DE2044595A1 - Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem induktiven Druckwandler - Google Patents

Description

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7.9.1970 Lr/Ga

Anlage zur

ROBEPT BOS G H GMBH, Stuttgart

Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem induktiven Druckwandler

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für ein« Brennkraftmaschine mit einer elektronischen, einen aonostabilen Multivibrator enthaltenden Steuereinrichtung und mit mindestens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventil, das synchron zu den Umdrehungen der Brennkraftmaschine von der Steuereinrichtung geöffnet und während eines von einem Ausgangrimpuls des Multivibrators abhängigen, von der Steuereinrichtung gelieferten elektrischen Öffnungsimpulses offengehalten v/ird, und ferner mit einen pneumatisch-elektrischen Druckwandler, der in seinem an das Ansaugrohr der Bx^ennkraftaaschinc angeschlossenen Gehäuse eine evakuierte Druckdose,

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einen iait dieser gekuppelten Eisenkern und eine feststehende, in ihrer Induktivität von der Stellung des Eisenkerns abhängige Wicklung enthält, die mit dem Multivibrator verbunden ist υιιά die jeweilige Dauer der Öffnungsimpulse bestimmt.

Bei derartigen. Kraftstoff-Einspritzanlagen kann die während jedes Ansaughubes in einen Zylinder der Brennkraftmaschine gelangende Kraftstoffmenge dsa Jeweiligen Arbeitsbedingungen eo angepaßt werden, daß die Schadstoffe im Abgas der Brennkraftmaschine auch bei hoher Leistung und guter Ausnutzung der Maschine nur sehr geringe Werte aufweisen. Damit der durch das Kennfeld der Brennkraftmaschine festgelegte Zusammenhang zwischen dem im Ansaugrohr hinter der Drosselklappe herrschenden Ansaugluftdruck und der Einspritzmenge eingehalten werden kann_f ist es notwendig, den Multivibrator und den Druckwandler durch Vergleich mit einem Normgerät abzugleichen.

Seither wird dieser Abgleich getrennt am Multivibrator und am Druckwandler durchgeführt. In beiden Fällen wirkte sich jedoch als Vergleichsgröße nicht die Induktivität des Normdruckwandlers allein₄ sondern die sich aus dsssen Induktivität und einem in der Schaltung vorhandenen Widerstandsnetswerk herleitende 'ieitkonstante als maßgebliche Grb'ßs aus. Diese ist jedoch einer physikalischen Messung nur ätixw&r sugkAgiioh. Deshalb kaum man die alfi Normalien verwexuUi' m 1h-i<.vK."Drrac.kt.z:Al&r ;ij zhx mit der er/orderlichan Genauigkeit: hersi-ftllen, ÄuSsrdem unterliegen dia physikalischea Werte diesec töorm-Bruckwandler taitlichen -Sö&WÄjakutigen, «eiche nur 3^₁Ke;¹ erfaßbar aind, Ir* da.» Bestr®- bsa, ditise Schwierigkeit er, ":u vor-meiden, vrrirde der Brfisdus^ dl« .iiit£ä:bt «ugru;;diigdlegt , ain^m as Maltlviru^irnr und stm

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Impulsdauer unmittelbar zu messen. Eine solche Zeitmessung kann unter Verwendung von handelsüblichen Geräten ohne Schwierigkeiten mit einer Genauigkeit von 1 · 10~ see gemessen werden. Diese Aufgabe läßt sich erfindungsgemäß dadurch lösen, daß der Multivibrator am oder im Gehäuse des Druckwandlers fest eingebaut ist und elektrische Mittel, insbesondere auf mechanischem Wege einstellbare Viaerstände enthält, mit welchen der betriebsbereit mit der Wicklung verbundene Multivibrator für vorgegebene Druckwerte auf Ausgangsimpulse festgelegter, diesen Druckwerten zugeordneter Dauer abgleichbar ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles, einer Saugrohr-Benzineinepritzanlape, näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Einspritzeinrichtung in einem Übersichtsbild und in teilweise schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den in der Einrichtung nach Fig. 1 verwendeten Druckwandler mit eingebautem Steuermultivibrator.

