DE3344596A1 - Kraftstoffeinspritzanlage fuer gemischverdichtende, fremdgezuendete brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Kraftstoffeinspritzanlage für gemisca-
• verdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraft-stoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Es ist eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzanlage der genannten Art bekannt (Bosch, Technische Unterrichtung Benzineinspritzung K-Jetronic, 1. Ausgabe Februar 1974), bei der im Leerlauf und im gesamten Lastbereich der Brennkraftmaschine Kraftstoff durch mechanische Einspritzdüsen in die Saugkanäle vor den Einlaßventilen der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Der Mengenteiler bemißt dabei die abzuspritzende Kraftstoffmenge im Leerlauf proportional der einen die Drosselklappe umgehenden Leerlaufkanal durchströmenden Luftmenge, und im gesamten Lastbereich der Brennkraftmaschine proportional der den Leerlaufkanal durchströmenden und der an der Drosselklappe vorbei- strömenden Luftmenge. Bei dieser Kraftstoffeinspritzanlage haben sich insbesondere die Schwierigkeiten als nachteilig erwiesen, die bei der Regelung des Kraftstoff-Luftgemisches im Leerlauf unter Berücksichtigung einer möglichst niedrigen Drehzahl auftreten. Die Hauptschwierigkeit bereitet hierbei die Herstellungsgenauigkeit des Steuerschlitzes im Schlitzträger des Mengenteilers. Des weiteren ist die direkte Einspritzung der geringen Leerlauf-Kraftstoffmenge in die einzelnen Saugkanäle von Nachteil. Die Bewegung der Ansaugluft ist im Leerlauf sehr gering und somit die Wärmeübertragung von der Ansaugluft auf den Kraftstoff niedrig.
• Die Verdampfung des Kraftstoffes erfolgt sehr langsam und schwer siedende Bestandteile des Kraftstoffes gelangen ungenügend aufbereitet in die Zylinderräume.
• Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Kraftstoffeinspritzanlage der gattungsgemäßen Art die Regelung des Kraftstoff-Luftgemisches im Leerlauf der Brennkraftmaschine hinsichtlich des Kraftstoffverbrauches, der Abgasemission und der Brennkraftmaschinendrehzahl zu verbessern.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
• Weitere Merkmale der Erfindung beinhalten die Unteransprüche.
• Durch die Verwendung einer einzigen zentralen Leerlauf einspr it zdüse oberhalb der bestimmten Betriebstemperatur wird der Kraftstoffdurchsatz bei dieser Leerlaufeinspritzdüse gegenüber dem Kraftstoffdurchsatz bei den mechanischen Einspritzdüsen im Leerlauf unterhalb der vorbestimmten Betriebstemperatur erheblich erhöht. Somit kann der Kraftstoff aus der Leerlaufeinspritzdüse mit einem Druck abgespritzt werden, bei dem auch bei extrem niedrigen Brennkraftmaschinendrehzahlen Dampfblasen nicht auftreten können. Die hohe Luftturbulenz an der durch die erfindungsgemäße Anordnung- der Leerlaufeinspritzdüse gegebene Drosselstelle bewirkt ein gut aufbereitetes Kraftstoff-Luftgemisch. Die Erwärmung des Kraftstoff-Luftgemisches wird durch die zylinderkopfseitige Aufheizstrecke unterstützt. Im Leerlaufbereich unterhalb der vorbestimmten Betriebstemperatur arbeitet die Brennkraftmaschine ohnehin aufgrund des Warmlaufreglers und des Zusatzluftschiebers problemlos, so daß im gesamten Leerlaufbereich der Brennkraftmaschine Zündaussetzer mit dem dadurch verbundenen unruhigen Rundlauf vermieden werden, der Kraftstoffverbrauch verringert wird und die Abgasemission verbessert wird.
• In der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zylinderkopfbereich einer Brennkraftmaschine und die schematische Darstellung der Kraftstoff-luftgemisch-Versorgung der Brennkraftmaschine, und Fig. 2 den Zylinderkopfbereich der Fig. 1 in detaillierter Darstellung.
• In der Zeichnung ist mit 1 eine an sich bekannte luftmessende, antriebslose Kraftstoffeinspritzanlage für eine gemischverdichtende, fremdgezündete Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Saugrohr-Einspritzung bezeichnet (Bosch, Technische Unterrichtung Benzineinspritzung K-Jetronic, 1. Ausgabe Februar 1974).
