DE2110004B2 - Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

2 UO 004

Krufistoffdruek auf den Schieber durch diesen vor dem Erreichen des Einspriizdruckes verschlossen wird. Hierdurch wird in einfacher Weise erreicht, daß dadurch, daß der Schieber schon bei einer kleinen Erhöhung des Krnflstoffdruckes die Querbohrung verschließt und damit die Zirkulation unterbricht, der erforderliche Druck für die Einspritzung ohne Störung aufgebaut werden kann.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch den einsprilzseitigen Teü eines Kraftstoffeinspritzveniils,

F i g. 2 in größerer Darstellung einen axialen Schnitt insbesondere durch das in F i g. 1 gezeigte Auslaßventil, mit dem die Kraftstoffzirkulation unterbrechenden Schieber sowie einem mit diesem zusammenarbeitenden Rückschlagventil, und

F i g. 3 einen Querschnitt längs der geknickten Linie lll-IIIinFig.2.

Das auf der Zeichnung veranschaulichte Kraftstoffeinspritzventil, das generell mit 1 bezeichnet ist, hat ein äußeres Gehäuse 2, das an seinem einspritzseitigen Ende in der inwändigen, d. U. dem Molorzylinder zugekehrten Wand 3 eines nicht näher gezeigten Zylindertleckels befestigt ist. Das rückwärtige Ende dieses Gehäuses 2 ist mit einem Spielraum durch eine öffnung in der nicht dargestellten äußeren Wand des Zylinderdekkels hindurchgeführt, wobei mit Hilfe von Dichtungsorganen zwischen der Deckelwand und dem Gehäuse das Austreten von Kühlflüssigkeit aus dem Hohlraum 5 des Zylinderdeckels verhindert wird.

Ein durchgehendes Futter 6 erstreckt sich mit kleinem Spielraum auf der Innenseite des Gehäuses 2 entlang und am hinteren Ende des Gehäuses aus diesem hinaus. Das vordere Ende des Futters 6 ist konisch und liegt dicht gegen eine entsprechende konische Fläche im Boden des Gehäuses 2 an. In einer zylindrischen Bohrung im vorderen Ende des Futters 6 ist der Zerstäuber? des Ventils mit dichter Passung montiert. Der Zerstäuber 7 ragt durch das vordere Ende des Gehäuses 2 hindurch und ist mit einer oder mehreren Austrittsbohrungen 8 zum Einspritzen von Kraftstoff in die durch die Wand 3 des Zylinderdeckels begrenzte Brennkammer 9 versehen. An seinem hinteren Ende ist der Zerstäuber 7 zu einem Kragen erweitert, der eine konische Anlagefläche aufweist, die dicht gegen eine gegenüberliegende Anlageflache auf der Innenseite des Bodens des Futters 6 anliegt, und ein im Futter befestigter Zapfen 10, der in eine in Längsrichtung verlaufende Nut im Kragen des Zerstäubers 7 eingreift, verhindert, daß sich der Zerstäuber 7 dreht.

Die Rückseite des Kragens des Zerstäubers 7 hat eine zentrale sphärische Anlagefläche, in welcher de: in Längsrichtung verlaufende Kraftstoffkanal Il des Zerstäubers 7 mündet und gegen die eine konkave konische Anlagefläche am Ende eines Führungsteiles 12 für die Ventilnadel 13 durch eine Federkraft, die auch die nachfolgend noch erwähnten Kraftstofführungsteilc dichtend aneinanderrückt, zur Anlage gebracht wird. Das Führungsteil 12 erstreckt sich im Futter 6 mit kleinem Spielraum ein Stück in Richtung nach hinten und ist an seinem rückwärtigen Ende in bezug auf das Futter zentriert. Die Ventilnadel 13 ist im Inneren des Führungsteiles 12 mit dichter Passung axial verschiebbar, und das vordere Ende der Ventilnadel 13 ist mit einem konischen Zapfen 14 ausgebildet, der dichtend in einem konischen Ventilsitz 15 auf der Innenseite des Bodens des Führungsteiles 12 sitzi. Ein zentraler Kraftstoffkanal 16 im Boden des. Führungsteiles |2 verbindet den Ventilsitz 15 mit dem Kraftstoffkanal Il im Zerstäuber/.
Die Ventilnadel 13 weist eine koaxial verlaufende um vorderen Ende gescblasse ie Bohrung 34 auf, die aus vier Abschnitten 17,18,19.20 mit in dieser Reihenfolge abnehmenden Durchmessern besteht. Vom einspril/seitig gelegenen Abschnitt 20 der Ventilnadelbohrung 34 gehen zwei schräge Kraftstoffkanäle 21 aus,

