DE2830709C2 - Gemischbildungseinrichtung mit einem Luft verdichtenden Lader für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gemischbildungseinrichtung mit einem luftverdichtenden Lader für eine Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem eine schwenkbare Stauklappe als Luftmengenmeßorgan und eine Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Luftmengenmeßorgan entsprechend seiner Verstellung eine Brennstoffmengendosiereinrichtung betätigt, bei der die Zumessung der Brennstoffmenge bei konstantem, jedoch in Abhängigkeit von Kenngrößen änderbarem Druckabfall des Brennstoffs erfolgt, indem der Steuerdruck eines den jeweils eingestellten Druckabfall an den Zumeßquerschnitten der Brennstoffmengendosiereinheit konstant haltenden Diffcrenzdruckventils mittels eines durch Kenngrößen beaufschlagbaren Steuerdruckventils änderbar ist.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-PS 23 40 834 und aus der DE-OS 25 57 968 bekannt.

Es ist bekannt, eine solche Luftmengenmeßeinrichtung stromauf eines Luft verdichtenden Laders, zum Beispiel eines Abgasturboladers anzuordnen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß der Weg zwischen Stauklappe und Drosselklappe sehr lang ist. Da die Stellung der Stauklappe gleichzeitig die Brennstoffmenge steuert, ist bei einer Änderung der Drosselklappenstellung die Totzeit der Regelstrecke so groß, daß die Gemischzusammensetzung nicht stimmt und somit kurzzeitig Fahrfehler auftreten.

Aus der DE-OS 28 05 563 ist eine Gemischbildungseinrichtung bekannt, bei der in den Steuerdruckkreislauf zum Tankrücklauf mehrere Bypaßventile parallel geschaltet sind, die in Abhängigkeit von Motorbetriebskenngrößen es erlauben, den Steuerdruck zu manipulieren. Für ein aufgeladenes System gibt diese Einrichtung jedoch keinerlei Anregungen. Bei der aus der DE-AS 12 78 790 bekannten Einrichtung wird durch die Druckdifferenz der Luft über der Drosselklappe der Brennstoffversorgungsdruck geändert Es erfolgt keine Änderung eines Steuerdruckes. Bei Vollast erfolgt keinerlei Änderung mehr, da die Druckdifferenz bei dieser Drosselklappenstellung gleich null wird. Aus der DE-AS 24 35 707 ist eine Einrichtung bekannt, bei der ein Luftmeßorgan stromauf eines luftverdichtenden Laders angeordnet ist Eine derartige Anordnung kann jedoch nicht ohne weiteres stromab eines Laders vorgesehen werden, da die Stauklappe die Brennstoff mengendosiereinrichtung betätigt und in Abhängigkeit von dem Druck der Luft im aufgeladenen Zustand eine andere Stellung einnimmt als in nicht-aufgeladenem Zustand, so daß für den gleichen Betriebspunkt im aufgeladenen Zustand weniger Brennstoff zugemessen würde als im nicht-aufgeladenen Zustand. Um diesen Fehler zu berichtigen, müßte die Druckdifferenz der Luft über den Luftmesser entsprechend der Luftdichte verringert werden, dies kann durch Änderung der Gegenkraft an der Stauklappe erfolgen. Dies bedingt jedoch eine völlige Neudimensionierung und entsprechende Vergrößerung der Gesamtanlage. Aus der DE-OS 26 37 465 ist eine Einrichtung bekannt, die ein Ventil aufweist, dessen eine Kammer mit dem gleichen Druck beaufschlagt ist wie er in dem Saugrohrabschnitt stromab des Luftorgans herrrscht, damit dort die gleichen Druckverhältnisse vorliegen wie stromabwärts des als Brennstoffaustritt dienenden Steuerschlitzes. Diese Anordnung ist erforderlich, damit eine Systemdruckänderung im Brennstoffkreislauf erfolgt, die Voraussetzung für den Brennstoffaustritt stromab des Steuerschlitzes bei sich ändernden Luftmengendurchsätzen ist. Damit wird der sich ändernde Gegendruck am Brennstoffaustritt ausgeglichen. Diese Einrichtung weist keinen Steuerdruckkreislauf auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gemischbildungseinrichtung zu schaffen, die in dem Betrieb mit einem Luft verdichtenden Lader die Totzeit der Regelstrecke zur Verhinderung von Fahrfehlern vermeidet.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung eingangs genannter Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Luftmengenmeßorgan stromab des Luft verdichtenden Laders angeordnet ist und daß das Steuerdruckventil mittels einer Membrandose vom stromauf der Drosselklappe herrschenden Ladeluftdruck beaufschlagt ist. Zur Kompensation der Temperatur des Ladeluftstroms kann das Steuerdruckventil mit einem thermostatischen Glied verbunden sein.

