DE19522514B4

DE19522514B4 - Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19522514B4
Application number: DE19522514A
Authority: DE
Inventors: Charles H. Cass City Tuckey; G. Clarke Troy Oberheide
Original assignee: Walbro Corp
Current assignee: Walbro Corp
Priority date: 1994-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2015-06-22
Also published as: JP3914583B2; FR2721353B1; JPH08121290A; FR2721353A1; DE19522514A1; BR9502873A; US5579739A

Abstract

Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine mit einem Luftansaugrohr (26) und mindestens einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22) versehene Brennkraftmaschine (24), mit
einer elektrischen Kraftstoffpumpe (32) mit
einem Pumpeneinlaß, der mit einem Kraftstofftank (30) in Verbindung steht, und
einem Pumpen-Auslaß, der mit dem Einlaß (64) eines Bedarfsreglers (12) in Verbindung steht, um ihn bei normalen Betriebsbedingungen mit Kraftstoff eines im wesentlichen konstanten Drucks zu versorgen,
dem Bedarfsregler (12) mit
einem Gehäuse (40), einer Membran (38), die zusammen mit dem Gehäuse (40) eine expandierbare Kraftstoffkammer (46) bildet, wobei
die Membran (38) relativ zu dem Gehäuse (40) in Richtung einer Volumenverringerung der expandierbaren Kammer (46) elastisch vorgespannt wird,
einem Kraftstoff-Auslaß (66) aus der expandierbaren Kammer (46) zur kontinuierlichen Verbindung mit der Einspritzvorrichtung (22),
einem Bedarfsregler-Einlaß (64), der von dem Gehäuse (40) getragen wird, um Kraftstoff an die expandierbare Kammer (46) abzugeben,
einem Ventil (36), das
zwischen dem...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einweg-Kraftstoffzuführanlage mit einem Kraftstoffbedarfs-Druckregler für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen.
Bei vielen Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung ist es wünschenswert, flüssigen Kraftstoff der Einspritzvorrichtung oder den Einspritzvorrichtungen mit einem Druck zuzuführen, der sich in Abhängigkeit von dem Druck im Luftansaugrohr so ändert, daß der Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen konstant bleibt. Sowohl der Druck des Luftansaugrohres wie auch der Durchsatz des den Einspritzvorrichtungen zugeführten Kraftstoffes ändert sich mit der Motordrehzahl, der Last und anderen Betriebsbedingungen. Bei Kraftstoffzuführanlagen ist es wünschenswert, instationäre Verzögerungen des Kraftstoffstroms aufgrund von Änderungen des Kraftstoffbedarfs der Brennkraftmaschine zu minimieren und die Dämpfung von Kraftstoffschwingungen, die durch die Einspritzung des Kraftstoffs und die Trägheit des den Einspritzvorrichtungen zugeführten Kraftstoffes hervorgerufen werden, zu maximieren.

Es wurden verschiedene Kraftstoffzuführanlagen ohne Kraftstoffrückführung entwickelt, von denen eine in der DE 42 31 731 A1 gezeigt und beschrieben ist. Diese Anlage enthält einen Kraftstofftank mit einer Kraftstoffpumpe, die unter Druck stehenden Kraftstoff durch eine Kraftstoffleitung einem Kraftstoffverteiler zuführt, der mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verbunden ist, um den Motorzylinder mit Kraftstoff zu versorgen. Die Kraftstoffpumpe enthält einen Druckfühler, der ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von dem Kraftstoffdruck an dem Pumpenauslaß an eine elektronische Steuerung abgibt, um die Drehzahl der Kraftstoffpumpe so zu ändern, daß in der Kraftstoffleitung ein konstanter Druck aufrechterhalten wird. Diese Anlage ist jedoch nicht in der Lage, einen konstanten Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen aufrechtzuerhalten.

Bei anderen vorbekannten Anlagen ist ein Druckregler vorgesehen, der einen Bezug zum Saugrohr hat, um einen konstanten Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen aufrechtzuerhalten. Ein derartiger Druckregler ist in der DE 43 17 751 A1 offenbart. Dieser vorbekannte Druckregler ist jedoch nicht in der Lage, eine Druckerhöhung, die durch eine Expansion des Kraftstoffes bei einer Temperaturerhöhung vorgerufen wird, aufzufangen und das vergrößerte Volumen des erwärmten Kraftstoffes aufzunehmen. Beispielsweise können die Einspritzvorrichtungen bei einer Verzögerung der Brennkraftmaschine schließen, wodurch Kraftstoff in dem Kraftstoffverteiler eingeschlossen wird. Die hohe Temperatur in dem Kraftstoffverteiler bewirkt, daß der Kraftstoff erhitzt wird und expandiert, was den Druck in dem Kraftstoffverteiler erhöht.

Ein Druckanstieg und eine Expansion des Kraftstoffes in dem Kraftstoffverteiler können auch unter Bedingungen auftreten, die als Hotsoak-Zustand bekannt sind. Ein Hotsoak-Zustand tritt auf, wenn der Motor sich im Leerlauf befand oder mit niedriger Drehzahl lief, insbesondere bei heißem Wetter, oder wenn der heiße Motor abgeschaltet wird. Die hohe Temperatur in dem Kraftstoffverteiler plus der heißen Umgebungsluft bewirken, daß der in dem Kraftstoffverteiler eingeschlossene Kraftstoff erhitzt wird und expandiert. Ein gewisser Druckanstieg ist erwünscht, um das Entstehen von Kraftstoffdämpfen zu verhindern. Ein zu großer Druck in dem Kraftstoffverteiler ist jedoch unerwünscht, da er Kraftstoff durch die Einspritzvorrichtungen drücken könnte, was eine Leckage und/oder Fehlfunktionen zur Folge hat.

Bei diesen Druckreglern mit Bypass wird ein Kraftstoffdruck oberhalb des vorgegebenen Systemdruckes dadurch entlastet, daß Kraftstoff durch eine Kraftstoffrückführleitung zu dem Kraftstofftank zurückgeführt wird. Diese Einrichtungen halten somit nur einen vorgegebenen Systemdruck aufrecht. Da diese Druckregler keinen Druck verarbeiten können, der höher als der Systemdruck ist, können sich Kraftstoffdämpfe bil den, wenn der Kraftstoff übermäßig erhitzt wird.

Die vorliegende Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen 1, 2, 3, 37, 40 definiert und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Gemäß der Erfindung wird eine Einweg-Kraftstoffzuführanlage mit einem Bedarfsregler geschaffen, der einen Solldruck in dem Kraftstoffverteiler bei normalen Betriebsbedingungen begrenzt und regelt, der als Speicher wirkt, um eine Expansion des Kraftstoffes während der Erwärmung des Kraftstoffes in dem Kraftstoffverteiler auffängt und den erhöhten Druck des erwärmten Kraftstoffes in dem Kraftstoffverteiler ermöglicht und aufrechterhält, um eine Dampfbildung zu verhindern, und der vorzugsweise auf den Unterdruck des Ansaugrohres anspricht, um bei normalen und instationären Fahrgeschwindigkeiten einen konstanten Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen aufrechtzuerhalten.

Um den Druck in dem Kraftstoffverteiler zu begrenzen und zu regeln, ist der Bedarfsregler der vorliegenden Erfindung vorzugsweise mit dem Kraftstoffverteiler an einer Stelle in der Nähe des Ansaugrohres verbunden. Eine Ansaugrohr-Bezugsgröße läßt sich daher in einfacher Weise dem Bedarfsregler zuführen, um den Druck in dem Kraftstoff Verteiler so zu regeln, daß ein konstanter Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen aufrechterhalten wird.

Vorzugsweise besitzt der Bedarfsregler eine Membran zwischen einer ersten flüssigkeitgefüllten Kammer, die mit dem Kraftstoffverteiler der Brennkraftmaschine kontinuierlich verbunden ist, und vorzugsweise einer ein Gas enthaltenden zweiten Kammer, die mit dem Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine verbunden ist. Flüssiger Kraftstoff wird von einer Pumpe mit im wesentlichen konstantem Druck der ersten Kammer durch ein Ventil zugeführt, das in Abhängigkeit von Bewegungen der Membran öffnet und schließt. Bei normalem Betrieb wird hierdurch Kraftstoff dem Kraftstoffverteiler mit einem Druck (beispielsweise 3,44 bar bzw. 50 psig) zugeführt, der etwas niedriger als der konstante Druck (beispielsweise 3_r79 bar bzw. 55 psig) ist, den die Pumpe liefert. Wenn bei ge schlossenem Ventil der Kraftstoff in dem Kraftstoffverteiler erwärmt wird und expandiert, wird die Membran verstellt, wodurch das Volumen der ersten Kammer vergrößert und dadurch die Expansion des erwärmten Kraftstoffes ermöglicht wird. wenn der Kraftstoff in dem Kraftstoffverteiler ausreichend erwärmt wird, um seinen Druck über einen maximalen Solldruck (von z.B. 4,13 bar bzw. 60 psig) zu erhöhen, so öffnet das Ventil, so daß Kraftstoff abgelassen wird und der Druck auf den maximalen Solldruck entlastet wird.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird das Ventil durch einen Elektromagneten bei bestimmten Hotsoak-Zuständen geöffnet, wenn es andernfalls geschlossen wäre. Der Elektromagnet hält das Ventil geöffnet, so daß Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe mit einem Druck von 3,79 bar (55 psig) an den Kraftstoffverteiler abgegeben wird, um das Entstehen von Kraftstoffdampf zu verhindern.

