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Brennkraftmaschine mit belbstzünaung mit einem Brennstoff-Einspritz-System
und einer Einrichtung zum Sammeln und Abführen des mecköls Die Erfindung betrifft
eine Brennkraftmaschine mit oelbstzündung mit einem Brennstoff-Einspritz-System
bestehend aus Brennstoff-Tank, -Einspritz-Pumpe, -Düsen-Anordnung und -Zuführungsleitungen
und mit einer Einrichtung zum Sammeln und Abführen des Lecköls in den Brennstoff-Tank
sowie mit einem Zylinderkopf, der zum Verbrennungsraum farlrende Bonrungen aufweist.
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In Brennkraftmaschinen mit Selbstzündung sind gewöhnlich Brennstoff-Einspritzdüsen
angeordnet, um den Brennstoff nu vorbestimmten Seiten in den Verbrennungsraum einzuspritzen,
Derartige Düsen erden üblicherweise durch druckabhängige Rückschlagventile gesteuert,
um das Nachtropfen des Brennstoffs in den Verbrennungsraum zwischen den Sinspritzperioden
zu verbinder, Es sind zahlreiche Arten von verschiedenen Rückschlagventil-Anordnungen
bei derartigen Düsen verwendet worden; jedoch hat jede Anordnung ihre besonderen
Schwierigkeiten.
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Eine bevorzugte Ventilart ist wegen ihrer besonders einfachen Bauweise
das nach innen öffnende Differenzdruck-Rückschlagventil, wie es in den US-PS 2.379.399
vom 26.6.1945, US-PS 2.865.675 vom 23.12.1958 und US-PS 3.224.684 vom 21.12.1965
beschrieben ist. Die Hauptschwierigkeit bei diesen Brennstoff-Einspritz- und -Ventil-Anordnungen
ist jedoch, daß sie eine die Ventilspindel aufnehmende Niederdruckkammer haben müssen,
weil man einen im Verhältnis zum Einspritzdruck niedrigeren Druck benötigt, um die
notwendige Druckdifferenz für die Betätigung des Ventils aufzubringen. Bei derartigen
Ventilanordnungen leckt aber das 01 entlang der Ventilspindel zu der Kammer des
niedrigen Druckes, was zur Polge hat, daß das Ventil fest sitzt, wenn die Flüssigkeit
aus der Niederdruckksmmer nicht abgeführt werden kann.
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Die vorerwähnten Differenzdruckventile sind üblicherweise mit einem
an der Düsenanordnung angebrachten Leckölanschluß
ausgerüstet,
um das Lecköl zum Brennstofftank zurückzuleiten. Der Nachteil dieser Anordnung ist
jedoch, daß Montage und Demontage erschwert sind, weil an jeder Duse ein zusätzlicher
Anschluß vorhanden ist, welcher entfernt bzw. angebracht werden muß, wenn eine Düsenanordnung
erneuert wird. Dieses erhöht nicht nur die Wahr-Scheinlichkeit des Leckverlustes,
sondern trägt beträchtlich zu den Ausmaßen unter Kompliziertheit des Ventils selber
bei. Auch vergrößert eine derartige Anordnung die Abmessung und Kompliziertheit
der Düsenanordnung.
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£in Versuch, diese ocrlwierigkeiten zu beheben, bestand darin, eine
Locköl-Abführung direkt an die Ansaug-Sammelleitung der Maschine anzuschließen,
was beispielsweise in dem US-PS 3.382.851 vom 14. Mai 1968 beschrieben ist.
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Der Nachteil dieser Anordnung ist aber, daß das Lecköl die Emission
von Rauch und Kohlenwasserstoffen aus der maschine erhöhen und Kohlenstoffablagerungen
am Einlaßventil verursachen kanne Eine weitere Lösung der vorerwähnten Probleme
ist in dem US-PS 3.598.314 vom 10. August 1971 des Anmelders voreschlagen worden.
Eine weitere dchwierigkeit bei dieser Anordnung ist nämlich noch, daß der Sammelraum
für das Lecköl raanchmal nicht groß genug ist, z.B. beim Durchdrehen des Motors
während des Anlaßvorganges. Bevor nornalerweise Brennstoff eingespritzt wird, verbleibt,
währand des Durchdrehvorganges, Brennstoff unter Druck in der Ventilkammer, wodurch
bedeutend mehr Brennstoff als
sonst in den Sammelraum hindurchtritt.
