DE3500619A1 - Elektronische brennstoff-einspritzanlage fuer eine brennkraftmaschine von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Müller, Schupfner & Gauger Postfach 80 13 69 D-8000 München

Hans-Jürgen Müller Gerhard D. Schupfner Hans-Peter Gauger Patentanwälte 3 5 0 0 619 European Patent Attorneys Mandataires en brevets europeens

Dr.-Ing. Robert Poschenrieder

(1931 -1972) t
Dr.-Ing. Elisabeth Boettner

(1963-1975)

Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Müller Dipl.-Chem. Dr. Gerhard Schupfner* Dipl.-Ing. Hans-Peter Gauger

Postfach 80 13 69 Lucile-Grahn-Straße 38 D-8000 München 80

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Ihr Zeichen / Your ref.

Unser Zeichen / Our ref.

GFK-2792

München / Munich,

10. Januar 1985

Betrifft:/Ref.: Anwaltsakte: GFK-2792

FORD-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT
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Elektronische Brennstoff-Einspritzanlage

für eine Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen

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Sladtsparkasso München. 29 1b F2 ^c<n im ;_ jq\ 500 00)

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Brennstoff-Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen der durch den Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Gattung.

Bei einer aus der US-PS 4 212 277 bekannten Einspritzanlage dieser Art arbeitet die Brennstoffpumpe mit einem Förderdruck von im Mittel etwa 0,0 35 N/mm², um damit unter Vermittlung der an ihre Förderleitung angeschlossenen Sammelkammer, die zur Ermöglichung einer teilweisen Verdampfung des zugeleiteten Brennstoffes vorgesehen ist, den Brennstoff unter einem Spritzdruck von etwa 0,014 bis 0,07 N/mm² durch die Einspritzdüse in der Achse des Mischrohres einspritzen zu können. Eine Konstanthaltung des Spritzdruckes ist dabei abhängig von dem Verdampfungsgrad, welcher der Brennstoff innerhalb der Sammelkammer erfährt. Um diesen Verdampfungsgrad bei dem angegebenen Förderdruck der Brennstoffpumpe möglichst konstant zu halten, ist bei der bekannten Einspritzanlage der angegebenen Gattung lediglich die Vorkehrung getroffen, die Sammelkammer mit geneigt verlaufenden Brennstoffkanälen zu versehen, um damit eine Verdampfung zu unterdrücken, und das Mischrohr stromaufwärts von der Drosselklappe aus einem Abschnitt eines Kunststoff rohres auszubilden, das mit der mit dem Ansaugkrümmer der Maschine einstückig ausgebildeten Restlänge des Mischrohres über einen wärmeisolierenden Dichtungsring verbunden ist. Diese einfachen Vorkehrungsmaßnahmen reichen jedoch unter Berücksichtigung der zahlreichen Einflußgrößen, die bei einer solchen Einspritzanlage den

Verdampfungsgrad des von der Niederdruck-Brennstoffpumpe in die Sammelkammer geförderten Brennstoffes bestimmen, nicht für eine weitgehende Konstanthaltung des Spritzdrukkes aus, mit dem der aus dieser Sammelkammer zugeleitete Brennstoff durch die Einspritzdüse für die Vermischung mit der über den aufgesteckten Luftansaugfilter angesaugten Luft stromaufwärts von der Drosselklappe in das Mischrohr axial eingespritzt wird. Die eine Konstanthaltung des Spritzdruckes störenden Einflußgrößen sind dabei insbesondere die von der Maschine ausgestrahlte Wärme, eine hohe Temperatur des Maschinenöls, in dessen Kreislauf auch die Schmierung der Brennstoffpumpe einbezogen ist, eine während des Anlassens der Maschine verringerte Förderkapazität der Brennstoffpumpe usw., was in der Gesamtheit zu der Erzeugung eines wechselnden Dampfdruckes innerhalb der Sammelkammer führen kann, der den Spritzdruck des aus dieser Sammelkammer über die Einspritzdüse in das Mischrohr eingespritzten Brennstoffes innerhalb unerwünscht weiter Grenzwerte schwanken läßt.