Vorzugsweise wird der Kraftstoff dem Bedarfsregler mit im wesentlichen konstantem Druck von einer Pumpe zugeführt, die von einem elektrischen Motor angetrieben wird, dessen Drehzahl so geändert wird, daß ein im wesentlicher konstanter Auslaßdruck der Pumpe bei veränderlichem Kraftstoffbedarf aufrechterhalten wird. Die Drehzahl des Pumpenmotors kann durch die elektronische Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine für die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung oder durch eine auf einen Druckfühler ansprechende getrennte elektronische Schaltung geändert werden. Gegebenenfalls kann Kraftstoff mit im wesentlichen konstantem Druck von einer Pumpe geliefert werden, die vorzugsweise mit konstanter Drehzahl angetrieben wird und die mit einem Kraftstoff-Bypass-Druckregler verbunden ist, dessen Ausgangsleistung über einen weiten Bereich des Kraftstoffbedarfs im wesentlichen konstant ist.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Einweg-Kraftstoffzuführanlage mit einem Kraftstoffdruck-Bedarfsregler geschaffen, der Verzögerungen des Kraftstoffstroms aufgrund eines veränderlichen Kraftstoffbedarfs der Brennkraftmaschine verringert, der ein verbessertes Ansprechverhalten und eine erhöhte Ansprechgenauigkeit bezüglich eines rasch veränderlichen Kraftstoffbedarfs der Brennkraftmaschine besitzt, der Kraftstoffschwingungen dämpft, der Schwankungen des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffdrucks verringert, der die Übertragung von Geräuschen der Einspritzvorrichtungen reduziert, der den Einsatz paralleler Strömungswege für den Kraftstoff zu den Einspritzvorrichtungen ermöglicht, der bei veränderlichen normalen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine vorzugsweise einen konstanten Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen aufrechterhält, der erwärmten expandierten Kraftstoff in dem Kraftstoffverteiler speichert, der einen zu hohen Druck des erwärmten expandierten Kraftstoffs entlastet, der eine Verdampfung des erwärmten Kraftstoffes mindert, der Emissionen der Brennkraftmaschine reduziert und der robust, dauerfest, wartungsfrei ist, der einen relativ einfachen Aufbau hat, der sich wirtschaftlich herstellen und zusammenbauen läßt und der eine lange Lebensdauer besitzt.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffbedarfs-Druckregler;
2 eine Schnittansicht des Bedarfsreglers mit geöffnetem Ventil;
3 eine vergrößerte Schnittansicht des Ventils;
4 eine Ansicht des Ventils von unten;
5 eine der 2 entsprechende Ansicht, die das Ventil in der normalen Schließstellung zeigt;
6 eine der 2 entsprechende Schnittansicht, die den Bedarfsregler während der Expansion des erwärmten Kraftstoffes zeigt;
7 eine schematische Ansicht einer Einweg-Kraftstoffzuführanlage mit dem Bedarfsregler der 1, der von einer Drehzahl veränderlichen Kraftstoffpumpe und einem Bypass-Kraftstoffregler mit Kraftstoff versorgt wird;
8 ein schematisches Blockdiagramm der Kraftstoff-Zuführanlage in 7;
9 eine schematische Ansicht einer weiteren Einweg- Kraftstoffzuführanlage mit dem Bedarfsregler der 1, der von einer Pumpe konstanter Drehzahl und einem Bypass-Regler in Form eines Entlastungsventils mit Kraftstoff versorgt wird;
10 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Bedarfsreglers;
11 eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des Bedarfsreglers;
12 eine schematische Ansicht einer weiteren Einweg-Kraftstoffzuführanlage mit dem Bedarfsregler der 11, der von einer Kraftstoffpumpe veränderlicher Drehzahl und einem Bypass-Regler mit Kraftstoff versorgt wird und der bei Hotsoak-Zuständen von einem Temperaturfühler gesteuert wird;
13 eine schematische Ansicht einer weiteren Einweg-Kraftstoffzuführanlage mit einem Bedarfsregler, der von einer Zentrifugalpumpe konstanter Drehzahl mit Kraftstoff versorgt wird;
14 eine Schnittansicht des Bedarfsreglers der 13;
15 eine schematische Ansicht einer weiteren Einweg-Kraftstoffzuführanlage mit einem Bedarfsregler, der unter veränderlichen Betriebsbedingungen als Bezugsgröße den Unterdruck des Luftansaugrohres, atmosphärischen Druck oder Überdruck empfängt.
1 zeigt eine Einweg-Kraftstoffzuführanlage 10 mit einem Kraftstoffbedarfsregler 12 für eine Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffzuführanlage besitzt ein Kraftstoffmodul 14 mit einer Kraftstoffsammelleitung 16, die über den Bedarfsregler 12 durch Leitungen 18 und 19 mit einem Kraftstoffverteiler 20 und Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 22 einer Brennkraftmaschine 24 verbunden ist. Die Brennkraftmaschine 24 ist mit einem Luftansaugrohr 26 und einem Abgasrohr 28 für ein Kraftfahrzeug verbunden. Im eingebauten Zustand ist das Kraftstoffmodul 14 in einem Kraftstofftank 30 untergebracht, und es besitzt einen Kraftstoff-Niveaufühler 31 und eine Kraftstoffpumpe 32 mit einem Einlaß, der mit dem Boden des Tanks durch ein Kraftstoffilter 33 in Verbindung steht, und einem Auslaß, der mit dem Einlaß der Kraftstoffsammelleitung 16 in Verbindung steht. Die Kraftstoffpumpe 32 wird von einem elektrischen Motor 34 angetrieben, dessen Drehzahl veränderlich ist, um den Druck des von der Kraftstoffpumpe an die Brennkraftmaschine durch die Leitung 16 abgegebenen Kraftstoffs zu regeln. Hierdurch wird ein geregelter konstanter Auslaßdruck in der Leitung 18 erzeugt; der typischerweise ungefähr 3,8 bar (55 psig) beträgt. Kraftstoff verminderten Druckes wird von dem Bedarfsregler 12 an den Kraftstoffverteiler 20 durch die Leitung 19 abgegeben. Die Kraftstoffzuführanlage besitzt keine Rückführleitung von dem Kraftstoffverteiler 20 bzw. dem Bedarfsregler 12 zu dem Kraftstofftank und wird daher als Einweg-Kraftstoff-Zuführanlage bezeichnet.
Es wird nun auf 2 bis 4 Bezug genommen, die den Bedarfsregler 12 zeigt. Der Bedarfsregler 12 besitzt ein Ventil 36, das in der ganz geöffneten Stellung gezeigt ist und von einer Membran 38 betätigt wird. Sowohl das Ventil 36 wie auch die Membran 38 befinden sich in einem Gehäuse 40, das von einem Gehäuseteil 42 und einem Deckelteil 44 gebildet wird. Die Membran 38 und das Gehäuse 40 bilden eine mit flüssigem Kraftstoff gefüllte Kammer 46 auf einer Seite der Membran 38 und eine mit Gas gefüllte Kammer 48 auf der anderen Seite der Membran 38. Das Deckelteil 44 besitzt einen als Rohr ausgebildeten Kanal 50, der mit der Kammer 48 an einem Ende in Verbindung steht und mit dem Luftansaugrohr 26 am anderen Ende verbunden ist. Das Deckelteil 44 wird durch einen Flansch 52 mit einem gekrümmten Rand 54 befestigt, der um das Gehäuseteil 42 während des Zusammenbaues der Bauteile gebördelt wird.
Die Membran 38 besitzt einen relativ dünnen und flexiblen zentralen Abschnitt 56 und eine in Umfangsrichtung kontinuierliche Umfangsrippe 58, die in einer Nut 60 des Gehäuseteils 42 sitzt und darin durch das Deckelteil 44 gehalten wird, um eine strömmitteldichte Abdichtung zwischen ihnen und der Membran 38 zu bilden. Um eine flexiblere und leichter ansprechende Membran zu bilden, ist sie mit einer in Umfangsrichtung kontinuierlichen Faltung 62 versehen. Vorzugsweise hat der aktive Teil der Membran 38 einen Durchmesser von ungefähr 18,3 mm (0,720 inch), und er besteht aus einem flexiblen Elastomer wie z.B. Fluorsilikon-Gummi oder vorzugsweise einem Acronytrilbutadien-Gummi und kann durch ein textiles Gebilde verstärkt sein, das in das Elastomer eingebettet ist.
Flüssiger Kraftstoff wird in die Kammer 46 durch einen Einlaß 64 in dem Gehäuseteil 42 durch das Ventil 36 hindurch eingelassen. Kraftstoff wird aus der Kammer 46 durch einen Auslaß 66 in Form beabstandeter Auslaßöffnungen an den Kraftstoffverteiler 20 abgegeben. Das Ventil 36 besitzt einen Ventilkörper 68, der in einer Bohrung 69 des Gehäuseteils 42 gleitend gelagert ist. Der Ventilkörper 68 besitzt mehrere axial verlaufende und radial vorstehende Rippen 70, die mit dem Gehäuseteil 42 Strömungskanäle 72 bilden. Das Ventil 36 wird von einer Feder 74 vorgespannt, die in einer Bohrung 76 des Ventilkörpers 68 angeordnet ist und an dem Gehäuseteil 42 abgestützt ist. Das Ende des Ventilkörpers 68 ist von einem Stopfen 78 aus Gummi verschlossen, der vorzugsweise am Ventilkörper 68 durch Spritzgießen angebracht ist. Ein Gewinde 79 sorgt für eine mechanische Befestigung zwischen dem Stopfen 78 aus Gummi und dem metallischen Ventilkörper 68. Eine Kappe 80 mit einem Rand 81 sitzt auf einem ringförmigen Abschnitt 82 des Ventilkörpers 68 und ist mit diesem dicht verbunden. Die Kappe 80 besitzt einen Einlaß 83 in Form einer zentralen Durchgangsbohrung, die von einem ringförmigen Ventilsitz 84 umgeben wird. Wenn das Ventil 36 geschlossen ist (5), liegt der Stopfen 78 an dem Ventilsitz 84 an. Die Kappe 80 ist durch einen Preßsitz oder auf andere Weise an dem Gehäuseteil 42 befestigt und besitzt mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Noppen 85, die, wenn sie an der Membran 38 anliegen, eine Kraftstoff Strömung in die Kammer 46 ermöglichen. Vorzugsweise hat der Einlaß 83 einen Durchmesser von ungefähr 4,57 mm (0,18 inch).
Der Ventilkörper 68 wird von einem Betätigungsglied 86 in Form eines Ventilstiftes erfaßt, der durch das zentrale Loch in der Membran 38 vorsteht, um an dem Stopfen 78 anzugreifen. Der Ventilstift ist an der Membran 38 durch einen Haltering 87 mit einem nach oben gedrehten Rand und einer Haltescheibe 88 auf der gegenüberliegenden Seite der Membran befestigt und abgedichtet damit verbunden. Die Membran 38 und das Betätigungsglied 86 werden in Richtung auf den Ventilsitz 84 durch eine als Druckfeder ausgebildete Feder 90 vorgespannt, die in der Kammer 48 angeordnet ist und an dem Haltering 87 und der Kappe 80 anliegt. Die Feder 90 wird in koaxialer Ausrichtung zu der Längsachse 92 von einer ringförmigen Schulter 94 in der Kappe 80 gehalten.
Wenn die Brennkraftmaschine 24 einen V-Block mit zwei Zylinderreihen wie z.B. bei einem V6 oder V8-Motor besitzt, hat er typischerweise eine getrennte Kraftstoff-Verteilerleiste 20 und Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 22 für jede Zylinderreihe. Kraftstoff kann beiden Verteilerleisten – entweder in Parallel- oder Reihenschaltung – von einem einzelnen Bedarfsregler 12 oder gegebenenfalls in Parallelschaltung durch zwei getrennte Bedarfsregler 12 zugeführt werden, und zwar jeweils einen für jede Verteilerleiste. Vorzugsweise, wenn auch nicht notwendigerweise, ist der Bedarfsregler 12 an einer der Verteilerleisten 20 angebracht; wenn zwei Bedarfsregler vorgesehen sind, ist je einer an den Verteilerleisten angebracht, um sie mit Kraftstoff zu versorgen. Wenn die Verteilerleiste 20 mit zwei oder mehr beabstandeten Einspritzvorrichtungen 22 verbunden ist, ist der Bedarfsregler 12 vorzugsweise, wenn auch nicht notwendigerweise, an der Verteilerleiste angebracht, so daß sein Kraftstoff-Auslaß 66 ungefähr in der Mitte zwischen den Einspritzvorrichtungen angeordnet ist, um relativ kurze und im wesentlichen gleiche Kraftstoffwege zu den Einspritzvorrichtungen zu schaffen. wenn die Brennkraftmaschine zwei Verteilerleisten besitzt, von denen jede zwei oder mehr beabstandete Einspritzvorrichtungen aufweist, so ist der Auslaß eines einzelnen Bedarfsreglers vorzugsweise, wenn auch nicht notwendigerweise in der Mitte zwischen den Verteilerleisten und zwischen den Einspritzvorrichtungen jeder Verteilerleiste angeordnet, um relativ kurze und im wesentlichen gleiche Strömungswege zu den Einspritzvorrichtungen zu bilden.
