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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil für Vor-
und Haupteinspritzung, dessen beweglicher Ventilteil sich unter dem Druck des zugeführten
Kraftstoffs entgegen der Kraft einer Schließfeder öffnet und der einen ebenfalls
unter dem Druck des zugeführten Kraftstoffs stehenden Voreinspritzkolben und einen
Anschlag zur Begrenzung des Weges dieses Voreinspritzkolbens aufweist und bei dem
der Voreinspritzkolben während des ersten Ab-
schnitts des Fördervorgangs
eine Voreinspritzmenge zu einem Druckraum des Einspritzventils verdrängt, bis nach
weiterem Druckanstieg des zugeführten Kraftstoffs der bewegliche Ventilteil für
die Haupteinspritzung öffnet.
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Bei den bekannten Kraftstoffeinspritzventilen dieser Art (siehe schweizerische
Patentschriften 207 249 und 214 339) ist es möglich, daß der bewegliche
Ventilteil für die Haupteinspritzun g öffnet, bevor der Voreinspritzkolben
seinen Weg bis zum Anschlag zurückgelegt hat, d. h. bevor der bewegliche
Ventilteil nach der Voreinspritzung geschlossen hat, wodurch die Voreinspritzmenge
verringert wird. Bei diesen Ventilen steuert nämlich der Voreinspritzkolben nach
Zurücklegung eines bestimmten Weges seines Voreinspritzhubes eine Bohrung auf, über
die dann der unter Druck stehende Kraftstoff zu einem Belastungskolben gelangt,
der dann seinerseits den Zufuhrkanal für die Haupteinspritzmenge zum Druckraum des
Einspritzventils aufsteuert. Bei diesem Verschieben des Belastungskolbens wird die
Kraft der Schließfeder des beweglichen Ventilteils erhöht. Der öffnungsdruck des
beweglichen Ventilteils für die Haupteinspritzung ist damit nur abhängig von der
Federkennlinie und dem Hub des Belastungskolbens und wenig größer als bei derVoreinspritzung.
Infolge dieses geringen Unterschieds des öffnungsdrucks bei Voreinspritzung und
bei Haupteinspritzung sind diese Teileinspritzungen nicht genügend voneinander getrennt.
Aus diesem Grunde wird angestrebt, daß der öffnungsdruck für die Haupteinspritzung
wesentlich höher ist als der Öffnungsdruck für die Voreinspritzung. Außerdem strömt
bei diesen bekannten Voreinspritzventilen die Haupteinspritzmenge über die vorn
Voreinspritzkolben gesteuerte Bohrung, so daß der vom Voreinspritzkolben geöffnete
Querschnitt so groß sein muß, daß diese Menge auch bei hoher Drehzahl ohne größeren
Druckverlust hindurchfließen kann. Dazu kommt, daß beispielsweise bei Fahrzeugmotoren
die Voreinspritzmenge 5 bis 10 mm3 ist, was bei günstiger Auslegung
einem Hub des Voreinspritzkolbens von 1 bis 2 mm entspricht. Daraus ergibt
sich, daß der Voreinspritzkolben spätestens nach Zurücklegung des halben Hubes mit
dem Aufsteuern der genannten Bohrung beginnen muß. Bei niederer Drehzahl genügt
jedoch ein kleinerer Querschnitt als bei hoher Drehzahl, weshalb der Voreinspritzkolben
nicht bis zum Anschlag verschoben wird und dadurch die Voreinspritzmenge entsprechend
kleiner wird als bei hoher Drehzahl.
