DE2520322A1

DE2520322A1 - Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE2520322A1
Application number: DE19752520322
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl Phys Dr Knapp; Klaus-Juergen Peters; Klaus Riel; Reinhard Dipl Ing Schwartz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-05-07
Filing date: 1975-05-07
Publication date: 1976-11-18
Also published as: JPS51136034A; GB1535950A; JPS6029820B2; DE2520322B2; DE2520322C3

Description

R. '-ΛΊΙ
9.4.1975 Kh/Kb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Kraftsioffeinspritzanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage für gemisv-hverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in day Saugrohr, in dem ein Keßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Meßorgan entsprechend der dar-chströrrienden Lu ft menge gegen eine Rückstellkraft bewegt und. dabei das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffversorgun g3 Ie it ..mg angeordneten Ventils fir die Zumessung einer di Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt und bei der die Rückstellkraft durch Druckflüssigkeit erzeugt wird,

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die kontinuierlich unter konstantem, jedoch willkürlich änderbarem Druck durch eine Steuerdruckleitung gefördert einen die Rückstellkraft übertragenden Steuerschieber beaufschlagt und. deren Druckänderung durch mindestens ein in Abhängigkeit von Motorkenngrößen steuerbares Drucksteuerventil erfolgt, das als Flachsitzventil mit einer Ventilmembran als beweglichem Ventilteil ausgebildet ist.

Kraftstoffeinspritzanlagen dieser Art haben den Zweck, für alle Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine selbsttätig ein günstiges Kraftstoff-Luft-Gemisch zu schaffen, um so den Kraftstoff möglichst vollständig zu verbrennen und dadurch bei höchstmöglicher Leistung der Brennkraftmaschine bzw. kleinstmöglichem Kraftstoffverbrauch die Entstehung von giftigen Abgasen zu, vermeiden oder stark zu vermindern. Hierzu muß die Kraftstoffmenge den Erfordernissen jedes Betriebszustandes der Brennkraftmaschine entsprechend sehr genau zugemessen werden.

Bei bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen dieser Art wird die Kraftstoffmenge möglichst proportional der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge zugemessen, wobei das Verhältnis zwischen zugemessener Kraftstoffmenge und Luftmenge durch Änderung der Rückstellkraft des Meßorgans in Abhängigkeit von Motor-kenngrößen durch ein Drucksteuerventil änderbar ist.

Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, das Kraftstoff-Luft-Gemisch bei Vollast gegenüber dem Kraftstoff-Luft-Gemisch bei Teillast anzureichern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzanlage der bekannten Art zu entwickeln, bei der das Kraftstoff-Luft-Gemisch bei Vollast mit einfachen Mitteln angereichert werden kann.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgenäß daduv. . gelöst, daß zur Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemischv^rhältnisses bei Vollast das Drucksteuerventil zwei durch eine Steuermembran getrennte Druckräume aufweist, von denen der erste Druckraum über eine Druckleitung mit dem Saugrohr stromabwärts der Drosselklappe und der zweite Druckraum mit einem Referenzdrick verbunden und im ersten Druckraum eine die Ventilmembran beaufschlagende Ventilfeder und zwischen Ventilmembran und Steuer-membran eine Steuer feder angeordnet ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung dient als Referenzdruck im zweiten Druckraum der Atmosphärendruck oder der Druck im Saugrohrabschnitt stromabwärts eines Luftfilters.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Bewegung der Steuermembran durch Anschläge begrenzbar ist.

Eine andere vorteilhafte Ausgestciltung der Erfindung ist derart, daß bei Temperaturen unterhalb der Motorbetriebstemperatur die Schließkraft auf die Ventilmembran durch eine elektrisch aufheizbare-Bimetallfeder verringerbar ist.

Sin Ausführungtbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Bei der dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft zunächst durch einen nicht dargestellten Luftfilter in Pfeilrichtung durch einen Saugrohrabschnitt 1, in dem ein Meßorgan 2 in einem konischen Abschnitt 3 angeordnet ist und weiterhin durch einen Saugrohrabschnitt und einen Verbindungsschlauch 5 in einen Saugrohrabschnitt 6 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 7 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das Meßorgan 2 ist eins quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte, die sich im konischen Abschnitt 3 des Saugroh::'es nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt, wobei für eine konstante am Meßorgan 2 angreifende Rückstellkraft sowie einen konstanten .vor dem Meßorgan 2 herrschenden Luftdruck,