Im Betrieb hat der Bedarfsregler 12 die Funktion, den Druck in dem Kraftstoffverteiler 20 aufrechtzuerhalten, zu ändern und zu begrenzen, um einen konstanten Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen 22 zu erzeugen. Dies wird dadurch erreicht, daß der Saugrohrdruck über den Kanal 50 an die Kam mer 48 angelegt wird, um die Membran 38 zu veranlassen, das Ventil 36 zu betätigen und dadurch den Druck des dem Kraftstoffverteiler 20 zugeführten Kraftstoffes zu variieren und zu begrenzen. Da die Kammer 46 mit dem Kraftstoffverteiler 20 durch den Auslaß 66 ständig in Verbindung steht, wird jede Druckänderung in der Kammer 46 an den Kraftstoffverteiler 20 übertragen.
Wenn die Brennkraftmaschine unter stationären Bedingungen arbeitet, unter denen der Druck in dem Ansaugrohr 26 und der Durchsatz des an den Kraftstoffverteiler 20 abgegebenen Kraftstoffes konstant sind, sind die auf das Ventil 36 wirkenden entgegengerichteten Kräfte ausgeglichen, wobei sich das Ventil 36 in der Öffnungsstellung befindet, wie dies in 2 gezeigt ist. Der effektive Unterschied der Kraft, die von der Feder 90 erzeugt wird und die dem auf die Membran wirkenden Kraftstoff in der Kammer 46 entgegengerichtet ist, wird durch das Betätigungsglied 86 auf das Ventil 36 übertragen. Die auf das Ventil 36 wirkenden entgegengerichteten Kräfte sind die Kraft, die durch die Vorspannung der Feder 74 erzeugt wird, plus der Kraft, die von dem Unterschied zwischen dem Druck des Kraftstoffes in der Kammer 46 und des Kraftstoffes erzeugt wird, der von der Pumpe durch den Einlaß 64 zugeführt wird und auf die wirksamen Bereiche der entgegengerichteten Flächen des Ventils 36 einwirkt. Da bei normalem Betrieb der Brennkraftmaschine üblicherweise dynamische und veränderliche und keine stationären Bedingungen erzeugt werden, übt das Ventil 36 üblicherweise rasche Öffnungs- und Schließbewegungen aus, um eine im wesentlichen konstante Druckdifferenz an den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen aufrechtzuerhalten, indem der absolute Druck des von dem Regler an den Kraftstoffverteiler abgegebenen Kraftstoffs variiert wird.
Unter bestimmten Bedingungen, wie z.B. einer Verzögerung der Brennkraftmaschine bzw. "Hotsoak", schließt das Ventil 36 und der in dem Kraftstoffverteiler 20 eingeschlossene Kraftstoff kann sich so stark erhitzen, daß sich sein Volumen vergrößert (s. 5 und 6). Wenn der Kraftstoff expandiert, bewegen sich die Membran 38 und damit das Betätigungsglied 86 von dem Ventil 36 weg, und der Druck des in dem Kraftstoff Verteiler 20 und der Kammer 46 eingeschlossenen Kraftstoffes wird größer. Hierdurch wird der expandierte Kraftstoff eingeschlossen, und der erhöhte Druck verzögert und üblicherweise ein Verdampfen des erhitzten Kraftstoffes verhindert. Die Bewegung der Membran 38 und somit die Vergrößerung des Volumens der Kammer 46 verringern ferner die Druckerhöhung und helfen mit, einen zu großen Druckaufbau zu verhindern. Ein zu hoher Druck könnte dazu führen, daß der Kraftstoff in dem Kraftstoff-Verteiler 20 durch die Einspritzvorrichtungen 22 ausgetrieben wird, was zu Fehlfunktionen führen würde. Wenn aufgrund der Erwärmung der Druck des expandierten Kraftstoffes zu groß wird, wird das Ventil 36 entgegen der Vorspannung der Feder 74 in die Öffnungsstellung bewegt, was eine Druckentlastung durch ein Zurückfließen des Kraftstoffes durch das Ventil 36 durch den Einlaß 64 zur Folge hat, wodurch der maximale Druckaufbau des in dem Kraftstoffverteiler 20 und der Kammer 46 eingeschlossenen expandierten Kraftstoffes begrenzt wird. Wenn der Druck des im Kraftstoff Verteiler und der Kammer eingeschlossenen Kraftstoffes zu dem maximalen Wert zurückkehrt, schließt das Ventil 36 wieder.
Der maximale Druck, bei dem diese Druckentlastung erfolgt, ist eine Funktion beider Kräfte, die von der Feder 74 und der Differenz des Drucks des Kraftstoffs in der Kammer 46 und des an den Einlaß 64 abgegebenen Kraftstoffs erzeugt werden, der auf die wirksamen Bereiche der entgegengerichteten Flächen des Ventils 36 wirkt. Der maximale Druck, bei dem diese Druckentlastung erfolgt, kann somit vorgegeben und in den Regler durch Ändern dieser Variablen eingegeben werden. Üblicherweise läßt sich dies am einfachsten dadurch erreichen, daß die Kraft, die von der Feder 74 auf das Ventil 36 ausgeübt wird, geändert wird.
Als typisches Beispiel kann das Ventil 36 so ausgelegt werden, daß bei normalem Betrieb die konstante Druckdifferenz an den Einspritzvorrichtungen 22 3,44 bar (50 psig) beträgt, der konstante Druck des von dem Kraftstoffmodul 14 an dem Einlaß 64 abgegebenen Kraftstoffes 3,79 bar (55 psig) beträgt und der maximale Überdruck in der Kammer 46 aufgrund einer Erhitzung des eingeschlossenen Kraftstoffes, bei dem die Druckentlastung erfolgt, ungefähr 4,13 bar (60 psig) beträgt. Typischerweise wird der Bedarfsregler 12 bei einer Brennkraftmaschine mit einem Saugrohr-Unterdruck eingesetzt, der sich im Bereich von 0,34 bar bis 1,72 bar (5 bis 25 psig) ändert. Wenn aufgrund veränderlicher Betriebsbedingungen der Druck des im Kraftstoffverteiler 20 und in der Kammer 46 eingeschlossenen Kraftstoffes auf 3,44 bar (50 psig) abfällt, öffnet das Ventil 36 entgegen der Kraft der Feder 74, um Kraftstoff aus dem Einlaß 64 an den Kraftstoff-Verteiler 20 abzugeben. Ein praktisches Ausführungsbeispiel dieses Druckreglers, der bei diesen Drücken und Betriebsparametern arbeitet, hat eine Membran 38 mit einem wirksamen Durchmesser von ungefähr 18,3 mm (0,72 inch), eine Feder 90 mit einer Kraft von ungefähr 89 N (20 Pound) und einer Federrate von ungefähr 6,48 N/mm (37 Pound/inch), ein zentrales Loch in dem Ventilsitz 84 mit einem Durchmesser von ungefähr 4,57 mm (0,18 inch) und ein Ventil 36 mit entgegengerichteten Flächen, die jeweils einen wirksamen Bereich von ungefähr 0,16 cm² (0,025 inch²) haben.
7 zeigt eine Einweg-Kraftstoffzuführanlage 140 für ein Fahrzeug, bei der der Bedarfsregler 12 mit Kraftstoff eines im wesentlichen konstanten Drucks von dem Kraftstoffmodul 14 mit einem Bypass-Druckregler 142 versorgt wird. Um dem Bedarfsregler 12 Kraftstoff zuzuführen, ist der Auslaß 144 der Kraftstoffpumpe 32 mit dem Einlaß 64 des Bedarfsreglers 12 durch die Kraftstoffleitung 18 über ein Einwegventil 146 verbunden, das eine Rückströmung des Kraftstoffs in die Pumpe verhindert. Um eine Bezugsgröße bereitzustellen, ist die Durchlaßöffnung bzw. Kanal 50 des Bedarfsreglers 12 durch einen Schlauch 148 mit dem Luftansaugkanal 26 der Brennkraftmaschine verbunden. Um Kraftstoff vom Pumpenauslaß im Bypass abzuleiten und dadurch einen konstanten Druck bei veränderlichem Kraftstoffbedarf aufrechtzuerhalten, ist der Einlaß 150 des Bypass-Reglers 142 mit der Kraftstoffleitung 18 stromab des Einwegventils 146 und stromauf des Bedarfsreglers 12 verbunden, und sein Auslaß 152 führt Kraftstoff zu einem Speicher 154 in dem Kraftstofftank 30 zurück. Vorzugsweise sind beide Regler mit dem Auslaß der Kraftstoffpumpe durch ein Filter 155 verbunden (8).
Im Betrieb steuert und regelt der Bypass-Regler 142 den Kraftstoff druck so, daß ein im wesentlichen konstanter Druck des dem Bedarfsregler 12 zugeführten Kraftstoffs aufrechterhalten wird, indem ausreichend Kraftstoff aus dem Auslaß 144 der Kraftstoffpumpe im Bypass abgeleitet und dadurch ein konstanter Einlaßdruck am Bedarfsregler aufrechterhalten wird, der höher und üblicherweise ungefähr 0,21 bis 0,42 bar (3 bis 6 psi) höher als der Auslaßdruck des Kraftstoffes ist, den der Bedarfsregler 12 an die Verteilerleiste 20 und die Einspritzvorrichtungen 22 der Brennkraftmaschine abgibt.
Wie in 8 gezeigt ist, umfaßt der Bypass-Regler 142 einen Druckfühler-Schalter 156, dem eine Steuerschaltung 158 mit einem Pulsbreitenmodulator und einer Antriebsschaltung 160 zugeordnet ist, welche die Drehzahl ändert, mit der der elektrische Motor 34 die Kraftstoffpumpe 32 antreibt. Die Steuerschaltung 158 treibt die Kraftstoffpumpe mit einer Drehzahl an, welche eine inverse Funktion des Kraftstoffdrucks am Pumpenauslaß und somit eine direkte Funktion des Kraftstoffbedarfs der Brennkraftmaschine ist. Eine geeignete Pumpen-Steuerschaltung dieser Art ist in der US 4,926,829 offenbart und wird daher nicht weiter beschrieben.
