DE2063240C3 - Kraftstoffeinspritzsystem - Google Patents

Description

2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, Druckschwankungen des zu den Einspritzdüsen fliedadurch gekennzeichnet, .daß der Kraftstoffdruck ao ßenden Brennstoffes kompensiert werden.

mittels einer Drucksteuervorrichtung (40) zusatz- Darüber hinaus ist es aus der Zeitschrift »MTZ«.

lieh in Abhängigkeit von dem in einem Luft- 1967. S. IO bis 12. bekannt, den Druck vor den Einsammler (59) der Ansaugleitung herrschenden spritzventilen konstant zu halten, so daß die Brenn-Druck steuerbar ist. stoffmengenzumessung über die Öffnungszeiten der

3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, 25 Magnetventile erfolgt, langsame Änderungen des gekennzeichnet durch eine Einrichtung (44, 45, spezifischen Gewichts der den Motor umgebenden 65), die auf den Ansaugleitungsdruck, atmosphä- Außenluft jedoch über einen Regler durch cntsprerischen Oruck und die Temperatur der atmosphä- chende Änderungen des Druckniveaus in der Kraftrischen Luft anspricht, um den Druck des züge- Stoffsammelleitung zu kompensieren. Eine derartige führten Kraftstoff., zu \a./ieren. 30 Eingabe von Korrektunverten über den Kraftstoff-

4. Kraftstoffeinsprilzsy tem nach Anspruch 2 druck ist auch ecmäß der Zeitschrift »Funk-Tcch- oder 3, gekennzeichnet durch eine Ventileinrich- nik«, Nr. 23/1963 S. 862 bis 864, vorgesehen, wo tung (41), die an ein Kraftstoffverteilungsrohr an- Änderungen von Luftdruck und Luttemperatur geschlossen ist, um den Durchgang unter Druck durch Änderungen des Kraftstoffdrucks kompensiert gesetzten Kraftstoffs aus einer Kraftsfoffvertei- 35 werden sollen, der im übrigen einen konstanten Wert lungsleitung zurück zu einem Kraftstofftank zu aufweisen soll, da die Län^e des Impulses für ein steuern, durch eine Membraneinrichtung (45), die Magnetventil die einzige die Brennstoffmenge je Anan die Ansaugleitung (59) der Maschine ange- saugtakt beeinflussende Variable sein soll,
schlossen ist und durch ein Gestänge (46) für die Schließlich ist es aus der Zeitschrift »MTZ«, 1967, Übertragung der Bewegung der Membraneinrich- 40 S. 481, bekannt, daß durch Erhöhen des Kraftstofftung auf die Ventileinrichtung zur Steuerung des druckes während des Startes eines Ottomotors der Kraftstoffdurchgangs durch die Ventileinrichtung Heißstart bei allen vorkommenden Außentemperatuin Abhängigkeit vom Ansaugleitungsdruck. ren sicher beherrscht werden kann.

5. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4, Bei den bisher bekannten Kraftstoffeinspritzsystedadurch gekennzeichnet, daß zum zusätzlichen 45 men wird somit der Druck des den Kraftstoffein-Erfassen des Drucks und der Temperatur der at- spritzventilen zugeführten Kraftstoffs im wesentlimosphärischen Luft ein Balg (65) mit dem Ge- chen konstant gehalten, während die Steuerung der stange (46) in Verbindung steht. zugeführten Kraftstoffmenge bei elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystemen durch Änderung

50 der Breite der an die solenoidbetätigten Einspritzventile angelegten elektrischen Impulse in der Regel in Abhängigkeit von der Motorleistung erfolgt, um die Zeitdauer zu ändern, während der das Einspritzventil offengehalten wird. Bei Schwerlastbedingungen wird 55 die Impulsbreite größer gemacht, um den Zylindern eine höhere Kraftstoffmenge zuzuführen, während bei geringer Belastung die Impulsbreite verringert Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffein- wird.

spritzsystem für eine Mehrzylinder-Brennkraftma- Diese Art der Kraftstoffeinspritzung bereitet je-

schine, bei der jedem Zylinder ein elektromagnetisch 60 doch Schwierigkeiten in der Erzeugung eines Irnpul- betätigbares Einspritzventil zugeordnet ist, das durch ses mit einer Impulsbreite, die für hohe Maschinen- drehzahlsynchrone Rechteckimpulse geöffnet wird drehzahlen und/oder schwere Maschinenbclastungen und dem Kraftstoff mittels einer maschinengetriebe- in allen Maschinenbetricbszyklcn optimal ist, da die nen Kraftstoffpumpe unter einem Druck zugeführt Zeitdauer jedes Maschinenzyklus unter diesen Bedin- wird, der mit dem Anstieg einer bestimmten Maschi- 65 gungen sehr gering ist; die Zeitdauer liegt z.B. bei nenbetriebsgröße zunimmt. einer Drehzahl von 6000 U/min in der Größenord-

Bei einem in der deutschen Auslegeschrift nung von 10 ms. Bei geringer Maschinenbelastung 290 372 beschriebenen System dieser Art, wird der und/oder bei geringer Maschinendrehzahl ist es daee-

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^{8<?n S}l^rJ*^eiR^hrl:Äⁿ, W* μ ^erz*^uß^en· der eine Zum zusätzlichen Erfassen des Drucks und der

vernunftige Breite hat, da bei Maschinenbetrieb mit Temperatur der atmosphärischen Luft steht vorteü-

