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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR CONTINUOUS FUEL INJECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1986/000669
Kind Code:
A1
Abstract:
Device for continuous fuel injection into the intake manifold of a multicylinder and mixture-compressed internal combustion engine, with an air pump (9) for the transport of a carrier air stream deviating from the intake manifold (2) and with a fuel pump (4) transporting the fuel from a fuel reserve container (3) to a dosing device (7) adding the fuel as a function of the operation state of the internal combustion engine (1) to the carrier air stream. In order to determine the most regular and accurate dosing of fuel for the various cylinders of the internal combustion engine, means are conveniently provided to distribute the carrier air to the carrier air injection lines (29) individually affected to the different cylinders of the internal combustion engine. Furthermore, the dosing device is comprised of spray lines (36) individually associated to the carrier air injection lines (29) by means of an injection valve (7) and opening therein.

Inventors:
HOFBAUER PETER (DE)
SANDHAGEN JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP1985/000334
Publication Date:
January 30, 1986
Filing Date:
July 08, 1985
Export Citation:
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Assignee:
VOLKSWAGENWERK AG (DE)
International Classes:
F02M51/02; F02M69/08; (IPC1-7): F02M69/08
Foreign References:
DE2900691A11980-07-24
FR1456347A1966-10-21
US4519370A1985-05-28
DE314252C
GB862718A1961-03-15
DE2033051A11972-01-05
FR12316E1910-08-29
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Claims:
1. ? A N S P R Ü C H E Einrichtung zur kontinuierlichen Einspritzung von Kraftstoff in die Ansaugleitung einεr mehrzylindrigen, gemischverdichten den Brenπkraftmaschiπε mit einer einen von der Ansaugleitung abzweigenden Trage luftstrom fördernden Luftpumpe und mit einer Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoff aus einem Kraftstoff orrats behälter zu einer den Kraftstoff in Abhängigkeit vom Betriebs¬ zustand der Brennkraftmaschine dem Trägerluftstrom zumessenden Dosiervorrichtung fördert, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Aufteilung des Trägerluftstroms auf den einzelnen Zylin¬ dern der Brεππkraftmaschine getrennt zugeordnete Trägerluft Einspritzleituπgen (29) vorgesεhen sind, und daß die Dosier vorrichtuπg durch ein Einspritzventil (7) mit den Trägerluft Einspritzleituπgen (29) jeweils getrennt zugeordneten und in diese einmündenden Abspritzöffnuπgen (36) gebildet ist Einspritzeinrichtuπg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Druckseitε der Luftpumpe (9) verbundener Träger luftsammelraum (27) vorgesehεπ ist, von dem eine der Zahl der Zylinder der Brennkraftmaschine (1) entsprechende Anzahl von TrägerluftEinspritzleituπgen (29) abzweigt. * .
2. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die TrägerluftEinspritzlεitungεn (29) glεichmäßig übεr dεn Umfang dεs ringförmig ausgεbildεtεn Trägεrluftsammelraums (27) abzweigen.
3. Einspritzεiπrichtung nach einem der Ansprüchε 1 bis 3, dadurch gεkεnnzεichnεt, daß diε Abspritzöffnungεn (36) dεs Einspritz vεntils (7) jεwεils an im Quεrschπitt düsεnartig vεrengten Bεrεichen (28) der T ägεrluftEinspritzlεitungεn (29) einmünden.
4. Eiπspritzeinrichtuπg nach εinεm dεr Ansprüchε 1 bis 4, dadurch gεkεnnzεichnεt, daß diε Abspritzöffnungεn (36) des Einspritz¬ ventils (7) auf die abströmseitigeπ Enden der TrägεrluftEiπ spritzleitungen (29) ausgεrichtεt sind.
Description:
Einrichtung zur kontinuierlichen Kraftstoffeinspritzung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur kontinuierlichen Einspritzung von Kraftstoff in die Ansaugleitung einer mehrzyliπ- drigen, gemischverdichtenden Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei derartigen, beispielsweise aus der DE-OS 29 20.636 und 3222 000 bekannten Kraftstoffeiπspritzeinrichtungen wird der Kraftstoff mittels einer von einem Steuergerät gesteuerten Einspritzdüse in einen von der Ansaugleitung abgezweigten Trägerluftstrom zugemessen, bevor das auf diese Weise gebildete und anschließend auf die ein¬ zelnen Zylinder der Breπnkraftmaschine zugeteilte Gemisch aus Kraft- Stoff und Stützluft in die Ansaugleitung der Brenπkraftmaschine, und zwar in die den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Saugrohre kurz vor deren Einlaßventile, eingespritzt wird. Der Vorteil einer solchen Eiπspritzeiπrichtung besteht darin, daß zur Einspritzung des unter Druck stehenden Kraftstoff-Luft- Gemischesin die Saugrohre keine Einspritzdüsen wie bei herkömmlichen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen benötigt werden, da das unter Druck stehende Gemisch auch bei kleinen Mengen mit dem Eintritt in die Saugrohre expandiert und dabei fein verteilt und versprüht wird. Dieser günstige Aufbereituπgseffekt wird zudem durch die