Die Benzineinspritzanlage ist zum Betrieb einer Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine 10 bestimmt und umfaßt als wesentliche Bestandteile vier elektromagnetisch betätigbare Einspritzventile 11 mit Je einer zu einem Verteiler 12 führenden Benzinleitung 131 eine elektromotorisch angetriebene Kraftstoff-Förderpumpe 151 einen Druckregler 16 sowie eine im folgenden näher beschriebene Steuereinrichtung, die durch einen mit der Nockenwelle 17 der Brennkrai" tmaschine gekuppelten Signalgeber 18 bei jeder NockenwollenuiLdrehung zweimal ausgelöst wird und dann Je einen rechteckförmigen elektrischer Öffnungsimpuls 19 für die Einspritzventile 11 liefert. Die in der Zeichnung angedeutete

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zeitliche Bauer T. der öffnungsimpulae bestimmt die Öffnungsdauer der Einspritzventile und demzufolge diejenige Kraftstoffmenge, welche während der jeweiligen Öffnungsdauer aus dem Innenraum der unter einem praktisch konstanten Kraftstoffdruck von 2 atü stehenden Einspritzventile 11 austritt.

Zur Erzeugung der Öffnungsimpulse 19 ist in der Steuereinrichtung ein inonoBtabiler Steuermultivibrator 20 vorgesehen, der

ψ einen im Ruhezustand stromleitenden Eingangstransistor 21 und einen an dessen Kollektor über einen Widerstand 22 mit seiner Basis angeschlossenen, im Ruhezustand gesperrten Ausgangstransistor 23 und außerdem ein die jeweilige Impulsdauer T. bestimmendes Zeitglied enthält. Dieses besteht aus einem Transformator, dessen Primärwicklung 24 in Reihe mit einem Widerstand 25 zwischen dem Kollektor und der für die elektronische Steuereinrichtung gemeinsamen Plusleitung 26 liegt» Die Sekundärwicklung 27 ist induktiv mit der Primärwicklung über ein verstell·=- bares, als Weicheisenkern ausgebildetes Kraftlinienleitstück gekoppelt» das von einer an das Ansaugrohr 30 der Brennkraftmaschine angeschlossenen Druckdose 31 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles aus dem in Fig. 1 nicht dargestellten Eisen-

" mantel des Transformators herausgezogen wird, wenn der absolute Luftdruck im Ansaugrohr 30, beispielsweise durch Schließen der Drosselklappe 32, verringert wird. Bei steigendem Druck im Aneaugrohr 30 wird das Kraftlinienleitstück 28 unter der Wirkung nicht dargestellter Federn in der Gegenrichtung bewegt und vergrößert dann die Induktivität des als Zeitglied wirkenden Transformators. Die Sekundärwicklung 2? ist einerseits an den Verbindungspunkt P zweier Widerstände 33 und 34 angeschlossen, die als Spannungsteiler zwischen der mit Masse .verbundenen Minualeitung 35 und der Plusleitung 26 angeordnet sind. Mit ihrem anderen Wicklungsende ist die Sekundärwicklung 2? über eine Diode 36 an die Basis des Eingangstransistors 21 angeschlos-

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sen, welcher ebenso wie der Ausgangstransistor 24 zum npn-Typ gehört und daher mit 3einem Emitter an die Minusleitung 35 angeschlossen ist.

Der zum Auslösen des Steuermultivibrators 20 dienende Signalgeber 18 ist im Gehäuse eines nicht dargestellten,¹ zur Hochspannungszündanlage der Brennkraftmaschine gehörenden Zündverteilers untergebracht und enthält im einzelnen einen einhöckrigen Nocken 37 * welcher auf der bei 38 angedeuteten Verteilerwelle sitzt und mit zwei Kontakthebeln 40 und 41 zusammenarbeitet. Die Kontakthebel sind über Je einen Widerstand 42 bzw. 43 an die Plusleitung 26 angeschlossen und jeweils mit einer der Elektroden eines von zwei Differenzierkondensatoren 44 bzw. 45 verbunden. Sie werden abwechslungsweise vom Schaltnocken 37 gegen einen der feststehenden und mit der Masseleitung 35 verbundenen Schaltkontakte 46 bzw. 47 gedrückt und in dieser Schließstellung während einer halben Umdrehung der Verteilerwelle 33 gehalten.