„,edngen Drehzahlen eine relativ lange Zykluspe- haft ein Balg mit dem Gestänge in Verbindung,

node vorliegt. Arbeitet die Maschine mit hoher Ge- Die Erfindung wird nachstehend an Hand von

schwmdigkeit unter schwerer Belastung, besteht die ₅ Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die

Gefahr, daß de Impulsbreite des an die E.nspritz- Zeichnung näher erläutert.

ventile angelegten Impulss.gnais unter den erforderli- F i g. 1 zeigt schematisch den Gesamtaufbeu eines

dien Wert absinkt, so daß sich eine Abnahme in der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems;

Maschinenleistung oder ein Abwürgen der Maschine Fig.2 ist eine grafische Darstellung der Kraft-

^erSJ^bt· _ _ . ,. ,. _Λ , *° Stoffzufuhrdrücke in Abhängigkeit von der Motorge-

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, ein schwindigkeit bei einem System nach Fig.l, wobei

Kraftstoffeinspntzsystem der e.ngangs genannten Art die einzelnen Kurven unterschiedliche Motoransaug-

anzugeben, das eine zuverlässige und genaue Steue- leitungsunterdrücke repräsenüeren;

rung der in jedem Emspntzzyklus zugeführten Kraft- F i g. 3 ist eine grafische Darstellung, die die Men-

stoffmenge insbesondere bei höheren Drehzahlen 15 gen an eingespritztem Kraftstoff in Abhängigkeit von

und boher Belastung ermöglicht. der Motorgeschwindigkeit bei dem System nach

Diese Aufgabe wird erfmdungsgcmäß dadurch _Bc- Fig.! verdeutlicht, wobei die Einspritzdüse für fine

löst, daß die Dauer der Rechteckimpulse mittels festgelegte Zeitspanne offenhalten wird und die

einer Impulsweitenrechnerschaltur.g derart gesteuert einzelnen Kurven verschiedene Motoransaugleitungs-

vvird, daß sie sich umgekehrt zur Masc¹ inendrchzahl 20 unterdrücke repräsentieren;

ändert und daß die bestimmte Mascninenbetriebs- Fi g. 4 ist ein Blockschaltbild einer eijktronischen

größe die Maschinendrehzahl ist. Steuereinheit, wie sie dem erfindungsgemäßen Kraft-

Durch diese Zuordnung zwischen Dauer der Ein- sto^ffeinspritzsystem nach Fig. 1 eingegliedert ist;

sprit/impulse und Druck des den Einspritzventilen Fig. 5 ist ein Schaltplan einer Impulsbreitenrech-

zugefuhrten Kraftstoffs in entgegengesetzter Abhän- J₅ nerschaltung der elektronischen Steuereinheit nach

gigkeit von der Maschinendrehzahl wird vortcilhaf- Fi ".4;

terweise die in jedem Arbeitszyklus einzuspritzende Fig. 6 zeigt die Spannungswellenformen, die a 1 Kraftstoffmenge im wesentlichen unabhängig von der verschiedenen Punkten in der Impulsbreitenrechner-Drehzahl gehalten, wobei die Art der Steuerung der schaltung nach Fig. 5 auftreten;
Dauer der Rechteckimpulse in Anpassung an die 30 Fig. 7 ist eine grafische Darstellung der Impuls-Maschinendrehzahl — nämlich entsprechend dem breiten in Abhängigkeit von der Motorgsschwindigdurch den Arbeitszyklus für die Einspritzung be- keit;

schränkten Zeitraum — erfolgt, wodurch eine ver- F i g. 8 ist eine grafische Darstellung der Kraft-

einfachte Steuerung erreicht wird. stoffmenge, wie sie bei veränderlichen Motorge-

Eine Kraftstoffdosierung mittels veränderlichen 35 schwindigkeitcn erforderlich ist;

Einspritzdrucks ist auch nach der älteren, nicht vor- Fig. 9 ist eine grafische Darstellung über die

veröffentlichten deutschen Patentanmeldung Kraftstoff menge, wie sie bei unterschiedlichen An-

P 18 07 773.1 vorgesehen, nach der die Ventilöff- sauglcitungsunterdrücken erforderlich ist.

nungszeit jedoch konstant bleiben soll. Gegenstand In Fig. I ist ein Kraftstoffeinspntzsystem füi

dieser älteren Anmeldung ist ein durch die Drossel- 40 eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine gezeigt. Eine

klappenverstellung steuerbares Überdruckventil zur Pumpe 11 liefert Kraftstoff un'er Druck aus einem

Drucksteuerung des vorgelagerten Kraftstoffs. Kraftstofftank 12 über einen Filter 13 und ein Ein-

Gcmüß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Er- wcgrückschlagventil 14 zu einer Kraftstoffvertei-

findung ist neben der Abhängigkeit des Kraftstoff- lungsleitung 15. Die Kraftstoffverteilungsleitung If

drucks von der Drehzahl dessen Stcuerbarkeit zu- 45 hat vier Zweigleitungen 16 bis 19, die zu den Düser

sätzlich in Abhängigkeit von dem in einem Luft- der jeweiligen Maschinenzylinder führen. Im vorlic-

sammler der Ansaugleitung herrschenden Druck mit- genden Fall liegt die. Düse 20 in einem Ansauglei-

tels einer Drucksteuervorrichtung vorgesehen. Eine tungszweigkanal 21; selbstverständlich kann die Düse

noch genauere Steuerung der in jedem Einspritzzy- auch so angeordnet werden, daß sie unmittelbar ir

klus zugeführten Kraftstoffmenge ergibt sich durch 50 die Eintrittsöffnung des Ansaugleitungs/.weigkanal;

eine Einrichtung zur Variation des Drucks des züge- 21 cinspritzf Der AnsaugleitungSLweigkanal 21 öff-

führten Kraftstoffs, die auf den Ansaugleitungsdruck, net in den Maschinenzylinder 22, und zwar wie ge-

den atmosphärischen Druck und die Temperatur der wohnlich über ein Eintrittsventil 23. Die Düse 20 bil-

atmosphärischen Luft anspricht. dct einen Teil eines Steuerventils 24, das mit Hilf«

