DE2447022A1 - Einspritzanlage fuer die direkteinspritzung von kraftstoff in einen brennraum eines verbrennungsmotors und kraftstoff-dosierventil zur verwendung in einer solchen einspritzanlage - Google Patents
Einspritzanlage fuer die direkteinspritzung von kraftstoff in einen brennraum eines verbrennungsmotors und kraftstoff-dosierventil zur verwendung in einer solchen einspritzanlageInfo
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Description
7300 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 348
Telefon
Stuttgart (0711)356539
35 9619 07256610 smru
30. September T974 Τβ|βχ
Eaton Corporation» 100 Erieview Plaza, Cleveland, Ohio
441
4,
USA
Einspritzaniage für die Direkteinspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors und Kraftstoff-Dosierventil zur Verwendung in einer solchen Ein-
spritzanlage
Die Erfindung betrifft eine Einspritzanlage für die Direkteinspritzung von kraftstoff in einen Brennraum eines
Verbrennungsmotors, mit einem über ein Drosselgestänge die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor steuernden
Gaspedal, mit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe und mit einer
in den Brennraum mündenden Einspritzdüse.
Solche Einspritzanlagen, bei denen insbesondere die Kraftstoffeinspritzung in eine Vor- und eine Haupteinspritzung
aufgeteilt wird, sind bekannt. Die Voreinspritzung und ihre Vorteile sind beschrieben in dem
Aufsatz von Dr.P.H. Schweitzer, "What can be Gained by
Pilot Injection" Automotive Industries, Band 79 (1938), Seiten 533 und 534 und in den US-Patentschriften
2 966 079 und 3 439 655. In dem Aufsatz von Schweitzer sind einige der mit der Voreinspritzung erreichbaren
Vorteile aufgeführt, beispielsweise die Vermeidung des typischen Diesel-Klopfens durch Verminderung des auf
die Kurbelwellendrehung bezogenen Druckanstiegs., Verringerung
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der Druckspitzen in dem Zylinder, erhöhte Leistungsabgabe und verringerter Kraftstoffverbrauch pro abgegebener
kWh. In dem Aufsatz ist auch eine Schwierigkeit erwähnt, die bei dem Versuch auftrat, das Verfahren der Voreinspritzung
in die Praxis umzusetzen.Diese Schwierigkeit liegt vor allem darin, ein Kraftstoff-Dosierventil zur
Verfügung zu haben, das über den ganzen Betriebsbereich des Verbrennungsmotors eine beständige Kraftstoff-Voreinspritzmenge
liefert.
Seit dem Erscheinen des Aufsatzes von Schweitzer sind die Vorteile des Voreinspritzverfahrens durch mehrere
Forscher bestätigt worden und es ist ausserdem gefunden worden, daß das Verfahren auch dazu benutzt werden kann,
die schädlichen, umweltverschmutztenden Bestandteile der Verbrennungsabgase, wie etwa Stickoxyde, zu verringern,
ohne auf die vorgenannten Vorteile deshalb verzichten zu müssen. Allerdings sind die Schwierigkeiten, die einer
wirtschaftlich vertretbaren praktischen Ausführung des Voreinspritzverfahrens, mit der die.genannten Vorteile
über den ganzen Betriebsbereich des Motors erhalten bleiben, entgegenstehen, bis heute ungelöst geblieben. Um alle
Vorteile des Voreinspritzverfahrens ausnützen zu können, muß die Einspritzanlage in der Lage sein, eine sehr
genau abgemessene Kraftstoff-Voreinspritzmenge und danach eine ebenso genau abgemessene Haupteinspritzmenge jedem
Zylinder des Verbrennungsmotors zuzudosieren. Der Zeitpunkt der Vor- und der Haupteinspritzung in Bezug auf die
Kurbexwellendrehung muß verändert werden können, ebenso der Zeitpunkt der Voreinspritzung gegenüber dem Zeitpunkt
der Haupteinspritzung. Selbstverständlich muß die Haupteinspritzmenge veränderbar sein,und in einigen Fällen muß,
um optimale Betriebsergebnisse zu erhalten, auch die Voreinspritzmenge verändert werden können.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute und wirtschaftliche Einspritzanlage
zu schaffen, die in der Lage ist, auch sehr kleine Kraftstoffmengen
exakt abzugeben. Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es, ein in der genannten
Einspritzanlage verwendbares Kraftstoff-Dosierventil zu schaffen, das in einfacher Weise zu steuern ist, um die
zeitliche Folge der Dosiervorgänge und die Kraftstoffmenge bei jedem Dosiervorgang optimal über den ganzen
Betriebsbereich des Verbrennungsmotors zu verändern.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen die Kraftstoffpumpe und die Einspritzdüse
ein Kraftstoff-Dosierventil geschaltet ist, das aus einem Gehäuse mit einer inneren Bohrung besteht, die über einen
Einlasskanal mit der Kraftstoffpumpe und über einen Auslasskanal mit der Einspritzdüse verbunden ist; daß
in der Bohrung ein beweglicher Ventilschieber druckdicht geführt ist, der mit Verbindungskanälen versehen ist,
durch welche der Einlass- mit dem Auslasskanal verbindbar ist und welche mindestens eine im normalen Zustand
durch die Wand der Bohrung verschlossene, die Verbindung dabei absperrende Austrittsöffnung aufweisen und daß der
Ventilschieber mit einer Hubeinrichtung versehen ist, durch die er um einen solchen Weg verschiebbar ist,
daß dabei die im normalen Zustand verschlossene Austrittsöffnung ganz über den ihr zugeordneten Einlass- oder
Auslasskanal hinwegbewegbar ist, wodurch während eines Hubzeitintervalls eine Verbindung zwischen dem Einlass und
dem Auslasskanal hergestellt ist, während welchen Hubzeitintervalls eine bestimmte Kraftstoffmenge in den
Brennraum einspritzbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 26 gekennzeichnet.
