DE2515195A1

DE2515195A1 - Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE2515195A1
Application number: DE19752515195
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Stumpp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-04-08
Filing date: 1975-04-08
Publication date: 1976-10-21
Also published as: IT1058879B; DE2515195C2; JPS614973B2; BR7602066A; FR2307136A1; US4134379A; JPS51123426A; GB1537103A; SE7601850L; FR2307136B1

Description

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7.3.1975 Kh/Kb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1 Kraftstoffeinspritzanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage für genischverdiehtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit insbesondere einer Einspritzstelle in der Luftansaugle-itung, in der 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 KraftfJtoffmcnge verstellt.

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Kraftstoffeinspritzanlagen dieser Art haben den Zweck, für alle Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine selbsttätig ein günstiges Kraftstoff-Luft-Gemisch zu schaffen, um eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffes zu ermöglichen und dadurch bei höchstmöglicher Leistung der Brennkraftmaschine bzw. kleinstmöglichem Kraftstoffverbrauch die Entstehung von giftigen Abgasbestandteilen zu vermeiden oder mindestens stark zu vermindern. Die Kraftstoffmenge muß daher den Erfordernissen jedes Betriebszustandes der Brennkraftmaschine entsprechend sehr genau zugemessen werden.

Bei bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen dieser Art wird die das Saugrohr durchströmende Luftmenge von einem Meßorgan erfaßt, proportional zur Luftmenge die Kraftstoffmenge für jeden Motorzylinder getrennt zugemessen und jeweils unmittelbar durch Einspritzventile in der Nähe jedes Motorzylinders in das Saugrohr eingespritzt. Eine derartige Ausgestaltung der Kraftstoffeinspritzanlage ist sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzanlage der bekannten Art mit wesentlich geringerem Bauaufwand und verbesserter Gemischaufbereitung zu entwickeln, unter Berücksichtigung der genannten Forderung an eine der- artige Kraftstoffeinspritzanlage.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zumeßventil in der Lagerachse des als Stauklappe ausgebildeten Meßorgans angeordnet und an der Zumeßstelle die Druckdifferenz durch ein Differenzdruckventil konstant haltbar ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Lagerachse mit einer Steuerkante versehen ist, die mit einem Steuerschlitz zusammenarbeitet, der in einer gegenüber der Lagerachse entsprechend der Auslenkung des Meßorgans verdrehbaren Buchse angeordnet ist und daß der zugemessenen

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Kraftstoff menge stromabwärts des Zumeßventiles vor dem Einspritzen in die Luftansaugleitung über eine mit der Luftansaugleitung stromaufwärts des Meßorgans in Verbindung stehende Luftöffnung Luft zuführbar ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist derart, daß die Einspritzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches über die Stirnfläche des Meßorganes in den Spalt zwischen Stirnfläche und Wandung' der Luftansaugleitung erfolgt und zur Einspritzung mindestens eine Einspritzdüse dient.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Differenzdruckventil als Flachsitzventil mit einer Membran als beweglichem Ventilteil ausgebildet und die Membran wird einerseits vom Kraftstoffdruck stromaufwärts und andererseits vom Kraftstoffdruck stromabwärts des Zumeßventiles und einer Feder beaufschlagt, deren Federkraft in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine änderbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kraftstoffeinspritzanlage entlang der Linie I-I in Fig. 2₃

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kraftstoffeinspritzanlage, Fig. 3 einen Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzanlage

entlang der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzanlage entlang der Linie IV-IV in Fig. 2.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in eine Luftansaugleituns 1, die einen Abschnitt 2 mit einem darin angeordneten, ales Stauklappe 3 ausgebildeten Meßorgan aufweist und weiterhin durch einen Abschnitt ^ mit einer willkürlich

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betätigbaren Drosselklappe 5 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das als Stauklappe 3 ausgebildete Meßorgan bewegt sich in dem entsprechend angepaßten Abschnitt 2 der Luftansaugleitung 1 nach einer annähernd linearen Funktion der durch die Luftansaugleitung strömenden Luftmenge, wobei für einen konstanten vor dem Meßorgan 3 herrschenden Luftdruck der zwischen Meßorgan und Drosselklappe 5 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt. Das Meßorgan 3 ist um eine quer zur Luftansaugleitung angeordnete feste Lagerachse 7 drehbar gelagert und mit einer Dämpfungsklappe 8 versehen. Die Dämpfungsklappe 8 taucht bei einer Öffnungsbewegung des Meßorgans 3 in einen Dämpfungsabschnitt 9 der Luftansaugleitung ein. Die durch die Dämpfungsklappe 8 und den Dämpfungsabschnitt 9 gebildete Kammer 10 steht über einen kleinen Spalt 11 zwischen der Stirnfläche der Dämpfungsklappe 8 und der Wandung des Dämpfungsabschnittes 9 mit der Luftansaugleitung stromabwärts des Meßorgans 3 in Verbindung. Durch die Dämpfungsklappe 8 wird erreicht, daß die durch die Saughübe hervorgerufenen Saugrohrdruckschwingungen praktisch keinen Einfluß auf die Winkelstellung des Meßorgans 3 haben.