bei der Expansion des Kraftstoff-Luft-Gemisches auftretende teil¬ weise Kraftstoff erdampfung noch weiter verbessert.

Schwierigkeiten entstehen nun bei diesen bekannten Kraftstoffeiπ- spritzeiπrichtungen dadurch, daß das durch die Einspritzung des Kraftstoffes in den Trägerluftstrom aus einer zentralen Kraftstoff- einspritzdüsε gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch vor der Zuführung in die einzelnen Saugrohre auf die einzelnen Zylinder aufgeteilt werden muß. Dabei ergibt sich eine besondere Problematik dadurch, daß es sich bei dem aufzuteilenden Gemisch um ein Zweiphasengemisch von flüssigem Kraftstoff und gasförmiger Luft handelt, das zum Zwecke einer wirkungsgradgüπstigeπ und abgasarmen Verbrennung in den Zylindern der Brennkraftmaschiπe möglichst gleichmäßig und exakt, insbesondere im Hinblick auf die flüssige Phase zu verteilen ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung der im Oberbegriff des Patent¬ anspruchs angegebenen Art zu schaffen, bei der die Probleme einer gleichmäßigen Zuteilung des Kraftstoffes auf die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschiπe auf einfache und wenig aufwendige Weise gelöst werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß den Merkmalen des Patent¬ anspruchs 1.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter- aπsprücheπ aufgeführt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge¬ stellt, das im folgenden näher erläutert wird. Dabei zeigen

Figur 1 ein schematisches Schaltbild einer erfiπduπgs- gemäßeπ Kraftstoffeinspritzeinrichtung und Figur 2 eine Darstellung der Dosiervorrichtung in vergrö- ßertem Maßstab.

In ' dem in der Figur 1 der Zeichnung gezeigten Schaltbild der Kraft¬ stoffeinspritzeinrichtung ist mit 1 ein Teil einer herkömmlichen gemischverdichtenden Breπnkraftmaschiπe und mit 2 ein zu dieser Brennkraftmaschine führendes Ansaugleitungssystem bezeichnet, das 5 einen Ansaugverteiler 2a und eine Anzahl von den einzelnen Zylin¬ dern der Breπnkraftmaschine 1 zugeordneten Ansaugrohren 2b aufweist.

Mit 9 ist eine Luftpumpe und mit 4 eine Kraftstoffpumpe angegeben, dieentweder getrennt angetrieben oder auch mit einem diesen beiden 10 Pumpen zugeordneten gemeinsamen, beispielsweise durch einen Elektro¬ motor gebildeten, Antriebsmotor zu einer Baueinheit zusammengefaßt sein können.

Die Kraftstoffpumpe 4 saugt dabei Kraftstoff aus einem Kraftstoff¬ vorratsbehälter 3 an und fördert diesen über eine Kraftstoffleitung 5 24, in der ein Kraftstoffilter 5 angeordnet ist, zu einer durch ein Einspritzventil 7 gebildeten Kraftstoffdosiervorrichtung, die entsprechend den Signalen eines Steuergeräts 10 eine dem jeweiligen Betriebszustaπd der Brennkraftmaschine zugeordnete Kraftstoffmenge abgibt. Der Kraftstoff wird in einer Gemischbildungs- und -verteil-

20 Vorrichtung 8 in einen Trägerluftstrom eingespritzt, der über eine Leitung 21 von der Luftpumpe 9 geliefert wird, die saugseitig mit dem Ansaugleitungssystem 2 der Brennkraftmaschiπe 1 verbunden ist. Der zur Förderung des über das Einspritzventil 7 zugemessenen Kraft¬ stoffes in die Zylinder der Breππkraftmaschine verwendete Träger-

25 luftstrom wird also von dem von der Brennkraftmaschiπe 1 angesaugten Luftstrom abgezweigt.

