bekrachtigd door de brandstofidruk.

De uitvinding zal nu gedetailleerd aan de hand van uitvoerings-10 voorbeelden worden beschreven, onder verwijzing naar de tekening, waarin: fig. 1 een schematisch schakeiingsschema is,welke een basisinrichting van een brandstofinjectorklep en een vergeiijker toont; fig. 2 een ander schematisch schakeiingsschema is,welk.een inrichting toont met een aantal brandstofinjectorkleppen,verbonden met ver-15 gelijkers voor het verschaffen van een ontstekingsstuursignaal aan een vonkopwekker of dergelijke; fig. 3 een schematisch schakeiingsschema is,welk een complete inrichting volgens de uitvinding toont voor het toevoeren van ontstekings-vonksignalen aan een inwendige verbrandingsmotor; 20 fig. 4 een schematische tekening is, welke een injectiesproeier toont met een elektrische schakelingsverbinding voor het maken van test-signaalindicaties; fig. 5 een iangsdoorsnedetekening op vergrote schaal is, welke de inwendige elementen van een injectiesproeierklep, zoals die getoond in 25 fig. 4, laat zien; en fig. 6 een doorsnedetekening op vergrote schaal is,welke een ander type injectiesproeierklep toont, met elementen volgens de uitvinding daarin vervat.

Ontdekt is geworden, dat terwijl het hiervoor genoemde Ameri-30 kaanse octrooischrift 4.066.059 isolatie verschafte op verscheidene punten langs de lengte van de klepplunjer, dergeiijke aanvullende isolatie niet noodzakelijk is. De brandstof onder druk, welke de klepplunjer oplicht, vormt een dunne laag brandstof tussen de klepplunjer en het klep-lichaam. Dit schept elektrisch een weg met een hoge weerstand en bij ge-35 volg is dit de basis voor het scheppen van een stuursignaal om gebruikt te worden in de ontstekingsinrichting.

In overeenstemming met de hiervoor gegeven basisontdekking, kan een elektrische inrichting worden gebruikt volgens de schakeling van 800 30 91

* A

-3- 21326/JF/jl fig. 1. Een dergelijke inrichting omvat een brandstofinjector 11. De injector 11 is verbonden in een schakeling met een batterij 12 en een weerstand 15 in serie daarmee. Begrepen zal worden dat het lichaam van de brandstofinjectorklep (niet getoond) is geaard. Dit is aangeduid door een 5 aardschakeling 16 en de serieschakeling wordt gecompleteerd middels de aardverbinding van de batterij 12.

Wanneer de brandstofinjector 11 niet onder brandstofdruk staat, zal de klep daarin zijn gesloten en bij gevolg zal de plunjer (niet getoond) ervan in contact zijn met het lichaam (niet getoond) van de injec-10 torklep binnen de injector. In deze toestand zal de elektrische potentiaal op een punt 19 in de hierboven genoemde schakeling in hoofdzaak nul zijn, oftewel de aardpotentiaal, zolang de plunjer in contact blijft met het lichaam van de klep in de brandstofinjector 11.

Het schakelingspunt 19 is middels een schakelingsverbinding 20 15 verbonden met een vergelijker 21. De schakelingsverbinding vormt één ingang naar de vergelijker 21, terwijl er een andere ingangsschakeiingsver-binding 24 is, welke de andere ingangsverbinding vormt. De ingangsschake-ling 24 voert een vooraf bepaalde potentiaal of EMK toe aan de vergelijker door middel van een potentiometerverbinding over de batterij 12. De poten-* 20 tiometer wordt gevormd door een weerstand 25 en een andere weerstand 26.

Deze staan in serie met elkaar en met de batterij 12 via een geaarde schakelingsverbinding 29·

Het is belangrijk op te merken, dat de brandstofinjector 11 een willekeurig standaardtype injector kan zijn, zolang deze een plunjer 25 heeft van elektrisch geleidend materiaal, welk in zittend contact is met een lichaam van de klep uit elektrisch geleidend materiaal, wanneer de klep is gesloten. En natuurlijk met een dusdanige klepplunjerstructuur,dat een niet-geaarde elektrische schakeling er elektrisch aan kan worden verbonden. Voorbeelden van dergelijke standaardinjectorkleppen, welke com-30 mercieel verkrijgbaar zijn, omvatten die vervaardigd door Stanadyne uit Hartford, Connecticut en aangeduid als Roosa Master Pencil Nozzles. Een ander commercieel verkrijgbaar type is dat vervaardigd door Robert Bosch,

GmbH uit Stuttgart, West-Duitsland, welke sproeilichamen heeft aangeduid met KDALZ met DLÜZ sproeierpunten en lichamen KDAL met punten DLLA.

