DE1576478A1 - Kraftstoffeinspritzventil fuer Vor- und Haupteinspritzung - Google Patents

Description

• KraftstoffelnsprItzyen_til IUr Vor, und Haupt-

  einspritzung-

  Die Erfindung betrifft ein Krgftstoffenspritzventil für Vor- und Haupteinspritzung, dessen Ventilnadel sich unter dem Druck des-zugeführten Kraftstöffs entgegen der Kraft einer Schließfeder öffnet, mit einem Steuerglied, das den Zufuhrkanal für die Haupteinopritzmenge zum Druckraum des Einspritzventils steuert, mit einem unter dem Druck des-zugeführten Kraftstoffs stehenden und mit einer Rückstellfeder belasteten Vöreinspr@tzkolben und mit einem Anschlag zur Begrenzung des Weges dieses Voreinspribz_kolbens, wobei der Voren@-

  opritgkglbgn während c-09. e.rßt-g#4 A-b@ahntt@ä

  .

  a@8$ .?@9rinepritzmerakrum. deg Ain@Br.itzz"

  Ventile vedf,gt@yi n@"g ,V-?ee?..ruenet.eg .d;e-@

  fnrs? ira,.teto.e dis ventilli#adeI für dis aipteie.gpiu .

  fiti.lfe°Qreins?ri-- tig, ung 'dieohennugee.u phe

  :eelm@tre?.ereiausetr.° utid anß- @IrdeM -Qine iodgliehet

  fate.hfre 'I@erb-re@nung ena@.te:.ird aetfbt@ren...

  .VAre,jn,spritzyprgangpaäuptnepritzv@gan kia.rtrennen,

  spwe fcir den Häupteirsprtvogang eh rdglehot PAPP-hee

  ciffndi der Ven=ilnadezur er-l@ahtn .Auslese Qruzide Böll °.

  _@ - ... . ,--

  der öffnungsdruck für diee,ugteinepritzün höhe an als

  der Offnungsdruek für die Vcreinsprtzung. Je größer dieser

  Druckuntersehed, desto

  is^t d3 Trenrlüng zwischen

  Vo_reinsprt-zunünd Baüptetsprtürg,-. - .

  Bei bekannten Einspritzventilen dieser Art (siehe -schweizerisehe Pateritsehriften Nr. 207 2,49 und: Nr. 214 33) wird diasec Druckunterschied im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Schließfeder der Ventilnadel vor. Beginn der Haupteinspritzung durch einen Belastungskolben staerker@vorgespannt wird und dadurch einhöherer ffnungsdruck erzeugt wird. Um den notwendig hohen Druckuntersehied.zu erhalten, ist .aber auch bei einer günstig gew.hlten Federkonstante ein relativ langer Hub Belastungskolbens notwendig.Dies hat ungünstigeau-formen zur Folge. Abgesehen davon, daß die Ausführung mit einem Belastungskolben aufwendig und teuer ist, da der Be-i lastungskolben von dem hohen Kraftstoffdruck beaufschlagt wird und entsprechend dicht geführt werden muß,, hat der baulieh bedingte strömungsungünstige Kraftstofffloß mit mehreren Umlenkungen und plötzlichen Querschnittsä.nderungen Druckverluste und zusätzliche Temperatursteigerungen und-damit größere Lockverluste zur Folge. Soll das Voreinspritzventl für Fahrzeugmotoren dienen,.so kommt-noch, folgender weiterer. Nachteil hinzu.:: Bei Fahrzeugmotoren betragt die voreinspritz-

