DE2134007A1

DE2134007A1 - Kraftstoff Einspritzvorrichtung fur Brennkraftmotoren

Info

Publication number: DE2134007A1
Application number: DE19712134007
Authority: DE
Inventors: I Fenne; H Hodge; B Knight
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1970-07-10
Filing date: 1971-07-08
Publication date: 1972-01-13
Also published as: FR2099318A5; US3752136A; ES394052A1; JPS5030763B1; GB1347488A

Description

DipUng. WERNER COHAUSZ · Dipl.-Ing. WILHELM FLORACK . Dipl.-Ing. RUDOLF KNAUF

4 Düsseldorf, Sdiumannsfraße 97

C. A. V. Limited 7. Juli I97I

Well Street
Birmingham / England

Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für Brennkraftmotoren

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für Brennkraftmotoren mit einem Hochdruckspeicher für den Kraftstoff, einer Pumpe zur Füllung des Speichers und einem Differenzdruckventil zur Regelung des Kraftstoffzuflusses zu einer Düse, die den Kraftstoff in den Verbrennungsraum des Motors einspeist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Einspritzvorrichtung in einfacher und zweckmäßiger Form anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Differenzdruckventil ein Absperrglied enthält, das durch den unter Druck stehenden Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher in Schließstellung gehalten wird, daß ferner ein Kraftstoff-Regelventil vorgesehen ist, das den Kraftstoffzufluß zu dem Differenzdruckventil regelt, wobei das Kraftstoff-Regelventil ein Ventilelement, das von seinem Sitz gehoben wird, um Kraftstoff zu dem Differenzdruckventil fließen zu lassen, und ein Kolbenglied enthält, das in Strömungsrichtung hinter dem Ventilelement angeordnet ist und sich nach dem Schließen des Ventilelementes bewegt, um den Druck hinter dem Kraftstoff-Regelventil zu vermindern.

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Anhand der befeefügten Zeichnungen wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: ein Schema einer Einspritzvorrichtung gemäß aer Erfindung;

Fig. 2: eine abgeänderte Ausführungsform der Einspritzvorrichtung nach Fig. 1» und

Fig. 3: eine abgeänderte Ausführungsform der Einspritzvorrichtung nach Fig. 2.

Bei der Einspritzvorrichtung nach Fig. 1 ist ein Kraftstoffeinspritzorgan 10 vorgesehen, das aus einem Differenzdruckventil zur Regel/^ung des Kraftstoffzuflusses zu einer Düse 11 besteht. Bei der Verwendung ist die Düse so angeordnet, daß der Kraftstoff in einen Verbrennungsraum das zugehörigen Motors eingespritzt wird. Das Diffenrenzdruckventil enthält ein Absperrglied 12, dessen eines Ende konisch ausgebildet ist und mit einem Sitz zusammenarbeitet, um den Durchfluß von Kraftstoff zu der Düse 11 aus einem Ringraum zu verhindern, dem durch die Leitung 13 Kraftstoff unter Druck zugeführt wird. Das Absperrglied 12 wird durch eine Feder auf den Sitz gedrückt, und das dem kenischen Ende gegenüberliegende schmalere Ende des Absperrgliedes ist einem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt, der zweckmäßigerweise von «inem Speicher 14 erhalten wird., in dem Kraftstoff unter Druck gespeichert wird. Der mittlere Teil des Absperrgliedes 12 hat einen größeren Durchmesser, und der Raum, in dem sich die Feder befindet, die das Absperrglied auf den Sitz drückt, wird unter niedrigem Druck gehalten.

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Dor Hochdruckspeicher 14 wird von einer Pumpe 15 gespeist, die mit dem Speicher 14 über ein Rückschlagventil 16 und mit einer Kraftstoff-Zuflußleitung über ein Rückschlagventil 17 verbunden ist. Die Pumpe 15 wird von einem Nocken in Tätigkeit gesetzt, der von dem zugehörigen Motor angetrieben wird.

