DE2900783A1

DE2900783A1 - Kraftstoffeinspritzduese fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2900783A1
Application number: DE19792900783
Authority: DE
Inventors: Dorian Farrar Mowbray
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1978-01-11
Filing date: 1979-01-10
Publication date: 1979-07-12
Also published as: SU850023A3; FR2414641A1; JPS5498420A; IT1101350B; ES476311A1; FR2414641B1; IT7831309A0; JPS611625B2; MX147691A; US4186884A

Description

Beschreibungseinleitung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einem von einem Flüssigkeitsdruck zu betätigenden, federbelasteten Ventilglied zur Steuerung des Austrittes des Kraftstoffes aus einer Auslaßöffnung, der der Kraftstoff von einem beim Betrieb mit einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftstoffpumpe verbundenen Einlaß aus zugeführt wird. Die Kraftstoff einspritzdüse, von der die Erfindung ausgeht, soll folgende Merkmale aufweisen.

Der Kraftstoffdruck im Einlaß wirkt auf eine Fläche des Ventilgliedes, um dieses von seinem Sitz abzuheben, wenn Kraftstoff aus der Auslaßöffnung austreten soll;

in einem Zylinder ist ein Kolben gleitend geführt, dessen Querschnitt kleiner ist als die vom Kraftstoff beaufschlagte Fläche des Ventilgliedes; durch eine Leitungsverbindung wird beim Betrieb Kraftstoff zum einen Ende des Zylinders mit einem Druck gefördert, der dem Kraftstoffdruck im Einlaß entspricht;

in der Leitungsverbindung ist ein Rückschlagventil angeordnet, das das Rückströmen von Kraftstoff aus

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dem einen Ende des Zylinders in die Leitungsverbindung verhindert;

es ist ein Verbindungsstück zum Kuppeln des Kolbens . und des Ventilgliedes so vorgesehen, daß der auf den Kolben wirkende Kraftstoffdruck auf das Ventilglied übertragen wird, um den auf das Ventilglied wirkenden Federdruck zu unterstützen, so daß der auf das Ventilglied ausgeübte Schließdruck in dem Maße ansteigt, wie der Druck des dem Einlaß zugeführten Kraftstoffes ansteigt.

Eine Kraftstoffeinspritzdüse mit diesen Merkmalen ist in dar GB-PS 1412413 beschrieben. Bei den beiden dort beschriebenen Ausführungsbeispielen gleitet der Kolben in einem Zylinder, der in einem Ventilkörper gebildet ist. Das Ventilglied ist in einem Düsenkopf angeordnet und dort gegenüber dem Ventilkörper mit einer Hutmutter gesichert. Das Bauteil zum Kuppeln des Kolbens mit dem Ventilglied ist in einem Zwischenraum angeordnet, der mit einer Drainage in Verbindung steht. Die Leitungsverbindung ist im Ventilkörper angeordnet und führt direkt zu dem Zylinder. Leckkraftstoff von hinter dem Kolben gelangt deshalb in den vorgenannten Zwischenraum und von dort in die Drainage. Da Leckkraftstoff während der ganzen Betriebszeit von hinter dem Kolben abfließt, ergibt sich ein spürbarer Kraftstoffverlust. Darüber hinaus, und das ergibt sich aus dem Beispiel gemäß Fig. 2

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der GB-PS 1412413, wurde festgestellt, daß die zwischen dem Ventilkörper und dem Düsenkopf erzeugte Fsstspannkraft eine. Verwindung des Ventilkörpers bewirken kann, die eine solche Größe erreichen kann, daß der Kolben im Zylinder frißt. Ferner führt die Bildung des Zylinders unmittelbar im Ventilkörper dazu, daß bei einer notwendigen Veränderung der Arbeitscharakteristik der Düse Ventilkörper und Kolben ausgewechselt werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzdüse der geschilderten Art so auszugestalten, daß die. geschilderten Nachteile in einfacher Weise und besonders zweckmäßig vermieden werden.

Gemäß der Erfindung weist eine Kraftstoffeinspritzdüse zur Lösung der genannten Aufgabe zusätzlich zu den genannten Merkmalen noch folgende Merkmale auf:

Der Zylinder ist in einem mit einem Flansch versehenen Einsatz in einer Bohrung des Ventilkörpers angeordnet, wobei der Flansch zwischen dem Ventilkörper und dem Düsenkopf eingeklemmt und der Kolben in dem Zylinder angeordnet ist und in einen Teil dieser Bohrung ragt, der dem Düsenkopf abgekehrt ist; Zylinder und Kolben bilden eine Ringnut als Teil der Leitungsverbindung, von der ein weiterer Teil als

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Bohrung im Kolben gebildet ist, die sich zwischen der Ringnut und dem Teil der Bohrung erstreckt, in den der Kolben ragt und die das Rückschlagventil aufnimmt; Leckkraftstoff von der Kolbenrückseite wird in der Ringnut gesammelt und dem Kraftstoffeinlaß zugeführt.

