DE3443746A1

DE3443746A1 - Kraftstoffregel- und -steuersystem

Info

Publication number: DE3443746A1
Application number: DE19843443746
Authority: DE
Inventors: Heinz 4005 Meerbusch Beier; Henning 4156 Willich Garcke; Ernst Kuhlen; Otto 4044 Kaarst Meyer
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1984-11-30
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1986-06-05
Also published as: IT8548581A0; GB2167808A; GB8524758D0; IT1182870B; FR2574126A1

Description

■-•3 - ·-■:·■ ■-

Kraftstoffregel- und -Steuersystem

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffregel- und -steuersystem in der Kraftstoffzuleitung zwischen einer Kraftstoffpumpe und einem Gemischbildner für Brennkraftmaschinen, mit einem Einlaß und einem Auslaß, in dessen Gehäuse ein Druckregelventil angeordnet ist.

Zur Erreichung eines gleichbleibenden Kraf tstof fniveaxis sowie eines möglichst geringen Kraftstoffdruckes z.B. am Schvrimmernadelventil eines Vergasers werden heute vielfach Druckregelventile zwischen Kraftstoffpumpe und Vergaser eingebaut. Diese Druckregelventile haben außerdem den Vorteil, daß ein Überfetten beim Heißabfahren vermieden werden kann. Bei starker Erwärmung des Kraftstoffes in der Leitung z.B. bei sehr heißer Witterung oder bei stillgesetztem heißem Motor besteht jedoch die Gefahr, daß im Heißbetrieb der durch das Druckregelventil fließende Kraftstoffvolumenstrom aufgrund der darin auftretenden Gasblasen reduziert wird. Diese Tatsache macht sich bei niedrigen Lasten zwar kaum bemerkbar, kann sich jedoch im Vollastbereich, in dem wesentlich mehr Kraftstoff gebraucht wird, durch Mageirfehler sehr negativ auswirken.

Um diesen Nachteil der bekannten Druckregelventile zu vermeiden,-liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffregel- und -steuersystem zu schaffen, das im Leerlauf-, Schub- und Teillastbereich den Kraftstoffdruck auf einem möglichst niedrigen Niveau hält, während es bei Vollast in der Lage ist, die vorhandene Druckregelung unwirksam werden zu lassen und dem Motor die volle Kapazität der Kraftstoffpumpe zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoffregel- und -steuersystem der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung da-

8415/4 D. k/

durch gelöst, daß ein auf den Lastzustand der Brennkraftmaschine ansprechendes Stellglied vorgesehen ist, das auf ein Ventil einwirkt, das bei höherer Last den vollen Kraftstoff durchsatz durch die Kraftstoffzuleitung sicherstellt. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Kraftstoffregel- und -Steuersystems vrird also bei Erhöhung des im Saugrohr herrschenden Druckes über einen bestimmten Wert bzw. bei Erkennung eines höheren Lastzustandes der Durchlaufquerschnitt der Kraftstofförderleitung zwischen der Pumpe und dem Vergaser freigegeben, so daß der Einfluß der in der Kraftstoffleitung auftretenden Gase weitgehend vermindert ■wird. Weitere Eigenschaften des erfindungsgemäßen Gegenstandes werden nachstehend anhand der beiliegenden Figuren geschildert, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung als nicht beschränkende Beispiele dargestellt sind, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Kraftstoffregel- und -Steuersystems nach der Erfindung;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des Kraftstoffregel- und -Steuersystems nach der Erfindung;

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform des Kraftstoffregel- und -Steuersystems nach der Erfindung.

Das in der Fig. 1 dargestellte Kraftstoffregel- und -steuersystem besteht aus einem Gehäuse 1, das mit einem Einlaß 2 und einem Auslaß 3 versehen ist. Im Gehäuse 1 befinden sich ein Druckregelventil k sowie ein Stellglied 11,dessen Funktion nachstehend beschrieben wird. Das an sich bekannte Druckregelventil k weist einen Ventilsitz 5 auf, der durch einen Ventilkörper 6 geschlossen wird. Der Ventilkörper 6 steht in kraftschlüssiger Verbindung mit einer Membrane 7· Diese kraftschlüs-

8415A D- 5/

sige Verbindung wird durch eine Vorspannfeder 16 sichergestellt, die den Ventilkörper 6 im Ruhezustand des Systems in Richtung nach oben drückt, jedoch nicht in der Lage ist, den Ventilkörper 6 auf den Ventilsitz 5 zu drücken, so daß beim Anlaufen der Förderung der Strömungsweg zwischen Einlaß 2 und Auslaß 3 über den freien Ventilquerschnitt 6.1 sichergestellt ist. Die vom Ventilkörper 6 abgewandte Fläche der Membrane 7 wird durch eine erste Druckfeder 8 beaufschlagt. Das andere Ende der ersten Druckfeder 8 stützt sich an Rippen 13 ab, die einstückig mit dem Gehäuse 1 gebildet sein können. Der Raum über der ersten Membrane 7 ist über eine Öffnung Io mit der Atmosphäre verbunden.

