DE3026826C2 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Kolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzung für eine fremdgezündete Kolbenbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kraftstoffeinspritzvorrichtungen gewinnen in jüngerer Zeit zunehmend an Bedeutung, da sie insbesondere bei plötzlichen Laständerungen der Brennkraftmaschine eine genauere Zumischung von Kraftstoff rur von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft ermöglichen als Vergaser, vor allem, wenn diese sich in großem Abstand vor den Einlaßventilen der Brennkraftmaschine befinden. Gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sind beispielsweise im Kraftfahrtechnischen Taschenbuch der Robert Bosch GmbH, 18. Auflage, 1976, beschrieben. Solche Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sind im allgemeinen derart abgestimmt, daß mit leichtem Luftüberschuß, d. h. mageren Gernischen, gefahren wird, damit ein möglichst günstiger Verbrauch erzielt wird. Lediglich bei Vollast wird das Gemisch bo angereichert, damit eine möglichst hohe Leistung abgegeben oder eine Überhitzung vermieden wird. Diese Gemischanreicherung erfolgt durch eine zusätzliche Membrandose innerhalb des Warmlaufsteuerventils, deren Membran durch den bei Vollast im Saugrohr der Brennkraftmaschine herrschenden hohen Druck eine im Warmlaufsteuerventil vorhandene Feder entlastet, wodurch das Warmlaufsteiierventil den Steuerdruck herabsetzt und dadurch eine Gemischanreicherung hervorruft Die Ausbildung des Warmlaufsteuerventils mit der zusätzlichen Membrandose ist verhältnismäßig aufwendig.

Zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr im Schiebebetrieb ist es bekannt einen bei geschlossener Drosselklappe betätigten Schalter vorzusehen, welcher oberhalb einer bestimmten Drehzahl ein in einer Kra/tstoffzuleitung angeordnetes Magnetventil schließt und öffnet sobald die vorbestimmte Drehzahl unterschritten wird. Eine Eigenart dieser Anordnung liegt darin, daß die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb durch die von ihr angesaugte Frischluft verhältnismäßig stark gekühlt wird, so daß die ersten Arbeitstakte nach Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr mit verhältnismäßig schlechter Verbrennung erfolgen, welche die Abgasqualität beeinträchtigt

Aus der DE-OS 24 23 109 ist eine gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung bekannt, bei der das Steuerventil die Zusammensetzung des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches derart regelt, daß eine einwandfreie Abgasqualität erzielt wird. Maßnahmen zur Kraftstoffeinsparung im Schubbetrieb sind bei diesem Stand der Technik nicht vorgesehen.

Weiterhin ist es aus der DE-OS 24 25 021 bekannt, im Schubbetrieb den Steuerdruck einer Einspritzanlage zu erhöhen und dadurch den Einspritzventilen eine geringere Kraftstoffmenge zuzumessen. Dies geschieht dadurch, daß das Warmlaufsteuerventil im Schubbetrieb stärker geschlossen wird, wobei jedoch der Grad der Abmagerung im Schubbetrieb vom Erwärmungszustand des Warmlaufsteuerventils abhängt. Das Warmlaufsteuerventil ist verhältnismäßig kompliziert ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung derart weiterzubilden, daß sie sich bei einfachem Aufbau gut an die verschiedenen Betriebszustände der Brennkraftmaschine anpaßt.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung schließt das stromaufwärts des Einlasses des Warmlaufsteuerventils angeordnete, normalerweise geöffnete Ventil im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine, wodurch das Gemisch so stark abgemagert wird, daß einerseits eine unzulässig starke Auskühlung der Brennkraftmaschine im Schubbetrieb und andererseits ein Ruckein vermieden wird. Zusätzlich ist ein weiteres, normalerweise geschlossenes, aber bei Vollastbetrieb öffnendes Ventil vorgesehen, welches parallel zum Warmlaufsteuerventil liegt und bei seiner Öffnung den Steuerdruck zur Anfettung des Gemisches herabsetzt.

Die beiden erfindungsgemäß vorgesehenen Ventile sind in einem gemeinsamen Gehäuse zu einer kompakten, funktionssicheren und in ihrem Aufbau außerordentlich einfachen Einheit zusammengefaßt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es stellt dar

Fig. 1 ein Schema einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung und

Fig.2 einen Schnitt durch ein Gehäuse mit darin angeordneten Ventilen.

