DE2347100A1

DE2347100A1 - Brennstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE2347100A1
Application number: DE19732347100
Authority: DE
Inventors: Martin Dr Feldinger; Max Matzen; Hermann Dipl Ing Mettig
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1973-09-19
Filing date: 1973-09-19
Publication date: 1975-03-27

Description

klöckner-humboldt-deutz ag · Köln 5 Köln 80, den 4. September 1973

Unser Zeichens D 73/77 R/K

Brennstoffeinspritzvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung mit einer Kolbeneinspritzpumpe mit überströmregelung, deren Arbeitsraum von einer Vorförderpumpe Brennstoff über einen Druckspeicher und eine Saugleitung mit einem Druckbegrenzungsventil zugeführt wird und die über ein Druckventil und eine Druckleitung mit einem Einspritzventil verbunden ist.

Eine derartige Brennstoffeinspritzvorrichtung ist durch das Buch Friedrich Sass "Dieselmaschinen", 2. Aufl., Band 1, Berlin 1948, Seiten 194-197 bekannt. Sie sind im Aufbau einfach und haben einen guten Förderwirkungsgrad, neigen jedoch besonders bei langen Druckleitungen zur Instabilität und Kavitation. Beide Erscheinungen sind Folgen des dynamischen Verhaltens des Brennstoffs während der Förderung und sind insbesondere auf Druckschwingungen in der Brennstoff druckleitung zurückzuführen. Die Instabilität, die als sogenanntes "Achttaktern" bekannt ist, wird dadurch verursacht, daß bei bestimmten Betriebszuständen, insbesondere' bei niedriger Last, infolge der Druckschwingungen die Druckleitung stark

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entlastet wird. Bei dem nächsten Förderhub wird dann die Druckleitung zunächst wieder aufgefüllt, bevor der Öffnungsdruck des Einspritzventils erreicht wird. Es ergeben sich dadurch sehr unterschiedliche Einspritzmengen, die im Extremfall dazu führen, daß bei einem Viertaktverfahren nur in Jedem achten Takt gezündet wird.

Die Kavitation tritt dadurch auf, daß infolge der Druckwellen örtlich der Druck soweit abgesenkt wird, daß sich Dampfblasen bilden, die bei folgendem Druckanstieg implodieren und die Druckleitungen sowie Ventilsitze zerstören.

Zur Vermeidung der geschilderten Nachteile ist es bekannt (DT-AS 1 297 935)» ein Gleichdruckentlaetungsventil in der Druckleitung vorzusehen, durch das die Druckschwingungen abgebaut werden und ein gleicher Standdruck zwischen den Einspritzungen erzielt werden soll, indem ein Teil des Brennstoffs aus der Druckleitung entweichen kann. Der aus der Druckleitung entweichende Teil des Brennstoffs ist abhängig ■von der Größe der am Einspritzventil reflektierten Druckwelle. Diese wiederum zeigt eine starke Abhängigkeit von dem effektiven Düsenquerschnitt, und zwar in dem Sinne, daß mit

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zunehmendem Düsenquerschnitt die reflektierte Druckwelle kleiner wird. Mit der Betriebszeit werden die DUsenquerschnitte durch Auswaschungen größer, so daß die Druckwelle und damit die Entlastung der Druckleitung kleiner wird. Das führt eit zunehmendem Verschleiß zu größeren Einspritzmengen und bewirkt einen sogenannten "Aufblockeffekt". Weiterhin treten durch unterschiedlichen Verschleiß der Düsen starke Streuungen in der Einspritzmenge von Zylinder zu Zylinder auf. Ferner muß die Fördermenge der Pumpenelemente wesentlich größer sein als die in den Zylinder eingespritzte Kraftstoff senge, wodurch ein erheblich größerer Bauaufwand für derartige Einspritzvorrichtungen erforderlich ist. Schließlich trifft bei der Verwendung von Gleichdruckentlastungsventilen ein wesentlich höherer Brennstoffdruck auf, mit dem eine höhere mechanische Belastung der Einspritzvorrichtung verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile einer Brennstoffeinspritzvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu vermeiden, ohne daß die zuletzt geschilderten Nachteile auftreten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckleitung zwischen den Druckventil und des Einspritzventil über ein Rückschlagventil Brennstoff alt einen

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konstanten Druck zugeführt wird, der über dem höchsten, sich selbsttätig einstellenden Standdruck der Druckleitung liegt.

