DE2924056C2 - Brennstoffeinspritzeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzeinrichtung für eine gemischverdichtende Brennkraftmaschine, mit mindestens ei.iem Differenzdruckventil in einem mit einem Haitedruckventil versehenen Steuerdrucksystem und einem mit einem Systemdruckventil versehenen Versorgungssystem, das stromab eines in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern verstellbaren Mengenverteilers über das Differenzdruckventil mit mindestens einer Einspritzdüse in Verbindung steht.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-PS 40 834 bekannt. Bei auslaufendem Motor kann jedoch noch bei bereits abgeschalteter Zündung das den M engen verteiler mechanisch verstellende Luftmengenmeßorgan aus seiner Ruhelage geschwenkt sein, wobei kein Brennstoff zugemessen und eingespritzt werden soll, womit Selbstzündungen vermieden werden. Ferner soll das Leerlaufen der Systeme zum Tank verhindert werden. Die bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß sie zu diesem Zweck drei Ventile aufweist, deren Ventilkörper jeweils getrennt in einem Gehäuse gleitend geführt werden. Es treten Schwierigkeiten

ίο insbesondere bei der Führung der Ventilstößel auf, was dazu führt, daß bei einem Verkanten die Flachsitzventile nicht vollständig dicht schließen. Dadurch kommt es zu einem stärkeren Druckabfall im Versorgungssystem, wodurch sich beispielsweise im warmen Zustand Startschwierigkeiten wegen Dampfblasenbildung ergeben können.

Aus der DE-OS 25 31 766 ist ein Regelorgan mit zwei in Tandemanordnung in einem Gehäuse angeordneten Kolben für diesen Zweck bekannt. Diese Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß beim Start des Motors, d. h. beim Einschalten der Brennstoffpumpe ein hoher Druck erforderlich ist der den den Druck im System bestimmenden Kolben gegen die Kraftwirkung des Haltedrucks und gegen die Kraft der den Systemdruck bestimmenden Feder so weit verschiebt, bis das Haitedruckventil aufgestoßen wird. Derartige Druckspitzen belasten die Brennstoffpumpe und die Batterie eines Fahrzeuges.

Beim Abschalten der Brennstoffpumpe ergibt sich der Nachteil, daß das gesamte Verdrängungsvolumen des Steuerkolbens aus seiner Regelstellung in die Ruhestellung über das Spiel zwischen der Mantelfläche des Kolbens und der Führungsbohrung in die Rücklaufleitung für einen möglichst raschen Druckabbau abfließen muß, um ein Schließen des mechanisch mittels des Kolbens gesteuerten Haitedruckventils zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Brennstoffeinspritzeinrichtung zu schaffen, die ein mit einem Systemdruckventi! zusammenwirkendes Haltedruckventil aufweist, wobei das Systemdruckventil praktisch unmittelbar nach Einschalten der Brennstoffpumpe in die Regelstellung übergehen kann und das Haitedruckventil nach Abschalten der Brennstoffpumpe kruzfristig wirksam wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Brennstoffeinspritzeinrichtung eingangs genannter Art dadurch gelöst, daß die Rücklaufleitungen der beiden Systeme in das Gehäuse eines Regelorgans münden, das einen durch eine Feder belasteten Differenzfiächenkolben aufweist, der eine

so Rücklaufleitung steuert, wobei der Kolben eine mit einer axialen Bohrung versehene Kolbenstange mit einem durch eine Feder belasteten Haitedruckventil und zwei mit Abstand zueinander angeordnete Führungsringe unterschiedlicher Durchmesser aufweist, wobei der zwischen den Führungsringen liegende, mit dem Gehäuse gebildete Raum mit dem Rücklauf des Versorgungssystems und die axiale Bohrung mit dem Rücklauf des Steuerdrucksystems in Verbindung steht und daß der im Durchmesser kleinere Führungsring mit dem Gehäuse und der Kolbenstange einen Ringraum bildet, der über mindestens eine Querbohrung mit der axialen Bohrung der Kolbenstange in Verbindung steht und daß die Kreisringfläche des im Durchmesser größeren Führungsringes vom Druck des Versorgungs-

systems in Öffnungsrichtung des Differenzflächenkolbens beaufschlagbar ist. Durch diese Ausbildung wird lediglich ein Kolben benötigt. Das Haitedruckventil ist nicht mechanisch mit dem Systemdruckventil gekoppelt.

Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß beim Einschalten der Brennstoffpumpe der Kolben den Druck des gehaltenen Brennstoffs erhöht und diese hydraulische Druckänderung das Haltedrvckventil öffnet, so daß der Kolben in seine Regelstellung übergehen kann. Dadurch, daß der gesamte Rücklaufstrom stirnseitig abgeführt wird und die Beaufschlagung des Kolbens mit dem Rücklaufbrennstoff des Versorgungssystems in dem Raum zwischen den beiden Führungsringen erfolgt, ist das beim Abschalten der Brennstoffpumpe sich ergebende Verdrängungsvolumen des Kolbens sehr gering und kann schnell über das Spiel zwischen der Mantelfläche der Führungsringe und der gestuften Führungsbohrung des Gehäuses abgeführt werden. Das Volumen ist deshalb so gering, weil nicht wie bei der bekannten Einrichtung das gesamte durch Kolbenfläche mal Hub gebildete Volumen, sondern lediglich das aus der Differenz der Führungsringkreisflächen mal Hub gebildete Volumen abgeführt werden muß. Die Einrichtung ist so ausgebildet, daß der im Durchmesser kleinere Führungsring mit dem Gehäuse und der Kolbenstange einen Ringraum bildet, der über mindestens eine Querbohrung mit der axialen Bohrung der Kolbenstange in Verbindung steht. Die in Öffnungsrichtung wirksame Kreisringfläche des Führungsringes ist die größere.

Um stets die selbsttätige Einregulierung des Systemdrucks zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die in den Raum zwischen den Führungsringen mündende Rücklaufleitung des Versorgungssystems eine Austrittsbohrung aufweist, deren Durchmesser mindestens doppelt so groß ist, wie die Breite des sie überstreichenden Führungsringes. Als eine Anschlußmöglichkeit ist vorgesehen, daß die Rücklaufleitung des Steuerdrucksystems in dem die Feder aufnehmenden Raum des Gehäuses mündet. Eine zweite besteht darin, daß die Rücklaufleitung in den Ringraum mündet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

In Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern, wie Luftdurchsatz und Saugrohrunterdruck, wird ein Dosierkolben 1 eines Mengenteiler- und Zumeßventils 2 verdreht und öffnet damit mehr oder weniger die Steuerschlitze 3. Die Brennstoffversorgung erfolgt über eine elektrische Brennstoffpumpe 4, die den Brennstoff aus einem Tank 5 ansaugt und durch einen Filter 6 in eine Leitung 7 drückt, die den Mengenteiler 2, einen Steuerdruckregeier 8 und ein Regelorgan 9 zur Regelung des Brennstoffdruckes im Versorgungssystem verbindet. Der im Ventil 2 dosierte Brennstoff gelangt über Leitungen 10 zu den oberen Membrankammern 11 von Differenzdruckventilen 12 und von da zu den Einspritzdüsen 13, die in der Nähe der Einlaßventile des Motors ins Saugrohr münden. In den unteren Membrankammern 14 der Differenzdruckventile 12 wird durch den Druckregler 8 ein jeweils konstanter, jedoch in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern änderbarer Druck erzeugt. Diese Einrichtungen sind bekannt. Damit wird auch der jeweilige Druckabfall an den Steuerschlitzen 3 konstant gehalten. Von den Kammern 14 führt der Steuerdruckkreis durch eine Leitung 15 über eine Drossel 16 und danach drucklos durch das Regelorgan 9 in die Rücklaufleitung 17.

Das Regelorgan 9 weist drei Anschlüsse auf. Die Rücklaufleitung 15 des Steuerdrucksystems und die Rücklaufleitung 18 des Versorgungssystems werden zum Rücklauf 17 zusammengefaßt. Das Organ 9 weist in seinem Gehäuse 19 eine gestufte, axiale Bohrung 20 auf, an derem kleinsten Durchmesser ein Ventilsitz 21 vorgesehen ist Dieser wirkt mit einer Dichtfläche 22 einer Kolbenstange 23 eines Differenzflächenkolbens 24 zusammen, der in der Bohrung 20 angeordnet ist und andererseits von einer einstellbaren Schraube 25 in der Kraftwirkung änderbaren Feder 26 beaufschlagt ist Der Kolben 24 weist zwei Führungsringe 27,28 unterschiedlicher Durchmesser auf. Dadurch werden gegenüber dem Gehäuse 19 zwei Räume 29,30 gebildet, wobei der Raum 29 zwischen den beiden Führungsringen 27, 28 mit der Rücklaufleitung 18 des Versorgungssystems verbunden ist Der Raum 30 kann in einer alternativen Ausführung direkt mit der Rücklaufleitung 15 verbunden sein. Der Kolben 24 weist ferner eine axiale Bohrung 31 in der Kolbenstange 23 auf, in der ein durch eine Feder 32 belastetes Haitedruckventil 33 angeordnet ist, das als Kegelventil oder Plattenventil ausgeführt sein kann. Die axiale Bohrung 31 ist durch Querbohrungen 34 mit dem stromab des im Durchmesser kleineren Führungsringes 27 liegenden Ringraum 30 verbunden.

