DE2947051C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritz­ einrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Vorkam­ mer und einem Hauptbrennraum, mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der DE-AS 11 50 243 ist eine Kraftstoffeinspritzein­ richtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Vorkammer und einem Hauptbrennraum, der im Oberbegriff des Patent­ anspruches 1 beschriebenen Art bekannt.

Bei dieser bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung wird die für das Vorkammer-Einspritzventil vorgesehene ein­ spritzmenge an Kraftstoff von einer Dosiervorrichtung mit einem Pendelkolben bestimmt, der vom jeweiligen, hin­ sichtlich Druckhöhe und -länge von der Drehzahl und Bela­ stung der Brennkraftmaschine abhängenden Einspritzimpuls einer intermittierend arbeitenden Kraftstoffeinspritz­ pumpe in der zum Hauptbrennraum-Einspritzventil führen­ den Druckleitung beaufschlagt wird und der dabei von einer bestimmten Ausgangsstellung aus gegen die Kraft einer Rückstellfeder in einer Führungsbohrung axial ver­ schiebbar ist. Der Pendelkolben steuert dabei als Steuer­ schieber einen von der zum Hauptbrennraum-Einspritzventil führenden Druckleitung abzweigenden und zum Vorkammer- Einspritzventil führenden Druckleitungsabschnitt.

Diese bekannte Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist den Nachteil auf, daß von der seitens der intermittierend ar­ beitenden Kraftstoffeinspritzpumpe bereitgestellten, je nach Drehzahl und Belastung der Brennkraftmaschine unter­ schiedlichen Kraftstoffmenge außer dem geringen Volumen, das für die Bewegung des Pendelkolbens erforderlich ist, auch noch das Volumen für die dem Vorkammer-Einspritzven­ til zuzuführende Kraftstoffmenge abgezweigt werden muß. Abgesehen davon, daß das für die Einspritzung über das Vorkammer-Einspritzventil entnommene Kraftstoffvolumen die Kraftstoffeinspritzpumpe zusätzlich belastet, lassen sich aufgrund der Kraftstoffmengenabzweigung und der steuerschiebeartigen Betätigung des Pendelkolbens uner­ wünschte Abweichungen bei der Aufteilung der in die Vor­ kammer und den Hauptbrennraum eingespritzten Kraftstoff­ mengen kaum vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraft­ stoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Vorkammer und einem Hauptbrennraum der im Oberbe­ griff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art zu schaf­ fen, bei der eine zusätzliche Belastung der Einspritz­ pumpe durch die in die Vorkammer eingespritzte Kraft­ stoffmenge und außerdem unerwünschte Abweichungen bei der Aufteilung der in die Vorkammer und in den Hauptbrennraum eingespritzten Kraftstoffmengen weitgehend vermieden wer­ den.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß ein separater Kraftstoffdruckraum für den nunmehr als Pumpenkolben arbeitenden und durch den Kraft­ stoffdruck in der zum Hauptbrennraum-Einspritzventil füh­ renden Druckleitung hydraulisch angetriebenen Pendelkol­ ben geschaffen ist, der von einer separaten Kraftstoff­ auffüllpumpe in den zwischen den Einspritzphasen liegen­ den Betriebsphasen aufgefüllt wird, läßt sich die Einhal­ tung bestimmter Kraftstoffeinspritzmengenanteile wesent­ lich besser beherrschen. Außerdem wird eine zusätzliche Belastung der Kraftstoffeinspritzpumpe mit den über das Vorkammereinspritzventil eingespritzten Kraftstoffmengen vermieden.

Aus der GB-PS 7 28 697 ist zwar eine Kraftstoffeinspritz­ einrichtung bekannt, bei der ebenfalls ein als Pumpenkol­ ben gegen eine Feder arbeitender, hier als Differential­ kolben ausgebildeter Pendelkolben Anwendung findet, der von einem Kraftstoffvolumen angetrieben wird, das eben­ falls aus einer von einer Kraftstoffeinspritzpumpe zu einem Einspritzventil führenden Druckleitung abgezweigt ist.

