DE2203018B2 - Kraftstoffeinspritzanlage - Google Patents
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Description
45
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete
Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem ein Meßorgan sowie
eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Meßorgan entsprechend
der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegt wird und dabei das bewegliche
Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Ventils für die Zumessung einer der Luftmenge
proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, wobei die Zumessung bei konstanter, jedoch in Abhängigkeit
von Motorkenngrößen änderbarer Druckdifferenz erfolgt.
Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzanlage dieser Art (deutsche Patentschrift 1212 780) ist die
Druckdifferenz am Zumeßventil stufenweise in Abhängigkeit von dei Gaspedaistellung, also von der
Last, änderbar. Die immer strenger werdenden Abgasbestimmungen machen eine sehr genaue Regelung
der optimalen Kraftstoffeinspritzmenge erforderlich. So benötigen z. B. die unter anderem zur Abgasentgiftung
verwendeten Katalysatoren zur praktisch vollständigen Umsetzung der schädlichen Anteile im
Abgas zu unschädlichen Verbindungen ein Luftverhältnis von;, nahe 1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzanlage zu entwickeln, bei der die
Rückmeldung der Motorkenngrößen nahezu fehlerfrei erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geiöst, daß die Druckdifferenz am Zumeßventil durch
ein 'hysteresefreies Eleketromagnetsystem mit einem Permanentmagnet und einem Tauchspulanker änderbar
ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Elektromagnetsystem an einem
Differenzdruckventil wirkt, das als Flachsitzenventil ausgebildet ist, mit einer Membran als beweglichem
Ventilteil, und die Membran von einer Federkraft und der veränderlichen Kraft des Elektromagnetsystems
in Öffnungsrichtung des Differenzdruckventils bewegbar ist.
Fine ebenfalls bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß der Tauchspulanker reibungsfrei an
einer Blattfeder (Spinne) aufgehängt ist.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung bzw. eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe
ist derart, daß durch das Differenzdruckventil die Druckdifferenz an einem zweiten, die Druckdifferenz
an einem Zumeß- und Mengenteilerventil jeweils konstant haltenden Differenzdruckventil änderbar
ist.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden
näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine Kraftstoffeinspritzanlage ohne Mengenteiler,
F i g. 2 eine Kraftstoffeinspritzanlage mit Mengenteiler.
Bei der in F i g. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage
strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in ein Saugrohr 1, das einen konischen Abschnitt 2
mit einem darin angeordneten Meßorgan 3 aufweist, und weiterhin durch einen Verbindungsschlauch 4
und einen Saugrohrabschnitt 5 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 6 zu einem oder mehreren
nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das Meßorgan ist eine quer zur Strömungsrichtung
angeordnete Platte 3, die sich im konischen Abschnitt 2 des Saugrohres nach einer annähernd
linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt, wobei für eine konstante
am Meßorgan 3 angreifende Rückstellkraft sowie einen konstanten vor dem Meßorgan 3 herrschenden
Luftdruck der zwischen dem Meßorgan 3 und der Drosselklappe 6 herrschende Druck ebenfalls
konstant bleibt.
Das Meßorgan 3 steuert unmittelbar ein Zumeßventil?. Zur Übertragung der Verstellbewegung des
Meßorgans 3 dient eiin mit ihm verbundener Hebel 8, der um einen Drehpunkt 9 schwenkbar möglichst reibungsfrei
gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung mit einer Nase 10 das als Steuerschieber ausgebildete
bewegliche Ventilteil 11 des Zumeßventils 7 betätigt.
Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine nicht dargestellte Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff über eine
Leitung 14 dem Zumeßventil 7 zuführt. Von der Leitung
14 zweigt eine Leitung IS ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 16 geschaltet ist, das bei zu großem
Systemdruck Kraftstoff in einen Kraftstoffbehälter 17 zurückfließen läßt.