  anenge etwa @5 bis 10 mm 3, was bei güns ger Auslegung einem

  11 1,1-

  Hub des Voreinspritzkolbens von 1 bis 2 mm entspricht. Da

  bei diesen@bekannten

  über die vom Vorein-^

  sprit_zkölben gesteuerte ,Bohrung auch die Iiaupteinspritzmenge

  strömt, muß.der vom Voreinspritzkolben geöffnete Querächnitt

  so groß sein, däß diese Menge auch bei hoher Drehzahl ohne

  größeren ,Druckverlust durchströmen kann. Daraus ergibt sich

  bei dem"kleinen Durchmesser des Voreinspritzkolbens, daß dieser

  spätestens nach Zurücklegen des halben Hubes mit- dem Aufsteüern

  der genannten Bohrung beginnen muß. Bei niederer Drehzahl ge-

  -nügt jedoch ein kleinerer Querschnitt als bei hoher Drehzahl,

  weshalb derVoreinspritzkolben nicht bis zum Anschlag ver-

  schoben wird und. infolgedessen die Voreinspritzmenge kleiner

  wird als bei hoher Drehzahl. '

  her Erfindung liegt die Aufgabe-zugrunde, ein Krafts toffeir.--

  s_pritzventil für Vor= und Haupteinspritzung zu bauen, bei dem

  eine.deutLiehe Trennung zwischen Vor- und Iiaupteinspritzung

  erreicht wird; indem der Öffnungsdruck der Ventilnadel bei

  der Voreinspritzungwesentlich niedrigerer ist-, als bei der

  Haupteinspritzung und bei dem die erwähnten Nachteile ver-

  mieden-sind.

  Diese Aufgäbe .wird erfindungs -emäß dadurch gelöst, daß der

  Voreindpritzkolben als Ottxfenkolben ausgebildet ist, dessen

  gröi3ere _:gtirnfl-iche, vom zugeführten Kraftstoff unmittelbar

  beaufschl.3gt wird und dessen Stufe mit kleinerer Stirnfläche

  die Voreinspritzmenge verdr;ingt.

  Nach einer vorteilhaften Aus gest,altung der Erfindung ver-

  l;iuft der Lufuhrkanal in` axialer Richtung durch den Vorein-

  spritzkolben, und das -Steuerglied ist im Voreinspritzkolbe::

  angeordnet.

  In der r'ertigung macht es Schwierigkeiten zwei 3ohrungeri

  für einen itu.fenköl.ben eXakt.koaxiäl'änzuo-rdnen..Diese

  `.;ritwieri@;keit wird umgangen;: indem 'vrie- bei efn@er bevor-

  d, r@ust;e:7,taltun@; der Erfindung der Voreinspritzkolhen

  aus zwei Kolben verschiedenen: Durchmessers besteht.
• Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient in an sich bekannter Weise der Voreinspritzkolben als Steuerglied und steuert den Zufuhrkanal nach Zurücklegung eines bestimmten Hubes auf.
• Drei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung im Axialschnitt dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben: Es zeigen: Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel Fig. 2 das zweite Ausführungsbeispiel, bei dem das . Steuerglied im Voreinspritzkolben angeordnet ist, Fig. 3 das dritte Ausführungsbeispiel, bei dem der Voreinspritzkolben zusätzlich als Steuerglied dient, Fig. 4 eine Variante des-Vöreinspritzkolbens für die Beispiele nach Fig. 1 und 3.
• In einem Kraftstoffeinspritzventil i_st ein Düsenkörper 1 mit Spritzöffnungen 2 mittels einer Überwurfmutter 3 an einen Düsenhalter 4. festgespannt. Eine im Düsenkörper 1 gelagerte Ventilnadel 5 ist durch die Kraft einer Schließfeder-6 belastet, die den Öffnungsdruck der Ventilnadel bestimmt. Zur Übertragung der Federkraft ist zwischen Ventilnadel 5 und Schließfeder -6 ein-Federteller 7 angeordnet. Die Schließfeder 6 stützt.sich mit ihrem vom Federteller 7 abgewandten Ende über einen Zwischenring-10 an der Stirnseite 8 eines im Düsenhalter 4 angeordneten Federraums 9 ab. Die Vorspannung der Schließfeder 6 wird-durch die'Dicke des Zwischenrings 10 bestimmt.. Tn den Federraum eindringender Kraftstoff wird über einen im Düsenhalter 4 verlaufenden Leckkanal 11 und eine nicht dargestellte Leckleitung zum Kraftstoffbehälter zurückgeführt.