Diese Leckölmenge verursacht bei einem ungenügenden Volumen des Sammelraums einen
Druckaufbau, der zum Blockieren des Ventils führen kann.
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Bei der eben beschriebenen Anordnung ist es auch unmöglich, das normale
Verfahren für die Prüfung des Öffnungsdruckes des Ventils anzuwenden. Dieses Verfahren
besteht gewöhnlich darin, daß man eine Hydraulikpumpe an der Düse anschließt und
den Druck langsam erhöht, bis das ventil öffnet. Der Öffnungsdruck wird von einem
Manometer an &erl Prüfsystem angezeigt. Jedoch führt der langsame Aufbau des
Brennstoffdruckes im Ventilraum dazu, daß eine größere Menge an Lecköl in den verhältnismäßig
kleinen Sammelraum des Systems eintritt, wobei das im Sammelraum eingeochlossene
Öl einen Druckstau hervorruft, so daß das Ventil nicht öffnen kann.
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Es ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennstoff-Einspritz-System
anzugeben, mit de die erwähnten Schwierigkeiten des Standes der Technik überwunden
werden können.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Düsenanordnung
so auszugestalten, daß die Montage und Demontage gegenüber den bekannten Anordnungen
vereinfacht wird.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düsenanordnung,
die ein nach innen öffnendes Ventil
einschließt, ein Düsengehäuse
aufweist, welches zusammen Mit der Bohrung und den Abdichtungsmitteln einen ringförmigen,
die Düsenanordnung umgebenden Lecköl-Sammelraum bildet, wobei im Düsengehuuse ein
zum Sammelraum führender Durchgang und im Zylinderkopf eine Leckölführung sowie
an diese anschlieend eine zum blank führende leitung vorgesehen sind0 Durch eine
derartige Anordnung werden komplizierte Anschlüsse direkt an der Düsenanordnung
die früher üblich vermieden.
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heitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
sowie aus der nachfolgenden 3eschreibung und der Zeichnung, in denen die erfindung
ausführlich erläutert und dargestellt ist.
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Die Zeichnung stellt ein vergrößertes Schnittbild einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung dar. Dabei wird ein Zylinderkopf eines Dieselmotors
an der Stelle geschnitten, an der eine Düsenanordnung eingesetzt ist.
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Zum Brennstoff-Einspritzsystem des Motors gehört eine Brennstoff-Einspritzpumpe
10 in der üblichen Ausführung, z.B. als Kolbenpumpe. Diese Pumpe 10 zieht den Brennstoff
aus einer Niederdruckquelle, einem Tank 11 und befördert inri in vorbestimmter Zeitfolge
und abgemessenen engen aus einer Ausgangsöffnung 12 durch eine zugehörige Hochdruckleitung
13 zu einer Brennstoff-Düsenanordnung 16 im Zylinderkopf 14 des Dieselmotors.
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Erfindungsgemäß ist im Zylinderkopf 14 des rotors eine zylindrische
Bohrung 15 größeren Durchmessers vorgesehen, die an ihrem unteren 3nde mit dem nicht
gezeichneten jer brennungsraum des Motors in Verbindung steht. Die Einspritzdüsenanordnung
16 ist in der Bohrung 15 mit geeigneten Abdichtungsmitteln zusammen so angebracht,
daß ein ringförmiger Sammelraum 17 gebildet wird. Ein Mündungsende 13 der Einspritz-Düsenanordnung
16 ragt in den Verbrennungsraum hinein, Die erfindung kann auch bei Motoren mit
Vorkammern angewendet werden, wie sie im US-PS 3.168.079 vom 2.2.1965 und US-PS
3.463.056 vom 26. August 1969 dargestellt sind.
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Die Einspritz-Düsenanordnung 16 gehört zum Typ der Düsen mit nach
innen öffnendem Ventil; d.h., daß das ventil, welches die Brennstoff-Einspritzung
aus der Düse steuert, in Richtung einer Kammer öffnet, die den unter Druck stehenden
Brennstoff enthält, welcner dafür sorgt, daß das Ventil geöffnet wird. Derartige
Ventile sind z.B. in aem US-PS 3.598,314 vom 10.8.1971 des Anmelders bechrieben.