ίο welche die Ventilnadelbohrung 34 mit eirwr Ringkammer 22 verbinden, die sich am Boden des Führungsteiles 12 hinter dem Ventilsitz 15 befindet- Der Körper eines Rückschlagventils 23 in Form siner zylindrischen Scheibe, deren zwei sich gegenüberliegende Seiten plan abgeschnitten sind, ist im Abschnitt 18 der Ventilnadelbohrung 34 verschiebbar angeordnet und steht unter dem Einfluß einer relativ kräftigen Druckfeder 24, die sich im Abschnitt 19 der Ventilnadelbohrung 34 befindet. Die Feder 24 hält den nach hinten zeigenden Ven-

ao ijlsitz des Rückschlagventilkörpers 23 in Anlage gegen einen planen Ventilsitz an einem Schieber 25, der im Abschnitt 17 der Veritilnadelbohrung 34 verschiebbar geführt ist. Der Schieber wird außerdem mit einer Innenbohrung 28 auf einertt vorspringenden zentralen

as Zapfen 26a eines Kraftstofführunirsteils 26 geführt, der im rückwärtigen Ende des Führungsteiles 12 für die Ventilnadel 13 zentriert ist und einen Flansch 266 aufweist, welcher von der die Kraftstofführungsteile dichtend aneinanderrückenden Federkraft in Anlage gegen die Stirnfläche des Führungsteiles 12 für die Ventilnadel 13 gehalten wird. Der Kraftstofführungsteil 26 ist mit einem zentralen Kraftstoffkanal 27 versehen, der durch den Zapfen 26a in die zwischen dem Zapfen 26a und dem Boden 57 des Schieber 25 befindliche lnnenbohrung 28 einmündet, welche eine Schraubenfeder 29 enthält. Eine Kraftsioffdurchgangsbohrung 30 im B^- dcn 57 des Schiebers 25 verbindet die Innenbohrung 28 des Schiebers 25 mit dem Ventilsitz zwischen dem Schieber 25 und dem Rückschlagventil 23. Im Zapfen 26a ist eine quer verlaufende Bonrung 31 vorhanden, welche während des Einsprit/vorganges vom Schieber 25 verschlossen gehalten wird.

In der Mitte der rückwärtigen Stirnfläche des Kraftslofführungsieiles 26 ist um d<:n Kraftsioffkana! 27 her um eine konkave konische Anlagefläche vorgesehen, die mit einer gegenüberliegenden konvexen, sphärischen Anlagefläche am Ende eines als Druckrohr 32 ausgebildeten Kraftstofführungsteils zusammenwirkt, das sich durch das Futter 6 hindurch nach hinten er streckend mit einer nicht gezeigten Kraftstoffdruckleitung einer Kraftstoffpumpe in Verbindung steht und einen zentralen Kraftstoffkanal 33 enthält. Der Innenraum 35 des Futters 6 ist an eine nicht gezeigte Kraftstoffrückführleitung zum Tank oder zur Vorpumpe des Kraftitoffsystems angeschlossen.

Eine gesondert angeordnete Druckfeder 47 fiir die Vcntilnadel umgibt den vorderen Teil des Druckrohres 32 und ist zwischen einem rückwärtigen Federteller 48. der gegen eine Schulter am Druckrohr 32 anliegt und einem weiteren, ventilnadelseitig angeordneten Federleller 36 eingespannt, der gegen die Stirnfläche einer Druckbuchse 49 anliegt, deren vorderes Ende wied-jrum gegen die hintere Stirnfläche der Vcniilnadci 13 drückt. Wie sich am besten aus F i g. 3 ersehen läßt, ist die Buchse 49 an ihrem vorderen Ende mit vier in Längsrichtung verlaufenden Einschnitten versehen, so daß vier Schenkel 49a gebildet werden, und der Flansch 26£> des Kraftstofführungsteiles 26 ist auf entsprechen-

de Weise mil vier Einschnitten versehen, die jeweils mit einem kleinen Spielraum einen der Schenkel 49« aufnehmen. Der Flansch 266 liegt somit nur mit den /wischen den Einschnillen befindlichen Schenkeln 26c an der Rückseite des Führungstciles 12 für die Veniilnadel 13 an, und dementsprechend drückt die Buchse 49 nur mit ihren vier Schenkeln 49;i gegen die Ventilnadel 13.

