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Brennstoffversorgungseinrichtung für gemischverdichtende Brennkraft-
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maschinen Die Erfindung betrifft eine Brennstoffversorgungseinrichtung
für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen, mit einem stromauf der Drossei klappe
vom Ansaugkanal abzweigenden Teilluftkanal und einer die Teilluftmenge und eine
in Abhängigkeit von Betriebsparametern mittels einer Brennstoffdosiervorrichtung
zugemessenen Brennstoffmenge fördende Pumpe, mit stromab von einem Verteiler ausgehenden
Verteilerkanälen, die zu den zugeordneten Ansaugstutzen vor den Einlaßventilen führen.
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Eine derartige Brennstoffversorgungseinrichtung ist aus der DE-PS
30 03 386 bekannt. Mit dieser Einrichtung ist es jedoch nicht möglich, die scharfen
in USA bestehenden Abgasgesetze zu erfüllen. Die Erfüllung dieser Abgasbestimmungen
setzt die Verwendung eines im Abgasstrang angeordneten Katalysators voraus. Diese
Katalysatoren haben ihre besten Umsetzungsgrade bei einem Brennstoff-Luft-Verhältnis
des dem Verbrennungsmotor zugeführten Gemisches von Lambda = 1, wobei es für die
unterschiedlichen Temperaturphasen des Motors bei Erwärmung und bei instationärem
Betriebsverhalten des Motors wesentlich ist, daß die Gemischzusammensetzung sehr
schnell auch bei sich ändernden Bedingungen auf diesen Wert gehalten werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Brennstoffversorgungseinrichtung
eingangs genannter Art eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, den Motor
mit einem Brenngemisch zu versorgen, das bei kurzen Totzeiten stets auf ein Mischungsverhältnis
von Lambda = 1 eingeregelt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebenen
Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen
angegeben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 - eine Brennstoffversorgungseinrichtung in Gesamtdarstellung
Fig. 2 und 3 - besondere Anordnungen des Taktventils, Die Einrichtung umfaßt ein
in einem Ansaugkanal 1 angeordnetes Luftmengenmessventil 2, das über ein Gestänge
3 mit einer Brennstoffdosiernadel 4, die eine Profilierung aufweist, gekoppelt ist.
Die Dosiernadel wirkt mit einer Brennstoffdüse 5 zusammen, die über ein nicht näher
bezeichnetes Tauchrohr in eine Schwimmerkammer 6 mündet. Die Düse 5 mündet in einen
Teilluftkanal 7 aus, der einerends in einem Venturi 8 mündet, der stromauf einer
Drosselklappe 9 im Ansaugkanal 1 angeordnet ist und andernends zur Erhöhung der
Strömungsgeschwindigkeit einen Kanalabschnitt 10 aufweist, der mit dem Einlaß einer
naßlaufenden, elektrisch betriebenen Flügelzellenpumpe 11 in Verbindung steht. Die
Schwimmerkammer 6 wird vom Brennstoff mittels einer Pumpe 12 beaufschlagt, in deren
Leitungszug ein Druckbegrenzungsventil 13 angeordnet ist, das den überschüssigen
Brennstoff dem Elektromotor der Flügelzellenpumpe zuführt und von dort aus gelangt
er über eine Leitung 14 zurück zum Tank. Auf diese Weise ist es gleichzeitig möglich,
Leckagen aus der Flügelzellenpumpe 11 abzuführen. Das Niveau des Brennstoffs in
der Schwimmerkammer wird in üblicher Weise über eine nicht näher bezeichnete Schwimmeranordnung
reguliert. Die Schwimmerkammer steht mit einer Beschleunigungspumpe 15 in Verbindung,
die in Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe 9 betätigt wird und über
eine Leitung 16 die Beschleunigungsmehrmenge stromauf des Venturi 8 dem Hauptluftkanal
1 zuführt. Der Drosselklappe 9 ist einem Querschnitt steuerbare Bypassleitung 17
zugeordnet, wodurch in Abhängigkeit von Betriebsparametern eine Steuerung oder Regelung
erfolgen kann, wodurch z. B. der erhöhte Luftdurchsatz der Brennkraftmaschine während
der Warmlaufphase gedeckt werden kann. Hierzu kann ein
Kolben oder
Schieber 18 mittels eines elektrisch beheizten Bimetalls in Abhängigkeit von den
Ausgangsgrößen eines Reglers 19 in seiner Stellung verändert werden. Stromab der
Flügelzellenpumpe ist ein ständig in seinem Uffnungsverhalten gesteuertes Elektromagnetventil
20 in der zu den Verteilerkanälen 21 führenden Austrittskanal 22 angeordnet, dessen
Stellung alternativ den Weg der mit Brennstoff angereicherten Trägerluft zu den
zugeordneten Ansaugstutzen vor den Einlaßventilen ermöglicht, oder eine Rücklaufleitung
23 öffnet.