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Ein insbesondere in der obengenannten Einspritzanlage
zweckmässigerweise zu verwendendes Kraftstoff-Dosierventil
ist dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gehäuse mit einer inneren Bohrung aufweist, die mit einem Einlass-Kanal
und einem Auslass-Kanal versehen ist; daß in der Bohrung ein beweglicher Ventilschieber druckdicht geführt ist,
der mit Verbindungskanälen versehen ist, durch welche der Einlass- mit dem Auslasskanal verbindbar ist und
welche mindestens eine im normalen Zustand durch die Wand der Bohrung verschlossene, die Verbindung dabei absperrende
Austrittsöffnung aufweisen und daß der Ventilschieber mit einer Hubeinrichtung versehen ist, durch
die er um einen solchen Weg verschiebbar ist, daß dabei die im normalen^stand verschlossene Austrittsöffnung
ganz über den ihr zugeordneten Einlass- oder Auslasskanal hinwegbewegbar ist, wodurch während eines Hubzeitintervalls
eine Verbindung zwischen dem Einlass- und dem Auslass-Kanal hergestellt ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einspritzanlage mit zweistufigem Kraftstoff-Dosierventil, in
einer schematischen Teilansicht,
Fig. 2 ein zweistufiges Kraftstoff-Doserventil für die
Einspritzanlage nach Fig. 1, in einer schematischen Schnittansicht,
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einspritzanlage mit zweistufigem Kraftstoff-Doserventil,
in einer schematischen Ansicht,
Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Kraftstoff-Dosierventils,
für eine erfindungsgemäße Einspritzanlage, in einer schematischen Schnittansicht,
Fig. 5 das Dosierventil nach Fig. 4, in einer Schnittansicht entsprechend der Linie V-V von Fig. 4,
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines einfachen Kraftstoff-Dosierventils, in einer schematischen
Schnittansicht,
Fig. 7 einen Teil des Dosierventils nach Fig. 6 in einer Schnittansicht entsprechend der Linie VII-VII
von Fig. 6,
Fig. 8 eine Oszilloskopaufzeichnung eines Einspritz- .
Strahles und des Zylinderdrucks in einem mit einer erfindungsgemäßen Einspritzanlage versehenen
Motor und
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Fig. 9 eine Oszilloskopaufzeichnung eines Einspritzstrahles und des Zylinderdrucks in dem gleichen
Motor und bei der gleichen Leistungsabgabe wie bei Fig, 8, aber mit einfacher Kraftstoff-Einspritzung.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Einspritzanlage 10 mit Voreinspritzung für einen nicht dargestellten
Selbstzünder- oder Dieselmotor. Die Einspritzanlage 10 besteht aus einem mit einem Drosselgestänge 14 gekuppelten Gaspedal 12, einem magnetischen Signalgeber 16,
einer elektronischen logischen Schaltung 18, einer Stromquelle 20, einer Kraftstoffpumpe 22, einem Druckspeicher 24, einem mechanischen Kraftstoffverteiler 26,
zweistufigen Kraftstoff-Dosierventilen 28a und 28b sowie Einspritzdüsen 32a und 32b. Die Einspritzanlage nach
Fig. 1 ist für einen Vierzylindermotor vorgesehen und weist ein zweistufiges Dosierventil 28 pro Zylinder auf,
von denen aber zur Vereinfachung nur zwei dargestellt sind. Jedes der zweistufigen Dosierventile enthält ein
Vordosierventii und ein Hauptdosierventil, d.h., das zweistufige Dosierventil 28a enthält ein Vordosierventii 30a und ein Hauptdosierventil 31a, das Dosierventil 28b ein Vordosierventii 30b und ein Hauptdosierventil 31b usw. Alle Einzelteile der Anlage sind in
Fig. 1 nur schematisch dargestellt. Sie sind, mit Ausnahme der zweistufigen Dosierventile 28, von herkömmlicher Bauart. Es genügen für diese bekannten Bestandteile deshalb auch kurze Erläuterungen ihrer Funktion
und ihres Zusammenwirkens.
Das Gestänge 14 besteht aus einer Stange 34, einem Bindeglied 36, einem Kurbelarm 38, einem Lager 40,
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einer Achse 42 und Nocken 44. Die Stange 34 ist mit dem Gaspedal 12 durch ein Gelenk 46 und mit dem Bindeglied
36 durch ein Gelenk 48 verbunden. Der Kurbelarm ist an seinem oberen Ende durch einen Bolzen 50 mit der
Stange 34 verbunden. Der an der Stange 34 befestigte Bolzen 50 ist dazu in einem Schlitz 52 des Kurbelarmes
38 gleitend geführt.An seinem unteren Ende ist der Kurbelarm 38 mit dem Lager.40 gelenkig und bei 54 mit
der Achse 42 starr verbunden. Die Nocken 44 sind ihrerseits drehfest mit der Achse 42 verbunden.
Der magnetische Signalgeber 16 schließt ein gezahntes Rad 56 mit vier Zähnen 58 (einen pro Zylinder, wie in
der Zeichnung dargestellt) sowie einen magnetischen Fühler 60 ein. Das gezahnte Rad 56 wird mit Nockenwellendrehzahl
angetrieben. Bei Drehung des Rades 56 wird in dem magnetischen Fühler 60 ein periodisches Signal induziert,
das über einen Draht 61 auf die logische Schaltung 18 übertragen wird. Die Periodendauer des
Signals ist von der Anzahl der Zähne 58 sowie von der Drehzahl des Rades 56 abhängig. Durch eine strichpunktierte
Linie 62 ist'angedeutet, daß das gezahnte Rad 56 und der mechanische Kraftstoffverteiler 56 durch eine gemeinsame
(in der Zeichnung nicht dargestellte) Welle und somit mit der gleichen Drehzahl angetrieben werden.
Die elektronische logische Schaltung 18 ist als Signalverteil-
und Zeitgebereinrichtung ausgebildet, die über Drähte 66a,66b,66c und 66d Signaleauf die Vordosierventile
30 und über Drähte 68a,68b,68c,68d Signale auf die Hauptdosierventile 31 überträgt. Der Verteilerteil
der logischen Schaltung 18 ist so vorprogrammiert, daß er die elektrischen Signale zum Betätigen der Vor- und
Hauptdosierventile entsprechend der Zündfolge des Motors
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abgibt. Der Zeitgeberteil der logischen Schaltung
steuert den Zeitpunkt der elektrischen Signale für jeden Zylinder in Bezug auf den oberen Totpunkt (OT)
der Kurbelwelle, und zwar in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Drosselklappenstellung. Die
logische Schaltung steuert die Zeitgabe, in-dem sie zuerst das drehzahlabhängige Signal des Fühlers 60
auswertet und danach die elektrischen Signale für das Vor- und/oder Hauptdosierventil in ihrer gegenseitigen
Abhängigkeit und/oder in Bezug auf den oberen Totpunkt der Kurbelwelle vor- oder nachstellt. Danach wertet
die logische Schaltung 18 die Drosselklappenstellung aus, die über eine an dem Bindeglied 36 befestigte und
in die logische Schaltung 18 hineinragende Welle 70 übertragen wird. Die logische Schaltung 18 stellt die
das Vor- und/oder Hauptdosierventil steuernden elektrischen Signale in Abhängigkeit von der Winkelstellung
der Drosselklappe in ihrer gegenseitigen Beziehung und/ oder in Bezug auf den oberen Totpunkt vor oder nach. Die
Drosselklappenstellung bewirkt dabei im wesentlichen die übertragung eines Aufforderungssignals auf die logische
Schaltung 18.
