DE3026826A1

DE3026826A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung fuer eine fremdgezuendete kolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3026826A1
Application number: DE19803026826
Authority: DE
Inventors: Tiberiu Dipl-Ing. 8071 Denkendorf Lohan
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1980-07-16
Filing date: 1980-07-16
Publication date: 1982-01-28
Also published as: EP0044006B1; EP0044006A1; DE3026826C2

Description

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Ingolstadt, den 23. Juni 1980 IP 1683 DrPa/Dö

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete

- Kolbenbrennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Reihenbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kraftstoffeinspritzvorrichtungen gewinnen in jüngerer Zeit zunehmend an Bedeutung, da sie insbesondere bei plötzlichen Laständerungen der Brennkraftmaschine eine genauere Zumischung von Kraftstoff zur von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft ermöglichen als Vergaser, vora.llem, wenn diese sich in großem Abstand vor den Einla,ßventilen der Brennkraftmaschine befinden. Gattungsgemäße Kraftstoff einspritzvorrichtungen sind beispielsweise im Kraftfahrtechnischen Taschenbuch der Robert Bosch GmbH, 18. Auflage, 1976, beschrieben. Solche Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sind im allgemeinen derart abgestimmt/ daß mit leichtem Luftüberschuß, d.h. mageren Gemischen, gefahren wird, damit ein möglichst günstiger Verbrauch erzielt wird. Lediglich bei Vollast wird das Gemisch angereichert, damit eine möglichst hohe Leistung abgegeben oder eine Überhitzung vermieden wird. Diese Gemischanreicherung erfolgt durch eine zusätzliche Membrandose innerhalb des WarmlaufSteuerventils, deren Membran durch den bei Vollast im Saugrohr der Brennkraftmaschine

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hei-rschendcn hob on Druck eine im Warmlauf steuerventil vorhandene Feder entlastet, wodurch das Warmlaufsteuerventil den Steuerdruck herabsetzt und dadurch eine Gemischanreicherung hervorruft. Die Ausbildung des WarmlaufSteuerventils mit der zusätzlichen Membrandose ist verhältnismäßig aufwendig»

Zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr im Schiebebetrieb ist es bekannt, einen bei geschlossener Drosselklappe betätigten Schalter vorzusehen, welcher oberhalb einer bestimmten Drehzahl ein in einer Kraftstoffzuleitung angeordnetes Magnetventil schließt und öffnet, sobald die vorbestimmte Drehzahl unterschritten wird. Eine Eigenart dieser Anordnung liegt darin, daß die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb durch die von ihr angesaugte Frischluft verhältnismäßig stark gekühlt wird, so daß die ersten Arbeitstakte nach Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr mit verhältnismäßig schlechter Verbrennung erfolgen, welche die Abgasqualität beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kraftstoff einspritzvorrichtung derart weiterzubilden, daß sie in einfacher Weise an verschiedene Betriebszustände der Brennkraftmaschine angepaßt ist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Mit dem erfindungsgemäß mit der das Warmlaufsteuerventil umgehenden Leitung vorgesehenen Ventil wird erreicht, daß im Volllastbetrieb die durch das Warmlaufsteuerventil definierte Abströmöffnung weitgehend, außer Betrieb gesetet wird, wodurch der Steuerdruck abfällt und eine Gemischanreicherung erfolgt. Das Ventil und

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die Umgehungsleitung können in einfacher Weise an einem Warwlaufsteuerventil nachgerüstet werden, so daß die Erfindung kostengünstig realisierbar ist. Zur Betätigung des Ventils kann ein den Saugrohrdruck aufnehmender Druckschalter oder auch ein Drosselklappenschalter vorgesehen sein, welcher bei voll geöffneter Drosselklappe betätigt wird.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 kann das Ausmaß der Vollastanreicherung durch Dimensionierung der Drossel in einfacher Weise an verschiedene Brennkraftmaschinen angepaßt werden.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 wird im Schubbetrieb eine extreme Abmagerung erzielt, welche im Bedarfsfalle, beispielsweise durch Beibehalten eines minimalen Abströmquerschnitts so gewählt werden kann, daß eine unzulässig starke Auskühlung der Brennkraftmaschine oder Ruckein im Schubbetrieb vermieden wird. Es versteht sich, daß das im Schubbetrieb schließende Ventil mittels eines Saugrohrdruckfühlers oder mittels eines Drosselklappenschalters und Drehzahlgebers betätigt werden kann, welcher bei voll geschlossener Drosselklappe und Drehzahlen oberhalb der Leerlaufdrehzahl anspricht.

