DE1476146A1

DE1476146A1 - Brennstoffeinspritzventil fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1476146A1
Application number: DE19631476146
Authority: DE
Inventors: Loyd Carl Frederick; Beddoes Gerald Norman
Original assignee: Associated Engineering Ltd
Current assignee: Associated Engineering Ltd
Priority date: 1962-12-03
Filing date: 1963-11-30
Publication date: 1969-07-10
Also published as: DE1476146C3; DE1476146B2; GB1064679A; US3247833A

Description

PATENTANWÄLTE DR. HUGO WILCKEN · DIPL.-1NG. TH. WILCKEN D — 24 LÜBECK. BREITE STRASSE B2-S4

Anmelder !Associated Engineering ltd.

Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigtes Brennstoffeinspritzventil mit einem in einem Hohlraum der μ Maschine einsetzbaren Ventilkörper, welcher mit einer Bohrung zur Aufnahme eines in ihr verschiebbaren ■Ventilschaftes versehen ist , und welcher gemeinsam mit einem Teil des Yentilschaftes das eigentliche Ventil bildet, welches durch die Bewegung des Ventilschaftes betätigt wird.

Bekannte elektromagnetische betätigte Ventile bestehen im- wesentlichen aus einem Gehäusekörper, welcher in seiner mittigen Bohrung einen gleitenden "Ventilschaft mit einer Brennstofführung aufweist, wobei im Gehäusekörper eine den Ventilschaft mit Abstand umgebende Solenoideinheit unlösbar angeordnet ist. Das Einschraubende des Yentilgehäusekörpers ist in den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingesetzt, während: der freie, aus dem Zylinderkopf vorstehende Gehäusekörperteil mit der meist flexiblen Brennstoffsniführleitung lösbar verbunden ist. Derartige BrennstoffeinspritziiriöiiCSle haben den Nachteil, daß, wenn sie z.B. defekt geworden sind und ausgewechselt werden müssen, die Brennstoffzuführleitung abgeschraubt werden muß, wodurch durch den aus der flexiblen Zu-

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unterlagen (αλ7|ιλ*3ιιτ.ι«>iiiimSed«wia*9-.v.4.«.1H0RiGiNAL INSPECTED

leitung auslaufenden Brennstoff erhebliche Leckverluste auftreten, abgesehen davon, daß das Abschrauben der leitung ein notwendiger Arbeitsgang und das Auslaufen des Brennstoffes arbeitsmäßig unangenehm ist. Nachteilig ist weiter, daß bei defekter Sblenoideinheit das gesamte Brennstoffeinspritzventil als unbrauchbar entfernt werden muß, weil das Instandsetzen sich nicht lohnt oder nicht möglißh ist.

^ Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Brennstoff einspritzventiles, bei dem im Falle einer Reparatur die Brennstoffzuführleitung nicht mfehr demontiert werden muß und bei dem die Solenoideinheii^afis dem freien Gehäusekörperteil des Brennstoffventils lösbare Baueinheit ausgebildet ist.

Pie lösung der Aufgabe besteht darin, daß bei dem eingangs genannten Brennstoffeinspritzventil eine Ausnehmung einen Teil des in den Maschinenhohlraum einsetzbaren Ventilkörpers umgibt und in Richtung zum Ende des das eigentliche Ventil umgebenden Ventilkörpers vorgesehen ist, daß mindestens eine Durchbrechung von der Ausnehmung in die Bohrung zur Zufuhr von Brennstoff aus einem mit dem Hohlraum über die Ausnehmung in Verbindung stehenden Brennstoffkanal zu der Bohrung verläuft, daß an sich bekannte Dichtungen den Ventilkörper beidseitig der Ausnehmung umgeben, daß ein Anker am Oberende des Ventilschaftes abgekehrt von dem eigentlichen Ventil vorgesehen ist, daß eine Solenoidspule, welche mit dem Ventilkörper, abgekehrt vom eigentlichen Ventil und dem Ventilschaft gegenüberliegend, verbunden ist, zum Anziehen des An-

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k-ers vorgesehen ist, um das Ventil zu öffnen, und daß Federungen vorgesehen sind, die auf den Anker gegen die Anziehungskraft der -Solenoidspule arbeiten, um das Tentil zu schließen.

