DE1807572A1

DE1807572A1 - Einspritzsystem einer Dieselbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1807572A1
Application number: DE19681807572
Authority: DE
Inventors: Anton Steiger
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1968-11-01
Filing date: 1968-11-07
Publication date: 1970-08-20
Also published as: FR2022417A1; CH499013A; ES372602A1; US3633823A; NL6816341A; NL132979C

Description

P.4272 Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft. Winterthur/Schweiz

Einspritzsystem einer Dieselbrennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft ein Einspritzsystem einer Dieselbrennkraftmaschine mit Speicherung des Brennstoffes und mindestens einem hydraulisch gesteuerten Einspritzventil, mit einer Ventilnadel, die durch den Brennstoffdruck auf ihren Sitz gedrückt wird.

Bei den bekannten Einspritzsystemen von Dieselbrennkraftmasdlnen mit hydraulisch gesteuerten Einspritzventilen erfolgt die Steuerung des Einspritzvorganges, d.h. die Oeffnung und das Schliessen des Ventiles, durch unter dem Einspritzdruck stehenden Brennstoff. Bei den heute auftretenden Grossen der Brennstoff- " drücke von 1000 und mehr Atmosphären ist dabei die Steuerleitung, in welcher abwechselnd der volle Brennstoffdruck und ein wesentlich niedrigerer Druck wirkt, stark beansprucht.

Die Erfindung hat die Schaffung eines Einspritzsystems zum Ziel, bei welchem dieser Nachteil vermieden wird und die

Steuerleitung, in welcher der Druck pulsiert, nur einen niedrigen

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Druck aufweist.

Das erfindungsgemässe Einspritzsystem, durch welches dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel mit einem Kolben versehen ist, der in einem Zylinder im wesentlichen dichtend geführt ist und in diesem zwei ψ Zylinderräume begrenzt, wobei der vom Ventilsitz abgewandte Zylinderraum dauernd mit einem Raum niedrigen Druckes in Verbindung steht und der dem Ventilsitz zugewandte Zylinderraum über ein Steuerorgan an eine Quelle eines unter Druck stehenden Steuerdruckmittels anschliessbar ist, dessen Druck so gewählt ist, dass er zum Anheben der Ventilnadel ausreicht.

Das bei dem erfindungsgemässen System verwendete Einspritzventil kann so ausgebildet sein, dass die Ventilnadel mit dem Kolben in einer abgestuften Bohrung eines ersten Gehäuse·? teiles beweglich ist und dass auf der dem Ventilsitz abgewandten Seite der Ventjünadel ein zweiter Gehäuseteil angeordnet ist, der eine Bohrung aufweist, in welcher ein zylindrischer Teil geführt ist, der sich gegen die Nadel bzw. den Kolben abstützt, wobei die Brennstoffleitung einerseits in an sich bekannter Weise an einen im ersten Gehäuseteil vor dem Ventilsitz befindlichen Raum sowie an einen im zweiten Gehäuseteil vor dem

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zylindrischen Teil in seiner Bohrung befindlichen Raum dauernd angeschlossen ist. Auf diese Weise wird eine konstruktiv sehr einfache und kompakte Ausführung des Ventils erhalten, mit minimaler Anzahl Leitungen und mit minimalen Leckverlusten.

Vorzugsweise steht dabei der vom Ventilsitz abgewandte Zylinderraum unter atmosphärischem Druck. |

Als Steuerorgan kann ein als Welle ausgebildeter Steuerschieber vorgesehen sein, der einen Kanal für die Zufuhr des Brennstoffes und mindestens eine zylindrische Steuerfläche aufweist, wobei die Steuerfläche von einer Büchse umschlossen ist, die einenKanal für die Aufnahme des zur Steuerung dienenden Druckmittels enthält und in axialer Richtung des Schiebers wie auch in seiner Umfangsrichtuhg verstellbar ist. Auf diese

Weise ist es möglich, ein einfaches Steuerorgan zu schaffen, das auch für Einspritzventile von mehreren Zylindern geeignet ist, wobei es dann genügt, die mit einer entsprechenden Anzahl von zylindrischen Steuerflächen versehene Welle mit den zugeordneten Büchsen auszustatten.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

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Fig.1 ein Schema eines erfindungsgemässen Einspritzsystems mit Schnitten des Einspritzventil.es und des Steuerschiebers,

Fig.2 eine Abwicklung der Steuerfläche des Steuerschiebers.