In Weiterbildung der Erfindung weist eine Ein- 55 einer Einricntung gesteuert wird, welche eine ciektri· richtung zur Steuerung des Drucks des zugeführten sehe Energieversorgung 25, eine elektronisch« Kraftstoffs in Abhängigkeit vom Ansaugleitungs- Steuereinheit 26, einen Verteiler 27 und eine maschidruck eine Ventileinrichtung, die an ein Kraftstoffver- nengetriebene Triggervorrichtung 28 aufweist. Ir teilungsrohr angeschlossen ist, um den Durchgang dem Ventil 24 befindet sich ein Solenoid, der übei •jnter Druck gesetzten Kraftstoffs aus einer Kraft- 60 eine Leitung 30 an die Steuereinrichtung angcschlos· stoffvcrteilungsleitung zurück zu einem Kraftstoff- sen ist. Die Düse 20 sprüht Kraftstoff in die in der tank zu steuern, eine Membraneinrichtung, die an die Maschinenzylinder 22 eintretende Luft, wenn der So-Ansaugleitung der Maschine angeschlossen ist, und lenoid durch die Steuereinrichtung erregt bleibt,
ein Gestänge für die Übertragung der Bewegung der Ein Luftfilter 31 ist an eine Drosselventükammei Membraneinrichtui)<; auf die Ventileinrichtung zu 65 32 gekoppelt, in der ein Drosselventil 33 sitzt. Da; Steuerung des Kraftsioffdurchgangs durch die Ventil- Drosselventil 33 ist an ein Gaspedal (nicht gezeigt einrichtung in Abhängigkeit vom Ansaugleitungs- angeschlossen, um die dem Zylinder 22 zuzufüh druck auf. rcndc Luftrate zu steuern.

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Zwischen dem Luftfilter 31 und der Drosselkam- pcratur und im Druck der über die Entlüftung 67

mcr 32 befindet sich stromabwärts des Drosselventils eintretenden atmosphärischen Luft. Dieses Expan-

33 ein Luftnebcnkanal 34, der beim Starten und eueren und Kontrahieren des Balgs 67 führt dazu,

heim Anlaufen der Maschine Zusatzluft zu den Zy- daß die Stange 64 vorrückt oder zurückweicht, und

linder 22 liefert. Der Luftnehenkanal 34 ist mit 5 zwar in Abhängigkeit vom atmosphärischen Druck

einem Ventil 35 versehen, das den Luftdurchgang und der Temperatur. Hs ist ein Federglied 68 vorgc-

durch den Nebenkanal 34 steuert. Das Ventil 35 sehen, das den Winkclarm 62 im Gegenuhrzeigersinn

wird durch einen Thermostat 37 gesteuert, der so an- gemäß F i g. 1 um den Drehpunkt 63 beansprucht,

geordnet ist, daß er die Temperatur des Maschinen- Der Hebel 60 ist in seinem mittleren Abschnitt an

kühlwasser ermittelt. i° die Kolbenstange 48 des Steuerventils 41 angeschlos-

Es ist eine allgemein mit 40 bezeichnete Kraft- sen, so daß die durch Änderungen im Ansauglcistoffdruckstcucrvorrichtung vorgesehen, die cine Rc- tungsunterdruek, im atmosphärischen Druck und in gulicreinhcit 41 mit drei im Abstand stehenden Kam- dei Temperatur hervorgerufene Bewegung der Hemern 42 und 43, eine Membraneinheit 45 und ein belplatte 60 die Relativlagc des Kolbens 47 variiert, mechanisches Gestänge 46 aufweist, das die Einhei- 15 wodurch der Wirkquerschnitt der Verbindung zwiten 4t und 45 betrieblich miteinander verbindet. In sehen der Einlaßöffnung 49 und der Auslaßöffnung der Kammer 42 der Druckreguliereinheit 41 sitzt 50 der Kammer 42 variiert wird, verschiebbar ein Kolben oder ein Ventilschicber 47. Arbeitet die Maschine bei leichter Belastung und Der Kolben 47 ist fest mit einer Kolbenstange 48 teilgeöffnetem Drosselventil, d. h. unter einem Zuverbunden, die ihrerseits betrieblich an das Gestänge ao stand, bei dem lediglich eine begrenzte Luftmenge in 46 angeschlossen ist. In der Kammer 42 befindet sich den Zylinder gesaugt wird, entwickelt sich im Ansaugeine mit der Kraftstoffverteilungsleitung 15 vcrbun- leitungssammler 59 ein größerer Unterdruck, der dene Einlaßöffnung 49 und eine Auslaßöffnung 50, die Membran 53 in der Fi g. 1 nach oben bewegt und die der Einlaßöffnung 49 gegenüber liegt und mit der dadurch bewirkt, daß die Kolbenstange 48 des KoI-Kammer 43 verbunden ist. Die andere Kammer 42 25 hens 47 ausrückt. Diese Bewegung der Kolbenstange der Druckreguliereinheit steht über einen Kanal 44 48 ist mit Aufwärtsbewegung des Kolbens 47 vermit der Kammer 43 in Verbindung. Dieser Kanal 44 bunden, so daß der wirksame Verbindungsqucrist über eine Leitung an den Luftfilter 31 angeschlos- schnitt zwischen der Einlaßöffnung 49 und der Ausscn, so daß sich in diesen Kammern 42 und 44 ein im laßöffnung 50 vergrößert wird und eine größere wesentlichen atmosphärischer Druck einstellt. Bcfin- 30 Menge an Kraftstoff über die Kammer 42 in die det sich der Kolben 47 in der dargestellten Lage, Kammer 43 strömen kann. Der in der Kraftstoffverd. h. in einer Lage, in der die Einlaßöffnung 49 mit teilungsleitung 15 herrschende Kraftstoffdruck wird der Auslaßöffnung 50 in Verbindung steht, so fließt auf diese Weise vermindert. Bei Schwerlastbetrieb bei der Kraftstoff in einer bestimmten Rate von dem voll geöffnetem Drosselventil wird die Membran 53 Verteilungsrohr 15 über die Kammer 42 in die Kam- 35 in Arbeitsberührung mit dem Stoppglied 52 β abmer 43. Die Kammer 43 speichert den einströmen- wärts gedrückt, so daß die Kolbenstange 48 durch den Kraftstoff, der mit Hilfe einer mechanischen das Gestänge 46 in eine Lage gebracht wird, in der Pumpe (nicht gezeigt) über einen Filter 51 zum der wirksame Vcrbiindungsquerschnitt zwischen den Kraftstofftank 12 rückgeführt wird. öffnungen 49 und 50 vermindert wird, so daß ledig-

