MECHANICAL FUEL INJECTION

Abstract: 1. Mechanical fuel injection for an internal combustion engine having a fuel pump, a fuel accumulator, a mixture regulator (22) with fuel distributor (40) which opens a fuel supply to injection valves (17, 32, 44) by means of a displacement, controlled by the airflow sensor (24), through built-in metering slits, a cylinder injection valve (17) being associated with each cylinder of the internal combustion engine, having a central injection valve (32) for the cold-start enrichment and an airflow sensor (24) associated with the mixture regulator, said airflow sensor controlling the fuel distributor (40), characterized in that a further fuel central injection valve (44) is provided in a suction tube section (14) common to all cylinders, of the internal combustion engine, said suction tube section being supplied in the idling mode with a predeterminable amount of fuel, and in that the metering slits for the cylinder injection-valves (17) are completely closed in the idling mode and an additional metering slit for the central injection valve (44) is provided, said metering slit opening at least in the idling mode.

Description: Mechanische Kraftstoffeinspritzung 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 gattungsgemässes Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, das eine verbesserte Kraftstoffdosierung im Leerlauf ermöglicht. 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 Zylindereinspritzventile 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 Lehrlaufdrehzahlen können zur Kraftstoffeinsparung noch weiter abgesenkt erden. 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-Geittisch 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 anzufetten bzw. abzumagern, kann das Zentraleinspritzventil auch unter Teil- und Volllastbedingungen mitlaufen und zur Einhaltung des stöchiometrischen Verhältnisses geregelt werden, während die Zylindereinspritzventile nicht mitgeregelt zu werden brauchen. Die Regelung kann somit baulich mit verringertem Aufwand verwirklicht werden, da allein das Zentraleinspritzventil über die Regelung angesteuert wird. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Prinzipskizze; und Fig. 2a-c verschiedene Stellungen des Steuerkolbens im Kraftstoffmengenteiler. In Fig. 1 ist mit 10 ein Zylinder einer Brennkraftmaschine bezeichnet, der eine Einlassöffnung besitzt, durch die ein Einlassventil 12 im geöffneten Zustand ein Kraftstoff-Luft-Gemisch eintreten lässt. Zu dem Zylinder hin führt ein Saugrohr, das einen Abschnitt 14 aufweist, durch den Luft zugeführt wird, die sich dann vor den einzelnen Zylindern in Abschnitten 16 auf die einzelnen Zylinder aufteilt. Im Abschnitt 16, also in den jeden Zylindern 12 individuell zugeordneten Abschnitten, liegt direkt vor dem Einlassventil 12 ein Einspritzventil 17, das über eine Leitung 36 zugeführten Kraftstoff vor das Einlassventil spritzt. Durch eine Drosselklappe 18 wird die von einer Lufteintrittsöff nuno 20 angesaugte Luftmenge gesteuert. Der Vollständigkeit halber ist ein Kaltstartventil 32 dargestellt, das in bekannter Weise für eine Kaltstartanreicherung sorgt, indem über eine Leitung 30 zugeführter Kraftstoff in das Saugrohr gespritzt wird. Zur Zuteilung des Kraftstoffes zu den Zylindereinspritzdüsen 17 ist eine Gemischregeleinrichtung 22 vorgesehen, die in grosser Zahl serienmässig verbaut wird und Stand der Technik ist. Diese Gemischregelanlage 22 besitzt in bekannter Weise einen Luftmengenmesser 24, der durch eine Stauscheibe gebildet wird. Der Ausschlag des Luftmengenmessers 24 steuert die über die Leitung 36 dem Zylindereinspritzventil 17 zugeführte Kraftstoffmenge Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass im Saugrohrabschnitt 14, also in dem Saugrohrabschnitt, der allen Zylindern gemeinsam ist, ein Einspritzventil 44 zur Zentraleinspritzung von Kraftstoff vorgesehen ist. Der optimale Anbringungsort liegt direkt hinter der Drosselklappe, wo die Verwirbelung der angesaugten Luft gross ist und somit eine gute Vermischung gewährleistet ist. Ideal ist die Einspritzung direkt an der stromabwärtsgelegenen Mündung des die Drosselklappe umgehenden Bypasses für den Leerlauf. 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 Zentraleinspritzventil 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 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 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 Zylindereinspritzventil 17 mündet, führt aus der Bohrung 54 weg. Je nach Stellung, wie es in den Figuren 2a - 2 c 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 der Kraftstoffzuleitung 64 in die Öffnung zur Kraftstoffableitung 66, die zu den Einspritzventilen 17 führt, zunehmend Kraftstoff geführt. Die bisher geschilderte Ausbildung des Kraftstoffmengenteiles ist Stand der Technik. Die Leitung 42, die zu dem Zentraleinspritzventil 44 führt, ist im Kraftstoffmengenteiler mit dem Anschluss 68 verbunden, der durch den Bund 60 wahlweise je nach Stellung des Steuerkolbens geöffnet werden kann. Dabei ist in dem Bund 60 ein Einschnitt 72 vorgesehen, der sicherstellt, dass auch in der Leerlaufstellung des Steuerkolbens die Leitung 68 mit Kraftstoff versorgt wird. die Zuleitung 65 für das Zentraleinspritzventil wird durch einen Vorsprung70 des Bundes 62 geöffnet oder verschlossen, je nach Stellung des Steuerkolbens, wobei in der Leerlaufstellung der Zulauf 65 teilweise frei ist, so dass er mit dem Ablauf 68 verbunden ist. Fig. 2b zeigt die Stellung des Steuerkolbens bei Teillast, es ist deutlich erkennbar, dass der Vorsprung 70 in diesem Falle den Zulauf 65 zumindest bei grösserem Anheben des Steuerkolbens bereits vollständig sperrt, so dass das Zentraleinspritzventil 44 keinen Kraftstoff mehr erhält. In bekannter Weise werden die Zylindereinspritzventile nunmehr mit der Kraftstoffversorgung verbunden, und in der Vollaststellung, wie sie in 2c dargestellt ist, strömt noch mehr Kraftstoff zu den Zylindereinspritzventilen 17. Sowohl in der Stellung des Steuerkolbens nach Fig. 2b als auch in der Stellung nach Fig. 2c wird das Zentraleinspritzventil 44 nicht mehr über die Leitung 68 versorgt, da der Zulauf zur Leitung 68, der über die Leitung 65 und die Bohrung 54 führt, durch den Vorsprung 70 des Bundes 62 gesperrt ist. Es ist natürlich denkbar, den Steuerschlitz für das Zentraleinspritzventil so auszulegen, dass das Zentraleinspritzventil auch unter Teil- und Vollast mitläuft. Zumindest in Teillastbereich ist ein passives Überschneiden des Zentraleinspritzbetriebs und des Zylinderbetriebs wünschenswert.

