DE1284153B

DE1284153B - Einrichtung fuer die Regelung der Brennstoffzufuhr zu einer fremdgezuendeten Einspritz-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1284153B
Application number: DED47557A
Authority: DE
Inventors: Jackson Harald
Original assignee: Deutsche Tecalemit GmbH
Current assignee: Deutsche Tecalemit GmbH
Priority date: 1965-02-26
Filing date: 1965-06-21
Publication date: 1968-11-28
Also published as: BE677015A; GB1140903A; GB1140904A; GB1140902A; BE677016A; DE1751620A1; GB1140901A; BE677014A; SE345499B; AT278536B; SE333274B; FR1475626A; NL6511490A; US3395682A; JPS4838647B1; ES315188A1; AT277665B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für die Regelung der Brennstoffzufuhr zu einer fremdgezündeten Einspritz-Brennkraftmaschine.

Bei derartigen Einrichtungen ist es bekannt, ein von Unterdruck in der Ansaugleitung beaufschlagtes, in einer Kammer angeordnetes nachgiebiges Glied vorzusehen, das mit dem Zumeßglied für den Brennstoff verbunden ist, wobei der Kammer der Unterdruck über eine Drosselstelle vermittelt wird und ein vom Unterdruck in der Kammer beaufschlagtes und in seiner Öffnungseinrichtung durch Federkraft belastetes Ventil vorgesehen ist, das mit einem unmittelbar unter der Wirkung des Unterdruckes in der Ansaugleitung stehenden Betätigungsorgan gekuppelt ist und dabei das Ventil in seiner Offenstellung die Kammer mit einer in die Atmosphäre führenden Leitung verbindet.

Die bei diesen bekannten Einrichtungen vorgesehenen Zumeßglieder oder Dosierventile besitzen einen wesentlichen Nachteil insofern, als die Wirkung der Reibung zwischen dem Kolben und den Wänden der zylindrischen Kolbenkammer zu einer ungenauen Zumessung des Brennstoffes führt; insbesondere, wenn der Kolben und/oder sein Zylinder sich während des Betriebes abnutzen, sind keine konstanten Verhältnisse für die Brennstofförderung gegeben, die im Interesse eines einwandfreien und sparsamen Betriebes erforderlich sind.

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Ventilanordnung zur Förderung des Brennstoffes zu schaffen, bei der fehlerhafte Förderungen auf Grund der zwischen Kolben und Zylinder bestehenden Reibung vermieden sind.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise das Ventil durch den in der Kammer herrschenden Unterdruck in Schließrichtung beaufschlagt ist und daß die das Ventil in Öffnungsrichtung belastende Federkraft durch mindestens eine Feder aufgebracht wird, wobei sich die eine Feder an dem in der Kammer angeordneten nachgiebigen Glied abstützt und ein Gleichgewicht der Kräfte aus dem auf das Betätigungsorgan wirkenden Unterdruck und der Feder bzw. der Federn herrscht.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß in an sich bekannter Weise ein aus einer elastischen Membran bestehendes Betätigungsorgan vorgesehen ist, das mit dem Ventil derart verbunden ist, daß bei sich erhöhendem Unterdruck die Membran in Schließstellung des Ventils durchgebogen wird. _so

Weiter ist vorteilhaft, daß das Ventil ein Plattenventil ist, dessen eine Seite über eine Stange mit der Membran verbunden ist, und das durch eine auf seiner anderen Seite angreifende, auf den Boden des das nachgiebige Glied bildenden Kolbens abgestützte Feder beaufschlagt ist.

Ein weiteres Merkmal kennzeichnet sich dadurch, daß in an sich bekannter Weise das Steuerventil für den Brennstoff ein nockenbetätigtes Drehventil ist, das mit dem Kolben durch eine die Kolbenbewegung in eine Drehbewegung des Ventils übersetzende Kupplung verbunden ist.

Weiter ist von Bedeutung, daß auf der der Feder entgegengesetzten Seite der Membran eine von außen einstellbare Feder angeordnet ist.

Schließlich ist noch vorteilhaft, daß in an sich bekannter Weise der Brennstoff über Zufluß- und Rückflußleitungen im Kreis geführt ist und die Einspritzdüsen von der Zuflußleitung gespeist sind und in dem Ansaugkanal vor den Zylindereinlaßventilen liegende Austrittsöffnungen aufweisen, und daß in ebenfalls bekannter Weise das Zumeßglied für den Brennstoff in der Zuflußleitung oder der Rückflußleitung angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Ausführungsform des die Brennstofförderung steuerndenZumeßgliedes gibtauf Grund ihrer konstruktiven Ausführung Gewähr dafür, daß die zwischen Kolben und Zylinder auftretende Reibung vernachlässigbar ist.

