DE3508224A1

DE3508224A1 - Mechanische kraftstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE3508224A1
Application number: DE19853508224
Authority: DE
Inventors: Herbert 8071 Wettstetten Brockhaus; Fritz Dr. 8071 Stammham Naumann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-09-11
Also published as: EP0193754B1; DE3508224C2; EP0193754A3; ATE57423T1; EP0193754A2

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine mechanische Kraftstoffeinspritzung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Kraftstoffeinspritzung wird unter dem Warenzeichen "Bosch K-jetronic" serienmäßig in einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen verbaut.

Jedem Zylinder ist ein Zylindereinspritzventil zugeordnet, das dem Zylinder Kraftstoff zuliefert. Die Zylindereinspritzventile erhalten im Leerlauf der Brennkraftmaschine eine verhältnismäßig geringe Menge Kraftstoff, die jeweils dem Zylinder zuzuführen ist.

Aufgrund von Toleranzproblemen sind die Anforderungen an die Genauigkeit der Einspritzmenge bei geringen Einspritzmengen zur Sicherung eines stabilen Leerlaufes verhältnismäßig hoch. Auch eventuelle Kraftstoffverluste durch Niederschlag an den Saugrohrwänden verringern den Anteil der tatsächlich in den Zylinder gelangenden Kraftstoffmenge, so daß der Leerlauf der Brennkraftmaschine verhältnismäßig empfindlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein mechanisches Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, das bessere Leerlaufeigenschaften der Brennkraftmaschine sicherstellt. Die Aufgabe wird gelöst durch den Hauptanspruch. Erfindungsgemäß ist dementsprechend vorgesehen. daß zusätzlich zu den Zylindereinspritzventilen ein zentrales Einspritzventil vorgesehen ist, das Kraftstoff in das Saugrohr einspritzt und über diese Zentraleinspritzung im Leerlauf alle Zylinder des Kraftfahrzeuges versorgt. Da dann vorzugsweise die Zylindereinspritzventi-Ie vollständig abgeschaltet sind, wird die gesamte Kraftstoffmenge über die Zentraleinspritzung geliefert, so daß die zuzuführende Kraftstoffmenge ein Vielfaches (beim Vier-Zylinder-Motor mindestens das Vierfache) der sonst von den einzelnen Zylindereinspritzventilen zuzuführenden Kraftstoffmenge beträgt. Die Toleranzunterschiede fallen dadurch nicht so sehr ins Gewicht, und die Gemischaufbereitung wird deutlich verbessert. Die Leerlaufdrehzahlen können zur Kraftstoffeinsparung noch weiter abgesenkt werden. Unter Lastzuständen, wenn eine größere Kraftstoffmenge erforderlich ist, wird diese Kraftstoffmenge, wie bisher über die Zylindereinspritzventile dezentralisiert den einzelnen Zylindern zugeführt.

Aus der DE-OS 27 37 849 ist die Kombination einer Zentraleinspritzung mit einer dezentralisierten Einspritzung bekannt, dort allerdings wird vorgeschlagen, für niedrige Lastzustände die dezentralisierte Einspritzung zu verwenden, und vor einem Abgasturbolader für höhere Lastzustände zentralisiert einzuspritzen, um eine bessere Verwirbelung durch die Arbeit des Abgasturboladers zu haben und somit den Zylindern ein besseres Kraftstoff-Luft-Gemisch zur Verfügung zu stellen. Der Vorschlag, den Leerlauf der Brennkraftmaschine durch eine Zentraleinspritzung zu verbessern, ist der DE-OS 27 37 849 nicht zu entnehmen.

In bevorzugter Ausführungsform sind die Zylindereinspritzventile im Leerlauf vollständig geschlossen, so daß die Kraftstoffversorgung allein durch das Zentraleinspritzventil erfolgt. Damit kann die Abstimmung des Leerlaufes exakt erfolgen.

Bei höheren Drehzahlen bzw. höheren Lastzuständen der Brennkraftmaschine kann das Zentraleinspritzventil, das die Leerlaufversorgung sicherstellt, mitlaufen. Bevorzugt jedoch wird das Zentraleinspritzventil bei höheren Lastzuständen, wenn die Zylindereinspritzventile in Aktion treten, abgeschaltet.