Die Membraneinheit 45 besitzt ein Gehäuse 52, 40 Hch eine begrenzte Kraftstoffmenge in die Kammer

eine an diesem Gehäuse befestigte Membran 53. eine 43 gehen kann, wodurch in der Kraftstoffverteilungs-

Betätigungsstange 54 und eine Federeinrichtung, die leitung 15 ein relativ hoher Druck aufgebaut wird,

im vorliegenden Fall zwei verschiedene Druckfedern In der Fig. 2 ist grafisch der KraftstoffdruckP in

55 und 56 aufweist, die in einer Kammer 57 untcrge- der Verteilungsleitung gegen die Maschinengebracht sind, welche durch das Gehäuse 52 und die 45 schwindigkeit N in der Kraftstoffdrucksteuervorrich-Mcmbran 53 begrenzt wird. Die Druckfedern 55 und tung 40 aurgetragen, wobei die verschieden^ τ Kur-

56 spannen die Membran 53 in Richtung auf ein ven unterschiedliche Ansaugleitungsunterdrücke rc-Stoppglied 52 a vor. das einen Teil des Gehäuses 52 präsentieren.

bilden kann. Die beiden Federn 55 und 56 haben un- Die Pumpe 11, die zur Lieferung von Kraftstoff terschiedliche Federkonstante, und zwar aus einem 50 unter Druck zu dem Rückschlagventil 14 verwendet noch später zu erörternden Grund. Ein Unterdruck- wird, kann durch die Maschine 10 in einer zur Makanal 58 stellt eine Verbindung zwischen der Kam- schinengeschwindigkeit im wesentlichen proportionamer 57 der Membraneinheit 45 und einem Luft- len Rate angetrieben werden. Die Pumpe 11 ist vorsammler 59 der Ansaugleitung her. Die an die Mem- zugsweise eine Verdrängerpumpe, z. B. eine Zahnbran 53 angeschlossene Betätigungsstange 54 ist an 55 radpumpe, eine Trochoid-Pumpe, eine Flügelradihrem Führungsende an das eine Ende eines Hebels pumpe oder eine Geschwindigkeitspumpe, die vor-60 angeschlossen, der einen Teil des mechanischen zugsweise eine Kapazität besitzt, die um das zwei- bis Gestänges 46 bildet. An dem anderen Ende des He- vierfache größer als der maximale Kraftstoffvcrbels 60 ist ein Anschlußstift 61 angebracht. Es ist ein brauch ist. Wird eine Pumpe der vorgenannten Art Winkelarm 62 vorgesehen, der schwenkbar an einem 60 verwendet, steigt der Kraftstoffzufuhrdruck P im we-Endc den Stift 61 erfaßt und der um einen stationä- sentlichen proportional zum Quadrat der Maschinenren Drehpunkt 63 schwenkbar ist. Der Winkelarm 62 geschwindigkeit, wie es in F i g. 2 dargestellt ist. In ist an seinem anderen Ende an eine Stange 64 ange- Fig. 2 repräsentiert Α_λ einen Kraftstoff druck bei schlossen, die mit einem Balg 65 verbunden ist. Der Vollgas, A, einen Kraftstoffdruck bei —200 mm Hg Balg 65 befindet sich in einem Gehäuse 66 mit einer 65 Ansaugkitüngsußterörack und A₃ einen Kraftstoff-Entlüftung 67. Der Balg ist mit einem Gas, z.B mit druck bei -400 mim Hg Ansaugleitungsunterdruck. Luft unter Druck gefüllt und expandiert und kontra- Da der wirksame Öffnungsquerschnitt der Verbinhiert in Abhängigkeit von Änderungen in der Tem- dung zwischen der Einlaßöffnung 49 und der Aus-