Der Anspruch 4 kennzeichnet eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die in ihrem Aufbau kompakt ist und in einfacher Weise in vorhandene Kraftstoffeinspritzvorrichtung integrierbar ist.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 wird eine besonders funktionssichere und durch Wahl der jeweiligen Ansprechdrucke zweckentsprechend auslegbare Ausführungsform der Erfindung gekennzeichnet.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen

beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 ein Schema einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung .und

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Gehäuse mit darin angeordneten Ventilen.

Gemäß Fig. 1 weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Saugrohr einen konischen Abschnitt 2 auf, durch den Verbrennungsluft in Pfeilrichtung zu einer nicht dargestellten fremdgezündeten Brennkraftmaschine strömt und dabei ein Meßorgan 3 auslenkt. An den konischen Abschnitt 2 schließt sich ein Saugrohrabschnitt 4 an, welcher über ein Verbindungsstück 5 in einen Saugrohrabschnitt 6 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 7 übergeht, die von einem nicht dargestellten Gaspedal her betätigt wird.

Das Meßorgan 3 ist e'ine quer zur Strömungsrichtung der Verbrennungsluft angeordnete Platte, die sich im konischen Abschnitt 2 des Saugrohrs in annähernd linearer Abhängigkeit von der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt.

Das Meßorgan 3 steuert unmittelbar ein Zumeßventil 10. Zur Übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans 3 dient ein, Hebel 11, der um einen Drehpunkt 12 schwenkbar ist und mit einer Nase 13 das

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fils Steuerschieber 14 ausgebildete, bewegliche Ventilglied des Zumeßventils 10 betätigt. Die von der ^ase 13 abgewandte Stirnfläche 15 des Steuerschiebers 14 wird von unter einem Steuerdruck stehendem Kraftstoff beaufschlagt, wobei der Steuerdruck die Rückstellkraft auf das Meßorgan 3 hervorruft.

Die KraftstoffVersorgung erfolgt über eine aus einem Kraftstoffbehälter 19 fördernde Kraftstoffpumpe 20, die den Kraftstoff über eine Kraftstoffversorgungsleitung 21 den Zumeßventil 10 zuführt. Von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 zweigt eine Leitung 22 ab, die über ein Druckbegrenzungsventil 23 in den Kraftstoffbehälter 19 führt.

Aus der Kraftstoffversorgungsleitung 21 gelangt Kraftstoff über eine mit einer Drossel 24 versehenen Leitung 25 in einen im Zumeßventil 10 ausgebildeten Ringkanal 26, welcher Unterkammern 28 des Zumeßventils 10 mit Kraftstoff versorgt. Die Unterkammern 28, von denen je eine einer Kolben/Zylindereinheit der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, werden auf einer Seite von einer Membran 29 begrenzt, welche jede Unterkammer 28 von einer Oberkammer 30 trennt. Von jeder Oberkammer 30 führt eine Einspritzleitung 31 zu einem nicht dargestellten Einspritzventil. Der Einlaß der Einspritzleitung 31 bildet zusammen mit der Membran 29 ein Differenzdruckventil, das die Druckdifferenz zwischen Unterkammer 28 und Oberkammer 30 auf einen durch eine Feder 32 bestimmten Wert hält/ welche die Membran 29 vom Einlaß abhebt.

Die Kraftstoffversorgungsleitung 21 ist über eine Leitung 33 mit einer zentralen Bohrung 34 des Zumeßventils 10 verbunden, in der

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ein Steuerschieber 14 derart arbeitet, daß ein Steuerschlitz, welcher einen Ringraum 35 über Verbindungskanäle 36 mit den Oberkammern 30 verbindet, bei einer Bewegung des Steuerschiebers 14 gemäß Fig. 1 nach rechts zunehmend freigegeben wird.

Auf diese Weise wird den Einspritzleitungen 31 eine zur Größe des Steuerschlitzes und damit zur Auslenkung des Steuerschiebers 14 proportionale Kraftstoffmenge zugemessen.

Von dem Ringkanal 26 führt eine Rückleitung 37 zum Kraftstoffbehälter 19. In der Rückleitung 37 ist ein Drosselventil in Form eines getakteten Magnetventils 38 angeordnet, welches von einem Steuergerät 39 mit konstantem Tastverhältnis oder mit einem Tastverhältnis ansteuerbar ist, welches von der Sauerstoffkonzentration abhängt, die eine Sauerstoffmeßsonde 40 in einem Abgasrohr 41 der Brennkraftmaschine feststellt. Mit dieser Anordnung, die an sich bekannt ist, und daher in ihrer Funktion nicht näher beschrieben wird/ läßt sich eine konstante Abgaszusammensetzung aufrechterhalten.

