DE1917486C3 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

schlußfläche des DUsenkfirpers mit geringem Abstand von dieser im Einspritzventilgehäuse mündende Ende des vor dem Sperrventil liegenden Leitungsabschnitts axial gleitbeweglich umschließt und seinerseits von einem Hohlraum umgeben ist, der zusammen mit einem den vor dem Sperrventil liegenden Ueitungsabschnitt im Bereich des Einspritzventilgehäuses umgebenden Ringraum zur Rückführung des Kraftstoffs bei geöffnetem Sperrventil dient, und daß das Sperrventil in Einschaltstellung des Elektro- »o magneten gegen die Kraft einer Rückholfeder auf die zugleich als Dichtfläche dienende Abschlußfläche des Düsenkärpers gedrückt und dabei in der den Kreislauf sperrenden Stellung gehalten wird.

Die Vereinigung von Sperrventil und Einspritzventil auf engstem Raum in der angegebenen Weise ermöglicht es, bei geringem baulichem Aufwand die statische Flüssigkeitssäule zwischen Sperrventil und Einspritzventil weitgehend zu vermeiden, so daß die Bewegungsenergie des zirkulierenden Kraftstoffs nach dem Schließen des Sperrventils unvermindert an der Düsennadel zur Wirkung gelangen kann.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Frfindung können aus den Unteransprüchen entnommen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Figuren näher erläuten. Es zeigt

Fig. I das Prinzipbild einer mit dem erfindungsgemaß vorgeschlagenen Einspritzventil ausgerüsteten Einspritzanlage für eine Vierzylinder-Brennkraft.naschinc und

Fig. 2 den schematisierten Querschnitt durai ein Einspritzventil.

Die Fig. 1 enthält vier Einspritzventile 10, in denen schematisch die Wicklung Π eines Elektromagneten angedeutet ist. Zu jedem Einspritzventil 10 führt ein Kraftstoffzulauf 12 und ein Kraftstoffrücklauf 13. Die Leitungen des Kraftstoffzulaufes sind durch ausgezogene Linien und die Leitungen des Kraftstoffrücklaufes durch gestrichelte Linien angedeutet. Jeder der Kraftstoffzuläufe T2 ist mit der Druckseite einer kontinuierlich fördernden Pumpe 14 verbunden, jeder der Kraftstoffrückläufe 13 mit der Saugdüse dieser Pumpe. Die Saugseite der Pumpe 14 steht außerdem über eine Leitung 15 mit einem Kraftstofftank 16 in Verbindung. Der eine Anschluß jeder Wicklung 11 ist mit Masse verbunden, der andere Anschluß ist mit einem Kontakt 17 einer Kontaktanordnung verbunden, die einen rotierenden Kontaktarm 18 enthält, der mit einem Anschluß einer Batterie 19 verbunden ist. Der zweite Anschluß der Batterie 19 ist mit Masse verbunden.

Die in Fig. 1 dargestellte Einspritzanordnung arbeitet folgendermaßen: Ist keines der Einspritzventil 10 geöffnet, so hält die Pumpe 14 für jedes der Ein-Spritzventile einen gleichmäßig zirkulierenden Kraftstoffkreislauf 13 über den zugehörigen Kraftstoffzulauf 12 und den entsprechenden Kraftstoffrücklauf 13 aufrecht.