Die Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, und es bedeutet

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 2 eine Darstellung des Brennstoff-Zumeßventils gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine andere Ansicht im Teilschnitt des Ventils gemäß F i g. 2 und

Fig. 4 einen Querschnitt gemäß Linie VII-VII in Fig. 2.

Das System gemäß Fig. 1 besitzt eine Brennstoffringleitung mit einem Zuflußzweig 1 und einem Rückflußzweig 2. Der Zuflußzweig 1 enthält eine Verteilerkammer 3, die zu den Einspritzvorrichtungen 5 führende Anschlüsse aufweist. Der Rückflußzweig 2 erstreckt sich von der Kammer 3 zu einer mit Entlüftung versehenen Schwimmerkammer 6, die ein Schwimmventil 7 besitzt, das den Zufluß des Brennstoffs zu der Schwimmerkammer aus einer Versorgungsleitung 8 steuert. Die Versorgungsleitung 8 ist mit dem Tank über eine übliche Brennstoffpumpe verbunden; die Brennstoffpumpe und der Tank sind nicht dargestellt.

Eine von dem Motor angetriebene Pumpvorrichtung 9 fördert den Brennstoff aus der Schwimmerkammer 6 in die Zuflußleitung 1 mit einem von der Motordrehzahl abhängenden Druck. Die Pumpvorrichtung 9 besitzt eine Vorpumpe 10, die den Brennstoff einer Hauptpumpe 11 mit einem durch ein Begrenzungsventil 12 bestimmten Druck zufuhrt. Das Ventil 12 liegt zwischen dem Ausgang der Vorpumpe 10 und der Schwimmerkammer 6. Der Ausgang der Hauptpumpe 11 führt in den Zuflußzweig 1, der ein Brennstoff-Zumeßventil 13 enthält, das durch das Vakuum des Ansaugrohres des Motors gesteuert wird über eine Öffnung 14, um den Querschnitt einer in dem Zuflußzweig liegenden Öffnung zu verändern und dadurch den Brennstofffluß zur Kammer 3 und zu den Einspritzdüsen 5 in Abhängigkeit von dem Ansaugvakuum einzustellen. Der Zuflußzweig 1 ist an den Boden der Verteilerkammer 3 angeschlossen; der Brennstoff fließt über ein Filter 15 in die Kammer, bevor er zu den Anschlüssen 4 der Einspritzvorrichtungen und zum Rückflußzweig 2 gelangt. Der Ausgang der Kammer 3 zum Rückflußzweig 2 enthält eine Drossel 16 und liegt im höchsten Punkt der Kammer und damit über den Anschlüssen 4 für die Einspritzvorrichtung.

Der Rückflußzweig 2 kann direkt mit der Schwimmerkammer 6 verbunden sein; er kann auch ein Steuerventil 17 für den Motorleerlauf, ein Steuerventil 18 für die Motorbeschleunigung oder beide Ventile 17, 18 enthalten, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Bei normalen Betriebsbedingungen des Motors, bei denen dieser mit einer ständigen Drehzahl bei teilweise geöffneter Drosselklappe und einem teilweisen Vakuum

im Ansaugrohr läuft, fördert die Pumpvorrichtung 9 Brennstoff mit einem von der Motordrehzahl abhängigen Druck in den Zuflußzweig 1. Das Drossel- oder Zumeßventil 13 wirkt als veränderliche Drossel und bewirkt eine Drosselung des Brennstoffflusses zur Verteilerkammer 3, wobei die Drosselung bestimmt wird durch das herrschende Vakuum im Ansaugrohr.

Aus der Verteilerkammer 3 teilt sich der Brennstofffluß zwischen den Anschlüssen 4 und dem Rückflußzweig 2 in Abhängigkeit von der Drossel 16, die im Auslaß des Rückflußzweiges 2 vorgesehen ist, und von den Egalisierungsdrosseln in den Einspritzvorrichtungen. Die Anordnung des Anschlusses der Verteilerkammer für den Rückflußzweig 2 in einer Ebene oberhalb der Anschlüsse 4 bewirkt, daß Gas- oder ig Lufteinschlüsse im Brennstoff über den Rückflußzweig 2 und nicht über die Anschlüsse 4 und damit über die Einspritzvorrichtungen 5 abgeführt werden.