Da die Verdampfungsmöglichkeit des Brennstoffes bei höherem Förderdruck und damit auch höherem Spritzdruck weniger stark auftritt, können diese schädlichen Einflußgrößen, die mithin generell auf "heiße" Anlaß- und Laufbedingungen der Maschine zurückführbar sind, bei Brennstoff-Einspritzanlagen praktisch unberücksichtigt bleiben, die mit Hochdruck-Brennstoffpumpen arbeiten. Da eine von der Maschine angetriebene Brennstoffpumpe insbesondere in einer dabei aus Kostengründen bevorzugten Ausbildung als eine herkömmliche Membranpumpe jedoch kaum einen Förderdruck von mehr als etwa 0,035 N/mm² erreichen läßt, sind für diese Einspritzanlagen einer anderen Gattung in der Regel elektrisch betriebene Brennstoffpumpen verwendet, die aber verhältnismäßig teuer und weiterhin sehr störanfällig sind.

Die durch die Patentansprüche gekennzeichnete Erfindung löst die Aufgabe, eine elektronische Brennstoff-Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen der angegebenen Gattung derart auszubilden,.daß die unter heißen Anlaß- und Laufbedingungen der Maschine mögliche Verdampfung des Brennstoffes in der Sammelkammer für eine Konstanthaltung des Spritzdruckes der Einspritzdüsse möglichst weitgehend verhindert bzw. der Verdampfungsmöglichkeit mit Maßnahmen entgegen gewirkt wird, die eine Konstanthaltung des Spritzdruckes erwarten lassen.

Die mit der erfindungsgemäßen Brennstoff-Einspritzanlage erzielbaren Vorteile liegen im wesentlichen darin, daß durch die Ausrüstung der Sammelkammer mit der gekennzeichneten Druckregeleinrichtung jeder unter heißen Anlaß- und Laufbedingungen der Maschine möglichen Verdampfung des Brennstoffes mit konstruktiv und auch steuerungstechnisch einfach zu verwirklichenden Maßnahmen entgegengewirkt wird, die eine weitgehende Konstanthaltung des Spritzdruckes der Einspritzdüse ergeben. Dabei stellt bereits die Maßnahme, daß das die Zuleitung des Brennstoffs vermittelnde Gehäuse der Einspritzdüsse in den in der Sammelkammer vor dem Einspritzen gesammelten Brennstoff ständig eingetaucht ist, sicher, daß sich eine Erhöhung des Dampfdruckes innerhalb der Sammelkammer anfänglich nicht unmittelbar auf eine entsprechende Erhöhung des Spritzdruckes auswirkt und also für ein verzögertes Ansprechen der Druckregeleinrichtung Zeit gewonnen wird. Die Arbeitsweise der Druckregeleinrichtung kann andererseits damit generell umschrieben werden, daß durch sie der Dampfdruck eine Anpassung an den Förderdruck der Brennstoffpumpe erfährt, derart, daß bei der Erhöhung des Dampfdruckes innerhalb der Sammelkammer eine Erniedrigung des Kammerdruckes geregelt wird, indem beispielsweise unter heißen Anlaßbedingungen der Maschine, bei · denen sich eine besonders starke Verdampfung des Brenn-

stoffes entwickelt/zuerst eine Ausspülung der Dämpfe aus der Sammelkammer gesteuert wird und nachfolgend dann deren Füllung eine druckflexible Regelung erfährt.

Ein in der Gesamtheit bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennstoff-Einspritzanlage wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Figur 1 eine Schemadarstellung der Ein

spritzanlage und

Figur 2 eine Schemadarstellung der Druck

regeleinrichtung dieser Einspitzanlage in der Ansicht nach der Linie 2-2 in Figur 1.

Die in Figur 1 schematisch dargestellte Einspritzanlage ist für einen Fallstromvergaser 10 einer Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen vorgesehen, dessen Mischrohr 12 an den Änsaugkrümmer 18 der Maschine angeflanscht wird. Das Mischrohr 12 weist eine den Durchsatz des Luft-Brenstoff-Gemisches regelnde Drosselklappe 14 auf, die zwischen der in der Zeichnung dargestellten Schließlage und einer weit geöffneten Drehlage um eine Drehachse 16 drehbar ist. Auf das Mischrohr 12 ist ein üblicher Luftansaugfilter 20 aufgesteckt, über dessen Filterelement 22 die Verbrennungsluft in Richtung der Strömungspfeile in das Mischrohr 12 und weiter in den Ansaugkrümmer 18 der Maschine angesaugt wird.

