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EP0034714A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine Download PDF

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Publication number
EP0034714A1
EP0034714A1 EP81100564A EP81100564A EP0034714A1 EP 0034714 A1 EP0034714 A1 EP 0034714A1 EP 81100564 A EP81100564 A EP 81100564A EP 81100564 A EP81100564 A EP 81100564A EP 0034714 A1 EP0034714 A1 EP 0034714A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
combustion engine
fuel
control
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP81100564A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tiberiu Lohan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi NSU Auto Union AG
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi NSU Auto Union AG, Audi AG filed Critical Audi NSU Auto Union AG
Publication of EP0034714A1 publication Critical patent/EP0034714A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/16Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for metering continuous fuel flow to injectors or means for varying fuel pressure upstream of continuously or intermittently operated injectors
    • F02M69/18Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for metering continuous fuel flow to injectors or means for varying fuel pressure upstream of continuously or intermittently operated injectors the means being metering valves throttling fuel passages to injectors or by-pass valves throttling overflow passages, the metering valves being actuated by a device responsive to the engine working parameters, e.g. engine load, speed, temperature or quantity of air
    • F02M69/22Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for metering continuous fuel flow to injectors or means for varying fuel pressure upstream of continuously or intermittently operated injectors the means being metering valves throttling fuel passages to injectors or by-pass valves throttling overflow passages, the metering valves being actuated by a device responsive to the engine working parameters, e.g. engine load, speed, temperature or quantity of air the device comprising a member movably mounted in the air intake conduit and displaced according to the quantity of air admitted to the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/30Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines
    • F02M69/36Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines having an enrichment mechanism modifying fuel flow to injectors, e.g. by acting on the fuel metering device or on the valves throttling fuel passages to injection nozzles or overflow passages
    • F02M69/38Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines having an enrichment mechanism modifying fuel flow to injectors, e.g. by acting on the fuel metering device or on the valves throttling fuel passages to injection nozzles or overflow passages using fuel pressure, e.g. by varying fuel pressure in the control chambers of the fuel metering device
    • F02M69/386Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines having an enrichment mechanism modifying fuel flow to injectors, e.g. by acting on the fuel metering device or on the valves throttling fuel passages to injection nozzles or overflow passages using fuel pressure, e.g. by varying fuel pressure in the control chambers of the fuel metering device variably controlling the pressure of the fuel by-passing the metering valves, e.g. by valves responsive to signals of temperature or oxygen sensors

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection device for a spark ignition internal combustion engine.
  • the enrichment device operates in response to a temperature sensor, wherein the temperature of the internal combustion engine at a relevant site, such as the cooling water temperature measured, and / or in function of the electrical heating of a B IME tallelements.
  • a peculiarity of the known enrichment devices is that they take place largely independently of the respective load state of the internal combustion engine and the conditions in the intake manifold itself, which are decisive for the mixture preparation, are hardly taken into account. For example, it can happen that a cold started internal combustion engine has already reached its normal idling speed, but the mixture is still enriched, which has disadvantageous consequences for the exhaust gas composition. If the enrichment device is tuned so that such idle states are avoided, there is a risk that the mixture supplied to the internal combustion engine leads to poor gas acceptance by the internal combustion engine, i.e. for a sudden transition from idle to load to lean.
  • the invention has for its object a generic To design the fuel injection device such that the mixture is only enriched to the extent required for the particular operating state of the internal combustion engine.
  • the invention takes advantage of the fact that after starting a cold internal combustion engine, the intake manifold vacuum builds up with increasing temperature. With a cold engine, this takes longer than with a warm engine. If a certain negative pressure is reached, this is a sign that the internal combustion engine has a stable idling, i.e. that the mixture can become leaner without jeopardizing proper idling. Accordingly, according to the invention, the pressure sensor, which in known, generic fuel injection devices at full load, i . h . generates very low intake manifold vacuum, a signal to the enrichment of the mixture, in a stable idling corresponding intake manifold vacuum a signal that constitutes the A nreichêts worn taking place except enrichment effect.
  • the engine will run lean idle wa s results in low fuel consumption and good exhaust quality. S o-soon will be given gas, the vacuum breaks partially together m s and there is the enrichment means, provided that the internal combustion engine has not yet reached its operating temperature, back into effect and greasy to das.Gemisch, thereby ensuring that the internal combustion engine perfectly accepts gas.
  • Claims 2 to 4 characterize embodiments of the inventions d ungsvelen fuel injection device, the embodiments are claimed in claims 3 and 4, particularly for use with so-called lambda control, in which the mixture composition is controlled according to the oxygen content of the exhaust gas.