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Ein weiterer Nachteil ist der baulich bedingte strömungsungünstige
Kraftstofffluß mit mehreren UM-lenkungen und starken Querschnittsänderungen, deren
Folge Druckverluste und zusätzliche Temperatursteigerungen und damit größere Leckverluste
sind. C t3 Der Erfindung liegot die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffeinspritzventil
für Vor- und Haupteinspritzung zu bauen, bei dem unabhängig von der Drehzahl die
Voreinspritzmenge möglichst konstant ist, die C
Teileinspritzungen genügend
voneinander abgesetzt sind, das bewegliche Ventilteil für die Haupteinspritzung
möglichst schnell öffnet und die erwähnten, bei den bekannten Einspritzventilen
vorhandenen Nachteile vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich
bekannter Weise (siehe deutsche Patentschrift 415 417 und USA.-Patentschrift
1834 061) für Vor- und Haupteinspritzung bewegliche Ventilteile dienen,
die eine Ventilnadel und eine diese aufnehmende Hohlnadel aufweisen, wobei der eine
Ventilsitz zwischen Ventilnadel und Hohlnadel, der andere zwischen Hohlnadel und
Düsenkörper angeordnet ist, und daß ferner der Druckraum der Ventilnadel von dem
der Hohlnadel getrennt ist und der zugeführte Kraftstoff den Voreinspritzkolben
ständig beaufschlagt und zu dem einen Druckraum strömen kann, während der vom Voreinspritzkolben
verdrängte Kraftstoff in den anderen Druckraum ungehindert einströmen kann, und
daß außerdem die Schließfederkraft und die in öffnungsrichtung wirkende Fläche an
der Ventilnadel und an der Hohlnadel so gewählt wird, daß zuerst das bewegliche
Ventilteil öffnet, in dessen Druckraum der vom Voreinspritzkolben verdrängte Kraftstoff
einströrnt, und erst nach Anliegen des Voreinspritzkolbens am Anschlag der Druck
des zugeführten Kraftstoffs so hoch anzusteigen vermag, daß das andere bewegliche
Ventilteil für die Haupteinspritzung öffnet.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung betätigt der vom Voreinspritzkolben
verdrängte Kraftstoff die Ventilnadel, wobei die Schließfeder über die Ventilnadel
auf die Hohlnadel wirkt und in geschlossenem Zustand die an der Hohlnadel in Schließrichtung
wirkende Fläche größer ist als die in öffnungsrichtung wirkende Fläche.
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Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung betätigt der vom Voreinspritzkolben
verdrängte Kraftstoff die Hohlnadel, wobei jede Nadel eine eigene Schließfeder
hat, von denen sich die Schließfeder der Ventilnadel an der Hohlnadel oder am Düsenhalter
abstützt und die der Hohlnadel am Düsenhalter.
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Bei einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist der Voreinspritzkolben
als Stufenkolben ausgebildet, dessen Stufe mit dem größeren Durchmesser vom zugeführten
Kraftstoff beaufschlagt wird, oder der Voreinspritzkolben besteht aus zwei Kolben
verschiedenen Durchmessers, von denen ebenfalls der Kolben mit dem größeren Durchmesser
vom zugeführten Kraftstoff beaufschlagt wird.
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Um besonders günstige, Abmessungen zu erhalten, ist bei einer speziellen
Ausgestaltung der Erfindung der Voreinspritzkolben in der Hohlnadel gelagert. Hierdurch
wird erreicht, daß das zwischen Ventilnadel und Voreinspritzkolben eingespannte
Ölvolumen gering ist. Um zu erreichen, daß der Voreinspritzkolben nach Beendigung
des Einspritzvorgangs in seine Ausgangslage zurückgelangt, ist zwischen Voreinspritzkolben
und der diesen aufnehmenden Zylinderbohrung ein bestimmtes Spiel vorgesehen. Damit
nach Beendigung der Voreinspritzung kein Kraftstoff mehr durch diesen Drosselspalt
zwischen Zylinderbohrung und Voreinspritzkolben strömen kann, wird mit dem Voreinspritzkolben
ein bewegliches Ventilteil verschoben, das nach Beendigung des Voreinspritzhubes
auf einen in der Hohlnadel vorgesehenen Ventilsitz gepreßt wird und dadurch die
Verbindung
zwischen dem Raum, aus dem der Voreinspritzkolben während des Voreinspritzvorgangs
Kraftstoff verdrängt, und dem Druckraum der Ventilnadel unterbricht.
