DE19613520A1

DE19613520A1 - Einspritzanlage

Info

Publication number: DE19613520A1
Application number: DE19613520A
Authority: DE
Inventors: Colin Thomas Timms
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 1996-10-10
Also published as: US5626119A; GB9506959D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzanlage für einen Verbrennungsmotor der Art, die eine Vielzahl durch motorgetriebene Nocken betätigbarer Pumpen/Einspritzdüsen umfaßt, die den jeweiligen Verbrennungskammern des Motors Kraftstoff zuführen, wobei jede Pumpe/Einspritzdüse folgende Merkmale umfaßt:
ein Gehäuse, in welchem eine Bohrung definiert ist,
einen in der Bohrung hin- und herbewegbaren Plunger, der durch einen entsprechenden Motornocken einwärts gerichtet in der Bohrung bewegbar ist, wobei der Plunger und die Bohrung einen Schöpfraum definieren, aus dem während der einwärts gerichteten Bewegung des Plungers Kraftstoff ausgestoßen wird,
eine Einspritzdüse, die an dem Gehäuse angebracht ist und ein nach innen öffnendes Ventilelement aufweist, das durch eine Feder gegen eine Schließstellung vorbelastet und in eine offene Stellung bewegbar ist, um zum Motor einen Kraftstofffluß durch unter Druck stehenden Kraftstoff zu ermöglichen, der von dem Schöpfraum aus zugeführt wird, wobei die Feder in einer Federkammer untergebracht ist, in welcher der Kraftstoffdruck die Wirkung der Feder unterstützt,
ein elektromagnetisch betätigbares Überströmventil, das zwei Öffnungen aufweist, die, wenn das Überströmventil geöffnet ist, miteinander verbunden sind, wobei eine dieser Öffnungen mit dem Schöpfraum und die andere Öffnung mit der Federkammer kommuniziert, und
ein Mittel, das den Kraftstofffluß aus der Federkammer begrenzt. Über ein Rückschlagventil kann ein Kraftstoffeinlaß mit der anderen Öffnungen des Überströmventils kommunizieren.

Eine Pumpe/Einspritzdüse der vorgenannten Art ist in der GB-A-2105406 gezeigt, in welcher das Begrenzungsmittel in Form eines einzelnen Begrenzers in einem Durchgang realisiert ist, der von der Federkammer wegführt.

In einer wirklichen Anlage, die eine Anzahl von Pumpen- Einspritzdüsen in sich vereinigt, ist es von Nutzen, imstande zu sein, den Kraftstoffdruck in den Federkammern der einzelnen Pumpen/Einspritzdüsen zu variieren, um die sogenannten Düsenöffnungsdrücke zu ändern. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage der vorgenannten Art bereit zustellen, in der dies ausgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß ist in einer gattungsgemäßen Anlage jede Pumpe/Einspritzdüse mit einem Rückschlagventil versehen, das zwischen der anderen Öffnung des Überströmventils und der Federkammer angeordnet ist, wobei das Begrenzungsmittel jeder Pumpe/Einspritzdüse zwischen der Federkammer und einem gemeinsamen Durchgang angeordnet ist, und wobei ferner jede Pumpe/Einspritzdüse mit einem Drucksteuerventilmittel zur Steuerung des Drucks in dem gemeinsamen Durchgang versehen ist.

Mit Bezug auf die Zeichnungen umfaßt die Pumpe/Einspritzdüse ein Gehäuse, in dem eine Verdränger- Plungerpumpe 10 definiert ist, die einen in einer Bohrung 12 hin- und herbewegbaren Plunger 11 aufweist, wobei der Plunger mit der Bohrung eine Pumpen-Arbeitskammer 13 definiert. Das Gehäuse trägt eine Einspritzdüse 14 mit einem Ventilelement 15, welches durch Kraftstoffdruck von einem in einem Düsenkörper 16 definierten Sitz mittels unter Druck stehendem Kraftstoff fortbewegt werden kann, der auf eine Ringfläche des Ventilelements einwirkt. Mittels einer Feder 17, die in einer Federkammer 18 angeordnet ist, greift das Ventilelement vorbelastet an den Sitz. Wenn das Ventilelement von dem Sitz angehoben wurde, kann der Kraftstoff von der Pumpen-Arbeitskammer 13 durch eine in einer Düsenspitze ausgebildete Auslaßöffnung oder -öffnungen fließen.

