DE2755222A1

DE2755222A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung, insbesondere fuer dieselbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2755222A1
Application number: DE19772755222
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Hofbauer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1977-12-10
Filing date: 1977-12-10
Publication date: 1979-06-13
Also published as: GB2009847A; GB2009847B; US4222358A

Description

Kraftstoffeinspritzeinrichtung, insbesondere für Dieselbrennkraftmaschinen

Sie Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, insbesondere für Dieselbrennkraftmaschinen, mit einer Einspritzverteilerpumpe und einem jedem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordneten, in dessen Brennkammer hineinragenden Einspritzventil.

Kraftstoffeinspritzeinrichtungen für Sieseimotoren erfordern einen erheblichen Aufwand, um den an diese gestellten Forderungen gerecht zu werden. Besondere Schwierigkeiten ergeben sich dabei dadurch, daß die Einspritzung der relativ kleinen Kraftstoffmenge direkt in die Brennräume der Brennkraftmaschine bei relativ hohen Drücken erfolgt. Zur Bereitstellung dieser hohen Kraftstoffdrücke werden üblicherweise zwei hintereinander geschaltete Pumpen, nämlich eine Vorförderpumpe und eine Hochdruckpumpe, benötigt. Auch die für einen einwandfreien Betrieb in allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine erforderliche genaue Regelung der einzuspritzenden Kraftstoffmengei ist wegen der hohen Drücke und der kleinen Kraftstoffmengen sehr schwierig und konnte bisher nur mit sehr großem Aufwand, nämlich durch Einhaltung sehr hoher Fertigungsgenauigkeiten, erreicht werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die bestehenden Anforderungen mit einfacheren Mitteln und mit geringerem Aufwand erfüllt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eriindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Einspritzpumpe zur Erzeugung eines mittleren Förderdrucks ausgelegt ist und daß jedem Einspritzventil eine Vorrichtung zur Verstärkung des Druckes auf den erforderlichen Abspritzdruck zugeordnet ist. Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritz-

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einrichtung wird also der zur Abspritzung erforderliche hohe Kraftstoff druck nicht mehr unmittelbar von der Pumpe,sondern von der dem Einspritzventil zugeordneten Verstärkungsvorrichtung erzeugt, die den auf einem mittleren Niveau liegenden Pumpendruck auf den gewünschten hohen Abspritzdruck verstärkt, wobei sich gleichzeitig die Fördermenge im umgekehrten Verhältnis ändert. Die für eine derartige Kraftstoffeinspritzeinrichtung benötigte Kraftstoffpumpe braucht also nur noch einen mittleren Druck zu erzeugen und kann zudem mit größeren Fürdermengen arbeiten, beides Bedingungen, die eine wesentlich höhere Genauigkeit der Regelung ermöglichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll die Druckverstärkungsvorrichtung durch einen verschiebbar gehaltenen Stufenkolben gebildet sein, dessen größere Stirnfläche von dem Einspritzpumpendruck beaufschlagbar ist und dessen kleinere Stirnfläche mit dem zu einer Abspritzöffnung des Einspritzventils führenden Leitungssystem verbunden ist. Zweckmäßigerv/eise ist der Stufenkolben dabei in dem Düsenträger des Einspritzventils gehalten. Bei dieser Ausführung ist der hohe Abspritadruck nur innerhalb des in dem Düsenträger angeordneten Leitungssystems vorhanden, während die Leitungen zwischen der Pumpe und dem Einspritzventil von einem mittleren Kraftstoffdruck beaufschlagt sind. Dadurch werden die früher durch die Elastizitäten der Leitungen bedingten ungünstigen Rückwirkungen auf das Einspritzsystem weitgehend vermieden. Schließlich wird vorgeschlagen, daß der Stufenkolben eine zentrale Axialbohrung mit einem entgegen dem Einspritzpumpendruck schließenden Rückschlagventil aufweist, so daß die Kraftstoffzufuhr unmittelbar durch den Stufenkolben erfolgt.