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Sieben Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sowie verschiedene
Varianten derselben sind in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellt. Es zeigt
im einzelnen F i g. 1 das erste Ausführungsbeispiel, bei dem nur eine Schließfeder
die Ventilnadel und die Hohlnadel beaufschlagt, F i g. 2 eine Variante des
ersten Beispiels, F i g. 3 einen Ausschnitt aus F i g. 2 in größerem
Maßstab, # F i g. 4 eine Variante des in F i g. 3 dargestellten Ausschnitts,
F i g. 5, 6 und 7 das zweite, dritte und vierte Ausführungsbeispiel,
bei denen für die Ventilnadel und die Hohlnadel jeweils mindestens eine Schließfeder
vorgesehen ist, F i g. 8 das fünfte Ausführungsbeispiel, bei dem im Gegensatz
zu den ersten zwei Ausführungsbeispielen die Hohlnadel durch den vom Voreinspritzkolben
verdrängten Kraftstoff betätigt wird, F i g. 9 das sechste Ausführungsbeispiel,
bei dem durch den Voreinspritzkolben der Kanal für die Haupteinspritzung aufgesteuert
wird, F i g. 10 und 11 Ausschnitte aus F i g. 1 mit Varianten
des Voreinspritzkolbens, F i g. 12 das siebte Ausführungsbeispiel, bei dem
der Voreinspritzkolben in der Hohlnadel angeordnet ist.
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Bei allen Ausführungsbeispielen wird ein Düsenkörper 1 mittels
einer überwurfmutter 2 an einen Düsenhalter 3 festgespannt. Zwischen Düsenkörper
1
und Düsenhalter 3 ist eine Zwischenplatte 4 angeordnet. Der Düsenhalter
3 ist, was nicht dargestellt ist, über eine Druckleitung mit der Einspritzpumpe
und über eine Leckleitung mit dem Kraftstoffbehälter verbunden. In einer Axialbohrung
1 a im Düsenkörper 1
ist axial verschiebbar und möglichst dicht eine
Hohlnadel 5 geführt, die mit dem Düsenkörper 1 einen Druckraum
6 begrenzt. Weiterhin ist an der Hohlnadel 5 ein Ventilkegel
5 a vorgesehen, der im Schließzustand auf einen am Düsenkörper
1 angeordneten Innenkegel 1 b gepreßt wird und mit diesem einen Ventilsitz
1 c bildet. In der Hohlnadel 5 bzw. im Düsenkörper 1 ist axial
verschiebbar eine Ventilnadel 7 geführt, die zusammen mit der Hohlnadel
5
und bei einigen Ausführungsbeispielen teilweise zusammen mit dem Düsenkörper
1 einen Druckraum 8
begrenzt. An der Ventilnadel 7 ist ein Ventilkegel
7 a
vorgesehen, der im geschlossenen Zustand des Druckraums
8 auf einen innen an der Hohlnadel 5 angeordneten Ventilkegel
5 b gepreßt wird und mit diesem einen Ventilsitz 5
c bildet.
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Der zugeführte Kraftstoff gelangt über einen im Düsenhalter
3 und der Zwischenplatte 4 verlaufenden Kanal 9 zu dem Düsenkörper
1. Im Düsenkörper 1 ist eine Bohrung 10 vorgesehen, die mit
dem Zufuhrkanal 9 in stetiger Verbindung ist. In dieser Bohrung ist ein Voreinspritzkolben
11 gleitbar gelagert, der auf der einen Stirnseite vom zugeführten Kraftstoff
stets beaufschlagt wird und von einer Rückstellfeder 12 in den Zeitabschnitten-
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einspritzungen in seine Ausgangslage zurückgeschoben
wird, in der er an der Stirnseite der Zwischenplatte 4 anliegt. Bei dem in F i
g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 10 über einen
Kanal 13 mit dem Druckraum 8 verbunden. Der Druckraum 6 ist
über einen Kanal 14 mit einer Ringnut 15 verbunden, die in stetiger Verbindung
mit dem Zufuhrkanal 9 ist., Weiterhin sind die durch den Voreinspritzkolben
getrennten Räume der Bohrung 10 durch einen Kanal 16 miteinander verbunden,
indem ein federbelastetes Rückschlagventil 17 angeordnet ist, das den Kraftstoffstrom
in Richtung zur Ventilnadel zu sperren vermag. In der gezeichneten, durch die Feder
17 a
geöffneten Lage liegt das Rückschlagventil an einem Stift
17 b an, der quer durch den Voreinspritzkolben angeordnet ist.
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Der Durchmesser des Abschnitts 5 d der Hohlnadel
5, die im Düsenkörper 1 axial gleitbar geführt ist, ist größer als
der Durchmesser des Ventilsitzes 1 c.
An der hierdurch entstehenden
Differenzringfläche 5 e
greift der Kraftstoff im Druckraum
6 in öffnungsrichtung der Hohlnadel an. In diesem ersten Ausführungsbeispiel
wird ein zylindrischer Abschnitt 7 b der Ventilnadel 7 möglichst dicht
und axial verschiebbar in der Düsenkörperbohrung 1 a geführt, wobei der Durchmesser
dieses zylindrischen Abschnitts 7 b
größer ist als der Durchmesser
des Ventilsitzes 5 c.