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der zwischen dem Meßorgan 2 und der Drosselklappe 7 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt. Das Meßorgan 2 steuert unmittelbar ein Zumeß- und Mengenteilerventil 10. Zur übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans 2 dient ein mit ihm verbundener Hebel H₂ der in einem Drehpunkt 12 gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung mit einer Nase

13 das als Steuerschieber Ik ausgebildete bewegliche Ventiiteil des Zumeß- und Mengenteilerventils 10 betätigt. Die der Nase 13 abgei^andte Stirnfläche 15 des Steuerschiebers Ik wird von Druckflüssigkeit beaufschlagt, deren Druck auf die Stirnfläche 15 die Rückstellkraft auf das Meßorgan 2 erzeugt»

Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine von einem Elekcromotor 18 angetriebene Kraftstoffpumpe 19, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 20 ansaugt und über eine Kraftstoffversorgungsleitung 21 dem Zumeß- und Mengenteilerventil 10 zuführt, Von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 zweigt eine Leitung 22 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 23. geschaltet ist_s das bei zu großem Systemdruck Kraftstoff in den Kraftstoff= behälter 20 zurückfließen läßt.

Aus der Kraftstoffversorgungsleitung 21 gelangt der Kraftstoff in einen Kanal 26 im Gehäuse des Zumeß- und Mengenteilerventils 10. Der Kanal 26 führt zu einer Ringnut des Steuerschiebers Ik und weiterhin über verschiedene Abzweigungen zu Kammern 28j so daß die eine Seite einer Membran 29 durch den Kraftstoffdruck beaufschlagt wird, Je nach Stellung des Steuerschiebers

14 öffnet die Ringnut 27 mehr oder weniger Steuerschlitze 3O₂ die durch Kanäle 31 zu je einer Kammer 32 führen, die durch die Membran 29 von der Kammer 28 getrennt ist. Aus den Kammern 32 gelangt der Kraftstoff über Einspritzkanäle 33 zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen, die in der Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordnet sind. Die Membran 29 dient als bewegliches Teil eines

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Flachsitzventiles, das durch eine Feder 34 bei nicht arbeitender Kraftstoffeinspritzanlage offen gehalten wird. Die je aus einer Kammer 28 und 32 gebildeten Membrandosen bewirken, daß unabhängig von der zwischen der Ringnut 27 und den Steuerschlitzen 30 bestehenden überdeckur.g, also unabhängig von der zu den Einspritsventilen strömenden Kraftstoffmenge das Druckgefälle an den Zumeßventilen 27,30 weitgehend konstant bleibt. Damit ist gewährleistet, daß der Verstellweg des Steuerschiebers L-: und die zugemessene Kraft stoff menge proportional sind.

Bei einer Schwenkbewegung des Hebels 11 wird das Meßorgan 2 in den konischen Abschnitt 3 des Saugronres 1 bewegt, so daß der sich zwischen MeSorgan und Konus ändernde Ringquerschnitt proportional zum Verstellweg des Meßorgans 2 ist.

Die die konstante Rückstellkraft auf den Steuerschieber I^ erzeugende Druckflüssigkeit ist Kraftstoff. Hierfür zweigt von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 eine Leitung 36 ab, die durch eine Abkopplungsdrossel 37 von einer Steuerdruckleitung 38 getrennt ist. Mit der Steuerdruckleitung 38 ist über eine Dämpfungsdrossel 39 ein Druckraum 40 verbunden, in den der Steuerschieber 14 mit seiner Stirnfläche 15 ragt.

In der Steuerdruckleitung 38 ist ein Drucksteuerventil 42 angeordnet, über das die Druckflüssigkeit durch eine Rücklaufleitung 43 drucklos zum Kraftstoffbehälter 20 gelangen kann. Durch das dargestellte Drucksteuerventil 42 ist der Druck der die Rückstellkraft erzeugenden Druckflüssigkeit temperaturabhängig und in Abhängigkeit vom Saugrohrdruck stromabwärts der Drosselklappe 7 änderbar. Das; Drucksteuerventil 42 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit einem festen Ventilsitz und einer Ventilmembran 45, die ir Schließrichtung des Drucksteuerventiles unter anderem von <_ .ner Ventilfeder 46 belastet wird. Die Ventilfeder 46 \^Tirkt über einen Ventilstift 47,