Nach dieser Lösung braucht die Brennstoffzuführleitung im Falle einer Reparatur nicht mehr abgeschraubt zu werden, denn sie ist nunmehr mit einem besonderen, zum Tentil führenden Brennstoffkanal! verbunden. Auslaufende Brennstoffmengen bzw. Leckverluste sind dadurch ausgeschaltet. Außer- ^ dem ist es möglich, die Solenoideinheit vom Ventilgehäusekörper zwecks Auswechselung "zu lösen, ohne dass das gesamte Brennstoffventil aus dem Zylinderkopf herausgeschraubt werden muß. Somit ist eine Reparatur eines elektromagnetisch betätigten Brennstoffeinspritzventiles auf denkbar einfache Weise und schnellstens durchführbar.

Zum besseren Verständnis der Erfindung soll nunmehr ein Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben werden, welche einen Axialschnitt einer Ausführungsform eines elektromagnetisch betätigten Brennstoffeinspritzventils gemäß der Erfindung zeigt.

Das gezeigte Brennstoffeinspritzventil ist in einem Hohlraum 1 angebracht, welcher in der Wand 2 der Lufteinlaßleitung einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Das Ventil weist einen Ventilkörperteil 3 auf, an dessen oberen Ende eine Solenoideinheit befestigt ist, die aus einer auf einen Kern 5a gewickelten Spule 5 besteht. Die Spule und der Kern sind in einem Gehäuse 4 angeordnet und in einem Kunstharzmaterial 6 eingekapselt. Die Solenoideinheit ist mittels

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einer Schraubverbindung 7 mit dem Ventilkörperteil 3 verbunden. Die elektrischen Verbindungen mit dem Solenoid werden mittels zweier Anschlüsse 8 hergestellt, so daß sie unabhängig von irgendeiner elektrischen Verbindung mit dem Gehäuse der Maschine sind und daher eine Erdung' über die Ansaugleitung und die Maschine in Fortfall kommt.

Der Ventilkörper 3 ist bei 9 in den Hohlraum 1 eingeschraubt, wobei eine Dichtungsscheibe 10 zwischen der Schulter 3a des Ventilkörpers und der Ansaugleitungswand 2 angeordnet ist. Der Ventilkörper ist mit einer Bohrung 11 versehen, in welcher ein Ventilschaft 12 gleitend angeordnet ist, dessen oberes Ende als Anker 13 ausgebildet ist, welcher bei Erregung des Solenoids angezogen wird. Der Anker wird gegen die Kraft eines Federsterns 14 angezogen, welcher den Anker umgibt und ihn normalerweise vom Solenoid fortdrückt j ".wenn letzteres entregt ist. Der äußere Umfang.des Federsterns 14 ist durch einen Sicherungsring 15 gehalten.

Der Ventilschaft 12 erstreckt sich abwärts durch die Bohrung 11, wobei sein unteres Ende als Düsenstift 16 ausgebildet ist, welcher eine öffnung 17 mit g.eichbleibenden Durchmesser im Teil 18 durchsetzt. Dieses Teil bildet den Ventilsitz 19, auf welchen eich die am Ventilschaft 12 vorgesehene Sitzfläche 20 zur Bildung des Brennstoffventile setzt, welches geschlossen ist, wenn die beiden Sitzflächen aneinander angreifen. Der Düsenstift 16 hat einen gleichbleibenden Durchmesser und bildet zusammen mit der öffnung 17 gleichbleibenden Durchmessers eine Düsenmeßvorrichtung. Das Ende des Düsenstifter 1(5 ist, wie bei .21 gezeigt, geformt.