Die Stromquelle 20 liefert der logischen Schaltung elektrische Energie über einen Draht 72. Als Stromquelle
kann der elektrische Lichtmaschinen- und Batteriestromkreis des Motors bzw. des Kraftfahrzeugs dienen. Empfehlenswert
ist allerdings die Verwendung einer Einrichtung zur Spannungskonstanthaltung, die über einen
Draht 74 mit dem Lichtmaschinen- und Batteriestromkreis verbunden ist.
Die Kraftstoffpumpe 22, der Druckspeicher 24 und der mechanische Kraftstoffverteiler 26 sind von herkömmlicher
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Bauart. Die Pumpe 22 kann von dem Motor angetrieben werden und liefert dem Druckspeicher 24 über eine Rohrleitung
76 unter hohem Druck stehenden Kraftstoff. Der Förderdruck der Pumpe 22 kann in der Größenordnung von
etwa 280 bis 700 kp/cm2 (4000 bis 10000 psi) oder darüber liegen. Der hier verwendete Ausdruck "hoher
Druck" ist aber nicht auf diesen Bereich beschränkt, er soll vielmehr nur den bei der direkten Einspritzung
in einen Motorzylinder erforderlichen höheren Druck kennzeichnen, im Unterschied zu den bei einer Einspritzung
in ein Ansaugrohr eines Motors vorkommenden niedereren Drücke. Der Druckspeicher 24 gleicht die
Schwankungen des Förderdrucks aus. Von dem Druckspeicher gelangt unter hohem Druck stehender Kraftstoff zu dem
Kraftstoffverteiler 26. Der Kraftstoffverteiler 26 ist herkömmlicher Bauart und enthält eine feststehende Scheibe
mit mehreren Ausgängen, an die Rohrleitungen 79a,79b,79c
und 79d angeschlossen sind, sowie eine sich drehende
Scheibe mit einem einzigen Einlaß. Die sich drehende Scheibe wird mit der Kurbelwellendrehzahl angetrieben
und ihr Einlaß -steht dauernd in Verbindung mit dem hohen Kraftstoffdruck in der Rohrleitung 78. Der Einlaß
wird mit den Rohrleitung 79a,79b,79c und 79d entsprechend
der MotorZündfolge verbunden. Durch die Rohrleitung 79a
gelangt der unter Druck stehende Kraftstoff in das Ventil 28a, durch die Rohrleitung 79b in das Ventil 28b usw.
Über einen gemeinsamen Einlaß in dem Gehäuse eines jeden Ventiles 28 gelangt der unter hohem Druck stehende
Kraftstoff in das in dem betreffenden Gehäuse enthaltene Vor- und Hauptdosierventil. Die Kraftstoffeinlasse der
sich drehenden Scheibe und die Kraftstoffauslässe in der feststehenden Scheibe können die Form von bogenförmigen
Nuten aufweisen, die so ausgebildet sind, daß eine Kraftstoffversorgung jedes zweistufigen .Dosierventils
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während der für jeden Zylinder jeweils erforderlichen Zeitspanne gewährleistet ist.
Jedes zweistufige Dosierventil 28 steht mit einer Einspritzdüse 32 in Verbindung, die direkt in einem (nicht
dargestellten) Zylinder des Motors mündet. Der in dem Vordosierventil 30a abgemessene Kraftstoff strömt durch
Rohrleitungen 8Oa und 81a, der in dem Hauptdosierventil
31a abgemessene Kraftstoff durch Rohrleitungen 82a und 8la zu der Einspritzdüse 32a. Die Vor- und Hauptdosierventile
30b und 31b sind entsprechend mit der Einspritzdüse 32b verbunden usw.
Da alle zweistufigen Kraftstoff-Dosierventile der vorbeschriebenen
Anlage in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise gleich sind, genügt es, ein solches Ventil zu beschreiben.
In Fig. 2 sind Einzelheiten des Aufbaus eines Ventils 28 dargestellt. Das zweistufige Dosierventil 28
weist ein Gehäuse 83 auf, das ein Vordosierventil 30 und ein Hauptdosierventil 31 enthält und mit einem Einlaß-Kanal
84, swei Auslass-Kanäle 86 und 88 und einer öffnung 90, durch die ein nockenbetätigter
Stössel 91 hindurchragt, versehen ist. Das Gehäuse der Ventile 30 und 31 ist aus einem einzigen Metallblock 92
gefertigt.
Das Vordosierventil 30 ist auf der (in der Zeichnung) linken Seite des Gehäuses 83 stehend angeordnet und weist
eine Bohrung 94, einen den Einlaß-Kanal 84 mit der Borhung 94 verbindenden Einlaß 96, einen den Auslass-Kanal
86 mit der Bohrung 94 verbindenden Auslaß 98, einen beweglichen Schieber 100, eine Schraubenfeder 102 und
eine mit dem Draht 66 verbundene elektromagnetische Spule 104 auf. Der Schieber 100 weist einen Schaft 106
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auf, der in der Bohrung 94 beweglich und dichtend geführt
ist, eine Ringnut 107 und einen topfförmigen Teil 108. Der topfförmige Teil 108 weist an seinem oberen
Ende eine ringförmige Kante 109 auf, die durch Anlage an der Wand des Gehäuses 83 die Aufwärtsbewegung des
Ventilschiebers 100 begrenzt. Das untere Ende des topfförmigen Teils 108 ist als Absatz 110 ausgebildet, der
in Verbindung mit einem Absatz. 112 in dem Ventilgehäuse die Abwärtsbewegung des Ventilschiebers 100 begrenzt.
Wenn die Absätze 110 und Ϊ12 im Eingriff stehen, befindet sich die Ringnut 107 unterhalb des Auslasses 98, wobei
der Ventilschaft 106 die Verbindung zwischen den Kanälen 86 und 98 unterbricht. Wenn die Kante 109 mit der Wand
des Gehäuses 83 im Eingriff steht, befindet sich die Ringnut 107 oberhalb des Kanals 98, wobei der Ventilschaft
106 die Verbindung zwischen den Kanälen 96 und unterbricht. Somit ist der Hubweg des Ventilschiebers
in Aufwärtsrichtung durch die Kante 109 und die Wand des Gehäuses 83 und in Abwärtsrichtung durch die beiden
Absätze 110 und 112 begrenzt. Die Feder 102 drückt den Ventilschieber 100 nach unten. Wenn die Spule 104 von
der logischen Schaltung 18 über den Draht 66 ein Steuersignal für die Kraftstoffeinspritzung erhält, baut sich
in ihr ein elektromagnetisches Feld auf, das den Ventilschieber 100 gegen die Kraft der Feder 102 um seinen
gesamten Hubweg nach oben bewegt. Die Zudosierung der Voreinspritzmenge an Kraftstoff findet lediglich während
der Aufwärtsbewegung des Ventilschiebers loo und nur in dem Zeitintervall statt, den die Ringnut 107 benötigt,
um den Kanal 98 zu überqueren. Das Vorsteuersignal wird während des ganzen Einspritzzeitraums eines jeden
Zylinders aufrechterhalten. Am Ende dieses Zeitraums
unterbricht der Kraftstoffverteiler 26 den Kraftstoffzufluß zu dem Kanal 96, wird das Steuersignal durch die
logische Schaltung 18 beendet und der Ventilschieber 100
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durch die Feder 102 nach unten verschoben. Durch diese
Reihenfolge der einzelnen Vorgänge wird verhindert/ daß bei dem Rückhub des Ventilschiebers 100 ein zweites Mal
Kraftstoff in den Kanal 98 eindosiert wird.