Die Pumpe 14 kann dabei von einem gesonderten Motor, oder aber von der Brennkraftmaschine direkt angetrieben sein. Es ist lediglich erforderlich, daß ihre Förderleistung in Abhängigkeit von den physikalischen Zustandsdaten der Brennkraftmaschine, und damit ihre Fördermenge bzw. die Geschwindig- 6; keit des geförderten Kraftstoffes, veränderbar ist. Der beim Einspritzen jedem Kreislauf entzogene Kraftstoff wird über die Leitung 15 dem Kraftstofftank U entnommen. Jedes der Ewispriteventile 10 enthält eine Absperrein richtung, die elektromagnetisch betätigbar ist, und eine Düsennadel 35, die auf einen vorbestimmten Überdruck anspricht. Sobald nun der rotierende Kontaktarm 18 einen der Kontakte 17 berührt, wird die an diesem Kontakt angeschlossene Wicklung Il an die Spannungsquelle 19 angeschlossen. Dadurch wird die Absperreinrichtung, die als elektromagnetisch betätigtes Sperrventil 28 ausgebildet ist, betätigt, und der Kraftstoffkreislauf wird schlagartig unterbrochen. Die Bewegungsenergie des zirkulierenden Kraftstoffes kann sich jedoch nicht sprunghaft ändern, es entsteht daher eine Druckwelle, Diese Druckwelle ist in der Lage, die Düsennadel 35 zu öffnen, so daß Kraftstoff abgespritzt wird. Die abgespritzte Kraftstofimenge hängt von der kinetischen Energie des zirkulierenden Kraftstoffes ab. Je größer die Geschwindigkeit des zirkulierenden Kraftstoffes ist, desto größer ist die Druckwelle und desto größer ist demzufolge die abgespritzte Kraftstoff menge. Sobald der Druck den vorbestimmten Ansprechd/ *ck unterschritten hat, schließt die Düsennadel 35 wieder und der Einspritzvorgang ist beendet. Eine möglicherweise auftretende, reflektierte Druckwelle ist nicht mehr hoch geiiug. um die Düsennadel 35 nochmals zu öffnen Sobald sich der Kontaktarm 18 weitergedreht hat, wird die leitende Verbindung zwischen dem Kontaktarm 18 und dem Kontakt 17 unterbrochen. Das Sperrventil 28 öffnet mit Hilfe einer Rückholfeder 30, und der Rücklauf innerhalb des Einspritzventils 10 wird wieder freigegeben, so daß die Pumpe 14 den Kraftstoff erneut beschleunigen kann. Der Kontaktarm 18 läuft synchron mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine um; er ist beispielsweise mit der Welle eines Zündverteilers der Brennkraftmaschine verbunden. Um eine möglichst störunsgfreie Kontaktgabe zu erhalten, können bei einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel an Stelle von Schleifkontakten in bekannter Weise von einem Magneten betätigbare Schutzgaskontakte verwendet werden.

In der Fig. 2 ist der Aufbau eines Einspritzventil angedeutet, das aus einem Gehäuse 27 besteht, welches stirnseitig durch einen flanschartigcn Düsenkörper 37 rr.it einem Hohlraum 34 zur Aufnahme der Düsennadel 35 sowie einer diese gegen ihren Sitz drückenden Schließfeder 36 verschlossen ist. Im Gehäuse 27 des Einspritzventils mündet senkrecht zur Abschlußfläche des Diisenkörpers 37 und mit geringem Abstand von dieser der vor dem Sperrventil 28 liegende Lcitungsabschnitt 25 eines Kraftstoffzulaufs 12. der mit dem die Düsennadel 35 aufnehmenden Hohlraum 34 in ständiger Verbindung steht, und der an seinem unteren Ende von dem rohrförmig ausgebildeten Sperrventil 28 axial gleitbeweglich umschlossen ist. Das Sperrventil ist dabei seinerseits zwecks Rückführung des Kraftstoffes boi geöffnetem Sperrventil von einem zugleich die Rückholfeder aufnehmenden Hohlraum 40 umgeben, der über Bohrungen 31 mit einem den Leitungsabschnitt umgebenen Ringraum 26 in Verbindung steht. Bei der betrachteten Darstellung ist das Sperrventil in einer Stellung eingezeichnet, in der Zulauf und Rücklauf voneinander abgesperrt sind. Das Sperrventil 28 besteht mindestens teilweise aus ferromagnetisehcm Material und wird in die gezeigte Lage mit. Hilfe der Wicklung 11 des im Ventilgehäuse angeordneten Elektromagneten gebracht. Die An-

Schlüsse der Wicklung 11 sind innerhalb eines Isolierkörpers 29 aus dem Gehäuse 27 des Einspritzventils herausgeführt. Das Sperrventil 28 wird von der Rückholfeder 30 in seiner Ruhelage gehalten, so daß der Kraftstoffslrom ungehindert durch das Ventil hindurchfließen kann. Der Kraftstoffstrom tritt bei nicht betätigtem Sperrventil aus dem unteren Ende des Leitungsabschnitts 25 aus, durchströmt den Hohlraum 40, in dem sich die Rückholfeder 30 befindet, sowie die Bohrungen 31 und gelangt in den Ringraum 26. Das Sperrventil 28 weist an seinem oberen Ende Ansätze 32 auf, an denen sich die Rückholfeder 30 abstützt und der magnetische Fluß auf das Gehäuse 27 übergeht, und hat an seinem unteren Ende einen nach innen eingezogenen ringförmigen Ansatz 33. Auf diese Weise sind die beiden Endlagen des Sperrventils im Gehäuse 27 einmal durch die in Schiießs'Hlung des Sperrventils für dieses als Dichtfläche dienende Abschlußfläche 38 des Düsenkörpers 37 und zum andern durch die Stirnfläche am Ende des Leitungsabschnitts 25 festgelegt.