Abgesehen davon, daß es sich hier um eine Kraftstoffein­ spritzeinrichtung mit nur diesem einen Einspritzventil handelt, über das auch der Pendelkolben eine vom Hub des­ selben bestimmte Voreinspritzmenge einspritzt, muß auch hier die vom Pendelkolben eingespritzte Voreinspritzmenge wegen Entnahme aus der Druckleitung in nachteiliger Weise von der auf die Haupteinspritzmenge zum Einspritzventil fördernden Kraftstoffeinspritzpumpe zusätzlich bereitge­ stellt werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

Dadurch, daß gemäß Anspruch 2 zweckmäßigerweise der Maxi­ malhub des Pendelkolbens und damit die maximale Ein­ spritzmenge für das Vorkammer-Einspritzventil durch den Abstand zweier einander gegenüberliegender Ventilsitze für eine mit dem Pendelkolben zusammenwirkende Kugel be­ stimmt wird, kann dieser Abstand gemäß Anspruch 3 über eine in den Gehäuseteil eingesetzte Hülse in vorteilhaf­ ter Weise verändert werden und kann lediglich durch Ver­ änderung dieser Abstandshülse eine genaue Anpassung der Einspritzmenge für das Vorkammer-Einspritzventil vorge­ nommen werden.

Gemäß dem im Anspruch 4 erläuterten Ausführungsbeispiel kann der maximale Hub des Pendelkolbens und damit die maximale Einspritzmenge für das Vorkammer-Einspritzventil in einer noch günstigeren Weise verändert, d. h. einge­ stellt werden, in dem der Hub des Pendelkolbens über einen einstellbaren Anschlag begrenzbar ist, der inner­ halb eines T-förmigen Anschlußstückes, das mit dem Ge­ häuse der Dosiervorrichtung verbunden ist, angeordnet und von außen zugänglich ist. In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß eine beidseitige, wenn auch nicht ver­ stellbare Hubbegrenzung des Pendelkolbens durch Anschläge ebenfalls aus der GB-PS 7 28 697 bekannt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch einen Zylinder mit Zylinderkopf einer Brenn­ kraftmaschine mit einer Kraftstoffein­ spritzeinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil der Kraftstoffeinspritzpumpe in Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch eine Dosiervorrichtung in Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine andere Brenn­ kraftmaschine an der die Kraftstoff­ einspritzeinrichtung gemäß der Erfin­ dung angewendet werden kann und

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Dosier­ vorrichtung.

Direkteinspritzung-Ladungsschichtung-Brennkraftmaschinen weisen einen ausgesprochen günstigen Kraftstoffverbrauch und günstige Abgasemissionen bei mittlerer und schwerer Belastung auf, bei geringer Belastung hingegen einen un­ verhältnismäßig hohen Kraftstoffverbrauch. Dieser Gegen­ satz läßt den Schluß zu, daß die Verbrennung der geringen Kraftstoffmenge in dem verhältnismäßig großen Hauptbrenn­ raum schlecht, unvollständig und unwirtschaftlich ist, was durch die Tatsache erhärtet wird, daß die entspre­ chenden Anteile an Kohlenwasserstoffen in den Abgasen der Brennkraftmaschine bei geringer Belastung wesentlich hö­ her liegen als bei schwerer Belastung.

Bei Fremdzündung-Vorkammer-Kraftstoffeinspritzung-La­ dungsschichtung-Brennkraftmaschinen wurde festgestellt, daß bei geringer Belastung eine wesentlich vollständigere Verbrennung der geringen Kraftstoffmengen mit einem ent­ sprechend günstigeren Anteil an Kohlenwasserstoffen in den Abgasen erzielt werden konnte, solange das Volumen der Vorkammer gering war.

Versuche haben gezeigt, daß die Verbrennung in einer Di­ rekteinspritzung-Brennkraftmaschine beschleunigt werden kann, wenn das Kraftstoff-Luft-Gemisch statt durch eine Zündkerze durch einen Flammenstrahl gezündet wird. Aus dieser Beschleunigung der Verbrennung ergeben sich erheb­ liche Verbesserungen im Hinblick auf den Anteil von Koh­ lenwasserstoffen, Kohlenmonoxyd und Stickoxyden in den Abgasen als auch eine Verbesserung im Kraftstoffverbrauch im Hinblick auf die Sicherung einer günstigeren Verbren­ nung von mageren Kraftstoff-Luft-Gemischen ohne die Not­ wendigkeit hohe Luftturbulenzen zu erzeugen. Eine prakti­ sche Schwierigkeit bei der Kombination der beiden Systeme zeigte sich bei der Zuteilung des Kraftstoffes zu den zwei getrennten Einspritzventilen. Es muß hierbei nämlich verhindert werden, daß der in die Vorkammer eingespritzte Kraftstoff vor der Zündung bereits in den größeren Haupt­ brennraum eintritt. Ein brauchbares Verfahren zur Über­ windung dieser Schwierigkeiten besteht darin, daß die Einspritzung des Kraftstoffes in die Vorkammer während des Kompressionstaktes stattfindet.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Kombination von beiden Systemen wird eine bestimmte ge­ ringe Kraftstoffmenge bei etwa 40 bis 80 Grad nach dem unteren Totpunkt in die Vorkammer eingespritzt, während eine Einspritzung von Kraftstoff in den Hauptbrennraum erst nahe dem oberen Totpunkt erfolgt.