Das Hauptdosierventil 31 ist in der (in der Zeichnung) rechten Seite des Gehäuses 83 stehend angeordnet. Es
weist zwei miteinander fluchtende Bohrungen 114 und 116 auf, die an einem Absatz 118 aufeinanderstoßen, einen
mit dem Kanal 88 verbundenen Auslaßkanal 120, eine abgesetzte Büchse 122, die mit ihrem größten Teil in eine
Kammer 124 ragt, einen nockenbetätigten Stössel 91, zwei Schraubenfedern 126 und 128, eine elektromagnetische
Spule 129, einen zylInderförmigen beweglichen Ventil- 0
schieber 130 und eine zylindrische Büchse 131. Die abgesetzte Büchse 122 weist eine Bohrung 132 mit dem gleichen
Durchmesser wie die Bohrung 116 auf und ist mit ihrem unteren Teil 134 kleineren Durchmessers beweglich dichtend
in der Bohrung 114 geführt. An ihrem oberen Ende weist sie einen radial vorstehenden Flansch 136 auf. Die Büchse
122 wird durch die Feder 126 nach oben gedrückt. Der Stössel 91 weist einen radialen Flansch 138 auf, der auf
dem Flansch 136 aufliegt, sowie einen kreisrunden Schaft 140, der im gleitenden Eingriff mit dem Nocken 44 steht.
Eine Dichtung 142 verhindert den Austritt von Kraftstoff an dem Durchtritt des Schaftteils 140 durch das Gehäuse
Ein nicht dargestellter Kanal in dem Flansch 136 stellt eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Bohrung 132 und
der Kammer 124 her. Die untere Stirnfläche der Büchse begrenzt in Verbindung mit dem Absatz 118 einen ringförmigen
Kraftstoff-Kanal 144, dessen vertikale Höhe oder Querschnittsfläche in Abhängigkeit von der Verschiebung
der Büchse 122 durch den Nocken 44 veränderlich ist. Der ringförmige Kanal 144 verbindet die Bohrung 114 mit
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dem Kanal 88. Die Außenwand des beweglichen Ventilschiebers 130 ist in den Bohrungen 116 und 132 beweglich
dichtend geführt. Die innere Wand des Ventilschiebers 130 begrenzt einen Strömungskanal 146, der auf die Büchse 131
teleskopartig frei beweglich aufgeschoben ist. Zwei Anschläge 148 erstrecken sich von der Wand des Kanals 146
in dessen Inneres. Die zylindrische Büchse 131 ist an ihrem unteren Ende an dem Gehäuse 83 befestigt. Sie umschließt
einen Kanal 150, der die Kanäle 84 und 146 miteinander verbindet, und begrenzt mit ihrer oberen
Stirnfläche in Verbindung mit den Anschlägen 148 den Abwärtshub des Ventilschiebers 130. Dieser weist mehrere
radial angeordnete Durchgänge 151 auf, die den Kanal 146 mit dem Ringkanal 144 verbinden. Der Ventilschieber 130
wird durch die Feder 128 nach oben in Richtung auf seine Ruhe- oder "Aus"-Lage gedrückt.
Die Wirkungsweise des Hauptdosierventils 31 unterscheidet sich von der des Vordosierventils 128 dadurch, daß die
zudosierte Kraftstoffmenge durch Verändern der vertikalen Höhe des Ringkanals 144 gesteuert werden kann. Wenn die
Spule 129 von der logischen Schaltung 18 über den Draht 68 ein die Haupteinspritzung steuerndes Signal erhält,
baut sich in ihr ein elektromagnetisches Feld auf, das den Ventilschieber 130 abwärts schiebt, bis die Anschläge
148 an dem Rand 152 zum Anliegen kommen. Eine Zudosierung der Hauptkraftstoffmenge erfolgt lediglich
während des Abwärtshubes des Ventilschiebers 130 und nur während des Zeitintervalls, das die Durchlässe 151
benötigen, um an dem Ringkanal 144 vorbeibewegt zu werden. Das Haupteinspritzsignal wird während der gesamten
Zeitspanne,in der ein Zylinder von dem jeweiligen zweistufigen Dosierventil versorgt wird, aufrechterhalten.
Am Ende dieser Zeitspanne, die mit der des Vordosierventils
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übereinstimmt, unterbricht der Kraftstoffverteiler 26
den Kraftstoffzufluß zu dem Kanal 84, wird das Steuersignal
für die Hauptdosierung durch die logische Schaltung 18 beendet und verschiebt die Feder 102 danach den Ventilschieber
130 nach oben. Diese Reihenfolge der einzelnen Vorgänge ermöglicht ein Vorbeibewegen der Durchlässe
an dem Ringkanal 144, ohne daß dabei ein zweiter Zufluß von Kraftstoff in den Ringkanal 144 erfolgt.
Der Hauptunterschied eines zweiten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Einspritzanlage 2OO mit Voreinspritzung
(Fig. 3) gegenüber der vorbeschriebenen Einspritzanlage 10 liegt in der Stelle an der sich der
mechanische Kraftstoffverteiler befindet und in der Verwendung eines einzigen zweistufigen Kraftstoff-Dosierventils
in der Einspritzanlage 200. Dieses einzige Dosierventil liefert den Kraftstoff für alle Zylinder
des Motors und der Verteiler führt den dosierten Kraftstoff jeweils dem richtigen Zylinder zu. Die Einzelteile
der Einspritzanlage 200, die denen der Einspritzanlage entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in
Fig. 1 unter Hinzufügung eines hochgesetzten Strichs bezeichnet. Die Einspritzanlage 200 enthält ein mit einem
Gestänge 202 verbundenes Gaspedal 12, einen magnetischen Signalgeber 16'eine elektronische logische Schaltung 204,
eine Stromquelle 20', eine Kraftstoffpumpe 22', einen
Druckspeicher 24·, einen mechanischen Kraftstoffverteiler
26', ein zweistufiges Dosierventil 28* und vier Einspritzdüsen 32a1,32b',32c1 und 32d'.