Innerhalb des Luftansaugfliters 20 ist in der Achse des Mischrohres 12 stromaufwärts von der Drosselklappe 14 eine Einspritzdüse 28 angeordnet, durch welche Brennstoff mit einem konischen Sprühstrahl zur Vermischung mit der über den Filter angesaugten Luft eingespritz wird. Ein die Zuleitung des Brennstoffs zu dieser Einspritzdüsse 28 vermittelndes Gehäuse 26 ist innerhalb einer Sammelkammer 30 für den Brenn

stoff angeordnet und zu Kühlungszwecken in den darin bis zu einer Spiegelhöhe 32 gesammelten Brennstoff eingetaucht. Die Spiegelhöhe 32 des in der Sammelkammer 30 gesammelten Brennstoffes kann sich unter heißen Anlaß- und Laufbedingungen der Maschine als Folge einer dann stattfindenden Verdampfung des Brennstoffes verändern, was mittels eines für sogenannte Schwimmkammern von Vergasern herkömmlich verwendeten Schwimmers 34 erfaßt wird. Der Schwimmer 34 ist mit einem Magnetkopf 35 ausgerüstet, der nach dem Prinzip des Hall-Effekts mit einem entsprechenden Magnetkopf eines elektronisch gesteuerten Fühlers 36 zusammenwirkt. Wenn die beiden Magnetköpfe bei einer niedrigen Spiegelhöhe 32 des in der Sammelkammer 30 gesammelten Brennstoffes voneinander getrennt sind, dann wird dadurch ein Steuersignal zum öffnen eines später näher beschriebenen Entlüftungsventils 130 geliefert, um damit über eine an die Sammelkammer 30 angeschlossene Rückleitung 38 den über dem Brennstoffspiegel angesammelten Dampf aus der Sammelkammer ausspülen zu können.

Die mit ihrer Mündung 40 in einer höchsten Niveauebene an die innerhalb des Luftansaugfilters 20 angeordnete Sammelkammer 30 angeschlossene Rückleitung 38 weist eine Drossel 42 auf und ist an den Brennstoff-Vorratstank des Kraftfahrzeuges angeschlossen. Stromabwärts von der Drossel 42 ist in der Rückleitung 38 ein normal geöffnetes Abflußventil 4 4 angeordnet, das für eine Ausbildung als Magnetventil eine Magnetspule 50 umfaßt, die bei einem Stromdurchgang einen durch eine Feder 48 vorgespannten Ventilkörper 46 in eine die Rückleitung des Brennstoffs in den Tank sperrende Schließstellung bewegt. Die Spule 50 ist stromdurchflossen, wenn die Maschine angelassen wird, so daß dann also die Sammelkammer 30 wegen des geschlossenen Abflußventils 44 mit Brennstoff gefüllt werden kann.

Unterhalb der Mündung 40 der Rückleitung 38 ist die Mündung 52 der Förderleitung 54 einer als Membranpumpe ausgebildeten Brennstoffpumpe 58 angeordnet. Die Pumpe 58 ist

