DE7020311U - Brennstoffeinspritzvorrichtung fuer brennkraftmaschinen. - Google Patents

Description

klöckner-humbolot-oeutz Αβ ·Köln MIn. den 25· Hai 1970 f^

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Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftaaeohlnan

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeineprit«vorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselbrennkraftmaechinen, bei der die Einspritzmenge bzw. i^rdergesohwindigkeit duroh ein Yentil gesteuert wird,'das einen auf der Druckseite angeordneten Abströmkanal beherrscht.

üo neben der Drehzahl zahlreiche andere NefigrOeen erfassen und unfangreiohe elektrische Spezialsohaltungen anbringen zu können, wird bei Brennkraftnaechinen fLok. W.ektronisohe Regeleinrichtung angestrebt: Wegen der^erforderliohen hohen Stellkräfte an Steueraechanisnus der ^ekannte^ Einspritzvorrichtungen für diese Brennkrafteaschinen ist dieses bisher nicht ohne aufwendige mit vielen Nachteilen behaftete kraftverstärkte Stellglieder realisierbar gewesen und hatte deshalb auch in bezug auf Platzbedarf keine Torteile gebracht. Die Anwendung von Magnetventilen für die Mengenbemessung nach des Torbild der Otto-Brennkraftaasohinen ist nur für daj Niederdrucksystem geeignet» was zu größeren Mengenstreuungen und zusätzlichen Totzeiten für die Regelung

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ttihxt. AoBerdea ObereteIgen dl· b«l Aar llnaprltsung fttr Dleeelbreaakreftaeeohlnen erforderliche« Hcngoji and eehr korsen Offaitac0i<lt«tt dl·

S· let «la· Br«aiietoff#laeprltfTorrlohtttac bekannt (d«uteoh· Petenteohrift 63Θ 751)· b«l dnr dl· Druokeelt· durch einen AbetrOokanal alt der Saoceel-le rerbonden let, der ron el-BMi federbeleet#t»n Tentil benerreoht wird, steigt die Dreh-■ahl der Brenakreftaaeohlne and davit dl· ?ördepgeeohwlndlgkelt dee Xolbene der Blnepriterorrlchtune über elnec bestirnten Vert, co wäohBt der Bruok auf der Drnokeelte 00 weit, daA βloh das Ventil entgegen der federkraft anhebt and den AbatrlMkaiial Sffnet. Doroh d«n Abbaa dee Draekee aaf der Draokeeite wird die Pßrdergeeohwindigkeit der EInsprltBTorrlohtang herabgeeetst and gleichseitig durch die abetrSaende Brennetoffaenge die Sinsprltoaenge verringert. Daroh das federbelastete Ventil let «β Jedooh nmr aöglich, dl« Slnaprltsaenge baw. FOrdergeaohirlndlgkelt In Abhängigkeit eines oaxiaalon 7Orderdraokee κα steuern.

Der Krf indang liegt die Aaf gab« »agronde, eine BrenaetoffeinsprltsTorriohtong su schaffen, die dl· oben genannten

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Fachte11« nicht aufweist and bei gering·· Fiatsbedarf alt kleinen Stellkräften eine Regelang dar Slnepritsnenge and der FördergeachwindigkeIt aaf elektrischen wage ermöglicht. Sie wird erfindungsgemttß bei alnar BrennatoffelnspritSYorriohtaag dar eingange beaohrlebenen Art dadaroh gelöst, dad das Ventil ein Magnatrentll ist, daa ran eine· Impulsgeber gesteuert wird.