Gemäß F i g. 1 weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Saugrohr einen konischen Abschnitt 2 auf, durch den Verbrennungsluft in Pfeilrichtung zu einer nicht dargestellten fremdgezündeten Brennkraftmaschine strömt und dabei ein Meßorgan 3 auslenkt. An den

konischen Abschnitt 2 schließt sich ein Saugrohrabschnitt 4 an, welcher über ein Verbindungsstück 5 in einen Saugrohrabschnitt 6 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 7 übergeht, die von einem nicht dargestellten Gaspedal her betätigt wird.

Das Meßorgan 3 ist eine quer zur Strömungsrichtung der Verbrennungsluft angeordnete Platte, die sich im konischen Abschnitt 2 des Saugrohrs in annähernd linearer Abhängigkeit von der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt.

Das MtSorgan 3 steuert unmittelbar ein Zumeßventil 10. Zur Übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans 3 dient ein Hebel 11, der um einen Drehpunkt 12 schwenkbar ist und mit einer Nase 13 das als Steuerschieber 14 ausgebildete, bewegliche Ventilglied des Zumeßventils 10 betätigt. Die von der Nase 13 abgewandte Stirnfläche 15 des Steuerschiebers 14 wird von unter einem Steuerdruck stehendem Kraftstoff beaufschlagt, wobei der Steuerdruck die Rückstellkraft auf das Meßorgan 3 hervorruft.

Die Kraftstoffversorgung erfofgt über eine aus einem Kraftstoffbehälter 19 fördernde Kraftstoffpumpe 20, die den Kraftstoff über eine Kraftstoffversorgungsleitung 21 dem Zumeßventil 10 zuführt. Von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 zweigt eine Leitung 22 ab, die über ein Druckbegrenzungsventil 23 in den Kraftstoffbehälter 19 führt.

Aus der Kraftstoffversorgungsleitung 21 gelangt Kraftstoff über eine mit einer Drossel 24 versehenen Leitung 25 in einen im Zumeßventil 10 ausgebildeten Ringkanal 26, welcher Unterkammern 28 des Zumeßventils 10 mit Kraftstoff versorgt. Die Unterkammern 28, von denen je eine einer Kolben/Zylindereinheit der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, werden auf einer Seite von einer Membran 29 begrenzt, welche jede Unterkammer 28 von einer Oberkammer 30 trennt. Von jeder Oberkammer 30 führt eine Einspritzleitung 31 zu einem nicht dargestellten Einspritzventil. Der Einlaß der Einspritzleitung 31 bildet zusammen mit der Membran 29 ein Differenzdruckventil, das die Druckdifferenz zwischen Unterkammer 28 und Oberkammer 30 auf einen durch eine Feder 32 bestimmten Wert hält, welche die Membran 29 vom Einlaß abhebt.

Die Kraftstoffversorgungsleitung 21 ist über eine Leitung 33 mit einer zentralen Bohrung 34 des Zumeßventils 10 verbunden, in der ein Steuerschieber 14 derart arbeitet, daß ein Steuerschlitz, welcher einen Ringraum 35 über Verbindungskanäle 36 mit den Oberkammern 30 verbindet, bei einer Bewegung des Steuerschiebers 14 gemäß Fig. 1 nach rechts zuneh- >n mend freigegeben wird.

Auf diese Weise wird den Einspritzleitungen 31 eine zur Größe des Steuerschlitzes und damit zur Auslenkung des Steuerschiebers 14 proportionale Kraftstoffmenge zugemessen. 5^r>

Von dem Ringkanal 26 führt eine Rückleitung 37 zum Kraftstoffbehälter 19. In der Rückleitung 37 ist ein Drosselventil in Form eines getakteten Magnetventils 38 angeordnet, welches von einem Steuergerät 39 mit konstantem Tastverhältnis oder mit einem Tastverhält- ω nis ansteuerbar ist, welches von der Sauerstoffkonzentration abhängt, die eine Sauerstoffmeßsonde 40 in einem Abgasrohr 41 der Brennkraftmaschine feststellt. Mit dieser Anordnung, die an sich bekannt ist, und daher in ihrer Funktion nicht näher beschrieben wird, läßt sich eine konstante Abgaszusammensetzung aufrechterhalten.

