DE2556214C2

DE2556214C2 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2556214C2
Application number: DE2556214A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Fricker
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-12-13
Filing date: 1975-12-13
Publication date: 1986-12-04
Also published as: GB1530499A; FR2334834B1; JPS5950867B2; FR2334834A1; JPS5273223A; DE2556214A1; US4104992A

Description

zu viel geförderte etwa das 10- bis 20fache der Einspritzmenge betragende Kraftstoffmenge über das Einspritzventil an den Vorratsbehälter zurückgeführt wird.

Aus der DE-AS 10 68 948 ist zwar ein Einspritzventil mit einer Kühlung bekannt, bei der der atizuspritzende Kraftstoff einerseits zur Aufwärmung dieses Kraftstoffs und andererseits zur Kühlung des Einspritzventils über einen Ringspalt zwischen Oüsenkörper und Spannhülse strömt Jedoch ist die Kühlung beim erfindungsgemäßen Einspritzventil insofern wirkungsvoller, als stets überschüssiger Kraftstoff aus einem Ringraum zwischen Düsenhalter und Spannhülse in den Vorratsbehälter zurückfließt

Vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen der Erfindung lassen sich aus den Unteransprüchen entnehmen.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt Es zeigt

F i g. 1 schematisch die Gesamtanordnuiig der Kraft-Stoffeinspritzeinrichtung und

Fig.2 einen Längsschnitt durch ein Einspritzventil mit Dosiervorrichtung.

Nach F i g. 1 wird Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 1 mittels einer Förderpumpe 2 angesaugt und über eine Leitung 3, in die ein Filter 4 eingeschaltet ist, zu einer Einspritzpumpe 5 gefördert Von der Einspritzpumpe 5 gelangt der Kraftstoff über Einspritzleitungen 6 zu Einspritzventilen 7, aus denen der Kraftstoff in die Brennräume einer nicht gezeichneten Brennkraftmaschine abgespritzt wird. Die Einspritzventile 7 sind untereinander durch Kraftstoffrückführleitungen 8 verbunden, mit denen nicht abgespritzter Kraftstoff einer Sammelleitung 9 zugeführt wird. Die Sammelleitung 9 ist an eine von der Einspritzpumpe 5 zum Vorratsbehälter 1 führende Leitung 10 angeschlossen, in der die zu der Einspritzpumpe 5 geförderte Mehrmenge an Kraftstoff in den Vorratsbehälter 1 zurückfließt, und zwar druckentspannt durch das in der Leitung 10 angeordnete Druckregelglied 11. In den Einspritzventilen 7 ist eine Dosiervorrichtung 19 angeordnet, die es erlaubt, pro Zylinder der Brennkraftmaschine sehr kleine Mengen Kraftstoff einzuspritzen. Die Einspritzpumpe 7 ist derart ausgelegt, daß sie nur als Lieferant einer ungeregelten Kraftstoffmenge dient, die zum richtigen Zeitpunkt in den Einspritzventilen 7 ankommt. Die Menge kann sich über der Belastung und Drehzahl der Brennkraftmaschine ändern, soll aber auf jeden Fall ein Vielfaches der tatsächlich benötigten Menge ausmachen.

Wie näher aus F i g. 2 hervorgeht, ist in dem Einspritzventil 7 zwischen einem Einlaß 12, an den die Einspritzleitung angeschlossen wird, mit einem nachgeschalteten Filter 13 und dem die Ventilnadel 14 mit Druckfeder 15 aufnehmenden Raum 16, der durch eine nach oben mit einer Bohrung 17 versehene, als unterer Anscnlag dienende Hülse 18 abgedeckt ist, die Dosiervorrichtung 19 angeordnet. Die Dosiervorrichtung 19 besteht im wesentlichen aus einem im Zylinderraum 20 angeordneten Kolben 21, aus einer Feder 22 und aus einem als Tellerventil 23 ausgebildeten Ventil, das über dem Boden 24 des Kolbens 21 liegt. Der Kolben 21 wird durch die Feder 22 von der ais unterer Anschlag dienenden Hüise 18 gegen Vorsprünge 25 gedrückt, die, einen oberen Anschlag darstellend, an einer den Filter 13 aufnehmenden Verstellhülse 26 angeordnet sind und die das Tellerventil 23 derart übergreifen, daß zwischen der Hülse 18 und dem Kolben 21 in dem Zylinderraum 20 ein Spalt 27 entsteht. Das Volumen dieses Spaltes, abzüglich eines Teiles des Volumens der Feder 22, bestimmt die von dem Einspritzventil abgespritzte Kraftstoffmenge. Die Höhe des Spaltes 27 kann mittels der Verstellhülse 26 eingestellt werden, die in einen Düsenhalter 28 des Einspritzveatües eingeschraubt ist