an ein Rückschlagventil 74 an eine Verbindungsleitung 72 mit dem Brennstoff-Vorratstank und über ein weiteres Rückschlagventil 56 an die Förderleitung 54 angeschlossen, die beide über eine Druckkammer 66 der Pumpe 58 miteinander verbunden sind. Die Druckkammer 66 wird durch eine Membrane 62 geschaffen, die randseitig zwischen einem den beiden Ventilen gemeinsamen Ventilgehäuse und einem aus einem wärmeisolierenden Material bestehenden Gehäuseteil 64 des Pumpengehäuses eingespannt ist. An der Membrane 6 2 ist mittig mittels zweier Scheiben 76 eine Betätigungsstange 78 befestigt, die an ihrem unteren Ende 80 mit dem gegabelten Ende 82 eines Bestätigungshebels 84 gekoppelt ist, dessen anderes Ende 88 durch eine Feder 90 in eine Berührung mit der Nockenwelle der Maschine gedrückt wird. Die Feder 90 wird durch ein an das Gehäuseteil 64 angeflanschtes metallisches Gehäuseteil der Pumpe 58 abgestützt, an welchem auch die ein Schwenklager 86 für den Betätigungshebel 84 ergebende Lagerwelle des Betätigungshebels befestigt ist und welches mithin eine von dem Maschinenöl versorgte Schmierkammer 94 ergibt, die hauptsächlich zur Schmierung des Schwenklagers 86 vorgesehen ist. An der Betätigungsstange 78 ist weiterhin eine als Schmierpumpe arbeitende elastische Ringscheibe 92 befestigt, welche diese Schmierkammer 94 gegen den Gehäuseteil 64 abtrennt, der eine Federkammer 68 zur Aufnahme einer die Membrane 62 vorspannenden Druckfeder 70 bildet. Durch die elastische Ringscheibe 92 erfährt die Pumpendruckkammer 66, die durch das Gehäuseteil 64 gegenüber der Maschinenwärme wärmeisoliert wird, eine weitere Wärmeisolierung gegenüber der Wärme des Maschineöls, das innerhalb der Schmierkammer 94 zur Schmierung des Schwenklagers 86 des Betätigungshebels 84 vorhanden ist. Wenn durch die Nockenwelle der Maschine ein Verschwenken des Betätigungshebels 84 entgegen der Kraft der Feder 90 im Uhrzeigergegensinn gesteuert wird, dann wird die Membrane 6 2 entgegen der Kraft ihrer an dem Gehäuseteil 64 angestützten Gegendruckfeder 70 durch die Betätigungsstange 78 nach unten gezogen.

Dadurch wird in der Druckkammer 66 ein Saugdruck erzeugt, der das Rückschlagventil 74 für ein Ansaugen von Brennstoff über die Verbindungsleitung 72 aus dem Brennstoff-Vorratstank Öffnen läßt. Wird der Betätigungshebel 84 nachfolgend wieder mit einer Unterstützung durch die Feder 90 im Uhrzeigersinn verschwenkt, dann drückt die Feder 70 die Membrane 62 nach oben, wodurch der in die Druckkammer 66 zuvor angesaugte Brennstoff dann über das Rückschlagventil 56 und die Förderleitung 54 in die Sammelkammer 30 unter einem Förderdruck gefördert wird, der durch die Kalibrierung der Feder 6 0 des Rückschlagventils 56 festgelegt ist. Die Membranpumpe 58 weist bis auf wenige Einzelheiten eine herkömmliche Ausbildung auf und ist für die Lieferung eines Förderdruckes zwischen etwa 0,014 und 0,07 0 N/mm² im Arbeitstakt der Maschine eingerichtet. Die Förderkapazität der Pumpe ist dabei gleichzeitig mit einer entsprechenden Größe der Druckkammer 66 und damit dem Arbeitsverhalten der Membrane 62 und ihrer Gegendruckfeder 70 so bemessen, daß mit ihr pro Arbeitstakt der Maschine eine Brennstoffmenge an die Sammelkammer 30 geliefert wird, die etwa 10 bis 30 mal größer ist als die zum Einspritzen in das Mischrohr 12 benötigte Brennstoffmenge. Diese vergrößerte Förderkapazität der Membranpumpe 58 begünstigt insbesondere während des kritischen Anlassens der Maschine unter heißen Bedingungen die Zulieferung des Brennstoffes aus der Sammelkammer 30 an die Einspritzdüse 28 und ein Ausspülen von Brennstoffdämpfen aus der Sammelkammer, deren Bildung dann in dem Raum oberhalb der Spiegelhöhe 32 besonders stark entwickelt ist. Dem gleichen Zweck dient die Maßnahme, daß der Förderdruck der Membranpumpe 58 auf einen Wert etwas größer als der Spritzdruck bemessen wird, mit welchem der Brennstoff durch die Einspritzdüse 28 in das Mischrohr 12 stromaufwärts von der Drosselklappe 14 zur Einspritzung kommt.