35 Door vaklui op dit gebied van de techniek zal worden ingezien, dat de vergelijker 21 een bekend elektronisch schakeieiement is, welk werkt voor het scheppen van een uitgangssignaal dat van een hoge spanning (zo lang de ingang aan één van de twee ingangen ervan minder is dan de 800 3 0 91 -4- 21326/JF/jl vooraf bepaalde spanning aan de andere ingang) naar een lage spanning wanneer de ingang op die ene van de ingangen de vooraf bepaalde spanning overschrijdt. Met andere woorden, wanneer de ingang van de eerst aangegeven ingang de vooraf bepaalde ingang overschrijdt aan de ander van de 5 twee vergelijkeringangen, zal de vergelijker naar een lage uitgang gaan en het is deze verandering welke een uitgangssignaal schept voor gebruik in de ontstekingsinrichting.

Fig. 2 toont een toepassing van de hierboven in verband met fig. 1 aangegeven basisprincipes. Deze toepassing betreft een motor met 10 meerdere cilinders (niet getoond),welke een aantal brandstofinjectorkiep-pen 33 tot en met 36 omvat. Elk van deze brandstofinjectorkleppen 33, 34, 35 en 36 is verbonden met één ingang van een overeenkomstig aantal ver-geiijkers 39-42. Waargenomen zal worden dat in dit geval er een potentiometer is verbonden over een batterij 45, waarvan één klem is geaard. De 15 andere klem van de batterij 45 is middels een schakelingsverbinding 46 verbonden met een tweetal weerstanden 49 en 50,welke in serie zijn verbonden met één uiteinde van de weerstand 50 verbonden met aarde, zoals getoond. Dit verschaft een vooraf bepaalde EMK of potentiaal op een schakelingsverbinding 51, welke op zijn beurt parallel is verbonden aan elk 20 van de vergelijkers 39, 40, 41 en 42. Deze parallelle verbindingen lopen naar één van de ingangen van eik van de vergelijkers 39-42. De andere ingang van elke vergelijker heeft daaraan één van de brandstofinjectorkleppen 33-36 verbonden.

Opgemerkt zal worden dat de uitgangen van alle vergelijkers 25 39-42 tezamen zijn verbonden tot een enkele uitgangsschakelingsverbinding 53· Deze loopt naar een vonkopwekker. Het signaal op deze uitgangsschake-ling 53 gaat van een hoge spanning naar een lage (in hoofdzaak aarde) spanning, wanneer één van·'de vergelijkers 39-42 van toestand veranderen. Een dergelijke vorming van het uitgangssignaal, dat wil zeggen spanning, 30 wordt veroorzaakt door de verandering van het ontbreken van een vloeiende stroom in een stroom vloeiend door een weerstand 54. Ingezien zal worden dat het uitgangssignaal op schakelingsverbinding 53 niet rechtstreeks naar een verdeler zal gaan, maar in plaats daarvan zal werken ais een stuursignaal voor een ontstekingssignaalspanning welke kan worden verdeeld. 35 Fig. 3 toont een praktische ontstekingsinrichtingsschakelings- schema, welk de hoofdgedachte van de uitvinding belichaamt en een tijd-vertragingsuitsluitschakelingsinrichting omvat. De laatstgenoemde dient voor het lang genoeg houden van het injectorklep-geïnitieerd signaal om 800 3 0 91 t -é -5- 21326/JF/jl de ongelijke aard van het signaal ontwikkeld wanneer een klepplunjer wordt opgetild van zijn zitting onder invloed van de brandstofdruk op te heffen.

Het hoogspannings-elektrische vonk-opwekkingsgedeeite van de getoonde inrichting is gelijksoortig aan die beschreven in een met deze 5 octrooiaanvrage samenhangende Amerikaanse octrooiaanvrage 885.844, ingediend op 13 maart 1978. Opgemerkt zal echter worden dat de ontstekings-inrichting voor het opwekken van vonksignalen ook gelijksoortig kan zijn aan verscheidene andere inrichtingen, zoals die beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.022.177 en in de daarin genoemde octrooischriften.

10 Alle hiervoor genoemde ontstekingsinrichtingen maken gebruik van een hoog-frequent rechthoekig vonksignaal welke een gestuurde duur heeft gedurende elk vonkinterval.

Het hiervoor genoemde gedeelte van de inrichting i s getoond in het bovenreehtergedeelte van fig. 3. Hoewel de details van een der-15 gelijke vonksignaalopwekinrichting gedetailleerd· zijn beschreven in de verscheidene octrooischriften en de hierboven genoemde aanvrage, zal deze hier kort worden toegelicht. In fig. 3 is een uitgangstransforma-tor 57 getoond, welk hoog-spannings hoog-frequente vonksignalen toevoert van een tweetal secondaire of uitgangshoog-spanningswikkelingen 58 en 59 20 aan een aantal bougies 60 zoals aangegeven. De transformator 57 omvat een in het midden afgetakte primaire wikkeling 63, te zamen met een terug-koppelwikkeling 64, welke te zamen worden toegepast in een oscillatorscha-keling zoals duidelijk is beschreven in de hierboven genoemde octrooi-schj^iften. Bovendien is er een stuurwikkeling 65, welke de tijdsduur 25 stuurt van een continue AC-type vonk zoals bepaald door het begin en het einde van de periode van de oscillatie van de oscillator. Deze osc'llatie-sturing van stoppen en starten, wordt bepaald door een elektronische schakelaar, dat wil zeggen een transistor 68. Deze transistor (vonkstuurscha-kelaar) staat in serie met een gelijkstroomvoedingsbron welke een batte-30 '"ij 69 is. De stuurschakeling gaat naar het bovenuiteinde,(zoals te zien in fig. 3) van de stuurwikkeling 65 via een diode 70 en een weerstand 71.