Unter diesen stetigen Motorbedingungen sind das Ventil 17 für den Motorleerlauf und das Ventil 18 für die Motorbeschleunigung offen, und der Brennstoff fließt zurück zu der Schwimmerkammer 6. In der Schwimmerkammer 6, und zwar gegenüber den Anschlüssen des Rückflußzweiges 2 und des Drosselventils 12, befindet sich eine Prallplatte 19, gegen die der aus diesen Zuflüssen eintretende Brennstoff strömt; er tritt dann nach aufwärts durch die Schwimmerkammer ein über eine Überlaufwand 20 in den Zuflußteil der Schwimmerkammer, der das Schwimmerventil 7 enthält. Die Prallplatte 19 zusammen mit dem Überlauf 20 verhindern das Entstehen einer Turbulenz des Brennstoffs in demjenigen Teil der Schwimmerkammer, aus dem die Pumpvorrichtung 9 gespeist wird. Eine Turbulenz würde eine unerwünschte Zumischung von Gas zu dem Brennstoff bewirken, der der Pumpvorrichtung 9 zugeführt wird. Jeder Gaseinschluß im Brennstoff wird auf dem Weg von der Prallplatte zum Überlauf 20 ausgeschieden und über eine Entlüftung 21 im Dach der Schwimmerkammer 6 abgeleitet.

Das Zumeßventil 13 wird im einzelnen in F i g. 2 bis 4 gezeigt. In einem Gehäuse 60 sind Kammern 61, 62 angeordnet. Die Kammer 62 ist praktisch rechteckig im Querschnitt und ist auf einer Seite durch eine Platte 64 gemäß F i g. 4 verschlossen; in einem versteckten Teil der gegenüberliegenden Wandung ist eine zylindrische Öffnung 65 für ein Zumeßventil 66 angeordnet. Das Zumeßventil 66 besitzt ein rohrförmiges Glied 67, das zwischen seinen Enden einen V-förmigen Schlitz 68 aufweist, der sich annähemd diametral über das Glied 67 erstreckt. Das rohrförmige Glied 67 ist in einer Hülse 69 aufgenommen und mittels einer Federscheibe 70 gehalten, die in den Umfang des Gliedes 67 eingreift und an der Stirnfläche der Hülse 69 anliegt, so daß der V-förmige Schlitz 68 axial mit einer rechteckigen Öffnung 71 in der Wandung der Hülse 69 ausgerichtet ist. Das Ventilglied 67 ist eng an der Hülse 69 geführt, kann sich jedoch in ihr drehen, um den V-förmigen Schlitz 68 und die Öffnung 71 zur Deckung zu bringen zwecks Bildung einer in ihrer Größe regelbaren Zumeß- oder Dosieröffnung. Die Breite der Öffnung 71 entspricht der größten Breite des V-förmigen Schlitzes 68.

Die periphere Länge der Öffnung entspricht ungefähr der Hälfte der peripheren Länge des Schiitzes 68.

Das Röhrenteil 67 ist am Ende 72 geschlossen, und die Hülse 69 ist in der Öffnung 65 derart angeordnet, daß das geschlossene Ende des rohrförmigen Gliedes 67 sich über die Hülse in die Kammer 62 erstreckt.

Auf der Peripherie der Hülse 69 ist eine in Verbindung mit der Öffnung 71 stehende ringförmige Ausnehmung 73 angeordnet, die mit einem Durchgang 74 in der Wandverdickung der Kammer 62 in Verbindung steht und zu einer Einlaßöffnung 75 führt, die Brennstoff aus der Pumpe 11 gemäß F i g. 1 erhält. O-Ringe 76 an jeder Seite der Ausnehmung 73 verhindern ein Leckwerden zwischen der Hülse 69 und der Bohrung der Öffnung 65.