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tn den Teilluftkanal 7 mündet in der Nähe der Dosierstelle 4/5 ein
von der Schwimmerkammer ausgehender kalibrierter Kanal 24, dessen freier Querschnitt
von einem Elektromagnetventil 25 beherrscht wird, das ebenfalls über den betriebsparameterverarbeitenden
Regler 19 angesteuert sein kann. Mit dieser Zusatzdosiervorrichtung ist es möglich,
die BrennsSoffmehwmenge für den Start zu steuern. Dies hat den Vorteil, daß dadurch
eine Erhöhung des Differenzdruckes nicht in dem Maße erforderlich ist, daß es zu
einer sehr starken Verringerung der Luftmenge des Trägerluftstromes führen würde.
Dies hätte eine weniger gute Aufbereitung-der Emulsion am Einspritzort zur Folge.
Mit der Zusatzdosiervorrichtung ist daneben für alle anderen Fälle der Gemischanreicherung
bzw. -regelung eine Einrichtung geschaffen, die einfach angesteurt oder über den
Regler 19 z. B. pulsweitenmoduliert betrieben werden kann.
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Stromauf der Brennstoffzuführstellen in den Teilluftkanal 7 ist in
diesem eine Brennstoffrücklaufsperre 26 vorgesehen, mit der verhindert wird, daß
durch die in geringem Umfang im Teilluftkanal 7 vorhandenen Pulsationen der dosierte
Brennstoff zum Ansaugkanal 1 fließen kann.
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Im Teilluftkanal 7 ist ein Differenzdruckventil 27 angeordnet, das
als Flachsitzventil ausgebildet ist, das auf der einen Seite vom Venturiunterdruck
und auf der anderen Seite von einer steuer- bzw. regelbaren Differenzkraft und dem
sich dann an der Dosierstelle 4/5 ergebendenDruck an der Membran 28 beaufschlagt
ist. Die Membran steuert die Durchströmöffnung 29 des Teilluftkanals abgesehen von
einem Kanal 30, der als Notlaufkanal
zur Abführung der Brennstoffmenge
dient und in Richtung Venturi hin abfällt. Im Normalbetrieb wird die Kraftwirkung
einer Feder zur Einstellung der Signalhöhe des Differenzdruckes im Trägerluftkanal
stromab des Differenzdruckventiles 27 variiert. Zu diesem Zweck kann eine Magnetanordnung
32 vorgesehen sein, die in Abhängigkeit von Betriebsparametern über den Regler 19
erregt wird. Ferner ist an dieser Stelle der Eingriff eines Höhenkorrektors möglich
oder es kann die Kraftwirkung am Differenzdruckventil durch ein Bimetallelement
33 variiert werden, das mittels eines Heizelementes 34 in Abhängigkeit von der Brennstoff-
und/oder Lufttemperatur beaufschlagt wird.
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Damit ist z. B. die Umgebungstemperatur der Luft kompensierbar oder
auch die Viskositätsänderungen des Brennstoffs bei Temperaturerhöhungen können ausgeschaltet
werden. Bekanntlich ändern sich die Durchflußwerte des Brennstoffs in einer Nadeldüsenkombination
sehr stark in Abhängigkeit von der Viskosität. Der Regler 19 kann auch als Rechner
ausgebildet sein,in dem Motorkennfelder abgespeichert sind und somit Werte für bestimmte
Betriebspunkte abgerufen werden können.
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Der Regler 19 ist von dem Signal einer nicht dargestellten, bekannten
Sauerstoffmeßsonde beaufschlagt, die im Abgasstrom des Verbrennungsmo-.
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tors angeordnet ist und den Gehalt an Sauerstoff im Abgas angibt.
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Diese bekannte Sauerstoffmeßsonde ist auch als Lambda-Sonde bekannt
und gibt ein Signal, das für das Mischungsverhältnis des Motors steht.
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Die vorbeschriebene Einrichtung zur Dosierung der Brennstoffmenge
ist so abgestimmt, daß sie vom Grundsatz her vor den zugeordneten Ansaugstutzen
ein fettes Gemisch liefert. In Abhängigkeit von der Abgaszusammensetzung wird mittels
des elektromagnetischen Taktventils 20, das von dem Regler 19 angesteuert ist, das
Uffnungsverhalten der Rücklaufleitung 23 ständig gesteuert. Damit wird ein Teil
des sich im Austrittskanal 22 befindenden Brennstoff-Luft-Gemisches ständig entweder
dem Tank oder der Schwimmerkammer 6 wieder zugeführt. Der andere Teil der Brennstoff-Luft-Gemisches
gelangt zu dem Verteiler 35 und von dort aus über die Verteilerkanäle 21 zu den
Ansaugstutzen. In den Fig. 2 und 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, die einen
Notlauf dieser Einrichtung
bei Ausfall des Taktventils 20 ermöglicht,
da dieses in einem vom Austrittskanal 22 der Pumpe 11 abzweigenden Kanal 23 angeordnet
ist. Damit ist ständig der Zufluß des Brennstoff-Luft-Gemisches zum Verteiler 35
gewährleistet. Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ist das Taktventils 20 stromab
des Verteilers 35 angeordnet.
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