DE2918479A1

DE2918479A1 - Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE2918479A1
Application number: DE19792918479
Authority: DE
Inventors: Guenther Dipl Ing Jaeggle; Heinrich Dipl Phys Dr Knapp; Wolfgang Dipl Ing Dr Maisch; Klaus-Juergen Ing Grad Peters; Peter Ing Grad Schelhas; Michael Dipl Ing Wissmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-05-08
Filing date: 1979-05-08
Publication date: 1980-11-20
Also published as: US4341192A; JPS55151126A

Description

10.4.1979 Kh/Ht

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart Kraftstoffeinspritzanlage Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Kraftstoffeinspritzanlage bekannt, bei der aber der Nachteil auftritt, daß im Beschleunigungsfalle, wenn die Zumeßventile plötzlich geöffnet werden der Kraftstoffdruck in den Kammern der Regelventile stromabwärts der Zumeßventile ansteigt, da der Druck in den mit der Steuerdruckleitung verbundenen Kammern der Regelventile nicht schnell genug absinkt. Der Druckanstieg an den Zumeßventilen hat zur Folge, daß für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine zu geringe Kraftstoffmenge zugemessen wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegegenüber den Vorteil, daß an den Zumeßventilen eine Erniedrigung der Druckdifferenz während des Beschleu-

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ORIGINAL INSPECTED

nigungsVorganges der Brennkraftmaschine vermieden wird/ so daß eine dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine entsprechende Kraftstoffmenge an den Zumeßventilen zugemessen werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der' im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzanlage möglich.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage. Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage, Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei der in Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in einen Saugrohrabschnitt I₅ einen konischen Abschnitt 2 mit einem darin angeordneten Meßorgan 3 und weiterhin durch einen Verbindungsschlauch 4 und einen Saugrohrabschnitt 5 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 6 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine. Das Meßorgan 3 ist eine

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quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte, die sich im konischen Abschnitt 2 des Saugrohres beispielsweise nach einer annähernd linearen Punktion 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 Zumeß- und Mengenteilerventil 7· Zur übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans 3 auf das Zumeß- und Mengenteilerventil 7 dient ein mit ihm verbundener Hebel 8, der um einen gehäusefesten Drehpunkt 9 schwenkbar ist und bei seiner Schwenkbewegung mit einer Nase 10 das als Steuerschieber 11 ausgebildete bewegliche Ventilteil des Zumeß- und Mengenteilerventils 7 betätigt.

Der beispielsweise von einer durch einen Elektromotor 13 angetriebenen Kraftstoffpumpe 14 aus einem Kraftstoffbehälter 15 geförderte Kraftstoff gelangt über eine Kraftstoffversorgungsleitung 16 und einen Kanal 17 in eine Ringnut 18 des Steuerschiebers 11. Je nach der Stellung des Steuerschiebers 11 überdeckt die Ringnut 18 mehr oder weniger Steuerschlitze 19, die durch Kanäle 20 zu je einer Kammer 21 führen, die durch eine Membran 22 von einer Steuerkammer 23 getrennt ist, wobei die Membran als bewegliches Teil je eines Regelventiles 24 dient. Aus den Kammern 21 gelangt der Kraftstoff über Einspritzkanäle 25 zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen, die in der Nähe der

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Motorzylinder in das Saugrohr münden. Die Regelventile 24 können als Differenzdruckventile mit beispielsweise in den Kammern 21 angeordneten Druckfedern 12, wie dargestellt , oder als Gleichdruckventile ohne Druckfedern, wie nicht dargestellt, ausgebildet sein.

Von der Kraftstoffversorgungsleitung 16 zweigt eine Leitung *26 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 27 geschaltet ist, über das Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 15 zurückfließen kann.

Von der Kraftstoffversorgungsleitung 16 zweigt ebenfalls eine Steuerdruckleitung 32 ab, in der in Reihe eine Steuerdrossel 33, die Steuerkammerη 23 der Regelventile 24, eine Teildrossel 34 und ein Elektromagnetventil 37 angeordnet sind, über das Kraftstoff der Steuerdruckleitung 32 drucklos über eine Rücklaufleitung 38 zum Kraftstoffbehälter 15 zurückfließen kann. Das Elektromagnetventil 37 ist durch eine bekannte elektrische Steuereinrichtung 42 ansteuerbar, in die in elektrische Größen umgewandelte Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine, beispielsweise durch Pfeile gekennzeichnet, die Abgaszusammensetzung 43 ermittelt beispielsweise durch eine sogenannte Sauerstoffsonde, die Lufttemperatur 44, ein einen Beschleunigungsvorgang kennzeichnendes Signal 45 oder die Drosselklappenstellung 46 eingebbar sind.