Gsmäß einem weiteren Erfindungsmerkmal waist das Rückschlagventil eine von einer Feder belastete Platte auf, die mit dem Ende des Kolbens innerhalb des Teiles der Bohrung zusammenwirkt, in den der Kolben hineinragt.

Gemäß einsm noch weiteren Merkmal der Erfindung ist der Flansch am einen Ende des Ansatzes angeordnet und erstreckt sich der Kolben in dem Zylinder bis zu einem Bereich, der von dem dem Düsenkopf zugekehrten Ende des Zylinders so weit entfernt ist, wie es der Höhe des Flansches entspricht.

Schließlich wird zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die weiter oben zuerst genannte Bohrung aus zwei Abschnitten besteht, von denen der erste Abschnitt dem Düsenkopf zugekehrt ist und einen größeren Querschnitt als der zweite Abschnitt hat, wobei der erste Abschnitt mit seiner Längsachse gegenüber der Längsachse des Ventilgliedes seitlich versetzt ist und den zylindrischen Einsatz aufnimmt, wobei die Längsachse des Zylinders mit der Längsachse des Ventilgliedes achsgleich angeordnet ist und wobei ein Teil der Leitungsverbindung im Bereich der größeren Wandstärke des Einsatzes angeordnet ist.

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der Bohrung 18,19 hat einen kleineren Querschnitt als der Abschnitt 18 und ist mit seiner Längsachse achsgleich zur Längsachse des Ventilgliedes 16 angeordnet. In dem Abschnitt 18 der Längsbohrung 18,19 ist ein zylindrischer Einsatz 20 angeordnet, der an dem dem Düsenkopf 13 zugekehrten Ende mit einem Radialflansch 21 versehen ist. Der Radialflansch 21 ist zwischen den einander zugekehrten Flächen des Ventilkörpers 10 und des Düsenkopfes 13 eingeklemmt. Sin Kraftstoffkanal 22 erstreckt sich zwischen dem Kraftstoffeinlaß 11 und der Ringnut 17 und ist dabei durch den Ventilkörper 1O, den Flansch 21 und den Düsenkopf 13 hindurchgeführt. Om den Einsatz 20 und den Ventilkörper beim Zusammenbau gegeneinander auszurichten, sind zwei Paßstifte 23 zwischen dem Flansch 21 und dem Ventilkörper 10 angeordnet.

Der Einsatz 20 schließt einen Zylinder 24 ein, dessen Längsachse achsgleich zur Längsachse des Ventilgliedes 16 angeordnet ist und der einen Kolben 25 führt. Der Kolben 25 wirkt mit einem Ansatz 26 des Ventile;liedes 16 zusammen, der sich innerhalb der Bohrung 24 befindet, jedoch einen kleineren Querschnitt hat. Der dadurch bestehende Ringraum ist in eine Drainage 27a über einen Kanal 28a im Ventilkörper und dem Flansch 21 entlüftet. Der Kanal 28a ist in Fig. 1 in gestrichelten Linien dargestellt. Darüber hinaus erstreckt sich der Ansatz 26 in der Bohrung bzw. dem von dieser gebildeten Zylinder 24 so, daß das Ende des Kolbens 25, das mit dem

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Ansatz 26 zusammenwirkt, einen Abstand vom Ende des Zylinders 24 hat, der im wesentlichen der Höhe des Flansches entspricht. Das Ende des Zylinders 24 ist etwas verlängert bzw. erweitert, um den Abstand zu definieren, wodurch beim Aufschrauben der Hutmutter 12 eine etwaige Deformation des Flansches 21 sich nicht als eine entsprechende Deformation des Teiles des Zylinders 24 auswirkt, in dem der Kolben gleitet.