Bei Einschalten der Pumpe 4 baut sich über die Leitung 7 im Raum 29 zwischen den beiden Führungsringen 27, 28 ein Druck auf, der den Differenzflächenkolben 24 gegen die Kraft der Feder 26 und gegen den Druck des Brennstoffs im Federraum 35 zu bewegen sucht. Hierbei wird der hydraulische Druck in diesem Raum 35 erhöht, was zur Folge hat, daß der Brennstoffdruck auf das Haitedruckventil 33 die Kraft der Feder 32 überwindet und dieses öffnet. Dadurch findet ein Zusammenbruch des Druckes statt und der Kolben 24 wird nach rechts in der Darstellung verschoben, wobei der verdrängte Brennstoff aus dem Raum 35 über die axiale Bohrung 31 der Kolbenstange 23 und die Querbohrungen 34 in den Ringraum 30 abfließt und von dort in die Rücklaufleitung 17 gelangt, da das Ventil 33 unmittelbar nach dem Abheben des Kolbens 24 vom Ventilsitz 21 wieder schließt. Durch die Stellung des Kolbens 24 gegenüber der Kraft der Feder

26 unter Einwirkung des Brennstoffdrucks aus der Leitung 18 wird der Druck im Versorgungssystem bestimmt. Bei Druckschwankungen in der Leitung 7 ergibt sich durch die Beaufschlagung der Kreisringflächen der Führungsringe 27,28 eine Kraftwirkung an der größeren Fläche. Der im Durchmesser kleinere Führungsring 27 überstreicht in der Regelstellung die Austrittsbohrung der Rücklaufleitung 18 zum Raum 29. Die Austrittsbohrung ist ungefähr im Durchmesser doppelt so groß wie die Breite des Führungsringes 27, damit stets Brennstoff den Raum 29 beaufschlagt und stets der überschüssige Brennstoff an dem Führungsring

27 vorbei in den Ringraum 30 und von dort in den Rücklauf 17 gelangen kann. Nach der Drosselstelle zwischen Austritt der Leitung 18 und Führungsring 27 ist der in den Raum 30 gelangende Brennstoff stets drucklos.

Beim Abschalten der Brennstoffpumpe 4 soll der Brennstoffdruck in der Brennstoffeinspritzeinrichtung möglichst schnell unter den Öffnungsdruck der Einspritzventile 13 abfallen, aber einen Wert einhalten, der noch über dem Dampfdruck des Brennstoffs bei heißem Motor liegt, damit ein sicherer Heißstart gewährleistet ist. Beim Abschalten bricht der Druck im Raum 29 zusammen und der Kolben 24 wird durch die Kraft der Feder 26 gegen den Ventilsitz 21 geschoben, der einen Dichtring aufweisen kann. Hierbei wird schnell die Brennstoffmenge verdrängt, die sich aus der Differenz der Kreisringflächen der Führungsringe 27,28 mal Hub

des Kolbens 24 errechnet. Dieses Volumen fließt über das Spiel der Mantelflächen der Führungsringe 27, 28 gegenüber der Bohrung 20 des Gehäuses 19 ab. Der im System gehaltene Brennstoffdruck ist unabhängig von der Kraft der Feder 26, sondern lediglich bestimmt durch die Kraft der Feder 32 des Haltedruckventiis 33. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß der Haltedruck unabhängig ist von dem Systemdruck, der durch die Änderung der Vorspannung der Feder 26 mittels der Schraube 25 eingestellt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Brennstoff einspritzeinrichtung für eine gemischverdichtende Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Differenzdruckventil in einem mit einem Haitedruckventil versehenen Steuerdrucksystem und einem mit einem Systemdruckventil versehenen Versorgungssystem, das stromab eines in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern verstellbaren Mengenverteilers über das Differenzdruckventil mit mindestens einer Einspritzdüse in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitungen (15, 18) der beiden Systeme in das Gehäuse (19) eines Regelorgans (9) münden, das einen durch eine Feder (26) belasteten Differenzflächenkolben (24) aufweist, der eine Rücklaufieitung (17) steuert, wobei der Kolben (24) eine mit einer axialen Bohrung (31) versehene Kolbenstange (23) mit einem durch eine Feder (32) belasteten Haitedruckventil (33) und zwei mit Abstand zueinander angeordnete Führungsringe (27, 28) unterschiedlicher Durchmesser aufweist, wobei der zwischen den Führungsringen (27, 28) liegende mit dem Gehäuse (19) gebildete Raum (29) mit dem Rücklauf (18) des Versorgungssystems und die axiale Bohrung (31) mit dem Rücklauf (15) des Steuerdrucksystems in Verbindung steht und daß der im Durchmesser kleinere Führungsring (27) mit dem Gehäuse (19) und der Kolbenstange (23) einen Ringraum (30) bildet, der über mindestens eine Querbohrung (34) mit der axialen Bohrung (31) der Kolbenstange (23) in Verbindung steht und daß die Kreisringfläche des im Durchmesser größeren Führungsringes (28) vom Druck des Versorgungssystems in Öffnungsrichtung des Differenzflächenkolbens (24) beaufschlagbar ist.

2. Brennstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Raum (29) zwischen den Führungsringen (27, 28} mündende Rücklaufieitung (18) des Versorgungssystems eine Austrittsbohrung aufweist, deren Durchmesser mindestens doppelt so groß ist, wie die Breite des sie überstreichenden Führungsringes (27).

3. Brennstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (15) des Steuerdrucksystems in den die Feder (26) aufnehmenden Raum (35) des Gehäuses (19) mündet.

4. Brennstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (15) des Steuerdrucksystems in den Ringraum (30) mündet.