Eine besondere Ausführungsform der konstruktiven Umsetzung der erfindungsgemäßen Idee ist, in einem beim Stand der Technik bekannten Kraftstoffmengenteiler, der mit Steuerschlitzen arbeitet, einen zusätzlichen Steuerschlitz für das Zentraleinspritzventil vorzusehen. Dieser Mengenteiler, der gleichzeitig die Zylindereinspritzventile ansteuert, erhält eine entsprechende Steuerschlitzformgebung, so daß im Leerlauf die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindereinspritzventilen blockiert und zum Zentraleinspritzventil geöffnet ist, während bei einer Verschiebung des Steuerkolbens des Kraftstoffmengenteilers durch den Luftmengenmesser, die bei Lastzuständen auftritt, die Zuführungen zu den Zylindereinspritzventilen freigegeben werden, während die Zufuhr zu dem Zentraleinspritzventil geschlossen werden kann.
Um im Rahmen einer Regelung das Gemisch anzufet-

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ten bzw. abzumagern, kann das Zentraleinspritzventil Die bis hierher geschilderte Ausbildung des Kraft-

auch unter Teil- und Volllastbedingungen notlaufen und stoffmengenteilers ist Stand der Technik, zur Einhaltung des stöchiometrischen Verhältnisses ge- Die Leitung 42, die zu dem Zentraleinspritzventil 44

regelt werden, während die Zylindereinspritzventile führt, ist im Kraftstoffmengenteiler mit dem Anschluß nicht mitgeregelt zu werden brauchen. 5 68 verbunden, der durch den Bund 60 wahlweise je nach

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeich- Stellung des Steuerkolbens geöffnet werden kann. Danung dargestellt. Es zeigt bei ist in dem Bund 60 ein Einschnitt 72 vorgesehen, der

Fig. 1 eine Prinzipskizze; und sicherstellt, daß auch in der Leerlaufstellung des Steuer-

Fig. 2a—c verschiedene Stellungen des Steuerkol- kolbens die Leitung 68 mit Kraftstoff versorgt wird, bens im Kraftstoffmengenteiler. io Die Zuleitung 65 für das Zentraleinspritzventil wird

In Fig. 1 ist mit 10 ein Zylinder einer Brennkraftma- durch einen Vorsprung 70 des Bundes 62 geöffnet oder schine bezeichnet, der eine Einlaßöffnung besitzt, durch verschlossen, je nach Stellung des Steuerkolbens, wobei die ein Einlaßventil 12 im geöffneten Zustand ein Kraft- in der Leerlaufstellung der Zulauf 65 teilweise frei ist, so stoff-Luft-Gemisch eintreten läßt. Zu dem Zylinder hin daß er mit dem Ablauf 68 verbunden ist. führt ein Saugrohr, das einen Abschnitt 14 aufweist, 15 Fig. 2b zeigt die Stellung des Steuerkolbens bei Teildurch den Luft zugeführt wird, die sich dann vor den last, es ist deutlich erkennbar, daß der Vorsprung 70 in einzelnen Zylindern in Abschnitten 16 auf die einzelnen diesem Falle den Zulauf 65 zumindest bei größerem Zylinder aufteilt. Im Abschnitt 16, also in den jeden Zy- Anheben des Steuerkolbens bereits vollständig sperrt, lindern 12 individuell zugeordneten Abschnitten, liegt so daß das Zentraleinspritzventil 44 keinen Kraftstoff direkt vor dem Einlaßventil 12 ein Einspritzventil 17, das 20 mehr erhält. In bekannter Weise werden die Zylinderüber eine Leitung 36 zugeführten Kraftstoff vor das einspritzventile nunmehr mit der Kraftstoffversorgung Einlaßventil spritzt. verbunden, und in der Vollaststellung, wie sie in 2c dar-

Durch eine Drosselklappe 18 wird die von einer Luft- gestellt ist, strömt noch mehr Kraftstoff zu den Zylineintrittsöffnung 20 angesaugte Luftmenge gesteuert. dereinspritzventilen 17.

Der Vollständigkeit halber ist ein Kaltstartventil 32 25 Sowohl in der Stellung des Steuerkolbens nach dargestellt, das in bekannter Weise für eine Kaltstartan- Fig. 2b als auch in der Stellung nach Fig. 2c wird das reicherung sorgt, indem über eine Leitung 30 zugeführ- Zentraleinspritzventil 44 nicht mehr über die Leitung 68 ter Kraftstoff in das Saugrohr gespritzt wird. versorgt, da der Zulauf zur Leitung 68, der über die