Das Gestänge 202 ist mit nur einem Nocken 44' versehen
und unterscheidet sich nur hierdurch von dem Gestänge Die logische Schaltung 204 ist mit nur einem zu dem
Vordosierventil führenden Draht 206 und mit nur einem
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zu dem Hauptdosierventil führenden Draht 208 versehen.
Ansonsten sind die beiden logischen Schaltungen gleich. Der unter hohem Druck stehende Kraftstoff wird dem
zweistufigen Dosierventil 28 durch eine Rohrleitung 78 zugeführt.
Ein in den Fig. 4 und 5 schematisch dargestelltes zweites AusfUhrungsbeispiel eines Kraftstoff-Dosierventils 250
ist in den Einspritzanlagen nach Fig. 1 und 3 verwendbar. Das Dosierventil 250 kann als Hauptdosierventil oder als
Vordosierventil verwendet werden. Zwei Ventile 250 können in einem einzigen Gehäuse miteinander kombiniert werden
und ergeben dann ein zweistufiges Dosierventil ähnlich dem Dosierventil 28. Im folgenden ist das Dosierventil
als Hauptdosierventil beschrieben, die Beschreibung trifft aber genauso gut zu, wenn es als Vordosierventil verwendet
wird, indem es einfach in dieser Funktion ein einer Einspritzanlage verwendet wird.
Das Dosierventil 250 schließt einen Dosierteil 252 und einen Antriebsteil 254 ein. Der Dosierteil 252 weist ein
topfförmiges Gehäuse 256 mit einer zylindrischen Bohrung
258, einen beweglichen Ventilschieber 260 und eine Schraubenfeder 262 auf. Ein in dem Gehäuse 256 vorgesehener Einlaßkanal 264 verbindet die Bohrung 258 über
eine Rohrleitung 266 mit einer Hochdruck-Kraftstoffguelle. In den Einspritzanlagen nach Fig. 1 und 3 würde
die Rohrleitung 266 direkt mit dem Druckspeicher 24 bzw. 24* verbunden sein. Damit würde der mechanische Kraftstoff verteiler 26 von Fig. 1 entfallen. Zwei Auslaßkanäle 268 und 270 in dem Gehäuse 256 verbinden die
Bohrung 258 über ein Rohrleitungssystem 272,274
und 276 mit einer Einspritzdüse. In der Einspritzanlage nach Fig. 1 würde die Rohrleitung 276 direkt zu der
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Einspritzdüse 32 führen, in der Einspritzanlage nach
Fig. 3 würde sie dagegen über den mechanischen Kraftstoffverteiler
26 mit der Einspritzdüse in Verbindung stehen. Der bewegliche Ventilschieber 260 ist gleitend
und drehbar in der Bohrung 258 und in abdichtender Verbindung mit dieser geführt. Der Ventilschieber 260
weist mehrere untereinander verbundene Kanäle auf, durch die der Einlaßkanal 264 wechselweise mit den Auslaßkanälen
'268 und 270 verbunden wird. Diese Kanäle schließen eine Ringnut 278, mehrere radial angeordnete Kanäle 280, einen
kammerartigen Kanal 282 und einen radial angeordneten Kanal 284 ein. Die Kanäle 278,280 und 292 verbinden den
Kanal 284 mit dem Kanal 264, unabhängig von der axialen Stellung und Drehlage des beweglichen Ventilschiebers 260.
Ein kombiniertes Ritzel- und Stösselteil 286 ist durch eine (nicht dargestellte) Leerlaufkupplung mit dem oberen
Ende des Ventilschiebers 260 verbunden, über das Ritzel
des kombinierten Teils 268 kann der Ventilschieber 260 gedreht werden, während er durch das Stösselteil axial
in der Bohrung 258 verschoben werden kann. Das Stösselteil wird durch eine auf das untere Ende des Ventilschiebers
260 einwirkende Feder 262 in Eingriff mit einem Nocken 290 gebracht. Der Nocken 290 entspricht den Nocken 44
bzw. 44* der Fig. 1 und 3.
Der Antriebsteil 254 enthält in einem Gehäuse 294 eine Ringspule 292. Das Gehäuse 294 weist an einem Ende eine
öffnung 296 auf und enthält einen Kolben 298,an dem eine sich durch die öffnung 296 erstreckende Stange 300
befestigt ist, sowie eine Schraubenfeder 302, die den Kolben 298 an den inneren Rand der öffnung 296 andrückt.
Der Rand der Bohrung 296 stellt somit einen die sich bei entregter Spule 292 nach rechts (in der Zeichnung) ergebende
Hubbewegung des Kolbens 298 samt Stange 300 begrenzenden Anschlag dar. Eine zylindrische Büchse 304
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stellt einen Anschlag dar, der die Hubbewegung des Kolbens 298 samt der Stange 300 nach links bei über
einen Draht 306 erregter Spule 292 begrenzt. Ein Teil der Stange 300 ist als Zahnstange 308 ausgebildet und
steht mit den Zähnen des Ritzels 286 im Eingriff. Die nicht dargestellte, das Ritzel 286 mit dem beweglichen
Ventilschieber 260 verbindende Freilaufkupplung ist so angeordnet, daß sie bei sich nach links bewegender Stange
300 mitnimmt, während sie bei nach rechts bewegter Stange 300 auskuppelt. Bei jeder Erregung der Spule 298 wird
der bewegliche Ventilschieber 260 um 180° gedreht.
Kurz bevor die logische Schaltung der Einspritzanlage ein die Haupteinspritzung steuerndes Signal abgibt, befindet
sich das Dosierventil 250 in dem folgenden ruhenden Zustand: Der Kanal 280 befindet sich in vertikaler Richtung
entweder in oberer oder in unterer Stellung, der Kanal 284 befindet sich in Bezug auf eine durch die Auslaßkanäle
268 und 270 gelegte Ebene entweder versetzt oder mit ihr fluchtend, der Kanal 284 steht unter hohem
Kraftstoffdruck und der Kolben 298 ist gegen den Rand
der Öffnung 296 angedrückt. Der Abstand des Kanals 284 von der Ebene durch die Auslaßkanäle 268 und 270 hängt
von der Drosselklappenstellung ab und wird durch den Nocken 290 gesteuert. Dieser Abstand ist maßgebend für
die Größe der gegenseitigen Überlappung dieser Kanäle solange der Kanal 284 bei Drehung des beweglichen Ventilschiebers
250 entweder an dem Auslaßkanal 268 oder an dem Auslaßkanal 270 vorbeistreicht. Somit kann die
Drehgeschwindigkeit des Ventilschiebers 260 für alle Motordrehzahlen und -belastungen gleich sein, während ,
die dosierte Kraftstoffmenge durch Ändern der Überlappung
der genannten Kanäle verändert wird. Der Antriebsteil kann auch durch einen Antriebsteil mit veränderlicher
Drehzahl, der entweder von dem Hauptantriebsmotor oder
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von einem Elektromotor angetrieben ist, ersetzt werden.