Het benedeneinde van de stuurwikkeling 65 gaat naar de transistorschake-laar 68 via een andere diode 74.

Er is een relais 75 getoond, welke schakelingsverbindingen heeft 35 met de stuurwikkeling 65. De details ervan zullen echter hier niet worden beschreven, aangezien deze niet relevant zijn voor de onderhavige uitvinding. Het doel ervan is het afschakelen van de schakelaar te verzekeren wanneer het ontstekingsinriehting wordt afgeschakeld.

o π η \ fl Q1 -6- 21326/JF/jl

De basisprincipes van de onderhavige uitvinding zijn beschreven in samenhang met de figuren 1 en 2. In fig. 3 is een praktische ontstekings-inrichtingsschakeling getoond voor een vier-cilindermotor. De inrichting omvat de daarop toegepaste uitvinding. Fig. 3 toont een aantal brandstof-5 injectorkleppen 78, 79, 80 en 81, welke parallel zijn verbonden met de batterij 69 via de getoonde schakelingsverbindingen. Deze schakelings-verbindingen omvatten een verbinding 84 van de positieve klem van de batterij 69 naar een andere schakelingsverbinding 85, welke leidt naar een schakelingsverbinding 86 en verbindingen 87 en 88, welke zijn verbonden 10 met de gemeenschappelijke schakelingsverbinding voor alle injectorkleppen 78-81, plus onderbrekerpunten, welke hierbeneden zullen worden beschreven. Deze schakelingsverbindingen gaan via individuele weerstanden, welke nog zullen worden beschreven,naar de plunjer van geleidend materiaal (niet getoond) in elk van de vier brandstofinjectorkleppen 78-81. Er is 15 echter een afzonderlijke weerstand 91, 92, 93 en 94 tussen de schakelingsverbindingen 88 en 89 en elk van de plunjers van de kleppen 78-81. Op gelijksoortige wijze leiden de schakelingsverbinding 88 en 89 eveneens naar één uiteinde van de andere weerstand 97, welke aan het andere uiteinde ervan via de contacten van een relais gestuurde scha- 20 keling 98 met de onderbrekerpunten 101,welke werken als een hulp voor de brandstofinjectorklep 79-81, zoals hierna gedetailleerd zal worden beschreven, is verbonden.

Opgemerkt dient te worden dat er twee vergelijkers zijn, 104 en 105. Zoals hierboven verklaard, is een vergelijker een bekend elektronisch 25 schakelingseleraent. Deze vergelijkers hebben een vooraf bepaalde EMK, parallel verbonden aan de ene ingang van elk. De schakeling voor het aldus verbinden van de EMK met een vooraf bepaalde amplitude, omvat een schakelingsverbinding 106 voor de vergelijker 104 en de verbinding 107 voor de vergelijker 105· Deze verbindingen 106 en 107 lopen beide naar één uit-30 einde van de weerstand 109, waarvan het andere uiteinde is verbonden met een potentiometeruitgangsverbinding, welke ligt tussen twee weerstanden 110 en 111. Het benedenste uiteinde (zoals te zien in fig. 3) van weerstand 111 is geaard zoals aangegeven, terwijl het boveneinde van de weerstand 110 is verbonden via een schakelingsverbinding 114 met de hier-35 boven beschreven schakelingsverbinding 87. Verbinding 87 leidt terug via schakelingsverbindingen 86, 85 en 84 naar de positieve klem van de batterij 69.

De andere ingang van vergelijker 104 is middels schakelingsver- 800 3 0 91 * ·# -7- 21326/JF/jl binding 113 verbonden met een gemeenschappelijke schakeling welke leidt van de kathodes van een aantal diodes 115, 116, 117, 118 en 119. De andere elektrodes van deze diodes zijn elk verbonden via condensatoren 121, 122, 123, 124 en 125 met elk van de plunjers van de brandstofinjectortrap-5 pen 78-81, plus de onderbrekerpunten 1!01.