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laßöffnung 50 mit steigendem Ansaugleitungsunler- Weise erzeugten Signalen zwei elektrische Impulse,

druck größer wird, ergibt sich mit höherem Unter- Der Impuls wird durch die Leitungen 76 und 77 für

druck in der Ansaugleitung der Maschine ein nicdri- Kraftstoffeinspritzung zu dem solenoidbctätigten

gerer Kraftstoffdruck in der Kraftstoffverteilungslei- Einspritzvenlil 24 geführt. Die Leitung 76 ist an die

lung 15. 5 dem ersten und dritten Zylinder zugeordneten Ein-

Dic F ι g. 3 verdeutlicht die eingespritzte Kraft- spritzventile und die Leitung 77 an die dem zweiten

stoffmenge Q gegenüber der Maschinengcschwindig- und vierten Zylinder zugeordneten Einspritzventile

keit N, wobei die verschiedenen Kurven unterschied- angeschlossen, so daß die Kraftstoffeinspritzung

liehe Ansaugleitungsunterdrücke repräsentieren. Die gleichzeitig beim ersten und dritten Zylinder und

Werte Q sind solche Werte, die gemessen wurden, io nachfolgend beim zweiten und vierten Zylinder er-

wenn die Impulsweite und dementsprechend die öff- folgt. Der elektrische Impuls geht alternierend durch

nungsdauer der Düse 20 konstant gehalten sind, d. h. die Leitungen 76 und 77 zu dem Einspritzventil 24.

zum Beispiel bei 5 ms. Aus der Fig. 3 ersieht man. In der Fig.4 ist ein Blockschaltbild der elcktroni-

daß die eingespritzte Kraftstoffmenge Q linear mit sehen Steuereinheit 26 gezeigt. Die von der Maschine

dem Ansteigen der Maschinengeschwindigkeit N 15 angetriebene Trigger-Vorrichtung 28, die gestrichelt

wächst. Dies ergibt sich dadurch, daß die einge- umrandet ist. besitzt einen Nocken 80, der auf einer

spritzte Kraftstoffmenge Q proportional zur Quadrat- Vcrteilerwelle 81 sitzt, die mit der halben Kurbelwel-

wurzel des Kraftstoffdrucks/' anwächst, der wie- lcngcschwindigkeit umläuft. Zwei bewegliche Kon-

dcrum proportional zum Quadrat der Maschinengc- laktc 82 und 83 sind an Schwenkkontakte 84 bzw. 85

schwindigkcit N ist. ao angebracht, die an Masse liegen und durch den Nok-

Ciemäß F i g. 1 kann die an die elektrische F.ncr- ken 80 bei jeder Nockendrehung oszillieren. Den begiezufuhr 25 angeschlossene elektronische Stcuerein- weglichen Kontakten 82 und 83 sind stationäre Konheit 26 zahlreiche Signale empfangen, die die Ma- takte 86 bzw. 87 zugeordnet, die über Widerstände schincnbclriebszustände anzeigen, z. B. die Maschi- 89 bzw. 90 an eine elektrische Energiequelle, z. B. ncnpcschwindigkeit. die Kurbelwcllcnumlaufstcllung, »5 eine Batterie 88, angeschlossen sind. Die beiden Sätze die ürossclklappenstellung und die Kühlwassertem- von Kontakten 82 und 86, 83 und 87 können bei jcpcratur. Die von der Maschine getriebene und in der Umdrehung des Nockens 80 geöffnet und gcdcm Verteiler 27 untergebrachte Trigger-Vorrich- schlossen werden. Die stationären Kontakte 86 und tung 28 erzeugt ein Impulssignal, das sowohl die Ma- 87 sind an eine Impulsbreitenrechncrschaltung 91 sehinengeschwindigkeit als auch die Kurbelwellen- 30 angeschlossen, und zwar über Leitungen 92 bzw. 93. Umlaufstellung anzeigt. Das Signal, das in der Rate Die Impulsbrcitenrechnerschaltung 91 empfang! von zwei Impulsen für jeden Maschinenbetriebs/v- das die Maschinengeschwindigkeit anzeigende Signal, klus erscheint, wird alternierend über die Leitungen das die Kurbclwellcnstcllung anzeigende Signal vor 70 und 71 zu der elektronischen Steuervorrichtung der maschinengetriebenen Trigger-Vorrichtung 28 26 geführt und dient zur Diskriminierung der Zünd- >:, und das die Kühlwasscrtcmperatur anzeigende Signal folge im Motor 10. Ein weiteres, die Drosselventil- von dem Kühlwasscrtcmpcraturfühler 74. Auf dei stellung repräsentierendes Signal wird durch einen Basis dieser Signale ermittelt die Schaltung 91 eine Drosselventilstellungsdetektor 72 erzeugt, der mit richtige Impulsbreite und erzeugt einen Impuls soldcm Drosselventil 33 verbunden ist; dieses Signal eher Breite mit einer Rate von zwei Impulsen füi wird über eine Leitung 73 zu der elektronischen 40 jede Umdrehung des Maschinenbetriebs. Die Impulse Steuervorrichtung 26 geführt, um bei Freilauf den gehen alternierend zur Verstärkung zu Einspritzim· Kraftstoff zu sperren oder die Reichhaltigkeit des pulsvcrstärkem 94 und 95. Die so verstärkten Im-Luft-Kraftstoff gemisches bei Beschleunigung zu er- pulse gehen ferner alternierend über Leitungen 9i höhen. Das Gemisch wird dadurch angereichert, daß und 97 zu Solenoideinrichtungen 98 und 99, die die die elektronische Steuervorrichtung 26 veranlaßt 45 den Einspritzdüsen 100 und 101 zugeordneten Venwird, einen zusätzlichen Impuls oder einen Impuls tile betätigen. Die Düsen 100 und 101 werden altergrößerer Breite zu dem solenoidbetätigten Ventil nierend durch Erregen der Solenoide 98 bzw. 99 ge-24 zu geben und dadurch die Einspritzdauer zu erhö- öffnet, und zwar jeweils einmal für jeden Maschinenhen. bctriebszyklus, um die Einspritzung zu bewirken.