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der zwischen einem mit der Ventilmembran 45 verbundenen Auflager 48 und einem Federteller 49 angeordnet ist, auf die Ventilmembran. Bei Temperaturen unterhalb der Motorbetriebstemperatur wirkt der durch den Ventilstift 47 übertragenen Schließkraft auf das Drucksteuerventil eine Bimetallfeder entgegen, die an ihrem einen Ende während der Warmlaufphase am Federteller 49 anliegt und deren anderes Ende mit einem in das Gehäuse des Drucksteuerventiles 42 eingepreßten Bolzen verschraubt ist. Durch ein zwischen dem Bolzen 51 und der Bimetallfeder 50 liegendes Isolierstück 52 ist die Bimetallfeder weitgehend gegen Wärmeverlust durch Wärmeleitung an das Gehäuse des Drucksteuerventiles geschützt. Auf der Bimetallfeder 5C ist ein elektrischer Heizkörper 53 aufgesetzt.

Ein erster Druckraum 55 des Drucksteuerventiles 42 ist über eine Druckleitung 56 mit dem Saugrohrdruck des Saugrohrabschnittes 6 stromabwärts der Drosselklappe 7 verbunden und durch eine Steuermembran 57 von einem zweiten Druckraum 58 getrennt. Der zweite Druekraum 53 steht über eine öffnung mit der Atmosphäre in Verbindung. Parallel zur Ventilfeder ist im ersten Druekraum 55 eine Steuerfeder 60 angeordnet, die sich mit ihrer einen Seite an dem Federteller 49 und mit der gegnüberliegenden Seite über einen weiteren Federteller 6l an der Steuermembran 57 abstützt. Die Bewegung der Steuermembran 57 kann begrenzt werden einerseits durch Anliegen des Federtellers 6l an einem ersten Anschlag 62 und andererseits durch Anliegen der Steuermembran an einem zweiten Anschlag 63, der beispielsweise als Schraube ausgebildet willkürlich einstellbar sein kann.

Der zweite Druekraum 58 kann auch anstatt mit der Atmosphäre über eine gestrichelt dargestellte Leitung 64 mit dem Saugrohrabschnitt 1 stromabwärts eines nicht dargestellten Luftfilters verbunden sein. Hierdurch wird der Druckabfall am Luftfilter nicht miterfaßt, so daß mit einer kleineren Druckdifferenz an der Steuermembran 57 gearbeitet werden . kann un-i Störungen durch Verschmutzung des Luftfilters vermieden werden. 6098 47/0100 ~⁷~

Die Wirkungsweise der Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende:

Bei laufender Brennkraftmaschine wird durch die von dem Elektromotor 18 angetriebene Kraftstoffpumpe 19 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 20 angesaugt und über die Kraftstoff versorgungsleitung 21 dem Zumeß- und Mengenteilerventil zugeführt. Gleichzeitig saugt die Brennkraftmaschine über das Saugrohr 1 Luft an,, durch die das Meßorgan 2 eine gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt. Entsprechend der Auslenkung des Meßorgans 2 wird über den Hebel 11 auch der Steuerschieber l4 verschoben, der dabei einen größeren Querschnitt der Steuerschlitze 30 freigibt. Die direkte Verbindung zwischen Meßorgan 2 und Steuerschieber 14 ergibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge, sofern die Kennlinien dieser beiden Organe hinreichend linear sind, was an sich angestrebt wird. Das Kraftstorf-Luft-Gemischverhältnis würde dann über den ganz.-en Betriebsbereich des Motors konstant sein. Es ist aber erforderlich, je nach den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine das Kraftstoff-Luft-Gemischverhältnis reicher oder ärmer zu halten, was durch Änderung der Rückstellkraft auf das Meßorgan 2 erfolgt. Hierfür ist in der Steuerdruckleitung 38 das Drucksteuerventil 42 angeordnet, das durch Beeinflussung des Druckes der Druckflüssigkeit vährend der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine bis zum Erreichen der Betriebstemperatur temperaturabhängig und bei Vollasr das Kraftstoff-Luft-Gemischverhältnis beeinflußt. Die von dem Ventilstift 47 auf die Ventilmembran 45 übertragene Schließkraft bestimmt den Steuerdruck. Bei Temperaturen unterhalb der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine wirkt jedoch die Bimetallfeder 50 auf den Federteller 49 entgegen der Kraft der Ventilfeder 46 und der Steuerfeder 60, wodurch die auf die Ventilmembran 45 übertragene Schließkraft verringert wird. Unmittelbar nach dem Start erfolgt- jedoch über den elektrischen Heizkörper 53 eine Aufheizung der Bimetallfeder 50, was zur Folge hat, daß die von der Bimetallfeder 50 übertragene Kraft auf den Federteller 49 verringert wird. Die gewünschte Grundvorspannung der

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Bimetallfeder 50 kann dadurch erzielt werden, daß der Bolzen 51 verschieden tief in das Gehäuse des Drucksteuerventiles 42 eingepreßt wird.

