DE1252001B

DE1252001B - Kraftstoffemspntz\ entil fur Vor und Haupteinspritzung

Info

Publication number: DE1252001B
Application number: DENDAT1252001D
Authority: DE
Inventors: Plattenhardt Dipl-Ing Josef Sterner Korb Dipl Ing Helmut Lidtmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Publication date: 1967-10-12

Description

Kraftstoffeinspritzventil für Vor- und Haupteinspritzung #"'-'Friindüna -bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil für Vor- und Haupteinspritzung, dessen Ventilnadel sich unter dem Druck des zugeführten Kraftstoffs entgegen der Kraft einer Schließfeder öffnet. deren Spannung durch einen unter dem Druck des zugeführten Kraftstoffs stehender BelasttinLskolhen änderbar ist, der den Zufuhrkanal für die Haupteinspritzmenge zum Druckraum des Einspritzventils steuert, mit einem ebenfalls unter dem Druck des zugeführten Kraftstoffs stehenden Voreinspritzkolben, der während des ersten Abschnitts des Fördervorgangs eine Voreinspritzmenge zum Druckraum des -Einspritzventils verdrängt und dessen Hub durch einen Anschlag be_'renzt ist, ehe sich anschließend nach weiterem Ansteigen des Kraftstoffdrucks der Belastungskolben bis zu einem Anschlag bewegt und dabei die Spannung der Schließfeder ver!-,rößert und nach weiterem Druckanstieg des zugeführten Kraftstoffs die Ventilnadel für die Haupteinspritzmenge öffnet.
Bei den bekannten Einspritzventilen dieser Art (schweizerische Patentschriften 207 2-l9 und 214 339) stc"tert der Voreinspritzkolben nach Zurücklegung eines bestimmten Weges seines Voreinspritzhubes eine Bohrung auf, über die dann der unter Druck stehende Kraftstoff zu dem Belastungskolben gelangt, der dann seinerseits den Zufuhrkanal für die Haupteinspritzmepge zum Druckraum des Einspritzventils nufsteuert. Da über die vom Voreinspritzkolben Besteuerte Bohrun^ auch die Haupteinspritzinenge strcmt. muß der vom Voreinshritzkolben geöffnete Querschnitt so groß sein, daß diese Nlenge auch bei hoher Drehzahl- ohne größeren Druckverlust durch-#trÖr#.eri kann. Hinzu kommt, daß beispielsweise bei FalirzettL,motor-cri die Voreinspritzmenge > bis 10 mm:' ist, was bei günstiger Auslegung einem Hub des \'oreinspritzkolbens von 1 bis ? mm entspricht. Daraus erLiht sich. daß der \'oreinspritzkolben spätestens nach Zurücklegung des halben Hubes mit dein .Rufsteuern der genannten Bohrung beginnen rnuß. Bei niedriger Drehzahl genügt jedoch ein kleinerer Querschnitt als bei y hoher Drehzahl, wcsli:tlb tler \,'oreinspritzkolben nicht bis zum .-\nschlag verschoben wird, und die Voreinspritzmenge entsprechend kleiner wird als bei hoher Drehzahl.

Ein weiterer Nachteil. der sich besonders bei niederen Drehzahlen auswirkt, ist bei der baulich bedinoten, geringen Oberdeckung der Schieberfliiclien die verli:iltnismäßig große Leckmenge an den Schieberführungen. Hierdurch ,.wird die Voreinspritzmengeweiter verkleinert.

.Auch der ebenfalls baulich bedingte. strÖrnLin,#s-

ungünstige Kraftstofffluß mit mehreren UmlenkunOen

um 90° Lind plötzlichen Ouerschnittsänderun,2en

verursacht Drucl<verlust° und Teniperaturerhöhung .

Die mit der Temperaturerhöhung abnehmende

Zähigkeit des Kraftstoffs vcn:isacht außerdem e`ne

Vergrößerung der Leckmen@@;:.

Fei einer de! bekannten \usführungsar:en ist

zwischen voreinspritzkolhen und dessen Z\linder

ein enger Drosselspalt vorgeselicn. uni dem Bc;-

lastungskelben zu ermöglichen. :n seine Ausgangslage

zu elangen, v:t#.rin nach Beendigung der @insliritzun@7

der' Voreinspritzkolben. seine .Ausgan@Tslage ein-

nehmend, die genannte Bohrun,2 wieder 1-lesclilossen

hat. Bei dieser Ausführungsart !.omnieri die Vor-

stehend genannten Nachteile noch st;irkcr zur Aus-

wirkung,@da auch w'ihrend des @"oreinspritzvor@;angs

über den Drosselspalt Kraftstoff strömt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Rufabe

zugrunde, ein Kraftstoffeinspritzventi1 für Vor- und

Haupteinspritzung ztt bauen, bei dem unahli@in,=i@@

von der Drehzahl die @'oreinspritznie;:`ge möglichst

konstant ist Lind die @-,eti;iniitcti Nachteile \erniictlcn

werden.