Für den Normalbetrieb der Maschine ist mithin gewährleistet, daß für die Einspritzdüsse 28 eine in der Sammelkam-

mer 3 0 gesammelte/ unter einem Kammerdruck befindliche Brennstoffmenge zur Verfügung gehalten wird, die auf alle Fälle in dem Sprühstrahl der Einspritzdüse für die Gemischbildung in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis mit der Luftmenge ausreicht, die in das Mischrohr 12 über den Luftansaugfilter 2 0 angesaugt wird. Die in die Sammelkammer durch die Membranpumpe 5 8 taktweise angelieferte Brennstoffmenge erfährt dabei gleichzeitig ständig eine teilweise Zurückleitung in den Vorratstank über die Rückleitung 38, womit durch diese Rückleitung, die mit den Abmessungen der Drossel 42 gesteuert wird, auch alle Brennstoffblasen aus der Sammelkammer 30 ständig entfernt werden, die sich dort als Folge der Zuleitung des Brennstoffes über die höher gelegene Mündung 5 2 der Förderleitung 54 über der Spiegelhöhe 32 ansammeln können.

Der in der Sammelkammer 30 zur Ansammlung kommende Brennstoff erfährt nun andererseits eine Druckregelung durch eine Druckregeleinrichtung, die den gegenüber dem Förderdruck der Membranpumpe 58 etwas niedrigeren Spritzdruck der Einspritzdüse 28 über den Kammerdruck auf einen im wesentlichen konstanten Wert regelt. Die Druckregeleinrichtung umfaßt in der bevorzugten Ausführungsform gemäß den in Figur 2 näher dargestellten Einzelheiten einen Drucksammler 96 und eine Ventileinrichtung 98. Der Drucksammler 96 wird durch eine Membrane 102 gebildet, die eine Wandöffnung der Sammelkammer 30 verschließt und randseitig durch ein außen an die Sammelkammer angeflanschtes Gehäuse 104 verspannt ist, das eine die Membrane 102 gegen den Druck des in der Sammelkammer 30 angesammelten flüssigen Brennstoffs vorspannende Feder 106 abstützt. Die Federkammer dieses Gehäuses 104 ist über eine Belüftungsöffnung 108 dem Umgebungsdruck ausgesetzt, der innerhalb des Luftansaugfilters 20 vorherrscht, womit die Membrane 102 und damit auch der in der Sammelkammer 30 angesammelte Brennstoff auch eine Kühlung durch die angesaugte Verbrennungsluft erfährt. Der Drucksammler 96 ist so bemessen, daß er

ein durch die Membrane 102 vermitteltes Verdrängervolumen ergibt, das etwa 5 bis 15 und maximal etwa 10 bis 30 mal größer ist als die während eines beliebigen Arbeitstaktes der Maschine maximal benötigte Brennstoffmenge. Diese maximal benötigte Brennstoffmenge läßt sich dabei ohne weiteres ermitteln aus dem Brennstoffverbrauch bei einer Drehzahl der Maschine, die 1,2 mal größer ist als deren Leerlaufdrehzahl, wobei zu diesem Brennstoffverbrauch dann noch die Brennstoffmenge hinzugerechnet wird, die über die Rückleitung während eines für diese Berechnung ausgewählten Arbeitstaktes der Maschine in den Vorratstank zurückgeleitet wird. Anderseits ist bei diesem Drucksammler 96 die Feder 106 für die Ausübung einer Druckkraft von weniger als etwa 1 bis 2% des Förderdruckes der Membranpumpe 56 kalibriert, damit im Förderhub der Pumpe die Anlieferung des Brennstoffes in die Sammelkammer 3 0 nicht unnötig behindert wird.

Die Ventileinrichtung 98 der Druckregeleinrichtung umfaßt andererseits ein Rückschlagventil 124, das an der Mündung 52 der Förderleitung 54 einen Ventilsitz 126 aufweist und über ein Betätigungsgestänge mit der Membrane 102 des Drucksammlers 96 verbunden ist. Das Betätigungsgestänge umfaßt einen Lenker 102, der mittels zweier Scheiben 110 an der Membrane 102 angelenkt ist und dessen freies Ende 114 zur Bereitstellung einer Totgangverbindung in einen Schlitz 116 am einen Hebelende eines Winkelhebels 118 einfaßt, dessen anderes Hebelende 122 mit der Kugel des Rückschlagventils 124 zusammenwirkt und der zwischen seinen beiden Hebelenden ein Drehlager 120 aufweist. Die an dem Schlitz dieses Winkelhebels 118 bestehende Totgangverbindung mit dem an der Membrane 102 angelenkten Lenker 112 stellt mithin für den Förderhub der Membranpumpe 58 sicher, daß dann die Kugel des Rückschlagventils 124 sofort von ihrem Ventilsitz 126 an der Mündung 52 der Förderleitung 54 weggedrückt werden kann und also der Brennstoff unbehindert in die Sammelkammer 30 zugleitet wird, wodurch die Membrane 102 des