• Von der Brennkraftmaschine ist lediglich ein Zylinderkopfbereich'2 dargestellt, der Saugrohre 3 bis 6 umfaßt, von denen nur das Saugrohr 6 in seiner ganzen Länge gezeigt ist. Die Saugrohre 3 bis 6 münden in einem Sammelsaugrohr 7, das durch eine Verbindungshutze 8 und einen Drosselklappenstutzen 9 mit der Kraftstoffeinspritzanlage 1 verbunden ist. In dem Drosselklappenstutzen 9 ist ein zum Beispiel durch eine drehfest auf eine Welle 10 angeordnete Drosselklappe 11 gebildetes Leistungsregelorgan angeordnet, das über ein Fahrpedalgestänge 12 des nichtgezeigten Fahrpedals verstellbar ist. Die Kraftstoffeinspritzanlage 1 umfaßt einen Kraftstoffmengenteiler 13, der durch seinen Steuerkolben 61 mit einem Luftmengenmesser 14 unmittelbar zusammenwirkt, der von der über einen Luftfilter 15 und eine Luftleitung 60 anströmenden Ansaugluft beeinflußt wird. Durch eine Kraftstoffzuführleitung 16 wird dem Kraftstoffmengenteiler 13 durch eine nichtgezeigte Kraftstofförderpumpe Kraftstoff zugeführt und von diesem wird Kraftstoff einerseits durch Kraftstoffleitungen 17 bis 20 den Saugrohren 3 bis () zugeleitet, in die diesem durch in der Fig. 2 durch strichpunkticrte linien angedeutete I.inspritzdiisen 54,55,56 und 57 eingespritzt wird, und andererseits Kraftstoff durch eine Kraftstoffleitung 21 einem Mengenregelungsventil 22 zugeleitet. Die Einspritzdüsen 54 bis 57 sind mechanische Einspritzdüsen, können jedoch auch durch elektromagnetische Einspritzdüsen ersetzt werden.
• Das Mengenregulierungsventil 22 weist eine durch eine Druckfeder 23 belastete Membrane 24 auf, die mit einem Anschlußstutzen 25 der Kraftstoffleitung 21 und mit einem Anschlußstutzen 26 einer zu einer elektromagnetischen Leerlaufeinspritzdüse 27 führenden Kraftstoffleitung 28 zusammenwirkt und einen Steuerdruckraum 29 begrenzt.
• Beeinflußt wird das Mengenregulierungsventil 22 durch ein elektrisch betätigbares Bimetall 30, deren Grundstellung durch eine Einstellschraube 31 einstellbar ist.
• Die Leerlaufeinspritzdüse 27 ist am Zylinderkopf 2 angeordnet und spritzt Kraftstoff in einen Zentralraum 32 eines Leerlaufgemisch-Führungssystems 33. Dem Zentralraum 32 wird durch einen Zuführkanal 34, dessen Durchflußquerschnitt durch eine Einstellschraube 38 beeinflußbar ist, Luftleitungen 58 und 35 einerseits und einem Zuführkanal 36 und der Luft leitung 58 und einer Luftleitung 37 andererseits Luft zugeführt. Die Luftleitungen 35 und 37, eine vom Luftfilter 15 kommende Luftleitung 38, eine vom Sammelsaugrohr 7 kommende Unterdruckleitung 39 und die Luftleitung 58 münden in ein Umluftventil 40.
• In-der Unterdruckleitung 39 ist ein elektrisches Umschalt ventil 41 angeordnet, das durch einen über ein Schaltgestänge 42 mit der Drosselklappe 11 zusammenwirkenden elektrischen Schalter 43, einem Relais 44 und einem Temperaturfühler 45 beeinflußbar ist. Mit 4(1 ist ein an sich bekannter, in der Luftleitung 37 angeordneter Zusatzluftschieber mit einem elektrisch beheizten Bimetall bezeichnet. Vom Zentralraum 32 führt ein Zuführkanal 47 zu den Saugrohren 3 und 4 und ein Zuführkanal 48 zu den Saugrohren 5 und 6. Der Durchflußquerschnitt des Zuführkanales 47 ist durch eine Ausgleichsschraube 49 und der Querschnitt des Zuführkanales 48 ist durch eine Ausgleichsschraube 50 einstellbar (Fig. 2). Kraftstoff wird von der Leerlaufeinspritzdüse 27 durch eine Mischdüse 51 (Fig. 2) in den Zentralraum 32 eingespritzt. Die Mischdüse 51 weist eine sich zum Zentralraum 32 hin erweiternde kegelförmige Düsenöffnung 52 auf, in der der Kraftstoff mit der durch die Luftleitung 37 und einem die Leerlaufeinspritzdüse 27 im Bereich ihrer Düsennadel umgebenden Ringraum 53 zugeführten Luft vermischt wird.
