DE2048863A1

DE2048863A1 - Kraftstoffeinspntzeinrichtung

Info

Publication number: DE2048863A1
Application number: DE19702048863
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl Ing 8721 Schweb heim Braune Gerhard 8721 Euerbach P Kirchner
Original assignee: Kugelfischer Georg Schafer & Co, 8720 Schweinfurt
Priority date: 1970-10-05
Filing date: 1970-10-05
Publication date: 1972-04-06
Also published as: IT942591B; FR2109925A5

Description

Kraftstoffeinspritzeinrichtung

Die Erfindung, "betrifft eine Kraftstoff einspritzeinrichtung für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen, wobei ein Eotationsverteiler zur Verteilung des durch eine kontinuierlich fördernde Kraftstoffpumpe mit konstantem Druck zugeführten Kraftstoffes an die einzelnen Brennkraftmaschinenkammern vorgesehen ist, welcher Eotationsverteiler einen Verteilerstator mit mehreren, jeweils einer Kammer zugeordneten Verteilerbohrungen und einen darin drehbaren, zylindrischen Verteilerrotor mit einer etwa dreiecksförmigen, die Verteilerbohrungen aufsteuernden Verteilernut auf v/eist, wobei Verteilerrotor und Verteilerstator zur Regelung der den einzelnen Kammern zuzuführenden Kraftstoffmenge gegenseitig axial verstellbar sind.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung dieser Art (Deutsche Patentschrift Nr. 860 575) erfolgt die Regelung der den einzelnen Brennkraftmaschinenkammern zuzuführenden Kraftstoffmenge in Anpassung an das von der Maschinendrehzahl und der Drosselklappenstellung abhängige Gewicht der Kammerluftfüllung unter Berücksichtigung der Abhängigkeit der Dauer der Aufsteuerung der Verteilerbohrungen im Verteilerstator durch den Verteilerrotor von der

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Drehzahl des letzteren durch eine Beeinflussung der axialen Stellung des Verteilerrotors bezüglich des Verteilerstators, und zwar durch eine über eine Steuerkurve bev/irkte, von der Stellung der Drosselklappe abhängige und eine durch einen Fliehkraftregler bev/irkte, von der Maschinendrehzahl abhängige Beeinflussung.

Der Rotationsverteiler dieser bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist einen axial verstellbaren Verteilerstator auf, an dessen einem Ende ein zweiarmiger Hebel gelagert ist, dessen einer Arm mit der federbelasteten Muffe eines Fliehkraftreglers im Eingriff steht, und dessen anderer Arm sich auf einer bezüglich der Drehstellung von der Drosselklappenstellung abhängigen Kurvenscheibe abstützt, welche nach einer empirisch ermittelten Gesetzmäßigkeit ausgebildet ist.

Diese bekannte Kraftstoffeinspritzeinrichtung hat sich als unbrauchbar erwiesen, weil sich mit derselben keine ausreichende Annäherung an ein optimal zusammengesetztes Kraftstoff/Luft-Gemisch bei den verschiedenen vorkommenden Betriebsbedingungen der damit zu versehenden Brennkraftmaschinen erzielen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoff einspritzeinrichtung der eingangs angegebenen Art zu vermitteln, welche in Ausrichtung auf die Vorschriften über die Begrenzung der gesundheitsgefährdenden Bestandteile des Abgases von Brennkraftmaschinen ein optimal zusammengesetztes Kraftstoff/Luft-Gemisch in den Kammern der damit versehenen Brennkraftmaschine zustande kommen läßt, zusätzlich ohne einen Fliehkraftregler auskommt, und schließlich keine bestimmte Anordnung des Rotationsverteilers und der zugehörigen Steuerorgane erfordert, insbesondere kein mechanisches Gestänge zur Erfassung der Drosselkljfßpenstellung, so daß alle