Im Betrieb der Kraftstoffzuführanlage 140 fördert die Kraftstoffpumpe 32 bei Erregung des elektrischen Motors 34 Kraftstoff zu dem Bedarfsregler 12 mit einem im wesentlichen konstanten Druck von beispielsweise 3,79 bar (55 psig). Der Lieferdruck wird im wesentlichen konstant gehalten durch den Bypass-Regler 142 und den Druckfühler-Schalter 156 und die zugehörige Steuerschaltung 158, welche die Drehzahl des Pumpenmotors 32 in Abhängigkeit von dem Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine ändert. Obgleich die Last, die Drehzahl und andere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine sich ändern, gibt der Bedarfsregler 12 normalerweise Kraftstoff an die Verteilerleiste 20 und die Einspritzvorrichtungen 22 mit einem im wesentlichen konstanten Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen 22 bei etwas niedrigerem Druck als 3,44 bar (50 psig) ab. Bei bestimmten Bedingungen wie z.B. eine Verzögerung der Brennkraftmaschine oder einem Hotsoakzustand schließt das Ventil 36 des Bedarfsreglers 12, und während in der Verteilerleiste eingeschlossener Kraftstoff erwärmt wird, expandiert er und wird in der Kammer 46 des Bedarfsreglers 12 gesammelt, wie weiter oben erläutert wurde. Wenn der Druck des gesammelten Kraftstoffes zu groß wird, wird das Ventil 36 zwangsweise geöffnet, um einen Teil des gespeicherten Kraftstoffes abzulassen und dadurch seinen maximalen Druck auf einen vorgegebenen höheren Druck wie z.B. 4,13 bar (60 psig) zu begrenzen. Dieser abgelassene Kraftstoff wird von dem Bypass-Regler 142 in den Speicher 154 bzw. in den Kraftstofftank 30 abgegeben. Bei dieser Kraftstoffzuführanlage 140 arbeitet der Bedarfsregler 12 im wesentlichen in der gleichen Weise wie bei der Kraftstoffzuführanlage 10, und somit wird seine Betriebsweise nicht weiter beschrieben.
Wenn bei diesem höheren Druck (beispielsweise 4,13 bar bzw. 60 psig) eine Leckage, Fehlfunktion oder Schädigung des Bypass-Reglers 142 durch eine Rückströmung des Kraftstoffes durch ihn hindurch droht, kann er durch ein Einwegventil und ein Druckentlastungsventil geschützt werden, die stromab des Bypass-Reglers 142 und stromauf des Bedarfsreglers 12 in Reihe geschaltet angeordnet sind. Das Einwegventil würde verhindern, daß der Bypass-Regler 142 einer Rückströmung aus dem Bedarfsregler ausgesetzt wird und das Entlastungsventil würde von dem Bedarfsregler zurückströmenden Kraftstoff zu dem Kraftstofftank mit einem Druck zurückführen, der gleich oder größer als der Druck ist, bei dem das Druckentlastungsventil öffnet (wie z.B. 4,13 bar bzw. 60 psig). Wenn dieses Einwegventil und Druckentlastungsventil verwendet werden, kann das Einwegventil 146 weggelassen werden.
9 zeigt eine weitere Einweg-Kraftstoffzuführanlage 230 mit einem Bedarfsregler 12, dem Kraftstoff mit im wesentlichen konstantem Druck von einer elektrischen Kraftstoffpumpe 240 mit einem Bypass-Druckentlastungsventil 250 zugeführt wird. Die Anlage besitzt einen Kraftstofftank 232 mit einem Kraftstoffspeicher 234, der die Pumpe 240 mit einem herkömmlichen Einlaß in den Speicher und einem Auslaßkanal 242 enthält, der mit einem Filter 244 durch ein Einwegventil 248 verbunden ist, das die Abgabe von Kraftstoff aus dem Pumpenauslaß zuläßt und eine Rückströmung von Kraftstoff zu der Pumpe verhindert. Der Auslaß des Filters 244 ist mit dem Einlaß 64 des Bedarfsreglers 12 durch eine Leitung 260 verbunden. Um den Druck des dem Bedarfsregler 12 zugeführten Kraftstoffes zu steuern, ist ein Bypass-Kanal 246 mit der Leitung 260 zwischen dem Pumpenauslaß und dem Einlaß 64 des Bedarfsreglers verbunden und vorzugsweise stromab des Filters 244 angeschlossen, um Kraftstoff an den Speicher 234 durch das Druckentlastungsventil 250 zurückzuführen, dessen als Kugel ausgebildetes Ventilglied 251 von einer Feder 252 in seine Schließstellung gedrückt wird. Die von der Feder 252 erzeugte Kraft ist so eingestellt, daß das Ventil bei einem Druck (beispielsweise 3,79 bar bzw. 55 psig) öffnet, der (üblicherweise um ungefähr 0,21 bis 0,42 bar bzw. 3 bis 6 psig) größer als der Druck (z.B. 3,44 bar bzw. 50 psig) ist, bei dem der Bedarfsregler 12 Kraftstoff durch die Leitung 264 zu der Verteilerleiste 20 und den Einspritzvorrichtungen 22 der Brennkraftmaschine 24 fördert. Vorzugsweise ist der Bedarfsregler 12 angrenzend an der Brennkraftmaschine 24 angeordnet, um die Verbindung der Durchlaßöffnung 50 mit dem Luftansaugrohr 26 durch die Leitung 262 zu erleichtern.
Im Betrieb der Kraftstoffzuführanlage 230 wird die Pumpe 240 vorzugsweise mit im wesentlichen konstanter Drehzahl angetrieben, um Kraftstoff durch die Leitung 242, das Einwegventil 248, das Filter 244 und die Leitung 260 zu dem Bedarfsregler 12 zu fördern. Um den Kraftstoff mit im wesentlichen konstantem Druck (von z.B. 3,79 bar bzw. 55 psig) zu fördern, wird ein Teil des von der Pumpe abgegebenen Kraftstoff im Bypass durch die Leitung 246 und das Druckentlastungsventil 250 in den Speicher 234 bzw. den Tank 232 zurückgeführt. Der Bedarfsregler 12 gibt Kraftstoff an die Verteilerleiste 20 und die Einspritzvorrichtungen 22 der Brennkraftmaschine bei einem im wesentlichen konstanten Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen ab, der etwas kleiner als der Lieferdruck (z.B. 3,44 bar bzw. 50 psig) ist, wenngleich sich der Kraftstoffbedarf bzw. die Anforderung der Brennkraftmaschine bei unterschiedlicher Last, Drehzahl und anderen Betriebsparametern ändert. während einer Verzögerung der Brennkraftmaschine bzw. einem Hotsoak-Zustand wird Kraftstoff eingeschlossen, und wenn er expandiert, sammelt er sich in dem Bedarfsregler 12. Wenn der Druck des eingeschlossenen Kraftstoffs übermäßig bzw. unzulässig ansteigt, wird er teilweise durch den Bedarfsregler, den Bypass-Kanal 246, das Druckentlastungsventil 250 in den Speicher 234 bzw. den Tank 232 abgelassen. Im Betrieb der Kraftstoffzuführanlage 230 arbeitet der Bedarfsregler im wesentlichen in der gleichen Weise wie bei den Kraftstoffzuführanlagen 10 und 14, und somit wird seine Betriebsweise nicht weiter beschrieben.
10 zeigt einen abgewandelten Kraftstoffregler 110, bei dem sämtliche Einzelteile, die mit denen des Bedarfsreglers 12 identisch sind, die gleichen Bezugszeichen haben. Der Bedarfsregler 110 hat einen abgewandelten Ventilsitz, der von einem O-Ring 112 in einer Trägerscheibe 114 gebildet wird. Die Trägerscheibe 114 wird in einer Gegenbohrung 116 von einer Kappe 118 gehalten, die auf dem ringförmigen Abschnitt 120 des Gehäuses gehalten wird und eine zentrale Durchgangsbohrung 122 aufweist. Das Ventil 36' besitzt ein modifiziertes Gehäuse mit einer geschlossenen Stirnfläche 124, die gegen den O-Ring 112 abgedichtet ist, wenn das Ventil geschlossen ist. Ein Betätigungsglied 126 in Form eines Stiftes ragt durch die Stirnfläche des Ventilgehäuses hindurch und ist daran befestigt und abgedichtet, so daß es von der Membran 38 erfaßt werden kann, um das Ventil zu verstellen. Um zum Erfassen des Betätigungsgliedes 126 ist ein Knopf 128 an dem Federhalter 87, der Membran 38 und der Abstützscheibe 130 befestigt und abgedichtet. Die Scheibe 130 besitzt in Umfangsrichtung beabstandete und nach unten ragende Noppen 132, die durch Anlage an der Kappe 118 einen Spalt zwischen ihnen bilden, so daß Kraftstoff in die Kammer 46 strömen kann. Im Betrieb arbeitet der Bedarfsregler 110 in der gleichen Weise wie der Bedarfsregler 12 der 2, abgesehen davon, daß das Betätigungsglied 126 von dem Ventil 36' getragen wird und unabhängig zu der Membran 38 ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bedarfsreglers 100 ist in 11 gezeigt, der im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Bedarfsregler 12 hat, abgesehen davon, daß zusätzlich ein Elektromagnet 102 vorgesehen ist, der unter extremen Hotsoak-Bedingungen das andernfalls geschlossene Ventil 36 öffnet, wie in den folgenden Abschnitten be schrieben wird. Der Körper des Ventils 36 besteht aus einem ferromagnetischen Material wie z.B. Stahl, so daß er in seine Öffnungsstellung bewegt wird, wenn eine Spule 104 des Elektromagneten 102 elektrisch erregt wird.
12 zeigt eine Einweg-Kraftstoffzuführanlage 250, die den Bedarfsregler 100 dazu benutzt, Dampfbildung stromab des Bedarfsreglers unter extremen Hotsoak-Bedingungen zu verhindern. Kraftstoff wird dem Einlaß des Bedarfsreglers 100 mit einem im wesentlichen konstanten Druck von z.B. 3,79 bar (55 psig) zugeführt, vorzugsweise von einer Kraftstoffpumpe 34 mit einem elektrischen Motor 32, der mit veränderlicher Drehzahl von einer elektronischen Steuerschaltung 158 mit einem Pulsbreitenmodulator 160 angetrieben wird, der auf einen Druckfühler-Schalter 156 anspricht und einen Bypass-Regler 142 aufweist. Diese Bauteile sind im wesentlichen die gleichen wie die der Kraftstoffzuführanlage 140 und werden somit nicht mehr weiter beschrieben.
Bei der Kraftstoffzuführanlage 250 wird der Elektromagnet 102 in Abhängigkeit von einem Signal eines Temperaturfühlers 252 erregt, der vorzugsweise an der Verteilerleiste 20 vorgesehen ist, um die Temperatur des Kraftstoffs in der Verteilerleiste anzuzeigen; er wird vorzugsweise von der elektronischen Steuerschaltung 254 (EEC) der Brennkraftmaschine erregt, wenn die Fahrzeugzündung eingeschaltet wird. Wenn bei eingeschalteter Zündung der Temperaturfühler 252 anzeigt, daß die Temperatur des Kraftstoffes in der Verteilerleiste oberhalb einer vorgegebenen Mindesttemperatur liegt, erregt die Steuerschaltung 254 den Elektromagneten 102, um das andernfalls geschlossene Ventil 36 zu öffnen. Die Steuerschaltung 254 ist mit dem Temperaturfühler 252 durch eine elektrische Leitung 256 verbunden, und das Magnetventil ist mit der Steuerschaltung 254 durch eine elektrische Leitung 258 verbunden.