Bei jedem Schließvorgang wird der Steuermultivibrator 20 in seinen instabilen Kippzustand gebracht, dessen Dauer die Impulslänge Tj ergibt und von der jeweils vom Kraftlinienleitetück eingestellten Induktivität abhängt. Um im Auslösezeitpunkt den Eingangstransistor 21 sperren zu können, sind die Kondensatoren 44 und 45 über je eine Diode 48 bzw. 49 mit der Basis des Eingangstransistors und außerdem über je einen Ladewiderstand 50 bzw. 51 mit der Minusleitung 35 verbunden. Solange ihre augehörigen Kontalcthebel 40, 41 sich in der Offenstellung befinden, können sich die Differenzierkondensatoren 44, 45 jeweils aufladen und ihre Ladung in den Schließaseitpunkten ihrer Kontakthebel zur Sperrung des Eingangstrancistors 21 abgeben. Sobald der Eingangstransistor 21 in den Sperrzuatand übergeht, wird der Ausgangstransistor 23 in seinen

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stromleitenden Zustand gebracht. Sein die Primärwicklung 24 durchfließender, exponentiell ansteigender Kollektorstrom erzeugt in der Sekundärwicklung 27 eine Rückkopplungsspannung, welche den Eingangstransistor 21 über den jeweiligen Schließzeitpunkt hinaus noch solange gesperrt hält, bis die Rückkopplungsspannung unter einen durch das Potential des Spannungsteilerabgriffs P festgelegten Wert absinkt, bei welchem der Eingangstransistor wieder in seinen ursprünglichen leitenden Zustand zurückkehren kann. Während des stromleitenden Zustandes des Ausgangetransistors 23 entsteht der bei 19 angedeutete öi'fnungsimpuls für die Einspritzventile.

Zur Stromversorgung dieser Ventile ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein Leistungstransistor 54 vorgesehen, welcher über einen schematisch mit unterbrochenen Linien angedeuteten Verstärker 52 an den im Kollektorkreis des Ausgangstransistors 23 liegenden Widerstand 25 angeschlossen und an seinem Kollektor über ^e einen Entkopplungswiderstand 55 mit den Magnetwicklungen 57 der Ventile 11 verbunden ist.

Die beiden Wicklungen 24 und 27 sowie das Kraftlinienleitstück 28 und die evakuierte Druckmeßdose 31 sind in dem an das Saugrohr 30 der Brennkraftmaschine anschließbaren Gehäuse des in Fig. 2 in seinem Längsschnitt und vergrößert wiedergegebenen, pneumatisch-elektrischen Druckwandlers der Einspritzanlage untergebracht. Das Gehäuse des Druckwandlers besteht aus zwei Gehäuseteilen 60, 61, die ineinandergreifen und durch einen O-Ring 62 gegeneinander abgedichtet sind. Ihr hermetisch abgeschlossener Innenraum 63 kann über einen Anschlußstutzen 64 und ein Rückschlagventil 65 mit dem Saugrohr 30 verbunden werden. An einer an der Gehäusehälfte 60 befestigten Querplatte ist ein Weicheisenmantel 68 festgeschraubt, der einen Querschnitt in Form eines Doppe1-ü hat und als Wickelbandkern aus-

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geführt ist. Er umschließt die beiden konzentrisch zueinander angeordneten Wicklungen 24 und 27, welche Bestandteile des induktiven Zeitgliedes des Multivibrators 20 sind. Der Eisenmantel 68 enthält an den beiden Stirnseiten -$e Bohrungen 72» 73» in welchen der zylindrisch ausgebildete, bei der Beschreibung des Multivibrators 20 erwähnte, als Kraftlinienleitstück dienende Eisenkern 28 in Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist. Dieser Eisenkern ist radial durch eine obere Blattfeder 7^ und eine untere Blattfeder 75 geführt und über eine nicht näher gezeichnete Stützpfaime gegen die obere Meabranwand 76 einer Druckdose 78 abgestützt, welche mit einer zweiten, ebenfalls evakuierten Druckdose 79 in Heihe geschaltet ist. Diese stützt sich ihrerseits gegen eine Einstellschraube 80 ab, welche in einer von einer Tellerfeder 81 gehaltenen Nabe 82 geführt wird. Je niedriger der Luftdruck im Ansaugrohr 30 der Brennkraftmaschine wird, um so mehr dehnen sich die beiden Druckdosen 78 und 79 gegen die Kraft einer am Eisenkern 28 angreifenden Druckfeder 83 aus und verschieben dabei den Eisenkern aus dem Eisenmantel 68heraus, wobei sich der Luftspalt zwischen dem Weicheisenkern und der Wand der Bohrung 73 zunehmend vergrößert. Bei dieser Axialbewegung des Eisenkerns 28 wird die Induktivität der Wicklungen 24 und 27 stark verringert.