Die Krafl einer nicht dargestellten Feder drückt die Verbundflächen zwischen den die zentral durchgehenden Kraflsloffkanalabschniltc 27, 33 aufnehmenden Kraftstofführungstcilen 26, 32 mit einer geeigneten, dem maximalen Kraftstoffeinspritzdruck angepaßten Kraft gegeneinander, und die gleiche Krafl gewährleistet Dichtigkeit zwischen dem Kihrungslcil 12 für die Ventilnadcl 13 und dem Zerstäuber 7. Derjenige Teil der Kraft, der der Belastung durch die Veniiinadclfeder 47 cnisprichi. wird durch den Zapfen 14 der Ventilnadcl 1.3 und durch den Ventilsitz 15 übertragen, und diese Kraft ist auf den berechneten Öffnungsdruck des Ventils abgestimmt, bei dessen Erreichen Kraftstoff in die Brennkammer eingespritzt werden soll.

Die obenerwähnte, nicht gezeigte Kraftstoffpumpe, welche die jeweils einzuspritzende Kraftstoffmenge dosiert und abmißt, ist normalerweise an eine von einem gesonderten Motor, z. B. einem Elektromotor, angetriebenen Vorpumpe angeschlossen, die auch bei stillstehender Kraftstoffpumpe, wenn diese auf Nullfüllung gestellt ist. einen gewissen Druck in der Kraftstoffpumpe und im daran angeschlossenen Einspritzventil aufrechterhält Wenn dieser Druck im zentralen Kraftstoffkanal 27. 33 herrscht und wenn der Schieber 25 sich in der in F i g. 2 gezeigten Stellung befindet, in welcher er die Querbohrung 31 bloßlegt, kann der Kraftstoff durch den zentralen Kraflstnffkanal in die Querbohrung 31 bis in den Innenraum 35 des Futters 6 gelangen, von wo aus er durch die Kraftstoffrückführlcitung zum Tank zurückströmt. Hierdurch kann z. B. nach der Montage eines ausgewechselten oder reparierten Einspritzvcntils sichergestellt weiden, daß im Inneren des Ventils befindliche Luft entfernt wird, da die Luft vom zirkulierenden Kraftstoff mitgerissen wird.

Bei Vorpumpendruck wird die Anlage zwischen den Sitzen des Schiebers 25 und des Rückschlagventils 23 aufrechterhalten, welches Rückschlagventil daher von seiner Feder 24 geschlossen gehalten wird. Die Feder 24 ist so ausgelegt, daß sich das Rückschlagventil 23 bei einem etwas höheren Druck öffnet, z. B. beim doppcl ten des Vorpumpcpdruckcs, und wenn dieser Druck /u Beginn des Arbeitshubes der angeschlossenen Krall· stoffpumpe herrscht, strömt Kraftstoff zur Vorderseite des Schiebers 25. der dadurch gegen die Kraft der Feder 29 verschoben wird und die Querbohrung 31 ν ei schließt, wodurch die Zirkulation des Kraftstoffs unter brochcn wird. Durch die Kraftsloffdurchgangsbohrung 30 im Boden 57 des Schiebers 25 strömt der Kraftstoff nun weiter längs der obenerwähnten Flächen am Rückschlagventil 23 und durch die Abschnitte. 19. 20 der

»o Vcntilnadelbolming sowie die Kraftstoffkanäle 21 in die Ringkammer 22 hinein. Wenn der Druck wahrend des. Arbeitshubes des Pumpenkolben* hier so groß geworden ist. daß er die von der Vcntilnadclfcder 47 ausgeübte Kraft überwinden kann, wird letztere zusammengedrückt, wodurch die Ventilnadcl 13 von ihrem Sit/ Ij abgehoben und der Kraftstoff nunmehr diiivl die Düscnöffnungcn 8 in die Brennkammer 9 eingespritzt wird. Während des Einspritzvorganges driicki der Kraftstoffdruck die Nadel 13 fest gegen eine Stirn fläche am Kraftstofführungstcil 26 und verhindert so mit. daß an dieser Stelle eine Undichtigkeit auftritt.