Die Kühlwasssrtempergfur wird durch einen Füh- 50 Die elektronische Steuereinheit 26 besitzt eine Be-Icr 74 erfühlt, der einen temperaturempfindlichen schleunigungsschaltung 102 und eine Kraflstoffsperr· Widersland besitzt, welcher sich im Kühlwasser toe- schaltung 103 zusätzlich zu den vorgenannten Schalfindct. Die Temperatur des Kühlwassers kann durch tungen. Der Ausgang der Beschleunigungsschaltung die Temperatur des Kühlöls, der Abgase oder des 102 ist über Leitungen 104 rad 105 an die Einspritzt Maschinenblocks im Bedarfsfall angenähert werden. 55 impulsverstärker 94 bzw. 95 angeschlossen, so daE Das die Kühlwassertemperatur anzeigende Signal bei Lieferung des Beschleimigungssignals aus den: wird über eine Leitung 75 zu der elektronischen Drosselventilstellungsdetektor 72 bei znr Beschleuni-Steuereinheit 26 geführt, um eine Gemischanreidlie- gung geöffnetem Drosselventil 33 die Einspritzimrung beim Starten und Warmlaufen zu bewirken. Die pulsverstärker 94 und 95 die Breite des Impulses ver-Kraftstoffgemischanreicherung wird erreicht, indem 60 großem, der von der Impulsbreitenfecrrnerschaitunf die elektronische Steuervorrichtung 26 veranlaßt 91 zu den Solenoideinrichtuugen 98 und 99 geliefen wird, an das solenoidbetätigte Ventil 24 einen zusäiiiz- wird, oder sie legen einen zusätzlichen Impuls an d« liehen Impuls oder einen Impuls größerer Breite an- Solenoideinrichtungen 98 und 99 an, um die Einzulegen. Da bei der beschriebenen Ausföhrungsform spritzdatier für Beschleunigungsanreicherung zu erein System mit gleichzeitiger Einspritzung in zwei 65 höhen. Der Ausgang der Kraftstoffsperrschaltunf Zylinder verwendet wird, erzeugt die elektronische 103 ist über Leitungen 106 und 107 an die Impuls-Steuereinheit 26 für jeden Maschmenbetriebszyklos breitenverstärker 94 bzw. 5S angeschlossen. Dies« in Abhängigkeit von den in der vorbeschriebenen Schaltung 103 ist mit ihrem Eingang über Leitunger

ίο

108 und 109 η η die maschinengctricbeir Triggcr-Schiilliing 28 angeschlossen und empfängt cm Signal, das die Maschinengeschwindigkeit anzeigt; ferner ist die Schaltung über eine Leitung 110 an den Drosscl- \cntilstcIhiiiEsdctcktor 72 angeschlossen, tun ein die DrosselventMstellung anzeigendes Signal zu empfangen. [Erreicht die Maschincngcschwindigkcit während Freilauf einen bestimmten Wert und befindet sich das Drosselventil 33 in einer I.eerlaufstellung, macht es die Kraftstoffsperrschaltung 103 den F.inspritzimpulsvcrstärkcrn 94 und 95 unmiiglich, die Düsen 100 und 101 zu schließen und dadurch die Kraftstoffzufuhr zu den einzelnen Zylindern zu stoppen.

Die Fig. 5 zeigt einen Schaltplan der Impulsbreitenrechncrschaltung 91, die den Hauptteil der elektronischen Steuereinheit 26 nach Fig. 1 bildet. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Fi g ^ eine Hälfte der gesamten Schaltung gezeigt, die einen an den Eiiispritzimpulsverstärker 94 anzulegenden Impuls erzeugt. Der stationäre Kontakt 86 ist an die Basis eines Transistors 111 angeschlossen, dessen Emitter unmittelbar an Masse liegt. Die Basis des Transistors 111 ist über einen Widerstand 112 an eine Sammelleitung 113 angeschlossen, die zu einer Batterie 88 führt. Der Kollektor des Transistors 111 ist an eine Ladeschaltung 114 angeschlossen, die einen Oleichrichter 115, einen Widerstand 116 und einen Kondensator 117 besitzt, die alle zwischen der Sammelleitung 113 und Masse in Reihe geschaltet sind. An einer Stelle 118 zwischen dem Widerstand 116 und dem Kondensator 117 ist die Basis eines Transistors 119 angeschlossen, dessen Emitter 120 über einen Widerstand 121 an Masse liegt. Der Emitter 120 ist über einen Kondensator 123 an eine Stelle 122 zwischen dem Gleichrichter 115 und dem Widerstand 116 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 119 ist unmittelbar an die Sammelleitung 113 angeschlossen. Die Ladeschaltung 114 und der Transistor 119 bilden einen Sägezahnwellengenerator 124.

Der Ausgang des Sägezahnwellengenerators 124 ist an den Eingang einer Schmidt-Schaltung 125 angeschlossen, die zwei Transistoren 126 und 127 aufweist. An den Eingang der Schmidt-Schaltung 125 ist ferner der Ausgang des Kühlwassertemperaturfühlers 74 angeschlossen. Die Basis des Transistors 126 ist über einen Widerstand 128 an die Sammelleitung 113 und über einen Widerstand 129 an Masse gelegt. Der Kollektor des Transistors 126 ist über einen Widerstand 130 an die Sammelleitung 113 angeschlossen und über eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 131 und einem Widerstand 132 mit der Basis des Transistors 127 verbunden. Die Emitter der beiden Transistoren 126 und 127 sind gemeinsam über einen Widerstand 133 an Masse gelegt Der Transistor 127 ist mit seinem Kollektor über einen Widerstand 134 an die Sammelleitung sowie ferner an den Einspritzimpulsverstärker 94 angeschlossen.