Waargenomen kan worden dat de schakelingen voor elk van de brandstof in jectorkleppen in hoofdzaak gelijksoortig zijn. De werking brengt de verandering van de elektrische geleidbaarheid met zich mee, wanneer de plunjer (niet getoond) van geleidend materiaal voor elk van de kleppen 10 wordt opgeiicht door brandstofinjectiedruk. Een dergelijke werking kan worden beschreven in samenhang met de brandstofinjectorkleppen 78. Wanneer de injectiedruk de plunjer optilt, verbreekt deze de aardverbinding, welke was gemaakt via de klepzitting en het lichaam van de klep. Dan zal de elektrische potentiaal op een schakelingspunt 128 van de aardpotentiaal 15 gaan naar een hogere potentiaal, zoals opgewekt door de positieve elektrode van de batterij 69. Deze verandering wordt gereflecteerd middels de condensator 121 naar de niet-geaarde zijde van een weerstand 129 en via de diode 115 naar de schakelingsverbinding 113, welke gaat’ naar één van de ingangen van de vergelijker 104. Opgemerkt kan worden dat elk van de scha-20 kelingen voor de andere injectorkleppen 79, 80, 81 en de onderbrekerpunten 101 gelijksoortig is aan de voorgaande, doordat de scheiding tussen deze schakeling wordt gehandhaafd door de dioden 115-119.

De uitgang van de vergelijker 104 gaat naar de basiselektrode van de transistor 132, welke een signaal zendt voor het initiëren van 25 elektrische vonksignalen, welke worden opgewekt door de hierboven beschreven oscillator. De oscillator heeft natuurlijk uitgangen via de transformator 57 naar de bougie 60.

Een belangrijk aspect van de uitvinding omvat de werking van de tweede vergelijker 105 en de daarbij behorende schakeling. Vergelijker 30 105 is met de andere (in tegenstelling tot die van de schakelingsverbin ding 106) ingangsverbinding via de transistor 132 en een tijdvertragings-schakeling verbonden met de uitgang van de vergelijker 104. De inrichting werkt als een tijdvertragingsorgaan voor het gedurende een vooraf bepaalde tijdsduur houden van de uitgangssignalen van de vergelijker 104.

35 Een dergelijke tijdsduur wordt bepaald door een RC-schakeling welke een condensator 135 en een weerstand 136 omvat. Deze RC-schakelingselementen zijn beide in een schakeling welke gaat via een weerstand 139 naar de andere ingang van de vergelijker 105. De uitgang van vergelijker 105 gaat

Ad 0.7 0 91 ♦ · -8- 21326/JF/jl via schakelingsverbindingen 141 en een weerstand 142 naar de andere ingangs-verbinding 113 van de eerste vergelijker 104.

Zoals aangegeven, werkt deze inrichting voor het zolang houden van de vergelijker 104 in de geschoven toestand, dat de vergelijker 105 5 geschoven blijft, welke laatste tijdsduur wordt bepaald door de RC-schake-ling (condensator 135 en weerstand 136).

De uitgang van transistor 132 loopt via een condensator 145 naar een inverse (met herhalingssnelheid) pulsbreedteschakeling 146. Pulsbreedte-schakeling 146 heeft de uitgang ervan verbonden via een schakelingsverbin-10 ding 149 met de basiselektrode van de elektronische schakeltransistor 68, (hierboven beschreven). Deze inverse pulsbreedteschakeling 147 is op zichzelf niet relevant met betrekking tot de onderhavige uitvinding. Deze werkt hoofdzakelijk voor het variëren van de p.ulsbreedtê van de uitgangssignalen van de klepinjectors, ten einde een invers verband te scheppen 15 met betrekking tot de snelheid (pulsherhalingssnelheid) van de inwendige verbrandingsmotor. Een dergelijke inverse pulsbreedteschakeling is op zichzelf bekend en bij gevolg behoeven de details van de werking ervan hier niet te worden beschreven.

Opgemerkt kan worden dat de onderbrekerpunten 101 en de daarbij 20 behorende schakelingen dusdanig worden gebruikt, dat deze in het bijzonder nuttig zijn in verband met het koud starten van de motor, wanneer de brandstofinjectiedruk niet voldoend opgebouwd kan zijn voor het bekrachtigen van de brandstofinjectiekleppen 78-81. De onderbrekerpunten 107 zijn vergrendeld op de motorwerking, zodat deze ongeveer 10 tot 15° 25 voor het bovenste dode punt openen of in elk geval zodat de punten iets voor de brandstofinjectie welke:/zou hebben plaatsgevonden onder normale werking openen. Op deze wijze zal een vonksignaal worden verkregen, welk effectief is gedurende het motorstarten wanneer al dan niet brandstofinjectie plaatsvindt, en eveneens wanneer de cilinders zijn voorbereid 30 voor koud starten. Het zal opgemerkt worden dat de schakelaar 98 wordt gestuurd door een spoel 152 van het schakelrelais.Dit schakelrelais kan worden bekrachtigd door een speciale koude startsch&kelaar (niet getoond) ten einde bekrachtiging van de spoel 152 te sturen, welke de schakelaar 98 bekrachtigt. Er is een tweede spoel 151 van de schakelaar 98, welke 35 de inbrenging van de weerstand 154 in de pulsbreedteschakeling 146 stuurt,· onder koude start omstandigheden.