Der Steuerschieber 11 ragt mit seiner dem Hebel 8 abgewandten Stirnfläche 48 in einen Druckraum 49, der über eine Dämpfungsdrossel 50 und eine Leitung 51 mit der

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Kraftstoffversorgungsleitung 16 in Verbindung steht. Der Druck des Kraftstoffes im Druckraum 49 auf die Stirnfläche 48 des Steuerschiebers 11 erzeugt die Rückstellkraft auf das Meßorgan 3- Durch die Dämpfungsdrossel 50 werden Pulsationen im Druckraum, hervorgerufen durch die auf das Meßorgan 3 wirkenden Luftpulsationen gedämpft.

Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende:

Bei laufender Brennkraftmaschine wird über das Saugrohr 1, 4 und 5 Luft angesaugt₃ 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 Zumeß- und Mengenteilerventils 7 verschoben, der die zu den Einspritzventilen strömende Kraftstoffmenge zumißt.

Um das Kraftstoff-Luft-Gemisch entsprechend den Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine reicher oder ärmer halten zu können, ist eine Änderung der Proportionalität zwischen angesaugter Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von diesen Betriebskenngrößen erforderlich. Die Änderung des Kraftstoff-Luft-Gemisches kann in vorteilhafter Weise durch Änderung des Differenzdruckes am Zumeß- und Mengenteilerventil 7 bewirkt werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Änderung des Differenzdruckes an den Steuerschlitzen 19 der Zumeßventile 18, 19 durch die Druckaufteilung an der Steuerdrossel 33 und der

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Teildrossel 34 mittels der durch das Elektromagnetventil 37 beeinflußbaren strömenden Kraftstoffmenge. Die bei geöffnetem Elektromagnetventil 37 in der Steuerdruckleitung 32 fließende Kraftstoffmenge wird nur durch die Drosseln 33 und 34 und die Drosselung des Elektromagnetventiles 37 bestimmt, so daß die Druckdifferenz an der Steuerdrossel 33 und damit auch die Druckdifferenz an den Steuerschlitzen 19 der Zumeßventile 18, 19 am größten ist.

Bei geöffnetem Elektromagnetventil 37 ergibt sich somit die größte Anreicherungsrate, d.h. das reichste Kraftstoff-Luft-Gemisch·, da bei gleichbleibender angesaugter Luftmenge die größte Druckdifferenz an den Steuerschlitzen 19 der Zumeßventile 18, 19 die größte zugemessene Kraftstoffmenge ergibt. Das Elektromagnetventil 37 wird vorteilhafterweise sogenannt getaktet angesteuert, d.h. das Verhältnis von Öffnungsdauer zu Schließdauer des Elektromagnetventils 37 wird variiert.

Wird nun die Brennkraftmaschine plötzlich beschleunigt, d.h. die Drosselklappe 6 plötzlich geöffnet, so ergibt sich am Meßorgan 3 eine erhöhte Stellkraft und der Steuerschieber 11 wird in Richtung einer grösseren überdeckung der Ringnut 18 mit den Steuerschlitzen 19 verschoben.

Die größere nun an den Steuerschlitzen 19 zugemessene Kraftstoffmenge führt zu einem Druckanstieg in den Kammern 21 der Regelventile 24, da der gleichzeitig er-