Zur Zuteilung des Kraftstoffes zu den Zylinderein- Leitung 65 und die Bohrung 54 führt, durch den Vorspritzdüsen 17 ist eine Gemischregeleinrichtung 22 vor- 30 sprung 70 des Bundes 62 gesperrt ist. gesehen, die in großer Zahl serienmäßig verbaut wird Es ist natürlich denkbar, den Steuerschlitz für das

und Stand der Technik ist. Diese Gemischregelanlage 22 Zentraleinspritzventil so auszulegen, daß das Zentralbesitzt in bekannter Weise einen Luftmengenmesser 24, einspritzventil auch unter Teil- und Vollast mitläuft, der durch eine Stauscheibe gebildet wird. Der Aus- Zumindest im Teillastbereich ist ein passives Überschlag des Luftmengenmessers 24 steuert die über die 35 schneiden des Zentraleinspritzbetriebs und des Zylin-Leitung 36 dem Zylindereinspritzventil 17 zugeführte derbetriebes wünschenswert. Kraftstoffmenge.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß im Saugrohrabschnitt 14, also in dem Saugrohrabschnitt, der allen Zylindern gemeinsam ist, ein Einspritzventil 44 zur Zen- 40
traleinspritzung von Kraftstoff vorgesehen ist. Das Zentraleinspritzventil 44 ist über eine Kraftstoffleitung 42
mit einer Zumeßkammer in der Gemischregelanlage
verbunden. Die Steuerung der Kraftstoffmengen zu den
Zylindereinspritzventilen 17 und dem Zentraleinspritz- 45
ventil 44 geschieht über einen Kraftstoffmengenteiler
40, der im einzelnen in Fig. 2 dargestellt ist.

Der Kraftstoffmengenteiler 40 enthält einen Steuerkolben 58, der in einer zylindrischen Bohrung 54 axial
bewegbar ist. Von der einen Seite wird der Kolben 58 50
mit einem Systemdruck 56 beaufschlagt, von der anderen Seite wird der Kolben durch den Luftmengenmesser
in Axialrichtung angehoben oder abgesenkt. Der Kolben besitzt im oberen und unteren Bereich einen Bund
60 bzw. 62, die jeweils abdichtend in der Bohrung 54 55
abschließen. Zwischen den beiden Bünden 60 und 62 hat
der Kolben 58 geringeren Durchmesser.

Eine Kraftstoffzuleitung 64 mündet in die Bohrung 54
im Bereich des geringeren Durchmessers, ein Kraftstoffabfluß 66, der in die Leitung 36 für das Zylinderein- 60
spritzventil 17 mündet, führt aus der Bohrung 54 weg. Je
nach Stellung, wie es in den Fig. 2a—2c dargestellt ist,
verschließt der Bund 60 die Kraftstoffabflußleitung 66
vollständig oder gibt sie in wachsendem Ausmaß frei.
Damit wird durch das Anheben des Steuerkolbens von 65
der Kraftstoffzuleitung 64 in die öffnung zur Kraftstoffableitung 66, die zu den Einspritzventilen 17 führt, zunehmend Kraftstoff geführt.

Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1. Mechanische Kraftstoffeinspritzung für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe, einem Kraftstoffspeicher, einem Gemischregler mit Kraftstoffmengenteiler, Einspritzventilen, wobei jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Zylindereinspritzventil zugeordnet ist, und einem dem Gemischregler zugeordneten Luftmengenmesser, der den Kraftstoffmengenteiler steuert, derart, daß mit zunehmendem Ausschlag des Luftmengenmessers der Kraftstoffmengenteiler den Einspritzventilen durch Vergrößerung einer Durchströmöffnung eine zunehmende Menge Kraftstoff zuliefert, da durch gekennzeichnet, daß ein weiteres Kraftstoff-Zentraleinspritzventil (44) im Saugrohr (14) der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, das im Leerlauf mit einer vorgebbaren Menge Kraftstoff versorgt wird, so daß auch beim Schließen der Zylindereinspritzventile (17) der Leerlauf stabil bleibt.

2. Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Leerlauf die Zylindereinspritzventile (17) geschlossen sind.

3. Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentraleinspritzventil (44) bei höheren Drehzahlen geschlossen bleibt.

4. Kraftstoffeinspritzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Mengenteiler, der durch vom Luftmengenmesser gesteuerte Verschiebung durch eingebaute Steuerschlitze einen Kraftstoffzulauf mit der Leitung zu den Einspritzventilen verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschlitze für die Zylindereinspritzventile im Leerlauf völlig geschlossen sind, und ein zusätzlicher Steuerschlitz für das Zentraleinspritzventil vorgesehen ist, der zumindest im Leerlauf öffnet.

5. Kraftstoffeinspritzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei V-Motoren in jedem der beiden Gemischzuführungszweige jeweils ein Zentraleinspritzventil vorgesehen ist.

6. Kraftstoffeinspritzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Schubbetrieb oberhalb vorgebbarer Drehzahlen das Zentraleinspritzventil geschlossen ist.

7. Verwendung eines zentralen Einspritzventiles in Verbindung mit Zylindereinspritzventilen zur Steuerung oder Regelung des stöchiometrischen Verhältnisses des Brennstoff-Luft-Gemisches.