  • F ig. 1 shows three areas I, II and III of the intake manifold pressure, the negative pressure increasing from left to right.
  • the area I marks the area in which the intake manifold pressure is when starting (open throttle valve) and accelerating.
  • Area II indicates the idling range when the internal combustion engine is at operating temperature and the partial load range (constant travel range), area III corresponds to the overrun mode of the internal combustion engine.
  • Point B which indicates the transition from area I to area II, corresponds to the intake manifold pressure at which the idling of the cold internal combustion engine, which initially rotates slowly, stabilizes (negative pressure in area I). With intake manifold underpressures, as shown in FIG. 1 to the right of B, a special greasing of the mixture during idling is not necessary. Point B corresponds to a negative pressure of, for example, 0.3 bar.
  • Fig. 2 shows an intake manifold section 1 with a conical Ab section 2, through which combustion air flows in the direction of the arrow to an internal combustion engine, not shown, and actuates a measuring element 3.
  • Adjacent to the conical section 2 is an intake manifold section 4, which merges via a connecting piece 5 into an intake manifold section 6 with an arbitrarily actuable throttle valve 7, which is actuated by an accelerator pedal, not shown.
  • the measuring element 3 is a plate arranged transversely to the flow direction of the combustion air, which moves in the conical section 2 of the intake manifold in an approximately linear manner as a function of the amount of air flowing through the intake manifold.
  • the measuring member 3 directly controls a metering valve 10.
  • a lever 11 is used to transmit the adjusting movement of the measuring member 3, said lever 11 being pivotable about a fulcrum and actuating the movable valve member of the metering valve 10 designed as a control slide 14 with a lug 13.
  • the end face 15 of the control slide 14 facing away from the nose 13 is acted upon by fuel under a control pressure, the control pressure causing the restoring force on the measuring element 3.
  • the fuel is supplied via a fuel pump 20 which delivers from a fuel tank 19 and which supplies the fuel to the metering valve 10 via a fuel supply line 21.
  • a line 22 branches off from the fuel supply line 21 and leads into the fuel tank 19 via a pressure relief valve 23.
  • the fuel passes from the fuel supply line 21 into an annular channel 26 formed in the metering valve 10, which supplies subchambers 28 of the metering valve 10 with fuel.
  • the subchambers 28, one of which is assigned to a piston / cylinder unit of the internal combustion engine, are delimited on one side by a membrane 29 which separates each subchamber 28 from an upper chamber 30.
  • An injection line 31 leads from each upper chamber 30 to an injection valve (not shown).
  • the inlet of the injection line 31 forms together with the membrane 29, a differential pressure valve which keeps the pressure difference between the lower chamber 28 and upper chamber 30 at a value determined by a spring 32, which lifts the membrane 29 from the inlet.
  • the subchambers 28 and the annular channel 26 are connected to a central bore 34 of the metering valve 10, in which the control slide 14 operates in such a way that a control slot, which connects an annular space 35 via connecting channels 36 to the upper chambers 30, when the control slide 14 moves 2 is increasingly released to the right.
  • control pressure acting on the control spool 14 is fed to a chamber 42 on the front side of the control spool 14 via a control pressure line 43 which branches off from the fuel supply line 21 and in which a decoupling throttle 44 and an inlet throttle 42 in the inlet are arranged in a damping throttle 45.
  • a warm-up control valve 46 is provided, the feed line 47 of which branches off between the throttles 44 and 45 from the control pressure line 43 and the discharge line 48 leads to the fuel tank 19.
  • the warm-up control valve 46 is a flat seat valve with a membrane 49, which is pressed by a spring 50 in the direction of the seat, so that, by more or less lifting off the seat, the control pressure prevailing in the feed line 47 is at a constant, by the force of Spring holds 50 dependent value.
  • the force of the spring 50 can be changed by means of a bimetallic element 51 which can be heated electrically in accordance with the engine operating temperature and / or by means of an electrical winding 52 and which in the cold state reduces the force of the spring 50 and thus the control pressure and lifts off the spring 50 in the warm state .
  • the fuel injection device is provided with a pressure sensor 85, which measures the pressure in the intake manifold and is closed in area I according to FIG. 1.
  • a voltage on a line 83 is applied via a line 87 to a valve 89 which is arranged in the feed line 47.
  • a line 91 is opened, which leads in a pressure chamber 94 of a working cylinder 95, in which a piston works against the force of a spring 97, the shaft 99 of which, when the pressure chamber 93 is under pressure, the bimetal member 51 from the spring 50 takes off.
  • a return line 101 with a throttle 103 leads from the pressure chamber 93 to the fuel tank 19.
