DE19619523A1 - Kraftstoffeinspritzventil für Hochdruckeinspritzung - Google Patents
Kraftstoffeinspritzventil für HochdruckeinspritzungInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzventil
für Hochdruckeinspritzungen nach der Gattung des Patent
anspruchs 1. Ein solches durch die US-PS 4,972,997 bekanntes
Kraftstoffeinspritzventil wird von einem Hochdruckspeicher
mit Kraftstoff versorgt. Die Steuerung der Einspritzung
erfolgt dabei elektrohydraulisch, indem von der Kraftstoff
hochdruckquelle Kraftstoff unter Druck einem Steuerraum
zugeführt wird. Durch diesen Steuerdruck wird das
Ventilglied des Kraftstoffeinspritzventils in
Schließstellung gehalten, da die mit dem Steuerdruck
beaufschlagte Steuerungsfläche größer ist, als die
beaufschlagte Fläche am Kraftstoffeinspritzventil. Der
Steuerraum ist mit der Kraftstoffhochdruckquelle über eine
erste Drossel ständig verbunden und über eine zweite Drossel
entlastbar, die von einem Magnetventil gesteuert wird.
Sobald das Magnetventil die zweite Drossel öffnet, wird der
Steuerraum entlastet und der Druck an den Druckflächen des
Ventilglieds des Einspritzventils reicht aus, um das
Ventilglied in Öffnungsstellung zu bringen, so daß und die
Einspritzung erfolgen kann. Wird durch das Magnetventil die
zweite Drossel wieder geschlossen, wird auf Grund der
Drucksteigerung im Steuerraum das Ventilglied wieder in
Schließstellung gebracht. Das Magnetventil ist dabei koaxial
zur Achse des Ventilglieds des Einspritzventils am Gehäuse
des Kraftstoffeinspritzventils befestigt und hat einen
Steckanschluß zur Zuführung der Stromversorgung des
Elektromagneten des Magnetventils und es ist ferner eine vom
Elektromagneten abführende Entlastungsleitung vorgesehen,
über die die Kraftstoffabsteuermenge an der zweiten Drossel
zu einem Entlastungsraum abfließen kann.
Solche Kraftstoffeinspritzventile werden durch eine
elektrische Steuerung so geschaltet, daß zum erforderlichen
Zeitpunkt und in der erforderlichen Menge Hochdruckkraft
stoff der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Die elektrische
Steuerschaltung ist dabei zentral in der Nähe der
Kraftstoffeinspritzventile, von denen jeweils eines pro
Zylinder der dazugehörigen Brennkraftmaschine vorgesehen
ist, angeordnet. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß lange
Leitungsverbindungen, die von hohen Strömen beaufschlagt
werden und Störfelder erzeugen, zu den einzelnen
Kraftstoffeinspritzventilen geführt werden müssen. Weiterhin
muß auf Grund der zur Verfügung stehenden Leistung zum
schnellen Öffnen und Schließen der Magnetventile die in der
elektrischen Steuerschaltung stehende Wärme auf genügende
Art und Weise abgeführt werden. Dies ist mit einem
zusätzlichen Aufwand verbunden.
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den
Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 hat dem
gegenüber den Vorteil, daß elektrische Steuerschaltung in
einen ersten Schaltungsteil und in zweite Schaltungsteile
aufgeteilt ist, die jeweils direkt am Kraftstoffeinspritz
ventil vorgesehen sind und die Steuerung der Stromzufuhr zum
Elektromagneten enthalten. Insbesondere ist es dabei
vorteilhaft gemäß Patentanspruch 2 die Elemente der
Schaltung im zweiten Schaltungsteil vorzusehen, die die
Leistungsbauelemente und Kondensatoren der elektrischen
Steuerschaltung enthalten. Die insbesondere in den
Leistungsbauelementen, Kondensatoren, Endstufen und Dioden
entstehende Wärme wird dabei auf die einzelnen
Einspritzventile verteilt und kann dort optimal ohne
weiteren Aufwand für eine Steuerung von Kühleinrichtungen
abgeleitet werden. Insbesondere wird es vermieden, lange
Leitungen mit hoher Strombeaufschlagung vorzusehen. Die
Verlustleistungen durch Spannungsabfall werden reduziert und
es werden auch hochzubelastende Steckverbindungen vermieden,
da die hohen Ströme erst im zweiten Schaltungsteil auftreten
und dort unmittelbar in kürzester Leitungsverbindung zum
Magneten geführt werden. Die kurzen Leitungen haben zudem
noch den Vorteil, daß Störabstrahlungen reduziert werden,
die sich insbesondere auch auf die elektrische Schaltung der
Steuerung auswirken können. Der erste Teil der
Steuerschaltung wird dabei auf die Signalverarbeitungs
anteile der Schaltung reduziert, die von Rückwirkungen durch
den Leistungsteil, der zur Ansteuerung des Magnetventils
jeweils notwendig ist, nicht mehr gestört werden.
In der Zeichnung ist ein Längsschnitt durch ein Kraftstoff
einspritzventil für Hochdruckeinspritzung mit einem
integrierten Magnetventil dargestellt, das zusätzlich
integriert den erfindungsgemäßen zweiten Schaltungsteil
aufweist. Im Gehäuse 1 des Kraftstoffeinspritzventils ist
dabei ein Ventilschließglied 2 mit konischer Dichtfläche 3,
die zur Anlage an einem konischen Ventilsitz 4 kommt, von
dem Einspritzbohrungen 5 abgehen. Das Ventilglied wird dann
durch eine Druckfeder 7 in Schließrichtung auf den
Ventilsitz 4 hin beaufschlagt. Im Zwischenbereich des
Ventilschließgliedes 2 ist ein Druckraum 9 vorgesehen,
innerhalb dem eine in Öffnungsrichtung des
Ventilschließglieds weisende Druckfläche 10 dem dort
herrschenden Druck ausgesetzt ist, der über eine
Hochdruckzulaufleitung 11 dem Druckraum 9 zugeführt wird.