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diese Bauteile an den räumlich, günstigsten Stellen angeordnet werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Relativstellung vom Verteilerrotor und Verteilerstator durch mehrere an verschiedenen Stellen in der Ancaugluftleitung der Brennkraftmaschine abgenommene Unterdrücke gesteuert ist, welche die Maschinendrehzahl und das Gewicht der Brennkraftmaschinenkammerluftfüllung berücksichtigen. Vorzugsweise ist ein erster Unterdruck an der engsten Stelle eines Venturirohres vor der Drosselklappe, ein zweiter Unterdruck im unmittelbaren Bereich der Drosselklappe und ein dritter Unterdruck im Sammelrohr zwischen Drosselklappe und Brennkraftmaschinenkammern abgenommen. Da der Unterdruck im Sammelrohr dem Gewicht der Brennkammerluftfüllung proportional und von der Kaschinendrehzahl praktisch unabhängig ist, wird durch den Unterdruck im Sammelrohr im xvesentlichen das Gewicht der Brennkammerluftfüllung und durch die beiden anderen Unterdrücke im wesentlichen die Maschinendrehzahl erfasst. Es können zusätzlich zu diesen drei Drücken noch weitere Drücke zur Steuerung der axialen Relativstellung vom Verteilerrotor und Verteilerstator herangezogen werden, insbesondere der Druck der die Brennkraftmaschine umgebenden Luft.

In weiterer Vervollkommnung der Erfindung ist eine solche Steuerung der axialen Relativstellung vom Verteilerrotor und Verteilerstator vorgesehen, daß mit zunehmendem Unterdruck (also abnehmendem absoluten Druck) im Sammelrohr die den einzelnen Brennkraftmaschinenkammern zuzuführende Kraftstoffmenge sich vermindert und sich bei zunehmenden Unterdrücken (also abnehmenden absoluten Drücken) im Venturirohr und an der Drosselklappe erhöht. Dabei sind die

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Unterdrücke im Venturirohr und im unmittelbaren Bereich der Drosselklappe vorteilhafterxveise durch Überlagerung in einen Kombinationsunterdruck überführt.

■ Vorzugsweise sind die Unterdrücke auf den Rotationsverteiler über Stellglieder und mindestens einen die Stellgrößen derselben koppelnden Hebel zur Einwirkung gebracht.

Bei einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Rotationsverteiler, bei dem die Axialstellung des axialverstellbaren Verteilerrotors durch eine ii>er eine Zugfeder-Schleppkupplung am Rotor angreifende Stellgröße und durch einen entgegen dem Federwiderstand der Zugfeder-Schleppkupplung direkt auf den Rotor einwirkenden pneumatischen Unterdruck bestimmt ist, sind vorteilhafterweise einer der Unterdrücke in der Ansaugluftleitung bzw. der von zweien dieser Unterdrücke abgeleitete Kombinationsunterdruck auf den Verteilerrotor direkt und der verbleibende Unterdruck bzw. die übrigen Unterdrücke über Stellglieder und die Zugfeder-Schleppkupplung auf den Verteilerrotor indirekt zur Einwirkung gebracht. Dabei können bei mehreren auf den Verteilerrotor indirekt einwirkenden Unterdrücken die über Stellglieder von diesen abgeleiteten Stellgrößen durch mindestens einen über die Zugfeder-Schleppkupplung auf den Verteilerrotor einwirkenden Hebel gekoppelt sein.

Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen jeweils in schematischer Wiedergabe:

Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem einen axialverstellbaren Verteilerstator aufweisenden Rotationsverteiler;

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_ 5 —

IPig. 2 eine andere Ausführungsform mit einem einen axialverstellbaren Verteilerrotor aufweisenden Rotationsverteiler;

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform mit einem eine

Zugfeder-Schieppkupplung und einen axialverstellbaren Verteilerrotor aufweisenden Rotationsverteiler ;

Fig. 4 eine vierte Ausführungsform ähnlich derjenigen nach Figur 3-

In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen. Gemäß Figur 1 weist die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung einen Rotationsverteiler 1 zur Verteilung des durch eine kontinuierlich fördernde Kraftstoffpumpe 2 über eine Zuleitung 3 mit konstantem Druck zugeführten Kraftstoffes an die einzelnen Kammern 4 einer Otto-Brennkraftmaschine 5 auf. Der Rotationsverteiler 1 besteht aus einem mit Verteilerbohrungen 6 versehenen Verteilerstator 7 und einem mit einer etwa dreieckigen Verteilernut 8 versehenen Verteilerrotor 9* welcher im Verteilerstator 7 drehbar gelagert und von der Brennkraftmaschine 5 angetrieben ist. Die den einzelnen Kammern 4 der Brennkraftmaschine 5 zuzuführende Kraftstoffmenge ist durch diejenige Zeitdauer bestimmt, während der die Verteilerbohrungen 6 im Verteilerstator 7 durch die dreieckige Verteilernut 8 im Verteilerrotor 9 aufgesteuert sind. Diese Zeitdauer hängt von der axialen Relativstellung vom Verteilerstator 7 und Verteilerrotor 9 at>, welche gegenseitig axial beweglich sind.