Das offene Ende des rohrförmigen Gliedes 67 führt zu einer Auslaßöffnung 77, die an die Brennstoffverteilerkammer 3 gemäß F i g. 1 angeschlossen ist. Auf diese Weise steuert die Fläche der Dosieröffnung, die durch den V-förmigen Schlitz 68 und die Öffnung 71 bestimmt ist, die Brennstoffmenge, die zu den Einspritzvorrichtungen 5 gefördert wird. Durch die Anordnung, daß der Querschnitt der Dosieröffnung sich vergrößert mit dem Ansteigen des Vakuums des Motors, kann die Brennstoffzufuhr zu den Einspritzvorrichtungen 5 in Abhängigkeit von dem Ansaugvakuum des Motors gesteuert werden. Eine solcheSteuerung des Dosierventils 66 wird bewirkt durch einen Nocken 78, der auf einem Stift 79 schwenkbar ist, der in der Wand der Kammer 62, in der sich die Öffnung 65 befindet, aufgenommen ist. Die Fläche des Nockens 78 arbeitet mit einer Nockenrolle 80 zusammen, die von einem Arm 81 getragen wird, der auf dem Ende 72 des in die Kammer 62 hineinragenden Ventilgliedes 67 festgeklemmt ist. Die Hülse 69 ist an ihrem dem offenen Ende des Ventilgliedes 67 benachbarten Ende als Zahnrad 82 ausgebildet, das mit einer Schraube 83 in Eingriff steht, die in dem die Auslaßöffnung 77 enthaltenden Deckel 84 montiert ist. Auf diese Weise bewirkt die Schwenkbewegung des Nockens 78 um den Stift 79 eine Drehung des Ventilgliedes 67 in der Hülse 69; diese Drehung bewirkt eine Änderung des Querschnitts der Öffnung 71, der nicht von dem V-Schlitz 68 abgedeckt ist, wie später beschrieben ist.

Ein Hebel 85 ist an einem Ende des Nockens 78 schwenkbar angeordnet, dessen anderes Ende durch eine öffnung in der Wand der Kammer 62 gegenüber dem Ventil 66 hindurchragt und schwenkbar um einen Ansatz 87 ist, der am Kopf eines Hohlkolbens 88 befestigt ist, der gleitend in einer zylindrischen Kammer eines Gehäuses 89 aufgenommen ist, das eine Servosteuerung für das Ventil besitzt. Das Gehäuse 89 bildet eine äußere Kammer 90 und eine Kammer 91 zwischen den Kammern 61 und 90. Die Kammer 91 ist über einen Durchgang 92 mit der Kammer 61 verbunden und bildet einen Ventilsitz 93 für ein Plattenventil 94, das die Verbindung zwischen den Kammern 61 und 91 steuert. Das Ventil 94 liegt gegen das eine Ende eines Stiftes 95 an, der sich gleitend durch eine eng passende Durchbohrung 96 zwischen den Kammern 91 und 90 erstreckt. Das andere Ende des Stiftes 95 wird von einer federnden Membran 97 beaufschlagt, die die Kammer 90 in zwei Teilräume 98 und 99 unterteilt, von denen der letztere eine durch eine Schraube 101 einstellbare Feder 100 besitzt, die auf der Membran 97 aufliegt.

Der Kolben 88 wird gegen die Öffnung 86 durch eine Feder 102 gedrückt, deren eines Ende gegen den Kolbenboden anliegt und deren anderes Ende auf einer Kappe 103 aufliegt, die mit einem Stift 104 versehen ist, der gegen das Ventil 94 anliegt. Eine ver-

hältnismäßig schwache Gegendruckfeder 105 liegt zwischen dem äußeren Ende der Kammer 61 und der Bodenfläche des Kolbens 88.

Das Gehäuse 89 besitzt drei Öffnungen 106, 107, 108. Die Öffnung 106 steht über eine Drossel 109 mit S dem äußeren Ende der Kammer 61 in Verbindung; die Öffnung 107 steht mit der Kammer 91 und die Öffnung 108 mit dem Teilraum 98 der Kammer 90 in Verbindung. Die Öffnungen 106 und 108 sind dem Ansaugvakuum des Motors ausgesetzt, während die Öffnung 107 in die Atmosphäre führt.

Das Zumeß- oder Dosierventil arbeitet wie folgt: Wenn der Motor mit einem teilweisen Ansaugvakuum arbeitet, sind der Kolben 88 und der Raum 98 diesem Ansaugvakuum ausgesetzt. Das Vakuum in dem Raum 98 biegt die Membran 97 durch und erhöht den Schließdruck des Ventils 97 und verringert damit den Zutritt der Atmosphäre aus der öffnung 107 über das Ventil in die Kammer 61 und erhöht damit das Vakuum in dieser Kammer. Hierdurch hebt sich der Kolben 88 von der Öffnung 86 und drückt die Feder 102 zusammen, die einen Lüftungsdruck auf das Ventil 94 ausübt und hierdurch den Zutritt der atmosphärischen Luft der Kammer 61 zu vergrößern sucht, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen den auf das Ventil 94 wirkenden Kräften eingetreten ist.