Der im Druckraum 8 befindliche
Kraftstoff greift an der Differenzringfläche 7 c zwischen Abschnitt
7 b
und Ventilsitz 5 c in öffnungsrichtung der Ventilnadel
7 an. Der Durchmesser des Ventilsitzes 5 c ist kleiner
als der Durchmesser des Ventilsitzes 1 c, so daß die Summe der an
den Druckraum 8 angrenzenden, in Schließrichtung der Hohlnadel wirkenden
Ringflächen 5 f der Hohlnadel größer ist als die in, öffnungsrichtung der
Hohlnadel wirkende Fläche 5 e,
die an den Druckraum
6 angrenzt.
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Gelangt der unter Druck stehende Kraftstoff von der Einspritzpumpe
über den Kanal 9 in die-Ringnut 15 des Düsenkörpers 1, so werden
der Voreinspritzkolben 11 und die in öffnungsrichtung wirkende Fläche
5 e der Hohlnadel 5 gleichzeitig beaufschlagt. Der Voreinspritzkolben
11 wird hierdurch entgegen der Kraft der Rückstellfeder 12 verschoben und
verdrängt aus der Bohrung 10 Kraftstoff in den Druckraum 8 und von
dort nach Abheben der Ventilnadel 7
über Spritzöffnungen 1 d in den
nicht dargestellten Brennraum der Brennkraftmaschine.
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Die Ventilnadel 7 ist durch die Kraft einer Schließfeder
18 belastet. Zur Übertragung der Federkraft ist zwischen Ventilnadel
7 und Schließfeder 18 ein Federteller 19 angeordnet. Die Schließfeder
18 stützt sich mit ihrem dem Federteller 19 abgewandten Ende an der
nicht dargestellten Stirnseite des im Düsenhalter 3 befindlichen Federraums
20 ab. In den Federraum 20 leckender Kraftstoff wird über einen nicht dargestellten,
im Düsenhalter 3 verlaufenden Leckkanal und eine Leckleitung zum Kraftstoffbehälter
zurückgeleitet. Der vom Voreinspritzkolben 11 verdrängte Kraftstoff greift
dabei an den Flächen 5 f in der Schließrichtung der Hohlnadel
5 an und außerdem an den Flächen 7 c in der öffnungsrichtung der Ventilnadel
7. Da die Ventilnadel 7 und die Hohlnadel 5 durch dieselbe
Schließfeder 18 auf ihre Ventilsitze 1 c und 5 c gepreßt werden
und da die Summe der in öffnungsrichtung wirkenden Ringflächen 7 c an der
Ventilnadel 7 und die Summe der in Schließrichtung wirkenden Flächen
5 f an der Hohlnadel 5
gleich groß sind, jedoch die in öffnungsrichtung
wirkende Ringfläche 5 e der Hohlnadel kleiner ist als die
in
Schließrichtung wirkenden Flächen 5 f der Hohlnadel, hebt die Ventilnadel
7 von ihrem Sitz 5 c ab, wohingegen die Hohlnadel 5 auf den
Sitz 1 c gepreßt bleibt. Der hierbei im Druckraum 8 entstehende Kraftstoffdruck,
der den Voreinspritzkolben auf seiner Federseite beaufschlagt, ist während des Voreinspritzvorgangs
in jedemFall geringer als derDruck des zugeführten Kraftstoffs in der Ringnut
15, der den Voreinspritzkolben 11 auf der der Feder 12 gegenüberliegenden
Seite beaufschlagt. Der Druck des zugeführten Kraftstoffs herrscht jedoch auch im
Druckraum 6. Die Differenz zwischen dem Druck im Druckraum 8 und dem
Druck im Druckraum 6 ist nur abhängig von der Kraft der am Voreinspritzkolben
angreifenden Feder 12 und von dem Querschnitt des Voreinspritzkolbens. Im Gleichgewichtszustand,
d. h. unmittelbar bevor sich der Voreinspritzkolben aus seiner Ausgangslage
bewegt, ist diese Druckdifferenz gleich dem Quotienten aus Federkraft und Querschnittsfläche.