Zwischen den Enden des Kolbens ist eine Umfangsnut 27 angeordnet, die mit einer Bohrung 28 in Verbindung steht, die in Längsrichtung des Kolbens in diesem angeordnet ist und sich zu dem Ende des Kolbens 25 erstreckt, das sich innerhalb des Teiles 19 der Bohrung 18,19 befindet. Die Ringnut 27 steht über einen Kanal 29 im zylindrischen Teil des Einsatzes 20 und über eine Ringnut 30 in der dem Düsenkopf 17 zugekehrten Stirnseite des Flansches 21 mit dem Kanal 22 in Verbindung. Die Ringnut 30, der Kanal 29 und die Bohrung 28 bilden eine Leitungsverbindung zwischen dem Kraftstoffeinlaß 11 und dem Bohrungsabschnitt 19, wobei der Einlaßdruck, d.h. der Kraftstoffdruck im Kraftstoffeinlaß 11 auf den Kolben 25 wirkt, um das Ventilglied 16 gegen seinen Sitz zu drücken.

Der dem Einlaßdruck ausgesetzte Querschnitt des Kolbens ist kleiner als der dem gleichen Einlaßdruck ausgesetzte Querschnitt des Ventilgliedes 16.

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Der Teil des Kolbens 25, der in den Bohrungsabschnitt 19 hineinragt, ist als ein Widerlager 31 für eine gewiegelte Druckfeder 32 ausgebildet. Diese Druckfeder 32 wirkt über den Kolben 25 auf das Ventilglied 16 und legt dieses an seinem Sitz an.

Darüber hinaus umschließt das Widerlager 31 gemäß Fig. 3 ein Rückschlagventil, das eine Ventilplatte 32a aufweist, auf die eine gewickelte Druckfeder 33 einwirkt und die Ventilplatte 32a in Anlage am einen Ende des Kolbens 25 hält. Dieses Ende des Kolbens 25 bildet somit den Sitz für die Ventilplatte 32a, so daß die Kolbenstirnfläche dieses Kolbenendes zusammen mit der Ventilplatte 32a das vom Widerlager umschlossene Rückschlagventil bilden. Gemäß Fig. 4 ist die Ventilplatte 32a vom Außenumfang her eingeschnitten, so daß bei vom Kraftstoffdruck vom Kolben abgehobener Ventilplatte der Kraftstoff in den Bohrungsabschnitt 19 gelangen kann.

Wird im Betrieb der Düsenanordnung am Kraftstoffeinlaß 11 Kraftstoff unter Druck zugeführt, so wirkt der Kraftstoffdruck auf das Ventilglied 16 in der Richtung eines Abhebens des Ventilgliedes 16 von seinem Sitz, so daß Kraftstoff durch die Auslaßöffnung 14 austreten kann. Zusätzlich gelangt Kraftstoff unter Druck durch die Ringnut 30, den Kanal 29 und die Bohrung 28 mittels des Rückschlagventiles in den Bohrungsabschnitt 19. Der auf den Kolben 25 auf diesem Wege

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ausgeübte Druck wirkt dem Abheben des Ventilgliedes 16 von seinem Sitz entgegen und unterstützt die Feder 32 beim Andrücken des Ventilgliedes 16 an seinem Sitz. Mit zunehmendem Kraftstoffdruck wird jedoch ein Punkt erreicht, bei dem der öffnungsdruck, der in der Ringnut 17 auf das Ventilglied 16 wirkt, größer wird als der auf das Ventilglied wirkende Schließdruck aus Kraftstoffdruck und Druck der Feder 32, und das Ventilglied wird von seinem Sitz abgehoben, so daß Kraftstoff in der beschriebenen Weise aus der Auslaßöffnung 14 austreten kann.

Beim Betrieb wird der Druck im oberen Teil des Bohrungsabschnittes 19 auf einem Höchstwert gehalten, und aus dem Bohrungsabschnitt 19 wird entlang dem Kolbenspiel Leckkraftstoff austreten. Dieser Leckkraftstoff wird jedoch in der Ringnut 27 gesammelt und zum Kraftstoffeinlaß 11 zurückgeführt, wenn der Kraftstoffdruck im Kraftstoffeinlaß sinkt, d.h. wenn die Kraftstoff-Förderung durch die Kraftstoffpumpe beendet wird. Der Leckkraftstoff geht also nicht verloren. Leckkraftstoff wird sich durch das Kolbenspiel im Bereich zwischen der Ringnut 27 und dem vorerwähnten Abstand des unteren Endes des Kolbens 27 vom unteren Ende der Bohrung 18,19 sowie zusätzlich durch das Arbeitsspiel zwischen dem Ventilglied 16 und der Bohrung 15 ergeben. Dieser Leckkraftstoff gelangt in den Ringspalt. Dieser Fluß von Leckkraftstoff

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findet jedoch nur bei hohem Druck im Kraftstoffeinlaß statt, und bei Anwendung der beschriebenen Konstruktion gemäß der Erfindung wird dieser Leckkraftstoff bei einer Ventilkonstruktion gemäß der eingangs genannten GB-PS vor dem Verlust bewahrt.