Die nachfolgend beschriebenen Kraftstoffeinspritzeinrich­ tungen zeigen einen gangbaren Weg zur Zuteilung des Kraftstoffes auf die Vorkammer und den Hauptbrennraum auf, wobei von einer Kraftstoffeinspritzpumpe 38 mit einem Druckentlastungsventil 48 ausgegangen wird und die Dauer der Kraftstoffeinspritzimpulse zur Steuerung einer Dosiervorrichtung (30) herangezogen werden. Die Kraft­ stoffeinspritzpumpe ist hierbei in Fig. 1 nur grob ange­ deutet und wird nicht in allen Einzelheiten erläutert, da deren Funktion als herkömmlich und dem Fachmann geläufig angesehen werden muß.

In Fig. 1 ist der Zylinderblock 10, die Zylinderbohrung 11 und der Kolben 12 einer Brennkraftmaschine schematisch gezeigt. Im Kolben 12 ist hierbei der wesentliche Teil des Hauptbrennraumes 14 ausgebildet. Die Zylinderbohrung 11 und der Hauptbrennraum 14 werden hierbei vom Zylinder­ kopf 16 abgeschlossen, indem einerseits ein Hauptbrenn­ raum-Einspritzventil 18 mit seiner Halterung 20 für den Hauptbrennraum 14 und andererseits eine Vorkammer 22 mit einem Zündflammenkanal 24, einem Vorkammer-Einspritzven­ til 26 für die Vorkammer und einer Zündkerze 28 angeordnet sind.

Die Versorgung der beiden getrennt angeordneten Ein­ spritzventile 18 und 26 mit Kraftstoff erfolgt hierbei über eine den Kraftstoff direkt dem Hauptbrennkammer-Ein­ spritzventil 18 zuführenden Druckleitung 50 mit ihren vor und hinter der Dosiereinrichtung 30 abgehenden Drucklei­ tungsabschnitten 50′ und 50′′, von denen der eine Druck­ leitungsabschnitt 50′ an die Kraftstoffeinspritzpumpe 38 und der andere Druckleitungsabschnitt 50′′ an das Haupt­ brennraum-Einspritzventil 18 angeschlossen ist, sowie einen an die Druckleitung 50 über die Dosiervorrichtung 30 angeschlossenen und zum Vorkammer-Einspritzventil füh­ renden Druckleitungsabschnitt 112.

Von der Einspritzpumpe 38 sind lediglich die Kurven­ scheibe 40, die Steuerkante an der Zumeßhülse 42 und die Überströmöffnung 44 zu einem Pumpenkolben 46 angedeutet. Die axiale Lage der Zuteilhülse 42 kann hierbei über einen Steuerhebel 52 verändert werden, um die Dauer eines Kraftstoffeinspritzimpulses in die Kraftstoffdruckleitung 50 entsprechend der Belastung und der Drehzahl der Brenn­ kraftmaschine zu verändern.

In Fig. 2 ist das Druckentlastungsventil 48 der Kraft­ stoffeinspritzpumpe 38 vergrößert im Schnitt gezeigt. Dieses Ventil 48 besteht aus einem Ventilgehäuse 54, das auf einer Abstandsscheibe 56 aufsitzt, die an der Verbin­ dungsstelle zweier Kanäle 58 und 60 liegt. Die Abstands­ scheibe 56 weist ein Paar sich schneidender Querbohrungen 62 und eine Mittelbohrung auf. Oberhalb dieser Mittelboh­ rung ist im Ventilgehäuse 54 ein Ventilkörper 64 des Druckentlastungsventiles 48 angeordnet, der mit einem ko­ nischen Sitz 68 gegen einen entsprechenden Ventilsitz 70 im Ventilgehäuse 54 anliegt. Der Ventilkörper 64 des Druckentlastungsventiles 48 weist hierbei einen Schaft­ teil 74 auf, in dem eine Querbohrung 76 und eine Mittel­ bohrung 78 angeordnet ist. Der Ventilkörper 64 ist hier­ bei über eine Feder 80 belastet, der sich an einem topf­ förmigen Deckel 82 abstützt, der im Gehäuse der Kraft­ stoffeinspritzpumpe eingeschraubt ist und über einen Stoffbuchsenring 84 eine Dichtung 86 zusammengepreßt, um das Ventilgehäuse 54 innerhalb der Bohrung im Gehäuse der Kraftstoffeinspritzpumpe abzudichten. Querbohrungen 88 im topfförmigen Deckel 82 stellen hierbei eine Verbindung zwischen dem die Feder 80 aufnehmenden Raum 90 und der Kraftstoffdruckleitung 50 her.