  • the pressure sensor 85 can also be constructed in such a way that it increasingly opens the valve 89 over a pressure interval, so that the mixture enrichment is not influenced “digitally” but according to the respective intake manifold pressure.
  • a further pressure switch can be closed, which brings about a fuel cut-off or emaciation.
  • the basic arrangement of the embodiment of the fuel injection device according to FIG. 3 corresponds to that of FIG. 2. However, the warm-up control valve 46 is missing in the embodiment according to FIG. 3.
  • the control pressure line 43 is connected directly to the fuel tank 19 via a return line 43a.
  • the fuel supply line 21 is connected via a line 33 directly to the annular space 35 surrounding the control slide 14.
  • the ring channel 26 is connected to the fuel supply line 21 via a separate line 25, in which a throttle 24 is seated.
  • a return line 37 leads from the ring channel 26 to the fuel tank 19.
  • a throttle valve in the form of a clocked solenoid valve 38 which can be controlled by a control unit 39 with a constant clock ratio or with a pulse duty factor which depends on the oxygen concentration, which is a Oxygen measuring probe 40 detects in an exhaust pipe 41 of the internal combustion engine.
  • this embodiment of the fuel injection device is also constructed in a conventional manner, so that its function is not described in detail.
  • the mixing composition takes place via the pulse duty factor of the solenoid valve 38, the mixture becoming richer with increasing relative opening time of the solenoid valve and leaner with decreasing relative opening time.
  • a temperature sensor 54 is provided in a likewise known manner, as described, for example, in DE-OS 24 23 110, which closes at a temperature in the intake manifold or cooling water which is below a predetermined value and thereby stops the operation of the control unit 39 includes such that it no longer controls the solenoid valve 38 with a duty cycle dependent on the oxygen concentration in the exhaust gas, but with a constant duty cycle which corresponds to a rich mixture composition.
  • the temperature sensor 54 is not, as is known per se, directly connected to ground, but via a pressure sensor 185, which opens at a negative pressure greater than B according to FIG. 1 and thereby renders the temperature sensor 54 ineffective. This ensures that a mixture enrichment takes place only in the vacuum region I when the engine is not yet at operating temperature, that is to say when the idling is unsatisfactory or when the accelerator pedal is actuated.
  • FIG. 4 shows a block diagram of the arrangement according to FIG. 3.
  • the oxygen measuring probe 40 is connected to an input of a comparator 60, at the other input of which there is an adjustable voltage source 62.
  • the output of the comparator 60 is connected to an integrator 64, the output of which is fed to an input a of a further comparator 66.
  • Another input e of the comparator 66 is connected to a sawtooth generator 68.
  • the temperature sensor 54 is located at an additional input b of the comparator 66, and the pressure sensor 185 is connected in series therewith.
  • the output of the comparator 66 is connected to the solenoid valve 38 via an output stage 78.
  • the comparator 66 controls the solenoid valve 38 with a clock ratio which is given by the output voltage of the integrator 64 relative to that of the sawtooth generator 68. This cycle ratio thus depends on the output voltage of the oxygen measuring probe 40 and thus on the composition of the exhaust gas.
  • the input a becomes ineffective and the comparator 66 controls the solenoid valve 38 with a constant, rich mixture corresponding duty cycle.
  • the enrichment stops and input a becomes effective again.
  • the temperature sensor 54 can cooperate with the control device 39 in such a way that the pulse duty factor determined by the temperature sensor 54 below the predetermined temperature changes continuously with the temperature, ie corresponds to a richer mixture with decreasing temperature.
  • a uch / or the pressure sensor 185 can be constructed such that it does not change the function of the control device abruptly from “control” to “rules”, but rather the pulse duty factor in accordance with the deviation of the existing intake manifold pressure from a "switching pressure" (eg pressure B according to Fig. 1) changed. This can be done in that the pressure sensor 185 and the temperature sensor 54 have pressure- or temperature-dependent resistance and the resistance at terminal b according to FIG. 4 determines the pulse duty factor with which the comparator 66 controls the solenoid valve 38.
  • FIG. 5 shows an embodiment of the injection device, which combines features of the embodiment according to FIG. 2 with those of FIG. 3:
  • the warm-up control valve 46 is not provided with a working cylinder 95 (FIG. 2) here, but instead a pressure sensor 190 is located in the feed line 47, which measures the control pressure prevailing in the feed line 47 and, in its closed state below a predetermined control pressure, the control device 39 via the arranged on the intake manifold pressure sensor 185 to ground, with the effect that the control unit 39 switches to a constant duty cycle similar to the embodiment of FIG. 3.