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Die # erfindungsgemäße Brennstoff-Einspritzanordnung 16 unterscheidet
sich jedoch von dem Brennstoff-Einspritz.-ventil des genannten Patentes dadurch,
daß sie einen Leckölsammelraum 17 aufweist, welcher ringförmig um die Düsenanordnung
16 herum und nicht innerhalb der Düsenanordnung gelegen ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Niederdruck-Lecköl-Sammelraum
im Düsengehäuse, in den das Lecköl
entlang der Ventilspindel hindurchtritt,
durch einen ra-@i@l gerichteten Durchgang 19 hindurch in den ringförmigen Sammelraum
17 hinein entleert. Dieser Durchgang 19 ist in der Brennstoffdüsenanordnung 16 zwischen
den Enden des Genasses angeordnete Außerdem ist gemäß der Erfindung eine Leckölführung
20 in dem Zylinderkopf 14 ausgebildet, die einerseits mit dem ringförmigen Sammelraum
17 und andererseits über eine geeignete Verbindungsleitung 21 mit dem 3remistofftank
11 in Verbindung steht.
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Eine passende Haltemutter 22 drückt einen Nippel 23 an die Brennstoffdüsenanordnung
16 an und zwar erfindungsgemäß koaxial mit der Einspritzdüse, wobei die Haltemutter
22 einen Flansch 24 des Nippels 23 umschließt. Die Haltemutter 22 dichtet gegenüber
der oberen Fläche des Flansches 24 ab und ricntet die in dem unteren Ende der Bohrung
15 eng umschlossene Düsenanordnung 16 aus, um die Abdichtung des Düsengehäuses in
diesem konischen Teil der Bohrung 15 sicherzustellen, Zwischen der Mutter 22 und
der Bohrung 15 ist noch eine Dichtung 25 vorgesehen.
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Diese Anordnung von Lecköl-Führungen und -Räumen sorgt nicht nur für
eine einfache sondern auch für eine raumsparende Düsenanordnung.
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Wenn der rotor in betrieb ist, wird der Brennstoff während der Einspritzphase
von der Pumpe 10 aurch die Leitung 13 und den Nippel 23 in die Brennstoffdüsenanordnung
16 gedrückt. Die in die Ventilkammer der Düsenanordnung 16 eintretende
Druckflüssigkeit
betätigt das Ventil und wird durch das Mündungsende 18 der Düsenanordnung 16 in
der üblichen Weise in den Verbrennungsraum eingespritzt.
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Dabei tritt eine gewisse Menge Brennstoff als Lecköl entlang dem Ventilelement
in den für de@ Betrieb des Ventils notwendigen Niederdruckbereich der Düsenanordnung
zurück.
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Dieses Lecköl wird durch den Durchgang 19 in den Ringraum 17 abgeleitet.
Das in dem Raum 17 gesammelte Lecköl wird dann weiter durch die Verbindungsleitungen
20 und 21 zu einem geeigneten Niederdruckbereich des Brennstoff-Ein-Spritzsystems
abgeleitet, z.B. zum Tank 11.
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Es ist besondere vorteilhaft, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung
die Rückführungsleitung 21 am Motor fest installiert sein kann. Wenn es nötig ist,
eine Einspritzdüse 16 auszuwechseln, braucht man nur die Haltemutter 22 zu lösen,
wonach man den Nippel 23 und die Düsenanordnung 16 aus der Bohrung 15 herausziehen
kann. Die Düsenanordnung 16 wird dann von dem Nippel 23 gelöst und durch eine neue
Düsenanordnung ersetzt, welche wieder in die Bohrung 15 eingeführt wird, worauf
man die Haltemutter 22 wieder befestig#n kann. Durch eine derartige Anordnung wird
ein Ölverlust wirksam verhindert, und man kommt ohne eine Vielfalt von Verbindungsleitungen
aus.
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Die Anzahl der Leitungen, die an- und abmontiert werden müssen, wird
ebenso verkleinert wie die Anzahl der @@glichen Ölverlust@uellen bei der Auswechselung
der Düsen.
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Außerdem wird durch diese erfindungsgemäße Anordnung die
Anzahl
der Anschlüsse vermindert, die sonst bei Düsenanordnungen vorgesehen werden müssen.
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Es ist klar, daß man an dem dargestellten Ausführungsbeispiel zahlreiche
A#änderungen anbringen könnte, ohne von dem Gegenstand der Erfindung, wie er in
den folgenden Ansprüchen beschrieben ist, abzuweichen0