Die Pumpe/Einspritzdüse umfaßt ferner ein Überströmventil 20, das in sich ein innerhalb einer Bohrung 22 axial bewegbares Überströmventilelement 21 vereinigt. Die Bohrung 22 weist einen verengten Abschnitt 23 auf, wobei und an der Verbindung der Bohrungen eine ringförmige Sitzfläche definiert ist, an die das Überströmventilelement angreifen kann, wenn ein zugeordnetes Solenoid erregt wird. In dem erweiterten Abschnitt der Bohrung ist angrenzend zu der Sitzfläche eine Nut ausgebildet, die mit einem reduzierten Durchmesserabschnitt des Ventilelements eine Ventileinlaßkammer 24 bildet, welche mit der Pumpen- Arbeitskammer 13 kommuniziert. Der engere Abschnitt 23 der Bohrung ist ferner mit einer Nut, und das Ventilelement mit einem reduzierten Fortsatz 25 versehen, um eine Ventilauslaßkammer 26 zu bilden. Am Ende des Fortsatzes, entfernt vom Hauptabschnitt des Ventilelements befindet sich ein kolbenartiges Element 27, das einen Gleitsitz innerhalb des engeren Abschnitts 23 der Bohrung darstellt.

Die Ventilauslaßkammer 26 kommuniziert über ein gering belastetes Tellerventil 28 mit einer Quelle 29 unter Druck stehenden Kraftstoffs, wobei das Tellerventil derart gestaltet ist, daß es einen Kraftstofffluß in Richtung des Überströmventils 20 gestattet.

Die Auslaßkammer 26 des Überströmventils ist ferner mit der Federkammer 18 der Einspritzdüse 14 über ein Rückschlagventil 30 verbunden, wobei sich in einem Abzweigdurchgang 32 zur Federkammer ein Begrenzer 31 befindet. Das Ventil 30 ist vorgesehen, um einen Kraftstofffluß in Richtung der Federkammer zu gestatten.

Das Überströmventilelement 21 ist durch eine Feder gegen die offene Stellung vorbelastet und bei Erregung eines Solenoids in einem Ventilstellorgan, das ein Teil des Ventils bildet, in die Schließstellung bewegbar, in welcher es gezeigt ist. Im Betrieb wird der Kraftstoff während der einwärts gerichteten Bewegung des Plungerkolbens 11 unter der Einwirkung eines motorangetriebenen Nockens aus der Pumpen-Arbeitskammer 13 ausgestoßen, und strömt, falls das Überströmventil 20 geöffnet ist, über das Ventil 30 durch den Begrenzer 31. Der Druck des Kraftstoffs ist durch den Begrenzer 31 vorbestimmt, wobei dieser Druck dem Ventilelement 15 der Einspritzdüse aufgegeben wird und die Wirkung der Feder 17 unterstützt, um das Ventilelement in der Schließstellung zu halten.