Der Steuerschieber 11 wird durch Druckflüssigkeit beaufschlagt, die als Rückstellkraft für das Meßorgan
3 dient und über eine Leitung 20 mit einer Drossel 21 auf den Steuerschieber wirkt.
Die Zumessung am Zumeßventil 7 erfolgt bei konstante/ Druckdifferenz, die durch ein Differenzdruckventil
23 aufrechterhalten wird, das als Flachsitzventil mit einem festen Ventilsitz 24 und einer
Membran 25 ausgebildet ist. Die Membran 25 trennt
zwei Kammern 26 und 27. Die Kammer 26 steht über eine Leitung 28 mit dem ZumeBventil 7 in Verbindung.
Aus der KAmmer 26 gelangt der zugemessene Kraftstoff über einen Kanal 29 in Richtung des
Pfeiles 30 zu einem nicht dargeste!',ten Mengenteiler,
der die Kraftstoffmenge auf die einzelnen in der Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordneten
Einspritzventile gleichmäßig verteilt. Das Differenzdruckventil 23 wird in Öffnungsrichtung von einer
Feder 31 belastet. In der durch die Membran 25 von der Kammer 26 getrennten Kammer 27 herrscht über
eine Leitung 32 der Kraftstoffdruck vor der Zumessung. In der Kammer 27 ist ein Elektromagnetsystem
34 mit einem Tauchspulanker 35, einer Spule 36, einem Weicheisenkern 37, einem Permanentmagneten
38 und einer Weicheisenplatte 39 ar geordnet. Die Weicheisenplatte 39 hat einen Kern 40, der in
den an einer Blattfeder (Spinne) 41 aufgehängten Tauchspulanker 35 hineinragt. Die Verbindung zwischen
der Blattfeder 41 und der Membran 25 stellt ein Zwischenteil 42 her.
Die Wirkungsweise der in F i g. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende:
Bei laufender Brennkraftmaschine wird über das Saugrohr 1,4 und 5 Luft angesaugt, durch die das
Meßorgan 3 eine gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt. Entsprechend der Auslenkung des
Meßorgans 3 wird über den Hebel 8 auch der Steuerschieber 11 des Zumeßvcntils 7 verschoben, der den
Kraftstoffstrom in der Leitung 14, 28 mehr oder weniger drosselt. Die direkte Verbindung zwischen dem
Meßorgan 3 und dem Steuerschieber 11 ergibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und zugemessener
Kraftstoffmenge.
Um das Kraftstoff-Luft-Gemisch je nach dem Abschnitt des Betriebsbereiches der Brennkraftmaschine
reicher oder ärmer halten zu können, ist eine Änderung der an sich konstanten Druckdifferenz am Zumeßventil?
in Abhängigkeit von Motorkenngrößen, z. B. vom Sauerstoffgehalt im Abgas erforderlich.
Hierfür ist eine sogenannte Sauerstoffsonde geeignet,
die in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnet ist und über eine elektronische Schaltung
die durch die Spule 36 des Elektromagnetsystems 34 fließende Stromstärke ändert. Dadurch wird der
Tauchspulanker 35 mehr oder weniger durch die Magnetkraft zum Kern 40 hin gezogen, also in Richtung
einer Entlastung der Feder 31. Die zugemessene S Kraftstoffmenge ist also durch Änderung des Differenzdruckes
am Zumeßventil 7 beeinflußbar, wobei die Rückmeldung durch die Ausgestaltung des Eiektromagnetsystems
34 mit einem Tauchspulanker 35 und einem Permanentmagneten 38 hysteresefrei erfolgt.
Das Differenzdruckventil 23 steuert eine nachgeschaltete nicht dargestellte Mengenteilereinrichtung
vor.