Der Rotationsverteiler 1 weist so viele Auslässe 10 auf, wie die Brennkraftmaschine 5 Kammern 4 besitzt. Jede Kammer 4 ist durch eine Leitung 11 mit einem anderen

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Verteilerauslass 10 verbunden. Aus der Leitung 11 wird der darin zulaufende Kraftstoff über ein druckgesteuertes Ventil 12 dicht vor das Einlaßventil der zugehörigen Kammer 4 in den zugehörigen Luftansaugstutzen 13 eingespritzt. Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist in den Figuren 1 bis 4 lediglich eine Kraftstoffleitung 11 mit Ventil 12 dargestellt.

Die über einen Elektromotor angetriebene, kontinuierlich fördernde Kraftstoffpumpe 2 steht druckseitig über einen Druckregler 14 und die Kraftstoffleitung 5 mit dem Botationsverteiler 1 und saugseitig über eine Kraftstoffleitung 15, in welche ein Kraftstoffilter 16 eingeschaltet ist, mit einem Kraftstofftank 17 in Verbindung. Der vom Druckregler 14 abgesteuerte Kraftstoff fließt über eine Kraftstoffleitung 18 unter Umgehung des Filters 16 wieder an die Saugseite der Kraftstoffpumpe 2 zurück.

Die axiale Relativstellung zwischen Verteilerrotor 9 und Verteilerstator 7 ist zur Regelung der durch den Rotationsverteiler 1 an die einzelnen Brennkraftmaschinenkammern 4 zu verteilenden Kraftstoffmenge in Ausrichtung auf ein optimales Kraftstoff/Luft-Gemisch bei den verschiedenen vorkommenden Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 5 unter Berücksichtigung der Abhängigkeit der Aufsteuerungsdauer der Bohrungen 6 durch die Nut 8 von der Drehzahl des Verteilerrotors 9 dirch drei Unterdrücke/der Ansaugluftleitung 19 der Brennkraftmaschine 5 "bestimmt, nämlich erstens durch den an der engsten Stelle eines einer Drosselklappe 20 vorgelagerten Venturirohres 21 abgenommenen Unterdruck, zweitens durch den im unmittelbaren Bereich der Drosselklappe 20 abgenommenen Unterdruck, und drittens durch den im Sammelrohr 22 zwischen Drosselklappe 20 und den Kammern 4 der Brennkraftmaschine 5 abgenommenen Unterdruck. Der dritte Unterdruck ist praktisch unabhängig

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von der Brennkraftmaschinendrehzahl und berücksichtigt im wesentlichen das Gewicht der Brennkammerluftfüllung, während die beiden übrigen Unterdrücke im wesentlichen die Drehzahl der Brennkraftmaschine 5 unü damit des Verteilerrotors 9 berücksichtigen, also auch die unterschiedliche Aufsteuerungsdauer der Bohrungen 6 im Verteilerstator 7 durch die dreieckige Nut δ im Verteilerrotor 9 bei verschiedenen Drehzahlen des Verteilerrotors 9 in derselben Relativstellung desselben zum Verteilerstator 7·

Die besagten drei Unterdrücke wirken dabei derart auf den Rotationsverteiler 1 ein, daß mit zunehmendem Unterdruck, d.h. abnehmendem absoluten Druck im Sammelrohr 22 eine Verminderung und mit zunehmenden Unterdrücken, d.h. abnehmenden absoluten Drücken im Venturirohr 21 und an der Drosselklappe 20 eine Zunahme der den einzelnen Kammern M-der Brennkraftmaschine 5 zuzuführenden Kraftstoffmenge verbunden ist.

Bei den Ausführungsformen nach Figuren Λ und J sind der im Venturirohr 21 abgenommene Unterdruck und der im unmittelbaren Bereich der Drosselklappe 20 abgenommene Unterdruck einander überlagert und in einen Kombinations-Unterdruck überführt. Dies vereinfacht die Kraftstoffeinspritzeinrichtung nicht unerheblich.