Bei der erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzpumpe wird die Druckleitung nach jeder Einspritzung bis zu einem bestimmten, für alle Betriebsbereiche konstanten Druck aufgefüllt. Damit dies für alle Betriebsbereiche möglich ist, 1st es erforderlich» daß der Nachfülldruck größer ist als der höchste, sich selbsttätig einstellende Standdruck der Druckleitung, da sich nur in diesem Falle das Rückschlagventil öffnet und für alle Einspritzungen gleiche Voraussetzungen geschaffen werden können. Dabei ist unter dem sich selbsttätig einstellenden Standdruck der Druck zu verstehen, der sich bei einer Brennstoffeinspritzvorrichtung der eingangs beschriebenen Art nach einer Einspritzung und nach dem Abbau der Druckwellen einstellen würde.

Es ist jedoch auch Möglich, einen für alle Betriebsbereiche konstanten, niedrigeren Druck in der Druckleitung zu erhalten, wenn man geaäß einem weiteren Vorschlag der Druckleitung zwischen d#M Druckventil und den Einspritzventil über eine enge Drose«l*ttlle Brennstoff Mit einem vorgebbaren konstanten

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Druck zuführt. Über die Drosaelstelle kann sich in der relativ langen Zeitspanne zwischen zwei Einspritzungen ein konstanter Standdruck in der Druckleitung ausbilden, und zwar in der Weise, daß bei überdruck in der Druckleitung Brennstoff Über die Drossel abfließt, während bei geringerem Druck in der Druckleitung Brennstoff über die Drossel zugeführt wird. Dabei ist die Drossel so ausgebildet, daß während der kurzen Einspritzzeit keine nennenswerte Brennstoffmenge über die Drosselstelle abfließt.

Der Brennstoff kann der Druckleitung von einer besonderen Förderpumpe zugeführt werden. Diese kann sehr klein gehalten werden, da die Brennstoffmengen zur Aufrechterhaltung eines konstanten Standdruckes in der Druckleitung sehr gering sind. Es ist jedoch auch möglich, die Vorförderpumpe zu dieses Zweck zu verwenden, wenn sie gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung für hohe Drücke ausgelegt ist und der Druckspeicher sowohl mit der Druckleitung über das Rückschlagventil bzw. die Drosselstelle als auch mit der Saugleitung über ein zweites Druckbegrenzungsventil verbunden ist, das auf einen höheren Druck eingestellt ist als das erst·. In diesem Fall fördert die Vorförderpumpe soviel Brennstoff, wie für die Aufrechterhaltung

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des Drucks in der Druckleitung als auch für den Betrieb der Einspritzpumpe erforderlich ist. Dabei fließt der Brennstoff für die Einspritzpumpe über das zweite Druckbegrenzungsventil der Saugleitung zu, in der aufgrund des ersten Druckbegrenzungsventils ein geringerer Druck herrscht, so daß die Saugleitung und ggf. Filtervorrichtungen für niedrigen Druck ausgelegt werden können.

In der Zeichnung ist ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Die Abb. zeigt einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzvorrichtung.

Aus einem Brennstofftank 1 wird Brennstoff von einer Vorförderpumpe 2 über einen Druckspeicher 3» einem zweiten Druckbegrenzungsventil 4 und einer Saugleitung 5 mit einem ersten Druckbegrenzungsventil 6, einem Arbeitsraum 7 einer Brennstoffeinspritzpumpe 8 zugeführt, deren Kolben 9 über einen federbelasteten Rollenstößel 10 von einer Nockenwelle 11 angetrieben wird. Zur Überströmregelung weiat der Kolben 9 Steuerkanten 12 und «ine Bohrung 16 auf.