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Eine Mehrzahl von Öffnungen 22, beispielsweise 3, sind in einer ringförmigen Ausnehmung 23 vorgesehen, welche sich um den Ventilkörperteil 3 erstreckt und mit der Bohrung 11 in Verbindung steht. Dichtungsringe 24 sind in Nuten des Ventilkörperteils 3 oberhalb und unterhalb der Ausnehmung 23 angeordnet, um eine flüssigkeitsdichte Verbindung zu bilden. Brennstoff wird dem Ventil durch den Kanal 25 zugeführt, welcher in der Ansaugleitungswand 2 vorgesehen ist. Dieser Kanal steht mit der Ausnehmung 23 und den Öffnungen 22 in Verbindung, so daß der Brennstoff in die Bohrung 11 gelangen und um den Schaft 12 des Ventils strömen kann. Wenn das Ventil durch Erregung des Solenoids geöffnet wird, wird der Anker 13 gegen die Kraft der Feder 14 angezogen, wobei der Ventilschaft 12 aufwärts gleitet, so daß die Sitzflächen voneinander getrennt werden und Brennstoff durch den den Düsenstift umgebenden Ringraum 17 austreten kann.

Wie bei 26 gezeigt, ist der Ventilschaft hohl ausgebildet, wobei Öffnungen 27 vorgesehen sind, welche die Wand des Schaftes durchsetzen, so daß Brennstoff durch diese Öffnungen und durch den mittleren hohlen Abschnitt des Schaftes zu beiden Seiten des Ankers hin fließen kann. Diese Anordnung reduziert die auf den Brennstoff ausgeübte Pumpwirkung, wenn das Ventil betätigt wird.

Die Kalibrierung der ringförmigen Maßöffnung ist abhängig von dem Verhältnis der Länge zum Durchmesser der Öffnung, der gesamten Öffnungsfläche und dem Grunddurchmesser des Stiftes. Wenn diese Werte richtig bemessen sind, wird durch die Anord» nung eine stabile Meßmöglichkeit geschaffen, solange die

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Durchflußfläche am Ventil größer ist als die $Eeßflache,die entsprechend den anwendbaren Auslaßkoeffizienten und den Betriebsdrücken in Betracht gezogen wird. Der so bemessene Brennstoff fließt in einer offensichtlich dünnen Schicht entlang dem Düsenstift, bis er das profilierte Ende 21 er^- reicht, an welchem eine Zerstäubung erfolgt.

Es ist ersichtlich, daß es bei der erfindungsgemäßen Konstruktion möglich ist, ein Einspritzventil in die Maschina ein- und aus ihr auszubauen, ohne die Brennstoffzuführleitung lösen zu müssen, da sie nicht unmittelbar mit dem Ventil sondern bei 28 mit dem Kanal 25 in der Ansaugleitung verbunden ist.

Auf diese Weise kann die das Einspritzventil mit Brennstoffversorgende Zufuhrleitung· ständig an der Ansaugleitung angeschlossen bleiben, wobei die Verbindung nicht gelöst zu werden braucht, wenn es erwünscht ist, ein Brennstoff-Einspritzventil auszuwechseln, wodurch Leckmöglichkeiten reduziert bzw. fast ausgeschaltet werden.

Es ist weiterhin ersichtlich, daß der die Solenoideinheit aufweisende Magnetstromkreis eine vom Ventilschaft und der Düsenstiftanordnung gesonderte Einheit bildet. Jede dieser Einheiten kann daher leicht ausgetauscht werden, um an besondere Erfordernisse einer Maschine angepaßt werden zu können.

Während ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, wird darauf hingewiesen, daß verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken

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abzuweichen. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einem elektromagnetisch betätigten Brennstoffeinspritzventil beschrieben worden ist, können viele Merkmale ebenfalls bei anders betätigten Ventilen zur Anwendung kommen. Weiterhin ist es nicht von wesentlicher Bedeutung, daß der Ventilkörper in den Hohlraum eingeschraubt ist. Es ist ausreichend, wenn das Ventil mittels einen leichten Druckes, wie beispielsweise dem einer Feder, in Stellung gehalten wird, da der Druck in der Ansaugleitung niemals über atmosphärischem Druck liegt.