Der auf den Steuerschieber 14 wirkende Druck wird einer Kammer 42 an der Stirnseite des Steuerschiebers 14 über eine Steuerdruckleitung 43 zugeführt, die von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 abzweigt und in der eine Abkoppelungsdrossel 44 und im Einlaß in die Kammer 42 eine Dämpfungsdrossel 45 angeordnet sind.

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Zur Beeinflussung des Steuerdrucks ist ein Warnilaufsteuerventil 46 vorgesehen, dessen Zuleitung 47 zwischen den Drosseln 44 und 45 von der Steuerdruckleitung 43 abzweigt und dessen Ableitung 48 zum Kraftstoffbehälter 19 führt.

Das Warmlaufsteuerventil 46 ist ein Flachsitzventil mit einer Membran 49, welche von einer Feder 50 in Richtung auf den Sitz gedrückt wird, so daß sie durch mehr oder weniger weites Abheben vom Sitz den in der Zuleitung 47 herrschenden Steuerdruck auf einem konstanten, von der Kraft der Feder 50 abhängigen Wert hält. Die Kraft der Feder 50 ist mittels eines Bimetallgliedes 51 veränderbar, das entsprechend der Motorbetriebstemperatur und/oder mittels einer elektrischen Wicklung 52 elektrisch beheizbar ist und im kalten Zustand die Kraft der Feder 50 und damit den Steuerdruck mindert und im warmen Zustand von der Feder 50 abhebt.

Die bisher beschriebene Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist an sich bekannt und wird daher nicht näher erläutert.

Zusätzlich ist in der Zuleitung 47 stromoberhalb des Einlasses in das Warmlaufsteuerventil ein Magnetventil 55 vorgesehen/ welches über eine Leitung 56 mit einem am Saugrohrabschnitt 6 angeordneten Druckfühler 57 verbunden ist. Stromab des Magnetventils 55 führt eine Leitung 59 zur Ableitung 48. In der Leitung 59 ist eine Drossel 60 und ein weiteres Magnetventil 61 angeordnet, welches über eine Leitung 62 mit einem weiteren, im Saugrohrabschnitt 6 angeordneten Druckfühler 63 verbunden ist. Die Leitungen 56 und 62

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sind über Leituncfen 65 und 66 mit. dem Steuergerät 39 verbunden.

Das Magnetventil 61 ist normalerweise geschlossen und öffnet, vom Druckfühler 63 betätigt, bei einem Druck im Saugrohr, welcher der Voilaststellung oder dem Startvorgang der Brennkraftmaschine entspricht.

Das Magnetventil 55 ist normalerweise geöffnet und schließt, vom Druckfühler 57 betätigt, bei einem Druck im Saugrohr, welcher dem Schubbetrieb der Brennkraftmaschine entspricht, d.h. bei sehr hohem Unterdruck.

Mit der beschriebenen Anordnung wird folgendes erreicht:

Im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine ist das Magnetventil 55 geöffnet und das Magnetventil 61 geschlossen, so daß die Einspritzvorrichtung ,wie an sich bekannt, funktioniert. Geht die Brennkraftmaschine nun in Schubbetrieb über, d.h. entsteht im Saugrohrabschnitt 6 ein sehr hoher Unterdruck, so spricht der Druckfühler 57 an und schließt das Magnetventil 55. Dadurch erhöht sich der in der Kammer 42 wirksame Steuerdruck, wodurch das Gemisch stark abgemagert wird und im Schubbetrieb Kraftstoff eingespart wird. Sobald - bei andauerndem Schubbetrieb - die Drehzahl der Brennkraftmaschine unter einen vorbestimmten Wert abgefallen ist, nimmt auch der Unterdruck im Saugrohrabschnitt 6 ab, wodurch das Magnetventil 55 wieder öffnet und für einen einwandfreien Betrieb der Brennkraftmaschine sorgt.

Wird im Vollastbetrieb gefahren, so ist im Saugrohrabschnitt 6 nur minimaler oder gar kein Unterdruck vorhanden, worauf der

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Druckfühler 63 anspricht und, das Magnetventil 61 öffnet. Dadurch vergrößert sich der zum Abströmen der den Steuerdruck in der Kammer 42 aufbauenden Flüssigkeit zur Verfugung stehende Querschnitt entsprechend der Bemessung der Drossel 60, wodurch der Steuerdruck abnimmmt und das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch angereichert wird.