Wie in Fig. 2 dargestellt, erfolgt die Kraftstoffversorgung durch eine von einem Elektromotor 13 angetriebene Kraftstoffpumpe 14, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 15 ansaugt und über eine Leitung 16 einer Kammer 17 eines Differenzdruckventiles 18 zuführt. Aus der Kammer 17 gelangt der Kraftstoff über eine Leitung 19 in einen Raum 20, der durch die Stirnfläche der Lagerachse 7 und die Führungsbohrung 21 der Lagerachse gebildet wird. Der Raum 20 steht über eine in Fig. 2 gestrichelt dargestellte Bohrung 22 mit einer in die Lagerachse 7 eingearbeiteten Nut 23 in Verbindung. Meßorgan 3 und Dämpfungsklappe 8 sind an einem Trägerkörper angeordnet, der mit einer auf der Lagerachse 7 drehbaren Buchse 25 fest verbunden ist. In der Buchse 25 ist ein Steuerschlitz 26 eingearbeitet, der in eine Ringnut 27 mündet. Der

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Steuerschlitz 26 arbeitet mit einer Steuerkante 28 (Fig. 3) zusammen, die durch die von der Lagerachse gebildete Begrenzungsfläche der Nut 23 gebildet wird. Durch die Steuerkante 28 wird der Steuerschlitz 26 je nach der Stellung des Meßorgans 3 mehr oder weniger geöffnet, so daß der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmenge eine proportionale Kraftstoffmenge zugemessen werden kann. Steuerkante 28 und Steuerschlitz bilden ein in der Lagerachse 7 des Meßorgans 3 angeordnetes Zumeßventil 29. Aus der Ringnut 27 gelangt der zugemessene Kraftstoff über eine. Nut 30 und eine öffnung 31 in der Buchse 25 in eine Ringnut 32 der Lagerachse 7. Die Ringnut 32 steht mit einer in der Achse des Meßorgans 3 angeordnete Leitung 33 in Verbindung, die an der Stirnseite des Meßorgans 3 über eine Einspritzdüse 34 in den Spalt 35 zwischen der Stirnfläche und der Wandung der Luftansaugleitung 2 mündet. Die Leitung 33 kann auch, wie nicht dargestellt ist, mit mehreren in der Stirnfläche des Meßorgans 3 angeordneten Einspritzdüsen 34 in Verbindung stehen. Als Einspritzdüse 34 kann auch ein sich nahezu über die ganze Breite der Stirnfläche des Meßorgans 3 erstreckender Einspritzspalt dienen. Weiterhin könnte die Einspritzdüse 34, wie nicht dargestellt ist, durch ein Einspritzventil ersetzt werden.

Die Zumessung des Kraftstoffes am Zumeßventil 29 erfolgt bei konstanter Druckdifferenz. Hierfür steht die Ringnut 32 über eine Bohrung 36 und eine Leitung 37 mit einer Kammer 38 des Dxfferenzdruckventiles 18 in Verbindung, die durch eine Membran 39 von der Kammer 17 getrennt ist. Das Differenzdruckventil l8 wird in Schließrichtung durch eine Feder 40 beaufschlagt, die in der Kammer 38 angeordnet ist. Die Federkraft der Feder 40 kann in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine verändert werden. Hierfür kann beispielsweise ein Elektromagnet 4l dienen, der über einen Betätigungsstift 42 an der Feder 40 angreift, oder eine von Betriebskenngroßen abhängige Zusatzkraft kann parallel zur Feder 40 direkt auf die Membran 39 wirken. Die Magnetkraft kann beispielsweise in Abhängigkeit von der

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Motortemperatur oder vom Signal einer in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordneten Sauerstoffsonde veränderbar sein. Die Steuerung der Federkraft könnte auch durch eine an der Feder 40 angreifende Bimetallfeder in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine erfolgen. Das Differenzdruckventil 18 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit der Membran 39 als beweglichem Ventilteil· und einem festen Ventilsitz 43, über den Kraftstoff in eine Rückströmleitung 44 gelangen kann, die in den Kraftstoffbehälter 15 mündet. Das Differenzdruckventil dient gleichzeitig als Systemdruckventil.

Die Auslenkung des Meßorgans 3 erfolgt entgegen der Kraft einer Spiralfeder 47, die an ihrem einen Ende mit der Buchse 25 und an ihrem anderen Ende mit einem Anschlag an der Luftansaugleitung verbunden ist. Die Grundeinstellung des Zumeßventiles 29 läßt sich durch Verdrehen der Lagerachse 7 über einen Verstellhebel 48 und eine Verstellschraube 49, die sich auf einem gehäusefesten Anschlag 50 abstützt, verändern.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der zugemessene Kraftstoff vor dem Einspritzen in die Luftansaugleitung mit Luft versetzt wird. Hierfür steht, wie in Fig. 4 dargestellt, die Ringnut 32 über eine Nut 52 und eine Ringnut 53 mit einer Luftöffnung 54 in Verbindung, die in die Luftansaugleitung 1 stromaufwärts des Meßorgans 3 mündet. Die Ringnut 53 ist dabei vorteilhafterweise so ausgebildet, daß sie die Nut 52 nur dann überdeckt, wenn die Brennkraftmaschine mindestens mit Leerlaufdrehzahl betrieben bzw. die Einspritzdüse 34 durch einen engen Spalt 35 abgedeckt wird. Hierdurch wird verhindert, daß es während des Startens der Brennkraftmaschine zu einem nicht zündfähigen Kraftstoff-Luft-Gemisch kommt. Das Versetzen der zugemessenen Kraftstoffmenge mit Luft vor dem Einspritzen in die Luftansaugleitung hat den Vorteil einer besseren Geraischaufbereitung.

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Die Wirkungsweise der Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende:

Bei laufender Brennkraftmaschine wird durch die von dem Elektromotor 13 angetriebene Kraftstoffpumpe l4 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 15 angesaugt und über die Leitung .16 dem Zumeßventil 29 zugeführt. Gleichzeitig saugt die Brennkraftmaschine über die Luftansaugleitung 1 Luft an, durch die das Meßorgan 3 eine gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt. Entsprechend der Auslenkung des Meßorgans 3 öffnet sich mehr oder weniger der Steuerschlitz 26 gegenüber der Steuerkante 28. Die direkte Steuerung des Zumeßventiles 29 durch das Meßorgan 3 ergibt ein konstantes Verhältnis von angesaugter Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge. Die Zumessung erfolgt bei durch das Differenzdruckventil 18 jeweils konstant gehaltener Druckdifferenz, wobei sich zur Anpassung an die verschiedenen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine die Federkraft der Feder 40 und damit die Druckdifferenz verändern läßt. Die Einspritzung des zugemessenen Kraftstoffes erfolgt über die Einspritzdüse 34 an der Stirnfläche des Meßorgans 3 in den Spalt 35 zwischen der Stirnfläche des Meßorgans 3 und der Wandung des Abschnittes 2,.also an der Stelle höchster Strömungsgeschwindigkeit, um ein möglichst homogenes Kraftstoff-Luft-Gemisch zu erreichen. Die Kontur der der·Stirnfläche des Meßorgans gegenüberliegenden Wandung des Abschnittes 2 kann an das gewünschte Kraftstoff-Luft -Verhältnis angepaßt werden.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Kraftstoffeinspritzanlage bietet den Vorteil, daß durch die Anordnung des Zumeßventiles 29 in der Lagerachse 7 eine kompakte Ausbildung der Kraftstoffeinspritzanlage möglich ist und infolge der "Einspritzung über die Stirnfläche des Meßorgans 3 einerseits die Kraftstoffleitungen kurzgehalten werden können und andererseits eine sehr gute Gemischaufbereitung erzielt wird. Eine weitere Verbesserung der Gemischaufbereitung ergibt sieh

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durch das Versetzen der zugemessenen Kraftstoffmenge mit Luft vor dem Einspritzen in die Luftansaugleitung.

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Claims

Ansprüche

ί1.'Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit insbesondere einer Einspritzstelle in der Luftansaugleitung, in der ein Meßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Meßorgan entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft Dewegt wird und dabei das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Ventils für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das Zumeßventil (29) in der Lagerachse (7) des als Stauklappe ausgebildeten Meßorgans (3) angeordnet und an der Zumeßstelle (26,28) die Druckdifferenz durch ein Differenzdruckventil (18) konstanthaltbar ist.

2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerachse (7) mit einer Steuerkante (28) versehen ist, die mit einem Steuerschlitz (26) zusammenarbeitet, der in einer gegenüber der Lagerachse (7) entsprechend der Auslenkung des Meßorgans (3) verdrehbaren Buchse (25) angeordnet ist.

3· Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zugemessenen Kraftstoffmenge stromabwärts des Zumeßventiles (29) vor dem Einspritzen in die Luftan-

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■saugleitung (2) über eine mit der Luftansaugleitung (1)
stromaufwärts des Meßorgans (3) in Verbindung stehende
Luftöffnung (54) Luft zuführbar ist.

**· Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Luftöffnung (54) beim Start der Brennkraftmaschine geschlossen ist.

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches über die Stirnfläche des Meßorgans (3) in den Spalt (35)
zwischen Stirnfläche und Wandung der Luftansaugleitung (2) erfolgt.

6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einspritzung mindestens eine Einspritzdüse (34) dient.

7· Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einspritzung ein Einspritzventil dient.

8. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruckventil (18) als Flachsitzventil mit einer Membran (39) als beweglichem Ventilteil
ausgebildet ist und die Membran (39) einerseits vom Kraftstoffdruck stromaufwärts und andererseits vom Kraftstoffdruck
stromabwärts des Zumeßventils (29) und einer Feder (4Ö)
beaufschlagt wird. -11-

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9·' Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft (kO) in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine änderbar i

10. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruckventil (18) gleichzeitig als Systemdruckventil dient.

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