Unter extremen Bedingungen kann die Temperatur des in der Verteilerleiste 20 und der Kammer 46 eingeschlossenen Kraftstoffes auf 77 bis 104°C (170 bis 220°F) ansteigen. Bei dieser extremen Temperatur ist es erforderlich, den Druck des Kraftstoffes in der Verteilerleiste auf einem Mi nimum von 3,79 bis 4,13 bar (55 bis 60 psig) zu halten, um Dampfbildung zu vermeiden. Wenn die Brennkraftmaschine unter diesen extremen Hoatsoak-Bedingungen angelassen wird, würde die Druckdifferenz an den Einspritzvorrichtungen auf 3,44 bar (50 psig) abfallen, ehe das Ventil 36 normalerweise öffnen würde, und dieser Druckabfall hätte eine schlagartige Verdampfung und die Bildung von Kraft Stoff dampf in der Verteilerleiste zur Folge, was den Betrieb der Brennkraftmaschine nachteilig beeinflussen würde. Um diesen Zustand zu vermeiden, erzeugt der Temperaturfühler 252 bei Anstieg der Temperatur auf über 77°C (170°F) ein Signal, das den Elektromagneten 102 aktiviert und das normalerweise geschlossene Ventil 36 des Bedarfsreglers 100 öffnet, wenn die Zündung eingeschaltet wird, so daß – ehe die Brennkraftmaschine 24 gedreht wird – der Druck des Kraftstoffes, der von der Kraftstoffpumpe 34 dem Einlaß 64 des Bedarfsreglers zugeführt wird, einen ausreichend hohen Druck des Kraftstoffs in der Verteilerleiste aufrechterhält, um eine Dampfbildung zu verhindern. Der Temperaturfühler und der Elektromagnet übersteuern den normalen Reglerbetrieb und halten das Ventil 36 in seiner geöffneten Stellung, bis die Temperatur des Kraftstoffs unter 77°C (170°F) fällt; hierauf wird der Elektromagnet deaktiviert, so daß der Regler in seinen normalen Betriebszustand zurückkehrt, wie dies weiter oben in Verbindung mit dem Bedarfsregler 12 beschrieben wurde.
13 zeigt eine Einweg-Kraftstoffzuführanlage 280 mit einem modifizierten Bedarfsregler 282, der an einer Verteilerleiste 20 angebracht ist und mit Kraftstoff eines im wesentlichen konstanten Drucks von einem Kraftstoffmodul 14 versorgt wird, das eine Zentrifugalpumpe 284 aufweist, welche von einem elektrischen Motor 286 mit konstanter Drehzahl angetrieben wird. Wenn die Zentrifugalpumpe 284 mit konstanter Drehzahl angetrieben wird, liefert sie einen im wesentlichen konstanten Auslaßdruck über einen großen Bereich von Kraftstoffdurchsätzen. Kraftstoff wird von dem Auslaß 288 der Pumpe 284 zu dem Einlaß 64 des Bedarfsreglers durch ein Einwegventil 290 gefördert, das einer Rückströmung zur Pumpe durch eine Kraftstoffleitung 292 verhindert.
Wie in 14 dargestellt ist, erhält der modifizierte Be darfsregler 282 seine Bezugsgröße nicht von dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine, und seine Fluidkammer 48 könnte durch eine Öffnung in der Kappe 44 unmittelbar mit der umgebenden Atmosphäre verbunden sein. Vorzugsweise besitzt er jedoch eine geschlossene und abgedichtete gasgefüllte Kammer 48, die bei einer Leckage, einem Reißen oder einem Fehlverhalten der Membran 38 verhindert, daß flüssiger Kraftstoff an die Atmosphäre bzw. aus dem Bedarfsregler heraus gelangt. Um zu verhindern, daß Temperaturänderungen des Gases bzw. des Fluids (wie z.B. Luft) in der Kammer 48 den Auslaßdruck des Bedarfsreglers beeinträchtigt oder ändert, wird eine Expansion bzw. Kontraktion des Gases in der Kammer 48 durch einen hochflexiblen Balg 294 aufgefangen, der in der Kammer 48 angeordnet ist und einen ringförmigen Rand 296 aufweist, welcher in einem Loch 298 der Kappe sitzt und dicht mit dieser verbunden ist. Da der Balg 294 auf einer Seite mit der Kammer 48 und auf der anderen Seite mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht, kann er eine Expansion und Kontraktion des Gases innerhalb der Kammer 48 aufgrund von Temperaturänderungen ausgleichen. Wenn kein Temperaturausgleich erwünscht ist, kann die Kammer 48 einfach von einer undurchlässigen starren Kappe 44 verschlossen und abgedichtet werden; dies würde allerdings einen Anstieg des Auslaßdrucks des Bedarfsreglers von ungefähr 0,27 bar (4 psig) erzeugen, wenn die Temperatur von ungefähr –40°C (–40°F) auf mehr als 93°C (200°F) ansteigt. Da der elektrische Motor 286 und somit die Pumpe 284 mit konstanter Drehzahl angetrieben werden, kann die Leistungsversorgung mit Strom einer konstanten Spannung erfolgen, die durch eine elektronische Steuereinrichtung (EEC) 300 der Brennkraftmaschine oder unmittelbar durch das elektrische System des Fahrzeugs geliefert und geregelt wird. Die übrigen Bauteile des Bedarfsreglers 282 sind die gleichen wie die des Bedarfsreglers 12, welche die gleichen Bezugszeichen haben, und somit wird die Beschreibung dieser Bauteile nicht wiederholt.
Im Betrieb der Anlage 280 wird die Zentrifugalpumpe 284 mit im wesentlichen konstanter Drehzahl von dem elektrischen Motor 286 angetrieben, um Kraftstoff bei im wesentlichen konstantem Druck an den Einlaß 64 des Bedarfsreglers 282 durch das Einwegventil 290 und die Kraftstoffleitung 292 abzu geben. Der Ist-Druck, mit dem die Pumpe Kraftstoff abgibt, kann durch Ändern der Drehzahl geändert werden, mit der die Pumpe angetrieben wird. wenn Kraftstoff an den Bedarfsregler 282 bei konstantem Druck von z.B. 3,79 bar (55 psig) abgegeben wird, gibt der Bedarfsregler 282 Kraftstoff an die Verteilerleiste 20 und die Einspritzvorrichtungen 22 der Brennkraftmaschine 24 mit einem etwas niedrigeren Druck wie z.B. 3,44 bar (50 psig) ab, wenngleich sich der Kraftstoffbedarf bzw. die Anforderung der Brennkraftmaschine bei unterschiedlicher Last, Drehzahl und anderen Betriebsparametern ändert. Wenn die Brennkraftmaschine unter einem stationären Zustand mit konstantem Durchsatz des der Verteilerleiste zugeführten Kraftstoffes arbeiten würde, wären die auf das Ventil 36 einwirkenden entgegengerichteten Kräfte ausgeglichen, wenn sich das Ventil in der Öffnungsstellung befindet, wie in 14 dargestellt ist. Da jedoch bei normalem Betrieb der Brennkraftmaschine dynamische und veränderliche und somit nicht stationäre Betriebszustände entstehen, führt das Ventil 36 üblicherweise rasche Öffnungs- und Schließbewegungen aus, um einen im wesentlichen konstanten Druck von z.B. 3,44 bar (50 psig) des Kraftstoffes aufrechtzuerhalten, der der Verteilerleiste und somit den Einspritzvorrichtungen zugeführt wird.
Unter bestimmten Bedingungen wie z.B. einer Verzögerung der Brennkraftmaschine bzw. einem Hotsoak-Zustand schließt das Ventil 36 des Bedarfsreglers 282, und wenn sich der in der Verteilerleiste eingeschlossene Kraftstoff erwärmt, expandiert er und sammelt sich in der Kammer 46 des Bedarfsreglers, wie weiter oben erläutert wurde. Wenn der Druck des gesammelten Kraftstoffes zu groß wird, wird das Ventil 36 zwangsweise geöffnet, um einen Teil des angesammelten Kraftstoffes abzulassen und dadurch seinen maximalen Druck auf einen vorgegebenen höheren Druck wie z.B. 4,13 bar (60 psig) zu begrenzen. Dieser abgelassene Kraftstoff wird in das Kraftstoffmodul 14 bzw. den Tank 30 durch ein Druckentlastungsventil 294 abgegeben, das in die Zuführleitung 292 des Bedarfsreglers zwischen dem Einwegventil 290 und dem Bedarfsregler geschaltet ist.
15 zeigt eine abgewandelte Einweg-Kraftstoffzuführ anlage 310, bei der die Fluidkammer 48 des Bedarfsreglers 12 unter zumindest einigen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine atmosphärischem oder überatmosphärischem Druck statt dem Druck des Ansaugrohres ausgesetzt werden kann. Beispielsweise kann es bei Hotsoak-Bedingungen wünschenswert sein, die Kammer 48 mit atmosphärischem oder überatmosphärischem Druck zu beaufschlagen, um dadurch den Druck des Kraftstoffes, der den Einspritzvorrichtungen beim Starten der Brennkraftmaschine und während des Betriebs der Brennkraftmaschine zugeführt wird, zu erhöhen (um eine Verdampfung des Kraftstoffs zu mindern oder zu vermeiden), bis die Temperatur des Kraftstoffes in der Verteilerleiste 20 auf eine normale Betriebstemperatur abfällt, die üblicherweise kleiner als ungefähr 77°C (170°F) ist. Unter einigen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, wie z.B. Vollast oder maximale Beschleunigung kann es wünschenswert sein, die Kammer 48 mit atmosphärischem oder überatmosphärischem Druck zu beaufschlagen, um den Kraftstoffdruck und damit die maximale Kraftstoffmenge, die die Einspritzvorrichtungen an die Brennkraftmaschine abgeben können, zu vergrößern und somit den Betriebsbereich zu erweitern.
Wie in 15 gezeigt ist, kann Luft überatmosphärischen Drucks von einer Druckquelle in Form eines Verdichters 312 erzeugt und durch ein magnetgesteuertes Ventil 314 der Durchlaßöffnung 50 der Kammer 48 des Bedarfsreglers 12 zugeführt werden. Der Auslaß des Verdichters 312 ist mit einer ersten Einlaßöffnung des Ventils 314 durch eine Förderleitung 316 verbunden, und die Auslaßöffnung des Ventils 314 ist mit der Durchlaßöffnung 50 des Bedarfsreglers durch die Leitung 318 verbunden. Um Luft atmosphärischen Drucks dem Bedarfsregler 12 zuzuführen, steht eine zweite Einlaßöffnung des Ventils durch die Einlaßleitung 320 mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung. Um der Durchlaßöffnung 50 des Bedarfsreglers mit dem Druck des Luftansaugrohres 26 zu beaufschlagen, ist ein dritter Einlaß des Ventils 314 mit dem Luftansaugrohr 26 durch die Leitung 322 verbunden.