Dar Iapnlagabar kann dabei aIn Unterbrecher oaoh Art eines ZündTarteilere odar ain elektronischer Ragler ealn, da? durch die aeßgröÄenabhängigen Iepulee das Magnetventil steuert. Thi «ögllohst rückwirkongefrel sa arbeiten and aa sohnell einen groÄe© Querschnitt freigeben bu können, ist da«i Ventil ala Kolbansahlebar ausgebildet. 2>ar öffnangeeeitponkt, der den Beginn des Ah*r8eene bestinet, muß sehr genau gesteuert werden. Sagegen let die effektive Öffnangedauer unveränderlich and kann in relativ veiten Toleransen differieren. Sie Mindestdauer wird bestirnt durch den erfordern- ©hen Zeitquereohnitt soa Ableiten der Abstrunaenge pro die »arieale Sauer ist begranst durch den Öffnungebeginn der Saugteonrung au· Füllen des Pttepenrauas der Brennstoffeineprita\orriQhtung für den nächsten Hub. Sine ausreichend große öffnongsBeit kann Saner durch die Ausbildung «Intr

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Hookonform mit großer oberer Raet erreicht werden. Da bei der erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzpumpe nur der Öffnungszeitpunkt, nicht eine Öffnungszeit, gesteuert wird, kann der Einfluß von Zeitkonstanten in vorteilhafter Weise durch einen entsprechenden Vorlauf ausgeschaltet werden. Torteilhaft ist ferner, daß bei der erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzvorrichtung erprobte Bauelemente verwendet werden können und die Massen der elektrisch zu betätigenden Steuerteile gering sind.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Hagnetventil in stromlosem Zustand geöffnet ist. Hierdurch wird bei Ausfall des elektrischen Stromes immer eine HullfSrderung der Brennstoffeinspritzvorrichtung gewährleistet.

Zur Steuerung des zeitlichen Verlaufes der F8rdergeschwin- digkeit kann ein zusätzliches Magnetventil angebracht werden, das einen kleinen veränderlichen Querschnitt freigibt, wobei unter geringfügigem Mengenverlust der Druck abgebaut und die Fördergesohwlndlgkeit beeinflußt wird. In vorteilhafter Weise geschieht dies bei einem als Kolbenschieber-

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ausgebildeten Magnetventil durch einen Sntlastungssohl tz_t dessen Querschnitt über den Öffnungsweg -veränderlich sein kann. Ba durch diese Maßnahme nur eine Verringerung der Fördergeschwindigkeit zu erreichen ist, muß der Hockentrieb für die höchste gewünschte Fördergeschwindigkeit ausgelegt sein.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß auch die Ansaugöffnung der Brennstoff einspritzvorrichtung von eines Magnetventil beherrscht wird. Durch diese Maßnahme kann der Förderbeginn der Brennstoffeinspritzvorrichtung unabhängig von den Obersteuern des Ansaugkanals durch den Pumpenkolben gesteuert werden, und zwar beginnt die Förderung entsprechend früher alt dem Schließen des Magnetventils.

Bei der Steuerung des öffnungszeitpunktes muß eine Torlaufzeit berücksichtigt werden, die u. a. die Zeltkonetante des Magnetventils und die Oberdeokung des Kolbensohlebers und die Einflüsse der meohanisohen Reibung des Kolbenaohlebera „ enthält. Es besteht die Schwierigkeit, bei mehraylindrigen Brennkraftmaschinen die VorlaufseIt für alle Magnetventile

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gleich zu halten, da die Magnetventile In Ihren magnetischen Daten, in der mechanischen Reibung, die von der Temperatur, der KraftstoffViskosität, dem Yerschleißzustand, den Pertigungstoleranzen und eventuellen Schmutzpartikeln abhängt, erhebliche Streuungen aufweisen. Für eine gleichmäßige Belastung aller Zylinder ist es jedoch erforderlich, daß unabhängig von der gewünschten Drehzahl alle Zylinder die gleiche Brennstoffmenge pro Einspritztakt erhalten.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird daher für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, daß für jeden Zylinder ein Eegler vorgesehen ist, von denen einer das Magnetventil der Brennstoffelasprit^vorrichtung für einen Zylinder in Abhängigkeit von der einzuhaltenden -Betriebsgröße s. B. Srehsahl regelt, während die Hagnet- ventile für die übriger Zylinder in Abhängigkeit des Steuer zeltpunktes des ersten Magnetventils geregelt werden. Der Regler eines Zylinders übernimmt dabei den Soll-Istwert-Tergleioh der einzuhaltenden Betriebsgröße und steuert antspreohend das Magnetventil dieses Zylinders. Der öffnungs-Mitponkt dieses Hagnetventile dient als Sollvert für die Steuerung der Öffnungszeitpunkte der übrigen Magnetventile.