Um eine Kraftstoffzufuhr zum Motor zu erreichen, wird das mit dem Überströmventil 20 verbundene Solenoid erregt, so daß das Ventilelement 21 in Kontakt mit dem Sitz gelangt, um einen Kraftstoffabfluß zu verhindern. Der Kraftstoffdruck, der auf den ringförmigen Bereich des Ventilelements 15 der Einspritzdüse ausgeübt wird, wird rasch erhöht; und wenn der Druck einen ausreichend hohen Wert erreicht hat, wird das Ventilelement von dem Sitz angehoben, um den Kraftstofffluß zum Motor zu ermöglichen. Ein derartiger Kraftstofffluß setzt sich fort, bis das Solenoid zum Abheben des Ventilelement von dem Sitz wieder abgeschaltet wird. Neben der Tatsache, daß der unter Druck stehende Kraftstoff, welcher auf das Ventilelement der Einspritzdüse einwirkt, um dieses in der offenen Stellung zu halten, rasch verringert wird, wenn sich das Ventilelement 21 von seinem Sitz erhebt, verläuft die beim Öffnen des Überströmventils 20 auftretende Druckwelle in die Federkammer 18 der Einspritzdüse und wirkt dort auf das Ventilelement 15 ein, um dessen Bewegung in die Schließstellung zu unterstützen.

Wenn dem Plungerkolben 11 gestattet wird, sich mittels des Motornockens nach außen zu bewegen, so macht er dies unter Einwirkung einer Feder. Der Kraftstoff kann dann von der Quelle 29 aus über das Ventil 28 und das geöffnete Überströmventil 20 zu der Pumpen-Arbeitskammer strömen. Die Pumpen-Arbeitskammer wird vor der nächsten Kraftstoffabgabe vollständig mit Kraftstoff gefüllt.

Wie beschrieben, wird die Druckwelle, die in die Federkammer eintritt, durch den Begrenzer 31 aufgelöst, wobei der Druck in der Federkammer den Druck annehmen wird, der stromabwärts des Begrenzers herrscht.

Um den Druck innerhalb der Federkammern der die Motoreinspritzanlage bildenden Pumpen/Einspritzdüsen zu steuern, ist der Durchgang 32, der den Begrenzer jeder Pumpe/Einspritzdüse enthält, mit einem gemeinsamen Durchgang 33 verbunden, wobei der Druck in diesem Durchgang durch ein Ventil 34 gesteuert wird, das elektromagnetisch betätigbar ist. Das Ventil 34 öffnet, um dem abgeflossenen, überschüssigen Kraftstoff zu ermöglichen, durch einen Auslaß 35 abzulaufen, jedoch hält es einen vorgegebenen Druck innerhalb des Durchgangs 33 und damit in den Federkammern der einzelnen Pumpen/Einspritzdüsen aufrecht. Die Ventile 30 schließen die Drücke in den jeweiligen Federkammern ein, wenn die zugehörigen Überströmventile offen sind und die Plungerkolben 11 nach außen bewegt werden.

Nach einer Modifikation der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird der Bohrung 12 der Kraftstoff von der Quelle 29 aus anstelle über das Überströmventil 20 direkt durch einen in der Zeichnung in gestrichelten Linien dargestellten Weg 40 zugeführt. Bei dieser Modifikation kann das Tellerventil 28 fortgelassen werden, wobei die Auslaßkammer 27 des Überströmventils mit dem Rückschlagventil 30 kommuniziert. Eine derartige Modifikation vereinfacht die Konstruktion.