Dabei erfolgt die Zumessung des Kraftstoffes jeweils getrennt in zuvor auf die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine aufgeteilte Teil-Trägerluftströme, die dann über einzelne Einspritzleituπgen

30 23 zu den den Zylindern der Breπnkraftmaschine 1 jeweils zugeordneten Ansaugrohren 2b transportiert werden. Das durch die Einspritzlei¬ tungen 23 geförderte Gemisch wird schließlich kontinuierlich in der Nähe der Einlaßventile der Brenπkraftschiπe 1 eingespritzt und bei geöffneten Einlaßventilen mit dem Hauptluftstrom in die

35 Brennräume gebracht.

Mit 22 ist in der Figur 1 der Zeichnung eine von der druckseitigen Förderluftleitung 21 abzweigende Zweigleitung angedeutet, die an einen den Druck in der Kraftstoffleitung 24 bestimmenden Kraftstoff- Druckregler 6 angeschlossen ist, der überschüssigen Kraftstoff über eine Rücklaufleitung in den Kraftstoffvorratsbehälter 3 leitet.

Das mit 10 bezeichnete Steuergerät steuert das die Kraftstoffdo- sieruπg bewirkende Einspritzveπtil 7 u.a. in Abhängigkeit von der von der Brenπkraftmaschine 1 angesaugten Luftmenge, wozu ein mit 14 bezeichneter Luftmengenmesser in dem Aπsaugleitungssystεm 2 vorgesehen ist, sowie auch in Abhängigkeit von der Temperatur und der Drehzahl der Brennkraftmaschine,wozu entsprechende ι Geber in Form eines an dem Zylinderblock der Brennkraftmaschiπe 1 angeordneten Temperaturfühlers- 11 und eines mit 13 bezeichneten Zündverteilers angedeutet sind.

Mit 15 ist ein die Ansauglufttemperatur ermittelnder Geber vorge¬ sehen, der ebenso mit dem Steuergerät zur Signalabgabe verbunden ist, wie ein die Stellung der Drosselklappe 17 erfassender Drossel¬ klappenschalter 12.

Mit 20 ist noch ein in dem Ansaugleituπgssystεm 2 angeordneter Zusatzluftschieber bezeichnet, der zur Korrektur der insbesondere im Warmlauf zugeführteπ Luftmenge unter Umgehung der mit 17 ange¬ deuteten Drosselklappe dient, während 25 eine Leerlaufdrehzahl-Eiπ- stεllschraube und 26 eine Leεrlaufgεmisch-Eiπstellschraube darstel¬ len. Mit 18 ist schließlich ein ZündStartschalter und mit 19 eine Batterie zur elεktrischεπ Stromvεrsorguπg angegeben, die beispiels- weise durch die hεrkömmliche Bordπetzbatterie eines Fahrzeugs ge¬ bildet sein kann, währεnd 16 εinε Rεlaiskombiπation bezeichnet, über die beim Betätigen des Züπd-Start-Schalters 18 diε Kraftstoff- pu pε 4 und die Luftpumpe 9 zugeschaltet werden.

in der Figur 2 ist die Gemischbildungs- und -Verteilvorrichtung 8 in vergrößεrtem Maßstab dargestellt mit einem Einspritzventil 7, das den Kraftstoff nicht zentral in eine allen Eiπspritzleitungen 23 gemεinsamε Trägεrluftleitung, sondern getrennt in einzεlne,

jeweils mit einer Einspritzleitung 23 verbundene und damit jeweils einem Zylinder der Brennkraftmaschiπe zugeordnete Trägerluft-Ein¬ spritzleitungen 29 einspritzt. Die Aufteilung der über die Lei¬ tung 21 zugeführten Trägerluft auf die einzelnen Trägerluft-Ein- spritzleitungen 29 erfolgt hier in einem ringförmig ausgebildeten und konzentrisch zu dem Einspritzventil 7 angeordnetεπ Trägerluft- Sammelraum 27, in den die von der Luftpumpe 9 kommende Trägerluft¬ leitung 21 einmündet und von dem die Trägerluft-Eiπspritzleitungen 29 gleichmäßig über den Umfang verteilt abgehen.