Ein in den Fig. 6 und 7 schematisch dargestelltes drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoff-Dosierventils
350 ist in den Einspritzanlagen nach den Fig. 1 und 3 verwendbar. Ähnlich dem Dosierventil 350
kann das Dosierventil 350 entweder als Vor- oder Hauptdosierventil eingesetzt werden und es kann durch Kombination
zweier solcher Dosierventile in einem Gehäuse ein zweistufiges Dosierventil gebildet werden. Das Dosierventil
350 besteht aus einem Gehäuse 352 mit einer mittigen Bohrung 354 und einem Einlaß- und einem Auslaßkanal
356 bzw. 358 für den Kraftstoff, einem in der Bohrung 354 geführten beweglichen Ventilschieber '360,
,zwei ringförmige Spulen 362 und 364, zwei Büchsen 366 und 368 sowie einen Nockentrieb 370. Die Bohrung 354
ist im wesentlichen durch die inneren Oberflächen zweier ringförmiger Vorsprünge 372 und 374 und der Büchsen 366
und 368 begrenzt, die alle zueinander konzentrisch sind und deren Durchmesser so gewählt ist, daß der bewegliche
Ventilschieber 360 mit seinem äußeren Umfang verschiebbar und abdichtend in ihnen geführt ist. Die innere Oberfläche
des Ventilschiebers 360 umschließt einen Kanal 376, der auf seiner Einlaßseite über einen Durchlaß 356 mit
einer unter Druck stehenden,Kraftstoff enthaltenden
Rohrleitung 378 verbunden ist» Bei den Einspritzanlagen nach Fig. 1 oder 3 würde die Rohrleitung 378 direkt mit
dem Druckspeicher 24 bzw. 24' in Verbindung stehen. Mehrere in dem Ventilschieber 360 radial angeordnete
Durchlässe 379 verbinden den Kanal 376 mit einem ringförmigen Kanal 380, der durch die sich gegenüberliegenden
Stirnflächen der Büchsen 366 und 368 begrenzt ist. Der ringförmige Kanal 380 ist über einen Auslaßkanal 358 mit
einer Rohrleitung 382 verbunden. Bei der Einspritzanlage
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nach Fig. 1 würde die Rohrleitung 382 direkt zu der Einspritzdüse 32 führen. Bei der Einspritzanlage nach
Fig. 3 würde sie über den mechanischen Kraftstoffverteiler 26' zu den Einspritzdüsen 32' führen. Die axiale
Länge oder Querschnittsfläche des ringförmigen Kanals wird durch den Nockentrieb 370 gesteuert. Dieser enthält
eine elliptische scheibe 384, die mit einer elliptischen
Nut 386 (vgl. auch Fig. 7) versehen ist, Stifte 388 und 390, die an den Büchsen 366 bzw. 380 befestigt
sind, sowie einen Schaft 392, der an der Scheibe 386 befestigt ist. Der Schaft 392 ist in einer öffnung 394
des Gehäuses 352 drehbar gelagert. Eine Dichtung 396 verändert den Austritt von Kraftstoff zwischen der
öffnung 394 und dem Schaft 392. Die Stifte 388 und 390 sind in der Nut 386 gleitend geführt und erteilen den
Büchsen 366 und 368 bei Drehung des Schaftes 392 eine Hin- und Herbewegung. Bei Einbau in eine Einspritzanlage
gemäß Fig. 1 würde der Schaft 392 der Achse 42 und die elliptischeScheibe 384 mit ihrer Nut 386 dem Nocken 44
entsprechen.
Der bewegliche Ventilschieber 360 des Dosierventils wird ganz durch die Spulen362 und 364 gesteuert, die von
der elektronischen logischen Schaltung über Drähte 398 bzw. 400 abwechselnd die Haupteinspritzung steuernde
Signale erhalten. Die logische Schaltung einer Einspritzanlage, in der Dosierventile 350 verwendet werden, müßte
so abgeändert werden, daß für jedes Dosierventil je zwei Drähte 398 und 400, ein Paar für die Haupt- und eines für
die Voreinspritzung, vorhanden sind.
Die in den Fig. 8 und 9 dargestellten oszilloskopischen Aufzeichnungen machen den Unterschied zwischen dem
Druckverlauf in der Brennkammer eines Motors mit Vorein-
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spritzung und dem eines Motors ohne Voreinspritzung, beide bei gleicher Leistungsabgabe, deutlich. In den
Diagrammen der Fig. 8 und 9 ist als Abszisse der Kurbelwellendrehwinkel
in Grad und als Ordinate der Druck in Pfund pro Quadratzoll aufgetragen. Die Kurven C und C
stellen den Brennkammerdruck zwischen etwa 90 vor und 90° nach dem oberen Totpunkt bei dem Verdichtungstakt
bzw. bei dem Verbrennungstakt dar. Die Kurven F und F1
sind in die Diagramme eingetragen, um die Vor- und Haupteinspritzpunkte in Bezug auf die Kurbelwellendrehung
darzustellen. Die Erhebung P in der Kurve F von Fig. 8 stellt das öffnen und Schließen der Einspritzdüse bei
der Voreinspritzung dar, die Erhöhung M das öffnen und
Schließen der Einspritzdüse bei der Haupteinspritzung. Die Erhebung M1in Fig. 9 stellt das öffnen und Schließen
der Einspritzdüse bei der Haupteinspritzung dar.
Die vorbeschriebenen Einspritzanlagen und Kraftstoff-Dosierventile
stellen bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung dar. Es ist ersichtlich, daß sie in Einzelheiten
abgeändert werden können, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verändern. So kann beispielsweise die
durch das Dosierventil 350 zu dosierende Kraftstoffmenge
durch Verändern der Größe des auf die Spulen 362 und übetragenen elektrischen Signals gesteuert werden, wobei
die Geschwindigkeit des Ventilschiebers 360 verändert wird, während die Querschnittsfläche des Kanals 380
festgehalten wird. Das Dosierventil 350 kann außerdem durch Übernahme einzelner Merkmale des Dosierventils
abgeändert werden. So kann beispielsweise der ringförmige Kanal 380 in einen Kanal mit festen Abmessungen, entsprechend
dem Kanal 270, abgeändert und die Durchlässe 379 in einen einzelnen, dem Durchlaß 284 entsprechenden
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Durchlaß abgewandelt werden. Es kann schließlich eine Einrichtung vorgesehen werden, um den Ventilschieber
in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung zu Verdrehen und damit die Größe der gegenseitigen Überlappung
beim Vorbeistreichen des Durchlasses 379 an dem Kanal 380 zu verändern.
