DE19619523A1 - Kraftstoffeinspritzventil für Hochdruckeinspritzung - Google Patents

Description

Stand der Technik

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.

Vorteile der Erfindung

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.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

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.