DE2217602A1

DE2217602A1 - Kraftstoff-einspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE2217602A1
Application number: DE2217602A
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P Antrag
Original assignee: Automobiles Peugeot SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA
Priority date: 1971-07-08
Filing date: 1972-04-12
Publication date: 1973-01-18
Also published as: GB1397114A; IT952607B; FR2145081A5; US3777977A

Description

62-18.6l9P(l8.62OH) 12. 4. 1972

AUTOMOBILES PEUGEOT. Paris (Frankr.)

Kraftstoff-Einspritzvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Brennkraftmaschinen mit Kraftstoff-Einspritzung, sie bezieht sich insbesondere auf eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung mit elektrischer oder elektronischer Steuerung, bei der das Anheben einer Düsennadel durch die Wirkung des Kraftstoffdrucks erfolgt.

62-(iOO/72)-Lp-r

209883/0544

Bekanntlich gibt es zwei Hauptarten von Vorrichtungen für die Betätigung eines Einspritzorgans mit elektromagnetischer oder elektronischer Steuerung: Bei der ersten Art wird das Anheben der Düsennadel der Einspritzdüse unmittelbar durch eine magnetische Betätigungsvorrichtung bewirkt, bei der die Nadel den beweglichen Teil des Magnetsystems bildet. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß man eine große Magnetkraft ausüben muß, um die Kraft der Rückstellfeder der Düsennadel zu überwinden und gegebenenfalls auch den hydraulischen Druck, der auf die rückseitige Fläche der Nadel drückt und in der gleichen Richtung wie die Rückstellfeder wirkt.

Bei der zweiten Vorrichtungsart wird das Anheben der Düsennadel durch den Kraftstoffdruck bewirkt, der in einer ringförmigen, in der Nähe des vorderen Endes der Nadel in der Düse vorgesehenen Kammer wirkt, die teilweise durch den Ventilsitz begrenzt ist, mit dem die Nadel zusammenarbeitet. Das Unterdrucksetzen oder Entlasten dieser Kammer erfolgt mittels eines Abschlußorgans, das seinerseits von einer elektromagnetischen Vorrichtung betätigt wird, und das Zurückfallen oder Zurückgehen der Düsennadel in ihre Schließstellung wird durch eine Feder bewirkt, sobald die ringförmige Druckkammer druckentlastet wird. Diese Anordnung hat den wesentlichen Nachteil, ein Zurückprallen der Nadel zu begünstigen, was ein "Nachsickern" von Kraftstoff ergibt, dessen dann schlechte Verbrennung zum Bilden von Rauch, schädlichen bzw. toxischen Gasen und von "Kieselgalmei" (Zn₂SiO^ H₂O) führt. Weiterhin ändert sich - bedingt durch die zeitliche Änderung der Arbeitschärakteristik der Rückstellfeder für die Düsennadel aufgrund der Materialermüdung - allmählich die Einstellung für den Be-

209HR3/05AA

ginn des Einspritzvorgangs 5 dies trägt ebenfalls zu einer Verringerung des Motorwirkungsgrades bei.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese unterschiedlichen Nachteile, insbesondere die Gefahr eines Rückprallens der Düsennadel, zu beseitigen, den dichten Abschluß zwischen der Nadel und ihrem Sitz zu verbessern und das Anheben der Nadel unempfindlich gegenüber einer Änderung der Federcharakteristik ihrer Rückstellfeder zu machen.

Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung mit einem Düsenhalter und einer Einspritzdüse, einer verschiebbar in der Düse geführten Ventil-Düsennadel, einer ersten, innerhalb der Düse in der Nähe der Nadelspitze vorgesehene Kammer, die teilweise von dem Ventilsitz begrenzt ist, mit dem die Nadel zusammenwirkt, und einer zweiten, in der Düse oder dem Düsenhalter vorgesehenen Kammer, in die das der Nadelspitze entgegengesetzte oder rückwärtige Ende der Nadel hineinragt, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Kammer dauernd mit einer Quelle für Kraftstoff unter Druck, wie.einer Einspritzpumpe, in Verbindung steht, während die zweite Kammer an ein Verteiler- oder Steuerorgan angeschlossen ist, das sie abwechselnd entweder mit der Kraftstoff-Quelle oder mit einem Raum verbindet, in dem ein wesentlich geringerer Druck herrscht, etwa ein Druck in der Nähe des Atraosphärendruckes4

Bei einer derartigen Ausbildung der Vorrichtung benutzt man eine Änderung der Druckkraft, die der Kraftstoffauf das rückwärtige Ende der Düsennadel ausübt, um diese auf ihren Sitz zu drücken, wenn der Druck in der zweiten

9883/0544

Kammer hoch ist, und um das Anheben der Nadel unter der
Wirkung des relativen hohen Druckes zu gestatten, der dauernd in der ersten Kammer herrscht, wenn der Druck in der zweiten Kammer wieder gering wird.