Wie weiter aus dem in der Figur 2 gezeigten Ausführuπgsbeispiel hervorgeht, weist" das Einspritzventil 7 ein in einem Veπtilgehäuse 34 gehaltenes Kopfteil 33 mit einem durch hier nicht gεzeigte, beispiεlsweise elektromagπεtische Mittel betätigbarεπ Ventilkör¬ per 35 auf. In dem Kopfteil 33 des Einspritzveπtils 7 sind hier die getrennt zu den einzelnen Zylindern der Brenπkraftmaschine führenden Trägerluft-Einspritzleituπgeπ 29 sowie diesen zugeordne¬ te und jeweils in diese einmündende Abspritzöffnungen 36 eingear¬ beitet, über die der Kraftstoff in jeweils den einzelnen Zylindern zugeordneten Mengen zugeführt wird.

Dabei können die Abspritzöffnungeπ 36 an solchen Stellen in die Trägerluft-Einspritzleitungen 29 einmünden, an denen diese eine düseπartige Verengung 28 aufweisen. Die Zuführung des Kraftstoffes an solchen Querschnittsverengungen der Trägerluftleitung hat den Vorteil, daß durch die an diesen Stellen auftretende höhere Luft- Strömungsgeschwindigkeit das für die Abspritzung des Kraftstoffes erforderliche und von der Kraftstoffpumpe aufzubringende Druckniveau reduziert werden kann (Injektorwirkung).

Darüberhiπaus ist es zweckmäßig, wenn die Abspritzöffnuπgen 36 so ausgεrichtεt sind, daß sie den Kraftstoff in Luftströmuπgsrich- tuπg, also in Richtung auf die stromabwärtigen Endεn der Träger- luft-Einspritzleituπgen 29 einspritzen. Auf diese Weisε wird ein schnellerer Kraftstofftransport auch bei ungünstigen Betriebsbedin¬ gungen sichergεstεllt und verhindert, daß der Kraftstoff entgegen

der Luftströmuπgsrichtuπg in den Trägerluftsammelraum zurückströ¬ men und dort für eine ungleichmäßigε Kraftstoffverteilung in den eiπzεlnεπ Zylindεrn dεr Brεnnkraftmaschiπε sorgen kann.

In der Figur 2 der Zεichnung sind mit 30 und 31 noch getrennte Gehäusεteile der Gemischbildungs- und -Verteilvorrichtung 8 ange¬ deutet, die unter Zwischeπlagε von Dichtriήgen 32 und 37 uπterεin- andεr bzw. mit dem Eiπspritzventil 7 vεrbundεn sind.

Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht gegεnübεr dεπ bishεr bekannten Kraftstoffeiπspritzεinrichtungεn dεr im Ober- begriff des Patentanspruchs 1 genannten Art darin, daß hier der Kraftstoff nicht zentral an einer Stelle in die Trägerluft zuge¬ führt und anschließend eine Aufteilung des Trägerluft-Kraftstoff- Gεmischεs auf die einzelnen Zylinder vorgenommεn wird, sondεrπ daß hier zunächst nur die Trägerluft auf die einzelnεn Zylinder aufgeteilt und anschließend der εbεnfalls gεtrennt auf die einzel¬ nen Zylinder der Brenπkraftmaschinε zugεmεssene Kraftstoff in diesε Trägerluftteilströme durch ein einzigεs Einspritzvεπtil mit einer der Zahl der Zylinder entsprechenden Anzahl von Abspritzöffπungen zugeführt wird. Da die getrεππtε Aufteilung , der einzεlneπ Phasen, nämlich der gasförmigen Phase dεr Trägεrluft und der flüssigen

Phasε dεs Kraftstoffes wesεntlich problemloser erfolgen kann, als eine nach der Vermischung erforderliche Aufteilung εiner Zweiphasεπ- Strömuπg, kann diε Kraftstoffzumεssung hier wesentlich genauer und gleichmäßiger vorgenommen werden. Erforderlich ist allerdings, daß die Abspritzöffπungeπ des Eiπspritzventils so genau ausgebildet werden können, daß aus ihnen jeweils glεichgroßε Kraftstoffmeπgeπ abgegeben werden. Dagegεn ist diε Auftεilung der Trägerluft auf die einzelnen Phasen weniger kritisch, da geringε Diffεrεnzεn in dεn zugεtεilten Mengen keine größeren Auswirkungen auf das Lauf- verhalten der Breππkraftmaschinε haben.