- Patentansprüche -
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Claims (26)
- Patentansprücheί.) Einsnritzanlacre für die.Direkteinspritzung von Krafttoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors, mit einem über ein Drosselgestänge die Kraftstoffzufuhr zu den Verbrennungsmotor steuernden Gaspedal, mit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe und mit einer in den Rrennraum mündenden Einspritzdüse, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Kraftstoffpumpe (22) und die Einspritzdüse (32) ein Kraftstoff-Dosierventil (28, 30, 31) geschaltet ist, das aus einem Gehäuse (30) mit einer inneren Bohrung (94, 116) besteht, die über einen Einlaßkanal (84, 96) mit der Kraftstoffpumpe (16) und über einen Auslaßkanal (98, 120) mit der Einspritzdüse (32). verbunden ist; daß in der Bohrung (94, 116) ein bewenlicher Ventilschieber (100, 13O) druckdicht geführt ist, der mit Verbindungskanälen (1Ο7, 146) versehen ist, durch welche der Einlaß- mit dem Auslaßkanal (84, 96 bzw. 98, 120) verbindbar ist und welche mindestens eine, im normalen Zustand durch die Wand der Bohrung (94, 116) verschlossene, die Verbinduno dabei absperrende Austrittsöffnung (107, 151) aufweisen und daß der Ventilschieber (100, 130) mit einer Hubeinrichtuna (104, 129) versehen ist, durch die er um einen solchen Wen verschiebbar ist, daß dabei die im normalen Zustand verschlossene Austrittsöffnung (107, 151) ganz über den ihr zugeordneten Einlaß- oder Auslaßkanal (84, 96 bzw. 98, 120) hinwegbewegbar ist, wodurch während eines Hubzeitintervalls eine Verbindung zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßkanal (84, 96 bzw.98, 12O) hergestellt ist, während welchen Hubzeitintervalls eine bestimmte Kraftstoffmenge in den Brennraum einspritzbar ist.
- 2. Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dosierventil (3O, 31) eine Stelleinrichtung (44, 91, 122) zugeordnet ist, durch die die während eines Hubzeitintervalls eingespritzte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors veränderbar ist.509815/0977 -23-
- 3. Einspritzanlaqe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand des Verbrennungsmotors durch die Stelluna des Drosselgestäncres (14) bestimmbar ist.
- 4. Einspritzanlaqe nach einem der Ansprüche 1 bis 3r dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoff-Dosierventil (31) mit einer Stelleinrichtung (44, T4O, 122) versehen ist, durch die der freie Strömungsquerschnitt der Verbindungskanäle zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßkanal (84 bzw. 120) unabhtfncTio von der Hubgeschwindigkeit des Steuerschiebers (130) steuerbar ist.
- 5. Einspritzanlaoe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömunrrsquerschnitt der Verbindungskanäle (144,146) durch Verändern der Querschnittsfläche im Bereich der Austrittsöffnung (151) des Verbindungskanals steuerbar ist.
- 6. Einspritzanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt der Verbindungskanäle (278...284) durch Verändern der Überlappung der Austrittsöffnung (284) mit dem ihm zugeordneten Austrittskanal (270)während der Hubbewegung des Steuerschiebers (260) steuerbar ist.
- 7. Einspritzanlaqe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch oekennzeichnet, daß die Hubeinrichtung aus einer elektromagnetischen Spule (1O4; 129) besteht, der von einer elektronischen logischen Schaltuno (18) in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors zeitgesteuerte, elektrische Erregersignale zuftihrbar sind.
- 8. Einspritzanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die loaische Steuerschaltung (18) in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Stellung des DrosselcTestänaes (14) steuerbar ist.
- 9. Einspritzenlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber ( 36Q) von einer ersten in eine zweite Stellung bewegbar ist und daß der in ihm509815/0977- 24 -enthaltene Strömungskanal (376) eine erste Austrittsöffnung die mit dem Einlaßkanal (356) für den Kraftstoff dauernd in Verbindung steht, sowie im Abstand von der ersten eine zweite Austrittsöffnung (379) aufweist, die in einer der Stellungen des Steuerschiebers (36O) durch die Wand der Bohrung (354) verschlossen und bei der elektromagnetisch betätigten Hubbewegung des Ventilschiebers (360) über den Auslaßkanal (380) hinwegbewegbar ist.
- 10. Einspritzanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Auslaßkanals (380) veränderbar ist.
- 11. Einspritzanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierventil (350) mit einer zylindrischen Büchse (366) versehen ist, die mit ihrer Innenfläche verschiebbar und druckdicht auf dem Ventilschieber (360) geführt ist und deren eine Stirnfläche den Auslaßkanal (380) begrenzt, und daß der Büchse (366) ein Nockentrieb (370) zugeordnet ist, durch den sie verschiebbar und dadurch die Querschnittsfläche des Auslaßkanals (380) veränderbar ist.
- 12. Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierventil (350) mit einer den "entilschieber (130) in seine erste Stellung drückenden Feder versehen ist, und daß er durch Erregung der elektromagnetischen Spule (362) in seine zweite Stellung verschiebbar ist.
- 13. Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierventil (350) mit zwei Elektromagneten (362, 364) versehen ist, durch die der Ventilschieber (360) bei Erregung durch Steuersignale der logischen Schaltung (18) wechselweise in seine beiden Endstellungen verschiebbar ist.
- 14. Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Bohrung (354) des Dosierventils (350) zwei durch eine im wesentlichen ringförmige509815/0977 ~25~Vertiefung getrennte ringförmige Vorsprünge (372, 374) aufweist; daß der Auslaßkanal (380) durch sich gegenüberliegende Stirnflächen zweier der ringförmigen Vertiefung aufgenommener zylindrischer Büchsen (366, 368) begrenzt ist, welche mit ihrem inneren Umfang verschiebbar und abdichtend auf den Ventilschieber (360) geführt sind, und daß die Büchsen (366, 368) durch den Nockentrieb (370) in Abhängigkeit von der Bewegung des Drosselgestänges (14) aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, wodurch die Ouerschnittsflache des Auslaßkanals (380) veränderbar ist.