Der ringförmige Ansatz arn unteren Ende des Sperrventils 28 hat zudem noch eine weitere Funktion. Befindet sich das Sperrventil in der in der F i g. 2 gezeigten Stellung, so wirkt sich der volle Druck des zuströmenden Kraftstoffes auf die Innenfläche 39 des ringförmigen Ansatzes 33 aus, und das Sperrventil kann dadurch in seiner unteren Lage so lange gehalten werden, wie durch die Druckwelle ein wesentlicher Überdruck im Zulaufkreis herrscht. Zu

ίο der Schlicßkraft des Elektromagneten addiert sich somit die durch den Druck im Kraftstoffzulauf entstehende hydraulische Schließkraft. Um einen Einspritzvorgang auszulösen, genügt somit ein kurzer e'ektrischer Impuls, der am Elektromagneten zugeleitet wird und mit dessen Hilfe das Sperrventil in seine untere Lage bewegt wird. Das Sperrventil wird in dieser Lage dann durch die hydraulischen Schlicßkräfte so lange gehalten, bis die Druckwelle im Zulaufkreis abgebaut ist, und die Federkraft der Rück-

ao holfeder 30 das Sperrventil wieder in seine Ruhelage bewegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Kreislauf fördert, in den ein durch Fedprkraft beauf- Patentanspriiche: schlagtes, elektromagnetisch betätigtes und in seiner geschlossenen Stellung den Kreislauf sperrendes

1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brenn- Ventil eingeschaltet und an den, und zwar in unmitkraftmaschinen, bei der eine kontinuierlich för- 5 telbarer Nähe des Sperrventils, em Einspritzventil dernde Pumpe den Kraftstoff in einem Kreislauf angeschlossen ist, dessen mit dem Leitungsabschnitt fordert, in den ein durch Federkraft beaufschlag- vor dem Sperrventil in ständiger Verbindung stetes, elektromagnetisch betätigtes und in seiner ge- hende Düsennadel bei plötzlichem Schließen des schlossenen Stellung den Kreislauf sperrendes Sperrventils und dadurch bedingter Unterbrechung Ventil eingeschaltet und an den, und zwar in un- io des Kreislaufs gegen die Kraft einer Schließfeder offnuttelbarer Nähe des Sperrventil ein Einspritz- net.

ventil angeschlossen ist, dessen mit dem Lei- Die bei Kraftfahrzeugen gebräuchlichen Einspntztungsabschnitt vor dem Sperrventil in ständiger anlagen weisen im allgemeinen eine zentrale EinVerbindung stehende Düsennadel bei plötzlichem spritzpumpe auf, von der aus jeder Einspritzstelle der Schließen des Sperrventils und dadurch bedingter 15 einzuspritzende Kraftstoff unter dem dazu erforderli-Unterbrechung des Kreislaufs gegen die Kraft dien Druck zugeführt wird. Derartige Anlagen sind einer Schließfeder öffnet, dadurch gekenn- insbesondere bei mit Dieselkraftstoff betriebenen zeichnet, daß das durch einen flanschartigen, Brennkraftmaschinen seit langem bekannt. Die beeinen Hohlraum (34) zur Aufnahme der Düsen- kannten Einspritzpumpen enthalten mechanische nadel (35) sowie der Schließfeder (36) aufweisen- ao Bauteile sehr hoher Präzision, und die geringe den Düsenkörper (37) verschlossene Gehäuse Schmierwirkung des Dieselkraftstoffes reicht bereits (27) des Einspritzventils (10) die Wicklung (11) aus, um einen vorzeitigen Verschleiß der mechanisch des Elektromagneten sowie das rohrförmig aus- bewegten Teile einer derartigen Pumpe zu vermeigebildete Sperrventil (28) aufnimmt, welches das den. Wird statt Dieselkraftstoff Benzin eingespritzt, senkrecht zur Abschlußfläche (38) des Düsenkör- 25 so entfällt die Schmierwirkung des Kraftstoffes, und pers (37) mit geringem Abstand von dieser im die nur für die Einspritzung von Dieselkraftstoff aus-Einspritzventilgehäuse (27) mündende Ende des gelegten Einspritzpumpen sind dann nicht mehr zu vor dem Sperrventil (28) liegenden Leitungsab- verwenden. Insbesondere für die Benzineinspritzung Schnitts (25) axial gleitbeweglich umschließt und bieten sich deshalb Kraftstoffeinspritzeinrichtungen seinerseits von einem Hohlraum (40) umgeben 30 der eingangs beschriebenen Art an, die ohne Verist, der zusamn. "n mit einem den vor dem Sperr- wendung der bisher gebräuchlichen Einspritzpumpen ventil (28) liegenden Leitungsabschnitt (25) im auskommen.