Entsprechend der Höhe dieser Druckdifferenz müssen die in Schließrichtung wirkenden
Ringflächen 5 f an der Hohlnadel 5 größer sein als die in öffnungsrichtung
wirkende Ringfläche 5 e, um mit Sicherheit ein Verharren der
Hohlnadel 5 im Schließzustand während des Voreinspritzvorganges unter einem
gewissen Schließdruck an dem Ventilsitz 1 c zu gewährleisten. Das Produkt
aus Druck im Druckraum 8 und Ringflächen 5 f muß also größer
sein als das Produkt aus Druck im Druckraum 6 und Ringfläche 5
e.
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Die Voreinspritzung wird dadurch beendet, daß der Voreinspritzkolben
11 nach Zurücklegen eines bestimmten Weges an einen Anschlag 21 stößt. Hierdurch
wird die Kraftstofförderung in den Druckraum 8 beendet, und die Ventilnadel
schließt. Infolge des von der Einspritzpumpe nachgeförderten Kraftstoffs steigt
der Druck im Druckraum 6, so daß bei Erreichen eines bestimmten Druckes die
Hohlnadel 5
für die Haupteinspritzung von ihrem Sitz 1 c abhebt und
dabei die Ventilnadel 7 in geschlossener Lage mitnimmt. Nach Beendigung des
Einspritzvorganges und Abnehmen des Druckes im Druckraum 6 bzw. im Zufuhrkanal
9 wird der Druckraum 8 über das Rückschlagventil 17 entlastet,
die Ventilnadel 7 und die Hohlnadel 5 schließen, und der Voreinspritzkolben
11 geht in seine Ausgangslage zurück. Dabei wird die für eine konstante Voreinspritzmenge
maßgebende gleichmäßige Füllung des vorn Voreinspritzkolben freigegebenen Abschnittes
der Bohrung 10 erreicht.
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In F i g. 2 ist eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels
dargestellt, bei der der Kraftstoff der Vor- und Haupteinspritzung über getrennte
Öffnungen für Vor- und Haupteinspritzung abgespritzt wird. Dies ist bei der erfindungsgemäßen
Gestaltung des Voreinspritzventils besonders vorteilhaft ausführbar, da der Druckraum
für die Voreinspritzung und der für die Haupteinspritzung von verschiedenen Ventilen
gesteuert werden, so daß auch die Spritzstrahlform bzw. der Spritzstrahlkegel für
die Voreinspritzung anders sein kann als für die Haupteinspritzung. Dies ist zur
Bildung eines günstigen Gemisches von Luft und Kraftstoff und damit für eine günstige
Verbrennung wichtig.
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Bei dem in F i g. 3 vergrößert dargestellten Ausschnitt aus
der in F i g. 2 dargestellten Variante ist an der Ventilnadel 7 ein
Zapfen 7 d angeordnet. Die der Voreinspritzung dienende Spritzöffnung wird
hier als Ringöffnung zwischen einerseits der Ventilnadel 7
mit ihrem Zapfen
7 d und andererseits dem Düsenkörper 1 und der Hohlnadel
5 gebildet, da ja bei der Voreinspritzung die Hohlnadel auf ihren Sitz
1 c gepreßt bleibt. Bei der Haupteinspritzung verharrt hingegen die Ventilnadel
7 auf ihrem Sitz 5 c in der Hohlnadel 5 und wird
zusammen mit der Hohlnadel bewegt, so daß hierbei die Spritzöffnung einerseits durch
den Düsenkörper 1 und andererseits durch die Hohlnadel 5 und den Zapfen
7 d begrenzt wird. Der Spritzstrahlkegel wird also bei der Vor- und bei der
Haupteinspritzung durch den Zapfen 7 d beeinflußt.
