FUEL INJECTION DEVICE FOR A COMBUSTION PISTON ENGINE WITH SPARK IGNITION

Abstract: 1. A fuel injection device for a spark ignition internal combustion piston engine, having a fuel pump (20) building up a system pressure in a fuel supply pipe (21), a measuring member (3) to measure the throughput of the air drawn in by the internal combustion engine through a suction line (1) and controlled by means of a throttle valve (7), a distributing slide valve (14) which is actuated by the measuring member (3) and is downstream of the fuel supply pipe (21) and which allocates an amount of fuel proportional to the throughput of pair to a fuel injection valve and works against a control pressure which can be lowered, in the running-up phase of the internal combustion engine, by means of a running-up control valve (46) comprising an inlet for connection to a line (47) carrying the system pressure and an outlet for connection to a return line (48), having at least one pressure sensor (57, 63) to measure the pressure prevailing in the suction line, a line (59) by-passing the running-up control valve (46) and in which a normally closed valve (61; 92) is disposed which opens in the event of the suction-line pressure rising above a predetermined value (full load operation; acceleration), and a throttle (60) disposed in the line (59), characterised in that provided upstream of the inlet of the running-up control valve (46) is a normally open valve (55; 94) which closes in the event of the suction-line pressure dropping below a predetermined value (thrust operation).

Description: Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Kol benbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Kolbenbrennkraftmaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Kraftstoffeinspritzvorrichtungen gewinnen in jüngerer Zeit zunehmend an Bedeutung, da sie insbesondere bei plötzlichen Laständerungen der Brennkraftmaschine eine genauere Zumischung von Kraft stoff zur von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft ermöglichen als Vergaser, vorallem, wenn diese sich in grossem Abstand vor den Einlassventilen der Brennkraftmaschine befinden. Gattungsgemässe Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sind beispielsweise im Kraftfahrtechnischen Taschenbuch der Robert Bosch GmbH, 18. Auflage, 1976, beschrieben. Solche Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sind im allgemeinen derart abgestimmt, dassmitleichterem Luftüberschuss, d.h. mageren Gemischen, gefahren wird, damit ein möglichst günstiger Verbrauch erzielt wird. Lediglich bei Vollast wird das Gemisch angereichert, damit eine möglichst hohe Leistung abgegeben oder eine Überhitzung vermieden wird. Diese Gemischanreicherung erfolgt durch eine zusätzliche Membrandose innerhalb des Warmlaufsteuerventils, deren Membran durch den bei Vollast im Saugrohr der Brennkraftmaschine herrschenden hohen Druck eine im Warmlaufsteuerventil vorhandene Feder entlastet, wodurch das Warmlaufsteuerventil den Steuerdruck herabsetzt und dadurch eine Gemischanreicherung hervorruft. Die Ausbildung des Warmlaufsteuerventils mit der zusätzlichen Membrandose ist verhältnismässig aufwendig. Zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr im Schiebebetrieb ist es bekannt, einen bei geschlossener Droselklappe betätigten Schalter vorzusehen, welcher oberhalb einer bestimmten Drehzahl ein in einer Xraftstoffzuleitung angeordnetes Magnetventil schlieBt und öffnet, sobald die vorbestimmte Drehzahl unterschritten wird. hinL Eigenart diescr Anordnung lit-9t darin, dass die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb durch die von ihr angesaugte Frischluft verhältnismässig stark gekühlt wird, so dass die ersten Arbeitstakte nach Unterbrechung der Kraftstoff zufuhr mit verhältnismä Big schlechter Verbrennung erfolgen, welche die Abgasqualität beeinträchtigt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemässe Kraftstoffeinspritzvorrichtung derart weiterzubilden, dass sie in einfacher Weise an verschiedene Betriebszustände der Brennkraftmaschine angepasst ist. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Mit dem erfindungsgemäss mit der das Warmlaufsteuerventil umgehenden Leitung vorgesehenen Ventil wird erreicht, dass im Vollastbetrieb die durch das Warmlaufsteuerventil definierte Abströmöffnung weitgehend ausser Betrieb gesetzt wird, wodurch der Steuerdruck abfällt und eine Gemischanreicherung erfolgt. Das Ventil und die Umgehungsleitung können in einfacher Weise an einem Warmlaufsteuerventil nachgerüstet werden, so dass die Erfindung kostengünstig realisierbar ist. Zur Betätigung des Ventils kann ein den Saugrohrdruck aufnehmender Druckschalter oder auch ein Drosselklappenschalter vorgesehen sein, welcher bei voll geöffneter Drosselklappe betätigt wird. Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 kann das Ausmass der Vollastanreicherung durch Dimensionierung der Drossel in einfacher Weise an verschiedene Brennkraftmaschinen angepasst werden. Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 wird im Schubbetrieb-eine extreme Abmagerung erzielt, welche im Bedarfsfalle, beispielsweise durch Beibehalten eines minimalen Abströmquerschnitts so gewählt werden kann, daB eine unzulässig starke Auskühlung der Brennkraftmaschine oder Ruckeln im Schubbetrieb vermieden wird. Es versteht sich, dass das im Schubbetrieb schliessende Ventil mittels eines Saugrohrdruckfühlers oder mittels eines Drosselklappenschalters und Drehzahlgebers betätigt werden kann, welcher bei voll geschlossener Drosselklappe und Drehzahlen oberhalb der Leerlaufdrehzahl anspricht. Der Anspruch 4 kennzeichnet eine besonders rungsform der Erfindung, die in ihrem Aufbau kompakt ist und in einfacher Weise in vorhandene Kraftstoffeinspritzvorrichtung integrierbar ist. Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 wird eine besonders funktionssichere und durch Wahl der jeweiligen Ansprechdrucke zweckentsprechend auslegbare Ausführungsform der Erfindung gekennzeichnet. Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 ein Schema einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung und Fig. 2 einen Schnitt durch ein Gehäuse mit darin ange ordneten Ventilen. Gemäss Fig. 1 weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Saugrohr einen konischen Abschnitt 2 auS, durch den Verbrennungsluft in Pfeilrichtung zu einer nicht dargestellten fremdgezündeten Brennkraftmaschine strömt und dabei ein Messorgan 3 auslenkt. An den konischen Abschnitt 2 schliesst sich ein Saugrohrabschnitt 4 an, welcher über ein Verbindungsstück 5 in einen Saugrohrabschnitt 6 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 7 übergeht, die von einem nicht dargestellten Gaspedal her betätigt wird. Das Messorgan 3 ist eine quer zur Strömungsrichtung der Verbrennungsluft angeordnete Platte, die sich im konischen Abschnitt 2 des Saugrohrs in annahernd linearer Abhängigkeit von der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt. Das Messorgan 3 steuert unmittelbar ein Zumessventil 10. Zur Über- tragung der Verstellbewegung des Messorgans 3 dient ein Hebel 11, der um einen Drehpunkt 12 schwenkbar ist und mit einer Nase 13 das als Steuerschieber 14 ausgebildete, bewegliche Ventilglied des Zumessventils 10 betätigt. Die von der Nase 13 abgewandte Stirnfläche 15 des Steuerschiebers 14 wird von unter einem Steuerdruck stehendem Kraftstoff beaufschlagt, wobei der Steuerdruck die Rückstellkraft auf das Messorgan hervorruft. Die Kraftstoffversorgung erfolgt über eine aus einem Kraftstoffbehälter 19 fördernde Kraftstoffpumpe 20, die den Kraftstoff über eine Kraftstoffversrogungsleitung 21 den Zumessventil 10 zuführt. Von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 zweigt eine Leitung 22 ab, die über ein Druckbegrenzungsventil 23 in den Kraftstoffbehälter 19 führt. Aus der Kraftstoffversrogungsleitung 21 gelangt Kraftstoff über eine mit einer Drossel 24 versehenen Leitung 25 in einen im Zumessventil 10 ausgebildeten Ringkanal 26, welcher Unterkammern 28 des Zumessventils 10 mit Kraftstoff versorgt. Die Unterkammern 28, von denen je eine einer Kolben/Zylindereinheit der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, werden auf einer Seite'vorn einer Membran 29 begrenzt, welche jede Unterkammer 28 von einer Oberkammer 30 trennt. Von jeder Oberkammer 30 führt eine Einspritzleitung 31 zu einem nicht dargestellten Einspritzventil. Der Einlass der Einspritzleitung 31 bildet zusammen mit der Membran 29 ein Differenzdruckventil, das die Druckdifferenz zwischen Unterkammer 28 und Oberkammer 30 auf einen durch eine Feder 32 bestimmten Wert hält, welche