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Der Arbeitsraum 7 der Einspritzpumpe 8 ist über ein Druckventil 13, eine Druckleitung 14 mit einem Einspritzventil 15 üblicher Bauart verbunden, an dem eine Leckölleitung 17 angeschlossen ist. Die Leckölleitung 17 mündet in eine Überströmleitung 18, die am Arbeitsraum 7 der Einspritzpumpe 8 angeschlossen ist und von einem in Richtung auf den Arbeitsraum hin schließendes Rückschlagventil 19 beherrscht wird.

Der Druckspeicher 3 ist über eine Verbindungsleitung 20, in der eine Drosselstelle 21 angeordnet ist, mit der Druckleitung 14 verbunden. Anstatt der Drosselstelle kann auch gemäß einem anderen Vorschlag ein Rückschlagventil vorgesehen werden, das in Richtung auf den Druckspeicher 3 hin schließt«

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzvorrichtung ist wie folgt:

Die für hohen Druck ausgelegte, als Zahnradpumpe ausgebildete Vorförderpumpe 2 fördert unter hohem Druck, der durch das Druckbegrenzungsventil 4 eingestellt werden kann, Brennstoff über die .Verbindungsleitung und die Drosselstelle 21 in die Druckleitung 14, so daß sich in dieser für alle Betriebsbereit

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ehe ein konstanter Stanidruck einstellt. Der mehr geförderte Brennstoff fließt über das Druckbegrenzungsventil 4 in die Saugleitung 5, deren Druck durch das Druckbegrenzungsventil 6 eingestellt werden kann. Von der Saugleitung 5 gelangt der Brennstoff in den Arbeitsraum 7, von wo er durch den Kolben 9 über das Druckventil 13t die Druckleitung 14 und das Einspritzventil 15 in den nicht näher dargestellten Brennraum eingespritzt wird* Durch die Aufrechterhaltung eines konstanten Standdruckes in der Druckleitung 14 erreicht nan für die Einspritzung in allen Betriebsbereichen gleiche Anfangsbedingungen. Außerdem wird die Kavitation verhindert.

Das Förderende wird dadurch erreicht, daß durch die Steuerkante 12 über die Bohrung 16 eine Verbindung zwischen dem Arbeiterau· 7 und der Überströmleitung 18 hergestellt wird. Durch das Verdrehen des Kolbens 9 kann in Verbindung mit der Gestaltung der Steuerkante 12 das Förderende und damit die Einspritzmenge in bekannter Velse gesteuert werden.

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Claims

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Patentansprüche

( 1J Brennstoff einspritzvorrichtung mit einer Kolbeneinspritzpumpe alt Überströmregelung, deren Arbeitsraum von einer Förderpumpe Brennstoff über einen Druckspeicher und eine Saugleitung alt einem Druckbegrenzungsventil zugeführt wird und die über ein Druckventil und eine Druckleitung mit einen Einspritzventil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckleitung (14) zwischen dem Druckventil (13) und dem Einspritzventil (15) über ein Rückschlagventil Brennstoff mit einem konstanten Druck zugeführt wird, der über dem höchsten sich selbsttätig einstellenden Standdruck der Druckleitung (14) liegt.
2. Brennstoffeinspritzvorrichtung mit einer Kolbeneinspritzpumpe mit überströmregelung,, deren Arbeitsraum von einer Vorförderpumpe Brennstoff über einen Druckspeicher und. eine Saugleitung mit einem Druckbegrenzungsventil zugeführt wird und die über ein Druckventil und eine Druckleitung mit einem Einspritzventil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,

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daß der Druckleitung (14) zwischen dem Druckventil (13) und den Einspritzventil (15) Über eine enge Drosselstelle (21) Brennstoff mit einem vorgebbaren, konstanten Druck zugeführt wird.

3· Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorförderpumpe (2) für hohe Drücke ausgelegt und der Druckspeicher (3) sowohl alt der Druckleitung (14) über das Rückschlagventil bzw. die Drosselstelle (21) als auch mit der Saugleitung (15) über ein zweites Druckbegrenzungsventil (4) verbunden ist, das auf einen höheren Druck als das erste eingestellt 1st.

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