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Bei der in F i g. 4 dargestellten Variante ist ein Zapfen
5 g an der Hohlnadel 5 ang ,eordnet. Entsprechend dient als
Spritzöffnung für die Haupteinspritzung der Ringraum zwischen Düsenkörper
1 und Hohlnadel 5 bzw. deren Zapfen 5 g. Für die Voreinspritzung
hing en ist die in der Hohlnadel vorhant,eg dene Bohrung 5 h
vorgesehen. Hier wird also nur der Spritzstrahlkegel der Haupteinspritzung durch
den Zapfen 5 g beeinflußt, während der Spritzstrahl der Voreinspritzungwie
bei einerLochdüse gebildet wird.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach F i g. 5
wird die Ventilnadel
7 durch die Kraft einer Schließfeder 22 belastet, wobei zur Übertragung der
Federkraft zwischen Ventilnadel 7 und Schließfeder 22 ein Federteller
23 angeordnet ist, der zur Hubbegrenzung der Ventilnadel 7 mit einem
Dorn 23 a ausgestattet ist. Ventilnadel 7, Federteller 23 und
Schließfeder 22 werden in der Bohrung der Hohlnadel aufgenommen, die durch ein Zwischenteil
24 verschlossen ist, das auch als Anschlag für den Dom 23 a dient. Das Zwischenteil
24 ist durch eine Feder 25 belastet. Zwischen Feder 25 und Zwischenteil
24 ist ein Federteller 26 angeordnet. Die, Feder 25 stützt sich mit
ihrem dem Federteller 26 abgewandten Ende an der nicht dargestellten Stirnseite
des Federraums 20 ab.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Unterschied der öffnungsdrücke
für Ventilnadel und Hohlnadel nicht nur von dem Unterschied der vom Kraftstoff beaufschlagten
Flächen abhängig, sondem auch von dem Unterschied der Kraft der Feder 22 und
25. Die Druckstufe zwischen Vor- und Haupteinspritzung kann dabei verhältnismäßig
groß gehalten werden, umVoreinspritzung und Haupteinspritzung besonders deutlich
voneinander zu trennen.
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Bei dem dritten Beispiel nach F i g. 6 stützt sich die Feder
22 der Ventilnadel über einen Stab 27, der durch eine zentrale Bohrung des
Zwischenteils 24 und des Federtellers 26 geführt ist, unmittelbar an der
den Federraum 20 begrenzenden Stirnseite- ab.
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Die in F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen mit den
an Ventil- bzw. Hohlnadel angeordneten Zapfen lassen sich sinngemäß auch auf die
vorstehend beschriebenen anderen Ausführungsbeispiele übertragen.
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Bei dem vierten Beispiel nach F i g. 7 öffnet die Ventilnadel
7 nicht, wie in den bisherigen Ausführungsbeispielen, entgegen der Stromrichtung
des Kraftstoffs, sondem in der Stromrichtung des Kraftstoffs. Aus diesem Grunde
ist der Ventilsitz 5 1 an der Hohlnadel 5 nicht an einem sich nach
innen öffnenden Kegel, sondern an einem sich nach außen öffnenden Kegel
5 k, dem der Ventilkegel 7 e an der Ventilnadel 7 entspricht.
Die Schließfeder 22 der Ventilnadel 7 stützt sich an der Hohlnadel
5 ab unter Zwischenschaltung eines Federtellers 28. Der Federteller
28 ist mittels eines geschlitzten Halterings 29
kraftschlüssig mit
der Ventilnadel 7 verbunden, der
radial auf eine an der Ventilnadel
vorgesehene Ringnut 7 f aufgesteckt wird. Bei dieser Ausführungsform ist
die Hohlnadel 5 druckdicht durch einen Stopfen 30 verschlossen. Im
Stopfen 30 ist eine Bohrung 30 a
vorgesehen, in der der Haltering
29 gleitet und gegen Herausfallen aus der Ringnut 7 f gesichert ist.
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In F i g. 8 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel dargestellt,
bei dem der von dem Voreinspritzkolben 11
verdrängte Kraftstoff die Hohlnadel
5 und nicht, wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, dieVentilnadel
7 betätigt. Aus diesem Grunde ist die Bohrung 10, in der der Voreinspritzkolben
11 arbeitet, direkt mit dem Druckraum 6 verbunden und der Kanal 14
über eine Ringnut 31 mit dem Kanal 13, der zum Druckraum
8 führt. Um die gewünschte Reihenfolge der Voreinspritzung und Haupteinspritzung
einzuhalten, ist, wie in dem in F i g. 6 dargestellten Beispiel, die Schließfeder
22 der Ventilnadel 7 unabhängig von der Schließfeder 25 der Hohlnadel
5.