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folgte Druckanstieg in den Steuerkammern 23 der Regelventile 24 nicht schnell genug abgebaut werden kann, sondern die Membranen 22 an einer stärkeren öffnung der Einspritzkanäle 25 hindert. Der Druckanstieg in den Kammern 21 der Regelventile 24 hat jedoch zur Folge, daß an den Steuerschlitzen 19 die Druckdifferenz und die zugemessene Kraftstoffmenge sinkt, so daß die Brennkraftmaschine nicht mit der im Beschleunigungsfalle erforderlichen Kraftstoffmenge versorgt werden kann. Um das zu verhindern ist es erforderlich, den Druck in der Steuerdruckleitung 32 und damit in den Steuerkammern 23 der Regelventile 24 zu begrenzen. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist deshalb ein Begrenzungselement in Form eines Differenzdruckventiles 53 vorgesehen mit einer als bewegliches Ventilteil ausgebildeten Membran 54, die eine erste Kammer 55 von einer zweiten Kammern 56 trennt. Die erste Kammer 55 des Differenzdruckventiles 53 ist über eine Leitung 57 mit der Steuerdruckleitung 32 stromaufwärts der Teildrossel 34 verbunden und weist einen mit der Membran 54 zusammenwirkenden festen Ventilsitz 58 auf. Die zweite Kammer 56 des Differenzdruckventiles 53 ist einerseits über eine Leitung 59 und eine erste Drossel 60 mit der Kraftstoffversorgungsleitung lö.und über eine weitere Leitung 6l und eine zweite Drossel 62 mit der Steuerdruckleitung 32 zwischen Teildrossel 34 und Elektromagnetventil 37 verbunden. Dabei soll die erste Drossel 60 den gleichen Drosselquerschnitt wie die Steuerdrossel 33 und die zweite Drossel 62 den gleichen Drosselquerschnitt wie die Teildrossel aufweisen. In der zweiten Kammer 56 ist eine die Mem-

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bran 54 in Schließrichtung des Differenzdruckventiles beaufschlagende Feder 63 vorgesehen. Die beschriebene Anordnung des Differenzdruckventiles 53 ermöglicht es nun, daß bei einer plötzlichen Druckerhöhung in den Steuerkammern 23 der Regelventile 24 im Beschleunig gungsfalle das Differenzdruckventil 53 entsprechend der Kraft der* Feder 63 öffnet und ein schneller Druckabbau in der Steuerdruckleitung 32 durch über den festen Ventilsitz 58 in eine mit der Rücklaufleitung verbundene Leitung 64 abströmenden Kraftstoff erfolgen kann. Somit wird verhindert, daß sich im Beschleunigungsfalle die Druckdifferenz an den Steuerschlitzen 19 und damit die zugemessene Kraftstoffmenge vermindert.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind die gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 gleichbleibende Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Als Druckbegrenzungselement des Druckes in der Steuerdruckleitung 32 ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ein Differenzdruckventil 67 vorgesehen, das eine Membran 68 aufweist, die eine erste Kammer 69 von einer zweiten Kammer 70 trennt. Die erste Kammer 69 ist über eine Leitung 71 mit der Kraftstoffversorgungsleitung l6 und die zweite Kammer 70 über eine Leitung 72 mit der Steuerdruckleitung 32 stromaufwärts des Elektromagnetventils 37 verbunden. In der zweiten Kammer 70 ist ein mit der Membran 68 zusammenarbeitender fester Ventilsitz 73 vorgesehen. Die Membran 68 wird in öf'fnungsrichtung des Differenzdruckventiles durch eine Feder 74 beaufschlagt, die sich andererseits an einer als nachgiebige Wand

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ausgebildeten Membran 75 abstützt. Die Membran 75 ist gleitbar an dem festen Ventilsitz 73 gelagert und trennt die zweite Kammer 70 von einer dritten Kammer 76, die über eine Abkopplungsdrossel 77 und eine Leitung 78 an der Leitung 71 und damit an der Kraftstoffversorgungsleitung l6 liegt, über den festen Ventilsitz 73 abströmender Kraftstoff kann über eine Leitung 79 in die Rücklaufleitung 38 gelangen. Ein BeschleunxgungsVorgang hat nun zur Folge, daß durch die Druckerhöhrung in den Kammern 21 der Regelventile 24 und die Systemdruckabsenkung in der Kraftstoffversorgungsleitung 16 der Druck in der zweiten Kammer 70 des Differenzdruckventiles 67 erhöht und in der ersten Kammer 69 erniedrigt wird, so daß das Differenzdruckventil 67 öffnet und Kraftstoff aus der Steuerdruckleitung 32 über den festen Ventilsitz 73 abströmen kann. Hierdurch sinkt der Druck in der Steuerdruckleitung 32 und somit in den Steuerkammern 23, wodurch die Membranen 22 der Regelventile die Regelventile 24 stärker öffnen und sich die erforderliche Druckdifferenz an den Steuerschlitzen 19 zur Zumessung aufbaut.

Bei dem dritten- Ausführungsbeispiel nach Figur 3, bei dem die gegenüber den bisherigen Ausführungsbeispielen gleichbleibenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind, ist über eine Leitung 81 eine Speicherkammer 82 eines als Druckbegrenzungselement dienenden hydraulischen Speichers ,83 verbunden, der eine Speichermembran 84 aufweist, die sich auf einer Speicherfeder 85 abstützt. Durch die Anordnung des hydraulischen Speichers 83 in der Steuerdruckleitung 32

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wird eine Druckerhöhung in den Steuerkammerη 23 der Regelventile 24 im Beschleunigungsfalle der Brennkraftmaschine gedämpft, so daß eine Erniedrigung der Druckdifferenz an den Steuerschlitzen 19 der Zumeßventile vermindert wird.

