DE2424800C2

DE2424800C2 - Einspritzgerät zum Einspritzen einer zusätzlichen, geringen Kraftstoffmenge in eine nach dem Schichtladungsprinzip arbeitende fremdgezündete Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE2424800C2
Application number: DE2424800A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 7300 Esslingen Rapp; Dieter 7000 Stuttgart Schmidt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1974-05-22
Filing date: 1974-05-22
Publication date: 1986-01-02
Also published as: JPS50160618A; DE2424800A1; US4091771A

Description

Zylinderbohrung 23, in der ein Pumpenstempel 24 geführt ist Der Pumpenstempel weist eine der Düsenmündung 3 benachbarte Ringnut 25, eine von der Düsenmündung wetter abliegende mittlere Ringnut 26 und eine von der Düsenmündung am weitesten abliegende Ringnut 27 auf. Mit einer durch die Ringnut 27 gebildeten Schulter 28 stößt der ?;impenstempel an eine Abdeckung 29 des Gehäuses 2 an, da die Feder 31. die sich einerseits an der Abdeckung 29 und andererseits an einem Pumpenstempelknopf 32 abstützt, den Pumpenstempf.I 24 in die in der Zeichnung dargestellte Lage bringt und dort beim Fehlen anderer Einwirkungen festhält

Weiterhin ist im Gehäuse 2 eine Bohrung 33 angebracht, die in Düsenmündungsnähe die Zylinderboh- is rung 23 mit einer Kraftstoffzuleitung verbindet Eine weitere Bohrung 34 verbindet den Kraftstoffkanal 19 mit der Zylinderbohrung 23 und diese wiederum mit einer Kraftstoffrücklaufleitung. Schließlich ist im Gehäuse 2 noch eine Bohrung 35 vorgesehen, die den rückwärtigen Federraum 16 mit der Zylinderbohrrog 23 und diese wiederum mit der Leckkraftstoffleitung 17 verbindet bzw. diese darstellt

Im übrigen ist im Gehäuse eine Düsennadel 36 angeordnet die durch den Druck der Feder 37 auf die Düsenmündung 3 gedrückt wird und diese dadurch verschließt

In der in der Zeichnung dargestellten Lage des Pumpenstempels 24 ist die Kraftstoffzulaufleitung über die Bohrung 33, den Kraftstoffkanal 22, die Kammer 21 und den Kraftstoffkanal 19 mit der Kraftstoffrücklaufleitung 34 verbunden. Der Kraftstoffkanal 19 hat im übrigen Verbindung mit dem Kolbenspeicher 9. Weitere Abschnitte 39 und 41 des Pumpenstempels werden durch die Ringnuten 25 und 26 gebildet

Beim Betrieb des Einspritzgerätes wird der Pumpenstempel 24 durch einen Nocken betätigt, so daß zunächst die Abschnitte 39 und 41 des Pumpenstempels 24 die Kraftsto*?zulauf- und -rücklaufleitungen 33 und 34 absperren. Der in dem System vorhandene Kraftstoff wird unter Druck gesetzt und zum Teil vom Kolbenspeicher 9 aufgenommen, bis der Druck im Kolbenspeicher, in den Kraftstoffkanälen 19 und 22 sowie in der Kammer 21 so hoch wird, daß die Düsennadel 36 gegen den Druck der Feder 37 von der Düse.nmündung 3 abgehoben und Kraftstoff in den Vorkammerbrennraum 6 gefördert wird. Nach dem Einspritzen der geringen Kraftstoffmenge wird auch die Zündkerze 7,8 gezündet Die bei diesem System, benötigte Kraftstoffmenge von weniger als 1 mm³ pro Spiel bedingt einen kleinen Durchmesser des Pumpenstempels 24, der im vorliegenden Fall einen Durchmesser von etwa 2 mm hat

Bei dem hier vorliegenden kleinen Stempeldurchmesser ist eine Mengenregelung üblicher Art durch Verdrehen des Stempels mit einer schrägen Steuerkante kaum mehr möglich. Der Pumpenstempel 24 fördert daher ein immer gleiches durch den vorgegebenen Nutzhub bestimmtes Volumen abzüglicher bestimmter Leckverluste, die über die Bohrung 35 und die Leckkraftstoffleitung 17 abfließen können. so

Für die Regelung der Kraftstoffmenge sorgt nun der Kolbenspeicher 9 in Verbindung mit dem steuerbaren Vordruck. Der Kolbenspeicher 9 hat von seiner Ausgangslage bis zu dem festen, oder verstellbaren Anschlag 15 ein einstelloares Speichervolumen, das etwas es größer ist als das vom Pnmpenstempel verdrängte Fördervolumen. Je nach dem steuerbaren Kraftstoffvordruck, der zwischen 2 bis lOkp/cm², aber wesentlich unter dem öffnungsdruck der Einspritzdüse liegt stellt sich der federbelastete Kolben 11 in einem entsprechenden Abstand vom Anschlag 15 ein, an den sich der Kolben beim Förderhub unter Aufnahme eines von der Stellung des Anschlages abhängigen Speichervolumens in den Kolbenspeicher 9 anlegt Dann erst kann sich im Druckraum der zum öffnen des Einspritzventils, d.h. zum Anheben der Düsennadel 36 gegen den Druck der Feder 37 nötige Druck aufbauen und die Restmenge des Fördervolumens über die Düsenmündung 3 in den Vorkammerbrennraum 6 einspritzen.