Diese Aufi-,abe wird erfinduri@,sgem;iß dadurch

-elöst, daß der zu#:Cfiihrte Krift;toff L1en 1'ore;n-

spritzkolben und den Belastun!g,kolben ungedrossch

ständig be@:ufschla_@t und d;iß die ;\n@=riffsfl<iche Lies

Kraftstoffs an der Ventilnadel bei gcs#:hlosse:icin

Einspritzventil größer ist als die ;\n,ir-iffsfli:clie ;iti

dem Belastungskolben bei @TC chlossenem Zt:ft:lir-

kanal und daß ferner die .-\n@griffsfläche atn

Belastungskolben bei -eüffnetem Ztiftil;rk;lti;tl gliiljtr

ist als die Angriffsflache an der geiirftieteri Ventil-

nadel.

Um während der Voreinspritzung zu verhindern,

daB unter Druck stehender Kraftstoff \ om Druck-

rauen des Einspr-itzvelltils zum Bclastur@@@skoihcn

-clan-t, ist nach einer %@eiterert AusL'estaltung der

Erfindung ini Zufuhrkanal ein Rücksclilzrgventil

angeordnet, das diesen für die Richtung vorn Druck-

raum ztrrn Belastungskolhen sperrt.

Der Kanal zwischen dem Voreinspritzkolben und

dein Druckraum des Einspritzventils ist vorteilhafter-

lvcise nach ieder Haupteinspritzung zu entlasten.

vveshall, genn@ili einer weiteren Atrsbildtrn(-, der

Erfindung` die durch den Vorcinspritzkolben ge-

trenn1en IZ;itrnle durch einen Kanal verbunden sind.

der mittels eines Rückschlagventils in Richtung zum

Druckraum @,cspi:rrt ist, wobei dieser mit- dein

Rückschlaglentil versehen: Kanal vorzu,slveise im

Voreilispritzkoll@cn an,-1c@>rdnet ist.

Uni eincrscits eine @@cnü_end lan`ec Zeitspanne

zwischen \-or- und H@ttrhtcinshritztrng und anderer-

seits für den @elastun@@skolhcn einen hohen Auf-

stetrerdruck zti erhalten. der nach Öffnen der Ein-

spritznadel ;rllniüliliclr ;rbf;illt. ist bei einer weiteren

;\us<,cstaltung der Erfindum_ die bei -eschlossenern

1 A s- ':l und @@eschlossenem Zufuhrkanal vorn

Kraftstoffdruck der Eitispritzpun.hc beaufschlagte

Fl;iche des B:lastun@_skolhcis höchstens dreiviertel

so @@r-of:> \%ie die zur Ürzeu#-'un#: der Öffnungskraft an

der Einspritznadel maßgebende Fl'iche.

Als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der

Erfiridurig ist in der Zeichnung ein Kraftstoffein-

spritzventil im Längsschnitt dar,-,estellt.

Ein Düsenhalter 1 des Kraftstoffeinspritzventils ist

einerseits über ein Anschlußstück 2 mit einer nicht

dargestellten, von der Einspritzpumpe leerführenden

Druckleitung und einer zum Kraftstoffbehälter

zurückführenden Leckleitung verbunden. Anderer-

seits ist an dem Düsenhalter l ein Düsenkörper 3

mittels einer Cherwurfmutter 4 festgespannt. Zwi-

schen Düsenhalter 1 und Düsenkörper 3 ist eine

Zwisclierllilatte 5 anLeordnet. Zur Steuerung des

Kraftstoffstroms dient ein Voreinspritzkolben 6. ein

Belasttrngskolberl 7 und eine Ventilnadel B.

Ein im Rohranschlußstück befindlicher Kraftstoff-

zufuhrkanal 9 hat eine Abz#,\,eigun`, 10. die in einen

Kanal 11 im Düsenhalter 1 mündet. In diesem Kanal

11 ist an einer erweiterten Stelle 11 a der Vorein-

spritzkolben 6 gleitbar gelagert. Der \'oreinspritz-

kolben 6 ist durch eine Feder 12 belastet. sein Hub

ist durch eine Anschlaghülse 13 begrenzt. In einem

Längskanal 14 des \,'oreinspritzkolbens 6 ist ein

Rücksclilagventi115 angeordnet. das den Kraftstoff-

strom in Richtung zur Ventilnadel 8 sperrt.

