DE2834633C2

DE2834633C2 - Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffvoreinspritzung durch Zwischenentlastung bei einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2834633C2
Application number: DE2834633A
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl.-Ing. 6140 Bensheim Kinzel; Helmut 7000 Stuttgart Norberg
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-08-08
Filing date: 1978-08-08
Publication date: 1987-05-14
Also published as: IT7924679A0; DE2834633A1; IT1165268B; JPS5525597A; GB2027804A; US4289098A; GB2027804B

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Gattung (DE-AS 12 83 597) bleibt beim Rücklauf des Steuerschiebers am Ende der Haupteinspritzung die Verbindung zwischen der Entlastungsleitung bzw. dem Speicher und dem Arbeitsraum des Steuerschiebers über dessen Durchgangsbohrung und Radialbohrung mindestens solange offen, bis der Steuerschieber die unmittelbare Verbindung der Kraftstoffzufuhrleitung mit der zur Einspritzdüse führenden Druckleitung wieder unterbricht.

Der Steuerschieber gelangt daher, durch den Druck des Speichers angetrieben, verhältnismäßig schnell in seine Ausgangslage, so daß für die erforderliche Druckentlastung des Druckraumes der Einspritzdüse zur Einspritzpumpe hin nur sehr wenig Zeit zur Verfügung steht. Das führt zu Nachspritzern, mit der Folge einer Verschlechterung des Abgases und Verkokung der Düseneinspritzöffnungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffvoreinspritzung nach der gattungsmäßigen Art so weiterzubilden, daß sich beim Rücklauf des Steuerschiebers am Ende der Haupteinspritzung die Druckkammer der Einspritzdüse über die Kraftstoffzufuhrleitung zur Einspritzpumpe hin so entlasten kann, daß Nachspritzer vermieden werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Durch diese Merkmale ergibt sich der Vorteil, daß durch Sperren der Verbindung zwischen der Entlastungsleitung bzw. dem mit dieser verbundenen Speicher und dem Arbeitsraum der Steuerschieber durch den Speicherdruck nicht extra angetrieben, sondern in seiner Rückstellbewegung gebremst wird durch den nur langsam von der Kraftstoffzufuhrleitung über die drosselnde Verengung im Steuerschieber in den Arbeitsraum eintreten könnenden Kraftstoff, wodurch der Druckraum der Einspritzdüse über die für die gewünschte Entlastung notwendige Zeit mit der Kraftstoffzufuhrleitung verbunden bleibt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Anordnung nach dem Hauptanspruch lassen sich den Unteransprüchen entnehmen, wobei im Zusammenhang mit dem Anspruch 3 anzumerken ist, daß die Anordnung einer Voreinspritzvorrichtung im Gehäuse einer Einspritzdüse in Form eines steuernden Voreinspritzkolbens aus der DE-OS 15 76 478 bekannt ist.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzanlage mit der Vorrichtung zur Steuerung der Voreinspritzung und die

Fig. 2 bis 7 je einen Längsschnitt durch den Steuerschieber dieser Vorrichtung nach Figur 1 in verschiedenen Steuerstellungen.

In der in Fig. 1 dargestellten Einspritzanlage ist zwischen einer Einspritzpumpe 1 und jeder der Einspritzdüsen 2 der Anlage, von denen nur eine dargestellt ist, eine mit einem Steuerschieber 3 arbeitende Vorrichtung 4 angeordnet, mit welcher durch eine Zwischenentlastung während des Einspritzvorgangs eine Vor- und Haupteinspritzung erzeugt wird.