Bereich des Einspritzver.tilgehaases (27) umge- Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist aus benden Ringraum (26) zur Rückführung des der deutschen Patentanmeldung N46892 Ia/46C2 Kraftstoffs bei geöffnetem Sperrventil (28) dient, 35 bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist und daß das Sperrventil in Einschaltstellung des einen Primärkreislauf auf, im welchem von einer Elektromagneten gegen die Kraft einer Rückhol- Niederdruckpumpe geförderter Kraftstoff zirkuliert, feder (30) auf die zugleich als Dichtfläche die- In Strömungsrichtung hinter der Pumpe weist der nende Abschlußfläche (38) des Düsenkörpers Primärkreislauf in unmittelbarer Nähe eines auf (32) gedrückt und dabei in der den Kreislauf 40 einen vorbestimmten Überdruck ansprechenden Einsperrenden Stellung gehalten wird. spritzventils ein von einem Elektromagneten in Of-

2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach An- fenstellung gehaltenes Sperrventil auf, so daß bei Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohr- sehr schnellem Schließen des Sperrventils eine förmig ausgebildete Sperrventil (28) an seinem Druckwelle entsteht, die sich in die Zuleitungen zu der Düsennadel zugekehrten Ende einen nach in- 45 den Einspritzventilcn ausbreitet. Bei dtrartigen nen eingezogenen ringförmigen Ansatz (33) auf- Kraftstoffeinspritzeinrichtungen wirkt sich jedoch weist, dessen untere Fläche mit der als Dicht- eine zwischen dem Sperrventil und den Einspritzvenfläche dienenden Abschlußfläche (38) des Düsen- tilen befindliche statische Flüssigkeitssäule in Form körpers (37) zusammenwirkt, und dessen obere einer Schwächung des Einspritzimpulses nachteilig Fläche (39) dem im Leitungsabschnitt (25) vor 5° aus. Bei der bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung dem Sperrventil (28; herrschenden Druck ausge- erfolgt zwar bereits die Anordnung des Einspritzvensetzt ist. tils in unmittelbarer Nähe des Sperrventils, jedoch

3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach An- ohne daß hierzu nähere konstruktive Angaben gcspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die macht werden.

Steuerimpulse zur Steuerung des Sperrventils (28) 55 Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu-

über einen von der Welle eines Zündverteilers gründe, bei einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung der

der Brennkraftmaschine her gesteuerten Kontakt eingangs beschriebenen Art anzugeben, auf welche

(17) gegeben werden. Weise mit einfachen baulichen Mitteln das Sperrven-

4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach An- til und das Einspritzventil zur weitgehenden Vcrmeispruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kon- 60 dung der statischen Flüssigkeitssäule in eine engsttakt (17) als von einen Magneten betätigbarer mögliche Anordnung gebracht werden kann.
Schutzgaskontakt ausgebildet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das durch einen flanschartigen, einen Hohl-

_ti raum zur Aufnahme der Düsennadel sowie der

65 Schließfeder aufweisenden Düsenkörper verschlos-

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzein- sene Gehäuse des Einspritzventils die Wicklung des

richtung für Brennkraftmaschinen, bei der eine kon- Elektromagneten sowie das rohrförmig ausgebildete

tinuierlich fördernde Pumpe den Kraftstoff in einem Sperrventil aufnimmt, welches das senkrecht zur Ab-