  • the pressure sensor 190 is closed, so that the control device 39 controls the solenoid valve 38 with a constant pulse duty factor as long as the pressure sensor 185 is closed, ie there is a pressure in the intake manifold in area I according to FIG. 1. Will this print area leave, for example, that no gas is given and the engine runs stable at idle, the control unit 39 goes to control, ie controls the duty cycle of the solenoid valve 38 according to the exhaust gas composition. As soon as the predetermined control pressure in the intake manifold is exceeded, the pressure sensor 190 opens, as a result of which the control device also switches to regulating operation.
  • a pressure sensor 185 with a continuous signal transition can be used, so that the pulse duty factor at the output of the control unit changes continuously in accordance with the change in the intake manifold pressure during the transition from area I to area II according to FIG. 1.

Landscapes

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Abstract

Es wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine beschrieben, welche der von der Brennkraftmaschine durch das Saugrohr (1) angesaugten, von einer Drosselklappe (7) gesteuerten Frischluft Kraftstoff in einem vorbestimmten Mengenverhältnis zumißt. Die Einspritzvorrichtung enthält eine Anreicherungseinrichtung (46), welche im nicht betriebswarmen Zustand der Brennkraftmaschine die der Frischluft zugesetzte Kraftstoffmenge erhöht. Zusätzlich ist ein Druckfühler (85) zum Messen des im Saugrohr herrschenden Druckes vorgesehen. Dieser Druckfühler (85) setzt erfindungsgemäß die Anreicherungseinrichtung (46) außer Wirkung, sobald im Saugrohr ein bestimmter Unterdruck erreicht wird, der dem normalen Leerlauf der Brennkraftmaschine entspricht. Damit wird erreicht, daß die Brennkraftmaschine im Leerlauf immer, wenn sie es verträgt, mit magerem Gemisch betrieben wird, was den Verbrauch vermindert und die Abgasqualität verbessert. Sobald Gas gegeben wird, bricht der Unterdruck teilweise zusammen und die Anreicherungseinrichtung tritt in Funktion, sofern die Brennkraftmaschine noch nicht ihren betriebswarmen Zustand erreicht hat.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine.
  • Aus dem Kraftfahrtechnischen Taschenbuch der Robert Bosch GmbH, 18. Auflage, Seiten 274 - 288, sind verschiedene gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtungen bekannt. Diesen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen ist gemein, daß sie im noch nicht betriebswarmen Zustand der Brennkraftmaschinen das den einzelnen Kolben/ Zylindereinheiten zugeführte Luft/Kraftstoffgemisch anfetten, damit Zündaussetzer vermieden werden und ein einwandfreier Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet ist. Die Anreicherungseinrichtung arbeitet in Abhängigkeit von einem Temperaturfühler, welcher die Temperatur der Brennkraftmaschine an einer relevanten Stelle, beispielsweise die Kühlwassertemperatur, mißt, und/ oder in Abhängigkeit von der elektrischen Beheizung eines Bime- tallelements.
  • Eine Eigenart der bekannten Anreicherungseinrichtungen liegt darin, daß sie weitgehend unabhängig vom jeweiligen Lastzustand der Brennkraftmaschine erfolgen und die Verhältnisse im Saugrohr selbst, die für die Gemischaufbereitung entscheidend sind, kaum berücksichtigt werden. So kann es beispielsweise vorkommen, daß eine kalt gestartete Brennkraftmaschine bereits ihre normale Leerlaufdrehzahl erreicht hat, das Gemisch aber dennoch weiterhin angefettet wird, was nachteilige Folgen für die Abgaszusammensetzung hat. Wird die Anreicherungseinrichtung so abgestimmt, da3 solche Leerlaufzustände vermieden werden, besteht die Gefahr, daß das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch zu einer schlechten Gasannahme der Brennkraftmaschine führt, d.h. für eiren plötzlichen Übergang von Leerlauf auf Last zu mager ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung derart auszubilden, daß das Gemisch jeweils nur so stark angereichert wird, wie es für den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine erforderlich ist.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß sich nach dem Anlassen einer kalten Brennkraftmaschine der Saugrohrunterdruck mit zunehmender Temperatur zunehmend aufbaut. Bei kaltem Motor dauert dies länger als bei warmem Motor. Wenn ein bestimmter Unterdruck erreicht ist, ist dies ein Zeichen dafür, daß die Brennkraftmaschine einen stabilen Leerlauf hat, d.h. daß eine Abmagerung des Gemisches ohne Gefährdung des einwandfreien Leerlaufes möglich ist. Entsprechend erzeugt erfindungsgemäß der Druckfühler, welcher bei bekannten, gattungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen bei Vollast, d.h. sehr geringem Saugrohrunterdruck, ein Signal zur Anfettung des Gemisches erzeugt, bei einem einem stabilen Leerlauf entsprechenden Saugrohrunterdruck ein Signal, das die über die Anreicherungseinrichtung erfolgende Anfettung außer Wirkung setzt. Die Brennkraftmaschine läuft dann mit magerem Leerlauf, was zu geringem Verbrauch und guter Abgasqualität führt. So-bald Gas gegeben wird, bricht der Unterdruck teilweise zusam- men und es tritt die Anreicherungseinrichtung, sofern die Brennkraftmaschine noch nicht ihren betriebswarmen Zustand erreicht hat, wieder in Wirkung und fettet das.Gemisch an, wodurch gewährleistet ist, daß die Brennkraftmaschine einwandfrei Gas annimmt.