Bei geschlossenem Magnetventil 55 oder bei geöffnetem Magnetventil 61 erhält die Abmagerung bzw. Anfettung des Gemisches Priorität vor der Tätigkeit des Steuergerätes 3 9, die die Gemischqualität entsprechend der Abgasgualität regelt, so daß in diesen Betriebszuständen das Steuergerät 39 über die Leitungen 65 bzw. 66 auf konstantes Tastverhältnis geschaltet wird.

Es versteht sich, daß die beschriebene Anordnung der Magnetventile 55 und 61 auch in anderen Ausführungsformen von Einspritzvorrichtungen Verv/endung finden können, beispielsweise in Ausführungsformen, die ohne das Steuergerät 39 und die Regelung der Abgaszusammensetzung arbeiten. Desweiteren versteht sich, daß die Druckfühler 57 und 63 auch, durch Drosselklappenschalter ersetzt werden kön·* nen.

Fig. 2. zeigt eine zweckentsprechende Ausführung der Magnetventile 55 und 61. Ein Gehäuse 70 weist vier Anschlüsse 72, 74, 76 und 78 auf, wobei der Anschluß 72 an die Zuleitung 47, der Anschluß 74 an die Ableitung 48, der Anschluß 76 an den Auslaß des WarmlaufSteuerventils 46 und der Anschluß 78 an den Einlaß des Warmlaufsteuer-

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vontils <16 anschließbar sind.

Von den Anschlüssen 72 und 74 geht jeweils eine Sackbohrung 80 bzw. 82 aus. die beiden Sachbohrungen 80 und 82 sind über einen Verbindungskanal 84 verbunden. Die Sachbohrung 80 ist desweiteren mit dem Anschluß 78 über -einen weiteren Verbindungskanal verbunden.

Die beiden Verbindungskanäle 84 und 86" sind mittels Verschlußgliedern 88 bzw. 90 verschließbar, welche zu Magnetventilen 92 und 94 gehören, die den Magnetventilen 61 bzw. 55 entsprechen.

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Lee rseite

Claims

γ ■ j- -v Ingo.1 staclt, den 23. Juni 19 80 IP'16o3 Kraftstoff oinspri tzvorrichtung für eine f remrigezündete Kolbenbrennkraftmaschinen Patentansprüche :

1.) Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Kolben brennkraftmaschine, mit einer in einer KraftstoffVersorgungsleitung einen Systemdruck aufbauenden Kraftstoffpumpe, einem I'eßorgan zur Messung des Durchsatzes der von der Brennkraftmaschine durch ein Saugrohr angesaugten, mittels einer Drosselklappe gesteuerten Luft, einem vom feßorgan betätigten, der Kraftstoffversorgungsleitung nachgescha]teten Steuerschieber, welcher einem Kraftstoffeinspritzventil eine dem Luftdurchsatz proportionale Kraftstoff menge zumißt und gecjen einen . Steuerdruck arbeitet, der mittels eines VarmlaufSteuerventils in der Warmlauf phase der Brennkraftmaschine absenkbar ist, v;elches Warmlaufsteuerventil einen Einlaß zum Anschluß an eine den Systemdruck führende Leitung und einen Auslaß zum Anschluß für eine Rücklaufleitung aufweistyund mit einem Druckfühler zur Messung des im Saugrohr herrschenden Druckes, d a d υr c h gekennzeichnet , daß eine das Warmlaufsteuerventil (46) umgehende Leitung (59) vorgesehen ist, in welcher ein normalerweise geschlossenes Ventil (G1; 92) angeordnet ist, welches bei Abfallen des Saugrohrdruckes unter einen vorbestimm-

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ten Wort (Vollastbetrieb; Beschleunigung) öffnet. 3 02 6 §2 8

2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in der Leitung (59) eine Drossel (60) angeordnet ist.

3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts des Einlasses des WarmlaufSteuerventils (46) ein normalerweise geöffnetes Ventil (55; 94) vorgesehen ist, v/elches bei Ansteigen des Saugrohrdruckes über einen vorbestimmten Viert (Schubbetrieb) schließt.

4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Ventile (92, 94) in einem gemeinsamen Gehäuse (70) arbeiten.

5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Ventil (55, 61? 92, 94) ein eigener Druckfühler (57, 63) zur Kessung des Saugrohrdruckes vorgesehen ist.

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