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Leerseite

Claims

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Titel: Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen Patentansprüche

( Iy Kraftstoffeinspritzdüse für Brsnnkraftmaschinen mit Τίχη^ von ~in=n Flüssigkaitsr3ruck zu batätigsnden, f^derbslasteten Vantilglisd zur Steuerung des Austrittes des Kraftstoffes aus einer A.uslaßöffnung, der der Kraftstoff von einsra beim Batri^b rait ainar von der Brsnnkraf tmaschins angetriebenen Kraftstoffpumpe verbundenen Einlaß aus zugeführt wird, gakannzeichnet durch

1.1 dsr Kraftstoffdruck in Einlaß (11) wirkt auf eine Fläche des Vantilglisdes (16), um dieses von seinem Sitz abzuheben, wann Kraftstoff aus der AuslaSöffnung (14) austraten soll;

1.2 ein-=n Zylinder (24), in d-ετι =>in Kolbsn (25) gleitend gaführt ist, dessen Querschnitt kleiner ist als dia von Kraftstoff beaufschlagte Fläche des Ventilgliedes (16);

1.3 eine Leitungsverbindung (27,28,19,30), durch die beim Betrieb Kraftstoff zum einen Ende des Zylinders (24) mit einem Druck gefördert v/ird, der dem Kraftstoffdruck im Einlaß (11) entspricht;

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1.4 ein Rückschlagventil (32a) in der Leitungsverbindung (27-30), das das Rückströmen von Kraftstoff aus dsm ainan End? des Zylinders (24) in di.?. Leitungsverbindung verhindert:

1.5 ein Verbindungsstück (26) zum Kunneln des Kolbans (25) und das Vsntilcrlisdes (16) so, daß der auf den Kolben wirkend« Kraftstoffdruck auf das ^entilalied übertragen wird, um den auf das Vintilgli-?-?. wirksndan Federdruck

(32) zu unterstützen, r.o daß der au^f das Vsntilglied ausgeübt=⁵ Schl.i~ßdruck in d=m ^vla3e ansteigt, wis der Druck d~s dem Einlad (11) zurre führten Kraftstoffes

1.6 der Zylinder (24) ist in ^in^m mit sinen Flansch (21) versehenen Einsatz (20) in einer Bohrung (13,19) des VentilkörOi-.rs (10) ang=ordnit, wobsi d=r Flansch zwischen dsm Ventilkörner und dem Düsenkopf (13) eingeklemmt und dar Kolben (25) in dem Zylinder angeordnet ist und in einen Teil dieser Bohrung ragt, der dam Düsenkopf abgekehrt ist;

1.7 Zylinder (24) und Kolben (25) bilden eina Ringnut (27) als Teil dar Leitungsverbindung (27-30), von der sin weiterer Teil als Bohrung (28) im Kolben gebildet ist, die sich zwischen dar Ringnut und d=m Teil (19) d?.r Bohrung (18,19) gsmKß 1.6 erstreckt, in den der Kolben ragt und die das Rückschlagventil (32a) aufnimmt;

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1.8 Leckkraftstoff von der Kolbenrückseite wird in der Ringnut (27) gesammelt und dem Kraftstoffeinlaß (11) zugeführt.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (21) am einen Ende des Einsatzes (20) angeordnet ist und sich der Kolben (25) in dem Zylinder (24) bis zu einem Bereich erstreckt, der von dsm dem Düsenkopf (13) zugekehrten Ende des Zylinders so weit entfernt ist, wie es der Höhe des Flansches entspricht.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil eine von einer Feder (33) belastete Platte (32a) aufweist, die mit dem Ende des Kolbens (25) innerhalb des Teiles

(19) der Bohrung (18,19) zusammenwirkt, in den der Kolben hineinragt.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (18,19) gemäß Anspruch 1.6 aus zwei Abschnitten besteht, von denen der erste Abschnitt (18) dem Düsenkopf (13) zugekehrt ist und einen größeren Querschnitt als der zweite Abschnitt (19) hat, wobei der erste Abschnitt mit seiner Längsachse gegenüber der Längsachse des Ventilgliedes (16)

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seitlich versetzt ist und den zylindrischen Einsatz (20) aufnimmt, wobei die Längsachse des Zylinders (24) mit der Längsachse des Ventilgliedes achsgleich angeordnet ist und wobei ein Teil (29) der Leitungsverbindung (27-30) im Bereich der größeren Wandstärke des Einsatzes angeordnet ist.

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