Zur Regelung des Kraftstoffdurchflusses von dem Speicher durch uie Leitung I3 ist bei 18 ein Kraftstoff-Regelventil vorgesehen. Das Ventil enthält ein Ventilelement in Form einer Kugel 19j die durch eine Schraubendruckfeder auf den Sitz 20 gedruckt wird. Die Abschlußseite des Sitzes 20 steht mit der Leitung I3 in Verbindung, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß beim Anheben des Ventilelementes von cem Sitz Kraftstoff unter Druck aus dem Hochdruckspeicher 14 dem Absperrglied 12 zugeführt wird, das von dem gegen die Unterseite wirkenden Speicherdruck gegen die Federkraft und gegen den auf aie Oberseite wirkenden Speicherdruck angehoben wird, so daß Kraftstoff zu aer Düse 11 fließen kann. Wenn die Kugel I9 ihre Lage auf dem Sitz einnimmt, kehrt das Absperrglied 12 in seine ursprüngliche Stellung zurück, und diese Bewegung wird durch die Bewegung eines Kolbengliedes 21 erleichtert, das einen Teil des Kraftstoff-Regelventils 18 bildet. Der Kolben 21 ist an seinen Enden mit vorstehenden Stößän versehen, von denen einer mit der Kugel 19 in Berührung kommen kann und der andere sich gegen einen Betätigungskolben 22 abstüzt. Außerdem ist der Kolben 21 für die Zusammenarbeit mit einem Sitz 23 ausgebildet, und der relative Abstand der verschiedenen Teile des Regelventils ist so gewählt, daß die Kugel 19 ihre Lage auf dem Sitz 20 einnimmt, bevor der Kolben 21 den Sitz 23 erreicht. Auf diese Weise wird erreicht, daß nach dem Absetzen der Kugel 19 auf dem Sitz 20 die fortgesetzte Bewegung des Kolbens 21 den

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Druck in der Leitung I3 vermindert und dadurch ein rasches Schließen des Absperrgliedes 12 bewirkt.

Der Betätigungskolben 22 wird hydraulisch von einer Pumpe 24 angetrieben, die ihrerseits zeitabhängig von dem zugehörigen Motor angetrieben wird. Die Pumpe 24 umfaßt einen Kolben 25, der in einem Zylinder angeordnet ist, in dessen Wand ein Einlaß 26 vorgesehen ist, der mit einem Kraftstoff-Vorratsbehälter in Verbindung steht. Der

P Kolben 25 ist mit einer spiralförmigen Nut 27 versehen, die mit der Pumpenkammer der Pumpe in Verbindung steht. Wenn bei der Einwärtsbewegung des Kolbens 25 der Kolbenkopf die Öffnung 26 verschließt, wird Kraftstoff unter Druck dem Betätigungskolben 22 zugeführt, so daß dieser seinerseits das Kolbenglied 21 und die Kugel 19 bewegt und/iadurch das Differenzdruckventil in beschriebener Weise in Tätigkeit gesetzt wird. Wenn der Kolben 25 sich so weit bewegt hat, daß die Öffnung 26zur Nut 27 freigegeben wird, bricht der Druck in der Pumpenkammer zusammen, und die Teile kehren in ihre ursprüngliche Lage zurück. ZwlscEerrrEer- PumpenEamlner^und "aeiTr-Ende^des^Zy-^

fc linders, der den Betätigungskolben 22 enthält, ist ein Druckentlastungsventil 28a vorgesehen, das während des Pumphubes des Kolbens 25 angehoben wird~und sich beim ~~ Rückhub desselben schließt, aber einen vorbestimmten — Druck zwischen der Pumpe 25 und dem Betätigungskolben 22 ~aufi*echfeei^äiW-FeEner ist ein^ Druckentlastungsventil 28 vorgesehen, das dafür sorgt, daß der Druck in dem Teil .zwischen Pumpe'25 und dem Befcätigungskolben 22 einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet.

Die Einspritzvorrichtung nach Fig. 2 umfaßt ein Differenzdruckventil 30 zur Regelung des Kraftstoffzuflusses zu der Düse 11. Das Differenzdruckventil enthält ein

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Absperrglied 31» das an einem Ende im Durchmesser verringert und für die Zusammenarbeit mit einem Sitz vorgesehen ist. Das andere Ende des Absperrgliedes 31 ist einem Druck ausgesetzt, der niedriger als der in dem Hochdruckspeicher 32 ist. Der auf das Ende des Absperrgliedes 3I wirkende verminderte Druck wird mit Hilfe eines Reduzierventils erhalten, das in herkömmlicher Weise arbeitet und den Kraftstoffdruck in der Leitung 34 reguliert.