Die Arbeitsweise der Impulsbreitenrechnerscha'-tung91 ist in Fig. 6 gezeigt Die Darsteüungen (a) und (b) zeigen die Rechteckwellenspasnung, wie sie an den Stellen X und ~K erscheinen, die zu den stationären Kontakten 86 bzw. 87 führen. Werden die Kontakte 82 und 86 durch die Wirkung des Nockens 80 geschlossen, geht die Spannung bei X auf Nullniveau, so daß der Transistor 111 gesperrt wird. In diesem Augenblick beginnt der Kondensator 117 mit der Aufladung, wobei gleichzeitig die Spannung an der zu dem F.mitter 120 des Transistors 119 führenden K-Stelle mit dem Anstieg beginnt, wie es in (c) der I·" i g. (i gezeigt ist. Werden danach die Kontakte 82 und 86 durch den Nocken 80 geöffnet, wird der j Trasistor 111 leitend, so daß der Transistor 119 gesperrt und dadurch die Spannung an der Stelle Y auf Nullniveau reduziert wird.

Die Schmidt-Schaltung 125 vergleicht die F.ingangsspannung mit einer bestimmten Bezugsspan-ηιιημ. wie es in (d) der Fig. 6 gezeigt ist. Wird die ningangsspanming auf diese Bezugsspannung aufgebaut, wird der Transistor 126 leitend, wodurch der 'transistor 127 nichtleitend wird. Somit erscheint an dem Kollektor des Transistors 127 ein Impuls, dcssen llreitc gleich der Zeitdauer ist. in der die Impulsspanming höher als die vorbestimmte Bezugsspannung ist. wie es bei (e) in Fig. ft gezeigt ist. Steigt die Maschinengeschwindigkcit an. steigt die Anzahl der Rechteckwellenimpulse an. die für eine bestimmte

ao Zeit an den Stellen X vMkI Ύ erscheinen, so daß sich eine bestimmte Verminderung in der Impulsbreite ergibt. Daraus folgt, daß die Weite des am Kollektor des Transistors 127 erhaltenen Impulses mit ansteigender Maschinengeschwindigkeit abfällt, wie es bei

(e) der F i g. 6 und ferner in Fig. 7 verdeutlicht ist. Das Signal, das die Kühlwasscrtcmpcratur anzeigt, wird an den Eingang der Schmidt-Schaltung 125 angelegt, um die Impulsbreite beim Starten und Warmlaufen zur Gemischanreicherung zu vergrößern.

Die F i g. 8 zeigt die Bereiche der erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge Q_x gegenüber der Maschinendrehzahl/V, wobei die gezeigten Bereiche in bezug auf eine Vergrößerung der Maschinenausgangsleistung bei Vollgas und eine Minderung des Kraft-

Stoffverbrauchs und der Menge an unverbrannten Abgasbestandteilen bei Teillast be-timmt sind. Derartige Bereiche können für andere Zwecke auch in anderer Weise festgelegt werden. Die Beziehung zwischen der Menge an eingespritztem Kraftstoff und

der Maschinengeschwindigkeit kann in die Bereiche ß,, B., und B._t fallen, die Vollgas, - 200 mm Hg und — 400 mm Hg Ansaugleitungsunterdruck entsprechen. Diese Bereiche bleiben trotz Änderung in der Maschinengeschwindigkeit im wesentlichen unverän-

dert, nehmen jedoch die Form von gebogenen Streifen an, die um die Mitte des ganzen Geschwindigkeitsbereichs konvex gebogen sind.

Wie es zuvor beschrieben wurde und in der Fig-3 gezeigt ist, ist die eingespritzte Kraftstoff men ge Q bei

für eine bestimmte Zeitspanne Offengehaltener Einspritzdüse im wesentlichen proportional zur Maschinengeschwindigkeit /V. Wie man jedoch aus der ausgezogenen Linie c in F i g. 7 ersieht, fällt die an das solenoidbetätigte Ventil angelegte Impulsbreite um-

gekehrt proportional mit einem Anstieg der Maschinengeschwindigkeit ab. Somit bleibt die Menge Q₁ des Kraftstoffs, die für jeden Zyklus des Maschinenbetriebs eingespritzt wird, trotz Änderang in der Maschinengeschwindigkeit im wesentlichen unverändert,

fio wie es in der Fig.8 durch die dünn ausgezogenen Linien C₁, c, und C₃ angedeutet ist Fällt die Impulsbreite linear mit ansteigender Masehinengeschwtndigkeit ab, wie es in Fig.7 durch die strichpunktierte Linie rf angedeutet ist, erhält man für die bei jedem Zyklus des Maschinenbetriebs bei Vollgas, -200 mm Hg und —400 mm Hg Ansaugleitungsonterdruck eingespritzte; Kraftstoffmenge die dick ausgezogenen Linien </,, d.₂ und d_a in Fig. 8. Die Linien

Ii

(,. <-.,. t.,, df. d, und r/._t fallen in die Bereiche /?,, /J, und /λ, η act- I·i μ. H, die für unterschiedliche Makelnneiianfordeiimgeii errechnet werden.