die Membran 29 vom Einlass abhebt. Die Kraftstoffversorgungsleitung 21 ist über eine Leitung 33 mit einer zentralen Bohrung 34 des Zumessventils 10 verbunden, in der ein Steuerschieber 14 derart arbeitet, dass ein Steuerschlitz, welcher einen Ringraum 35 über Verbindungskanäle 36 mit den Oberkammern 30 verbindet, bei einer Bewegung des Steuerschiebers 14 gemäss Fig. 1 nach rechts zunehmend freigegeben wird. Auf diese Weise wird den Einspritzleitungen 31 eine zur Grösse des Steuerschlitzes und damit zur Auslenkung des Steuerschiebers 14 proportionale Kraftstoffmenge zugemessen. Von dem Ringkanal 26 führt eine Rückleitung 37 zum Kraftstoffbehälter 19. In der Rückleitung 37 ist ein Drosselventil in Form eines getakteten Magnetventils 38 angeordnet, welches von einem Steuergerät 39 mit konstantem Tastverhältnis oder mit einem Tastverhältnis ansteuerbar ist, welches von der Sauerstoffkonzentration abhängt, die eine Sauerstoffmesssonde 40 in einem Abgasrohr 41 der Brennkraftmaschine feststellt. Mit dieser Anordnung, die an sich bekannt ist, und daher in ihrer Funktion nicht näher beschrieben wird, lässt sich eine konstante Abgaszusammensetzung aufrechterhalten Der auf den Steuerschieber 14 wirkende Druck wird einer-Kammer 42 an der Stirnseite des Steuerschiebers 14 über eine Steuerdruckleitung 43 zugeführt, die von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 abzweigt und in der eine Abkoppelungsdrossel 44 und im Einlass in die Kammer 42 eine Dämpfungsdrossel 45 angeordnet sind. Zur Beeinflussung des Steuerdrucks ist ein Warmlaufsteuerventil 46 vorgesehen, dessen Zuleitung 47 zwischen den Drosseln 44 und 45 von der Steuerdruckleitung 43 abzweigt und dessen Ableitung 48 zum Kraftstoffbehälter 19 führt. Das Warmlaufsteuerventil 46 ist ein Flachsitzventil mit einer Membran 49, welche von einer Feder 50 in Richtung auf den Sitz gedrückt wird, so dass sie durch mehr oder weniger weites Abheben vom Sitz den in der Zuleitung 47 herrschenden Steuerdruck auf einem konstanten, von der Kraft der Feder 50 abhängigen Wert hält. Die Kraft der Feder 50 ist mittels eines Bimetallgliedes 51 ver änderbar, das entsprechend der Motorbetriebstemperatur und/oder mittels einer elektrischen Wicklung 52 elektrisch beheizbar ist und im kalten Zustand die Kraft der Feder 50 und damit den Steuerdruck mindert und im warmen Zustand vorder Feder 50 abhebt. Die bisher beschriebene Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist an sich bekannt und wird daher nicht näher erläutert. Zusätzlich ist in der Zuleitung 47 stromoberhalb des Einlasses in das Warmlaufsteuerventil ein Magnetventil 55 vorgesehen, welches über eine Leitung 56 mit einem am Saugrohrabschnitt 6 angeordneten Druckfühler 57 verbunden ist. Stromab des Magnetvnntils 55 führt eine Leitung 59 zur Ableitung 48. In der Leitung 59 ist eine Drossel 60 und ein weiteres Magnetventil 61 angeordnet, welches über eine Leitung 62 mit einem weiteren, im Saugrohrabschnitt 6 angeordneten Druckfühler 63 verbunden ist. Die Leitungen 56 und 62 sind über Leitungen 65 und 66 mit dem Steuergerät 39 verbunden. Das Magnetventil 61 ist normalerweise geschlossen und öffnet, vom Druckfühler 63 betätigt, bei einem Druck im Saugrohr, welcher der Vollaststellung oder dem Startvorgang der Brennkraftmaschine entspricht. Das Magnetventil 55 ist normalerweise geöffnet und schliesst, vom Druckfühler 57 betätigt, bei einem Druck im Saugrohr, welcher dem Schubbetrieb der Brennkraftmaschine entspricht, d.h. bei sehr hohem Unterdruck. Mit der beschriebenen Anordnung wird folgendes erreicht: Im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine ist das Magnetventil 55 geöffnet und das Magnetventil 61 geschlossen, so dass die Einspritzvorrichtung, wie an sich bekannt, funktioniert. Geht die Brennkraftmaschine nun in Schubbetrieb über, d.h. entsteht im Saugrohrabschnitt 6 ein sehr hoher Unterdruck, so spricht der Druckfühler 57 an und schliesst das Magnetventil 55. Dadurch erhöht sich der in der Kammer 42 wirksame Steuerdruck, wodurch das Gemisch stark abgemagert wird und im Schubbetrieb Kraftstoff eingespart wird. Sobald - bei andauerndem Schubbetrieb - die Drehzahl der Brennkraftmaschine unter einen vorbestimmten Wert abgefallen ist, nimmt auch der Unterdruck im Saugrohrabschnitt 6 ab, wodurch das Magnetventil 55 wieder