Bezüglich des Rückschlagventils 23 sei noch erv. ahnt daß hierdurch ein Nachimpfen vom Zerstäuber 7 sowii das Eindringen von Gasen aus dem Zylinder in a,f Kraftstoffsyslcm für den Fall verhindert werden soll daß ein Auslaßventil undicht ist. Ferner läßt sich da durch verhindern, daß ein Zylinder bei stillstehenden Motor und gleichzeitiger Zirkulation von Kraftsloff mi Kraftstoff gefüllt wird, falls eine Ventilnadcl hängt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 2 Π Ο

   Patentanspruch:

   Kreftstoffcinspritzventil for Brennkraftmaschinen mit einem innerhalb des Einspritzventilgehaui.es verlaufenden, aus Bohrungsabsehnitten in mehreren hintereinander angeordneten und durch Federkrait dichtend aneinandergedrückten Kraftstofführungsteilen sich zusammensetzenden Kraftstoffkanal und einer im Ventilgehäuse angeordneten, in einem *o Führungsteil geführten und entgegen der Kraftstoffströmungsriehtung gegen Federkraft öffnenden Ventilnadel, die eine koaxial zur Achse des Einspritzventils verlaufende, mit dem Kraftstoffkanal verbundene und über den Ventilsitz mit Düsenöffnungen in Verbindung stehende Bohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das kraft stoffzuströmseitige Ende der Ventilnsiel (13) ein Ventilglied aufnimmt, das als rohrförmigen an seinem kraftstoffabströmseittgen Ende einen mit einer so Kr.iftstoffdurchgangsbohrung (30) versehenen Boden (57) aufweisender Schieber (25) ausgebildet ist, der einerseits in einem kraftstotfzuströmseilig erweiterten Abschnitt (17) der Ventilnadelbohrung und /um anderen mit seiner Innenbohrung (28) auf einem rohrförmigen Zapfen (26a) des unmittelbar oberhalb der Ventilnadel (13) angeordneten und sich auf dem Führungsteil (12) für die Vemilnadel (13) abstützenden Kraftstofführungsteils (26) gleitbeweglich geführt ist, welches im Zapfen (26a) eine den Kraftstoffkanal (27, 33) mit einer Kraflstoffrückführleitung verbindende und vom Schieber (25) gegen die Kraft einer sich zwischen dem den Zapfen (26a) tragenden Kraftstotführungsteil (26) und dem Schieber (25) abstürzen ien Schraubenfeder (29) verschließbare Querbohrung (31) aufweist, wobei die Kraft dieser Feder (29) so gewählt ist, daß die Querbohrung (Jl) beim geringen Druck einer Kraftstofförderpumpe offen ist, jedoch bei Einwirkung eines gegenüber diesem Druck etwas erhöhten Kraftstoffdruck auf den Schieber (25) durch diesen vor dem Erreichen des Einspritzdriicks verschlossen wird.

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   Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem innerhalb des Einsprit/ventilgehauses verlaufenden, aus Bohrungsabschnitten in mehreren hintereinander angeordneten und durch Federkraft dichtend aneinandergedrückten Kniftstofführungsleilen sich zusammensetzenden Kraflstoffkanal und einer im Ventilgehäuse angeordnelcn, in einem Führiingsteil geführten und entgegen der Kraftstoffströmungsriehtung gegen Federkraft öffnenden Vcntilnadel. die eine koaxial /ur Achse des Rinsprii/ventils verlaufende, mit dem Kraftstoffkanal verbundene und über den Ventilsitz mit Düsenöffnungen in Verbindung stehende Bohrung aufweist.

   Bei diesem aus der USA.-Patentschrifi 3 387 790 bekannten Kraftstoffeinspritzventil ist die Möglichkeit einer Kraftstoffzirkulation zum Zweck der Entlüftung oiler bei Verwendung schwerer Kraftstoffe zum Zweck der Aufrechterhaltung einer geeigneten Bctriebslcmpcratur während einer Stillstandsperiode der Brennkraftmaschine mit Hilfe vorgewärmten Kraftstoffs nicht eeeeben.