In het hiernavolgende zal de werking worden beschreven. Normale werking van de ontsteking kan worden beschouwd in samenhang met één van 800 3 0 91 -9- 21326/JF/jl de brandstofinjectorklepschakelingen. Beschouwende de omstandigheden wanneer de injectorkleppen niet worden bekrachtigd omdat veel brandstof-' druk wordt uitgeoefend op de plunjers ervan, maken deze een rechtstreekse verbinding met aarde, zodat de spanning op het schakelingspunt 128 in 5 hoofdzaak nul is. Daarna, wanneer de plunjer van klep 78 wordt opgetild, zal de spanning op punt 128 stijgen tot de batterijspanning van batterij 69. Deze spanningstoeneming zal worden overgedragen door de condensator 121 en de diode 115 aan de ingangsschakelingsverbinding 113 van de vergelijker 104. Wanneer deze ingangsspanningsstijging de vooraf bepaalde span-10 ning op schakelingsverbinding 106 overschrijdt, zal de vergelijker schakelen en een uitgangssignaal zal worden toegevoerd via een schakelingsverbinding 155 en een weerstand 156 aan de basis van de transistor 132. Dit doet de transistor 132 geleiden en laat dus een signaal door via de condensator 135 en een schakelingsverbinding 159 naar één einde van de ge-15 aarde weerstand 136, alsmede via de andere weerstand 139 naar de andere ingang van de vergelijker 105. Dat signaal doet vergelijker 105 onmiddellijk na vergelijker 104 schakelen.

Wanneer vergelijker 105 schakelt, gaat de uitgang ervan over de schakelingsverbindingen 141 via de weerstand 142 naar de ingangsver-20 binding 113 van de vergelijker 104. Dit houdt vergelijker 104 in zijn geschakelde toestand totdat de tijdsvertragingsperiode zoals bepaald door de RC-schakeling van de condensator 135 en weerstand 136 is verstreken. Begrepen zal worden dat de houdwerking de moeilijkheden zal elimineren, welke anders zouden bestaan vanwege de ongelijke aard van het ontwikkelde 25 signaal, wanneer de kleppen worden opgetild door de brandstofdruk. Eveneens gedurende de koude start, wanneer een klepplunjer wordt opgetild, zal deze het signaal genereren dat de vergêlijker 104 zal bekrachtigen en het onderbrekerpuntsignaal zal komen gedurende de tijdsvertragingsperiode, zodat dit zal worden geëlimineerd te zamen met elk ongewenst signaal.

30 In fig. 4 is een commercieel type injectiesproeier 211 getoond.

Het heeft daaraan verbonden een elektrische schakeling voor verbinding met een testinstrument, bijvoorbeeld een kathodestraaloscilloscoop 212 voor het weergeven van een dynamisch testsignaal onder werkomstandigheden. Het zal door een deskundige op dit gebied van de techniek worden begrepen,' 35 dat een aldus ontwikkeld signaal eveneens kan worden gebruikt in een ont-stekingsvonksignaalinrichting, indien gewenst, zoals die beschreven in verband met de figuren 1 tot en met 3·

Het type brandstofinjectiesproeier 211, welke is getoond in de enn 3 n 91 -10- 21326/JF/jl figuren 4 en 5 is in principe een commerciële sproeier, zoals die vervaardigd door Stanadyne, Inc., Windsor, Connecticut, deze is ontworpen als hun Roosa Master pencil-type sproeier. Deze sproeier 211 heeft een "leak-óff" schoen 215 aan de bovenzijde ervan. In fig. 4 is deze getoond boven 5 het hoofdlichaam van de klep 211 in uiteengenomen delen. Begrepen zal worden dat wanneer de totale sproeier 211 is samengesteld, de delen zullen zijn zoals getoond in fig. 5. De schoen 215 past dus over een instelbare klepoptilstopschroef 216.

De optilstop 216 is draaibaar ontvangen binnen een metalen huls Ί0 217, welke aan het inwendige (van sproeier 211) einde ervan een drukinstel-veer 220 (fig. 5) heeft. Veer 220 is in contact met een veerzitting 221 welke zich aan het bovenuiteinde (zoals te zien in fig. 5) van een kleo-naald 222 bevindt. Naald 222 is axiaal beweegbaar tegen druk van de veer 221 in door de hydraulische kracht van brandstofdruk welke wordt uitgeoefend Ί5 via een leiding 223 dioor een brand stof pomp (niet getoond) bekrachtigd door de motor (niet getoond).