Bei den Ausführungsformen nach Figuren 1 und 2 sind die abgenommenen Unterdrücke über pneumatische Stellglieder 24 bzw. 25, 26 und 27 auf den Rotationsverteiler 1 zur Einwirkung gebracht. Dieser weist bei der Ausführungsform nach Figur 1 einen axial feststehenden Verteilerrotor 9 und einen axial verstellbaren Verteilerstator 7 auf. Bei der Ausführungsform nach Figur 2 ist demgegenüber der Verteilerstator 7 axial unverschieblich, jedoch der Verteilerrotor 9 axial verstellbar.

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Zur axialen Verstellung des Verteilerstators 7 bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 bzw. des Verteilerrotors 9 bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 dient ein zweiarmiger Hebel 23· Dessen einer Arm 23a greift am Verteilerstator 7 bzw. am Verteilerrotor 9 an, während der andere Arm 23b an dem Stellglied 24 der Ausf'ührungsform nach Figur 1 bzw. am Stellglied 25, 26 der Ausführungsform nach Figur 2 angelenkt ist. Das Stellglied 24 spricht auf den Kombinations-Unterdruck aus dem im Venturirohr 21 abgenommenen Unterdruck und dem im unmittelbaren Bereich der Drosselklappe 20 abgenommenen Unterdruck an. Das Stellglied 25 spricht auf den im unmittelbaren Bereich der Drosselklappe 20 abgenommenen Unterdruck an, das Stellglied 26 auf den im Venturirohr 21 abgenommenen Unterdruck. Die beiden Stellglieder 25 und 26 sind zur überlagerung dieser beiden Unterdrücke miteinander gekuppelt. Der zweiarmige Hebel 23 ist schließlich noch am Stellglied 27 um den Drehpunkt 23c verschv.^renkbar gelagert. Das Stellglied

27 spricht auf den im Sammelrohr 22 abgenommenen Unterdruck derart an, daß sich bei einer Veränderung dieses Unterdrucks der Drehpunkt 23c parallel zur Achse des Rotationsverteiers 1 verschiebt.

Die Ausführungsform nach Figur 3 uncL 4- weisen einen Rotationsverteiler 1 auf, dessen Verteilerrotor 9 im Verteilerstator 7 durch eine Zugfeder-Schleppkupplung

28 und einen entgegen dem Federwiderstand der Zugfeder-Schi eppkupplung 28 unmittelbar auf den Verteil, err ο tor 9 einwirkenden pneumatischen Unterdruck axial verstellbar ist. Bei einem solchen Rotationsverteiler 1 kann einer der drei in der Ansaugluftleitung 19 abgenommenen Unterdrücke bzw. der von zweien dieser Unterdrücke abgeleitete Kombinations-Unterdruck ohne jedes Stellglied unmittelbar auf den Verteilerrotor 9 einwirken.

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Bei der Ausführungsform nach. Figur 3 ist der Kombinations-Unterdruck, welcher durch. Überlagerung des im Venturirohr 21 abgenommenen Unterdrucks und des im unmittelbaren Bereich der Drosselklappe 20 abgenommenen Unterdrucks erhalten ist, unmittelbar dem Verteilerrotor 9 zugeführt, während der im Sammelrohr 22 zwischen Drosselklappe 20 und Brennkraftmaschinenkammern 4 abgenommene Unterdruck über ein Stellglied 29 und die Zugfeder-Schleppkupplung 28 indirekt auf den Verteilerrotor einwirkt, um dessen Axialsbellung im Verteilerstator 7 zu bestimmen. Dabei ist das Stellgleid 29 über einen zweiarmigen Hebel 30 mit der Zugfeder-Schleppkupplung 28 verbunden, und zwar ist der Hebel 30 mit einem Arm 30a am Stellglied 29 angelenkt, mit dem anderen Arm 30b greift er an der Zugfeder-Schleppkupplung 28 an.

Bei der Ausführungsform nach. Figur 4 wirkt der

im Venturirohr 21 abgenommene Unterdruck unmittelbar aif

von den Verteilerrotor 9 zur Bestimmung/dessen Axialstellung im Verteilerstator 7 ein, während der im unmittelbaren Bereich, der Drosselklappe 20 abgenommene Unterdruck und der im Sammelrohr 22 zwischen der Drosselklappe 20 und den Brennkraftmaschinenkammern 4 abgenommene Unterdruck über jeweils ein Stellglied 31 bzw. 32 und über die Zugfeder-Schi eppkupplung 28 indirekt auf den Verteilerrotor 9 zur Einwirkung kommen, um dessen Axialstellung im Verteilerstator 7 zu bestimmen.