Das Tellerventil 23 ist an einem Bolzen 29 befestigt, der zentral im Boden 24 des Kolbens 21 axialbeweglich gelagert ist Unter dem Boden 24 des Kolbens 21 ist an dem Bolzen 29 eine Anschlagscheibe 30 mit radialen Schlitzen 31 befestigt Die Feder 22 drückt die Anschlagscheibe 30 gegen den Kolben 21, so daß dieser an den Vorsprüngen 25 anstößt Gleichzeitig hält die Anschlagscheibe 30 über den Bolzen 29 das Tellerventil 23 von einer am Boden 24 des Kolbens 21 angeordneten ringförmigen Ventilsitzfläche 32 entfernt, derart, daß auch über dem Tellerventil 23 zur Verstellhülse 26 mit einer Durchlaßbohrung 33 ein kleiner Spalt vorhanden ist

Innerhalb der ringförmigen Ventilsitzfläche 32 sind im Boden 24 des Kolbens 21 mehrere axiale Bohrungen 34 vorgesehen, so daß Kraftstoff aus dem Einlaß 12 über den Filter 13 und die Durchlaßbohrung 33 um das Tellerventil 23 herum durch die Bohrungen 34 und die Schlitze 31 in den Zylinderraum 20 gelangen kann.

Seitlich der Vorsprünge 25 sind in dem Düsenhalter 28 Abführbohrungen 35 vorgesehen, durch die überschüssiger Kraftstoff in einen Ringraum 36 gelangen kann, der in großer axialer Erstreckung zwischen dem Düsenhalter 28 und einer Spannhülse 37 des Einspritzventiles angeordnet ist. Aus dem Ringraum 36 führen eine oder mehrere Bohrungen 38 durch die Spannhülse 37 radial nach außen, wo die Kraftstoffrückführleitung 8 angeschlossen wird. Die Spannhülse 37 befestigt den Düsenkörper 39 am Düsenhalter 28.

Die von der Einspritzpumpe 5 (F i g. 1) zum Einspritzventil 7 geförderte Menge Kraftstoff, die ein Mehrfaches der benötigten Menge beträgt, drückt das Tellerventil 23 auf die ringförmige Ventilsitzfläche 32 am Kolben 21. In diesem Moment ist der Zylinderraum 20 unter dem Kolben 21 von jeder Kraftstoffzufuhr abgesperrt und Kolben 21 und Tellerventil 23 bewegen sich als Einheit gegen die als unterer Anschlag dienende Hülse 18. Dadurch wird Kraftstoff im Volumen des Spaltes 27 verdrängt, er öffnet die Ventilnadel 14 und der Kraftstoff wird abgespritzt. Gleichzeitig strömt die Übermenge Kraftstoff durch die Bohrungen 35 in den Ringraum 36, kühlt das Einspritzventil und entweicht dann durch die Bohrung 38 aus dem Einspritzventil. Nach dem Abbau der Druckspitze im Kraftstoff bis auf das Druckniveau im Kraftstoffrücklauf schließt die Düsennadel 14 und der Kolben 21 und das Ventil 23 nehmen mit Hilfe der Feder 22 wieder die gezeichnete Ausgangsstellung ein. Kraftstoff gelangt an dem Tellerventil 23 vorbei in den Zylinderraum 20 unter dem Kolben 21. Das Einspritzventil ist für den nächsten Einspritzhub einsatzbereit

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Patentansprüche: Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (34) im Boden (24) des KoI-

1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraft- bens (21) der Dosiervorrichtung (19) durch Bohrunmaschinen insbesondere für gemischverdichtende, 5 gen gebildet werden, die innerhalb einer am Kolbenmit Ladungsschichtung arbeitende Brennkraftma- boden ausgebildeten, ringförmigen Ventilsitzfläche schinen, im wesentlichen bestehend aus einem Ein- (32) für das Tellerventil (23) angeordnet sind, spritzventil für jeden Brennraum der Brennkraftmaschine, das an eine Kraftstoffrückführleitung zu ei-

nem Vorratsbehälter angeschlossen und zur Förde- io
rung einer volumenmäßig festgelegten Kraftstoff-Kleinmenge zu wenigstens einem von einer kraft- Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichstoffdruckabhängig gegen die Kraft einer Feder öff- tung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für genenden Ventilnadel gesteuerten Spritzloch des Ein- mischverdichtende, mit Ladungsschichtung arbeitende spritzventils mit einer Dosiervorrichtung versehen 15 Brennkraftmaschinen, nach dem Oberbegriff des Paist sowie einer unabhängig von Last und Drehzahl tentanspruchs 1.

ein Vielfaches der Kraftstoff-Kleinmenge fördern- Bei üblichen Einspritzeinrichtungen wird die Ein-