  • Die Ansprüche 2 bis 4 kennzeichnen Ausführungsformen der erfin- dungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wobei sich die Ausführungsformen gemäß den Ansprüchen 3 und 4 besonders zur Verwendung mit sogenannter Lambda-Regelung eignen, bei der die Gemischzusammensetzung entsprechend dem Sauerstoffgehalt des Abgases gesteuert wird.
  • Mit der Erfindung wird in der Warmlaufphase nicht nur Kraftstoff gespart, sondern auch der Schadstoffgehalt der Abgase deutlich vermindert.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
  • Es stellen dar:
    • Fig. 1 ein Diagramm zur Darstellung der einzelnen Unterdruckbereiche im Saugrohr,
    • Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung,
    • Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung und
    • Fig. 4 ein Blockschaltbild für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Fig. 3.
  • Fig. 1 zeigt drei Bereiche I, II und III des Saugrohrdrucks, wobei der Unterdruck von links nach rechts zunimmt. Der Bereich I kennzeichnet den Bereich, in dem der Saugrohrdruck beim Anlassen (geöffnete Drosselklappe) und Beschleunigen liegt. Der Bereich II gibt den Leerlaufbereich bei betriebswarmer Brennkraftmaschine und den Teillastbereich (Konstantfahrtbereich) an, der Bereich III entspricht dem Schubbetrieb der Brennkraftmaschine.
  • Der Punkt B, der den Übergang vom Bereich I in den Bereich II angibt, entspricht demjenigen Saugrohrdruck, bei welchem sich der Leerlauf der zunächst langsam drehenden kalten Brennkraftmaschine (Unterdruck im Bereich I) stabilisiert. Bei Saugrohrunterdrucken, gemäß Fig. 1 rechts von B ist eine besondere iKaltlaufanfettung des Gemisches im Leerlauf nicht erforderlich. Der Punkt B entspricht einem Unterdruck von beispielsweise 0,3 bar.
  • Fig. 2 zeigt einen Saugrohrabschnitt 1 mit einem konischen Abschnitt 2, durch den Verbrennungsluft in Pfeilrichtung zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine strömt und dabei ein Meßorgan 3 betätigt. 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 annähernd linearer Abhängigkeit von der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt.
  • Das Meßorgan 3 steuert unmittelbar ein Zumeßventil 10. Zur Übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans 3 dient ein Hebel 11, der um einen Drehpunkt 12schwenkbar 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 stehenden Kraftstoff beaufschlagt, wobei der Steuerdruck die Rückstellkraft auf das Meßorgan 3 hervorruft.
  • Die Kraftstoffversorgung erfolgt über eine aus einem Kraftstoffbehälter 19 fördernde Kraftstoffpumpe 20, die den Kraftstoff über eine Kraftstoffversorgungsleitung 21 dem Zumeßventil 10 zuführt. Von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 zweigt eine Leitung 22 ab, die über ein Druckbegrenzungsventil 23 in den Kraftstoffbehälter 19 führt.
  • Aus der Kraftstoffversorgungsleitung 21 gelangt der Kraftstoff 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 von 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 einem durch eine Feder 32 bestimmten Wert hält, welche die Membran 29 vom Einlaß abhebt. Die Unterkammern 28 bzw. der Ringkanal 26 sind mit einer zentralen Bohrung 34 des Zumeßventils 10 verbunden, in der der 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. 2 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.
  • Der auf den Steuerschieber 14 wirkende Steuerdruck 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 veränderbar, 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 von der Feder 50 abhebt.
  • Die bisher beschriebene Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist an sich bekannt und wird daher in ihrer Funktion nicht näher erläutert.