Die Stellglieder 31 und 32 sind über einen zweiarmigen Hebel 33 mit der Zugfeder-Schleppkupplung 28 verbunden, der mit einem Arm 33a an der Zugfeder-Schleppkupplung 28 angreift, mit dem anderen Arm 33b am Stellglied 31. Der Hebel 33 ist am Stellglied 32 um den Drehpunkt 33c verschwenkbar gelagert, welcher sich also mit änderndem

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Unterdruck im Sammelrohr 22 parallel zur Achse des Rotationsverteilers Λ verschiebt.

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Claims

Ansprüche

ί 1Λ Kraftstoffeinspritzeinrichtung für gemischverdichtencTe Brennkraftmaschinen, wobei ein Rotationsverteiler air Verteilung des durch eine kontinuierlich fördernde Kraftstoffpumpe mit konstantem Druck zugeführten Kraftstoffes an die einzelnen Brennkraftmaschinenkammern vorgesehen ist, tvelcher Eotationsverteiler einen Verteilerstator mit mehreren, jeweils einer Kammer zugeordneten Verteilerbohrungen und einen darin drehbaren, zylindrischen Verteilerrotor mit einer etwa dreiecksförmigen, die Verteilerbohrungen aufsteuernden Verteilernut aufweist, wobei Verteilerrotor und Verteilerstator zur Regelung der den einzelnen Kammern zuzuführenden Kraftstoffmenge gegenseitig axialverstellbar sind, dadurbh gekennzeichnet, daß die axiale Relativstellung vom Verteilerrotor (9) und Verteilerntator (7) durch mehrere an verschiedenen Stellen in der Ansaugluftleitung (19) der Brennkraftmaschine (5) abgenommene Unterdrücke gesteuert ist, welche die Maschinendrehzahl und das Gewicht der Brennkraftmaschinenkammerluftfüllung berücksichtigen.

2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Unterdruck an der engsten Stelle eines Venturirohres (21) vor der Drosselklappe (20), ein zweiter Unterdruck im unmittelbaren Bereich der Drosselklappe (20) und ein dritter Unterdruck im Sammelrohr (22) zwischen Drosselklappe (20) und Brennkraftmaschinenkammern (4) abgenommen ist.

5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Relativstellung vom Verteilerrotor (9) und Vertcilerstator (7) so gesteuert ist, daß mit zunehmendem Unterdruck im Saramelrohr (22) die den einzelnen Brennkraftmaschinenkammern (4-) zuzuführende Kraftstoffmenge sich vermindert und sich bei zunehmenden Unterdrücken im Venturirohr (21) und an der Drosselklappe (20) erhöht.

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4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdrücke im Venturirohr (21) und im unmittelbaren Bereich der Drosselklappe (20) durch Überlagerung in einen Kombinations-Unterdruck überführt sind.

5· Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdrücke auf den Rotationsverteiler (1) über Stellglieder (24, 25, 26, 27, 29, 31, 32) und mindestens einen die Stellgrößen derselben koppelnden Hebel (23, 30, 33) zur Einwirkung gebracht sind.

6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Rotationsverteiler vorgesehen ist, bei dem die Axialstellung des axialverstellbaren Verteilerrotors durch eine über eine Zugfeder-Schleppkupplung am Rotor angreifende Stellgröße und durch einen entgegen dem Federwiderstand der Zugfeder-Schleppkupplung direkt auf den Rotor einwirkenden pneumatischen Unterdruck bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Unterdrücke in der Ansaugluftleitung bzw. der von zweien dieser Unterdrücke abgeleitete Kombinations-Unterdruck auf den Verteilerrotor (9) direkt und der verbleibende Unterdruck bzw. die übrigen Unterdrücke über Stellglieder (29, 31, 32) und die Zugfeder-Schleppkupplung (28) auf den Verteilerrotor (9) indirekt zur Einwirkung gebracht sind.

7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren auf den Verteilerrotor ( 9) indirekt einwirkenden Unterdrücken die über Stellglieder (29, 31 32) von diesen abgeleiteten Stellgrößen durch mindestens einen über die Zugfeder-Schleppkupplung (28) auf den Verteilerrotcr (9) einwirkenden Hebel (30, 33) gekoppelt sind.

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