Cber einen Kanal 16. der durch die Zwischen-

platte 5 und den Düsenkörper 4 führt. ist der Kanal

11. 11 a rnit einem Druckraum 17 verbunden. der

durch den Düsenkörper 4 und die Ventilnadel 8

be<-,renzt \wird. Der Durchmesser des Nadelschaftes 18

ist größer als der Durchmesser des Nadelsitzes 19.

An der hierdurch entstehenden Differenzringfläche

greift der Kraftstoff in Öffnungsrichtung der Ventil-

nadel an.

In den Druckraum 17 mündet außerdem ein

Kraftstoffzufuhrkanal 20, in dem ein Rückschlag-

veritil 21 angeordnet ist. das den Kraftstoff nur in

Richtung zum Druckraum 17 durchströmen läßt.

Durch den Belastungskolben 7 wird eine \%erbindurig

zl@isclien dem Kraftstoffzufuhrkanal 9 und dem

Kanal 20 gesteuert. Der Belastungskolben hat dazu

eine Ventilkegelffä ehe 7 a, die sich nach Erreichen eines

bestimmten Kraftstoffdrucks von einem \'eritilsilz 22

abhebt. Der Belastuniskolberi ist niögliclist dicht in

einer Buchse 23 geführt. die in den Düsenhaller 1

eingepaßt ist. Auch hier ist der Durchmesser des

Ventilsitzes 22 wesentlich kleiner als der Durchmesser

des drclitelid eeführten Abschnitts des Belastungs-

kolbens 7.

Der Bclastungskolb en 7 und die Ventilnadel 8

sind durch eine gemeinsame Feder 24 belastet. die

den Öffitrigsdruck @in den \'entilsitzerl`19Y uncl 22

bestimmt. Zur l`l;ertr,r`eun@_ der Fcderkr<iltc sind

Federtcllcr 25 und 26 zwischen Belastungskolben 7

und Fetter 24. hzw. \'entilnacfcl 8 und Feder 24

angeordnet. Der am @clastun`@skolhen 7 und an der

Ventilnadel 8 in den Feiierrzrtrm 27 leckende Kr<,ft-

stoff wird über einen Leck-Kanal 28 zurr kraftstoff-

behälter zur-ückL"cleitet.

Vorteilhaft für ein richtiges Arbeiten des Kraft-

stoffeirispritzventils ist, daß die bei @-,esclilosscricrn

Ventil des Belastungskolbens und geschlossener

\,"entilnadel vorn Kraftstoff beaufschlagte und in

Öffnungsriclilung wir-kencie Fläche am @Bel@tstLiiiLs-

kolben 7 höchstens drci\ iertcl so groß ist wie die

entsprechende FI:iche an der \'entilnadcl8. icdocli

bei Leöffrieteni Ventil cle. Belastun@!skolhens und

geöffneter \'entiltiadcl die in Öffnungsrichtung

wirkende Fläche arn Belastun#skolben 7. die den

Durchmesser dieses Kolbens hat. sr-<if.@cr ist als die

Fläche an der Ventilnadel 8. die den Durchmesser

des Nadelabschnitts 18 hat.

Gelangt der Kraftstoff unter Druck von der

Einspritzpumpe durch die nicht dargestellte Druck-

leitung zu dem Einspr-itz\eritil. so wird auf Grund

der Differenz der wirkenden Flächen hei Lesclilos-

senem Ventil des Belastungskolhens und 2eSchlos-

sener Ventilnadel zuerst der Voreinspritzkolben 6

entgegen der Feder 12 an die Anschlaghülse 13 ver-

schoben. wobei der "-on dcni Voreinspritzkolberi 6

verdrängte Kraftstoff die Ventilnadel 8 ent(-ye(-,en der

Kraft der Feder 24 von dem Ventilsitz 19 abhebt

und somit in die Brennkaninier einspritzt. Die sich

hierbei erhöhende Kraft der Feder 24 erhöht auch

den Schließdruck des Beiastungskolbens 7. Nach

Abheben der Ventilnadel 8 fiillt der Kraftstoffdruck

entsprechend der sich vergrößernden, in öffnungs-

richtune wirkenden. beaufschlagten Fläche der

Ventilnadel und wegen des ausspritzenden Kraft-

stoffs so weit ab, daß die Ventilnadel schließt.

