DE2914966A1

DE2914966A1 - Elektromagnetisch gesteuerte einspritzduese fuer einspritzsysteme mit kontinuierlicher kraftstoff-foerderung

Info

Publication number: DE2914966A1
Application number: DE19792914966
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Ing Schaffitz
Original assignee: Inst Motorenbau Prof Huber E V
Current assignee: Inst Motorenbau Prof Huber E V
Priority date: 1979-04-12
Filing date: 1979-04-12
Publication date: 1980-10-16
Also published as: DE2914966C2

Description

Elektromagnetisch gesteuerte Einspritzdüse für Einspritzsysteme
mit kontinuierlicher Kraftstoff-Förderung Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse zur phasengerechten Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere in den Brennraum von Dieselmotoren, für Einspritzsysteme mit kontinuierlich fördernder Kraftstoffpumpe.
Sie löst die Aufgabe, den kontinuierlichen Förderstrom der Kraftstoffpumpe in eine Folge von Einspritzungen relativ kurzer Zeitdauer zu unterteilen und die Phasenlage der Einspritzintervalle in die gewünschte Phasenlage zum Arbeitsspiel des zugeordneten Motorzylinders zu bringen.
Anders als bei konventionellen Einspritzsystemen, die Kraftstoff intermittierend komprimieren und einspritzen, kann man den Kraftstoff durch eine kontinuierlich arbeitende Pumpe fördern und dosieren und den Weg des Kraftstoffs durch die Einspritzdüsen durch getrennte Steuerung phasengerecht öffnen oder sperren.
Besonders erleichtert wird diese Steuerung, wenn auf dem Weg des Kraftstoffs von der Pumpe zu jeder einzelnen Düse eine Strömunasdrossel mit nachfolgendem Speichervolumen angeordnet wird, welches während der Einspritzung teilweise entleert und in den Pausen zwischen zwei Einspritzungen wieder aufgefüllt wird.
Der Weg des Kraftstoffs zur Düse kann im Prinzip mit Hydroschaltern bekannter Bauart gesteuert werden. Diese haben jedoch den Nachteil, daß ihre Funktion nicht mit der der Einspritzdüse selbst integriert ist und die bei Dieselmotoren erforderlichen kurzen öffnungsdauern nicht realisierbar sind. Die direkte Steuerung der Düsennadel durch elektromagnetische Impulse, wie sie bei der Niederdruckeinspritzung ins Saugrohr von Ottomotoren (System Bosch) verwendet wird, scheidet bei den für Dieselmotoren erforderlichen Kraftstqffdrücken praktisch aus, da entweder die erforderlichen Schaltkräfte nicht erzielbar sind und/ oder die Steuerung der Einspritzmenge durch die Dauer des elektromagnetischen Impulses wegen zu kurzer öffnungsdauern nicht gelingt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obengenannten Schwierigkeiten dadurch zu vermeiden, daß durch einen elektromagnetischen Schaltimpuls nur relativ geringe Kräfte aufgebracht werden müssen, durch die sehr kleine Massen über sehr kleine Wege bewegt werden, und dadurch nur kleine Strömungsquerschnitte gesteuert werden müssen.
Sie löst diese Aufgabe, indem nach dem Prinzip der Servosteuerung der eigentliche Steuerquerschnitt durch einen Hilfsdruck geöffnet wird und die Einspritzung durch die Düsennadel selbst beendet wird, wenn der Kraftstoffdruck während der Einspritzung auf deren Schließdruck abgefallen ist. Als Hilfsdruck wird dabei der von der Kraftstoff-Förderpumpe selbst erzeugte Druck herangezogen.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Anordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die kontinuierlich fördernde Kraftstoffpumpe 1 wird mit Motordrehzahl oder dazu proportionaler Drehzahl angetrieben und fördert die gesamte Einspritzmenge über einen Sammeldruckraum 2, eine Drossel 3 in den der Einspritzdüse zugeordneten Düsendruckraum 4. Dieser ist parallel an den Hilfssteuerschalter 5 und an den Hauptsteuerschalter 6 angeschlossen. Der Hilfssteuerschalter 5 wird von einem Elektromagneten 7 betätigt. Auf dessen Anker 8 wirkt eine Feder 9. Bei stromlosem Elektromagneten hält diese den ersten Steuerquerschnitt 10 des Hilfssteuerschalters gegen den Kraftstoffdruck im Düsendruckraum geschlossen. In dieser Stellung ist der zweite Steuerquerschnitt 