Er is een optllinstelgrendelmoer 225, welke past op de stop-schroef 216 en er is een bovenste veer 226, welke zich bevindt binnen de schoen 215 wanneer de totale sproeier is samengesteld. Deze veer 226 maakt 20 goed elektrisch contact met de grendelmoer 225 aan het benedeneinde, (.zoals te zien in fig. 5) van de veer, terwijl aan het andere einde deze contact maakt met de kop van een schroef 227 voor het maken van een elektrische schakeling (inclusief de veer 226) welke uit de bovenzijde van.de schoen 215 gaat via een tweetal moeren 230, welke een elektrische verbin-25 dingsklem 231 daartussen bevestigen. Aanvullende elementen van de sproeier-kop zullen hierna gedetailleerd worden beschreven, in het bijzonder in verband met fig. 5. Een elektrische schakeling echter voor het ontwikkelen van een testsignaal is aangegeven in fig. 4. Er is dus een schake-lingsverbinding 232 welke loopt aan één uiteinde van een . .weerstand 233, 30 welke het andere uiteinde ervan heeft verbonden via een schakelingsver- binding 236 met één klem van een batterij 237. De andere klem van de batterij 237 is geaard zoals aangegeven door een aardverbinding 238. Deze schakeling gaat voort via een geaarde schakelingsverbinding 241, welke loopt naar de leiding 223 en een brandstofinvoerverbindingsklem 242 welke stevig 35 is bevestigd op eeh metalen lichaam 243 van de injectorsproeierklepstruc-tuur 211. De schakeling gaat dan voort via een naald 222 (fig. 5) wanneer deze in contact is met de klepzitting aan de punt van de sproeier. Daarna gaat de schakeling via de naald 222 en de veerzitting 221 naar de drukin- 800 3 0 91 -11- 21326/JF/jl stelveer 220. Het boveneinde van de veer 220 maakt contact met de metalen huls 217 en zo gaat de elektrische schakeling voort tot en door de veer 226, boven het einde waarvan het contact maakt met de kop van de schroef 227, waar de elektrische verbindingsklem 231 is vastgezet door het twee-5 tal moeren 230.

Begrepen zal worden, dat wanneer de bovengenoemde elektrische schakeling wordt gesloten omdat de sproeiernaald in contact is met de klepzitting daarvoor, er een stroom vloeit van de batterij door de hierboven omschreven schakeling inclusief de weerstand 233· Maar de spanning 10 over punt 246 zal op aardpotentiaal of nul zijn. Dan, wanneer de brandstof-druk de naald 222 van de zitting ervan oplicht, is er een begeleidende elektrisch isolerende laag (niet getoond), welke wordt gevormd op de naald, inclusief de punten ervan waar de brandstof wordt geïnjecteerd. Bij gevolg wordt de hiervoor genoemde elektrische schakeling welke de stroom draagt 15 door de weerstand 233 verbroken. Dit veroorzaakt een sterke potentiaal-stijging op het schakelingspunt 236 en een dergelijke verandering wordt overgedragen naar de oscilloscoop 212 via een schakelingsverbinding 247.

Het zal eveneens begrepen worden dat de oscilloscoop 212 een tweetal in-gangsrerbindingsklemmen 248 heeft. Deze zijn voor het inbrengen van een 20 trekkersignaal naar de oscilloscoop. Een dergelijk trekkersignaal (niet getoond) kan worden ontwikkeld door een magnetische opnemer (niet getoond) op de krukas van de motor (niet getoond) of gelijksoortig met een of andere verbinding met een motor, zodat een trekkersignaal wordt ontwikkeld op een gewenst werkpunt van de inwendige verbrandingsmotor,'bijvoor-25- beeld zoals getoond in fig. 3 ·

Aan de hand van fig. 5 kan worden opgemerkt, dat de elementen van de brandstofinjectiesproeier 211 als standaardonderdelen volgens de commerciële eenheid een metalen veer 220 omvatten, welke werkt op de axiaal beweegbare naald 222. Naald 222 is een deel van de sproeier 211 en werkt 30 samen met een klepzitting 251 welke ligt aan de binnenzijde van een metalen punt 252. Opgemerkt zal worden dat de veer 220 werkt op het uiteinde van de naald 222 niet grenzend aan de klepzitting 251.

Opgemerkt zal worden dat er geen elektrische isolatie aan het bovengedeelte is, of in feite de totale lengte van de naald 222, met be-35 trekking tot het lichaam 243 van de sproeier 211. Aan het boveneinde echter (zoals te zien in fig. 5) van een veer 220, is er een elektrisch isolerend materiaal, namelijk de huls 255, welke zich bevindt tussen de metalen huls 217 (hierboven beschreven) en een buitenste van schroefdraad O Π Π VA Q1 -12- 21326/JF/jl voorziene huls 257. Deze van schroefdraad voorziene huls 257 schroeft in het boveneinde (zoals te zien ir fig. 5) van het lichaam 243. De grendel-moer 225 schroeft op de 216 en rust tegen het boveneinde van de huls 217, welke bij gevolg de inwendige schroefdraden van de huls 217 5 grendelt met de uitwendige schroefdraad van de optilstopschroef 217.

Er kan een leiddichtingsring (niet getoond) zijn tussen de gren-delmoer 225 en de bovenzijde van de huls 217 voor het leiden en centraliseren van de "leak-off” schoen 215 op de bovenzijde van de sproeier 211.