Über den Rippen 13 ist ein Stellglied 11 angeordnet, das bei dieser Auführung durch eine zweite Membrane 17, einen in ihrer Mitte angeordneten Membranzapfen Ik sowie eine zweite Druckfeder 12 gebildet ist. Das von der zweiten Membrane 17 abgewandte Ende der zweiten Druckfeder 12 stützt sich an einem Deckel 9 ab, der mit einem Anschluß 15 versehen ist, der den Innenraum des Deckels 9 mit dem Saugrohrdruck der Brennkraftmaschine verbindet. Die Aufgabe des Membranzapfens 14, dessen Führung von den vorstehenden Teilen der Rippen 13 übernommen werden kann, geht aus der nachstehenden Beschreibung der Funktionsweise hervor.

Die erste Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftstoffregel- und -Steuersystems arbeitet folgendermaßen: Wird ein mit dem erfindungsgemäßen System ausgestatteter Motor im Leerlauf-, Schub- und Teillastbereich betrieben, wird das Druckregelventil k eingesetzt. Der Kraftstoff von einer in der Figur nicht dargestellten Kraftstoffpumpe wird am Einlaß 2 in das System eingeleitet und über den Auslaß 3 zn einem nicht dargestellten Schwimmernadelventil eines Vergasers weitergeleitet. Über die mit dem Ventilkörper 6 kraftschlüssig verbundene Membrane 7 wird der Ventilquerschnitt 6.1 des Druckregelventils k dem Motorbedarf angepaßt, und durch die wirksame Membranfläche, die im Gleichgewicht zu der ersten Druckfeder 8 steht, wird der Kraftstoffdruck vorzugsweise auf etwa o,l bar konstant gehalten. Da der Saugrohrdruck während der Leerlauf-, Schub- und Teillastphase niedrig ist, wird die Einwirkung des

8415A D. 6/

Stellgliedes 11 auf das Druckregelventil 4 unterdrückt, indem die Membrane 17 gegen die Kraft der Feder 12 angezogen wird und der Membranzapfen 14 auf Abstand zur Membrane 7 gehalten ist.

Geht der Motor in die obere Teillast- bzw. Vollastphase über, steigt dessen auf das Stellglied 11 wirkender Saugrohrdruck. Durch die Kraft der zweiten Druckfeder 12 wird die zweite Membrane 17 betätigt und der Membranzapfen 14 drückt über die erste Membrane 7 den mit ihr kraftschlüssig verbundenen Ventilkörper 6 herunter. Dadurch wird die Druckregelung unwirksam und dem Motor die volle Förderkapazität der Kraftstoffpumpe zur Verfügung gestellt. Eine Beeinflussung des Ventilquerschnittes durch den auftretenden Gas- und Kraftstoffdruck ist aufgrund der hohen Federkraft der zweiten Druckfeder 22 nicht gegeben.

In der Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des Kraftstoffregel- und -Steuersystems dargestellt. Das Druckregelventil 4 wird auch bei dieser Ausführung durch die Teile 5, 6 und 7 gebildet, wobei sich jedoch die auf die Membrane 7 einwirkende Druckfeder 8 am Deckel 9 abstützt, dessen Innenraum mittels der Öffnung Io mit der Atmosphäre verbunden ist.

Zusammen mit dem Druckregelventil 4 ist im Gehäuse 1 ein das Druckregelventil 4 umgehendes Bypaßventil 2o angeordnet, das durch einen zweiten Ventilkörper 22 und einen mit ihm zusammenwirkenden zweiten Ventilsitz 21 gebildet ist und einen freien Ventilquerschnitt 22.1 aufweist. Die Anordnung der beiden Ventilkörper 6, 22 ist dabei vorzugsweise derart getroffen, daß sie eine gemeinsame Längsachse 24 besitzen und durch die Vorspannfeder 16 auseinander gedruckt werden. Der Ventilkörper 22 des Bypaßventils 2o steht in kraftschlüssiger Verbindung mit dem in Richtung nach oben vorgespannten Anker I9 eines Elektromagneten l8, der bei dieser Ausführung das Stellglied 11 bildet. Die Spule des Elektromagneten 18 wird in Abhängigkeit von den Lastzustandssxgnalen des Motors mit Strom beaufschlagt.