  Über eine ebehfalls rieht dargestellte von der Ein.spritz-,

  pupe herführende Krattstoffzu,letunß gelangt derräftstc@ff .

  unter Druck -n der:ufukanal '12 hnüsenhalter 4. Dieser

  ßufuhrkanal mündet in einen lUngkazal 13. Vom Ringkanal _13.

  zweigt ein, Kanal *14 gbf a der in< einen. Drucksaum 15 mündet, In

  dem I a1 14 ist ein Steuerglied 16 angeordnet, das den graft-

  Stoff strom. nur. in I@lehtung zum Druckraum 15 durchläßt. Das.

  Steuerglied 15 wird durch eine Feder 17_ auf seinen Sitz ge"

  preßte Diese Feder 17 ist schwach bemessen und. hat die A.uf-.

  gäbe, zwischen zwei EinBpritzvqrgängen das Steuerglied 16

  mit ausreichendem Schließdruck geschlossen. zu halten.

  Die Ventilnadel 5 hat zwei zylindrische Abschnitte verschie-

  denen Durchmessers, von denen der mit dem größeren Durch- -

  mes.ser möglichst dicht -gleitend im Düsenkörper 1 geführt-ist,,

  Die Differenzringfläehe an der Ventilnadel 5 zwiwchen diesem

  größeren Abschnitt und dem Ventilsitz 18 wird von- dem im

  Druckraum 1:5 befindlichenKraftstoff beaufschlagt und bestimmt

  den Öffnungsdruck der Ventilnadel 5.

  ,Im Düsenkörper 1 ist außerdem eine Bohrung 19 vorgesehen,

  deren eines Ende über einen Kanal 20 mit dem druckent-

  lasteten. Federraum 9 verbunden ist. Die Bohrung 19 wird

  durch eine koaxial zu ihr angeordnete Bohrung 21 fortge-

  setzt, die einen geringeren Durchmesser als die Bohrung 19

  hat. Die Bohrung 21 steht mit ihrem der Bohrung 19 abge- -

  wandten Ende mit.dem Druckraum 15 in Verbindung. In dieser

  Stufenbohrung 19,21 ist dichtend und axial verschiebbar

  ein Stufenkolben 22,23 geführt: Der zwischen den Kolben-

  stufen 22,23 und der Bohrung 19 liegende Ringraum 24 steht

  über dem Kanal 20 mit dem druckentlasteten Federraum 9 in

  Verbindung' Dieser Stufenkolben 22,23 dient als Vorein-

  spritzkolben .und. wird durch eine Feder 25 nach jedem.

  spritzvorgang in seine Ausgangslage geschoben. Ein Anschlag

  26 dient zur Eubbegrenzung des V-oreinspritzkolbens.

  Gelangt der Kraftstoff unter Druck von der Einspritzpumpe . durch eine nichtdargestellte Druckleitung zu dem Einspritzventil, so beaufsehlagt er gleichzeitig den Abschnitt 22 des Voreinsp ritzkolbens sowie das Steuerglied 16. Aufgrund der 21:i.chen-differenz,des als Stufenkolben ausgebildeter Voreinspritzkolben ist der Druck im Druckraum 15 höher als. der Druck in dem Zufuhrkanal 12, so daß das Steuerglied 16 auf seinen @3itz gepresst wird. Erreicht der zugeführte Kraftstoff bzw. der im Druckraum 15 befindliche Kraftstoff einen bestimmten Druck, so hebt die Ventilnadel 5 von ihrem Sitz 18 ab und die Stufe 23 des Vorei.nspritzkolbens 22,23 fördert aus der Bohrung 20 über den Druckraum 15 eine bestimmte Kraftstoffmenge durch die Spritzöffnungen 2. Nach Beendigung des Ijubes des Voreinspritzkolbens 18,19 schließt die ientilnadel 5 wieder. Lrst