Die maximale Einspritzmenge ergibt sich also beim maximalen Vordruck, wenn der Kolben 11 bereits bei Förderbeginn am Anschlag 15 anliegt Ein reduzierter Vordruck bedeutet eine geringere Emspritzmenge, da dann ein Teil der Fördermenge vom Kolbenspeicher 9 aufgenommen wird und von diesem erst nach Einspritzende dieses Arbeitshubes wieder abgegeben wird. Im Grenzfall, d. h. bei minimalem Vordrvok kann die Emspritzmenge sogar bis auf Null absinke⁴*,

Anstelle eines Kolbenspeichers kann aach ein Membranspeicher oder eine kleine geschlossene Druckdose verwendet werden, die bis zu einem festen Anschlag druckabhängig volumenveränderlich ist und überall im Dmckrtüm angeordnet sein kann.

Der Kraftstoffvordruck, der bei geöffneter Zu- und Rücklaufbohrung 33, 34 im Druckraum herrscht und damit auch auf den Kolbenspeicher 9 einwirkt, wird durch eine mengenkonstant arbeitende Kraftstoff-Förderpumpe erzeugt und über ein verstellbares Drosselventil geregelt werden, das in der Rücklaufsammelleitung mehrerer parallel durchflossener Einspritzgeräte eines Mehrzylindermotors liegt und je nach Durchflußquerschnitt entsprechend der Durchflußmenge die Einstellung definierter Drücke vor der Drosselstelle erlaubt und in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrpedals eingestellt wird. Da die Kraftstoffrücklaufleitung 34 immer wieder mit der Kraftstoffzulaufleitung 33 in Verbindung gebracht wird, kann durch Drosselung des in den Kraftstofftank zurückströmenden Kraftstoffes auch der Vordruck in der Kraftstoffzulaufleitung 33 beeinflußt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunger.

Claims

1 2 lieh nur eine sehr kleine Menge Kraftstoff zugeteilt zu Patentansprüche: . ■ · _ werden, um dort ein fetteres, zündfähiges Gemisch zu erhalten.

1. Einspritzgerät mit einem in einer Zylinderboh- Bisher wird versucht, diese erforderlichen kleinen rung geführten und brennkraftmaschinenseitig beta- 5 Kraftstoffmengen mit heute üblichen Hochdruckeintigbsiren, Kraftstoff aus einer Kraftetoffzuführlei- spritzvorrichtungen (Buch von H. Metting: »Die Kontung unter Druck durch einen Zuführkanal in einen struktkm schnellaufender Verbrennungsmotoren«, Sei-Düscnkörper fördernden Pumpenstempel, mit einer te 360) einzuspritzen, wobei aber durch bauartbedingte im Düsenkörper, dessen Spritzloch unter dem Druck Elastizitäten einer genauen Dosierung der Einspritzdes Kraftstoffes entgegen einer Feder öffnenden to menge Grenzen gesetzt sind.

Düsennadel und mit im Gehäuse vorgesehenen Aufgabe der Erfindung ist es demnach, ein mecha-Kraftstoffrückführieitungen, zum Einspritzen einer nisch betätigtes Einspritzgerät für Hochdruckeinspritzusätzlichen geringen Kraftstoffmenge, in die mit zung einer sehr kleinen, dosierbaren Kraftstoffmenge einer Zündkerze versehene Nebenkammer eines ύχχ verwirklichen, das nach dem an sich bekannten Pum-Verbrennungsraiimes von nach dem Schichtladungs- 15 pe-Düse-Prinzip arbeitet und deshalb Einflüsse durch prinzip arbeitenden, fremdgezündeten Verbren- Bauteilelastizität so weit wie möglich verringert und das nungskraftmaschine, dadurch gekennzeich- entsprechend der zu fördernden geringen Kraftstoffnet, daß die Kraftstoffleitungen (17, 33, 34) des menge baulich klein gestaltet ist
Einspritzgf-rites (1) an die Zylinderbohrung (23) an- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkgesciiiossen sind und von dem mit Ringnuten (25,26, 20 male des kennzeichnenden Teües des Anspruchs 1 ge-27) versehenen Pumpenstempel (24) gesteuert wer- löst

den, der Ober den Zuführkanal (22) und einen von Bei diesem Einspritzgerät bilden das Pumpenelement

diesem abzweigenden Kanal (19) mit einem im VoIu- und die Einspritzdüse eine bauliche Einheit Die Druck-

men veränderbaren Kolbenspeicher (9) verbunden leitung zur Düse ist so kurz wie möglich und dadurch ist

ist, daß die Rücklaufleitung (3,4) bis zum Kanal (19) 2s der Einfluß der Elastizität der Bauteile and der Kom-

verlängert ist, und daß beim Förderhub der Pumpen- pressibilität des Kraftstoffs entsprechend verringert

stempel (24) die Kraftstoffzufuhr- (33) und -rück- Der Pumpenstempel selbst wird über einen zusätzli-

führleitung (34) absperrt und mit dem über einen chen Nocken von der Motornockenwelle aus betätigt