In Fi g. 2 sind die gegenüber der Fig. 1 gleichbleibenden
Teile der Kraftstoffeinspritzanlage mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Kraftstoffeinspritzanlage
in F i g. 2 enthält ein Zumeß- und Mengenteilerventil
50, dem Kraftstoff aus der Leitung 14 durch einen Kanal 51 zugeführt wird. Aus dem Kanal
51 gelangt der Kraftstoff in eine Ringnut 52 des
ao Steuerschiebers 11. Je nach Stellung des Steuerschiebers
11 überdeckt die Ringnut 52 mehr oder weniger Steuerschlitze 53, die durch Kanäle 54 zu je einer
Kammer 55 führen, die durch die Membran 56 von einer Kammer 57 getrennt ist. Aus den Kammern 55
a5 gelangt der Kraftstoff über Kanäle 58 zu den einzelnen
nicht dargestellten Einspritzventilen, die in tier
Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordnet sind. Die Membran 56 dient als bewegliches Teil je
eines als zweites Differenzdruckventil ausgebildeten Flachsitzventils. Von der Kraftstoffleitung 14 zweigt
eine Leitung 60 mit einer Drossel 61 ab, die zu den Kammern 57 der einzelnen Differenzdruckventile
führt. Der Kraftstoffdruck in den Kammern 57 ist durch das Differenzdruckventil 23 über die Leitung
28 änderbar, wobei der Kraftstoff aus der Kammer 26 des Differenzdruckventils 23 in Offenstellung des
Ventils durch den Kanal 29 in den Kraftstoffbehälter 17 zurückfließen kann.
Die Wirkungsweise der in F i g. 2 dargestellten
Kraftstoffeinspritzanlage entspricht im wesentlichen der in F i g. 1 beschriebenen Kraftstoffeinspritzanlage.
Der am Differenzdruckventil 23 durch das Elektromagnetsystem 34 in Abhängigkeit z.B. von
dem Sauerstoffgehalt im Abgas der Brennkraftma-
schine änderbare Druckabfall hat eine Modifizierung des Differenzdrackes an den zweiten Differenzdruckventilen
59 zur Folge. Da das Elektromagnetsystem 34 hysteresefrei arbeitet und in dem hydraulischen
Kreis keine hysteresebehafteten Teile vorhanden sind, erfolgt die Rückmeldung fehlerfrei, d. h., auch
bei fehlerbehafteter Stellung des Meßorgans 3 wird die Nachführung durch das Signal der Sauerstoffsonde
so vorgenommen, daß die Kraftstoffnachregelung fehlerfrei auf λ nahe 1 erfolgt. Dies ermöglicht
es, die Anforderungen an das Meßorgan 3 zu senken und es kleiner und billiger zubauen. Das Meßorgan3
übernimmt dann im wesentlichen die Vorwahl beim Übergang zwischen den einzelnen Betriebsbereichen.
Hierzu 1 Blat1 Zeichnungen
Claims (4)
1. Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtetende,
fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem ein Meßorgan sowie eine willkürlich
betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Meßorgan entsprechend
der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegt wird und dabei das bewegliche
Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Ventils für die Zumessung einer der Luftmenge
proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, wobei die Zumessung bei konstanter, jedoch in
Abhängigkeit von Motorkenngrößen änderbarer Druckdifferenz erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckdifferenz am Zumeßventil (7, 50) durch ein hysteresefreies Elektromagnetsystem
(34) mit einem Permanentmagnet (38) und einem Tauchspulanker (35) änderbar ist
2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektromagnetsystem
(34) an einem Differenzdruckventil (23) wirkt, das als Flachsitzventil ausgebildet ist, mit
einer Membran (25) als beweglichem Ventilteil, und die Membran (25) von einer Federkraft (31)
und der veränderlichen Kraft des Elektromagnetsystems (34) in Öffnungsrichtung des Differen?
druckventil (23) bewegbar ist.
3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchspulanker
(35) reibungsfrei an einer Blattfeder (Spinne) (41) aufgehängt ist.
4. Kraftstoffeinspritzanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Differenzdruckventil (23) die Druckdifferenz an
einem zweiten, die Druckdifferenz an einem Zumeß- und Mengenteilerventil (50) jeweils konstant
haltenden Differenzdruckventil (59) änderbar ist.
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