Gezien zal worden, dat er een elektrisch geïsoleerd geleidende 10 baan is van het bovenuiteinde (zoals getoond in fig. 5) (dat wil zeggen van de veer 220 waar deze rust tegen de binnenhuis 217) naar de grendel-moer 225 via de huls 217 en optilstopschroef 216. Deze weg gaat voort naar het benedenuiteinde van de veer 226, welke het bovenuiteinde ervan in contact heeft met de elektrische contactschroef 227. Vandaar gaat de weg 15 verder via de verbindingsklem 231, welke is geklemd tussen het tweetal moeren 230.

Opgemerkt kan worden dat er een doorvoerisolator 261 is, welke de schroef 227 omgeeft, waar deze passeert door de "leak-off" schoen 215.

Er is eveneens een rubberen 0-ring 262 welke een standaardonderdeel is 20 van de sproeier 211. Natuurlijk, kan, wanneer de brandstofterugvoerleiding (niet getoond) welke verbinding maakt met mannelijke verbindingskiemmen 265 en 266 zijn vervaardigd van elektrisch isolerende materialen, de doorvoerbuis 261 worden weggelaten.

Fig. 6 toont een ander type commerciële Injectiesproeler, welke 25 in hoofdzaak is van het type vervaardigd door de West-Duitse firma Robert Bosch, GmbH, uit Stuttgart, Duitsland. Dit type injectiesproeier heeft een metalen lichaam 271, welke daarin een metalen naald 272 draagt, Naald 272 heeft een metalen veer 273, in contact met een veerzitting 274. De veer 273 spant de naald 272 voor in een gesloten stand tegen een klepzit-30 ting 276, welke zich bevindt aan de punt van het lichaam 271 van de

Bosch-type sproeier. Er is een holte 277, net boven (zoals te zien in fig.

6) de zitting 276. Deze holte 277 ontvangt de brandstof onder druk, welke dient te worden geïnjecteerd. Dergelijke brandstofinjecties worden toegevoerd via de leiding of brandstofdoorgang 278, welke zich bevindt midden 35 in het lichaam 271 van de klep.

Het bovenuiteinde (zoals te zien in fig. 6) van de veer 273 rust tegen een metalen dichtingsring 282, waarvan de dikte werkt als een instelling van de spanning van de veer 273· Een dichtingsring 283 van elek- 800 3 0 91 -13- 21326/JF/jl trisch isolerend materiaal scheidt de dichtingsring 282 van een metalen dichtingsring 275 en isoleert elektrisch het boveneinde van de veer 273 en de dichtingsring 275 van de metalen elementen. Eveneens is een huls 284 van isolerend materiaal welke de veer 273 omgeeft alsmede de dichtings-5 ring 275, ten einde elektrische isolatie van het lichaam 271 van de Bosch-type sproeier te verzekeren. Opgemerkt kan worden dat de huls 284 bijvoorbeeld is geconstrueerd uit de welbekende Teflon krimpbebuizing.

Bij dit type. sproeierklep, vindt de brandstoflek ("leak-off"Jplaats van een centrale open ruimte 286 door een centrale doorgang 287 en weg door 10 het inwendige open gedeelte van de brandstoflekverbindingsklem 288. Er is echter een geïsoleerde elektrische verbindingsklem 292 welke zich voortzet in het inwendige van de verbindingsklem 288 en een verbindingsdoorgang 289 met de centrale doorgang 287. De geleider 292 is gesoldeerd of anderszins elektrisch verbonden met de dichtingsring 275.

15 Bij dit type sproeier kan worden opgemerkt dat in hoofdzaak de enige modificatie met betrekking tot een standaard Bosch-type sproeier welke is vereist voor de uitvoering van deze uitvinding, de toevoeging is van de isolerende dichtingsring 283 en huls 284. Dit isoleert het bovenuiteinde van de veer 273 elektrisch van het lichaam 271 en de andere elek-20 trisch geleidende elementen. Natuurlijk dient de elektrische schakelings-verbinding uitgevoerd te worden van de dichtingsring 272 met geleidend materiaal, hetgeen wordt gedaan via de geïsoleerde elektrische draad 292.

Gezien kan worden dat het de ontdekking volgens de uitvinding is welke de minimale verandering en/of aanvullende structuur welke vereist 25 is voor het scheppen van de gewenste elektrische schakeling. Deze schakeling is die welke wordt gebroken wanneer de naald 272 het contact onderbreekt met de zitting 276 ervan aan de punt van de klep. Het is de brandstof, vloeiend onder druk, welke een lage brandstof verschaft, welke naald 272 omgeeft, welke de noodzakelijke isolatie schept om aldus het gewenste 30 elektrische signaal te verschaffen. Deze sproeierklep, zoals beschreven, maakt dus de ontwikkeling van het elektrische signaal mogelijk, wanneer de naald het contact verbreekt met de klepzitting, met een minimale modificatie van een commerciële injectiesproeier.