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lo&a erste Magnetventil dient dabei als Schrittmacher für die übrigen Magnetventile, ils Meßfühler für die Eingangs« signale des Soll- and Istwertes der Magnetventile können beispielsweise Einrichtungen zur Messung des Yentilhubes oder des Druckabfalles bei der YentHoffnung vorgesehen werden. Es ist üblich als einzuhaltende Betriebsgröße die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu w&hlen; es ist jedoch auch denkbar, daS andere Betriebsgrößen, z. B. das Drehmoment, file Abgasteaperatür, die Abgaszusamnensetzung usw., tsi de? Regelung berücksichtigt werden.

In der Zeiohnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung scheaatisch dargestellt. CIeichwirkende Teile sind in den Abbildungen gleich bezeichnet.

Abb. 1 se igt einen Querschnitt durch eine erflndungegea&Se Brennstoffe ^spritzvorrichtung ·

Abb. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein Magnetventil, das eine« Entlastungssohlitz zur Herabsetzung der Pörderge-Bchwindigkeit «ufweist und Ia eines besonderen öehttuee unter· gebracht let«

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Abb. 3 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch eine Brenn-8toffeiueprit«TOix*ichtung, bei der ein Magnetventil die Anaaugöffnung beherrscht.

Abb. 4 eeigt schematises die Begelang einer erfindungsgernäßen Brennstoffe inspr it «Vorrichtung fttr eine mehrsyllndrige Brennkraftmaschine.

Ton einer Welle 1 alt einem Hocken 2 wird über einen Stößel 3 ein Pumpenkolben 4 angetrieben, £cr durch eine sich an eines Poapengehäase 6 abstütsends Teder 5 belastet ist. Dau Puapengehäase 6 weist oberhalb des Puopenlcolbens 4 einen ZylinderrauB 7 «it einem Ansaugkanal 8 und exneo Druckkanal 9 auf. An den Druokkanal 9 schließt sich über ein Bückechlagrentll 10 and eine Verbindungsleitung 11 ein Einspritzventil 12 &n, das eine in einen DttsenkOrper 15 geführt· and durch eine Feder 13 belastete Düsennadel U aufweist. Die Düsennadel 14 wird durch den Förderdruck entgegen der Pederkraft 13 geSffnet. Ia Gehäuse des Einspritzventil β 12 eweigt το« Druokkanal 16 ein Abströmkanal 17 ab, der von einem Magnetventil 18 beherrscht wird. Dieses wird von mefiwertabhängigen Impulsen eines nicht näher dargestellten Impulsgeber betätigt. Das Magnetventil 18 ist als

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ausgebildet, dessen Σσίονα 19 La ovjrvfilösem Zustand des Magnetrentllee 18 durch eine Feder 20 la Richtung auf Offnen yereohoben wird. An den Abströmkanal 17 Bchlleßt βloh eine Leitung 21 alt eine* RttokeohlAgrentll 22 an, die den abstruaenden Brennstoff des nloht nlher dargestellten Yorratsbehälter wieder '/.^f'ihrt. Selbetrerständllch kann das Magnetrentll 18 In gleicher Heise ohne die Funktion su ändern auch In die Slnsprltspuape 6 statt In Einspritzventil 12 untergebracht werden.

In der Abb. 2 ist der Hocken 2 als Hohlnooken ausgebildet, wodurch eine sehr hohe FördergeschwindlgkeIt erreicht wird. Das Magnetyentil 18 ist In dieser Darstellung in »ine· besonderen Gehäuse untergebracht, ron des eine Druckleitung 24 zum nicht dargestellten Einsprltsrentil führt. Das Gehäuse weist in Bereich des Kolbens 19 einen Entlastungsschiitζ 25 auf, der Ib Falle maximaler Fttrdergeschwlndigkelt Tom Kolben 19 gana ttberdeokt wird. Der Entlastungsschlitz 25 der auch im Kolben 19 selbst angeordnet sein könnte, kr.nn über seine Länge einen veränderlichen Querschnitt haben, indem er entweder In seiner liefe oder Breite Tsriiert. Hierduroh kann die abströmende Menge besser reguliert und eventuell auftretende Druckstöße beim Aufeteuern vermieden werden.