Teil des Hubes geförderten Kraftstoff den Kolben- Die Vorteile diexs erfindungsgemäßen Einspritzge-

speicher (9) lütt und die über den Resthub geförder- 30 räts gegenüber bekannten Verfahren ergeben sich

te Kraftstoffmenge upf.er DnHc in die Nebenkam- durch die Möglichkeit, eine sehr kleine, dosierbare

mer (6) einspritzt Kraftstoffmenge durch Hochdruckeinspritzung, also

2. Einspritzgerät nach Änspr-jch 1, dadurch ge- auch bei höheren Zylinderdrücken während des Verkennzeichnet, daß das Förderenäe von der mittleren dichtungshubs, speziell in die kleine um die Zündkerze Ringnut (25) durch öffnen asr kückführieitung (34) 33 herum angeordnete N'ebenkamrner mit einer Einrichbei maximaler Geschwindigkeit des Pumpenstem- tung einzubringen, die bei entsprechend gestaltetem Zypels (24) bestimmt ist linderkopf von der Motornockenwelle aus betätigt wird

3. Einspritzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch und bei Vergaser- und Einspritz-Vi ücoren verwendet gekennzeichnet daß die Kanäle (19 und 22) über werden kann. Dabei lassen sich dank der einfachen hyeine die Düsenrnündung (3) umgebende Druckkam- 40 draulischen Mengenregelung Anbau- und Einbaumer (21) verbunden sind. Schwierigkeiten vermeiden.

4. Einspritzgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den durch gekennzeichnet, daß beide Kraftstoffkanäle Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.

(19, 22) im Bereich der Düsenmündung (3) in die Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung Druckkammer (21) einmünden, in der der geförderte 45 vergrößert dargestellten Ausführungsbeispiels in der Kraftstoff die Düsennadel (36) umströmt und dabei folgenden Beschreibung näher erläutert der auch weiabkühlt wodurch Dampfblasenbildung vermieden tere Einzelheiten de.« Anmeldungsgegenstandes der Erwird, findung entnommen werden können.

5. Einspriugerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, da- Die Zeichnung zeigt ein Einspritzgerät 1, dessen Gedurch gekennzeichnet, daß das Speichervolumen des so häuse 2 an seinem der Düsenmündung 3 benachbarten Kolbenspeichers (9) größer ist als das vom Pumpen- Er.de ein Gewinde 4 aufweist, mit dem es in einen Zylinstempel (24) verdrängte Kraftstoffvolumen. derkopf 5 eingeschraubt ist so daß die Düsenmündung

in einen Nebenkammerbrennraum 6 hineinragt In die-

sen Nebenkammerbrennraum ragen außerdem die

55 Elektroden 7 einer Zündkerze 8 hinein.

Im Gehäuse 2 ist ein Kolbenspeicher 9 mit einem

Die Erfindung betrifft ein Einspritzgerät gemäß Kolben U vorgesehen, dessen Rückseite 12 mit einer

Oberbegriff des Anspruches 1. Feder 13 abgestützt ist, deren anderes Ende gegen einen

Bei nach dem Schichtladungsprinzip arbeitenden von einer Schraube 14 versteilbaren Anschlag 15 drückt

Verbrennungskraftmaschinen wird das Gemisch im eo Der Anschlag kann auch unverstellbar sein. Der rück-

Zündkerzenbereich durch zusätzliche Zufuhr von wältige Federraum 16 des Kolbenspeichers 9 ist mit

Kraftstoff angereichert wobei im übrigen im Haupt- einer Leckkraftstoffleitung 17 verbunden. Gegenüber

brennraum ein homogenes, mageres Gemisch oder u. U. der Frontseite 18 des Kolbens 11 ist der Kolbenspeicher

auch ein immer magerer werdendes, schlechter zündfä- 9 mit einem Kraftstoffkanal 19 verbunden. Das andere

higes Kraftstoff-Luftgemisch geschichtet ist Dabei sitzt 65 Ende dieses Kraftstoffkanals 19 mündet in eine Kammer

die Zündkerze in einer kleinvolumigen Nebenkammer, 21, die neben der Düsenmündung 3 die Mündung eines

in einer sogenannten Zündkammer, und dieser Kammer Kraftstoffkanals 22 aufweist

braucht dann wegen ihres geringen Volumens zusatz- Dieser Kanal 22 verbindet die Kammer 21 mit einer