  • Zusätzlich ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Druckfühler 85 versehen, welcher den Druck im Saugrohr mißt und im Bereich I gemäß Fig. 1 geschlossen ist. Im geschlossenen Zustand des Druckfühlers 85 wird eine an einer Leitung 83 liegende Spannung über eine Leitung 87 an ein Ventil 89 gelegt, welches in der Zuleitung 47 angeordnet ist. Im betätigten Zustand des Ventils 89 wird eine Leitung 91 geöffnet, welche in einem Druckraum 94 eines Arbeitszylinders 95 führt, in dem gegen die Kraft einer Feder 97 ein Kolben arbeitet, dessen Schaft 99 bei unter Druck stehendem Druckraum 93 das Bimetallglied 51 von der Feder 50 abhebt. Vom Druckraum 93 führt eine Rückleitung 101 mit einer Drossel 103 zum Kraftstoffbehälter 19.
  • Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß bei geschlossenem Druckschalter 85 das Bimetallglied 51 und damit dei Funktion des Warmlaufsteuerventils 46 außer Betrieb gesetzt ist. Wenn der Druckfühler 85 bei einem Unterdruck schließt, welcher größer als der durch B markierte Wert gemäß Fig. 1 ist, im Bereich II also geschlossen ist, wird mit der beschriebenen Anordnung erreicht, daß im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine bei genügend großem Unterdruck das Warmlaufsteuerventil 46 außer Funktion gesetzt ist, wohingegen es wieder in Funktion tritt, sobald die Drosselklappe 7 betätigt wird, die Brennkraftmaschine also nicht mehr im Leerlauf läuft.
  • Es versteht sich, daß der Druckfühler 85 auch derart gebaut sein kann, daß er das Ventil 89 über ein Druckintervall zunehmend öffnet, so daß die Gemischanfettung nicht "digital", sondern entsprechend dem jeweiligen Saugrohrdruck beeinflußt wird.
  • Im Bereich II der Fig. 1 kann ein weiterer Druckschalter schließen, welcher eine Schubabschaltung oder -Abmagerung herbeiführt.
  • Die Ausführungsform der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Fig. 3 entspricht in ihrer grundsätzlichen Anordnung der der Fig. 2. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 fehlt jedoch das Warmlaufsteuerventil 46. Die Steuerdruckleitung 43 ist über eine Rückleitung 43a unmittelbar mit dem Kraftstoffbehälter 19 verbunden.
  • Desweiteren ist die Kraftstoffversorgungsleitung 21 über eine Leitung 33 unmittelbar mit dem den Steuerschieber 14 umgebenden Ringraum 35 verbunden. Der Ringkanal 26 ist über eine gesonderte Leitung 25, in der eine Drossel 24 sitzt, mit der Kraftstoffversorgungsleitung 21 verbunden. 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 Taktverhältnis oder mit einem Tastverhältnis ansteuerbar ist, welches von der Sauerstoffkonzentration abhängt, welche eine Sauerstoffmeßsonde 40 in einem Abgasrohr 41 der Brennkraftmaschine feststellt.
  • Insoweit ist auch diese Ausführungsform der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in herkömmlicher Weise aufgebaut, so daß ihre Funktion nicht im einzelnen beschrieben wird. Die Steuerung der Ge-. mischzusammensetzung erfolgt bei dieser Ausführungsform über das Tastverhältnis des Magnetventils 38, wobei das Gemisch bei zunehmender relativer öffnungszeit des Magnetventils fetter und bei abnehmender relativer Öffnungszeit magerer wird.
  • Zur Anfettung des Gemisches bei noch nicht betriebswarmer Brennkraftmaschine ist in ebenfalls bekannter Weise, wie beispielsweise in der DE-OS 24 23 110 beschrieben, ein Temperaturfühler 54 vorgesehen, welcher bei einer unter einem vorbestimmten Wert liegender Temperatur im Saugrohr oder Kühlwasser schließt und dadurch den Betrieb des Steuergerätes 39 derart einschließt, daß dieses das Magnetventil 38 nicht mehr mit einem von der Sauerstoffkonzentration im Abgas abhängigen Tastverhältnis, sondern mit einem konstanten Tastverhältnis ansteuert, welches einer fetten Gemischzusammensetzung entspricht.
  • Der Temperaturfühler 54 ist nicht, wie an sich bekannt, unmittelbar mit Masse verbunden, sondern über einen Druckfühler 185, welcher bei einem Unterdruck größer als B gemäß Fig. 1 öffnet und den Temperaturfühler 54 dadurch unwirksam macht. Damit wird erreicht, daß eine Gemischanreicherung bei noch nicht betriebswarmen Motor nur im Unterdruckbereich I erfolgt, also bei unbefriedigendem Leerlauf oder bei betätigtem Gaspedal. Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der Anordnung gemäß Fig. 3.