In der Zeichnung ist ein Ausfülirun^sbeiapiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindun^sgemäßes Kraftstoffe inspritzventil.

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Dabei ist mit 1 ein Düsenkörpar bezeichnet, der zusammen mit einem Zwischenteil 2 mittels einer Überwurfmutter 4 mit einem Düsenträger 3 verbunden ist. In einer axialen Bohrung 6 des Düsenkörpers 1 ist eine Düsennadel 5 axial verschiebbar und dichtend gehalten, die mit einem Federtellor 7 verbunden ist, der von einer in einem zylindrischen Baum 9 des Düsenträgers 3 angeordneten und sich an einem in dem Düsen träger 3 gehaltenen Einsatz 12 abstützenden Rückstellfeder β in Schließrichtung beaufschlagt ist. Das Zwischenteil 2 dient dabei zur Hubbegrenzung der Düsennadel 5· .

Mit 10 ist ein in dem Düsenträger 3 verschiebbar gehaltener Stufen- oder Differentialkolben bezeichnet, deesen größerer Kolbenbund in einer durch den Einsatz 12 begrenzten Bohrung 11 des Düsenträgers 3 und dessen kleinerer Kolbenbund in einer Bohrung 13 des Einsatzes 12 gleitet* 14 stellt eine den Stufenkolben 10 belastende Feder dar, die sich mit einem Ende an dem Einsatz 12 und mit dem anderen Ende an der Ringfläche des Stufenkolbens 10 abstützt. Der Stufenkolben 10 v/eist eine Durchgangsbohrung 15 mit einem Rückschlagventil 16 auf, über die der mit der hier nicht gezeigten Kraftstoffpumpe verbundene Kraftstoffzuführkanal 17 mit dem Leitungssystem 20 in Verbindung steht, das innerhalb des Einsatzes 12, des Düsenträger3 3» des Zwischenteils 2 und des Düsenköx*pers 1 angeordnet ict, und das zu einem Druckraum 21 im Bereich der Spitze der Düsennadel 5 unmittelbar vor dem Abspritzloch 22 führt. ItLt 23 ist schließlich ein Lecköl aus dem Zylinderr.aura 9 abführender Anschluß bezeichnet.

Durch den Einbau des Stufenkolbens 10 in den Düsenträger 3 Einspritzventils ergibt sich die Möglichkeit, die vorgeschaltete Einspritzverteilerpumpe auf einem relativ niedrigen Förderdruckniveau arbeiten zu lassen. Damit können relativ einfach bauende Pumpen zum Beispiel Hügelzellen- oder Zahnradpumpen mit einem entsprechenden Verteilersystem verwendet werden. Die Verstärkung

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des von dieser Pumpe gelieferten Druckes auf das erforderliche Abspritzdruckniveau erfolgt dann durch den Stufenkolben 10, der den Druck entsprechend dem Flächenverhältnis der beiden Stirnflächen 18 und 19 verstärkt. Gleichzeitig ergibt sich eine Verringerung der Fördermengen, so daß das Verteilersystem nicht nur bei relativ niedrigen Drücken sondern auch bei relativ großen Fördermengen arbeitet, was technisch sehr viel einfacher auszuführen ist als eine Verteilung bei hohen Drücken und kleinen Hängen, wie dies bisher üblich war.