Vorzugsweise wird das Ventil 314 durch eine elektronische Steuereinrichtung 324 (EEC) der Brennkraftmaschine gesteuert, die typischerweise die Menge des Kraftstoffes, der der Brennkraftmaschine 24 unter verschiedenen Betriebs zuständen zuzuführen ist, berechnet und bestimmt und die Einspritzvorrichtungen 22 der Brennkraftmaschine entsprechend betätigt. Um die Steuereinrichtung 324 mit einem Signal entsprechend der Temperatur des den Einspritzvorrichtungen zugeführten Kraftstoffes zu versorgen, kann ein Temperaturfühler 326 an der Verteilerleiste 26 angebracht und mit der Steuereinrichtung 324 elektrisch verbunden sein. Da die Steuereinrichtung 324 die Menge des an die Brennkraftmaschine abzugebenden Kraftstoffes berechnet und festlegt, kann sie auch die Drehzahl des elektrischen Motors 34 und somit die Drehzahl der Pumpe 32 steuern, um einen im wesentlichen konstanten Druck von z.B. 3,79 bar (55 psig) des Kraftstoffes aufrechtzuerhalten, der von dem Auslaß der Pumpe zu dem Einlaß 64 des Bedarfsreglers 12 gefördert wird. Die Steuereinrichtung kann den Pumpenmotor 34 durch ein System mit offener Regelschleife antreiben, in welchem sie die Spannung des Stroms steuert, der an den elektrischen Motor angelegt wird, um die Drehzahl der Pumpe zu ändern, und zwar ohne das Erfordernis einer auf den Pumpenauslaßdruck ansprechenden Druckfühlerregelung, wie sie in der mit geschlossener Regelschleife versehenen Anlage 140 der 7 und 8 und Anlage 250 der 12 verwendet wird.
Bei all den beschriebenen Anlagen dämpft der Bedarfsregler die Kraftstoff-Druckschwankungen, die durch den Betrieb der Einspritzvorrichtungen erzeugt werden und isoliert praktisch die Kraftstoff-Förderleitung und sämtliche Bauteile der Kraftstoff-Zuführanlage stromauf des Bedarfsreglers gegenüber diesen Druckschwankungen und der Übertragung von Geräusch, die durch diese Schwankungen bei Betrieb der Einspritzvorrichtungen erzeugt wird.
Im Betrieb wird der Auslaßdruck des Bedarfsreglers durch eine Betätigung des Ventils in Abhängigkeit von einem ersten Bewegungsbereich der Membran zum Öffnen und Schließen des Ventils geregelt; wenn bei geschlossenem Ventil der eingeschlossene Kraftstoff expandiert, wird er über einen zweiten Bewegungsbereich der Membran unabhängig von dem Ventil gesammelt. Wenn die Expansion des eingeschlossenen Kraftstoffes einen zu hohen Druck erzeugt, öffnet er unmittelbar das Ventil, um einen Teil des eingeschlossenen Kraftstoffes abzulassen und den maximalen Druck des verbleibenden gesammelten Kraftstoffes zu begrenzen.

Claims

Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine mit einem Luftansaugrohr (26) und mindestens einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22) versehene Brennkraftmaschine (24), mit einer elektrischen Kraftstoffpumpe (32) mit einem Pumpeneinlaß, der mit einem Kraftstofftank (30) in Verbindung steht, und einem Pumpen-Auslaß, der mit dem Einlaß (64) eines Bedarfsreglers (12) in Verbindung steht, um ihn bei normalen Betriebsbedingungen mit Kraftstoff eines im wesentlichen konstanten Drucks zu versorgen, dem Bedarfsregler (12) mit einem Gehäuse (40), einer Membran (38), die zusammen mit dem Gehäuse (40) eine expandierbare Kraftstoffkammer (46) bildet, wobei die Membran (38) relativ zu dem Gehäuse (40) in Richtung einer Volumenverringerung der expandierbaren Kammer (46) elastisch vorgespannt wird, einem Kraftstoff-Auslaß (66) aus der expandierbaren Kammer (46) zur kontinuierlichen Verbindung mit der Einspritzvorrichtung (22), einem Bedarfsregler-Einlaß (64), der von dem Gehäuse (40) getragen wird, um Kraftstoff an die expandierbare Kammer (46) abzugeben, einem Ventil (36), das zwischen dem Reglereinlaß (64) und der expandierbaren Kammer (46) angeordnet und der Membran (38) zugeordnet ist, um sich in eine Öffnungs- und Schließstellung zu bewegen und dadurch den Strom des gesamten Kraftstoffes aus dem Reglereinlaß (64) durch die expandierbare Kammer (46) zu regeln und den gesamten Kraftstoff aus der expandierbaren Kammer (46) der Einspritzvorrichtung (22) in Abhängigkeit von dem Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine (24) bei normalen Betriebsbedingungen zuzuführen, wobei die Membran (83), wenn das Ventil (36) schließt und der zwischen der Einspritzvorrichtung (22) und dem Ventil (36) eingeschlossene Kraftstoff expandiert, sich relativ zu dem Gehäuse (40) bewegt und dadurch das Volumen der expandierbaren Kammer (46) vergrößert und somit eine Expansion des eingeschlossenen Kraftstoffs ermöglicht. (1, 2)
Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine mit einem Luftansaugrohr (26) und mindestens einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22) versehenen Brennkraftmaschine (24), mit einer elektrischen Kraftstoffpumpe (32) mit einem Pumpeneinlaß, der mit einem Kraftstofftank (30) in Verbindung steht und einem Pumpenauslaß, der mit dem Einlaß (64) eines Bedarfsreglers (12) in Verbindung steht, um ihm bei normalen Betriebsbedingungen Kraftstoff bei im wesentlichen konstantem Druck zuzuführen, wobei eine Membran (38) relativ zu einem Gehäuse (4 0) in Richtung einer Volumenverringerung einer expandierbaren ersten Kammer (46) elastisch vorgespannt ist, dem Bedarfsregler (12) mit dem Gehäuse (40), der Membran (38), die zusammen mit dem Gehäuse (40) die expandierbare erste Kammer (46) und eine zweite Kammer (48) bildet, wobei die Membran (38) gegenüberliegende Flächen hat, von denen die eine nur mit der ersten Kammer (46) und die andere nur mit der zweiten Kammer (48) in Verbindung steht, wobei die zweite Kammer (48) einen Kanal (50) aufweist, der mit dem Luftansaugrohr (26) der Brennkraftmaschine (24) in Verbindung steht, einem Kraftstoff-Auslaß (66) aus der ersten Kammer (46), der mit der Einspritzvorrichtung verbunden ist, um sie mit Kraftstoff zu versorgen, einem Kraftstoff-Einlaß (64), der von dem Gehäuse (40) getragen wird und zur Kraftstoffversorgung der ersten Kammer (46) dient, einem Ventil (36), das von dem Gehäuse (40) getragen wird und in der Verbindung zwischen dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers und der ersten Kammer (46) angeordnet und der Membran (38) zugeordnet ist, so daß das Ventil in eine Öffnungs- und Schließstellung bewegbar ist, um den Kraftstoffstrom von dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers in die erste Kammer (46) so zu regeln, daß ein im wesentlichen konstanter Druckabfall an der Einspritzvorrichtung bei normalen Betriebsbedingungen erzeugt wird, wobei die Membran (38), wenn das Ventil (36) schließt und der zwischen der Einspritzvorrichtung und dem Ventil angeschlossene Kraftstoff expandiert, sich relativ zu dem Gehäuse bewegt und dadurch das Volumen der ersten Kammer (46) vergrößert, um dadurch eine Expansion des eingeschlossenen Kraftstoffes zu ermöglichen.
Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine mit einem Luftansaugrohr (26) und mindestens einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22) versehenen Brennkraftmaschine (24), mit einer elektrischen Kraftstoffpumpe (32) mit einem Pumpeneinlass, der mit einem Kraftstofftank (30) in Verbindung steht, und einem Pumpen-Auslass, der mit dem Einlass (64) eines Bedarfsreglers (12) in Verbindung steht, um ihn bei normalen Betriebsbedingungen mit Kraftstoff eines im wesentlichen konstanten Drucks zu versorgen, dem Bedarfsregler (12) mit dem Gehäuse (40), einer Membran (38), die zusammen mit dem Gehäuse (40) eine expandierbare Kraftstoffkammer (46) bildet, wobei die Membran (38) relativ zu dem Gehäuse (40) in Richtung einer Volumenverringerung der expandierbaren Kammer (46) elastisch vorgespannt wird, einem Kraftstoff-Auslass (66) aus der expandierbaren Kammer (46) zur kontinuierlichen Verbindung mit der Einspritzvorrichtung (22), einem Bedarfsregler-Einlass (64), der von dem Gehäuse (40) getragen wird, um Kraftstoff an die expandierbare Kammer (46) abzugeben, einem Ventil (36), das nachgebend in seine Schließposition vorgespannt, mit dem Einlass (64) des Bedarfsreglers (12) verbunden, stromauf der expandierbaren Kammer (46) angeordnet und der Membran (38) zugeordnet ist, um sich in eine Öffnungs- und Schließstellung zu bewegen und dadurch den Kraftstoffstrom durch den Einlass (64) des Bedarfsreglers in und durch die expandierbare Kammer (46) sowie den Auslass (66) zu regeln, wodurch der gesamte Kraftstoff aus der expandierbaren Kammer (46) der Einspritzvorrichtung (22) in Abhängigkeit von dem Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine (24) bei normalen Betriebsbedingungen zugeführt wird, um einen Soll-Kraftstoffdruck an der Einspritzvorrichtung ohne Rückführleitung stromab des Kraftstoff-Auslasses (66) zum Zurückführen von Kraftstoff zu dem Kraftstofftank aufrechtzuerhalten.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Druckfühler (156), der zwischen dem Auslaß der Kraftstoffpumpe (34) und dem Ventil (36) des Bedarfsreglers (12) angeordnet ist und auf Änderungen des Kraftstoff drucks anspricht, und einer elektronischen Antriebsschaltung (158), die mit dem Druckfühler und dem elektrischen Motor (32) der Kraftstoffpumpe (34) verbunden ist, um die Drehzahl des elektrischen Motors (32) und somit der Kraftstoffpumpe (34) so zu ändern, daß Kraftstoff bei im wesentlichen konstantem Druck dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers zugeführt wird. (7, 8, 12)
Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Antriebsschaltung (158) einen Pulsbreitenmodulator (160) zum Ändern der Drehzahl des die Kraftstoffpumpe (34) treibenden elektrischen Motors (32) aufweist. (8, 12)
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehen den Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Bypass-Regler (142) mit einem Kraftstoffeinlaß (150), der mit dem Auslaß (144) der Kraftstoffpumpe (34) stromauf des Ventils (36) des Bedarfsreglers (12) verbunden ist, und einem Bypass (152) zum Zurückführen von Kraftstoff zu dem Kraftstofftank (30), wobei der Bypass-Regler (142) so ausgebildet ist, daß er zumindest einen Teil des Kraftstoffes aus dem Pumpenauslaß (144) in den Bypass (152) fördert, um den dem Reglereinlaß (64) zugeführten Kraftstoff auf einem im wesentlichen konstanten Druck zu halten. (7, 8, 12)
Kraftstoffzuführanlage nach den Ansprüchen 4, 5 oder 6 in Verbindung mit Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler einen Druckfühler-Schalter (156) aufweist, der dem Bypass-Regler (142) zugeordnet und mit der elektronischen Antriebsschaltung (158) elektrisch verbunden ist. (8, 12)
Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe (34) bei normalem Betrieb durch den elektrischen Motor (32) so angetrieben wird, daß er eine im wesentlichen konstante Drehzahl hat.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Druckentlastungsventil (250) mit einem Einlaß, der mit dem Pumpenauslaß (242) stromauf des Ventils (36) des Bedarfsreglers (12) verbunden ist, und einem Auslaß, der Kraftstoff zu dem Kraftstofftank (30) zurückführt, wobei das Druckentlastungsventil (250) so ausgebildet ist, daß es Kraftstoff aus dem Pumpenauslaß in den Bypass zurückführt, um den dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers (12) zugeführten Kraftstoff auf einen im wesentlichen konstanten Druck zu halten. (9)
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumpenauslaß und dem Ventil (36) des Bedarfsreglers (12) ein Einwegventil (146; 248) angeordnet ist, das einen Kraftstoffstrom von der Pumpe zu dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers zuläßt und das eine Rückströmung des Kraft stoffes aus dem Bedarfsregler (12) durch die Kraftstoffpumpe (34) verhindert. (7, 9)
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bypass-Regler (142) und dem Ventil (36) des Bedarfsreglers (12) ein Einwegventil (146) angeordnet ist, das einen Kraftstoffstrom von der Pumpe zu dem Einlaß (64) des Bedarfsreglers ermöglicht und eine Rückströmung des Kraftstoffes aus dem Bedarfsregler zu der Kraftstoffpumpe verhindert. (7)
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit nicht auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Seite der Membran (38) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung steht und der Bedarfsregler (12) ferner eine Fluidkammer (48) aufweist, die mit der anderen Seite der Membran (38) in Verbindung steht und einen Kanal (50) aufweist, die mit dem Luftansaugrohr (26) in Verbindung steht, so daß bei normalem Betrieb der Brennkraftmaschine der Bedarfsregler (12) einen im wesentlichen konstanten Druckabfall an den Einspritzvorrichtungen (22) auch unter veränderlichen Betriebs zuständen der Brennkraftmaschine aufrechterhält.