Nach einem weiteren Merkmal ist in jede der Leitungen, die an die erste bzw. die zweite Kammer angeschlossen sind, eine Drossel eingeschaltet, die es gestattet, die Schnelligkeit des Anhebens und Zurückfaliens der Düsennadel sowie
den Durchsatz an Kraftstoff während des Einspritzvorganges einzustellen.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich klarer aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles ergeben, das in der einzigen Figur der Zeichnung veranschaulicht ist; diese Figur zeigt
einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Düsenhalter mit
Einspritzdüse.

In den Düsenhalter 1 sind die eigentliche Einspritzdüse und deren Betätigungs- oder Steuervorrichtung eingebaut. Die eigentliche Düse hat einen Düsenkopf 2, der an
dem Düsenhalter mittels einer Überwurfmutter 3 festgelegt
ist, und in dem die Düsennadel h verschiebbar geführt ist. Der Düsenhalter hat eine Bohrung 5, in die das rückwärtige Ende der Düsennadel h hineinragt, auf das sich eine Rückstellfeder 6 abstützt. An dem äußeren Ende des Düsenkopfes 2 ist eine Öffnung 7 sowie an der inneren Seite der Öffnung ein Sitz 8 angeordnet, mit dem die Abdichtzone der Nadel k zusammenwirkt. Eine Ringkammer 9 ist ebenfalls um das vordersei tige Ende der Nadel 6 herum angeordnet; diese Kammer ist über eine Leitung 10a, 10b mit der Druckseite der nicht

dargestellten Kraftstoff-Einspritzpumpe verbunden. Eine erste Drossel 11 ist in den Zug der Leitungen 10a, 10b eingefügt.

Der Düsenhalter 1 hat weiterhin einen seitlichen hohlen Vorsprung 1a, in dem ein Steuerschieber 12 und ein Elektromagnet 13 untergebracht sind. Ein Gewindestutzen Ib dient zum Anschluß an die Druckseite der Einspritzpumpe. Der Steuerschieber kann beispielsweise der gleichen Art sein wie der Steuerschieber, der in der franz. Patentanmeldung Nr. 7 125 Okh (mit dem gleichen Prioritätstag wie die Prioritatsanmeldung der vorliegenden Patentanmeldung) bzw. in der deutschen Parallelanmeldung "Vorrichtung zur Betätigung eines Einspritzorgans mit elektromagnetischer Steuerung" von der Anmelderin beschrieben ist. Diese Bauart eines Steuerorgans wird bevorzugt benutzt, die Gründe hierfür sind in der oben zitierten Anmeldung eingehend beschrieben; es dürfte aber bereits klar sein, daß auch andere Verteiler- oder Steuerschieberbauarten im Rahmen der vorliegenden Erfindung benutzt werden können.

Es sei kurz gesagt, daß der Verteiler- oder Steuerschieber 12 einen aus mehreren Teilen 14, 15» 16 und 17 zusammengesetzten Schieberkörper und eine doppelte Ventilfläche 18 aufweist sowie an seinen Enden zwei Führungszapfen 19 und 20 hat, von denen der eine voll, der andere längsgenutet ist, und die in Bohrungen 21 bzw. 22 des Schiebergehäuses verschiebbar sind. Die beiden Endflächen dieses Schieberkörpers sind gleichen Druckkräften unterworfen. Bei dem ausgewählten Beispiel haben diese beiden Endstirnflächen gleiche Querschnitte, und auf ihnen lastet der Kraftstoffdruck, der von der Einspritzpumpe geliefert

wird, während die beiden Kammern 23 und 2k, die von dem doppelseitig wirkenden Abschlußorgan 18 und dem Gehäuse begrenzt werden, weitere Verbindungen haben: Die Kammer 23 steht über die Leitung 25 mit der Kammer 5 in Verbindung, die sich im Düsenhalter.befindet, wobei in die Leitung 25 eine zweite Drossel 26 eingesetzt ist; die andere Kammer 2k ist über die Leitungen 27, 28 und eine Verbindung 29 mit einem nicht dargestellten Raum verbunden, in dem ein Druck in der Nähe des Atmosphärendruckes herrscht.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ergibt sich wie folgt: Wenn der Elektromagnet 13 nicht erregt ist, steht die Kammer 5 in Verbindung mit der Druckseite der Einspritzpumpe über die Leitung 25» die Drossel 26 und die Kammern 23, 22; dies hat die Wirkung, daß die Düsennadel k mit großer Kraft auf ihren Sitz 8 aufgepreßt wird, da der in der Kammer 9 ausgeübte Gegendruck nur auf einen begrenzten Querschnitt der Nadel wirkt, der um den abgeschlossenen Querschnitt des Sitzes 8 verkleinert ist. Die Feder 6 mit kleinen Abmessungen wirkt ebenfalls im Sinne eines Drückens der Nadel auf ihren Sitz.