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in aer add. 5 let ία Pumpengeti&uee 6 ein weiteres Magnet- j rent 11 26 vorgesehen, das den Anaaogkanal 8 toeherrsoht. : Spertt der S&lben 27 des Magaetrentlles 26 die Aneauguff- \ nong beror der Pumpenkolben 4 dem Ansauskanal β ttbersteoert hat· ist der 70rderbeglnn on den entsprechenden Betrag Tor-Terlegt.

In Abb. 4 1st eine Yiersylindrlge Brennkraftmaschine 27 dargestellt. Die BrennstoffeinspritsTorriohtungen für die eingelnen Zylinder Bind alt 26, 2$_t 5ö und 31 beeeioiinei. Ihnen sind elektronische Begier 32„ 33, 34, 33 βugeordnet. In den Regler 32 wird der Sollwert 36 der elnsuhaltenden Betriebsgröße, s. B. der Dreheahl, and der Istwert 37 eingegeben. In Abhängigkeit τοη des Ergebfile dee SoUwertiBtwert-Yerglelches steuert der Begier 32 das Magnetventil der BrennstoffeinepritSTorrichtung 28 dcroh eine Stellgröße 38. Der Ist-SteuerZeitpunkt 39 des Magnetventile der Breimstoffel&sprltBTorrlcatBitg 28 dient ale Sollwert 40 TUr die Begier 33» 34 and 33* Diese vergleichen den Sollwert 40 alt den Ist-Cffnungezeitpunkten 41, 42 and 43 der Einspritzvorrichtungen 29* 30 and 31. Abweiohaftgen swlseheja de« Sollwert 40 and den Iet-öffnungaZeitpunkten 41, 42 and 43 bewirken

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Claims (6)

1. Brennstoffelnsprltsvorrichtang für Brennkraftaasohinen, bei der die Elnspritsaenge b»w. die ?5rdergeeohirlndlgkelt dnreh ein Ventil geateoert wird, das einen auf der Druokselta ej&seordaeten AbatrSoÜcanal beherrscht, dadurch gekesnselohnet, daß das Ventil ein Hagnetrentil (18) ist, das

van **lnea Iepulageber geeteaert wird.

2. BrennstoffelnepritsTorrlehtang naoh Ansprach 1, dadaroh gekennzeichnet« dad das Magnetventil (18) in etroelosea Zustand geöffnet ist.

3· Brennstoffe ineprlt»vorrichtung naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennselohnet, daß das als Kolbenschieber aasgebildete Magnetventil (18) einen B&tlastungesohlits (25) aufweist·

4. Brennstoffelnsprit«vorrichtung naoh Ansprach 3» daduroh gekennselehnet, daß der Querachnltt des Entlaatangesohlitie» (25) Über die Lftnge dttseelben variiert.

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5. Brennstoffeinspri.tzTorrichtung nach, einen der Ansprüche 1 bis 4) dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetventil (26) den Ansaugkanal {3) der Brennstoffeinspritzvorrichtung beherrscht.

6. Brennstoffeinspritzvorrichtung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen naeh einen der Ansprüche 1 bis 5« dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Zylinder ein Regler '*2, 33, 34, 35) vorgesehen 1st, von der*** «iner (32) das "^r Magnetventil der Brennstoffeinspritzvorrichtung (28) für i einen Zylinder in Abhängigkeit von der einsuhaltendon Be-

I triebsgröße regelt, während die Magnetventile für d?» übri- j

gen Zylinder in Abhängigkeit des SteuerZeitpunktes des '

ersten Magnetventils geregelt werden.

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