Die Zwischenentlastung erfolgt in einen Speicher 5, wobei in einer Entlastungsleitung 6 zwischen Vorrichtung 4 und Speicher 5 eine Drosselstelle 7 und parallel dazu ein zum Speicher 5 hin öffnendes Rückschlagventil 8 angeordnet ist. Wenn der Kraftstoff über eine Kraftstoffzufuhrleitung 9 von der Einspritzpumpe 1 unter Druck zur Vorrichtung 4 gelangt, wird der Steuerschieber 3 entgegen einer Rückstellfeder 10 in einen Arbeitsraum 11 verschoben. Dabei wird aus dem Arbeitsraum 11 über eine Druckleitung 12 Kraftstoff zur nicht dargestellten Druckkammer der Einspritzdüse 2 verdrängt. Nach Zurücklegung eines sogenannten Voreinspritzhubes des Steuerschiebers 3 steuert dieser die Entlastungsleitung 6 auf und sperrt die Druckleitung 12, um nach einem weiteren Hub und gesteuert über eine Steuerkante 25 an dem der Kraftstoffzufuhrleitung zugewandten Ende des Steuerschiebers 3, (vergl. Fig. 4) eine unmittelbare Verbindung zwischen der Kraftstoffzufuhrleitung 9 und der Druckleitung 12 herzustellen. Der Rücklauf des Steuerschiebers 3 am Ende der Haupteinspritzung wird vorübergehend gebremst, solange diese unmittelbare Verbindung besteht, um dadurch eine Entlastung der Druckkammer der Einspritzdüse 2 über die Kraftstoffzufuhrleitung 9 und die Druckleitung 12 zur Einspritzpumpe 1 hin zu ermöglichen.
Fig. 2 zeigt den Steuerschieber 3 in seiner Ruhelage. Er weist eine Mittelbohrung 13 auf, die über eine drosselnde Verengung 14 mit einem der Kraftstoffzufuhrleitung zugekehrten Bohrungsabschnitt verbunden ist und zusammen mit diesen Abschnitten eine Durchgangsbohrung bildet. Auf der Mantelfläche des Steuerschiebers 3 sind zwei je einen Steuerquerschnitt 15, 16 bildende Ringnuten angeordnet, von denen die schmälere Ringnut (Steuerquerschnitt 15) in der dargestellten Lage der Druckleitung 12 und die breitere Ringnut ( Steuerquerschnitt 16) der Entlastungsleitung 6 benachbart ist. Um für die Steuerung eine günstige Überdeckung zu erhalten, sind in der den Steuerschieber 3 aufnehmenden Führungsbohrung 17 der Vorrichtung 4 zwei ebenfalls je einen Steuerquerschnitt 18, 19 bildende Ringnuten vorgesehen, in die die Druckleitung 12 bzw. die Entlastungsleitung 6 einmünden. Die Enden des Steuerschiebers 3 besitzen Abdrehungen, so daß zwischen diesen und den Ringnuten am Steuerschieber von der Kraftstoffzufuhrleitung 9 her gesehen, drei Steuerbunde 20, 21 und 22 bestehen. Da die Mittelbohrung 13 des Steuerschiebers 3 in den Arbeitsraum 11 der Vorrichtung 4 mündet, besteht in der in Fig. 2 dargestellten Ausgangsstellung eine ungedrosselte Verbindung zwischen Arbeitsraum 11 über die Druckleitung 12 mit der Druckkammer der Einspritzdüse 2. Die Entlastungsleitung 6 hingegen ist durch den Steuerbund 22 vom Arbeitsraum 11 getrennt. Sobald nun der Druckhub der Einspritzpumpe beginnt, wird der Steuerschieber 3 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 10 in den Arbeitsraum 11 verschoben, weil die drosselnde Verengung 14 aufgrund ihres im Verhältnis zur Fördermenge und Zeit sehr engen Querschnittes wie eine Sperre wirkt. Die bei diesem Verschieben verdrängte Kraftstoffmenge wird über die Mittelbohrung 13, eine Radialbohrung 23 des Steuerschiebers 3, die ringnutartigen Steuerquerschnitte 15 und 18 und die Druckleitung 12 zur Einspritzdüse gefördert, um dort als Voreinspritzmenge abgespritzt zu werden.