Kraftstoff-Zuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Kraftstoffverteiler (20), der mit mehreren Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen (22) in Verbindung steht, wobei der Auslaß (66) des Bedarfsreglers (12) mit dem Kraftstoffverteiler in Verbindung steht, um Kraftstoff den Einspritzvorrichtungen zuzuführen, wobei der Bedarfsregler (12) von dem als Leiste ausgebildeten Kraftstoffverteiler (20) getragen wird.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen ersten Kraftstoff Verteiler, der mit mindestens zwei Einspritzvorrichtungen in Verbindung steht, einen zweiten Kraftstoffverteiler, der mit mindestens zwei zweiten Einspritzvorrichtungen in Verbindung steht, wobei der Auslaß (66) des Bedarfsreglers (12) mit dem ersten Kraftstoffverteiler und dem zweiten Kraftstoffverteiler in Verbindung steht, um Kraftstoff den ersten und zweiten Einspritzvorrichtungen zuzuführen, wobei der Bedarfsregler (12) von einem der als Leiste ausgebildeten Kraftstoffverteiler getragen wird.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen ersten Kraftstoffverteiler, der mit mindestens zwei Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen in Verbindung steht, einen zweiten Kraftstoffverteiler, der mit mindestens zwei zweiten Einspritzvorrichtungen in Verbindung steht, wobei ein erster Bedarfsregler von dem als Leiste ausgebildeten ersten Kraftstoffverteiler getragen wird und einen ersten Kraftstoffauslaß aufweist, der mit dem ersten Kraftstoffverteiler zur Kraftstoffversorgung der ersten Einspritzvorrichtung in Verbindung steht, und ein zweiter Bedarfsregler von dem als Leiste ausgebildeten zweiten Kraftstoffverteiler getragen wird und einen zweiten Kraftstoffauslaß aufweist, der mit dem zweiten Kraftstoffverteiler zur Versorgung der zweiten Einspritzvorrichtung in Verbindung steht.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen als Leiste ausgebildeten Kraftstoffverteiler (20), der mit einer ersten Einspritzvorrichtung und einer zu der ersten Einspritzvorrichtung beabstandeten zweiten Einspritzvorrichtung in Verbindung steht, wobei der Kraftstoffauslaß (66) des Bedarfsreglers (12) mit dem Kraftstoffverteiler (20) zwischen der ersten und der zweiten Einspritzvorrichtung in Verbindung steht, um sowohl die erste wie auch die zweite Einspritzvorrichtung mit Kraftstoff zu versorgen, wobei der Bedarfsregler (12) von dem Kraftstoffverteiler (20) getragen wird.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Betätigungsglied (86; 104), das dem Ventil (36) des Bedarfsreglers (12; 100) zugeordnet ist, um das andernfalls geschlossene Ventil zu öffnen, wenn die Temperatur des der Einspritz vorrichtung (22) zugeführten Kraftstoffes größer als ein vorgegebener Wert ist. (11, 12)
Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied aus einem Elektromagneten (104) besteht, der von dem Bedarfsregler (100) getragen wird und dem Ventil (36) des Bedarfsreglers zugeordnet ist. (11, 12)
Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler (252), der ein elektrisches Signal entsprechend der Temperatur des der Einspritzvorrichtung (22) zugeführten Kraftstoffes erzeugt, und eine elektronische Steuerschaltung (158), die dem Temperaturfühler und dem Elektromagneten (104) zugeordnet ist, um den Elektromagneten zu erregen und dadurch das Ventil (36) des Bedarfsreglers (12) zu öffnen, wenn die Temperatur des der Einspritzvorrichtung (22) zugeführten Kraftstoffes größer als der vorgegebene Wert ist. (12)
Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler (252), der die Temperatur des der Einspritzvorrichtung (22) zugeführten Kraftstoffes erfaßt, und ein Betätigungsglied (104), das dem Ventil des Bedarfreglers zugeordnet ist, um das andernfalls geschlossene Ventil zu öffnen, und das auf den Temperaturfühler anspricht, um das Ventil des Bedarfsreglers zu öffnen, wenn die Temperatur des der Einspritzvorrichtung zugeführten Kraftstoffes größer als ein vorgegebener Wert ist. (11, 12)
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Druckquelle (312) überatmosphärischen Drucks aufweist, daß nur eine Seite der Membran (38) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung steht und daß der Bedarfsregler (12) eine Fluidkammer (48) aufweist, die mit der anderen Seite der Membran (38) in Verbindung steht und eine Durchlaßöffnung (50) aufweist, die mit der Druckquelle (312) in Verbindung treten kann, so daß bei Betrieb der Brennkraftmaschine (24) der Druck an den Einspritzvorrich tungen (22) durch Druckbeaufschlagung der Fluidkammer (48) mit dem überatmosphärischen Druck geändert werden kann. (15)
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektronische Steuereinrichtung (324) der Brennkraftmaschine, die die Menge des Kraftstoffes, der der Brennkraftmaschine (24) unter veränderlichen Betriebsbedingungen zugeführt wird, bestimmt und die Drehzahl, mit der der elektrische Motor (34) die Kraftstoffpumpe (32) antreibt, in Abhängigkeit von der Kraftstoffmenge ändert, die von der elektronischen Steuereinrichtung bestimmt wird, um der Brennkraftmaschine bei veränderlichen Betriebsbedingungen zugeführt zu werden. (15)
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe (32) aus einer Zentrifugalpumpe besteht, die von dem elektrischen Motor (34) mit im wesentlichen konstanter Drehzahl angetrieben wird.
Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Druckentlastungsventil (250) mit einem Einlaß, der mit dem Pumpenauslaß (242) stromab des Einwegventils (248) und stromauf des Ventils (36) des Bedarfsreglers (12) verbunden ist, und mit einem Auslaß zum Zurückführen von Bypass-Kraftstoff zu dem Kraftstofftank (232), wobei das Druckentlastungsventil (250) so ausgebildet ist, daß es normalerweise geschlossen ist und geöffnet wird, um eine Rückströmung von expandiertem Kraftstoff aus dem Bedarfsregler (12) zu dem Kraftstofftank (232) bei einem Druck herbeizuführen, der größer ist als der Druck, mit dem die Kraftstoffpumpe (240) den Kraftstoff dem Bedarfsregler zuführt. (9)
Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumpenauslaß und dem Ventil des Bedarfsreglers ein Einwegventil (248) angeordnet ist, das einen Kraftstoffstrom von der Kraftstoffpumpe zu dem Bedarfsregler ermöglicht und eine Rückströmung von Kraftstoff aus dem Bedarfsregler durch die Kraftstoffpumpe verhindert, daß zwischen dem Einwegventil (248) und dem Ventil (36) des Bedarfsreglers (12) ein Druckentlastungsventil (250) angeordnet ist, das normalerweise geschlossen ist und das bei einem vorgegebenen Druck, der größer als der Druck des dem Bedarfsregler von der Kraftstoffpumpe (240) zugeführten Kraftstoffes ist, öffnet, um Kraftstoff aus dem Einlaß des Bedarfsreglers (12) zu dem Kraftstofftank (232) zurückzuführen, wobei das Ventil (36) des Bedarfsreglers (12) in Richtung auf seine Schließstellung elastisch vorgespannt wird und wobei die Membran (38) beim Schließen des Ventils des Bedarfsreglers und bei einer Expansion des Volumens des zwischen den Einspritzvorrichtungen (22) und dem Ventil des Bedarfsreglers eingeschlossenen Kraftstoffes sich relativ zu dem Gehäuse (40) bewegt, um das Volumen der expandierbaren Kammer (46) zu vergrößern und dadurch die Expansion des eingeschlossenen Kraftstoffes zu ermöglichen, und wobei das Ventil des Bedarfsreglers, wenn der eingeschlossene Kraftstoff ausreichend expandiert, so daß der Druck des eingeschlossenen Kraftstoffes auf einen Wert ansteigt, der größer als der Druck des Kraftstoffes an dem Auslaß der Kraftstoffpumpe ist, sich öffnet, um Kraftstoff aus der expandierbaren Kammer durch den Einlaß des Bedarfsreglers und das Druckentlastungsventil (250) zu dem Kraftstofftank (232) abzulassen und dadurch den Druck des Kraftstoffes in der expandierbaren Kammer auf den vorgegebenen Druck zu verringern, worauf das Ventil des Bedarfsreglers fließt.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der nur eine Seite der Membran (38) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedarfsregler (12) eine starre Umhüllung aufweist, die eine Fluidkammer (48) bildet, welche nur mit der anderen Seite der Membran (38) kontinuierlich in Verbindung steht und die ein Gas abgedichtet enthält.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 25, bei der nur eine Seite der Membran (38) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedarfsregler eine Umhüllung (44) aufweist, die eine Fluidkammer (48) bildet, welche mit nur der anderen Seite der Membran (38) kontinuierlich in Verbindung steht, wobei ein flexibles membranartiges Teil (294) auf seiner einen Seite mit der Fluidkammer (48) und auf seiner anderen Seite mit der Atmosphäre außerhalb der Fluidkammer (48) in Verbindung steht und die Fluidkammer (48) ein Gas abgedichtet enthält, so daß das membranartige Teil (294) eine Expansion und Kontraktion des Gases in der Fluidkammer (48) aufgrund von Temperaturänderungen ermöglicht. (14)
Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das membranartige Teil (294) aus einem Balg besteht, der von der Umhüllung (44) getragen und in der Fluidkammer (48) angeordnet ist, wobei die Umhüllung eine starre Umhüllung ist. (14)
Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 25, bei der nur eine Seite der Membran (38) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedarfsregler (12) eine Fluidkammer (48) aufweist, die nur mit der anderen Seite der Membran (38) in Verbindung steht und eine Durchlaßöffnung (50) aufweist, die mit der Atmosphäre außerhalb des Bedarfsreglers (12) in Verbindung steht.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Seite der Membran (36) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung steht, der Bedarfsregler (12) eine Fluidkammer (48) aufweist, die nur mit der anderen Seite der Membran (36) in Verbindung steht und eine Durchlaßöffnung (50) aufweist, die mit der Fluidkammer (46) in Verbindung steht, und daß eine Druckquelle (312) überatmosphärischen Drucks und ein Ventil (314) vorgesehen sind, das zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar ist, wobei in der ersten Stellung die Durchlaßöffnung mit der Druckquelle verbunden ist, um die Fluidkammer (44) unter bestimmten Betriebsbedingungen der Kraft stoffzuführanlage mit Überdruck zu versorgen, und in der zweiten Stellung die Beaufschlagung der Fluidkammer mit Überdruck unterbrochen wird.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine Seite der Membran (36) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung steht, dass der Bedarfsregler (12) eine Fluidkammer (48) aufweist, die mit der anderen Seite der Membran (36) in Verbindung steht und eine urchlassöffnung (50) aufweist, die mit der Fluidkammer (48) in Verbindung steht, und dass die Kraftstoffzuführanlage ein Ventil (314) aufweist, das zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar ist, wobei in der ersten Stellung die urchlassöffnung unter bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine (24) mit dem Luftansaugrohr (26) verbunden wird und in der zweiten Stellung die Durchlaßöffnung unter bestimmten Betriebsbedingungen der Kraftstoffzuführanlage mit der Atmosphäre verbunden wird.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine Seite der Membran (36) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung steht, dass der Bedarfsregler (12) eine Fluidkammer (48) aufweist, die mit der anderen Seite der Membran in Verbindung steht und eine Durchlassöffnung (50) aufweist, die mit der Fluidkammer (46) in Verbindung steht, und dass die Kraftstoffzuführanlage eine Druckquelle (312) überatmosphärischen Drucks und ein Ventil (314) aufweist, das zwischen einer ersten, einer zweiten und einer dritten Stellung bewegbar ist, wobei in der ersten Stellung die Durchlassöffnung mit der Atmosphäre verbunden wird, in der zweiten Stellung die Durchlassöffnung mit dem Luftansaugrohr (26) der Brennkraftmaschine (24) verbunden wird und in der dritten Stellung die Durchlassöffnung mit der Druckquelle (312) verbunden wird.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (38) durch den Betrieb der Einspritzvorrichtungen (22) erzeugte Kraftstoffdruck-Schwankungen dämpft und der Be darfsregler (12) die Bauteile der Kraftstoffzuführanlage stromauf des Bedarfsreglers (12) gegen das Geräusch isoliert, das bei Betrieb der Einspritzvorrichtung durch diese Kraftstoffdruck-Schwankungen erzeugt wird.
Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 23 oder 25 in Verbindung mit Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einwegventil (248) und dem Bedarfsregler (12) ein Druckentlastungsventil (250) angeordnet ist, das normalerweise geschlossen ist und bei einem vorgegebenen Druck, der größer als der Druck des dem Bedarfsregler (12) zugeführten Kraftstoffdruckes ist, öffnet, um Kraftstoff aus dem Einlaß des Bedarfsreglers (12) zu dem Kraftstofftank zurückzuführen. (9)
Kraftstoffzuführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Seite der Membran (38) mit der expandierbaren Kammer (46) in Verbindung steht und der Bedarfsregler (12) eine Fluidkammer (48) aufweist, die mit der anderen Seite der Membran in Verbindung steht und eine Durchlaßöffnung (50) aufweist, die mit der Fluidkammer in Verbindung steht, und daß die Kraftstoffzuführanlage ein Ventil (314) aufweist, das in eine erste Stellung bewegbar ist, in der die Durchlaßöffnung (50) mit dem Luftansaugrohr (26) verbunden ist und daß in eine zweite Stellung bewegbar ist, um die Durchlaßöffnung (50) mit der Atmosphäre zu verbinden und dadurch die Brennkraftmaschine zu starten und in Gang zu halten, wenn die Temperatur des der Einspritzvorrichtung (22) zugeführten Kraftstoffes größer als ein vorgegebener Wert ist, der größer ist als die Temperatur des Kraftstoffes, die der Einspritzvorrichtung bei normalen Betriebsbedingungen zugeführt wird.
Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Temperatur mindestens 76,7°C (170°F) beträgt.
Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine mit einem Luftansaugrohr (26) und mindestens einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung (22) versehenen Brennkraftmaschine (24), mit einer elektrischen Kraftstoffpumpe (32) mit einem Pumpeneinlass, der mit einem Kraftstofftank (30) in Verbindung steht, und einem Pumpenauslass, der mit dem Einlass (64) eines Bedarfsreglers (12) in Verbindung steht, um ihn bei normalen Betriebsbedingungen mit Kraftstoff eines im wesentlichen konstanten Drucks zu versorgen, dem Bedarfsregler (12) mit einem Gehäuse (40), einer Membran (38), die zusammen mit dem Gehäuse (40) eine expandierbare Kraftstoffkammer (46) bildet, wobei die Membran (38) relativ zu dem Gehäuse (40) in Richtung einer Volumenverringerung der expandierbaren Kammer (46) elastisch vorgespannt wird, einem Kraftstoff-Auslass (66) aus der expandierbaren Kammer (46) zur kontinuierlichen Verbindung mit der Einspritzvorrichtung (22), einem Bedarfsregler-Einlass (64), der von dem Gehäuse (40) getragen wird, um Kraftstoff an die expandierbare Kammer (46) abzugeben, einem Ventil (36), das nachgebend in seine Schließposition vorgespannt, mit dem Reglereinlass (64) verbunden, stromauf der expandierbaren Kammer (46) angeordnet und der Membran (38) zugeordnet ist, um sich in eine Öffnungs- und Schließstellung zu bewegen und dadurch den Kraftstoffstrom durch den Einlass (64) des Bedarfsreglers in und durch die expandierbare Kammer (46) sowie den Auslass (66) zu regeln, wodurch der gesamte Kraftstoff aus der expandierbaren Kammer (46) den Einspritzvorrichtungen (22) in Abhängigkeit von dem Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine (24) bei normalen Betriebsbedingungen zugeführt wird, um einen Soll-Kraftstoffdruck an den Einspritzvorrichtungen ohne Leitung stromab des Kraftstoff-Auslasses des Bedarfsreglers zum Zurückführen von Kraftstoff zu dem Kraftstofftank aufrechtzuerhalten, und die Membran (38) durch den Betrieb der Einspritzvorrichtungen (22) erzeugte Kraftstoffdruck-Schwankungen dämpft und der Bedarfsregler (12) die Bauteile der Kraftstoffzuführanlage stromauf des Bedarfsreglers (12) gegen das Geräusch isoliert, das bei Betrieb der Einspritzvorrichtung durch diese Kraftstoffdruck-Schwankungen erzeugt wird.
Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch mindestens einen als Leiste ausgebildeten Kraftstoffverteiler (20), der mit mehreren Einspritzvorrichtungen (22) verbunden ist, wobei der Kraftstoffauslaß (66) des Bedarfsreglers (12) mit dem Kraftstoffverteiler (20) zur Kraftversorgung der Einspritzvorrichtungen verbunden ist und der Bedarfsregler (12) von dem Kraftstoffverteiler (20) getragen wird.
Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch mindestens einen als Leiste ausgebildeten Kraftstoffverteiler (20), der mit mehreren Einspritzvorrichtungen verbunden ist, wobei der Kraftstoff-Auslaß (66) des Bedarfsreglers (12) mit dem Kraftstoffverteiler verbunden ist, um die Einspritzvorrichtungen mit Kraftstoff zu versorgen, und der Bedarfsregler benachbart zu dem Kraftstoffverteiler angeordnet ist.
Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine mit einem Luftansaugrohr (26) und mindestens einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22) versehenen Brennkraftmaschine, mit einem Bedarfsregler (12) mit einem Gehäuse (40), einer Membran (38), die zusammen mit dem Gehäuse (40) eine expandierbare erste Kammer (46) und eine zweite Kammer (48) bildet, wobei eine Seite der Membran (38) nur mit der ersten Kammer (46) und die andere Seite der Membran nur mit der zweiten Kammer (48) in Verbindung steht, einem Kraftstoff-Auslass (66) der ersten Kammer (46), der mit der Einspritzvorrichtung (22) der Brennkraftmaschine (24) zu deren Kraftstoffversor gung verbunden ist, einem von dem Gehäuse getragenen Einlass (64), durch den Kraftstoff der ersten Kammer (46) zugeführt wird, einer elektrischen Kraftstoffpumpe (32) mit einem Pumpeneinlass, der mit einem Kraftstofftank (30) in Verbindung steht, und einem Pumpenauslass, der mit dem Einlass (64) des Bedarfsreglers (12) in Verbindung steht, um ihm Kraftstoff mit im wesentlichen konstantem Druck unter normalen Betriebsbedingungen zuzuführen, wobei die Membran (38) relativ zu dem Gehäuse (40) in Richtung einer Volumenverringerung der expandierbaren ersten Kammer (46) elastisch vorgespannt ist, einem Ventil (36), das nachgebend in seine Schließposition vorgespannt, mit dem Einlass (64) des Bedarfsreglers verbunden, stromauf der expandierbaren Kammer (40) angeordnet und der Membran (38) zugeordnet ist, um sich in eine Öffnungs- und Schließstellung zu bewegen und dadurch den Kraftstoffstrom durch den Einlass (64) des Bedarfsreglers (12) in und durch die expandierbare Kammer sowie den Auslass (66) zu regeln, wodurch der gesamte Kraftstoff aus der expandierbaren Kammer den Einspritzvorrichtungen (22) in Abhängigkeit von dem Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine (24) bei normalen Betriebsbedingungen zugeführt wird, um den Soll-Kraftstoffdruck an der Einspritzvorrichtung ohne eine Leitung stromab des Kraftstoff-Auslasses zum Zurückführen von Kraftstoff zu dem Kraftstofftank aufrechtzuerhalten, einer Druckquelle (312) überatmosphärischen Druckes, einer Durchlassöffnung (50), die mit der zweiten Kammer (48) verbunden ist, und einem Ventil (314), das in eine erste Stellung bewegbar ist, um die Druckquelle mit der Durchlassöffnung zu verbinden und dadurch den Druck zu erhöhen, mit dem der Bedarfsregler Kraftstoff der Einspritzvorrichtung (22) zuführt. (15)
Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (314) in eine zweite Stellung bewegbar ist, um die Durchlaßöffnung mit dem Luftansaugrohr (26) zu verbinden.
Kraftstoffzuführanlage nach Anspruch 40 oder 41, gekennzeichnet durch einen Fühler (326), der auf die Temperatur des der Einspritzvorrichtung zugeführten Kraftstoffes anspricht, um eine Bewegung des Ventils (314) in die erste Stellung herbeizuführen, wenn die Temperatur des der Einspritzvorrichtung (22) zugeführten Kraftstoffes größer als ein vorgegebener Wert ist. (15)