den, intermittierend arbeitenden Einspritzpumpe, spritzmenge in der Einspritzpumpe dosiert und über das deren Förderdruck auf einen in Achsrichtung des Einspritzventil in den Brennraum gespritzt Für sehr Einspritzventils zwischen einem oberen und einem 20 kleine Einspritzmengen pro Zylinder der Brennkraf tmaunteren Anschlag und in Abspritzrichiung hierbei schine, die sich beispielsweise in der Größenordnung gegen die Kraft einer Rückführfeder axial verschieb- zwischen 0,5 und 3 mm³ pro Arbeitsspiel bewegen, wird baren Kolben der Dosiervorrichtung einwirkt, wo- jedoch eine genaue Dosierung durch die Einspritzpumbei der Kolben einen die Förderdruckseite mit ei- pe problematisch. Außerdem werden die Mengenstreunem ventilnadelseitigen Druckraum verbindenden 25 ungen, die durch Ausdehnung der Einspritzleitungen Durchgang aufweist, der zur Förderung der Kraft- und die durch von der Einspritzpumpe bis zum Einstoff-Kleinmenge durch ein vom Förderdruck gegen spritzventil vorhandene schädliche Räume entstehen, die Kraft einer Öffnungsfeder betätigtes Ventil ver- bezogen auf eine kleine Gesamtmenge, anteilsmäßig schießbar ist, dadurch gekennzeichnet, größen Die größten nachteiligen Folgen entstehen jedaß in dem allein der Einspritzung der Kraftstoff- 30 doch für das Einspritzventil selbst, da es beim Transport Kleinmenge dienenden, mit einer in Kraftstoffströ- sehr kleiner Kraftstoffmengen nur unzureichend gemungsrichtung öffnenden Ventilnadel (14) versehe- kühlt wird.

nen Einspritzventil (7) der tassenförmig ausgebildete Aus der DE-AS 12 52 002 ist ein Einspritzventil mit

und hierbei mit seiner Öffnung der Ventilnadel (14) einer Dosiervorrichtung zur Förderung einer volumenzugewandte, koaxial zu dieser angeordnete Kolben 35 mäßig festgelegten Kraftstoff-Kleinmenge in der übli-(21) mit einem den Durchgang in Form von mehre- chen Größenordnung von etwa 5 bis 10 mm³ bekannt, ren Durchtrittsöffnungen (34) in seinem Boden (24) bei dem der Förderdruck auf einen axial verschiebbaren steuernden Tellerventil (23) versehen ist, dessen Tel- Kolben einwirkt, der als Voreinspritzkolben für die Vorler an einem kraftstoffzuführseitigen Ende eines den einspritzung ausgebildet und parallel zur kraftstoff-Boden (24) des Kolbens (21) zentral und axial zu 40 druckabhängig gegen Federkraft öffnenden und für die diesem verschiebbar durchsetzenden Bolzens (29) Haupteinspritzung bestimmten Ventilnadel angeordnet befestigt ist, der an seinem gegenüberliegenden ein- ist Da hier neben der kleinen Voreinspritzmenge auch spritzseitigen Ende eine Anschlagscheibe (30) trägt die größere Haupteinspritzmenge über das Einspritzdie der Öffnungshubbegrenzung des Tellerventils ventil abgespritzt wird, treten somit größere Kühlprodient und zugleich als Widerlager für eine sowohl als 45 bleme nicht auf.

Öffnungsfeder für das Tellerventil (23) als auch als Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Rückführfeder für den Kolben (21) gegen den obe- Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu schaffen, mit der aus ren Anschlag nach Förderung der Kraftstoff-Klein- jedem möglichst kompakt gebauten Einspritzventil ohmenge dienende Feder (22) Verwendung findet, und ne wesentliche Mengenstreuungen eine sehr kleine kondaß die Rückführung des von der Einspritzpumpe 50 stante Kraftstoffmenge in der Größenordnung von geförderten überschüssigen Kraftstoffs über ober- 0,5—3,0 mm³ wie sie z. B. bei Brennkraftmaschinen mit halb des Kolbens (21) der Dosiervorrichtung (19) in Ladungsschichtung für die zweite Kraftstoffzuführung Höhe des Tellerventils (23) die Wand eines die Do- benötigt wird, abgespritzt werden kann, ohne daß hiersiervorrichtung aufnehmenden Düsenhalters (28) bei nennenswerte Probleme bei der Kühlung der Eindurchsetzende Abführbohrungen (35), einen zwi- 55 spritzventile auftreten.

sehen Düsenhalter (28) und einer den Düsenkörper Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im kennzeich-

(39) am Düsenhalter (28) befestigenden Spannhülse nenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merk-

(37) ausgebildeten Ringraum (36) sowie eine in der male.

Wand der Spannhülse (37) angeordnete Bohrung Bei dieser Einspritzeinrichtung ist das mit einer nach

(38) erfolgt an welcher die Kraftstoffrückführleitung 60 außen öffnenden Ventilnadel versehene Einspritzventil (8) angeschlossen ist nur für die Abgabe einer dosierten Kraftstoff-Klein-

2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, menge von etwa 0,5—3,0 mm³ ausgebildet Es baut des-

dadurch gekennzeichnet, daß der obere Anschlag halb sehr klein und insbesondere im Hinblick auf die

von Vorsprüngen (25) an einer in den Düsenhalter Kolben- und Ventilausbildung sowie -Anordnung und (28) eingeschraubten, axial nachstellbaren Verstell- 65 auf nur eine benötigte, sowohl der Kolbenrückführung

hülse (26) gebildet ist, wobei die Vorsprünge (25) den als auch der Teller-Ventilbetätigung dienende Feder

äußeren Rand des Tellers des Tellerventils (23) axial auch sehr kompakt Ferner findet eine gute Kühlung des

übergreifen. Einspritzventils statt, weil die von der Einspritzpumpe