Die Zufuhr von unter Druck stehendem Kraftstoff zur öffnung des Differenzdruckventils 30 wird durch das Kraftstoff-Regelventil 18 geregelt, dessen Kolben 21 aber nicht wie bei der vorstehend beschriebenen Anordnung mechanisch, sondern hydraulisch angetrieben wird, indem ihm Kraftstoff unter Druck aus dem Speicher 32 zugeführt wird. Der unter Druck stehende Kraftstoff wird durch die Leitung 35 zugeführt, in der sich ein Rotaryhahn 36 befindet, der zeitabhängig von dem zugehörigen Motor in Umdrehung versetzt wird. Bei der in der Zeichnung wiedergegebeneEuStellung^ ist der^r'RoBaryK&hrr^s3i6⁼so⁼^lngesteilt, daß der Druck des Hochdruckspeichers 32 auf den Kolben des Kraftstoff-Regelventils 18 wirkt, so daß die Kugel von ihrem Sitz gehoben wird.

Zwischen dem Kraftstoff-Regelventil 18 und dem Druckspeicher 32 ist einjtiin·· imd^^ hergeh^nder^ScrhiebeT^^T=-^'"^ ^ angeordnet, der in einem Zylinder enthalten ist, dessen eines Ende direkt mit dem Druckspeicher 32 und dessen anderes Ende mit der Einströmseite des Kraftstoff-Regelventils 18 in Verbindung steht. Der Schieber 37 ist in einer Richtung durch eine Schraubendruckfeder 38 vorgespannt, und außerdem bewirkt eine Bewegung des Schiebers

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auch eine Bewegung der Spule ^, die zwischen ihren Enden mit einer Nut 40 versehen ist.

Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung hat die Vorrichtung teilweise einen Einspritzhub durchlaufen, und der Schieber 37 wird von dem Druck des Druckspeichers gegen die Wirkung der Feder 38 bewegt. Im Verlauf dieser Bewegung läßt die Nut 40 der Spule 39 den hohen Druck des Druckspeichers auf den Kolben 21 des Kraftstoff-Regelvenr tils 18 wirken, so daß dieser angehoben wird und der von dem Schieber 37 verdrängte Kraftstoff zu der Düse 11 fließt. An einer vorbestimmten Stelle bei der Bewegung des Schiebers 37 kommt die Nut 40 außer Deckung mit der Leitung 35· Wenn dies eintritt, wird der Kolben 21 des Kraftstoff-Regelventils 18 von dem hohen Druck des Druckspeichers 32 entlastet und mit einem Druck beaufschlagt, der nur ein Teil des Speicherdruckes ist. Dies bewirkt ein Schließen des Kraftstoff-Regelventils, während der Kolben 21 wie in dem zuvor beschriebenen Beispiel seine Bewegung fortsetzt und den Druck an der Ausströmseite -des Kraftstoff-Regelventils 18 vermindert. Wenn der Rotaryhahn 36 gedreht wird, so wird die Verbindung der Leitung 35 mit dem Druckspeicher 32 unterbrochen, und der Speicherdruck durch das Rückschlagventil 38a dem Ende des Zylinders zugeführt, das die Feder enthält. Dadurch bewegt sich der Schieber 37 unter der Wirkung der Feder 38 bis zu dem Anschlag 41. Die Einstellung des Anschlags 41 wird von einem Regler des Motors verstellt, so daß auf diese Weise der Hub des Schiebers 37 genau geregelt werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Abänderung der Vorrichtung nach Fig. 2, so daß mit ihr die Kraftstoffzufuhr zu mehr als einer

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Düse 11 geregelt werden kann. Der Rotaryhahn 56 von Pig. ist durch ein muffenartiges Ventilelement 45 ersetzt, das synchron mit dem Motor, zu dem die Einspritzvorrichtung gehört, in Umdrehung versetzt wird, und jede Düse 11 ist mit einem eigenen Differenzdruckventil 30 ausgestattet, wobei diese Ventile ihrerseits jeweils von einem Kraftstoff-Regelventil 18 gesteuert werden. Das in Pig. J dargestellte Beispiel zeigt, wie der Anschlag mit Hilfe eines Reglers verstellt werden kann. In der Anordnung nach Fig. 3 sind Reglergewichte vorgesehen, die sich gegen die Wirkung einer Reglerfeder 47 bewegen, und es sind ferner nicht dargestellte Einrichtungen vorhanden, die die von der Reglerfeder 47 ausgeübte Kraft regeln.