Der auf den Steuerschieber 14 wirkende Druck wird einer Kammer 42 an der Stirnseite des Steuerschiebers 14 über eine Steuerdruckleitung 43 zugtführt, die von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 abzweigt und in der eine Abkoppelungsdrossel 44 und im Einlaß in die Kammer 42 eine Dämpfungsdrossel 45 angeordnet sind.

Zur Beeinflussung des Steuerdrucks ist ein Warmlaufsteuerventil 46 vorgesehen, dessen Zuleitung 47 zwischen den Drosseln 44 und 45 von der Steuerdruckleitung 43 abzweigt und dessen Ableitung 48 zum Kraftstoffbehälter 19 führt.

Das Warmlaufsteuerventil 46 ist ein Flachsitzventil mit einer Membran 49, welche von einer Feder 50 in Richtung auf den Sitz gedrückt wird, so daß sie durch mehr oder weniger weites Abheben vom Sitz den in der Zuleitung 47 herrschenden Steuerdruck auf einem konstanten, von der Kraft der Feder 50 abhängigen Wert hält. Die Kraft der Feder 50 ist mittels eines Bimetallgliedes 51 veränderbar, das entsprechend der Motorbetriebstemperatur und/oder mittels einer elektrischen Wicklung 52 elektrisch beheizbar ist und im kalten Zustand die Kraft der Feder 50 und damit den Steuerdruck mindert und im warmen Zustand von der Feder 50 abhebt.

Die bisher beschriebene Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist an sich bekannt und wird daher nicht näher erläutert.

Zusätzlich ist in der Zuleitung 47 stromoberhalb des Einlasses in das Warmlaufsteuerventil ein Magnetventil 55 vorgesehen, welches über eine Leitung 56 mit einem am Saugrohrabcchnitt 6 angeordneten Druckfühier 57 verbunden ist. Stromab des Magnetventils 55 führt eine Leitung 59 zur Ableitung 48. In der Leitung 59 ist eine Drossel 60 und ein weiteres Magnetventil 61 angeordnet, welches über eine Leitung 62 mit einem weiteren, im Saugrohrabschnitt 6 angeordneten Druckfühler 63 verbunden ist. Die Leitungen 56 und 62 sind über Leitungen 65 und 66 mit dem Steuergerät 39 verbunden.

Das Magnetventil 61 ist normalerweise geschlossen und öffnet, vom Druckfühler 63 betätigt, bei einem Druck im Saugrohr, welcher der Vollaststellung oder dem Startvorgang der Brennkraftmaschine entspricht.

Das Magnetventil 55 ist normalerweise geöffnet und schließt, vom Druckfühier 57 betätigt, bei einem Druck im Saugrohr, welcher dem Schubbetrieb der Brennkraftmaschine entspricht, d. h. bei sehr hohem Unterdruck.

Mit der beschriebenen Anordnung wird folgendes erreicht:

Im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine ist das Magnetventil 55 geöffnet und das Magnetventil 61 geschlossen, so daß die Einspritzvorrichtung, wie an sich bekannt, funktioniert. Geht die Brennkraftmaschine nun in Schubbetrieb über, d. h. entsteht im Saugrohrabschnitt 6 ein sehr hoher Unterdruck, so spricht der Druckfühler 57 an und schließt das Magnetventil 55. Dadurch erhöht sich der in der Kammer 42 wirksame Steuerdruck, wodurch das Gemisch stark abgemagert wird und im Schubbetrieb Kraftstoff eingespart wird. Sobald — bei andauerndem Schubbetrieb — die Drehzahl der Brennkraftmaschine unter einen vorbestimmten Wert abgefallen ist, nimmt auch der Unterdruck im Saugrohrabschnitt 6 ab, wodurch das Magnetventil 55 wieder öffnet und für einen einwandfreien Betrieb der Brennkraftmaschine sorgt.