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Bei dem sechsten in F i g. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel
legt der Voreinspritzkolben 11 einen bestimmten Hub zurück, bevor der Kanal
14 mit dem Zuführkanal 9 verbunden wird. Der Voreinspritzkolben
11 steuert dazu eine Ringnut 32 auf, die in der Zylinderbohrung
10 vorgesehen ist und mit dem Kanal 14 durch einen Kanal 33 verbunden
ist. Durch diese Steuerung wird erreicht, daß Druckstöße im zugeführten Kraftstoff
nicht zu einem Abheben der für die Haupteinspritzung bestimmten Nadel führen.
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In F i g. 10 und 11 sind Varianten des Voreinspritzkolbens
dargestellt, Bei der Variante nach F i g. 10 ist der Voreinspritzkolben als
Stufenkolben mit den Stufen 11 a und 11 b ausgebildet, von denen die
Stufe 11 b mit dem größeren Durchmesser dem zugeführten Kraftstoff ausgesetzt
ist. Dieser Stufenkolben arbeitet in einer Stufenbohrung mit den zwei Stufen
10 a und 10 b, so daß beide Abschnitte des Stufenkolbens jeweils
gleitbar dichtend in der entsprechenden Zylinderbohrung geführt sind. Der hierbei
eingeschlossene Ringraum 34 ist über eine Bohrung 35 mit dem druckentlasteten
Federraum 20 des Einspritzventils verbunden. Infolge dieser Stufenausbildung des
Voreinspritzkolbens wird eine relative Druckerhöhung im Druckraum 8 gegenüber
dem Druckraum 6 erreicht, was insbesondere bei dem ersten Ausführungsbeispiel
von Bedeutung ist.
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Bekanntlich bestehen gewisse Fertigungsschwierigkeiten darin, zwei
Bohrungen exakt koaxial anzuordnen. Aus diesem Grunde kann, wie in F i
g. 11
dargestellt ist, der Voreinspritzkolben aus zwei Einzelkolben
11 e und 11 d verschiedenen Durchmessers bestehen.
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Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist
beim siebten Ausführungsbeispiel nach F i g. 12 der Voreinspritzkolben
11 f in der Hohlnadel 5 angeordnet. Die Hohlnadel 5 ist wie
bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 durch einen Stopfen 36 (in
F i g. 7 Stopfen 30) verschlossen, der einerseits unter Zwischenschaltung
eines Federtellers 26 die Kraft der Schließfeder 25 der Hohlnadel
5 aufnimmt und der andererseits als Anschlag für die Ausgangslage des Voreinspritzkolbens
11 f dient. Der zugeführte Kraftstoff gelangt über den Kanal 14 in den Druckraum
6 und beaufschlagt dort die in öffnungsrichtung wirkenden Ringflächen
5 e der Hohlnadel 5. über eine stets mit dem Druckraum
6 in Verbindung stehende Bohrung 37 gelangt der unter Druck stehende
Kraftstoff auf die dem Stopfen 36
zugewandte Stirnseite des Voreinspritzkolbens
llf. Der Voreinspritzkolben 11 f ist in der Hohlnadel mit einem gewissen
Spiel geführt, so daß ein Ringspalt entsteht, über den der Druckraum 8 in
der Hohlnadel 5, der durch den Voreinspritzkolben 11 f vom Druckraum
6 getrennt ist, nach jedem Einspritzvorgang entlastet wird. Die Rückstellfeder
12 des Voreinspritzkolbens 11 f stützt sich an einem zwischen Voreinspritzkolben
11 f und Rückstellfeder 12 angeordneten Federteller 38 ab, an dem
ein Dornfortsatz 39 angeordnet ist, der zusammen mit einem Anschlag 40 zur
Hubbegrenzung des Voreinspritzkolbens 11 f
dient. Im Anschlag 40 ist eine
Bohrung 41 vorgesehen, die in einen Ventilsitz 42 übergeht, auf den nach Beendigung
des Voreinspritzhubes des Voreinspritzkolbens 11 f der Dornfortsatz
39 mit seinem das bewegliche Ventilteil darstellenden Ende gepreßt wird.
Hierdurch wird erreicht, daß während der Haupteinspritzung der Druckraum
8 vom Druckraum 6 getrennt ist. Nach Beendigung des Einspritzvorgangs
wird der Druckraum 8 über den Drosselspalt zwischen Voreinspritzkolben
11 f und Führungsbohrung wieder mit Kraftstoff gefüllt. Die Ventilnadel
7 arbeitet hier wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 7.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform beruht in den günstigen äußeren
Abmessungen des gesamten Einspritzventils.