Um in der eingangs beschriebenen Weise einen gemeinsamen Abgleich des Druckwandlers und des Multivibrators zu ermöglichen, ist am oberen Gehäuseteil 60 eine "asche 90 vorgesehen, welche den in Form eines integrierten Schaltkreises ausgebildeten, auf einer Trägerplatte 91 sitzenden Multivibrator 20 aufnimmt. Nach dem Abgleich wird die Tasche 90 luftdicht mit einer Vergußmasse 92 ausgegossen. Wie im Schaltbild nach Fig. 1 angedeutet, sollen die beiden Kollektorwiderstände 25 und 29 des Eingangstransietors 21 und des Ausgangstransistors 23 sowie die beiden Po-

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tentioneterwiderstande 31 und 34 als mechanisch verstellbare Widerstände .ausgebildet sein. Hierzu ist vorgesehen, daß diese Widerstände in Form von Dickschichtwiderständen, wie bei 94, 95 angedeutet, auf der Trägerplatte 91 derart angeordnet sind, daß sie beispielsweise durch Beschleifen, Sandstrahlen oder durch eine andere mechanische Bearbeitung auf den erforderlichen Widerstandswert gebracht werden können. Bei diesen Abgleicharbeiten wird der D.ruckwandlerinnenraum 63 auf vorgegebene Druckwerte abgesaugt. Die sich dann einstellende Induktivität der Wicklungen 24 und 27 bestimmt zusammen mit den vorher erwähnten und kontinuierlich abgleichbaren V/iderständen die Dauer der vom Multivibrator 20 gelieferten Impulse, welche in einfacher Weise mit handelsüblichen Meßgeräten, beispielsweise mit quarzgesteuerten, elektronischen Zählern mit sehr großer Genauigkeit gemessen werden können.

Der besondere Vorteil der beschriebenen Zusammenfassung des Multivibrators und des Druckwandlers zu einer einzigen Baueinheit besteht darin, daß der Abgleich mit bisher nicht erreichbarer Genauigkeit durchgeführt werden kann und an Stelle der seither üblichen Minderung mechanischer Größen am Druckwandler ein elektrischer Abgleich an der Schaltung des Multivibrators treten kann.

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Claims (2)

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   Ansprüche

   / 1. !Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer elektronischen, einen monostabilen Multivibrator enthaltenden Steuereinrichtung und mit mindestens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventil, das synchron zu den Umdrehungen der Brennkraftmaschine von. der Steuereinrichtung geöffnet und während eines von einem Ausgangsimpuls des Multivibrators abhängigen, von der Steuereinrichtung gelieferten elektrischen Öffnungsimpulses offengehalten wird, und ferner mit einem pneumatisch-elektrischen Druckwandler, der in seinem an das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine ,angeschlossenem Gehäuse eine evakuierte Druckdose, einen mit dieser gekuppelten, verstellbaren Eisenkern und eine feststehende, in ihrer Induktivität von der Stellung des Eisenkerns abhängige Wicklung enthält, die mit dem Multivibrator verbunden ist und die jeweilige Dauer der Öffnungsimpulse bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Multivibrator am oder im Gehäuse des Druckwandlers fest eingebaut ist und elektrische Mittel* insbesondere auf mechanischem Wege einstellbare Widerstände enthält, mit welchen der Multivibrator für vorgegebene Druckwerte auf Ausgangsimpulse festgelegter Dauer abgleichbar ist.

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2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Multivibrator mehrere, mit mechanischen Mitteln veränderbare , die Impulsdauer bei festgehaltenen Induktivitätswerten der Wicklung bestimmende Widerstände (25, 29» 33» 34·) enthält und in einem von außen zugänglichen Hohlraum (90) im Gehäuse (60, 61) des Druckwandlers untergebracht ist.

   3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die impulsdauerbestimmenden V/iderstände (25, 29» 33» 34·) als Dick- oder Dünnschichtv/iderstände ausgebildet sind.

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