DE923400C

DE923400C - Regelung der Kraftstoffmenge von Einspritzbrennkraftmaschinen nach dem Otto-Verfahren bei aufgeteilter Einspritzung

Info

Publication number: DE923400C
Application number: DED5288D
Authority: DE
Inventors: Paul Dr-Ing Kornacker
Original assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Current assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Priority date: 1941-04-03
Filing date: 1941-04-03
Publication date: 1955-02-10

Description

Regelung der Kraftstoffmenge von Einspritzbrennkraftmaschinen nach dem Otto-Verfahren bei aufgeteilter Einspritzung Die Vorteile des Verfahrens mit aufgeteilter Einspritzung bestehen im wesentlichen darin, daß die Klopfgrenzen des Motors zu höheren Ladedrücken verschoben werden. Dadurch wird es möglich, den :Motor regeltechnisch günstiger zu betreiben. Während bei normaler Einspritzung die Klopfgrenze erfordert, daß der Motor nur bis zu kleinerer Last, bei Flugmotoren im allgemeinen etwa der Reiseleistung entsprechend, mit armem Gemisch und damit mit günstigem Kraftstoffverbrauch betrieben werden kann und daß bei höherer Belastung des Motors ein mit zunehmender Belastung immer reicheres Gemisch vom Regler eingestellt wird, kann bei aufgeteilter Einspritzung wegen der Verschiebung der Klopfgrenze zu höheren Ladedrücken auch bis zu diesem Ladedruck noch ein armes Gemisch vom Regler eingestellt werden. Bei weiterer Steigerung des Ladedruckes muß dann auch bei aufgeteilter Einspritzung entlang der Klopfgrenze zu reichen Gemischen hin geregelt werden, wobei diese Regelung zu reichem Gemisch auch schon aus Gründen der Annäherung an die Kurzleistung notwendig ist.
Es ist nun aus betrieblichen Gründen nicht notwendig und auch nicht zweckmäßig, den Motor im ganzen Lastbereich vom Leerlauf bis zur Kurzleistung mit aufgeteilter Einspritzung zu betreiben. Bei sehr kleiner Belastung des Motors und damit kleiner einzuspritzenden Kraftstoffmenge würden bei aufgeteilter Einspritzung die beiden Einzelmengen so klein, daß Schwierigkeiten in der genauen Bemessung der Kraftstoffmenge entstehen könnten. Es sind an sich Arbeitsverfahren, insbesondere für Dieselmotoren bekannt, bei denen oberhalb einer bestimmten Motorbelastung ,die für die weitere Leistungssteigerung notwendige Kraftstoffmenge durch eine zweite Pumpe bzw. zweite Einspritzdüse gefördert wird. Bei diesen bekannten Verfahren beträgt jedoch der Unterschied in der Förderzeit der beiden Einspritzungen, nur wenige Grad Kurbelwinkel und dient im wesentlichen nur zur Anpassung der Verbrennung bei höheren Drehzahlen. Demgegenüber soll bei dem Verfahren der aufgeteilten Einspritzung eine Verbesserung der Klopfeigenschaften erreicht werden, wobei es notwendig ist, daß die beiden Einspritzungen in sehr großem Abstand erfolgen, und zwar die erste Einspritzung zu Beginn des Saughubes. und die zweite Einspritzung während oder gegen. Ende der Verdichtung. Auch wegen dieser gewollten Beeinflussung des Klopfverhaltens ist es daher zweckmäßig, im unteren Lastbereich, der etwa bis zu dem Ladedruck reicht, bei dem bei normaler Einspritzung bei dem eingestellten Mischungsverhältnis die Klopfgrenze erreicht wird, mit normaler Einspritzung zu arbeiten. Im weiteren Lastbereich wird dann mit aufgeteilter Einspritzung gearbeitet. Hier ist es nicht erforderlich und zur Vermeidung wenn auch geringer Leistungssprünge nicht zweckmäßig, plötzlich auf die Aufteilungswerte der beiden Einspritzungen überzugehen, wie sie an der Klopfgrenze bei aufgeteilter Einspritzung .gefordert werden. Die Klopfgrenze verschiebt sich bei aufgeteilter Einspritzung, ausgehend von der normalen Einspritzung, mit zunehmender Verarmung der ersten Einspritzung zu immer höheren Ladedrücken. Dadurch ist es möglich, einen gleichmäßigen Übergang von der normalen Einspritzung auf die aufgeteilte Einspritzung in einem verhältnismäßig großen Lastbereich zu erhalten, in dem das Gesamtmischungsverhältnis entsprechend der Regelkurve im allgemeinen konstant ist und in dem sich die Aufteilung der beiden Kraftstoffmengen dauernd ändert. Diese Lösung hat den Vorzug, daß sie sich bezüglich der Entwicklung der Pumpenelemente für aufgeteilte Einspritzung sehr gut verwirklichen läßt. Im weiteren Lastbereich, in dem von der Klopfgrenze bei aufgeteilter Einspritzung aus eine Anreicherung des Gemisches. zur Kurzleistung hin vorgenommen wird, kann das Mischungsverhältnis der ersten Einspritzung, bezogen auf die Gesamtluftladung, oder das Aufteilungsverhältnis der beiden Mengen untereinander konstant bleiben oder zunehmen. Die hier zweckmäßigsten Aufteilungsverhältnisse ergeben sich wesentlich aus dem Verlauf der Klopfgrenzen bei normaler Einspritzung und bei aufgeteilter Einspritzung.