80 0 3 0 91 -CONCLUSIES-

Claims (10)

1. Ontstekingsinriohring voor een inwendige verbrandingsmotor, gebruikmakend van brandstofinjectie en een elektrische hoogspanningsvonk 5 voor het ontsteken van een verbrandbaar mengsel van de geïnjecteerde brandstof, welke inrichting een brandstofinjectieklep omvat met een plunder van een elektrisch geleidend materiaal in zittend contact met een lichaam van de klep uit een elektrisch geleidend materiaal wanneer de klep is gesloten, met het kenmerk, dat de plunjer (222, 272) is ingericht om te 10 worden bekrachtigd door brandstofdruk voor het openen van de klep (11, 78-81, 251, 276) en dat de inrichting een eerste elektrisch schakelingsor-gaan omvat voor het verbinden van een weerstand (15, 91-94) in serie met de plunjer, een vergelijker (21, 104) met twee ingangen en een uitgang, een tweede schakelingsorgaan (24, 106) voor het verbinden van een vooraf 15 bepaalde EMK aan één van de vergelijkeringangen en een derde schakelingsorgaan (20, 113) voor het verbinden van de andere van de vergelijkeringangen met de plunjer, waarbij de vergelijkeruitgang (132) een signaal op'-wekt voor het initiëren van de elektrische vonk, wanneer de plunjer wordt bekrachtigd door de brandstofdruk.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze een tijdsvertragingsorgaan (105) omvat, verbonden met de vergelijkeruit-gang voor het lang genoeg handhaven van het signaal om dynamische veranderingen in de elektrische weerstand tussen de klepplunjer en het kleplichaam na het initieel openen door de brandstofdruk in hoofd-25 zaak te elimineren.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het tijdsvertragingsorgaan een tweede vergelijker (105) omvat met twee ingangen en een uitgang, waarbij één van de tweede vergelijkeringangen (106) parallel is verbonden aan een eerste vergelijkeringang met de vooraf be- 30 paalde EMK, de andere van de tweede vergelijkeringangen is verbonden met het vonk-initiëringssignaal met een RC-schakeling (135, i36) voor het bepalen van de tijdsvertraging en de uitgang (141) van de tweede vergelijker is verbonden met de andere eerste vergelijkeringang voor het lang genoeg houden van het vonkinitiëringssignaal om de dynamische veranderingen 35 in hoofdzaak te elimineren.

4. Inrichting volgens één van de conclusies 1 tot en met 3, met het kenmerk, dat deze een aantal injectiekleppen omvat en het derde schakelingsorgaan een diode (115-118) omvat in serie met elk van de plunjers 800 3 0 91 -15- 21326/JF/jl voor het handhaven van elektrische scheiding.

5. Inrichting volgens conclusie met het kenmerk, dat deze een hulporgaan (101) voor het opwekken van een door de motor bekrachtigde vonk-tijdtelsignaal omvat en dat het derde schakelingsorgaan eveneens 5 een diode (119) omvat, in serie met het hulporgaan (101) voor het handhaven van de elektrische scheiding ervan.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het hulporgaan voor het opwekken van een door een motor bekrachtigd vonk-tijdtelsignaal onderbrekerpunten omvat.

7. Ontstekingsinrichting volgens één van de conclusies 1 tot en met 6, met het kenmerk, dat de klep een metalen naald (222, 272) omvat, werkend in een metalen lichaam (243, 271) inclusief een klepzitting (251, 176) en een metalen voorspanningsveer (220, 273) werkend aan het uiteinde van de naald welk niet grenst aan de klepzitting om normaal de klep te 15 sluiten, met het kenmerk, dat deze een orgaan (217, 284) omvat voor het elektrisch isoleren van de veer van het metalen lichaam en een elektrische verbindingsklem (231) verbonden met de metalen veer aan het niet aan de naald grenzende uiteinde ervan.

8. Ontstekingsinrichting volgens één van de conclusies 1 tot en 20 met 6, waarbij de klep een metalen riaaid (222, 272) omvat, werkend in een metalen lichaam (243, 271) inclusief een klepzitting (251, 276) en een mechanisch voorspanningsorgaan (220, 273) werkend aan het uiteinde van de naald,welk niet grenst aan de klepzitting voor het normaal sluiten van de klep, met het kenmerk, dat deze een orgaan (217, 284) omvat 25 voor het elektrisch isoleren van het mechanische voorspanningsorgaan van het metalen lichaam en een schakelingsorgaan (231) voor het elektrisch verbinden van een testinstrument met een naald, ten einde een signaal op te wekken, wanneer de naald het contact verbreekt met de klepzitting, welke naald wordt geïsoleerd van het metalen lichaam na brandstofinjectie. 30

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het mechanisch voorspanningsorgaan een metalen veer (220y 273) is.

10. Inrichting volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat het schakelingsorgaan een elektrische verbindingsklem (231) omvat, verbonden met de metalen veer aan het niet aan de naald grenzende uiteinde ervan. Eindhoven, mei 1980- 800 30 91