• Wird die Brennkraftmaschine angelassen und im kalten Betriebszustand mit einer z.B. Kühlwassertemperatur von z.B. < 60"C im Leerlauf betrieben, sind der Zuschalter 59, die Drosselklappe 11 und der Schalter 43 geschlossen und Kraftstoff wird von dem Kraftstoffmengenteiler 13 -gesteuert durch den an sich bekannten, nichtgezeigten Warmlaufregler des Kraftstoffmengenteilers 13 - durch die Kraftstoffleitungen 17 bis 20 zu den Einspritzdüsen 54 bis 57 gefördert und von diesen in die Saugrohre 3 bis 6 eingespritzt. Über die Luftleitung 58, das Umluftventil 40, die Luftleitung 37 und den geöffneten Zusatzluftschieber 46 wird in dieser Betriebsphase bis zum Erreichen der Betriebstemperatur von z.B. 60"C Kühlwassertemperatur über den durch den Warmlaufregler leicht ausgelenkten Luftmengenmesser 14 strömende Luft durch den Zuführkanal 36, den Zentralraum 32 und den Zuführkanälen 47 und 48 den Saugrohren 3 bis 6 zugeführt.
• Die Messung der Betriebstemperatur kann auch in Seliebig anderer Art, z.B. durch Messen der Ansauglufttemperatur oder der Zylinderkopftemperatur erfolgen. Mit zunehmender. Betriebstemperatur wird der Durchflußquerschnitt der Luftleitung 37 durch den Zusatzluftschieber 46 verringert. Beim Erreichen der Betriebstemperatur wird durch den Temperaturfühler 45 das Relais 44 geschaltet, so daß über den Schalter 43 Strom zur Leerlaufeinspritzdüse 27 fließt und diese taktet. Gleichzeitig wird das Umschaltventil 41 geschaltet und durch den Unterdruck-im Sammelsaugrohr 7 das Umluftventil 40 umgeschaltet, so daß die Leerlauf luft nicht über den in dieser Betriebsphase durch den Warmlaufregler des Kraftstoffmengenteilers 13 geschlossenen Luftmengenmesser 14 strömt, sondern über die Luftleitung 38, das Umluftventil 40, die Luftleitung 35, den Zuführkanal 34, den Zentralraum 32 und den Zuführkanälen 47 und 48 in die Saugrohre 3 bis 6 einströmt. Die Luftleitung 37 ist durch den Warmlaufregler 46 verschlossen. Beim Schalten des Relais -44 wird ebenfalls das Mengenreglungsventil 22 zugeschaltet. Diesem wird Kraftstoff durch die Kraftstoffleitung 21 zugeführt, durchströmt den Steuerraum 29, dessen Volumen durch das Bimetall 30 und die Membrane 24 temperaturabhängig beeinflußbar ist, und fließt durch die Kraftstoffleitung 28 zur Leerlaufeinspritzdüse 27, die den Kraftstoff in den Zentralraum 32 einspritzt. Von diesem gelangt der Kraftstoff durch die Zuführkanäle 47 und 48 in die Saugrohre 3 bis 6. Die Zuschaltung der Kraftstofflei.ttlng 2 1 und cl as Absperren de t Kraft St off 1 ei t ungen 1 7 bis 20 erfolgt in an sich bekannter Weise durch den die Stellung des Steuerkolbens 61 beeinflussenden Warmlaufregler des Kraftstoffmengenteilers 13.
• Wird die Brennkraftmaschine aus dem Leerlauf heraus beschleunigt, verdreht sich die Drosselklappe 11 und der Schalter 43 wird über das Schaltgestänge 42 geöffnet.
• Der Stromfluß zur Leerlaufeinspritzdüse 27, dem Mengenregulierungsventil 22 und zum Umschaltventil 41 wird unterbrochen, so daß die Leerlaufeinspritzdüse 27 nicht mehr taktet, das Mengenregulierungsventil 22 und das Umschaltventil 41 abgeschaltet werden und somit das Umschaltventil 40 infolge des nicht mehr vorhandenen Unterdruckes schließt. Die gesamte Ansaugluft strömt vom Luftfilter 15 und durch die Luftleitung 60 über den Luftmengenmesser 14, lenkt diesen aus und strömt durch die Verbindungshutze-8, den Drosselklappenstutzen 9 und das Sammelsaugrohr 7 in die Saugrohre 3 bis 6. Durch die Ansaugluft wird der Steuerkolben des Kraftstoffmengenteilers 13 entsprechend verstellt, so daß eine lastabhängige Kraftstoffmenge durch die Kraftstoffleitungen 17 bis 20 den Einspritzdüsen 54 bis 57 zugeführt und von diesen in die Saugrohre 3 bis 6 eingespritzt wird.