11 des Hilfssteuerschalters geöffnet. In dieser Stellung des Hilfssteuerschalters hält der Druck im Düsendruckraum 4 den Steuerquerschnitt 12 des Hauptsteuerschalters geschlossen. Damit ist der Weg des Kraftstoffs vom Düsendruckraum zur Einspritzdüse 13 gesperrt. Wird der Elektromagnet 7 durch einen Stromimpuls erregt, so wird dessen Anker 8 angezogen, der Steuerquerschnitt 10 gegen die Kraft der Feder 9 geöffnet und gleichzeitig der Steuerquerschnitt 11 geschlossen. Dadurch gelangt der Druck des Düsendruckraums 4 auf den Steuerkolben 14 des Hauptsteuerschalters 6 und öffnet aufgrund der Flächendifferenz zwischen Steuerkolben 14 und Steuerquerschnitt 12 den Steuerquerschnitt 12 des Hauptsteuerschalters. Über diesen strömt Kraftstoff zur Einspritzdüse 13, deren Nadel 15 beim Erreichen des durch die Düsenfeder 16 eingestellten öffnungsdrucks den Einspritzquerschnitt 17 öffnet. Die Einspritzung endet, wenn entweder während der Einspritzung der Kraftstoffdruck im Düsendruckraum auf den Schließdruck der Einspritzdüse abgefallen ist und die Düsennadel den Einspritzquerschnitt schließt, oder am Ende des Stromimpulses im Elektromagneten der Steuerquerschnitt 11 durch die Feder 9 geöffnet und der Steuerquerschnitt 10 wieder geschlossen wird. Dadurch fällt der Druck. unter dem Steuerkolben 14 ab und der Steuerquerschnitt 12 schließt, unterstützt durch die Hilfsfeder 18.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Bei ihr wird die Funktion des Steuerkolbens 14 von der Düsennadel 15 selbst übernommen. Der durch den Steuerquerschnitt 10 des Hilfssteuerschalters 5 beim Öffnen geschaltete Druck wirkt direkt auf die Düsennadel 15, die bei ihrem Anheben den Steuerquerschnitt 12 des Hauptsteuerschalters 6 öffnet. Wird der Steuerquerschnitt 10 geschlossen und der Steuerquerschnitt 11 geöffnet, so schließt der Steuerquerschnitt 12 und der Einspritzquerschnitt 17. Letzterer schließt auch, wenn der Kraftstoffdruck an der Einspritzdüse unter der Düsennadel auf den durch die Düsenfeder 16 bestimmten Schließdruck abgefallen ist.
Fig. 3 zeigt eine Ausführung, in der die Funktion des Hauptsteuerschalters völlig von der Düsennadel 15 übernommen wird.
Wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird der durch den Hilfssteuerschalter 5 geschaltete Druck direkt unter die Düsennadel geleitet. Diese steuert bei ihrem Anheben den durch die in der Düsennadelführung angeordneten Ringnuten 19 und die in der Düsennadel angeordnete Ringnut 20, die Verbindung vom Düsendruckraum 4 zum Einspritzquerschnitt 17. Ansonsten ist die Funktion des Gesamtsystems wie in den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispielen.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1Einspritzdüse mit elektromagnetischer Steuerung und servo-" hydraulischer Betätigung zur Erzeugung intermittierender Einspritzungen bei kontinuierlicher Kraftstoff-Förderung, dadurch gekennzeichnet, daß ein direkt elektromagnetisch betätigtes hydraulisches Hilfssteuerorgan den Kraftstoffeinspritzdruck selbst als Steuerdruck dem hydraulischen Hauptsteuerorgan aufprägt oder von diesem abschaltet, welches den Weg des auf den Einspritzdruck gespannten Kraftstoffs zur federbelasteten Einspritzdüse öffnet oder sperrt, welche (bei geöffnetem Hauptsteuerorgan) bei Erreichen ihres Öffnungsdrucks mit der Einspritzung beginnt und diese beendet, wenn entweder der Schließdruck der Einspritzdüse erreicht wird oder durch das elektromagnetisch betätigte Hilfssteuerorgan das Hauptsteuerorgan wieder geschlossen wird.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Hauptsteuerorgan von der Düsennadel selbst gesteuert wird und der von dem elektromagnetisch betätitn Hilfssteuerorgan gesteuerte Kraftstoffdruck in öffnungsrichtung direkt auf die Düsennadel aufgebracht wird.
3. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel selbst die Funktion des Hauptsteuerorgans übernimmt und bei ihrem Öffnen einen Strömungsquerschnitt für den einzuspritzenden Kraftstoff zum Einspritzquerschnitt freigibt.