P In der Zeichnung ist ein Brennstoffeinspritzventil 1

einer Dieselbrennkraftmaschine mit einem Brennstoffspeicher 2 verbunden, der durch eine Brennstoffleitung 3 an eine Brennstoffpumpe 4 angeschlossen ist, welche den Brennstoff mit einem für die Einspritzung erforderlichen Druck von z.B. 1000 Atmosphären liefert. Ausserdem ist das Einspritzventil 1 durch eine Steuerleitung 5 mit einem Steuerschieber 6 verbunden, dem ein hydraulisches Druckmittel, in diesem Falle eberfalls Brennstoff, von

einer Pumpe 7 durch eine Leitung 8 zugeführt wird*

Das Einspritzventil 1 enthält einen ersten Gehäuseteil 10, in welchem in an sich bekannter Weise Düsenbohrungen 11 ausgebildet sind. Vor den DUsenbohrungen 11 ist ein Ventilsitz 12 ausgebildet, mit welchem eine entsprechende Sitzfläche einer Ventilnadel 13 zusammenwirkt. Die Ventilnadel ist in einer zylindrischen Bohrung 14 dichtend geführt. An die Bohrung 14 schliesst sich eine Bohrung 15 an, in welcher ebenfalls dichtend

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ein Kolben 16 geführt ist, der mit der Ventilnadel 13 fest verbunden ist und z.B. mit dieser aus einem Stück bestehen kann. Die Bohrung 15 bildet für den Kolben 16 einen Zylinder, welcher durch den Kolben 16 in zwei Zylinderräume 17 und 18 unterteilt ist. Der Zylinderraum 17 ist durch einen im Ventil 1 ausgebildeten Kanal 20 mit der Steuerleitung 5 verbunden. Der Zylinderraum 18 steht durch einen gestrichelt dargestellten Kanal 21 dauernd mit der Aussenatmosphäre in Verbindung.

üeber dem Kolben 16 befindet sich ein zylindrischer Teil 22, der in einer Bohrung 23 dichtend geführt ist, die in einem zweiten Gehäuseteil 24 ausgebildet ist. Der zylindrische Teil 22 ist gegen den Kolben 16 abgestützt, wobei sich über ihm in der Bohrung 23 ein Raum 25 befindet. Der Raum 25 ist im Ventil 1 mit einem Kanal 26 verbunden, der an die Brennstoffleitung 3 angeschlossen ist. Der Kanal 26 führt ausserdem in den unteren Bereich des Ventiles und mündet in einen Hohlraum 27, der sich vor dem Ventilsitz 12 befindet.

Das Steuerorgan 6 enthält einen Drehschieber 30, der durch einen nicht dargestellten Antrieb mit der Kurbelwelle der Maschine in Verbindung steht und von dieser entsprechend

angetrieben wird. Bei einer Vtertaktmaschine erfolgt der Antrieb

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mit halber, bei einer Zweitaktmaschine mit voller Drehzahl der Kurbelwelle. Der Drehschieber 30 ist mit einer axialen Bohrung 31 versehen, die an die Druckleitung 8 är Pumpe 7 angeschlossen ist. Der in dieser Druckleitung herrschende Druck kann sich z.B. im Bereich von 200 Atmosphären bewegen. Der ^ Drehschieber 30 ist mit einer zylindrischen Steuerfläche 32 versehen, deren Abwicklung in der Fig.2 dargestellt ist. Die Steuerfläche enthält eine im wesentlichen dreieckförmige Ausnehmung 33, die durch einen radialen Kanal 34 mit der Bohrung

31 verbunden ist und daher dauernd unter dem Druck der Pumpe 7 steht. Anschliessend an die Ausnehmung 33 ist eine über den restlichen Teil des Umfanges des Schiebers 30 verlaufende Ausnehmung 35 vorgesehen, die durch einen Kanal 36 mit der Atmos-

™ phäre verbunden ist..

Die den Spiegel des Schiebers 30 bildende Steuerfläche.

32 ist dichtend in einer Büchse 37 geführt, die mit einem nach aussen führenden Kanal 38 versehen ist. Die Büchse 37 befindet sich in einem Schiebergehäuse 40, das einen an den Kanal 38 anschliessenden Kanal 41 aufveLst, an den die Steuerleitung 5 angeschlossen ist. Steueroi^ne 42 und 43 _s die mit Hebeln verbundene Zahnräder aufweisen, die mit einer in Umfangsrichtung