Durch die geeignete Auslegung der Steuerkanten und des Steuerschlitzes bei Pumpenstempeln für aufgeteilte Einspritzung ist es möglich, die geforderten Regelvorgänge im Zusammenwirken mit einem Gemischregler zu verwirklichen. Für die Einstellung und die Zusammenarbeit der Pumpe mit dem Gemischregler ist weiter noch von Bedeutung, daß die Pumpencharakteristik -abhängig vom Rege.lstangenweg linear verläuft.
Die Abb. i gibt ein Regelungsbeispiel nach dem Erfindungsgedanken wieder. Die eingespritzte Kraftstoffmenge v ist in Abhängigkeit vom. Ladedruck p aufgetragen; die Luftüberschußzahlen sind durch Gerade veranschaulicht. Der auf der Abszissenachse aufgetragene Ladedruck in der Ansaugleitung des Motors ist .ein Maß für dessen Leistung. Von A nach B, welch letzterer Punkt nahe der Klopfgrenze für normale Einspritzung (Kurve a) liegt, erfolgt nur eine Einspritzung. Von B ab werden mit steigender Motorleistung zwei Einspritzungen vorgenommen, derart, daß die durch B-C gekennzeichnete erste Einspritzung in zunehmendem Maße magerer wird. Die zweite Einspritzung entspricht der Ordinatendifferenz zwischen B-C und B-D. Die Klopfgrenze für geteilte Einspritzung ist durch die Kurve b dargestellt.
Ausführungsbeispiele sind in Abb. 2 und 3 dargestellt. Abb, 2 zeigt die schematische Darstellung einer Einspritzpumpe mit perspektivischer Ansicht des Pumpenelements, Abb. 3 die Abwicklung der Mantelfläche eines Stempels für zweimadige Einspritzung und Steuerurig der Einspritzungen durch nur eine Überlaufbohrung. Die schraffierten Stellen sind tiefer gefräst.
In dem Pumpengehäuse i ist ein Kraftstoffringkanal2 vorgesehen, :der den Kraftstoff über die in einet Hülse 3 vorgesehenen Bohrungen q. und 5 in den Pumpenraum 6 eintreten läßt, wenn der in der Hülse 3 angeordnete Stempel 7 mit seiner oberen Kante diese Bohrungen nicht verschließt. Die Förderung des Kraftstoffes zur Einspritzdüse über die Leitung 8 für die erste Einspritzung beginnt dann, wenn der obere Rand des Stempels 7 die Bohrungen q. und 5 verschließt, und dauert so lange an, bis die Steuerkante I (vgl. auch Abb. 3) die Bohrung 5 überschleift und somit der Pumpenraum 6 über die Nut ro und die Bohrung 5 entlastet wird. Der durch die weitere Stempelerhebung aus dem Pumpenraum verdrängte Kraftstoff läuft nun so lange über die Bohrung 5 ab, bis diese durch die Steuerkante II verschlossen wird.
Die Förderung des Kraftstoffes für die zweite Einspritzung beginnt dann, wenn die Steuerkante II (vgl. auch Abb. 3) die Bohrung 5 wieder abschließt, und wird dann beendet, wenn die Steuerkante III (vgl. auch Abb. 3) die Bohrung 5 freigibt. Dann kann der Kraftstoff aus dem Pumpenraum 6 wieder über die mit io und die Bohrung 5 in den Kraftstoffring 2 abfließen.
Durch Verdrehen des Pumpenstempels läßt sich sowohl die Menge je Hub als auch das Aufteilungsverhältnis ändern. Insbesondere läßt sich durch Linksverdrehen des Stempels erreichen, daß Kante II die Bohrung 5 nicht mehr verschließt, so daß die zweite Einspritzung nicht erfolgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Regelung der Kraftstoffmenge von Einspritzbrennkraftmaschinen nach dem Otto-Verfahren unter Verwendung einer Einspritzpumpe für mehrfache Einspritzung je Pumpenkolbenhub durch Steuerung der Teilkraftstoffeinspritzzeiten über Steuerkanten und einen Schlitz im Pumpenstempel, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanten derart ausgebildet sind, daß bis zu einer Belastung, die nur wenig unter der liegt, bei der Klopfen eintritt, Einfacheinspritzung und erst oberhalb dieser Belastung eine Unterteilung der Einspritzung erfolgt.
2. Regelung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Form der die Ersteinspritzung unterbrechenden Steuerkante (I), daß in dem Lastbereich, der von der Belastung, bei der die Aufteilung der eingespritzten Kraftstoffmenge beginnt und bis zu der Belastung reicht, bei der die der günstigsten Aufteilung der Einspritzmenge entsprechende Klopfgrenze erreicht wird, die Verarmung der ersten eingespritzten Kraftstoffmenge kontinuierlich vorgenommen wird.
3. Regelung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem weiteren Lastbereich bis zur Höchsblast das Mischungsverhältnis der ersten Einspritzung, bezogen auf die gesamte Luftladung des Zylinders, konstant bleibt oder ärmer wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 572 711, 687 134; französische Patentschrift Nr. 683 585.