Wird im Vollastbetrieb gefahren, so ist im Saugrohrabschnitt 6 nur minimaler oder gar kein Unterdruck vorhanden, worauf der Druckfühler 63 anspricht und das Magnetventil 61 öffnet. Dadurch vergrößert sich der

zum Abströmen der den Steuerdruck in der Kammer 42 aufbauenden Flüssigkeit zur Verfugung stehende Querschnitt entsprechend der Bemessung der Drossel 60, wodurch der Steuerdruck abnimmt und das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch angereichert wird.

Bei geschlossenem Magnetventil 55 oder bei geöffnetem Magnetventil 61 erhält die Abmagerung bzw. Anfettung des Gemisches Priorität vor der Tätigkeit des Steuergerätes 39, die die Gemischqualität entsprechend der Abgasqualität regelt, so daß in diesen Betriebszuständen das Steuergerät 39 über die Leitungen 65 bzw. 66 auf konstantes Tastverhältnis geschaltet wird.

Es versteht sich, daß die beschriebene Anordnung der Magnetventile 55 und 61 auch in anderen Ausführungsformen von Einspritzvorrichtungen Verwendung finden können, beispielsweise in Ausführungsformen, die ohne das Steuergerät 39 und die Regelung der Abgaszusammensetzung arbeiten. Des weiteren versteht sich, daß die Druckfühler 57 und 63 auch durch Drosselklappenschalter ersetzt werden können.

Fig. 2 zeigt eine zweckentsprechende Ausführung der Magnetventile 55 und 61. Ein Gehäuse 70 weist vier Anschlüsse 72, 74, 76 und 78 auf, wobei der Anschluß 72 an die Zuleitung 47, der Anschluß 74 an die Ableitung 48, der Anschluß 76 an den Auslaß des Warmlaufsteuerventils 46 und der Anschluß 78 an den Einlaß des Warmlaufsteuerventils 46 anschließbar sind.

ίο Von den Anschlüssen 72 und 74 geht jeweils eine Sackbohrung 80 bzw. 82 aus. Die beiden Sackbohrungen 80 und 82 sind über einen Verbindungskanal 84 verbunden. Die Sackbohrung 80 ist des weiteren mit dem Anschluß 78 über einen weiteren Verbindungskanal 86 verbunden.

Die beiden Verbindungskanäle 84 und 86 sind mittels Verschlußgliedern 88 bzw. 90 verschließbar, welche zu Magnetventilen 92 und 94 gehören, die den Magnetventilen 61 bzw. 55 entsprechen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1
Patentanspruch:

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Kolbenbrennkraftmaschine, mit einer in einer Kraftstoffversorgungsleitung einen Systemdruck aufbauenden Kraftstoffpumpe, einem Meßorgan zur Messung des Durchsatzes der von der Brennkraftmaschine durch ein Saugrohr angesaugten, mittels einer Drosselklappe gesteuerten Luft, einem vom Meßorgan betätigten, der Kraftstoffversorgungsleitung nachgeschalteten Steuerschieber, welcher einem Kraftstoffeinspritzventil eine dem Luftdurchsatz proportionale Kraftstoffmenge zumißt und gegen einen Steuerdruck arbeitet der mittels eines Warmlaufsteuerventils in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine absenkbar ist, welches Warmlaufsteuervcntil einen Eimaß zum Anschluß an eine den Systemciruck führende Leitung und einen Auslaß zum Anschluß an eine Rücklaufleitung aufweist, und mit einem stromaufwärts des Einlasses des Warmlaufsteuerventils angeordneten, normalerweise geöffneten Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (94) bei Schubbetrieb der Brennkraftmaschine schließt und daß ein weiteres, bei Vollastbetrieb öffnendes Ventil (92) vorgesehen ist, welches mit dem bei Schubbetrieb schließenden Ventil in einem gemeinsamen Gehäuse (70) untergebracht ist, welches Gehäuse drei Kammern (80, 82, 78) aufweist, deren erste (80) an die den Systemdruck führende Leitung (47), deren zweite (82) an die Rücklaufleitung (48) und den Auslaß des Warmlaufsteuerventils (46) und deren dritte (78) an den Einlaß des Warmlaufsteuerventils angeschlossen sind, und einen ersten Verbindungskanal (84), der von dem bei Vollast öffnenden Ventil (92) verschließbar ist, und einen zweiten Verbindungskanal (86) aufweist, der von dem bei Schubbetrieb schließenden Ventil (94) verschließbar ist.