öffnet und für einen einwandfreien Betrieb der Brennkraftmaschine sorgt. Wird im Vollastbetrieb gefahren, so ist im Saugrohrabschnitt 6 nur minimaler oder gar kein Unterdruck vorhanden, worauf der Druckfühler 63 anspricht und das Magnetventil 61 öffnet. Dadurch vergrössert sich der zum Abströmen der den Steuerdruck in der Kammer 42 aufbauenden Flüssigkeit zur Verfügung stehende Querschnitt entsprechend der Bemessung der Drossel 60, wodurch der Steuer druck abnimmt und das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch angereichert wird. Bei-geschlossenem Magnetventil 55 oder bei geöffnetem Magnetventil 61 erhält die Abmagerung bzw. Anfettung des Gemisches Priorität vor der Tätigkeit des Steuergerätes 39, die die Gemischqualität entsprechend der Abgasqualität regelt, so dass in diesen Be triebszuständen das Steuergerät'39 über die Leitungen 65 bzw. 66 auf konstantes Tastverhältnis geschaltet wird. Es versteht sich, dass die beschriebene Anordnung der Magnetventile 55 und 61 auch in anderen Ausführungsformen von Einspritzvorrichtungen Verwendung finden können, beispielsweise in Ausführungsformen, die ohne das Steuergerät 39 und die Regelung der Abgaszusammensetzung arbeiten. Desweiteren versteht sich, dass die Druckfüh ler 57 und 63 auch durch Drosselklappenschalter ersetzt werden können. Fig. 2 zeigt eine zweckentsprechende Ausführung der Magnetventile 55 und 61. Ein Gehäuse 70 weist vier Anschlüsse 72, 74, 76 und 78 auf, wobei der Anschluss 72 an die Zuleitung 47, der Anschluss 74 an die Ableitung 48, der Anschluss 76 an den Auslass des Warmlaufsteuerventils 46 und der Anschluss 78 an den Einlass des Warmlaufsteuerventils 46 anschliessbar sind. Von den Anschlüssen 72 und 74 geht jeweils eine Sackbohrung 80 bzw. 82 aus. Die beiden Sackbohrungen 80 und 82 sind über einen Verbindungskanal 84 verbunden. Die Sackbohrung .80 ist desweiteren mit dem Anschluss 78 über einen weiteren Verbindungskanal 86 verbunden. Die beiden Verbindungskanäle 84 und 86 sind mittels Verschlussgliedern 88 bzw. 90 verschliessbar, welche zu Magnetventilen 92 und 94 gehören, die den Magnetventilen 61 bzw. 55 entsprechen.

Claims: Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Kol benbrennkraftmaschine Patentansprüche.: 1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Kol benbrennkraftmaschine, mit einer in einer Kraftstoffversor gungsleitung einen Systemdruck aufbauenden Kraftstoffpumpe, einem Messorgan zur Messung des Durchsatzes der von der Brenn kraftmaschine durch ein Saugrohr angesaugten, mittels einer Drosselklappe gesteuerten Luft, einem vom Messorgan betätig ten, der Kraftstoffversorgungsleitung nachgeschalteten Steuer schieber, welcher einem Kraftstoffeinspritzventil eine dem Luftdurchsatz proportionale Kraftstoffmenge zumisst und gegen einen Steuerdruck arbeitet, der mittels eines Warmlaufsteuer ventils in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine absenkbar ist, welches Warmlaufsteuerventil einen Einlass zum Anschluss an eine den Systemdruck führende Leitung und einen Auslass zum An schluss für eine Rücklaufleitung aufweist, und mit einem Druck fühler zur Messung des im Saugrohr herrschenden Druckes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine das Warmlaufsteuerventil (46) umgehende Leitung (59) vorgesehen ist, in welcher ein normalerweise geschlossenes Ventil (61; 92) angeordnet ist, welches bei Abfallen des Saugrohrdruckes unter einen vorbestimmten Wert (Vollastbetrieb; Beschleunigung) öffnet. 2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in der Leitung (59) eine Drossel (60) angeordnet ist. 3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e-n n z e i c h n e t , dass stromaufwärts des Einlasses des Warmlaufsteuerventils (46) ein normalerweise geöffnetes Ventil (55; 94) vorgesehen ist, welches bei Anstei gen des Saugrohrdruckes über einen vorbestimmten Wert (Schub betrieb) schliesst. 4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die beiden Ventile (92, 94) in einem gemeinsamen Gehäuse (70) arbeiten. 5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für je des Ventil (55, 61; 92, 94) ein eigener Druckfühler (57, 63) zur Messung des Saugrohrdruckes vorgesehen ist.

Inventors: LOHAN, TIBERIU
Applicants: AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: F02M69
IPC codes: F02M69