• - Leerseite -

Claims (10)

1. Patentansprüche Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Kraftstoffeinspritzung in das Ansaugsystem, in dem ein Luftmengenmesser und ein willkürlich betätigbares Leistungsregelorgan hintereinander angeordnet sind und der Luftmengenmesser entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegt wird und dabei einen als bewegliches Teil ausgebildeten Steuerkolben eines in der Kraftstoffversorgungsleitung angeordneten Mengenteilers für die Zumessung einer der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt die im Lastbereich der Brennkraftmaschine durch je eine Einspritzdüse pro Saugrohr in diese eingespritzt wird, und die eine Leerlaufregeleinrichtung aufweist, da d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kraftstoffeinspritzanlage (1) Mittel (13,14,22, 27,40,41,43,44) umfaßt, durch die die Zuführung des Kraftstoffes im Leerlauf der Brennkraftmaschine; unterhalb einer bestimmten Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine durch die Einspritzdüsen (54,55,56,57) erfolgt und die Zuführung des Kraftstoffes im Leerlauf der Brennkraftmaschine oberhalb der bestimmten Betr iebstemperatur durch eine elektromagnetische Leerlaufeinspritzdüse (27) erfolgt, die den Kraftstoff in einen durch Zuführkanäle (47,48) mit den Saugrohren (3,4,5,6) verbundenen Zentralraum (32) einspritzt.
2. 2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralraum (32) und die Zuführkanäle (47,48) im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet sind.
3. 3. Kraftstoffeinspritzanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß unterhalb der bestimmten Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine dieser durch den Luftmengenmesser (14) strömende Ansaugluft zugeführt wird, deren Zufluß durch einen elektrisch aufheizbaren Zusatzluftschieber (46) beeinflußbar ist.
4. 4. Kraftstoffeinspritzanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, d-a d u rc h g e k e n n z e i c h n e t, daß die durch den Luftmengenmesser(14) strömende Ansaugluft in einen im Zylinderkopf (2) angeordneten Zuführkanal (36) eintritt und von diesem über den Zentralraum (32) und den Zuführkanälen (47,48) in die Saugrohre (3,4,5,6) strömt.
5. 5. Kraftstoffeinspritzanlage nach den Ansprüchen 1,2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Saugrohre (3,4 bzw. 5,6) durch einen Zuführkanal (47 bzw. 48) mit dem Zentralraum (32) verbunden sinl.
6. 6. Kraftstoffeinspritzanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der bestimmten Betriebstemperatur dem Brennkraftmaschine dieser nicht durch den buftmengenmesser'(14) strömende Ansaugluft zugeführt wird, deren Zufluß durch eine Einstellschraube (38) beeinflußbar ist.
7. 7. Kraftstoffeinspritzanlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, a a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die nicht durch den Luftmengenmesser (14) strömende Ansaugluft in einen im Zylinderkopf (2) angeordneten Zuführkanal (34) eintritt, dessen Durchflußquerschnitt durch die Einstellschraube (38) beeinflußbar ist, und von diesem über einen den Düsennadelbereich der Leerlaufeinspritzdüse (27) umgebenden Ringraum (53), dem Zentralraum (32) und den Zuführkanälen (47,48) in die Saugrohre (3,4,5,6) strömt.
8. 8. Kraftstoffeinspritzanlage nach den Ansprüchen 3 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Zufluß der Ansaugluft zu den Zuflußkanälen (34,36) durch ein Umluftventil (40) steuerbar ist, das durch einen drosselklappenstellungsabhängigen elektrischen Schalter (43), einem elektrischen Umsch-altventil (41) und einem Relais (44) beeinflußbar ist, das durch einen betriebstemperaturabhängigen Temperaturfühler (45) geschaltet wird.
9. 9. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß der Kraftstoffzufluß zur Leerlaufeinspritzdüse (27) durch ein elektrisch aufheizbares Mengenregulierungsventil (22) beeinflußbar ist.
10. 10. Kraftstoffeinspritzanlage nach den Ansprüchen 1,2,4, 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußquerschnitte der Zuführkanäle (47,48) durch Ausgleichsschrauben (49,50) veränderbar sind.