Patentansprüche:

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Claims

PAT EKT T- AHSFR Ü C HE

|1«iKra^ffcstoff'~Ein^!spritzrw^rorrichfcung für Brennkraftrnotoren Biit einem Hachäruekspeicher für den Kraftstoff * einer Pumpe zur Füllung des Speichers und einem Differenzdruckventil ZUiP Regelung des Kraftstoffzuflusses zu einer Düse, die den Kraftstoff in den Verbrennungs -

™ raum des Motors einspeist, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruckventil (10,30) ein Absperrglied (12, 31) enthält, das durch den unter Druck stehenden Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher (14, 32) in Schließstellung gehalten wird, daß ferner ein Kraftstoff-Regelventil (18) vorgesehen ist, das den Kraftstoffzufluß zu dem Differenzdruckventil (10, 30) regelt, wobei das Kraftstoff-Regelventil (18) ein Ventilelement (19)* das von seinem Sitz gehoben wird, um Kraftstoff zu dem Differenzdruckventil (10, 30) fließen zu lassen, und ein Kolbenglied (21) enthält, das in Strömungsrichtung hinter dem Ventilelement (I9) ange-

fc ordnet ist und sich nach dem Schließen des Ventilelementes (19) bewegt, um den Druck hinter dem Kraftstoff-Regelventil (10, 30) zu vermindern.
2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (I9) durch die Bewegung des Kolbengliedes (21) von seinem Sitz abhebbar ist.

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3- Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daJ3 das Kolbenglied (21) durch Flüssigkeitsdruck bewegbar ist.
4. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungskolben (22)-für die Bewegung des Kolbengliedes (21) und eine Pumpe (25) vorgesehen sind, wobei die Pumpe zeitabhängig von dem zugehörigen 3rennkraftmotor arbeitet und Druckflüssigkeit für die Bewegung des Betätigungskolbens (22) liefert.
5. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (26, 27) vorgesehen ist, mit der die Dauer der Druckbeaufschlagung des Betätigungskolbens (22) eingestellt werden kann.
6. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 5.< dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlastungsventil (28) zur Begrenzung des auf den Betätigungskolben wirkenden Maximaldruckes vorgesehen ist.
7. Einspritzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrglied (12,21) mit Flüssigkeitsdruck aus dem Hochdruckspeicher (14, 32) beaufschlagt ist.
8. Einspritzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenglied (21) an seinem dem Ventilelement (19) gegenüberliegenden Ende von Kraftstoff unter Druck aus dem Hochdruekupeichar (32) beaufschlagt und zur Regelung des unter Druck zugeführton Kraftstoffes ein Rotaryhahn (36) vor.'^i.'sehen ist, dor zeitabhängig vom Drehkraftmotor drohbar iijt. 109883/1283

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9« Einspritzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung des auf das Kolbenglied (31) wirkenden Druckes zwischen dem Rotaryhahn (36) und dem Kolbenglied (3I) ein zusätzliches Ventil (33) angeordnet ist.
10. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das zusätzliche Ventil (33) durch einen Schieber (37) betätigbar ist, der bewegbar in

" einem Zylinder angeordnet ist., dessen eines Ende

ständig mit dem Hochdruckspeicher (32) und dessen anderes Ende mit dem Kraftstoff-Regelventil (18) in Verbindung steht.
11. Einspritzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rotaryhahn (36) ein Kanal vorhanden ist, durch den Kraftstoff von dem Hochdruckspeicher (32) zu dem anderen Ende des den Schieber (37) enthaltenden Zylinders zugeführt werden kann; und daß in diesem Ende des Zylinders eine Druckfeder (38) angeordnet

fc ist, die in Verbindung mit dem Kraftstoffdruck den

Schieber (37) und das zusätzliche Ventil (33) in ihre Ausgangslage zurückbringt, die bei dem Schieber durch einen Anschlag (41 bestimmt ist.
12. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (41) verstellbar ist.
13. Einspritzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des auf das Kolbenglied (3I) wirkenden reduzierten Druckes ein Druckventil (38a) vorgesehen ist.

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14. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (41) durch einen Drehzahlregler des Motors verstellbar ist.

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AZ

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