Wird eine Brennkraftmaschine mittels eines Laders, zum Beispiel mittels eines Abgasturboladers betrieben, so reicht es nicht aus, lediglich das Luftmengenmeßorgan der bekannten Einrichtungen stromab des Laders anzuordnen. Eine derartige Einrichtung ist nicht in der Lage, während des Ladebetriebes das Verhältnis von Luftmenge zu Brennstoffmenge konstant zu halten, da die Zumeßquerschnitte der Brennstoffmengendosiereinheit in ihrer Größe in Abhängigkeit von dem Verstellweg der schwenkbaren Stauklappe gesteuert werden. Da die Stauklappe einen Volumenstrom mißt und dieser Volumenstrom sich bei dem verdichtenden Medium Luft gegenüber dem Volumenstrom im Normalzustand (20⁰C, 1 bar) bei gleichem Luftmassenstrom verringert, ist der Verstellweg der Stauklappe geringer. Es wird also zu wenig Brennstoff zugeteilt. Um dieses Problem zu lösen, ist das weitere Merkmal der Erfindung, die Beaufschlagung des Steuerdruckventils mittels einer Membrandose, erforderlich. Eine Tempe-

raturkompensation ist zweckmäßig, da der Ladeluftkühler nicht in der Lage ist, die Luft stets auf die gleiche Temperatur zu kühlen, wenn der Lader Luft unterschiedlicher Ausgangstemperatur liefert

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Über ein Luftfilter 1 gelangt die angesaugte Luft zu einer verdichtenden Lader-Einrichtung 2, die ein bekannter Abgasturbolader sein kann und von diesem zu einem handelsüblichen Ladeluftkühler 3. Der Lader 2 tritt, wie bekannt, bei einer bestimmten Motordrehzahl in Funktion. Stromab dieser Einrichtungen ist eine an sich bekannte Luftmengenmeßeinrichtung mit einer um eine Achse 4 schwenkbaren Stauklappe 5 angeordnet Diese Stauklappe betätigt durch eine an ihr befestigte Kurvenbahn 6 und eine mit dieser zusammenwirkenden Abtastrolle 7 einen Hebel 8, der den Steuerkolben 9 einer Brennstoffmengendosiereinheit 10 betätigt, deren Funktion später im Text im Zusammenhing mit der Brennstoffversorgung des Motors 11 näher beschrieben wird. Die Stauklappe 5 verstellt sich gegen die Kraft einer Feder 16 entsprechend des durchfließenden Volumenstroms durch die Druckdifferenz der Luft, der unmittelbar stromauf und stromab von ihr herrschenden Drücke. Stromab dieser Stauklappe 5 ist im Saugrohr 12 eine Drosselklappe 13 angeordnet Eine Brennstoffpumpe 14 liefert über ein Systemdruckventil 15, das den Druck des eingespeisten Brennstoffs konstant hält, den Brennstoff zu der Brennstoffmengendosiereinheit 10. In dieser wird der Brennstoff mittels Verdrehung des Steuerkolbens 9 entsprechend der Stellung der Stauklappe 5 über sich überlappende Dreieckschlitze 17 zugemessen. Der Kolben 9 weist stirnseitig entsprechend der Anzahl der Zylinder des Motors 11 eine Anzahl von Schlitzen 17 auf. Die diesen Kolben aufnehmende Hülse 18 weist entsprechende Austrittsschlitze auf, die jeweils in einen Kanal 19 münden, der mit einer Kammer 20 eines Ventils 21 in Verbindung steht. Diese Kammer 20 weist einen im Querschnitt mittels einer an einer Membran 22 befestigten Nadel 23 geregelten Abfluß 24 auf, der über eine Leitung 25 mit einem vor dem Einlaß eines jeden Zylinders angeordneten Einspritzventil 26 in Verbindung steht, das kontinuierlich den Brennstoff zugibt. Die dem Abfluß 24 entgegengesetzt liegende Kammer 27 des Ventils 21 ist von einem Steuerdruck beaufschlagt Die einzelnen Kammern 27 der entsprechend der Zylinderzahl vorhandenen Ventile 21 stehen über einen Kanal 28 miteinander in Verbindung und weisen einen gemeinsamen Rücklauf 29 zum Tank über eine die Rücklaufmenge bestimmende feste Drossel 30 und ein das Leerlaufen der Anlagen im Stillstand verhinderndes Haltedruck· ventil 31 auf. Die Kammern 27 werden mit einem Steuerdruck beaufschlagt Zu diesem Zweck wird mittels einer Leitung 32 ein Steuerdruckventil 33 mit unter Systemdruck stehendem Brennstoff beaufschlagt Dieser Systemdruck wird um einen an sich konstanten, jedoch in Abhängigkeit von Außenbedingungen einstellbaren Betrag gemindert und gelangt über eine Leitung 34 als Steuerdruck in die miteinander in Verbindung stehenden Kammern 27. Durch Änderung dieses Steuerdrucks wird der Druckabfall des Brennstoffs über die in Kolben 9 und Hülse 18 befindlichen Dreieckschlitze geändert da sich ein Druckgleichgewicht zwischen den Kammern 20 und 27 einstellt Damit ergibt sich bei gleicher Stellung des Kolbens 9 und damit der Stauklappe 5 ein änderbarer Brennstoffmengenstrom über diese Zumeßquerschnitte in Abhängigkeit von der Größe der Änderung des Steuerdrucks.