Es ist weiterhin verständlich, daß in der Praxis eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine im allgemeinen eine Mehrzahl von Brennstoffeinspritzventilen aufweist, von denen jedes entsprechend der Erfindung ausgebildet und angeordnet sein kann.

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Claims

PATENTANWÄLTE .

DR. HUGO WILCKEN · DIPL.-ING. TH. WILCKEN

D - 24 LÜBECK. BREITE STRASSE 52-54 1 4 7 R 1 A C

Az.: P H 76 146.7

Anmelder: Associated Engineering Limited.

Patentansprüche

Elektromagnetisch betätigtes Brennstoffeinspritzventil mit einem in einen Hohlraum der Maschine einsetzbaren Ventilkörper, welcher mit einer Bohrung zur Aufnahme eines in ihr verschiebbaren Ventilschaftes versehen ist und welcher gemeinsam mit einem Teil des Ventilschaftes das eigentliche Ventil bildet, welches durch die Bewegung des Ventilschaftes betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausnehmung(23) einen Teil des in den Maschinenhohlraum (1) einsetzbaren Ventilkörpers (3) umgibt und in Richtung zum Ende des das eigentliche Ventil (18,19,20) umgebenden Ventilkörpers vorgesehen ist, daß mindestens eine Durchbrechung (22) von der Ausnehmung (23) in die Bohrung (11) zur Zufuhr von Brennstoff aus einem mit dem Hohlraum (1) über die Ausnehmung in Verbindung stehenden Brennstoffkanal (25) zu der Bohrung (11) verläuft, daß an sich bekannte Dichtungen (24) den Ventilkörper beid-

(23)
seitig der Ausnehmung umgeben, daß ein Anker (13) am Oberende

des Ventilschafles (12) abgekehrt von dem eigentlichen Ventil vorgesehen ist, daß eine Solehoidspule (5), welche mit dem Ventilkörper, abgekehrt vom eigentlichen Ventil und dem Ventilschaft (12) gegenüberliegend, verbunden ist, zum Anziehen ^ des Ankers vorgesehen^.ist, um das Ventil zu öffnen, und daß •° Federungen (14) vorgesehen sind, die auf den Anker gegen die

n> Anziehungs-kraft der Lolenoidspule arbeiten, um das Ventil oo

*** . zu schließen -2-

^m Neue UnteHagen (M. 7 § 1 Abs. 2 Nr. \ Satz S des ÄnderungsoM. v. 4. f. 1K/5. '

9 lOtwdc (0451) 7 58»·, Privat: Dr. H. Wilcken, Curau (04505) 210 · Dipl.-Ing. Th. Wllcken, LObedc (0451) 40 81 84 Banki Commerzbank A. G., FiI. LObedc, KtO.-Nr. 39 0187 Postscheck: Hamburg 1381 1?
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (12) hohl ausgebildet ist und mit einer oder mehreren Durchbohrungen (27) versehen ist, durch die Brennstoff in den Hohlraum (26) des Schaftes fließen kann, um die Pumpwirkung auf den' Brennstoff während der Betätigung des Ventiles herabzusetzen.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Solenoidspule (5) als getrennte - ^ Einheit ausgebildet ist, die lösbar z.B. durch Gewinde (7)

mit dem oberen Ende des Ventilgehäuses verbunden ist.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse zu der Solenoidspule mittels Anschlußklemme (8) hergestellt sind, die an die Solenoidspule angeschlossen und gegen das Ventilgehäuse isoliert sind.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Solenoideinheit in einem synthetischen Harz (6) eingekapselt ist.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil gegen die Wirkung einer Sternringfeder (T4) arbeitet, die den Anker (13) umgibt.

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