Claims

1. Einspritzanlage für einen Verbrennungsmotor, umfassend eine Vielzahl durch motorgetriebene Nocken betätigbarer Pumpen/Einspritzdüsen, die den jeweiligen Verbrennungskammern des Motors Kraftstoff zuführen und jeweils umfassen:
ein Gehäuse, in welchem eine Bohrung definiert ist,
einen in der Bohrung hin- und herbewegbaren Plunger, der durch einen entsprechenden Motornocken in der Bohrung einwärts gerichtet bewegbar ist, wobei der Plunger und die Bohrung einen Schöpfraum definieren, aus dem während der einwärts gerichteten Bewegung des Plungers Kraftstoff ausgestoßen wird,
eine Einspritzdüse, die an dem Gehäuse angebracht ist und ein nach innen öffnendes Ventilelement aufweist, das durch eine Feder gegen eine Schließstellung vorbelastet und in eine offene Stellung bewegbar ist, um zum Motor einen Kraftstofffluß durch unter Druck stehenden Kraftstoff zu ermöglichen, der von dem Schöpfraum aus zugeführt wird, wobei die Feder in einer Federkammer untergebracht ist, in welcher der Kraftstoffdruck die Wirkung der Feder unterstützt,
ein elektromagnetisch betätigbares Überströmventil, das zwei Öffnungen aufweist, die, wenn das Überströmventil geöffnet ist, miteinander verbunden sind, wobei eine dieser Öffnungen mit dem Schöpfraum und die andere Öffnung mit der Federkammer kommuniziert,
ein Mittel, das den Kraftstofffluß aus der Federkammer begrenzt,
ein erstes Rückschlagventil, das zwischen der anderen Öffnung des Überströmventils und der Federkammer angeordnet ist, wobei das Begrenzungsmittel zwischen der Federkammer und einem gemeinsamen Durchgang angeordnet ist, und
ein Drucksteuerventilmittel zur Steuerung des Drucks in dem gemeinsamen Durchgang.

2. Einspritzanlage nach Anspruch 1, wobei die andere Öffnung des Überströmventils durch ein zweites Rückschlagventil mit einem Kraftstoffeinlaß kommuniziert.

3. Einspritzanlage nach Anspruch 2, wobei das zweite Rückschlagventil jeder Pumpe/Einspritzdüse ein leicht belastetes Tellerventil umfaßt.

4. Einspritzanlage nach Anspruch 1, wobei der Schöpfraum mit einem Kraftstoffeinlaß kommuniziert.

5. Einspritzanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Rückschlagventil jeder Pumpe/Einspritzdüse so ausgerichtet ist, daß es einen Kraftstofffluß von dem Überströmventil zu der Federkammer ermöglicht, jedoch einen Kraftstofffluß von der Federkammer zu dem Überströmventil begrenzt.

6. Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Drucksteuerventilmittel ein elektromagnetisch betätigbares Ventil umfaßt.

7. Pumpe/Einspritzdüse, umfassend:
ein Gehäuse, in welchem eine Bohrung definiert ist,
einen in der Bohrung hin- und herbewegbaren Plunger, der durch einen entsprechenden Motornocken einwärts gerichtet in der Bohrung bewegbar ist, wobei der Plunger und die Bohrung einen Schöpfraum definieren, aus dem während der einwärts gerichteten Bewegung des Plungers Kraftstoff ausgestoßen wird,
eine Einspritzdüse, die an dem Gehäuse angebracht ist und ein nach innen öffnendes Ventilelement aufweist, das durch eine Feder gegen eine Schließstellung vorbelastet und in eine offene Stellung bewegbar ist, um zum Motor einen Kraftstofffluß durch unter Druck stehenden Kraftstoff zu ermöglichen, der von dem Schöpfraum aus zugeführt wird, wobei die Feder in einer Federkammer untergebracht ist, in welcher der Kraftstoffdruck die Wirkung der Feder unterstützt,
ein elektromagnetisch betätigbares Überströmventil, das zwei Öffnungen aufweist, die, wenn das Überströmventil geöffnet ist, miteinander verbunden sind, wobei eine dieser Öffnungen mit dem Schöpfraum und die andere Öffnung mit der Federkammer kommuniziert,
ein Mittel, das den Kraftstofffluß aus der Federkammer begrenzt, und
ein zweites Rückschlagventil, das zwischen der anderen Öffnung des Überströmventils und der Federkammer angeordnet ist.

8. Pumpe/Einspritzdüse nach Anspruch 7, wobei die andere der Öffnungen des Überströmventils über ein zweites Rückschlagventil mit einem Kraftstoffeinlaß kommuniziert.

9. Einspritzanlage wie im wesentlichen vorstehend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

10. Pumpe/Einspritzdüse wie im wesentlichen vorstehend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.