Wenn der Elektromagnet 13 erregt wird, verschiebt sich der Verteiler- oder Steuerschieber aus seiner in der Zeichnung dargestellten Lage nach rechts, so daß die Kammer 5 über die Leitungsbahn 25, 26, 23, 2k, 27, 28 und 29 mit der Atmosphäre verbunden wird. Unter der Wirkung des Druckes, der dauernd in der Ringkammer 9 des DUsenkopfes wirksam ist, hebt sich die Düsennadel k an, und die Einspritzung kann erfolgen, bis die Erregung des Elektromagneten unterbrochen wird. In diesem Augenblick geht das doppelseitig wirkende AbschLußglied 18 des Steuerschiebers in seine Aus-

μη

gangssteilung zurück, und in der Kammer 5 wird wieder der Kraftstoffdruck aufgebaut, so daß die Nadel auf ihren Sitz zurückgedrückt wird, ohne daß die Möglichkeiten eines Rückprallens besteht, und zwar wegen der Nichtzusammendrückbarkeit der Flüssigkeit in dieser Kammer 5 und ihrem schnellen Unterdrucksetzen. Man erkennt also, daß man die schweren Nachteile, die bei den bekannten vergleichbaren Vorrichtungen vorhanden sind, beseitigt werden und daß bei der Vermeidung der Gefahr eines Rückprallens der Nadel auch das Anheben der Nadel praktisch unbeeinflußt bleibt von einer Änderung der Federcharakteristik ihrer Rückstellfeder 6, da die Rolle dieser Feder vollkommen nebensächlich ist.

Es sei noch darauf aufmerksam gemacht, daß das Vorhandensein der Drosseln 11 und 26 die Arbeitsbedingungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbessert? Die Drossel 26, die in die Leitung 25 eingefügt ist, gestattet es, die Schnelligkeit des Anhebens und des Schließens der Düsennadel unter Kontrolle zu halten und infolgedessen die Form der Einspritzgesetz-Kurve am Beginn und am Ende des Einspritzvorganges. Die Drossel 11, die in die Leitung 10a, 10b eingeschaltet ist, gestattet es, den Kraftstoffdurchsatz während des Einspritzvorganges zu überwachen oder zu begrenzen; diese Drossel beseitigt - wie dies bereits in der oben erwähnten anderen Patentanmeldung gesagt ist die schädlichen Wirkungen, die durch ein Absetzen von Kieselgalmei bedingt sind und von denen man eine Änderung des Durchsatzes an eingespritztem Kraftstoff besonders herausstellen kann.

Claims

Patentansprüche

Kraftstoff-Einspritzvorrichtung mit einem Düsenhalter und einer Einspritzdüse, einer verschiebbar in der Düse geführten Ventil-Düsennadel, einer ersten, innerhalb der Düse in der Nähe der Nadelspitze vorgesehene Kammer, die teilweise von dem Ventilsitz begrenzt ist, mit dem die Nadel zusammenwirkt, und einer zweiten, in der Düse oder dem Düsenhalter vorgesehenen Kammer, in die das der Nadelspitze entgegengesetzte oder rückwärtige Ende der Nadel hineinragt, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Kammer (9) dauernd mit einer Quelle für Kraftstoff unter Druck, wie einer Einspritzpumpe, in Verbindung steht, während die zweite Kammer (5) an ein Verteileroder Steuerorgan (12) angeschlossen ist, das sie abwechselnd entweder mit der Kraftstoff-Quelle oder mit einem Raum verbindet, in dem ein wesentlich geringerer Druck herrscht, etwa ein Druck in der Nähe des Atmosphärendruckes.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (12) ein doppelseitig wirkendes Abschlußglied (18) enthält, das druckausgeglichen ist und durch das bewegliche Element eines Elektromagneten (13) betätigt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Leitung (iOa, 1Ob), welche die erste Kammer (9) mit der Kraftstoff-Quelle verbindet, eine Drossel (11) eingefügt ist.

h. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 3» dadurch gekennzeichnet, daß in eine Leitung (25), welche die zweite Kammer (5) mit dem Steuerorgan (12) verbindet, eine Drossel (26) eingefügt ist.

709883/054*