Der Steuerschieber 3 taucht nach Überschreiten des Hubes H ₁ - in Fig. 3 dargestellt - mit seinem Steuerbund 22 in eine Ringnut 24 der Führungsbohrung 17 ein. Dies erfolgt, bevor die Druckleitung 12, durch den Steuerbund 20 des Steuerschiebers 3 vom Arbeitsraum 11 getrennt wird. Bei Überschreiten des Hubes H ₁ wird dann zuerst eine Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 11 über die Ringnuten 24 sowie die ringnutartigen Steuerquerschnitte 16 und 19 zur Entlastungsleitung 6 und damit zum Speicher 5 hergestellt und kurz darauf wird die Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 11 über die ringnutartigen Steuerquerschnitte 15 und 18 zur Druckleitung 12 unterbrochen, d.h. die Voreinspritzung beendet.
Nach Zurücklegung des Hubes H ₂ steuert der Steuerschieber 3, wie in Fig. 4 dargestellt, mit seiner oberen Steuerkante 25 den Steuerquerschnitt 18 zur Druckleitung 12 auf. Kurz darauf, nach Zurücklegung des Hubes H ₃, wird durch den Steuerbund 22 des Steuerschiebers 3 die Ringnut 24 vom Arbeitsraum 11 und damit der Arbeitsraum 11 von der Entlastungsleitung 6 bzw. dem Speicher 5 getrennt. Der Steuerbund 22 taucht hierfür wieder in die Führungsbohrung 17 ein. Nach Zurücklegung des Hubes H ₂ beginnt also die Haupteinspritzung, für die eine unmittelbare Verbindung, wie in Fig. 5 dargestellt, zwischen der Kraftstoffzufuhrleitung 9 und der Druckleitung 12 besteht. Da die Verbindung zwischen Arbeitsraum 11 und Entlastungsleitung 6 ab dem Hub H ₃ gesperrt ist, erfolgt die weitere Hubbewegung des Steuerschiebers 3 während der Haupteinspritzung gebremst, da der vom Steuerschieber 3 aus dem Arbeitsraum 11 verdrängte Kraftstoff über die drosselnde Verengung 14 strömen muß.
Wenn dann der Steuerschieber 3 den Hub H ₄ - die Lage ist in Figur 6 dargestellt - überschreitet, gelangen die ringnutartigen Steuerquerschnitte 15 und 19 in Überdeckung, so daß wieder eine Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 11 über die Mittelbohrung 13, die Radialbohrung 23 und die ringnutartigen Steuerquerschnitte 15, 19 zur Entlastungsleitung 6 besteht. In Fig. 7 nimmt dann nach Zurücklegung des Gesamthubes H ₄ der Steuerschieber 3 seine Endlage ein, in der eine Verbindung zwischen der Kraftstoffzufuhrleitung 9 und der Druckleitung 12 sowie eine Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 11 und der Entlastungsleitung 6 besteht. Über die drosselnde Verengung 14 wird dabei erreicht, daß sich der Speicher 5 voll auflädt.