8415/4 D. 7/

Der Druckregelvorgang entspricht dem, der bei der ersten Ausführungsform der Erfindung stattfindet. Die Spule des Elektromagneten 18 zieht während des Druckregelvorganges den Anker 19 an, so daß der zweite Ventilkörper 22 entlastet wird und unter Wirkung der Vorspannfeder 16 den Ventilsitz 21 geschlossen hält. Tritt nun ein bestimmter Lastzustand (obere Teillast bzw. Vollast) des Motors auf, dem eine bestimmte Drosselklappenstellung entspricht, so wird, z.B. von einem Drosselklappenschalter ein Lastimpuls abgegeben, der die Stromzufuhr zur Spule 18 unterbricht. Unter der Wirkung einer den Anker 19 in Richtung nach oben vorspannenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Druckfeder bewegt sich der Anker 19 nach oben und drückt dabei auf den Ventilkörper 22 des Bypaßventils 2o, der dadurch von seinem Ventilsitz 21 abgehoben wird. So wird der Ventilquerschnitt 22.1 des Bypaßventils 2o frei, die Druckregelung wird unwirksam und dem Motor steht die volle Förderkapazität der Kraftstoffpumpe zur Verfügung.

Fig. 3 stellt schließlich eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftstoffregel- und -Steuersystems dar. Die Ausführung des Druckregelventils 4 ist mit derjenigen identisch, die im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde.

Das Bypaßventil 2o ist durch einen zweiten Ventilsitz 21 sowie einen mit ihm zusammenwirkenden zweiten Ventiikörper 22 gebildet. Der zweite Ventilkörper 22 ist mit dem Stellglied 11 kraftschlüssig verbunden, das durch eine zweite Membrane 23 sowie die zweite Druckfeder 12 gebildet ist. Die vom zweiten Ventilkörper 22 abgewandte Fläche der zweiten Membrane 23 wird durch die zweite Druckfeder 12 beaufschlagt, die zwischen dieser Membranenfläche und einem zweiten Deckel 25 zusammengedrückt gehalten wird. Der zweite Deckel 25 ist mit dem Anschluß 15 versehen, der den Innenraum des zweiten Deckels 25 mit dem Saugrohrdruck verbindet.

8415/4 D. 8/

Die beiden V_entilkörper 6, 22 sind im Gehäuse 1 so angeordnet, daß sie eine gemeinsame Längsachse besitzen und mittels der Vorspannfeder 16 auseinander gedrückt werden. Da die von dieser Vorspannfeder 16 ausgeübte Kraft viel kleiner ist als die der Druckfeder 12, sorgt die Vorspannfeder 16 lediglich dafür, daß der erste Ventilkörper 6 in kraftschlüssiger Anlage an der ersten Membrane 7 gehalten wird.

Die Arbeitsweise der dritten Ausführung des erfindungsgemäßen Kraftstoffregel- und -Steuersystems entspricht im wesentlichen der der zweiten Ausführungsform. Da der Saugrohrdruck während der Leerlauf-, Schub- und Teillastphase niedrig ist, wird das Bypaßventil 2o gegen die Kraft der zweiten Druckfeder 12 geschlossen gehalten.

Geht der Motor in die obere Teillast- bzw. Vollastphase über, so wird durch den steigenden Saugrohrdruck das Bypaßventil zusätzlich geöffnet. Dadurch wird die Druckregelung unwirksam und dem Motor die volle Förderkapazität der Kraftstoffpumpe zur Verfügung gestellt. Eine Beeinflussung des Ventilquerschnittes durch den auftretenden Gas- und Kraftstoffdruck ist aufgrund der hohen Federkraft der zweiten Druckfeder 12 nicht gegeben.

8415A

Claims

Pierburg GmbH & Co. KG

Neuss 1

Patentansprüche

Γ 1.J Kraftstoffregel- und -steuersystem in der Kraftstoffzuleitung zwischen einer Kraftstoffpumpe und einem Gernischbildner für Brennkraftmaschinen, mit einem Einlaß und einem Auslaß, in dessem Gehäuse ein Druckregelventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf den Lastzustand der Brennkraftmaschine ansprechendes Stellglied (ll) vorgesehen ist, das auf ein Ventil (4 bzw. 2o) einwirkt, das bei höherer Last den vollen Kraftstoffdurchsatz durch die Kraftstoffzuleitung sicherstellt.
2. Kraftstoffregel- und -steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Stellglied (ll) betätigte Ventil mit dem Druckregelventil (4) identisch ist.

3- Kraftstoffregel- und -steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Stellglied (ll) betätigte Ventil ein das Druckregelventil (4) umgehendes Bypaßventil (2o) ist.

k, Kraftstoffregel- und -steuersystem nach Anspruch 2 und 3j dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (11) durch den Saugrohrdruck gesteuert -wird.

D. 2/

Kraftstoffregel- und steuersystem nach Anspruch 3j dadurch .gekennzeichnet, daß das Stellglied (11) durch einen Elektromagneten (18) gebildet ist, dessen Spule bei einer bestimmten Drosselklappenstellung mit Strom beaufschlagt ist.

8415/4 D. 3/