F i μ. ^l) /eigt die Bereiche erforderliche·! Kral'tsioffeinsprit/mengc Q, in Abhängigkeit vom Ansaiigleiliingsuiilcrdruck /'. Die Bc/ieluing /wischen dei Menge Q₁ an eingespritztem Kraftstoff und (!cm Ansaiiglcitiiiigsunlcrdruck /' kann in den schraffierten Bereich lallen, der /wischen der oberen und unteren (irenzlinie <:, bzw. <*., begren/.t ist. Für die Vergrößerung der Ausgangsleistung bei Vollgas und für die Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und der Menge an unverbrannten Abgasbestandteilen bei Teillast sollte das l.uft-Kraflstoffgemisch bei Vollast angereichert und bei Teillast magerer gemacht werden, wie es zuvor erläutert wurde. Iis ist daher notwendig, daß die Menge an eingespritztem Kraftstoff abrupt beim Apiaugleitungsuntcrdruckabfall von I/'gemäß F-ig. 9 abfällt. Dies läßt sich durch die Verwendung der beiden Federn 55 und 56 erreichen, die unterschiedliche Federkonstante haben. An oder nahe Voügassteilung wirkt von den beiden Federn 55 und 56 lediglich die weniger steife Feder; erreicht der Ansaugleitungsunterdruek den Punkt AP. wirken nicht nur die beiden Federn auf die Membran 53. Obwohl die eingespritzte Kraftstoffmcngc in Abhängigkeit von Änderungen im Atmosphärendruck und der Temperatur der atmosphärischen Luft (oder der Ansaugluft) durch Verwendung eines Atmosphärendruekfühlers und eines Ansauglufttempcraturfühlers eingestellt werden kann, deren Ausgänge an die elektronische Steuereinheit 26 zur Steuerung der impulsbreite angelegt werden, wird zusätzlich der
65 verwende;, um d·.. n Kraftstoffdruck in Abhängig keit von .Änderungen im Alinosph.irendruck und dei Tempcialur der atmosphärischen Luft einzustellen lsi der atmosphärische Druck oder Atmosphären druck relativ niedrig und die atmosphärische ''Vnipe latur relativ hoch, wird die an den Balg 65 unge sehlosscnc Stange 64 in ihrer vorstehenden Stellunj gehallen, so daß die Kolbenstange 48 nach oben be

ίο wegt und der wirksame ()ffnungsi|iierschnitl der Ver bindung zwischen der Einlaßöffnung 49 und de: Alislaßöffnung 50 vergrößert wird, so daß der Ünicl in der Kraftstoffverteilungsleitung 15 enCprcchenc abfällt. Ist umgekehrt der Atmosphärendruck relath hoch und die atmosphärische Temperatur relativ niedrig, ergibt sich in der Leitung 15 ein relativ hohe: Kraftstoffdruck.

Sofern es nicht erwünscht ist, den Kraftstoffliefer druck in Abhängigkeit vom atmosphärischen Drucl

an und von der atmosphärischen Temperatur iu stcu ern, kann die Betätigungsstange 54 unmittelbar ar die Kolbenstange 48 angeschlossen werden.

An Stelle der Membraneinheit 45 mit den beider Federn 55 und 56 kann ein Balg verwendet werden in dem sich ein Nahe-Unterdruck entwickelt. In die scm Fall ist der Balg mit dem Ansauglc: ungssanim ler 59 verbunden und wird durch den absolniei' Druck in dieser Leitung gesteuert, der im wesentlichen den Motorbelastungen entspricht. Elin solchei Balg kann gleichzeitig mit der Steuerung des Kraft stoffdrucks in Übereinstimmung mit dem atmosphä rischen Druck gesteuert werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Kraftstoffdruck auf einen Wert eingeregelt, der un Patentansprüche: einen festgelegten konstanten Betrag über dem je weils in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschin!

1. Kraftstoffeinspritzsystem für eine Mehrzy- harschenden Luftdruck liegt. Damit soll ein Abfal Itnder-Brennkraftmaschine.bei der jedem Zylinder 5 des Kraftstoffdrucks beim Betrieb der Brennkraftma ein elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil schute in großer Höhe vermieden werden, der imrnei zugeordnet ist, das durch drehzahlsynchrone dann eintritt, wenn der Kraftstoffdruck von einerr

- Rechteckimpulse geöffnet wird, und dem Kraft- Druckregler um einen konstanten Betrag über deir

stoff mittels einer maschinengetriebenen Kraft- jeweiligen Atmosphärendruck gehalten wird, wie e:

stoffpumpe unter einem Druck zugeführt wird, io bei weiteren bekannten Einspritzsystemen, beispiels-

der mit dem Anstieg einer bestimmten Maschi- weise gemäß dei deutschen Auslegeschrift t 231 954

nenbetriebsgröße zunimmt, dadurch ge- gefordert wird. Vielmehr soll in jeder Höhe dei

kennzeichnet, daß die Dauer der Rechteck- gleiche Druck an den Magnetventilen anstehen, se

impulse mittels einer Impulsweitenrechnerschal- daß die Kraftstoffmenge nur durch die öffnungs-

tung (91) derart gesteuert wird, daß sie sich um- 15 dauer der Magnetventile bestimmt wird

gekehrt zur MasehmendrehzaM ändert und daß Auch bei einer Einspntzvorrü'-'urtg gemäß der

die bestimmte Maschinenbetriebsgröße die Ma- deutschen Auslegeschrift 1 100 377 wird der Brenn-

schinernJrehzahl ist. stoffdruck im wesentlichen konstant gehalten, indem