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart Kraftstoffeinspritzanlage Zusammenfassung

Es wird eine Kraftstoffeinspritzanlage vorgeschlagen, die eine Verbesserung des Beschleunigungsverhaltens einer Brennkraftmaschine bewirkt. Die Kraftstoffeinspritzanlage umfaßt durch ein Luftmeßorgan (3) betätigbare Zumeßventile (7)» an denen über Regelventile (24) eine Druckdifferenz konstant haltbar und in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine änderbar ist. Hierfür liegen die Regelventile (24) an einer Steuerdruckleitung (32) in der eine Steuerdrossel (33) und ein Elektromagnetventil (37) angeordnet sind. Mit der Steuerdruckleitung (32) sind gleichzeitig Druckbegrenzungselemente (53j 67, 83) verbunden, die im Beschleunigungsfalle der Brennkraftmaschine eine Erhöhung des Steuerdruckes vermindern und somit eine den Betriebszustand der Brennkraftmaschine entsprechende Kraftstoff zumessung gewährleisten, p

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Claims

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1.]Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit einem 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 Kraftstoffversorgungsleitung angeordneten Ventils für die Zumessung einer der Luftmenge entsprechenden Kraftstoff menge verstellt, wobei die Zumessung bei konstanter, jedoch in Abhängigkeit von Betriebskenngrössen der Brennkraftmaschine änderbarer Druckdifferenz erfolgt, indem das bewegliche Ventilteil eines jedem Zumeßventil zugeordneten und die Druckdifferenz am Zumeßventil jeweils regelnden Regelventiles einerseits vom Kraftstoffdruck stromabwärts jede= Zumeßventiles und andererseits vom Druck einer Steuerdruckleitung
beaufschlagbar ist, die einerseits über eine Steuerdrossel mit der Kraftstoffversorgungsleitung in Verbin-

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dung steht und andererseits über ein in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine ansteuerbares Elektromagnetventil entlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts des Elektromagnetventils (37) in der Steuerdruckleitung (32) ein Druckbegrenzungselement (53, 67, 83) angeordnet ist.

2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckbegrenzungselement ein Differenzdruckventil (53) mit einem zwei Kammern (55, 56) trennenden beweglichen Ventilteil (5¹O dient und die eine, einen festen Ventilsitz (58) aufweisende Kammer (55) mit der Steuerdruckleitung (32) stromaufwärts einer stromaufwärts des Elektromagnetventils (37) vorgesehenen Teildrossel (3¹O und die andere, eine das bewegliche Ventilteil (5¹O in Schließrichtung beaufschlagende Feder (63) aufweisende Kammer (56) über eine erste Drossel (60) gleichen Drosselquerschnittes wie die Steuerdrossel (33) mit der Kraftstoffversorgungsleitung (16) und über eine zweite Drossel (62) gleichen Drosselquerschnittes, wie die Teildrossel (3¹O mit der Steuerdruckleitung (32) zwischen Teildrossel (3¹O und Elektromagnetventil (37) verbunden ist.

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3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckbegrenzungselement ein Differenzdruckventil (67) mit einem zwei Kammern (69, 70) trennenden beweglichen Ventilteil (68) dient und die erste Kammer (69) mit der Kraftstoffversorgungsleitung (16) und die zweite, einen festen Ventilsitz (73) und eine das bewegliche Ventilteil (68) in Öffnungsrichtung beaufschlagende Feder (74) aufweisende Kammer (70) mit der Steuerdruckleitung (32) stromaufwärts des Elektromagnetventils (37) verbunden ist, wobei die Feder (7*0 sich an einer nachgiebigen Wand (75) abstützt, die die zweite Kammer (70) des Differenzdruckventiles (67) von einer dritten Kammer (76) trennt, die über eine Abkopplungsdrossel (77) an der Kraftstoffversorgungsleitung (16) liegt.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß als Druckbegrenzungselement ein hydraulischer Speicher (83) dient, der mit seiner Speicherkammer (82) an der Steuerdruckleitung (32) stromaufwärts des Elektromagnetventils .(37) liegt.

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