  wenn der zugeführte Kraftünodff einen vom Flächenverhältnis des

  Voreinspritzkolbens 22,23,von den Kräften der Federn 25, und 17

  des abhängigen höheren Druck erreicht hat, öffnet die Ventilnadel 5 für die Haupteinspritzung. Durch die Wahl der Flächendifferenz-am Voreinspritzko_ben 22,23 und der genannten 2ederkräfte kann der Zeitabschnitt zwischen Vor- und Haupteinspritzung bestimmt werden.
• Bei dem Beispiel nach Fig. 2 verläuft der Kanal 14 im Gegenaatz zum ersten Ausführungsbeispiel nicht im Düsenkörper 1 sondern im Voreinspritzkolben 22923; wobei das Druckventil 16 in dem Abschnitt 22; der den größeren Durchmesser hat, angeordnet ist.
• Bei dem Beispiel nach Fig. 3 wird der Kanal 14 durch den Abschnitt 22 des Voreinspritzkolbens 22,23 gesteuert. Zu diesem Zweck ist in der Bohrung 19 eine Ringnut 27 vorgesehen, von der der Kanal 14 zum Druckraum 15 führt. Erst wenn der Voreinspritzkolben 2_2,23 einen bestimmten Hub (Yoreinspritzhub)-zurüökgelegt hat, wird die Ringnut 27 durch die Kolbenstufe 22 aufiTe--st,euert und der 1-ufuhrkanal, 12 mit dem Kanal 14 für die Haupteinspritzung verbunden. Auf diese Weiae wird das S teüerglied 16. der Beispiele nach Fig. 1 und 2 gespart.-

  In Fig. 4 i.st als Variante-für die Beispiele nach Fig. 1

  und-3 ein .Voreinspritzkolben aus zwei Teilen..%2,23 bestehend

  dargestellt, die mit je einer Stirnseite- au.ieinanderstoßen.

  Hierduruh wird erreicht, daß die Bohrungen 19 und 20 nicht-

  exakt közjxi.al ani;eordnet sein müssen, was die Fertigung wesent-

  -lich erleichtert.

Claims (1)

1. Ansprüche- 1. hrtil'tstol'feirisl)ritzventil für V:)r- .und Haupteinspritzung dessen Ventilnadel sich unter- dem Druck des zugefizhrten Kra:'t:.tofi's entgegen der Kraft einer' Schließfeder öffnet, reit einem #3tr,uerl,lied, das den @:ufuhrkanal .für die fiaupt- einspritzinenge zum Druckraum des Einspritzventils steuert, mit einem unter dem Druck des-zugeführten Kraftstoffs :;te:ierideri und mit einer Rückstellfeder belasteten Vorein- spritzkolben und mit einem Anschlag zur Begrenzung des .@e:;es dieses Voreinspritzkolbens, wobei der Voreinspritz- kolben wi!lrend des ersten Abschnitts des Fördervorgangs eine Voreinspritzmenge zum Druckraum des Einspritzventils verdrängt, bis nach weiterem Druckanstieg des zugeführten Kraftsto!'fs die Ventilnadel für die Haupteinspritzung öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Voreinspritzkol- ben (??,?3) als ätufenkolben ausgebildet ist, dessen größere ,tirnfläche vom zugeführten Kraftstoff unmittelbar -:eauf- schlar;t wird und-dessen Stufe(23)mit kleinerer Stirnfläche die Voreinspritzmenge verdrängt. 2. Krattstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, da;3 der Zufuhrkanal 14 in axialer Richtung durch den Voreinspritzkolben(22,23)verläuft und das Steuerglied (16)ini Voreinspritzkolben(22,23), angeordnet ist. (,4'ig. 2) 3. nraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Voreinspritzkolben (22,23) aus zwei Kol- ben verschiedenen Durchmessers-besteht. (Fig. 4) 4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Vorein- spritzkolben(22,23)als Steuerglied(16)dient und den Zufuhr- . ltana1(14) nacri Zurücklegung eines bestimmten Hubes aufs teuert. (fit. 3). ,@ @fCc