- 15. Einspritzanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetischen Spule (292) des Dosierventils (250) eine Einrichtung (286, 308) zugeordnet ist, durch die der Ventilschieber (260) während der Hinwegbewegung der der zweiten Austrittsöffnung (284) über den Auslaßkanal (270) in der Bohrung (258) verdrehbar ist, und eben das der Ventilschieber (260) durch eine Hubeinrichtung (290, 286) in Abhängigkeit von der Bewegung des Drosselgestänges (14) in der Bohrung (258) verschiebbar ist, wodurch die Überlappung der zweiten Austrittsöffnung (284) und des Auslaßkanals (270) bei der Hinwegbewegung steuerbar ist.
- 16. Einspritzanlage nach einem der vorsthenden Ansprüche, dadurch oekennzeichnet, daß sie mit einem aus einem Vor- und aus einem Hauptdosierventil (30 bzw. 31) bestehenden zweistufigen Dosierventil (28) versehen ist, deren jeweilige Einlaßkanäle (84, 96) mit der Kraftstoffpumpe (16) und deren jeweiligen Auslaßkanäle (98, 120) mit der Einspritzdüse (32) verbunden sind und die je mit einem Vor- bzw. einem Hauptventilschieber (100 bzw. 130) versehen sind, bei deren Verschiebung in einer Bohrung (94, 116) eines Gehäuses (8.3) zwischen einer ersten und einer zweiten Endlage zeitweise eine Verbindung zwischen den Einlaß- und. den Auslaßkanälen (84, 96 bzw.98, 120) herstellbar ist, und daß dem zweistufi-- 26 -509815/0977gen Dosierventil (28) mit der Drehbewegung des Verbrennungsmotors synchronisierte Hubeinrichtungen (104,129) zugeordnet sind, mit denen in Abhängigkeit von dieser Drehbewegung durch Verschieben des Vorventilschiebers (100) von seiner ersten in seine zweite Endlage eine Voreinspritzmeng.e Kraftstoff und durch anschließendes Verschieben des Hauptventilschiebers (130) eine Haupteinspritzmenge Kraftstoff in den Verbrennungsraum eindosierbar ist.
- 17. Einspritzanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierventil aus einem Vordosierventil (30,250 oder 350) und aus einem Hauptdosierventil (31,25O oder 350) besteht, die durch Elektromagneten (104,129,292 oder 362,364) zwischen einer ersten und einer zweiten Endlage hin- und herbewegbar sind und daß die logische Schaltung Steuerausgänge aufweist, die mit den Elektromagneten des Vor- und des Hauptdosierventils (30,31; 250 oder 350) verbunden sind, wodurch diese in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Antriebsmotors steuerbar sind.
- 18. Einspritzanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Vor- und das Hauptdosierventil (350) mit je einem ersten und je einem zweiten Elektromagneten (362 bzw. 364) versehen sind und daß die logische Schaltung Steuerausgänge aufweist, die durch je zwei Paar Drähte (398,400) mit den Elektromagneten (362,364) verbunden sind, wodurch Steuersignale in der Reihenfolge: erstes Vordosierventil, erstes Hauptdosierventil, zweites Vordosierventil und zweites Hauptdosierventil übertragbar sind.- 27 -509Ö15/0977
- 19. Kraftstoff-Dosierventil, insbesondere zur Verwendung in einer Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gehäuse (30) mit einer inneren Bohrung (94, 116) aufweist, das mit einem Einlaßkanal (84,96) und einem Auslasskanal (98,120) versehen ist; dass in der Bohrung (94,116) ein beweglicher Ventilschieber (100,130) druckdicht geführt ist, der mit Verbindungskanälen (107,146) versehen ist, durch welche der Einlass- mit dem Auslasskanal (84,96 bzw. 98, 120) verbindbar ist und welche mindestens eine im normalen Zustand durch die Wand der Bohrung (94,116) verschlossene, die Verbindung dabei absperrende Austrittsöffnung (107, 151) aufweisen und daß der Ventilschieber (100,130) mit einer Hubeinrichtung (104,129) versehen ist, durch die er um einen solchen Weg verschiebbar ist, daß dabei die im normalen Zustand verschlossene Austrittsöffnung (107,151) ganz über den ihr zugeordneten Einlassoder Auslasskanal (84,96 bzw. 98,120) hinwegbewegbar ist, wodurch während eines Hubzeitintervalls eine Verbindung zwischen dem Einlass- und dem Auslasskanal (84, 96 bzw. 98,120) hergestellt ist.
- 20. Kraftstoff-Dosierventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer Stelleinrichtung (44,91, 122) versehen ist, mit welcher die während eines Hubzeitintervalls durch das Dosierventil (30,31) dosierte Kraftstoffmenge veränderbar ist.
- 21. Kraftstoff-Dosierventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer Stelleinrichtung (44,140, 122) versehen ist, dutch die der freie Strömungsquerschnitt der Verbindungskanäle zwischen dem Einlass- und dem Auslasskanal (84 bzw. 120) unabhängig von der Hubgeschwindigkeit des Stmerschiebers (130) veränderbar ist.- 28 -509815/0 977
- 22. Kraftstoff-Dosierventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Antriebsteil (254) aufweist, durch die der Ventilschieber (260 in der Bohrung (258) verdrehbar ist, wodurch die Austrittsöffnung (278 bzw. 284) über den ihr zugeordneten Einlass- bzw. Auslasskanal (264 bzw. 270) hinwegbewegbar ist.
- 23. Kraftstoff-Dosierventil nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (146; 282; 376) dauernd mit dem Einlasskanal (84; 264 bzw. 356) in Verbindung steht.
- 24. Kraftstoff-Dosierventil nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer zylindrischen Büchse (366) versehen ist, deren innere Oberfläche gleitend und abdichtend auf dem Ventilschieber(360) geführt ist und deren eine Stirnfläche eine dem Auslasskanal (358) zugeordnete Durchtrittsöffnung (380) begrenzt und daß der Büchse (366) ein Stelltrieb (370) zugeordnet ist, durch die die Büchse (366) verschiebbar und damit der Querschnitt der Durchtrittsöffnung (380) veränderbar ist.
- 25. Kraftstoff-Dosierventil nach einem der Ansprüche19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventilschieber (100,130,260 oder 360) eine vorgespannte Feder (102, 128, 262) zugeordnet ist, durch die er in der Gehäuse-Bohrung (94,116,258 oder 354) in eine Endlage drückbar ist, während er durch die Hubeinrichtung (104, 129, 292,362 oder 364)in die zweite Endlage verbringbar ist.
- 26. Kraftstoff-Dosierventil nach einem der der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubeinrichtung eine elektromagnetische Spule (104,129,292,362 oder 364) ist.509815/097 7
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8141 | Disposal/no request for examination |