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bzw. in Längsrichtung der Büchse 37 führenden Verzahnung kämmen, dienen einer Verstellung der Büchse 37 in diesen Richtungen. Der Steuerschieber 30 ist im Schiebergehäuse 40 in einem Lager 44 gelagert, das durch eine Bohrung 45 mit dem Druckmittel geschmiert wird.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist der Durchmesser D1 der Ventilnadel kleiner als der Durchmesser D2 des zylindrischen Teiles 22. Der Durchmesser D2 des zylindrischen Teiles 22 ist seinerseits wieder kleiner als der Durchmesser D3 des Kolbens 16. Wenn daher auf das Steuerventil 1 nur der Brennstoffdruck einwirkt, so wird die Ventilnadel 13 durch die Kraftdifferenz der im Raum 25 auf den Teil 22 und im Raum 27 auf die Ventilnadel 13 wirkenden Drücke gegen ihren Sitz 12 gedrückt. Der Zugang zu den Düsenbohrungen 11 und somit in den Zylinderraum f iäb für den Brennstoff geschlossen. Sobald jedoch im Zylinderraum 17 ein so grosser hydraulischer Druck wirkt, dass er ausreicht, um gegen diese Druckdifferenz die Ventilnadel anzuheben, wird das Ventil 1 geöffnet und der Brennstoff wird aus dem Speicher 2 durch die Düsenöffnungen 11 in den Brennraum der Maschine eingespritzt. Dieser Einspritzvorgang dauert dabei so laqge, wie im Zylinderraum 17 der Steuerdruck herrscht.

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Die Einwirkung des Steuerdruckes im Zylinderraum 17 auf den Kolben 16 wird bei der dargestellten Ausführung des Steuerorganes auf die Weise gesteuert, dass abwechselnd bei der Drehbewegung des Schiebers 30 der Kanal 34 mit der Ausnehmung 33 und mit der Ausnehmung 35 in Verbindung gebracht wird. ^ Wegen der dreieckförmigen Form der Ausnehmung 33 kann, je nach der axialen Einstellung der Büchse 37, diese Verbindung länger oder kürzer dauern. Damit kann die Dauer des Einspritzvorganges und somit auch die Menge des zur Einspritzung gelangenden Brennstoffes beeinflusst werden. Die Steuerung der Brennstoffmenge erfolgt somit durch das Verstellorgan 43. Eine Verdrehung der Büchse 37 gegenüber dem Schieber 30 mittels des Verstellorganes 42 dient der Veränderung des Beginnes und des Endes des Einspritzvorganges.

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Claims

Patentansprüche

1. Einspritzsystem einer Dieselbrennkraftmaschine mit Speicherung des Brennstoffes und mindestens einem hydraulisch gesteuerten Einspritzventil, mit einer Ventilnadel, die durch den Brennstoffdruck auf ihren Sitz gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel mit einem Kolben versehen ist, der in einem Zylinder im wesentlichen dichtend geführt ist und in diesem zwei Zylinderräume begrenzt, wobei der vom Ventilsitz abgewandte Zylinderraum dauernd mit einem Raum niedrigen Druckes in Verbindung steht und der dem Ventilsitz zugewandte Zylinderraum über ein Steuerorgan an eine Quelle eines unter Druck stehenden Steuerdruckmittels anschliessbar ist, dessen Druck so gewählt ist, dass er zum Anheben der Ven- | tilnadel ausreicht.

2. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel mit dem Kolben in einer abgestuften Bohrung eines ersten Gehäuseteiles beweglich ist und dass auf der dem Ventilsitz abgewandten Seite der Ventilnadel ein zweiter Gehäuseteil angeordnet ist, der eine Bohrung aufweist, in welcher ein zylindrischer Teil geführt ist, der sich gegen die

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Nadel bzw. den Kolben abstützt, wobei die Brennstoffleitung einerseits in an sich bekannter Weise an einen im ersten Gehäuseteil vor dem Ventilsitz befindlichen Raum sowie an einen im zweiten Gehäuseteil vor dem zylindrischen Teil in seiner Bohrung befindlichen Raum dauernd angeschlossen ist. Wk

3, Einspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Teil einen Durchmesser hat, der grosser ist als der Durchmesser der Ventilnadel, jedoch kleiner als der Durchmesser des Kolbens.

4. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Ventilsitz abgewandte Zylinderraum unter atmosphärischem Druck steht.

5. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan einen als Welle ausgebildeten Drehschieber aufweist, der einen Kanal für die Zufuhr des Brennstoffes und mindestens eine zylindrische Steuerfläche aufweist, wobei die Steuerfläche von einer Büchse umschlossen ist, die einen Kanal für die Aufnahme des zur Steuerung dienenden Druckmittels enthält und in axialer Richtung des Schiebers wie auch in seiner Ümfangsrichtung verstellbar ist.

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