Die Hochdruckzulaufleitung ist mit einem nicht weiter
gezeigtem Hochdruckspeicher über einen Hochdruckanschluß 12,
der quer zur Längsachse des Einspritzventils abführt,
verbunden. Koaxial zur Druckfeder 7 greift ferner an dem
Ventilschließglied 2 ein Stößel 14 an, der in einem
Einsatzteil 15 im Gehäuse 1 des Einspritzventils mit seiner
Stirnseite 17 einen Steuerraum 18 begrenzt. Dieser hat vom
Hochdruckanschluß 12 her einen Zulauf mit einer ersten
Drossel 19 und einen Ablauf zu einer Entlastungsleitung 21
mit einer zweiten Drossel 20, die durch ein Ventilglied 22
eines Magnetventils 23 gesteuert wird. Das Magnetventil 23
hat eine in Schließrichtung wirkende Feder 24 und einen
Anker 25 am Ventilglied, der durch den Elektromagneten 26
des Magnetventils bei Erregung seiner Spule 27 angezogen
wird und damit die zweite Drossel 20 öffnet. Das Gehäuse 29
des Magnetventils wird mittels einer Überwurfmutter 30 am
Gehäuse 1 des Einspritzventils koaxial zur Lage von Stößel
14 und Ventilschließglied 2 befestigt.
Auf die Stirnseite des Gehäuses 29 des Magnetventils ist nun
erfindungsgemäß ein Gehäuse 32 eines Schaltungsteils
aufgesetzt, das, wie im Schnitt schematisch dargestellt,
Teile der Steuerschaltung als zweiter Schaltungsteil der
Steuerschaltung enthält. Der Hauptteil der Steuerschaltung
insbesondere die Signalverarbeitung erfolgt in einem hier
nicht weiter dargestelltem ersten Schaltungsteil der
elektrischen Steuerung, während in dem zweiten
Schaltungsteil innerhalb des Gehäuses 32 insbesondere die
Leistungsbauelemente und Energiespeicher enthalten sind als
zweiter Schaltungsteil. Das Gehäuse 32 enthält auch noch den
elektrischen Anschluß 33 mit Stromversorgung und
Signalversorgung vom ersten Schaltungsteil her. Das Gehäuse
32 schließt einen Innenraum 34 ein, der die erwähnten
Schaltungsteile aufnimmt, und der von dem Kraftstoff
durchflossen ist, der durch das Magnetventil 23 zur
Entlastung des Steuerraumes 18 zur Entlastungsleitung 21 hin
abgeführt wird. Dabei ist der Elektromagnet vom Kraftstoff
umflossen und stromabwärts davon auch der zweite
Schaltungsteil. Zur Abführung des zulaufenden Kraftstoffes
ist am Gehäuse 32 ein Ablaufstutzen 36 angeordnet, der über
die Entlastungsleitung 21 zu einem Kraftstoffvorratsbehälter
führt. Auf diese Weise werden Elektromagnet und zweiter
Schaltungsteil intensiv gekühlt.
Das Gehäuse 32 besteht vorzugsweise aus Kunststoff bzw.
Isolierstoff mit zusätzlich elastischen Eigenschaften
derart, daß das Gehäuse auch das Gehäuse 29 des
Magnetventils dicht aufgeklipst werden kann. Damit ist eine
leichte Auswechselbarkeit gewährleistet.
Claims (6)
1. Kraftstoffeinspritzventil für Hochdruckeinspritzung in
Brennräume von, insbesondere selbstzündenden
Brennkraftmaschinen mit einem Magnetventil (23), durch das
die Verbindung des Kraftstoffeinspritzventils mit einer
Hochdruckkraftstoffquelle wenigstens mittelbar durch eine
elektrische Steuerung gesteuert wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektrische Steuerung eine
Steuerschaltung aufweist, die in eine Mehrzahl von
Kraftstoffeinspritzventile steuerndes erstes, gemeinsames
Schaltungsteil und in zweite Schaltungsteile (31) aufgeteilt
ist, welche zweite Schaltungsteile jeweils einem jeden
Kraftstoffeinspritzventil zugeordnet sind zur Steuerung der
Stromzufuhr zum Elektromagneten (26) des Magnetventils (23).
2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweiten Schaltungsteile (31) im
wesentlichen Leistungsbauelemente und Speicherelemente der
elektrischen Steuerung aufweisen und in einem Steuergehäuse
(32) zwischen dem Magnetventil (23) und einem elektrischen
Anschluß (33) des Einspritzventils angeordnet sind.
3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuergehäuse (32) auch die
Steckverbindung (33) zum Anschluß an den ersten
Schaltungsteil aufweist und auf ein Gehäuse (29) des
Magnetventils aufgesetzt ist.
4. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 oder
3, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Magnetventil
abführende Entlastungsleitung (21) durch das Steuergehäuse
(32) geführt wird.
5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuergehäuse (32) aus Kunststoff
gefertigt ist, der insbesondere elastisch dichtend auf das
Gehäuse (29) des Magnetventils geklipst wird.
6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Magnetventil (23) in axialer Verlän
gerung mit einem Gehäuse (1) des Kraftstoffeinspritzventils
verbunden ist und das Steuergehäuse (32) wiederum in axialer
Verlängerung auf dem Gehäuse (29) des Magnetventils
befestigt ist.
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