DE2729826A1 - Brennstoffeinspritzvorrichtung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennrctoffoin.'jpr.i t.i'.

für Brennkraftmaschinen, irji;l>r?;ond(-ro eine }¹vryinrAoj fr?nrpri IzdüGG für einen Dieselmotor.

Bekanntlich ist in einem Brennnioffeinspri tzvcntiü d(jr (^ 1en Art nine Diisonnade] in einem DUiionkurper JiJn und bor bewegbar angeordnei , der am Hiindun/rfionde Ein.'.]ⁱr.i 1 /üf S nmi/;on nufvci.';-t, und die Einspri tzüi .fnunpen v/crdcMi J).u;b I]-)ß₍';,rbc der Iiin-iii)i1 hergehenden hovv^wnf air JMi.'.enjiadc;] [,ι öffne·t wvl vergeh J or.sen, um Brciniütoff in"l e}'i:ii ti j (»rend ei Μ;;υ;γπ^ t^.c-:n. Dan ]-,in;;])ri1-/'.venti] weii-t eine ]'^Λ(^(1(·ι^π auf, <3 i c: die J):jr-))>v-(iel in Vc n1 i ] sohl.i ei3ri ohtun/3 "oirjiinmt., \;Mlir<!nd dt;r ini.iu·-

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mittierend von einer Brennstoffeinspritzpumpe gelieferte Brennstoff unter hohem Druck die Düsennadel in Ventilöffnungsrichtung vorspannt, wodurch die hin- und hergehende Bewegung der Düsennadel bewirkt wird.

Bei einer Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen ist es erforderlich, die Zeitdauer für die Brennstoffeinspritzung so stark wie möglich im Hinblick auf das Laufverhalten und die Leistung des Motors und/oder zur Reinigung der von der Brennkraftmaschine ausgestoßenen Abgase zu verringern. Um die Verbrennungsgeräusche der Brennkraftmaschine zu verringern, ist es insbesondere erforderlich, daß das Einspritzventil mit der Brennstoffeinspritzung nicht schnell bzw.abrupt sondern allmählich beginnt.

Bei bekannten Einspritzvorrichtungen jedoch wird der Druck des von der Brennstoffeinspritzpumpe zu den entsprechenden Einspritzventilen gelieferten Brennstoffes erhöht, um die Zeitdauer der Brennstoffeinspritzung zu verringern, wodurch unabdingbar die Brennstoffeinspritzung schnell und abrupt beginnt. Ein Grund hierfür liegt insbesondere darin, daß die in dem Düsenkörper hin und her bewegbar angeordnete Düsennadel in Ventilschließrichtung nur durch die Feder allein vorgespannt ist. Die bekannten Brennstoffeinspritzvorrichtungen weisen darüberhinaus den Nachteil auf, daß die Brenngeräusche zunehmen.

Die Erfindung zielt darauf ab, die dargelegten Nachteile zu überwinden, und schafft insbesondere ein Brennstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine, welches eine Steigerung der Motorleistung ohne die Zunahme der Verbrennungsgeräusche gestattet. Erfindungsgemäß ist eine Düsennadel zum Öffnen und Schließen der Einspritzöffnungen, die sich in einem Düsenkörper hin- und hergehend bewegt, in Ventilschließrichtung durch einen Fluiddruck vorgespannt, wenn die Düsennadel zusätzlich zu einer Vorspannkraft einer Feder angehoben wird,

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welche in dem Einspritzventil angeordnet ist. Hierdurch erreicht man, daß die Brennstoffeinspritzung über das Brennstoffeinspritzventil selbst bei hohem Druck des von der Einspritzpumpe gelieferten Brennstoffs allmählich und sanft anfängt, wobei der hohe Druck bei der Brennstofflieferung von der Brennstoffpumpe zur Verringerung der Zeitdauer der Brennstoffeinspritzung dient.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.

Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Brennstoffeinspritzventiles einer Brennstoffeinspritzvorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ist ein Diagramm, welches die Kennlinien der Brennstoffeinspritzung gemäß der Erfindung denen bei bekannter Brennstoffeinspritzung gegenüberstellt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Brennstoffeinspritzventil insgesamt mit 1 bezeichnet. Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist untere, mittlere und obere Ventilgehäuseteile 2,3 und 4 auf, die entsprechend miteinander fest verbunden sind, was in der Zeichnung nicht gezeigt ist. Ein Düsenkörper 5 ist in den mittleren und unteren Gehäuseteilen 3 und 2 vorgesehen und wird durch diese gehalten. Eine Düsenmündung 6 des Körpers 5 steht über das untere Gehäuseteil 2 über und weist eine oder mehrere Einspritzöffnungen 7 auf. Eine zylindrische Bohrung 8 ist im Düsenkröper 5 vorgesehen, die mit den Einspritzöffnungen 7 über einen Durchlaß 9 verbunden ist. Am unteren Abschnitt der zylindrischen Bohrung 8 ist ein Ventilsitz 10 von konischer Ausbildungsform vorgesehen.

Eine insgesamt mit 11 bezeichnete Düsennadel, die in der zylindrischen Bohrung 8 hinj-un^hergehend bewegbar angebracht ist,

weist einen Oberabschnitt 12 und einen Unterabschnitt 13 auf, die miteinander über einen Absatz 14 verbunden sind. Wie sich der Zeichnung entnehmen läßt, ist der Durchmesser des oberen Abschnitts 12 größer als der des unteren Abschnitts 13, und es bleibt ein ausreichender Zwischenraum 15 zwischen der Innenseite der zylindrischen Bohrung 8 und dem unteren Abschnitt 13 der Düsennadel 11 frei, durch welchen der Brennstoff strömen kann. Ein Ventilteller 16 ist am unteren Ende der Düsennadel 11 ausgebildet, welcher zur Anlage gegen den Ventilsitz 10 zum Öffnen und Verschließen des Durchlasses 9 gebracht werden kann, so daß die Einspritzöffnungen 7 geöffnet und verschlossen werden können.

Ein Brennstoffsarnmelraum 17 ist ebenfalls in dem Düsenkörper 5 ausgebildet, welcher den Absatz 14 der Düsennadel 11 umgibt. Der Brennstoffsammeiraum 17 steht in Verbindung mit einem Brennstoffdurchlaß 18, der in dem Düsenkörper 5 ausgebildet ist.

Das mittlere Gehäuseteil 3 weist eine zylindrische Bohrung 19 auf, innerhalb welcher ein Kolben 20 hin und her bewegbar angeordnet ist, der einstückig am oberen Ende der Düsennadel 11 ausgebildt oder fest mit diesem verbunden ist, so daß sich eine Fluiddruckkammer 21 oberhalb des Kolbens 20 und eine Fluidausgleichskammer 22 unterhalb des Kolbens 20 bildet. Das Gehäuseteil 3 weist ebenfalls eine Einlaßöffnung 23 auf, die mit der Fluiddruckkammer 21 zur Speisung mit Fluid, wie z.B. Brennstoff, unter Druck von einem Behälter 30 über ein Filter 31, eine Fluidpumpe 32 und ein Rückschlagventil 33 verbunden ist. Mit 34 ist ein überdruck bzw. ein Entlastungsventil bezeichnet, das eine Rückleitung des Fluids zu dem Behälter gestattet, wenn der Fluiddruck einen vorbestimmten Wert überschreitet. Die Auslaßöffnung 24, die im Gehäuseteil 3 ausgebildet ist, steht in Verbindung mit der Druckkammer 21, um das Fluid von der Druckkammer 21 zu einem Behälter 36 über

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ein verstellbares Organ oder ein unverstellbares Organ 35 durchzulassen. Das Organ 35 steuert den es durchströmenden Fluidstrom. Der Überlaufauslaß 25» der im Gehäuseteil 3 ausgebildet ist, steht in Verbindung mit der Entlastungs- oder Uberlaufkammer 22 und ermöglicht eine Fluidströmung von der Kammer 22 zu dem Behälter 36. Der Behälter 36 kann natürlich auch mit dem Behälter 30 identisch sein.