Das Rückschlagventil 21 verhindert. daß während

des Voreinspritzvorgangs der unter Druck steinende

Kraftstoff aus dem Druckraum 17 auf den Be-

lastungskolben 7 wirkt.

Sobald nach Beendigung der Voreinspritzung im

Kraftstoffzufuhrkanal 9@wieder ein bestimmter Druck

aufgebaut ist. der höher als der zur \'orcinsl)rilzunL,

führende Druck ist. wird der Belastungskolben 7 vorn

Ventilsitz 22 entgegen der Kraft de- Feder 24 bis all

einen. durch den Düsenhalter 1 gebildeten An-

schlag 1 a verschoben. Der Kraftstoff strömt darin

über den Kanal 20 und das Rückschlagventil 21 ire

den Druckraum 17. Nun \vird v@iederuni die Ventil-

nadel 8 ent`,egen der Kraft der Feder 24 vom Ventil-

sitz 19 abgehoben. und die Haupteinspritzung

beginnt. Entsprechend der durch den Hub des

Belastuneskolbens 7 erfolgten Vorspanrlung der Feder

24 ist der Haupteinspritzdr-uck höher als der Vor-

einspritzdruck. Sinkt der Einspritzdruck am Ende

des Fördervorgangs der Einspritzptrrenlec, so schließt

zuerst die Ventilnadel 8, da ihre beaufschlaete Flache

kleiner ist als die des Belastungskolbens, und dann der Belastungskolben 7. Cberdrüeke, die durch die Schließbewegung der Ventilnadel 8 im Druckraum 17 auftreten, werden über das Rückschlagventil15 abgebaut.

Während der Dauer der Haupteinspritzung wird der Voreinspritzkolben 6 durch die Feder 12 in seine Ausgangslage geschoben.

Claims

Patentansprüche: 1. Kraftstoffeinspritzventil für Vor- und Haupteinspritzung. dessen Ventilnadel sich unter dem Druck des zugeführten Kraftstoffs entgegen der Kraft einer Schließfeder öffnet, deren Spannung durch einen unter dem Druck des zugeführten Kraftstoffs stehenden Belastungskolben änderbar ist, der den Zufuhrkanal für die Haupteinspritzmen,-,e zum Druckraum des Einspritzventils steuert. mit einem ebenfalls unter dem Druck des zugeführten Kraftstoffs stehenden Voreinspritzkolben. der während des ersten Abschnitts des Fördervorgangs eine Voreinspritzmen,e zum Druckraum des Einspritzventils verdrängt und dessen Hub durch einen Anschlag begrenzt ist, ehe sich anschließend nach weiterem Ansteigen des Kraftstoffdrucks der Belastungskolben bis zu einem Anschlag bewegt und dabei die Spannung der Schließfeder vergrößert und nach weiterem Druckanstieg des zugeführten Kraftstoffs die Ventilnadel für die Haupteinspritzmenge öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß der zugeführte Kraftstoff den Voreinspritzkolben (6) und den Belastungskolben (7) ungedrosselt ständi(-, beaufschlact, und daß die Angriffsfläche des Kraftstoffs an der Ventilnadel (8) bei geschlossenem Einspritzventil (19) größer ist als die Angriffsfläche an den Belastungskolben (7) bei geschlossenem Zufuhrkanal (9, 20) und daß ferner die Angriffsfläche am Belastungskolben (7) bei @@eöffnetem Zufuhrkanal (9, 20) größer ist als die@Angriffsfläche an der geöffneten Ventilnadel (8). '_'. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch Gekennzeichnet. daß im Zufuhrkanal (20) ein Rückschlag-°entil (21) angeordnet ist. das diesen für dies Richtung vom Druckraum (17) zum Belastungskolben (7) sperrt. 3. Kraftstoffeinspritz@entil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g=ekennzeichnet, daß die durch den Voreinspritzkolben `6) getrennten Räume (11, 16) durch einen Kanal (1:1) verbunden sind, der mittels eines Rückschla,ventils (15) in Richtung zum Druckrahm (17) <gesperrt ist, wobei dieser mit dem Rückschlagventil (15) versehene Kanal (14) vorzugsweise im X,'oreinspritzkolben (6) angeordnet ist, -4. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, daß die bei geschlossenem Einspr itzventil (19) und geschlossenem Zufuhrkanal (20) vom Kraftstoffdruck der Einspritzpumpe beaufschlaQte Fläche des Belastungskolbens (7) höchstens dreiviertel so -roß ist wie die zur Erzeugung der Öffnungskraft an der Einspritznadel (8) maßgebende Fläche. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 207 2-19, 214 339, 235 636.