  • Die Sauerstoffmeßsonde 40 ist mit einem Eingang eines Komparators 60 verbunden, an dessen anderem Eingang eine einstellbare Spannungsquelle 62 liegt. Der Ausgang des Komparators 60 ist mit einem Integrator 64 verbunden, dessen Ausgang einem Eingang a eines weiteren Komparators 66 zugeführt ist. Ein weiterer Eingang e des Komparators 66 ist mit einem Sägezahngenerator 68 verbunden. An einem zusätzlichen Eingang b des Komparators 66 liegt der Temperaturfühler 54 und in Reihe mit diesem der Druckfühler 185. Der Ausgang des Komparators 66 ist über eine Endstufe 78 mit dem Magnetventil 38 verbunden.
  • Die Funktion der Anordnung ist folgende:
  • Wenn der Eingang b von Masse getrennt ist, ist der Eingang a wirksam und der Komparator 66 steuert das Magnetventil 38 mit einem Taktverhältnis an, welches durch die Ausgangsspannung des Integrators 64 relativ zu der des Sägezahngenerators 68 gegeben ist. Dieses Taktverhältnis hängt somit von der Ausgangsspannung der Sauerstoffmeßsonde 40 und damit der Zusammensetzung des Abgases ab.
  • Sobald der Temperaturfühler 54 und der Druckfühler geschlossen sind, also bei unter der Betriebstemperatur steigender Temperatur der Brennkraftmaschine und bei einem Saugrohrdruck im Bereich I gemäß Fig. 1 wird der Eingang a unwirksam und der Komparator 66 steuert das Magnetventil 38 mit einem konstanten, einem fetten Gemisch entsprechenden Tastverhältnis an. Sobald Gas gegeben wird und/oder die Betriebstemperatur den Sollwert erreicht, hört die Anfettung auf und wird der Eingang a wieder wirksam.
  • Es versteht sich, daß der Temperaturfühler 54 mit dem Steuergerät 39 derart zusammenwirken kann, daß sich das vom Temperaturfühler 54 unterhalb der vorbestimmten Temperatur bestimmte Tastverhältnis kontinuierlich mit der Temperatur ändert, d.h. mit abnehmender Temperatur einem fetteren Gemisch entspricht. Auch/oder der Druckfühler 185 kann derart gebaut sein, daß er die Funktion des Steuergerätes nicht abrupt von "Steuern" auf "Regeln" umstellt, sondern das Tastverhältnis stetig entsprechend der Abweichung des vorhandenen Saugrohrdrucks von einem "Schaltdruck" (z.B. Druck B gemäß Fig. 1) verändert. Dies kann dadurch geschehen, daß der Druckfühler 185 und der Temperaturfühler 54 druck- bzw. temperaturabhängigen Widerstand haben und der an der Klemme b gemäß Fig. 4 liegende Widerstand das Tastverhältnis bestimmt, mit dem der Komparator 66 das Magnetventil 38 steuert.
  • Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Einspritzvorrichtung, welche Merkmale der Ausführungsform gemäß Fig. 2 mit denen der Fig. 3 vereint:
  • Das Warmlaufsteuerventil 46 ist hier nicht mit einem Arbeitszylinder 95 (Fig. 2) versehen, sondern in der Zuleitung 47 sitzt ein Druckfühler 190, welcher den in der Zuleitung 47 herrschenden Steuerdruck mißt und in seinem unterhalb eines vorbestimmten Steuerdrucks geschlossenen Zustand das Steuergerät 39 über den am Saugrohr angeordneten Druckfühler 185 an Masse legt, mit der Wirkung, daß das Steuergerät 39 ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 auf ein konstantes Tastverhältnis schaltet.
  • Die Funktion der Anordnung gemäß Fig. 5 ist folgende:
  • Unterhalb eines vorbestimmten Steuerdruckes ist der Druckfühler 190 geschlossen, so daß das Steuergerät 39 das Magnetventil 38 mit einem konstanten Tastverhältnis ansteuert, solange der Druckfühler 185 geschlossen ist, d.h. im Saugrohr ein Druck im Bereich I gemäß Fig. 1 herrscht. Wird dieser Druckbereich verlassen, beispielsweise dadurch, daß kein Gas gegeben wird und die Brennkraftmaschine im Leerlauf stabil läuft, so geht das Steuergerät 39 auf Regelung über, d.h. steuert das Tastverhältnis des Magnetventils 38 entsprechend der Abgaszusammensetzung. Sobald der vorbestimmte Steuerdruck im Saugrohr überschritten wird, öffnet der Druckfühler 190, wodurch das Steuergerät ebenfalls auf regelnden Betrieb übergeht.