Ausgehend von der in der Zeichnung gezeigten Stellung dos Einspritzventils würde bei einer Druckbeaufschlagung des ICraftstoffzuführkanals I7 also zunächst der Stufenkolben 10 entgegen der Virkung der Feder 14 niedergedrückt v/erden, v/obei sich in dem Leitungssystem 20 ein entsprechend dem Flächonverhältnis der Stirnflächen und 19 des 'Stufenkolbens 10 verstärkter Druck einstellt. Dieser Druck hebt die Düsennadel 5 entgegen der Rückstellfeder 8 an, ao daß durch das Spritzloch 22 eine dem jeueiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepaßte Xraftstoffmengs abgespritzt werden kann. Die Zumessung der richtigen Kraftstoffmenge erfolgt vor den Kraftstoffeinspritzventil auf der Seite des relativ niedrigen Pumpenförderdrucks, i/obei dort die Fdrdermengen entsprechend dem Flächenverhältnis der Stirnflächen 13 und 19 des Stufenkolbens größer sind. Dies ermöglicht eins technisch einfachere Ausführung der Zumeßvorrichtungen mit geringeren Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit. Zudem bleibt der hohe Abspritzdruck auf die in den kompakten Teilen das Kraft3toffeinspritzventils eingearbeiteten, relativ kurzen Leitungen beschränkt, wodurch der Einfluß der Leitungscla3tizitäten wesentlich verringert wird.

ITach dem Abspritzen der vorgegebenen ICraftstoffnenge fällt der Druck in dem Leitungssystem 20 und dem Druckraum 21 wieder, so daß die von der Rückstellfeder 3 belastete Düsennadel 5 in Schließ-

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stellung bewegt wird, in der das Spritzloch 22 abgesperrt wird. Ba gleichzeitig auch in dem von der Kraftstoffeinspritzpumpe, bzw. deren Verteilersystem kommenden Kraftstoffzuführkanal 17 eine Druckentlastung stattfindet, wird der Stufenkolben 10 von der Feder 14 in die in der Zeichnung gezeigte Ausgangsstellung zurückgedrückt. Bei dieser Rückbewegung des Stufenkolbens 10 öffnet das zuvor in Schließstellung befindliche Rückschlagventil 16, so daß Kraftstoff von dem Kxaftstoffzuführkanal 17 in die Kraftstoffleitung 20 nachströinen kann. Das ICraftstoffeinspritzventil befindet sich dann wieder in der Ausgangsstellung» in der es für einen erneuten Sinspritzvorgang bereitsteht.

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Claims

AKTIENGESELLSCHAFT

3100 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 2409
1702pt-we-jä

O a Dsx. 1977

ANSPRÜCHE

Kraftstoffeinspritzeinrichtung, insbesondere für Dieselbrennkraftmaschinen, mit einer Einspritzverteilerpumpe, einem jedem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordneten, in dessen Brennkammer hineinragenden Einspritzventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzpumpe zur Erzeugung eines mittleren Fürderdrucks ausgelegt ist und daß jedo.a Einspritzventil eine Vorrichtung zur Verstärkung des Druckkes auf den erforderlichen Abspritzdruck zugeordnet ist.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckverstärkungsvorrichtung durch einen verschiebbar gehaltenen Stufenkolben (1O) gebildet ist, dessen größere Stirnfläche (18) von dem Einspritzpumpendruck entgegen einer Rückstellfeder (M) beaufschlagbar ist und dessen kleinere Stirnfläche (19) mit dem zu einem Abspritzloch (22) des Einspritzventils führenden Leitungssystem (20) verbunden ist.

ORIGINAL INSPECTED

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Voriitiender Vorstand: Toni Schmücket, Vor si !fender - Horst Backsmann - Prof. Dr ledin, frnst Fiala - Dr. jur. Peier Frerk

del AuttidMsrals: Günier Hartwidi · Horst Mun/ner ■ Dr. rer. pol. Werner P. Sctimidt Golllieb M. Strobl ■ Prol. Dr. rer. pol. Filedtiül Tnom··

Hans Birnbaum Sitz der Gesallsdialt: Wolfsburg Amtsgericht Wollsburg HUI 21S
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da3 der Stufenkolben (1O) in dem Düsenträger (3) des Einspritzventils gehalten ist.

4· Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3t dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (1O) eine Axialbohrung (15) mit einem entgegen dem Einspritzpumpendruck schließenden Rückschlagventil (16) aufweist.

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