Ein Ventileinlaß 26 ist in dem Gehäuseteil 3 ausgebildet, der mit dem Brennstoffdurchlaß 18 in Verbindung steht, um von einer Brennstoffeinspritzpumpe 40 von an sich bekannter Bauart Brennstoff unter Druck intermittierend zu liefern. Das obere Gehäuseteil 4 weist eine zylindrische Bohrung 37 auf, die zur Aufnahme einer Druckschraubenfeder 38 und eines Federhalters 39 dient, der mit dem Kolben 20 über ein stabförmiges Glied 41 verbunden ist. Die Feder 38 spannt die Düsennadel 11 in Ventilschließrichtung auf an sich bekannte Art und Weise vor.

Die Betriebsweise der beschriebenen Brennstoffeinspritzvorrichtung, insbesondere des Brennstoffeinspritzventils 1, wird im folgenden näher erläutert.

Der Brennstoff von der Brennstoffeinspritzpumpe 40 wird intermittierend mit einem hohen Druck auf die entsprechenden Einspritzventile verteilt (wobei in der Zeichnung nur ein Ventil dargestellt ist) und gelangt dann in den Brennstoffsammeiraum 17. Wenn die auf die Düsennadel 11 durch den unter Druck stehenden Brennstoff in dem Sammelraum 17 ausgeübte Kraft in Ventilöffnungsrichtung größer als jene der Federkraft der Feder 18 in Venti-lschließrichtung wird, hebt sich die Düsennadel 11 nach oben an, um die Einspritzöffnungen 7 zu öffnen, so daß der dem Einspritzventil 1 gelieferte Brennstoff über die Einspritzöffnungen 7 eingespritzt wird. Bei der Hubbewegung der Düsennadel 11 nach oben liegt der Fluiddruck dem Kolben 20 derart art, daß er in Ventilschließrichtung wirkt, während das Fluid in die Fluiddruckkammer 21 gelangt.

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Wenn der Kolben 20 zusammen mit der Düsennadel 11 nach oben angehoben wird, wird das Fluid in der Druckkammer 21 weiter komprimiert, so daß der auf den Kolben 20 einwirkende Fluiddruck in Ventilschließrichtung zunimmt, während die Aufwärtsbewegung der Düsennadel 11 sanft abläuft.

Das Ausmaß der Zunahme des Fluiddrucks in der Druckkammer 21 wird von dem Organ 35 vorgegeben und ist auf einen bestimmten Wert eingestellt, wenn man ein verstellbares Organ verwendet. Wenn die Hebekraft, die auf die Düsennadel in Ventilöffnungsrichtung wirkt, größer wird, insbesondere dann, wenn die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung höher wird, umso größer wird der Fluiddruck, der auf den Kolben 20 in Ventilfließrichtung wirkt, so daß das Anlaufverhalten bei der Brennstoffeinspritzung sehr gleichmäßig und allmählich ist.

Das Rückschlagventil 33 verhindert, daß das Fluid von der Druckkammer 21 zu dem Behälter 30 zuströmen kann. Wenn die Brennstoffeinspritzung beendet ist und der Druck des Brennstoffs in der Brennstoffsammeikammer 17 abnimmt, bewegt sich die Düsennadel 11 nach unten und das Ventilteller 16 kommt auf den Ventilsitz 10 zu liegen und verschließt die Einspritzöffnungen 7. Der Druck in der Druckkammer 21 nimmt ebenfalls nach Maßgabe der Abwärtsbewegung des Kolbens 20 ab, so daß wiederum Fluid zu der Kammer 21 von der Fluidpumpe 32 eingespeist wird, um diese für den nächsten Einspritzvorgang aufzufüllen.