Nach Beendigung der Einspritzung läuft der Steuerschieber 3 durch den hohen Druck im Speicher 5 angetrieben, verhältnismäßig schnell auf den Hub H ₄ zurück. Da, wie aus Fig. 6 ersichtlich, danach die Entlastungsleitung 6, d.h. der Speicher 5 vom Arbeitsraum 11 getrennt wird, wirkt nun in Rücklaufrichtung lediglich die Rückstellfeder 10. Da jedoch die drosselnde Verengung 14 ein Nachströmen von Kraftstoff aus der Kraftstoffzufuhrleitung 9 bzw. Druckleitung 12 in den Arbeitsraum 11 nur in geringem Maße zuläßt, umso mehr als der Druck auf der Kraftstoffzufuhrleitungsseite verhältnismäßig schwach ist, wird der Steuerschieber 3 bis Erreichen des Hubes H ₃ gebremst. Hierdurch besteht die Möglichkeit, daß sich die Druckkammer der Einspritzdüse über die Druckleitung 12 und die Kraftstoffzufuhrleitung 9 zur Einspritzpumpe hin druckentlastet, was Nachspritzer mit den bekannten Nachteilen verhindert. Der weitere Rücklauf des Steuerschiebers 3 erfolgt dann bis auf den Resthub H ₁ ungedrosselt. Hierbei wird der Arbeitsraum 11 vom Speicher 5 über die Drosselstelle 7 wieder aufgefüllt. Diese Drosselstelle 7 ist vorzugsweise verstellbar, so daß auch diese Restrücklaufgeschwindigkeit des Steuerschiebers 3 beeinflußt werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffvoreinspritzung durch Zwischenentlastung bei einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit einem durch den Förderdruck des von einer Kraftstoffeinspritzpumpe über eine Kraftstoffzufuhrleitung geförderten Kraftstoffs entgegen der Kraft einer Rückstellfeder gegen einen Anschlag verschiebbaren Steuerschieber der mit einer axialen, eine drosselnde Verengung aufweisenden Durchgangsbohrung versehen ist, welche in einem dem Steuerschieber vorgelagerten, die Rückstellfeder aufnehmenden Arbeitsraum mündet und von der zwischen dem arbeitsraumseitigen Ende des Steuerschiebers und der drosselnden Verengung eine Radialbohrung abgeht, die in einen umfangsseitigen Steuerquerschnitt übergeht, der mit zwei axial versetzt angeordneten Steuerquerschnitten in der Führungsbohrung für den Steuerschieber zusammenwirkt, von denen der eine, zur Kraftstoffzufuhrleitung hin gelegene Steuerquerschnitt an eine zu einer Kraftstoffeinspritzdüse führende Druckleitung und der andere, zum Arbeitsraum hin gelegene Steuerquerschnitt an eine zu einem Speicher führende Entlastungsleitung angeschlossen ist, wobei die Steuerung derart erfolgt, daß im Verlauf einer Bewegung des Steuerschiebers in den Arbeitsraum hinein eine Voreinspritzmenge aus diesem in die zur Einspritzdüse führenden Druckleitung verdrängt, anschließend die Verbindung des Arbeitsraumes mit dem Speicher aufgesteuert und mit zeitlichem Abstand hierzu die Verbindung der Druckleitung mit dem Arbeitsraum gesperrt und schließlich die Kraftstoffzufuhrleitung, gesteuert von einer Steuerkante an dem dieser Leitung zugewandten Ende des Steuerschiebers, für die Haupteinspritzung unmittelbar mit der zur Einspritzdüse führenden Druckleitung verbunden wird, wobei in der durch den Anschlag bestimmten Endlage des Steuerschiebers die Verbindung des Arbeitsraumes mit dem Speicher aufgesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der axiale Abstand des Steuerquerschnitts (15) im Steuerschieber (3) von der Steuerkante (25) am kraftstoffzufuhrleitungsseitigen Ende desselben als auch der axiale Abstand der beiden mit der Druckleitung (12) bzw. der Entlastungsleitung (6) verbundenen Steuerquerschnitte (18, 19) in der Führungsbohrung (17) des Steuerschiebers (3) derart bemessen ist, daß der Steuerschieber (3) bei seinem Rücklauf am Ende der Haupteinspritzung vor der Unterbrechung der unmittelbaren Verbindung von Kraftstoffzufuhrleitung (9) und Druckleitung (12) durch die Steuerkante (25) am Steuerschieber (3) die Verbindung zwischen der Entlastungsleitung (6) und dem Arbeitsraum (11) zumindest vorübergehend sperrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Steuerquerschnitt (15) im Steuerschieber (3) am Ausgang der Radialbohrung (23) als auch die an die Druckleitung (12) bzw. die Entlastungsleitung (6) angeschlossenen Steuerquerschnitte (18, 19) in der Führungsbohrung für den Steuerschieber (3) in Form von Ringnuten ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerschieber (3) und Arbeitsraum (11) zusammen im Gehäuse der Einspritzdüse (2) angeordnet sind.