Bei nicht aurgeladenen Motoren sind an solchen Einspritzanlagen de^rartige Änderungen zum Beispiel in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur bekannt (DE-PS 23 40 834).

Das Steuerdruckventil 33 wird mittels einer Membrandose 35 vom stromauf der Drosselklappe 13 herrschenden Ladeluftdruck beaufschlagt, vorzugsweise vom Ladeluftdruck stromauf der Stauklappe 5. Dies bedeutet, daß das angestrebte konstante Verhältnis von sich ändernder Luftmasse zur zu ändernden Brennstoffmasse dadurch ausgedrückt werden kann, daß die Änderung des Ladeluftdrucks zur Änderung des Brennstoffdrucks über den Zumeßquerschnitt konstant und auch direkt proportional ist Es ist vorgesehen, daß ein thermostatisches Glied, zum Beispiel eine Bimetallfeder 37, bei Erhitzung der Ladeluft, was eine Volumenvergrößerung bedeutet, in dem Sinne auf die Membran 36 oder Dose 35 einwirkt, daß die zugeteilte Brennstoffmenge verringert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gemischbildungseinrichtung mit einem luftverdichtenden Lader für eine Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem eine schwenkbare Stauklappe als Luftmengenmeßorgan und eine Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Luftmengenmeßorgan entsprechend seiner Verstellung eine Brennstoffmengendosiereinrichtung betätigt, bei der die Zumessung der Brennstoffmenge bei konstantem, jedoch in Abhängigkeit von Kenngrößen änderbarem Druckabfall des Brennstoffs erfolgt, indem der Steuerdruck eines den jeweils eingestellten Druckabfall an den Zumeßquerschnitten der Brennstoffmengendosiereinheit konstant haltenden Differenzdruckventils mittels eines durch Kenngrößen beaufschlagbaren Steuerdruckventils änderbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß das Luftmengenmeßorgan stromab des luftverdichtenden Laders (2) angeordnet ist und daß das Steuerdruckventil (33) mittels einer Membrandose (35) vom stromauf der Drosselklappe herrschenden Ladeluftdruck beaufschlagt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerdruckventil (33) mit einem dem Ladeluftstrom ausgesetzten thermostatischen Glied (37) verbunden ist.