   Bei einem weiteren, aus der deutschen Patentschrift 712 978 bekannten Krnftstoffeinspritzventil isi ein federbelasteter Ventilkörper vorhanden, der vom KraftMoffdruck zum Zweck der Einspritzung von seinem Sitz abgehoben wird. Ferner ist eine Kraftstoffrückführleitung vorhanden, über die sich der Druck in der Einspritzleitung entspannen kann und im Kraftstoff mitgefuhrte Gasblasen und Verunreinigungen abgeführt werden können. Der Ventilkorper wird von einer Kugel gebildet, die außer mit dem vorstehend genannten Ventilsitz als Auslaßventil noch mit einem weiteren Ventilsitz als Rücklaufventil für die Kraftstoffrückführleitung zusammenwirkt. Bei einem verhältnismäßig kleinen Kraftstoffdruck in den Zuleitungskanälen hält die Ventilfeder das Auslaßventil geschlossen, und der Kraftstoff kann durch die hierbei geöffnete Kraftstoffrückführleitung zirkulieren. Bei steigendem Kraftstoffdruck hebt sich die Kugel vom Auslaßventilsitz ab und legt sich gegen den Rücklaufventilsitz an. Hierdurch wird einerseits die Kraftstoffrückfürr'eituig abgesperrt und zum anderen dem einzuspritzenden Kraftstoff der Weg durch die Düsenöffnung freigegeben. Dadurch, daß bei dieser Konstruktion der Ventilkörper von einem Ventilsitz zum anderen wechseln muß, ist nicht ausreichend gesichert, daß an einem frühen Zeitpunkt während des zeillichen Aufbaues des erforderlichen Einspritzdruckes die Zirkulation über die Kraftstoffrücklührleitung luch tatsächlich unterbrochen wird. Für den Fall, daß bei Verwendung von schwerem Kraftstoff, welcher oft wesentliche Mengen Unreinheiten enthält, während Stillstandsperioden eine Zirkulation von Kraftstoff durch das Ventil erfolgen soll, wäre es überdies erforderlich, zwischen der Ventilkugcl und der Wand der Ventilkammer ein relativ großes Spiel vorzusehen. Ein solches Spiel hat aber die Wirkung, daß der F.inspritzdruck nicht in dem erforderlichen Maß aufgebaut werden kann, weil der Kraftstoff weiterhin über das Spiel zur Rückflußpassage strömt, da kein genügend großer Widerstand gegen die fortgesetzte Zirkulatioiisströnvjng eitsteht. Die Ventilfeder wird deshalb nicht oder jedenfalls nur ungenügend zusammengedrückt.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraltstoffeinspritz.ventil für Brennkraftmaschinen der eingangs beschriebenen Art eine Zirkulationsmöglichkeit für den Kraftstoff durch das Ventil zu schaffen, ohne den Druckaufbau für die Einspritzung zu stören.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das kiaftstoffzuströmseitige Ende der Ventilnadel ein Ventilglied aufnimmt, das als rohrförmigen an seinem kraftstoffabströmseitigcn Ende einen mit einer Kraftstoffdurchgangsbohrung versehenen Boden aufweisender Schieber ausgebildet ist. der einerseits in einem kraftstoffzuströmseitig erweiterten Abschnitt der Ventilnadelbohrung und zum anderen mit seiner Innenbohrung auf einem rohrförmigen Zapfen des unmittelbar oberhalb der Ventilnadel angeordneten und sich auf dem Führungsteil für die Ventilnadel abstützenden Kraftstofführungsteils gleitbeweglich geführt ist, welches im Zapfen eine den Kraftstoffkanal mit einer Kraftstoffrückführleitung verbindende und vom Schieber gegen die Kraft einer sich zwischen dem den Zapfen tragenden Kraftsiofführungstoil und dem Schieber abstützenden Schraubenfeder verschließbare Querbohrung aufweist, wobei die Kraft dieser Feder so gewahit ist, daß die Querbohrung beim geringen Druck einer Kraftstofförderpumpe offen ist. jedoch bei Einwirkung eines gegenüber diesem Druck etwas erhöhten