  • Es versteht sich, daß auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ein Druckfühler 185 mit einem stetigen Signalübergang verwendet werden kann, so daß sich das Tastverhältnis am Ausgang des Steuergerätes stetig entsprechend der Änderung des Saugrohrdruckes beim Übergang vom Bereich I in den Bereich II gemäß Fig. 1 ändert.

Claims (4)

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, welche der von der Brennkraftmaschine durch das Saugrohr angesaugten, von einer Drosselklappe gesteuerten Frischluft Kraftstoff in einem vorbestimmten Mengenverhältnis zumißt, mit einer Anreicherungseinrichtung, welche im nicht betriebswarmen Zustand der Brennkraftmaschine die der Frischluft zugesetzte Kraftstoffmenge erhöht, und mit einem Druckfühler, welcher den im Saugrohr herrschenden Druck mißt, dadurch gekennzeichnet , daß der Druckfühler (85; 185) bei einem vorgegebenen, einem normalen Leerlauf der Brennkraftmaschine entsprechenden Saugrohrdruck anspricht und die Anreicherungseinrichtung (46; 38, 39, 54) oberhalb dieses Saugrohrdruckes außer Wirkung setzt.
2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, mit einer in einer Kraftstoffversorgungsleitung einen Systemdruck aufbauenden Kraftstoffpumpe, einem Meßorgan zur Messung des Durchsatzes der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft, einem vom Meßorgan betätigten, der Kraftstoffversorgungsleitung nachgeschalteten Steuerschieber, welcher einem Kraftstoffeinspritzventil einen dem Luftdurchsatz proportionalen Kraftstoffdurchsatz zumißt und gegen einen Steuerdruck arbeitet, der mittels eines die Anreicherungseinrichtung bildenden Warmlaufsteuerventils in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine absenkbar ist, welches Warmlaufsteuerventil im betriebswarmen Zustand der Brennkraftmaschine eine definierte Abströmöffnung bildet, dadurch gekenn-zeichnet , daß der Druckfühler (85) mit einem Ven- til (89) verbunden ist. welches in seinem vom Druckfühler (85) angesteuerten Zustand einen Zustand des Warmlaufsteuerventils (86) herbeiführt, der dem betriebswarmen Zustand entspricht.
3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 mit einer in einer Kraftstoffversorgungsleitung einen Systemdruck aufbauenden Kraftstoffpumpe, einem Meßorgan zur Messung des Durchsatzes der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft, einem vom Meßorgan betätigten, der Kraftstoffversorgungsleitung nachgeschalteten Steuerschieber, welcher einem Kraftstoffeinspritzventil einen dem Luftdurchsatz proportionalen Kraftstoffdurchsatz zumißt, und mit einem Magnetventil, welches von einem Steuergerät angesteuert den am Steuerschieber wirksamen Druck entsprechend einem von einem Temperaturfühler erzeugten Temperatursignal unterhalb einer vorbestimmten Temperatur in Richtung einer Gemischanfettung verändert, dadurch gekennzeichnet , daß eine Druckfühler (85) enthaltende Schaltung vorgesehen ist, welche oberhalb des vorgegebenen Saugrohrdruckes die vom Temperatursignal hervorgerufene Gemischanfettung aufhebt.
4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, mit einer in einer Kraftstoffversorgungsleitung einen Systemdruck aufbauenden Kraftstoffpumpe, einem Meßorgan zur Messung des Durchsatzes der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft, einem vom Meßorgan betätigten, der Kraftstoffversorgungsleitung nachgeschalteten Steuerschieber, welcher einem Kraftstoffeinspritzventil einen dem Luftdurchsatz proportionalen Kraftstoffdurchsatz zumißt und gegen einen Steuerdruck arbeitet, und mit einem Magnetventil, welches von einem Steuergerät angesteuert den am Steuerschieber wirksamen Druck oberhalb eines vorbestimmten Steuerdruckes im Sinne einer konstanten Abgaszusammensetzung steuert, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuergerät (39) mit einem Druckfühler (190) für den Steuerdruck und dem Druckfühler (185) für den Saugrohrdruck verbunden ist und das Magnetventil (38) unterhalb des vorbestimmten Steuerdruckes und bei einem oberhalb des vorgegebenen, einem normalen Leerlauf der Brennkraftmaschine entsprechenden Saugrohrdruck in von der Abgaszusammensetzung unabhängiger Weise ansteuert.
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