Drucksammlers 96 eine Ausweichbewegung entgegen der Kraft der Feder 106 erfährt. Sobald der Förderhub der Membranpumpe 58 beendet ist, wird dann die Kugel des Rückschlagventils 124 sofort wieder durch das Ende 122 des Winkelhebels 118 gegen den Ventilsitz 126 angedrückt, so daß das Einspritzen des Brennstoffes über die Einspritzdüse 28 in das Mischrohr 12 dann durch die sich zurückverformende Membrane 102 vermittelt wird. Der bei dem Einspritzen des Brennstoffes in das Mischrohr 12 maßgebliche Spritzdruck ist mithin dann vorrangig festgelegt durch die Kalibrierung der Feder 106, die Größe der Membrane 102 und die Größe der in der Rückleitung 38 angeordneten Drossel 42.

Die für die Rückleitung des Brennstoffes in den Vorratstank maßgebliche Drossel 42 ergibt bei der vorbeschriebenen Brennstoff-Einspritzanlage die wichtigste Korrekturgröße für den durch die Druckregeleinrichtung 96,98 geregelten Kammerdruck der Sammelkammer 30. Die für diese Drossel 42 gewählte Größe ist dabei abhängig von verschiedenen Parametern, unter welchen insbesondere der mit der Drosselklappe 14 geregelte Durchsatz des Luft-Brennstoff-Gemisches, die Wärmeisolierung der Membranpumpe 58 und der an sie angeschlossenen Brennstoffleitungen 54,72, die Kühlungsmöglichkeit der Sammelkammer 30 innerhalb des Luftansaugfilters 20 und auch die Umgebungswärme genannt werden sollen, denen die gesamte Einspritzarilage ausgesetzt ist. Für eine ausreichende Berücksichtigung dieser verschiedenen Parameter sollte daher diese Drossel 42 mit einer Größe bemessen werden, die eine Rückleitung des Brennstoffs bei der in einem mittleren Drehzahlbereich betriebenen Maschine bei weit geöffneter Drosselklappe sicher stellt. Das neben der Drossel 42 in der Rückleitung 38 stromabwärts noch zusätzlich angeordnete Abflußventil 44 sowie das stromaufwärts von der Drossel 42 ebenfalls noch zusätzlich angeordnete Belüftungsventil 130, das ebenfalls als Magnetventil ausgebildet ist, ergeben daneben noch die zusätzliche Möglichkeit, auch unter den für ein Verdampfen des Brennstoffs besonders kritischen heißen Anlaß- und Laufbedingungen der Maschine eine

Konstanthaltung des Spritzdruckes optimal zu regeln. Das Abflußventil 44 ist/normalen Anlaßbedingungen anfänglich geschlossen, um dann ein rasches Füllen der Sammelkammer 30 mit dem durch die Membranpumpe 58. geförderten Brennstoff bis auf eine bestimmte Spiegelhöhe 32 zu ermöglichen. Wenn die vorbestimmte Spiegelhöhe 32 erreicht ist, wird das Abflußventil 44 durch die Elektroniksteuerung der Einspritzanlage geöffnet und bleibt dann für den Normalbetrieb der Maschine offen. Wenn andererseits bei einem heißen Anlassen der Maschine als Folge eines dann verstärkt auftretenden Verdampfens des Brennstoffes ein in der Sammelkammer 30 entsprechend vorhandener Dampfdruck das Erreichen dieser vorbestimmten Spiegelhöhe 32 verhindern sollte, dann wird das normal geschlossene Belüftungsventil 130 durch den schwimmerbetätigten Elektronikschalter 36 geöffnet, so daß der gesamte Brennstoffdampf, der sich in der Sammelkammer 30 angesammelt hat, dann über dieses Belüftungsventil 130 für eine Rückleitung in den Vorratstank ausgespült werden kann. Der Elektronikschalter 36 kann dabei ggf. auch mit dem Abflußventil 44 für dessen entsprechend vorübergehende Öffnung gekoppelt sein, um damit neben dem Belüftungsventil 130 auch das Abflußventil 44 in diese Ausspülung der Brennstoffdämpfe aus der Sammelkammer 30 einzuschalten. Sobald während dieses Ausspülens der Brennstoffdämpfe dann die vorbestimmte Spiegelhöhe 32 erreicht ist, wird der Elektronikschalter 36 wieder ausgeschaltet und damit auch das Belüftungsventil 130 sowie ggf. auch das Abflußventil 44 wieder geschlossen, und das Abflußventil 44 wird dann erst wieder geöffnet, wenn das Anlassen der Maschine beendet ist und die Maschine läuft. Der Elektronikschalter 36 kann ein vorübergehendes öffnen und Schließen des Belüftungsventils 130 für ein Ausspülen von Brennstoffdämpfen gleichartig steuern, wenn diese unter heißen Laufbedingungen der Maschine die Einhaltung der vorbestimmten Spiegelhöhe 32 des in der Sammelkammer 30 ständig vorhandenen Brennstoffes verhindern sollten. Es ist daher auch dann möglich, daß der Spritzdruck, unter welchem der Brennstoff /bei