Um nun bei mit Vollast betriebener Brennkraftmaschine zu der in Abhängigkeit von der angesaugten Luftmenge am Zumeß- und Mengenteilerventil 10 zugemessenen Kraftstoffmenge eine zusätzliche Kraftstoffmenge zur Erlangung eines reicheren Kraftstoff-Luft-Gemisches zu erhalten, wird erfindungsgemäß der Druck der Druckflüssigkeit in der Steuerdruckleitung verringert. Durch eine Verrringerung des Druckes der Druckflüssigkeit in der Steuerdruckleitung 38 verringert sich die Rückstellkraft auf das Meßorgan 2, so daß eine stärkere Auslenkung des Meßorgans und damit des Steuerschiebers 14 erfolgt, wodurch eine größere Kraftstoffmenge am Zumeßventil 27₃30 zugemessen wird.

Die Verringerung des Druckes der Druckflüssigkeit in der Steuerdruckleitung 38 erfolgt dadurch, daß bei in Vollaststellung stehender Drosselklappe 7 der Saugrohrdruck in dem Saugrohrabschnitt 6 stromabwärts der Drosselklappe 7 ansteigt, wodurch sich an der Steuermembran 57 eine Druckdifferenz'ergibt, die zu einer Verringerung der Kraft der Steuerfeder 60 auf den Ventilstift 47 und damit der Schließkraft auf die Ventilmembran 45 führt. Die Steuermembran 57 liegt bei Vollast an dem zweiten Anschlag 63 an.

Sinkt bei einer in Teillaststellung stehender Drosselklappe der Saugrohrdruck stromabwärts der Drosselklappe J₃ so ergibt sich an der Steuermembran 57 eine Druckdifferenz, die zu einer Vergrößerung der Schließkraft auf die Ventilmembran führt,wodurch der Steuerdruck in der Steuerdruckleitung 33 ansteigt und an den Zumeßventilen 27,30 eine geringere Kraftstoff menge zugemessen wird. Hierdurch ergibt sich im Teillastgebiet ein ärmeres Kraftstoff-Luft-Gemisch als im Vollastgebiet.

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Claims

Ansprüche

( 1.) Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in da?. Saugrohr, in dem ein Meßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Meßorgan entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eino Rückstellkraft bewegt wird und dabei das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffversorgungsleitung angeordneten Ventils für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt und bei der die Rückstellkraft durch Druckflüssigkeit erzeugt wird, die kontinuierlich unter konstantem, jedoch willkürlich änderbarem Druck durch eine Steuerdruckleitung gefördert einen die Rückstellkraft übertragenden Steuerschieber beaufschlagt und deren Druckänderung durch mindestens ein in Abhängigkeit von Motorkenngrößen steuerbares Drucksteuerventil erfolgt, das als Plaehsitsventil mit einer Ventilmembran als beweglichem Ventilteil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemischverhältnisses bei Vollast das Drucksteuerventil (42) zwei durch eine Steuermeuibran (57) getrennte Druckräume (55_a58) aufweist, von denen der erste Druckraum (5?) über eine Druckleitung (56) mit dem Saugrohr (6) stromabwärts der Drosselklappe (7) und der zweite Druckraum (58) mit einem Referenzdruck verbunden und im ersten Druckraun (55) eine die Ventilmembran (45) beaufschlagende Ventilfeder (46) und zwischen Ventilmembran

(45) und Steuermembran (57) eine Steuerfeder (60) angeordnet

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2. Kraft stoffeinspritzanlage nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet j daß als Referenzdruck im aweiten Druckraum (58) der Atmosphärendruck dient.
3· Kraft stoffeinspritzanlage nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzdruck im zweiten Druckraum (58) der Druck im Saugrohrabschnitt (1) stromabwärts eines Luftfilters dient.
4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Steuermembran (57) durch Anschläge (62_S63) begrenzbar ist.

5- Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Temperaturen unterhalb der Motorbetriebstemperatur die Schließkraft auf die Ventilmembran (45) durch eine elektrisch aufheizbare Bimetallfeder (50) verringerbar ist. ·.,

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