Claims: Patentansprüche 1. Mechanische Kraftstoffeinspritzung für eine Brennkraftmaschi ne mit einer Kraftstoffpumpe, einem Kraftstoffspeicher, einem Gemischregler mit Kraftstoffmengenteiler, Einspritzventilen, wobei jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Zylinderein spritzventil zugeordnet ist, und einem dem Gemischregler zuge ordneten Luftmengenmesser, der den Kraftstoffmengenteiler steu ert, derart, dass mit zunehmendem Ausschlag des Luftmengenmes sers der Kraftstoffmengenteiler den Einspritzventilen durch Vergrösserung einer Durchströmöffnung eine zunehmende Menge Kraftstoff zuliefert, d a d u r c h gek e n n z ei c h n e t , dass ein weiteres Kraftstoffzentraleinspritzventil (44) in einem allen Zylindern gemeinsamen Saugrohrabschnitt (14) der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, das zumindest im Leerlauf mit einer vorgebbaren Menge Kraftstoff versorgt wird, so dass auch beim Schliessen der Zylindereinspritzventile (i7) der Leerlauf stabil bleibt. 2. Kraftstoffeinspritzung 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 das Zentraleinspritzventil (44) stromabwärts der Drosselklappe (18) in unmittelbarer Nähe derselben angeordnet ist. 3. Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Zentraleinspritzventil (44) in unmittelbarer Nähe der Leerlaufumgehung für die Dros selklappe angeordnet ist. 4. Kraftstoffeinspritzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Mengenteiler, der durch eine vom Luftmengenmesser ge steuerte Verschiebung durch eingebaute Steuerschlitze einen Kraftstoffzulauf mit der Leitung zu den Einspritzventilen öff net bzw. schliesst, d a d u r c h gek e n n z ei c h n e t , dass die Steuerschlitze für die Zylindereinspritz ventile (17) im Leerlauf völlig geschlossen sind, und ein zu sätzlicher Steuerschlitz für das Zentraleinspritzventil vor gesehen ist, der zumindest im Leerlauf öffnet. 5. Kraftstoffeinspritzung 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 bei V-Mo toren in jedem der beiden Gemiachzuführungazweige jeweils ein Zentraleinspritzventil vorgesehen ist. 6. Verwendung eines zentralen Einspritzventiles in Verbindung mit Zylindereinspritzventilen zur Steuerung oder Regelung des stöchiometrischen Verhältnisses des Brennstoff-Luft-Gemisches.

Inventors: BROCKHAUS, HERBERT, NAUMANN, FRITZ, DR.
Applicants: AUDI AG
Application year: 1986
Main classification: F02M69
IPC codes: F02M69