durch die Einspritzdüse 2 8 in das Mischrohr 12 des Vergasers 10 eingespritzt wird, ständig auf einem konstanten Wert gehalten wird.

Das vorstehend für eine einzige Einspritzdüse 28 beschriebene Arbeitsprinzip der Einspritzanlage ist ohne weiteres auch anwendbar auf eine Einspritzanlage, bei der mehrere Einspritz düsen durch eine entsprechend arbeitende Niederdruck-Brennstoff pumpe versorgt werden. Die Brennstoffpumpe muß dabei nicht zwingend als Membranpumpe ausgebildet sein, deren Verwendung für die vorbeschriebene Einspritzanlage aber aus Kostengründen in der Regel zu bevorzugen ist. Schließlich kann für den Drucksammler 96 der Druckregeleinrichtung anstelle der Membrane 102 auch eine äquivalent arbeitende Kolbenanordnung verwirklicht werden.

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Claims (14)

1. Patentansprüche

   Elektronische Brennstoff-Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen, mit einer von deren Nockenwelle taktweise angetriebenen Niederdruck-Brennstoff pumpe, deren Förderleitung an eine mit einer Rückleitung verbundene und innerhalb eines aufgesteckten Luftansaugfilters eines Mischrohres angeordnete Sammelkammer angeschlossen ist, aus welcher der Brennstoff mittels einer elektromagnetisch betätigten Einspritzdüse in der Achse des mit dem Ansaugkrümmer der Maschine verbundenen Mischrohres stromaufwärts von einer den Durchsatz des Luft-Brennstoff-Gemisches regelnden Drosselklappe eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Sammelkammer (30) mit einer Anordnung der Mündungen (40,52) der Förder- und Rückleitungen (54,38) in einer höchsten Niveauebene für ein unterhalb dieser höchsten Niveauebene ständig vorhandenes Füllvolumen für flüssigen Brennstoff derart groß bemessen ist, daß das die Zuleitung des Brennstoffs vermittelnde Gehäuse (26) der Einspritzdüse (28) ständig in den Brennstoff eingetaucht bleibt, und daß die Sammelkammer (30) mit einer Druckregeleinrichtung (96,98) ausgerüstet ist, die im Zusammenwirken mit einer in der Rückleitung (38) angeordneten Drossel (42) einen gegenüber dem Förderdruck der Brennstoffpumpe (58) etwas niedrigeren, den Spritzdruck der Einspritzdüse (28) konstant haltenden Kammerdruck regelt.