In Fig. 2 sind Kennlinien der Brennstoffeinspritzung gezeigt, wobei die durchgezogene Linie die Kennlinie eines Einspritzventils gemäß der Erfindung ist, während die gebrochene Linie die Kennlinie eines bekannten Einspritzventils ist. Wie sich Fig. 2 entnehmen läßt, beginnt die Brennstoffeinspritzung gemäß der Erfindung wesentlich glatter und allmählicher als bei dem an sich bekannten Einspritzventil.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist von Bedeutung, daß

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bei der Bewegung der Düsennadel in Ventilschließrichtung der Fluiddruck, welcher wenigstens von dem Fluiddruck in der Kammer 21 verursacht wird, auf die Düsennadel 11 in Ventilschließrichtung zusätzlich zu der Federkraft der Feder 38 einwirkt, so daß die Brennstoffeinspritzung schnell geändert werden kann, was zur Abgasreinigung beiträgt.

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-ti? Le e rs e i te

Claims (1)

1. Patentanspruch " \

   Brenns toffej nspritzvorriohtung für eine Brennkraftmschine, dadurch gekennzeichnet, daß Brermstoffeinspritzventile (1) zum Einspritzen von Brunnstoff, eine Brennstoffeinspritzpumpe (40) zum Verteilen des Brennstoffs auf die entsprechenden Einspritzventil«, ein Fluidvorratsbehälter (30) und eine Fluidpumpe (32) vorgesehen sind, die mit dem Behälter (30) zum Zuführen des Fluids unter Druck in Verbindung steht, daß das Brennstoffeinspritzventil ein Ventilgehauoeteil (2) mit einer Einspritzöffnung (7), eine Düsennadel (11), die in dem Ventilgehäuse (2,3,4) zum Öffnen und Schliessen der Einspritzöffnung (7) hin und her bewegbar angeordnet ist, einen Kolben (20), der mit der Düsennadel (11) derart verbunden ist, daß der Kolben (20) nach Maßgabe der hin- und hergehenden Bewegung der Düsennadel (11) ebenfalls hin- und hergehend bewegbar ist, eine Fluiddruckkanuner (21) in dem Ventilgehäuse, die mit der Fluidpumpe (32) derart in Verbindung steht, daß das Fluid von dem Behälter (30) unter Druck gefördert wird, einen Kolben (20), v/eicher in der Fluiddruckkammer (21) hin- und hergehend bewegbar derart angeordnet ist, daß der Fluiddruck auf den Kolben in eine Ventilschließrichtung wirkt, eine Feder (38), die in dem Ventilgehäuse angeordnet ist und die Düsennadel (11) in Ventilschließr.ichtung vorspannt und einen Brennstoffsammeiraum (17) aufweist, der in dem Ventilgehäuse ausgebildet ist und wenigstens einen Abschnitt der Düsennadel (11) umgib+., daß dieser Sammelraum in Verbindung mit der Brennstoffeinspritzpumpe (40) und der Einspritzöffnung (7) steht, wenn die Düsennadel (11) sich hebt, während bei der Zuführung des Brennstoffs zu dem Brennstoffsarnmelraum (17) von der Brennstoffeinspritzpumpe (40) unter Druck dieser Druck im Brennstoffsammelraum (17) die Dünennadel (11) in eine Vcntilöffnun&srichtung vorspannt, daß ein Organ mit der Fluiddruckkammer (21) in Verbindung steht, und

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   ORIGINAL INSPECTgJ

   daß ein Rückschlagventil (33) zwischen der Fluiddruckkanimer (21) und der Fluidpumpe (32) angeordnet ist, um eine Rückströmung des Fluids von der Fluiddruckkammer (21) zu der Fluidpumpe (32) zu verhindern, wobei der Fluiddruck auf den Kolben (20) in Ventilschließrichtung wirkt, wenn die Düsennadel (11) sich hebt, um die Brennstoffeinspritzung allmählich beginnen zu lassen.

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