Die auf das Ventil 94 wirkenden Schließkräfte werden gebildet aus der konstanten Kraft F₁ der Feder 100 und aus dem Ansaugvakuum V, multipliziert mit der Fläche A der Membran 97. Im Gleichgewicht werden diese Schließkräfte ausgeglichen durch die entgegengesetzt wirkende Lüftungskraft F₂ der Feder 102. Im Gleichgewicht besteht also folgende Gleichung:

V-A =F₂.

³⁵

Mit anderen Worten, die Stellung des Kolbens hängt ab von dem Ansaugvakuum des Motors, wobei die Reibung zwischen dem Kolben 88 und der Kammerwand 61 vernachlässigt werden kann. Bei Bewegung des Kolbens 88 in Abhängigkeit von der Veränderung des Ansaugvakuums wird der Nocken 78 gedreht, und er bewegt hierbei die Nockenwelle 80 und dreht das Ventil 72 und verändert damit den Querschnitt der Zumeßöffnung, gegeben durch den V-förmigen Schlitz 68 und die öffnung 71. Bei Erhöhung des Ansaugvakuums führt die Bewegung des Kolbens 88 zu einer Vergrößerung des Querschnitts der Dosieröffnung und damit zu einer Vergrößerung der Brennstoffzufuhr zu der Verteilerkammer 3 und den Einspritzvorrichtungen 5.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung für die Regelung der Brennstoffzufuhr zu einer fremdgezündetenEinspritz-Brennkraftmaschine, bei welcher ein vom Unterdruck in der Ansaugleitung beaufschlagtes, in einer Kammer angeordnetes nachgiebiges Glied mit dem Zumeßglied für den Brenstoff verbunden ist, wobei der Kammer der Unterdruck über eine Drosselstelle vermittelt wird und ein vom Unterdruck in der Kammer beaufschlagtes und in seiner Öffnungsrichtung durch Federkraft belastetes Ventil vorgesehen ist, das mit einem unmittelbar unter der Wirkung des Unterdruckes in der Ansaugleitung stehenden Betätigungsorgan gekuppelt ist und dabei das Ventil in seiner Offenstellung die Kammer mit einer in die Atmosphäre führenden Leitung verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Ventil (94) durch den in der Kammer (61) herrschenden Unterdruck in Schließrichtung beaufschlagt ist und daß die das Ventil in Öffnungsrichtung belastende Federkraft durch mindestens eine Feder (102) aufgebracht wird, wobei sich die eine Feder an dem in der Kammer (61) angeordneten nachgiebigen Glied (88) abstützt und ein Gleichgewicht der Kräfte aus dem auf das Betätigungsorgan (97) wirkenden Unterdruck und der Feder (102) bzw. der Federn (102 und 100) herrscht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein aus einer elastischen Membran bestehendes Betätigungsorgan (97) vorgesehen ist, das mit dem Ventil (94) derart verbunden ist, daß bei sich erhöhendem Unterdruck die Membran (97) in Schließstellung des Ventils (94) durchgebogen wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (94) ein Plattenventil ist, dessen eine Seite über eine Stange (95) mit der Membran (97) verbunden ist und das durch eine auf seiner anderen Seite angreifende, auf dem Boden des das nachgiebige Glied bildenden Kolbens (88) abgestützte Feder (102) beaufschlagt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Steuerventil für den Brennstoff ein nockenbetätigtes Drehventil ist, das mit dem Kolben (88) durch eine die Kolbenbewegung in eine Drehbewegung des Ventils übersetzende Kupplung (72 bis 85) verbunden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Feder (102) entgegengesetzten Seite der Membran (97) eine von außen einstellbare Feder (100) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5 für eine mit niedrigem Brennstoffdruck arbeitende Einspritzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Brennstoff über Zufluß- und Rückflußleitungen (1, 2) im Kreis geführt ist und die Einspritzdüsen (5) von der Zuflußleitung (1) gespeist sind und in dem Ansaugkanal vor den Zylindereinlaßventilen liegende Austrittsöffnungen aufweisen und daß in ebenfalls bekannter Weise das Zumeßglied (13) für den Brennstoff in der Zuflußleitung (1) oder der Rückflußleitung (2) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen