DE2554724A1

DE2554724A1 - Luftmessorgan fuer eine kraftstoffversorgungsanlage

Info

Publication number: DE2554724A1
Application number: DE19752554724
Authority: DE
Inventors: Volkjard Ing Grad Stein; Wolf Ing Grad Wessel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1975-12-05
Publication date: 1977-06-08
Also published as: FR2333958A1; GB1567624A; JPS5269661A; US4043188A; FR2333958B3

Description

2bb4'724

R. 19 8-¹ 3

2k.11.1975 Kh/Ht

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart

Luftmeßorgan für eine Kraftstoffversorgungsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftmeßorgan für eine Kraftstoffversorgungsanlage einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit einem Luftansaugrohr, in dem das entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegte Luftmeßorgan angeordnet ist, dessen Auslenkung ein Maß für die angesaugte Luftmenge darstellt.

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Bei bekannten Kraftstoffeinspritzänlagen dieser Art wird die das Saugrohr durchströmende Luftmenge von einem Meßorgan erfaßt j die Kraftstoffmenge proportional zur Luftmenge für jeden Motorzylinder getrennt zugemessen und jeweils unmittelbar durch Einspritzventile in der Nähe jedes MotorZylinders in das Saugrohr eingespritzt. Dabei kommt den Seitenspalten zwischen dem Meßorgan und den Saugrohrwandungen Dichtfunktion zu, um zu verhindern, daß durch am Luftmeßorgan vorbeiströmende Leckluft der Druck im Saugrohrabschnitt stromabwärts des Meßorgans verfälscht wird und hierdurch eine falsche Anzeige durch das Luftmeßorgan erfolgt. Durch die Forderung des Betriebssicherheit auch bei sich ändernden Betriebsbedingungen, z. B. Erschütterungen und Temperaturwechseln können diese Seitenspalte jedoch nicht beliebig klein gehalten v/erden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftmeßorgan zu entwickeln, an dem ein möglichst geringer Leckluftstrom auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Dichtung zwischen den in Stromrichtung angeordneten, den Saugrohrwandungen zugewandten Seitenwänden des Luftmeßorgans und den Saugrohrwandungen eine Labyrinthdichtung dient.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Luftmeßorgan als das Luftansaugrohr quer durchdringender, kreissektorförniiger Drehschieber ausgebildet ist und die Labyrinthdichtung durch radial und konzentrisch an den Seitenwänden des Drehschiebers angeordnete Stege gebildet wird.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die den Saugrohrwandungen zugewandten Stirnflächen der Stege konkav geformt. ■

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist

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derart, daß zwischen zwei radial verlaufenden Stege eine mit dem Saugrohrabschnitt stromabwärts des Drehschiebers verbundene Nut angeordnet ist«

Nach einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Labyrinthdichtung durch Stege zwischen einzelnen Bohrungen in den Seitenwänden des Drehschiebers.gebildet.

Zwei Ausführungsbexspiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1" einen Schnitt durch eine Kraftstoffeinspritzanlage entlang der Linie I-I in Fig. 2,

einen Schnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1,

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

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

ein erstes Ausführungsbeispiel eines Drehschiebers mit Labyrinthdichtung,

ein zweites Ausführungsbeispiel eines Drehschiebers mit Labyrinthdichtung,

einen Schnitt entlang der Linie"VII-VII in Fig. 5."

Bei der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in einen Abschnitt 1 des Luftansaugrohres mit einem darin angeordneten Luftmeßorgan 2 und weiterhin durch einen Abschnitt 3 des Luft-

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Fig.	2
Fig.	3
Fig.	H
Fig.	5
Fig.	6
Fig.	7

ansaugrohres mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 4 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das Luftmeßorgan 2 ist einseitig um eine quer zum Luftansaugrohr angeordnete feste Lagerachse 5 drehbar gelagert und als das Luftansaugrohr' quer durchdringender, kreissektorförmiger Drehschieber ausgebildet, dessen der Lagerachse abgewandte Stirnfläche 6 eine Blendenöffnung 7 überstreicht. Der Drehschieber 2 kann aus Gewichts- und Kostengründen vorteilhaft erweise hohl ausgebildet sein. Die dem Luftstrom zugewandte Seitenfläche 8 steuert mit ihrer der Lagerachse 5 abgewandten Steuerkante 9 die den Luftansaugrohrquerschnitt begrenzende Blendenöffnung 7 in Abhängigkeit von der angesaugten Luftmenge mehr oder weniger auf. Die Blendenöffnung 7 ist vorteilhafterweise in einem Blendenblech 10 angeordnet. Der Drehschieber 2 durchdringt mit einem engen radialen Umfangsspiel den Luftarisaugrohrabschnitt 1 mit dem darin angeordneten Blendenblech. Durch einen Anschlag 11 ist die Verstellbewegung des Drehschiebers 2 im Uhrzeigersinn begrenzt. Die dem Luftstrom abgewandte Seitenfläche 12 des Drehschiebers 2 taucht bei einer Öffnungsbewegung des Drehschiebers 2 in einen Dämpfungsraum 13, der über eine Leitung 14 mit einer Dämpfungsdrossel 15 mit dem Luftansaugrohr 3 stromabwärts der Blendenöffnung 7 verbunden ist". Hierdurch wird erreicht, daß die durch Saughübe hervorgerufenen Saugrohrdruckschwingungen praktisch keinen Einfluß auf die Winkelstellung des Drehschiebers 2 haben. Das als Drehschieber 2 ausgebildete Luftmeßorgan bewegt sich in dem entsprechend angepaßten Luftansaugrohrabschnitt 1 nach einer annähernd linearen Punktion der durch das Luftansaugrohr strömenden Luftmenge, wobei für einen konstanten vor dem Luftmeßorgan 2 herrschenden Luftdruck der zwischen Luftmeßorgan 2 und Drosselklappe 4 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt.

Wie in Fig. 2 dargestellt, erfolgt die KraftstoffVersorgung dureii eine von einem Elektromotor 25 angetriebene Kraftstoff-

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pumpe 26, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 27 ansaugt und über eine Leitung 28 einer Kammer 29 eines Differenzdruckventiles 30 zuführt. Aus der Kammer 29 gelangt der Kraftstoff über eine Leitung 31 in einen Raum 32, der durch die Stirnfläche der Lagerachse 5 und die Führungsbohrung 33 der-Lagerachse gebildet wird. Der Raum 32 steht über eine in Fig.

2 gestrichelt dargestellte Bohrung 34 mit einer in die Lagerachse 5 eingearbeiteten Nut 35 in Verbindung. Der Drehschieber 2 weist einen Trägerkörper 36 auf, der mit einer auf der Lagerachse 5 drehbaren Buchse 37 fest verbunden ist. In der Buchse 37 ist ein Steuerschlitz 38 eingearbeitet, der in eine Ringnut 39 mündet. Der Steuerschlitz 38 arbeitet mit einer Steuerkante 40 (Fig. 3) zusammen, die durch die von der Lagerachse gebildete Begrenzungsfläche -der Nut 35 gebildet wird. Durch die Steuerkante 40 wird der Steuerschlitz 38 je nach der Stellung des Drehschiebers 2 mehr oder weniger geöffnet, so daß der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmenge eine proportionale Kraftstoffmenge zugemessen werden kann. Steuerkante 40 und Steuerschlitz 38 bilden ein in der Lagerachse 5 des Drehschiebers 2 angeordnetes Zumeßventil 4l. Aus der Ringnut 39 gelangt der zugemessene Kraftstoff über eine Nut 42 und eine Öffnung 43 in der Buchse 37 in eine Ringnut der Lagerachse 5· Die Ringnut 44 steht mit einer Leitung 45 in Verbindung, die nahe der Steuerkante 9 beispielsweise an der Stirnfläche des Drehschiebers 2 über eine Einspritzdüse 46 in den durch die Steuerkante 9 geöffneten Teil der Blendenöffnung 7 mündet. Die Leitung 45 kann auch, wie nicht dargestellt ist, mit mehreren in der Stirnfläche des Drosselorgans

3 angeordneten Einspritzdüsen 46 in Verbindung stehen. Als Einspritzdüse 46 kann auch ein sich nahezu über die ganze Breite der Stirnfläche des Drehschiebers 2 erstreckender Einspritzspalt dienen. Weiterhin könnte die Einspritzdüse 46, wie nicht dargestellt ist, durch ein Einspritzventil ersetzt werden.

Die Zumessung des Kraftstoffes am Zumeßventil 4l erfolgt bei konstanter Druckdifferenz. Hierfür steht die Ringnut 44 über

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eine Bohrung 47 und eine Leitung 48 mit einer Kammer 49 des Differenzdruckventiles 30 in Verbindung, die durch eine Membran 50 von der Kammer 29 getrennt ist. Das Differenzdruckventil 30 wird in Schließrichtung durch eine Feder 51 beaufschlagt, die in der Kammer 49 angeordnet ist. Die Federkraft der Feder 51 kann in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine verändert werden. Hierfür kann beispielsweise ein Elektromagnet 52 dienen, der über einen Betätigungsstift 53 an der Feder 5I angreift, oder eine von Betriebskenngrößen abhängige Zusatzkraft kann parallel zur Feder 5I direkt auf die Membran 50 wirken. Der Elektromagnet 52 kann beispielsweise über ein elektronisches Steuergerät 54 durch das Signal einer in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordneten, den Sauerstoffpartialdruck messenden Sauerstoffsonde 55 oder eines Temperaturgebers 56 angesteuert werden. Die Steuerung der Kraft auf die Membrane 50 könnte beispielsweise auch durch eine Bimetallfeder in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine erfolgen. Das Differenzdruckventil 30 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit der Membran 50 als beweglichem Ventilteil und einem festen Ventilsitz 57, über den Kraftstoff in eine Rückströmleitung 58 gelangen kann, die in den Kraftstoffbehälter 27 mündet. Das Differenzdruckventil dient gleichzeitig als Systemdruckventil.

Die Auslenkung des Meßorgans 2 erfolgt entgegen der Kraft einer Spiralfeder 17, die an ihrem einen Ende mit der Buchse 37 und an ihrem anderen Ende mit einem Anschlag an der Luftansaugleitung verbunden ist. Die Grundeinstellung des Zumeßventils 4l"läßt sich durch Verdrehen der Lagerachse 5 über einen Verstellhebel 18 und eine Verstellschraube 19, die sich auf einem gehäusefesten Anschlag 20 abstützt verändern.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der zugemessene Kraftstoff vor'dem Einspritzen in die Luftansaugleitung mit Luft versetzt wird. Hierfür

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steht, wie in Fig. 4 dargestellt, die Ringnut 44 über eine Nut 60 und eine Ringnut 6l mit einer Luftöffnung 62 in der Seitenfläche 8 in Verbindung, die in das Luftansaugrohr 1 stromaufwärts des Drehschiebers 2 mündet. Die Ringnut 6l ist dabei vorteilhafterweise so ausgebildet, daß sie die Nut 60 nur dann überdeckt, wenn die Brennkraftmaschine mindestens mit Leerlaufdrehzahl betrieben wird. Hierdurch wird verhindert, daß es während des Startens der Brennkraftmaschine zu einem nicht zündfähigen Kraftstoff-Luft-Gemisch kommt. Dieses kann ebenfalls dadurch erreicht werden, daß die Mündung der Einspritzdüse 46 geringfügig stromaufwärts der Steuerkante 9 gerichtet ist oder einen möglichst geringen radialen Abstand zur Saugrobrwandung aufweist. Das Versetzen der zugemessenen Kraftstoffmenge mit Luft vor dem Einspritzen in die Luftansaugleitung hat den Vorteil einer besseren Gemischaufbereitung.

Die Wirkungsweise der Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende:·

Bei laufender Brennkraftmaschine wird durch die von dem Elektromotor 25 angetriebene Kraftstoffpumpe 26 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 27 angesaugt und über die Leitung 28 dem Zumeßventil 4l zugeführt. Gleichzeitig saugt die Brennkraftmaschine über das Luftansaugrohr 1 und 3 Luft an, durch die das Luftmeßorgan 2 eine gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt.

Entsprechend der Auslenkung des Meßorgans 2 öffnet die Steuerkante 9 mehr oder weniger die Blendenöffnung. Die direkte Steuerung des Zumeßventils 4l durch das Meßorgan 2 ergibt ein im wesentlichen konstantes Verhältnis von angesaugter Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge. Die Zumessung erfolgt bei durch das Differenzdruckventil 30 jeweils konstant gehaltener Druckdifferenz, wobei sich zur Anpassung an die verschiedenen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine die Schließkraft und die Membran 50, insbesondere über die Federkraft der Feder

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AO

51 und damit die Druckdifferenz verändern läßt. Die Einspritzung des zugemessenen Kraftstoffes erfolgt über die Einspritzdüse 46 beispielsweise an der Stirnfläche des Meßorgans 2 nahe der Steuerkante 49 in die Blendenöffnung 7₃ also an der Stelle höchster Strömungsgeschwindigkeit, um ein möglichst homogenes Kraftstoff-Luft-Gemisch zu erreichen.

Die Ausgestaltung der Kraftstoffeinspritzanlage bietet den Vorteil, daß durch die Aaordnung des Zumeßventiles 4l in der Lagerachse 5 eine kompakte Ausbildung der Kraftstoffeinspritsanlage möglich ist und infolge der Einspritzung nahe der Steuerkante 9 des Drehschiebers 2 einerseits die Kraftstoffleitungen kurzgehalten werden können und andererseits eine sehr gute Gemischaufbereitung erzielt wird. Eine weitere Verbesserung der Gemischaufbereitung ergibt sich durch das Versetzen-der zugemessenen Kraftstoffmenge mit Luft vor dem Einspritzen in die Luftansaugleitung.

Der als Drehschieber ausgebildete Luftmengenmesser bietet den Vorteil, daß er in sich stabil und gegen Saugrohrrückschläge unempfindlich ist. Weiterhin ist bei dem geschlossenen Drehschieber die benetzbare Oberfläche geringer als die einer vergleichbaren Luftmeßklappe mit einer Dämpfungklappe. Besonders vorteilhaft ist auch, daß der Drehschieber mit einer Blendenöffnung in einem leicht "auswechselbaren Blendenblech zusammen arbeitet, wobei die Blendenöffnung an jeden Motortyp speziell angepaßt werden kann. - .

Um die Dichtfunktion der Spalte zwischen den Saugrohrwandungen und den zugewandten Seitenwänden des Drehschiebers zu verbessern werden erfindungsgemäß die Seitenwände des Drehschiebers oder die Saugrohrwandungen als Labyrinthdichtungen ausgebildet. Hierfür können, wie in Fig. 5 dargestellt, radial und konzentrisch an den Seitenwänden 78 des. Drehschiebers angeordnete Stege 79 und 84 oder durch Bohrungen 80 (Fig. 6) gebildete

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Stege 85 dienen, die ein System von in Reihe geschalteten Drosselstellen bilden, wodurch die Leckluftmenge stark vermindert wird. Die konzentrisch verlaufenden Stege 84 dienen der Verminderung des Leckluftstromes in radialer Richtung.

Die Fig. 7 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus einer Seitenwand 78 des Drehschiebers mit den zur Abdichtung dienenden Stegen 79· Die Stege können einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, aber auch an ihren den Saugrohrwandungen zugewandten Stirnflächen konkav wie bei 8l oder spitz ausgebildet sein. Zur Verminderung des Druckgefälles zwischen dem Saugrohrabschnitt 1 stromaufwärts des Drehschiebers und der Dämpfungskammer kann es zweckmäßig sein, zwischen zwei Stegen 79 eine Nut 82 vorzusehen, die über eine Leitung 83 mit dem Saugrohrabschnitt 3 stromabwärts des Drehschiebers verbunden ist. Die Nut 82 mit der Leitung 83 kann auch, wie nicht dargestellt, in der Saugrohrwandung angebracht sein, die durch den Drehschieber überstrichen wird.

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Leerseite

Claims

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Ansprüche

j 1.:Luftmeßorgan für eine Kraftstoffversorgungsanlage einer ge-""" mischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit einem Luftansaugrohr, in dem das entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegte Luftmeßorgan angeordnet ist, dessen Auslenkung ein Maß für die angesaugte Luftmenge darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtung zwischen den in Stromrichtung angeordneten, den Saugrohrwandungen zugewandten Seitenwänden (78) des Luftmeßorgans (2) und den Saugrohrwanclungen eine Labyrinthdichtung dient.
2. Luftmfcßorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftmeßorgan (2) als das Luftansaugrohr (1) quer durchdringender, kreissektorförmiger Drehschieber (2) ausgebildet ist und die Labyrinthdichtung durch radial und konzentrisch an den Seitenwänden (78) des Drehschiebers (2) angeordnete Stege (79, 84) gebildet wird.
3. Luftmeßorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Saugrohrwandungen zugewandten Stirnflächen der Stege (79* 84) konkav (8l) geformt sind.
4. Luftmeßorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei radial verlaufenden Stegen (79) eine mit dem Saugrohrabschnitt (3) stromabwärts des Drehschiebers (2) verbundene Nut (82) angeordnet ist.

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5· Luftmeßorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthdichtung durch Stege (85) zwischen einzelnen Bohrungen (80) in den Seitenwänden (78) des Drehschiebers (2) gebildet wird. ·/'

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