   — Ο —
2. 2. Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckregeleinrichtung (96,98) einen integrierten Drucksammler (96) mit einer durch eine Feder (106) entgegen dem Förderdruck der Brennstoffpumpe (58) vorgespannten Membrane (102) umfaßt, dessen durch die Membrane (102) beeinflußbares maximales Verdrängervolumen größer ist als die während eines beliebigen Maschinentaktes von der Einspritzdüse (28) benötigte maximale Brennstoffmenge.
3. 3. Einspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das maximale Verdrängervolumen des Drucksammlers (96) etwa TO bis 30 mal größer ist als die von der Einspritzdüse (28) maximal benötigte Brennstoffmenge.
4. 4. Einspritzanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Feder (106) für die Ausübung einer Druckkraft auf die Membrane (102) von weniger als etwa 1 bis 2% des Förderdruckes der Brennstoffpumpe (58) kalibriert ist.
5. 5. Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Membrane (102) eine Wandöffnung der Sammelkammer (30) verschließt und randseitig durch ein außen an die Sammelkammer (30) angeflanschtes, die Feder (106) abstützendes Gehäuse (104) des Drucksammlers (96)vorgespannt ist, und daß die Federkammer des Gehäuses (104) über eine Belüftungsöffnung (108) dem Umgebungsdruck ausgesetzt ist.
6. 6. Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß in der Rückleitung (38) stromabwärts von der Drossel (42) ein normal geöffnetes Abflußventil (44) angeordnet ist, das unter heißen Anlaß- und Laufbedingungen der

   Maschine bis zum Erreichen des durch die Druckregeleinrichtung (96,98) auf einen konstanten Wert geregelten Druckes innerhalb der Sammelkammer (30) elektronisch gesteuert geschlossen wird.
7. 7. Einspritzanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Abflußventil (44) durch eine unter heißen Anlaß- und Laufbedingungen der Maschine eingeschaltete Schalteinrichtung (35,36) für ein Öffnen beim Erreichen einer vorbestimmten Pegelhöhe des Füllvolumens der Sammelkammer (30) gesteuert ist.
8. 8. Einspritzanlage nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Abflußventil (44) ein durch einen schwimmerbetätigten Elektronikschalter (35,36) gesteuertes Magnetventil ist.
9. 9. Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß in der Rückleitung (38) stromaufwärts von der Drossel (42) ein normal geschlossenes und für ein Öffnen unter heißen Anlaß- und Laufbedingungen der Maschine willkürlich gesteuertes Entlüftungsventil (130) als Bypaß zu der Drossel (42) angeordnet ist.
10. 10. Einspritzanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet ,daß das Entlüftungsventil (130) ein elektronisch gesteuertes Magnetventil ist.
11. 11. Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckregeleinrichtung (96,98) ein an der Mündung (52) der Förderleitung (54) angeordnetes Rückschlagventil (124) umfaßt, das durch den Förderdruck der Brennstoffpumpe (58) entgegen dem geregelten Kammerdruck geöffnet wird.
12. 12. Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Rückschlagventil (124) über eine Totgangverbindung (114, 116) eines Betätigungsgestänges (112,118) mit der Membrane (102) des Drucksammlers (96) der Druckregeleinrichtung (96,98) verbunden ist.
13. 13. Einspritzanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Betätigungsgestänge einen an seinem einen Hebelende mit einem Schlitz (116) versehenen und an seinem anderen Hebelende mit dem Rückschlagventil (124) zusammenwirkenden Winkelhebel (118) und einen ander Membrane (102) angelenkten Lenker (112) umfaßt, der zur Ausbildung der Totgangverbindung in dem Schlitz(116) des Winkelhebels (118) geführt ist.
14. 14. Einspritzanlagenach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Brennstoffpumpe als Membranpumpe (58) ausgebildet ist, die taktweise eine Brennstoffmenge größer als die von der Einspritzdüse (28) in das Mischrohr (12) eingespritzte Brennstoffmenge fördert, dadurch gekenn ζ eichnet, daß die Membrane (62) der Membranpumpe (58) an einer durch eine Feder (70) entgegen dem Pumpensaugdruck vorgespannten Betätigungsstange (78) mit einem durch die Nockenwelle der Maschine gesteuerten Betätigungshebel (84) gekoppelt und die Feder (70) zur Wärmeisolierung der Pumpendruckkammer (66) gegenüber der Maschinenwärme innerhalb eines aus einem wärmeisolierenden Material bestehenden Gehäuseteils (64) angeordnet ist, das zur weiteren Wärmeisolierung der Pumpendruckkammer (66) durch eine als Schmierpumpe arbeitende elastische Ringscheibe (92) von einer zur Anordnung eines Schwenklagers (86) für den Betätigungshebel (84) vorgesehenen Schmierkammer (94) eines weiteren Gehäuseteils der Membranpumpe (56) abgetrennt ist.