Wird die Steuerkante der Zumeßhülse 42 der Kraftstoffein­ spritzpumpe 38 derart verdreht, daß die Überströmöffnung 44 (Fig. 1) verschlossen wird, so bewirkt die axiale Be­ wegung des Pumpenkolbens 46 eine Druckerhöhung durch die die Kraft der Feder 80 überwunden und der Ventilkörper 64 des Druckentlastungsventiles 48 angehoben wird. Sobald die Querbohrung 76 im Schaftteil 74 des Ventilkörpers 64 aus einer den Schaftteil 74 führenden Mittelbohrung 94 im Ventilgehäuse 54 austauscht, strömt eine bestimmte Kraft­ stoffmenge unter Druck in die Kraftstoffdruckleitung 50.

Bewegt sich die Steuerkante der Zumeßhülse 42 der Kraft­ stoffeinspritzpumpe von der Überströmöffnung 44 weg und der Pumpenkolben 46 beginnt sich in Fig. 2 gesehen nach links zu bewegen, so wird Kraftstoff aus dem Raum 90 über die Querbohrung 76 und die Mittelbohrung 78 im Ventilkör­ per 64 abgesaugt oder zurückgezogen, bis die Kraft der Feder 80 ausreicht, den Ventilkörper 64 wieder in Rich­ tung auf seinen Ventilsitz 88 zu bewegen. Sobald die obere Kante 92 der Querbohrung 76 im Schaftteil 74 die obere Kante der Mittelbohrung 94 im Ventilgehäuse 54 überschreitet, wird ein weiteres Absaugen oder Zurückzie­ hen von Kraftstoff aus dem Raum 90 unterbunden. Der Ven­ tilkörper 64 wird sich jedoch unter der Kraft der Feder 80 weiter nach unten bewegen, bis er mit seinem konischen Sitz 68 gegen den Ventilsitz 70 im Ventilgehäuse 54 an­ liegt. Diese weitere Bewegung des Ventilkörpers 64 führt zu einer weiteren Verringerung des Druckes im Raum 90 und hilft damit ein sogenanntes Nachtropfen an den Einspritz­ ventilen nach erfolgter Einspritzung zu verhindern.

In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung 30 in vergrößertem Schnitt gezeigt. Sie besteht aus zwei Ge­ häuseteilen 100 und 102, durch die sich eine Mittelboh­ rung 104 mit unterschiedlichen Durchmessern erstreckt. Ein erster Kraftstoffeinlaß 106 ist an einem ersten Ge­ häuseteil 102 ausgebildet und wird mit dem von der Kraft­ stoffeinspritzpumpe kommenden Kraftstoffdruckleitungsab­ schnitt 50′ verbunden. Der Kraftstoffeinlaß 106 steht hierbei über eine Bohrung 108 in Verbindung mit der Mit­ telbohrung 104. Die Mittelbohrung 104 im Gehäuseteil 102 steht weiterhin in Verbindung mit einem Kraftstoffauslaß 110, der mit einem zum Einspritzventil 18 des Hauptbrenn­ raumes 14 führenden Kraftstoffdruckleitungsabschnitt 50′′ verbunden wird.

Ein Kraftstoffeinlaß 114 ist an einem zweiten Gehäuseteil 100 ausgebildet und steht über eine Bohrung 116 in Ver­ bindung mit der Mittelbohrung 104. Der Kraftstoffeinlaß 114 wird mit einer Kraftstoffzubringerleitung (nicht ge­ zeigt) verbunden, die einen im wesentlichen konstanten Druck, etwa zwischen 1,55 bar bis 2,40 bar liefert. Die Mittelbohrung 104 im zweiten Gehäuseteil 100 steht über eine Bohrung 128 mit einem zweiten Kraftstoffauslaß 130 in Verbindung, der über einen entsprechenden Kraftstoff­ druckleitungsabschnitt 112 mit dem Einspritzventil 26 für die Vorkammer 22 verbunden wird.

Benachbart dem Kraftstoffeinlaß 114 ist ein in Einlaß­ richtung öffnendes Rückschlagventil 118 angeordnet, das aus einer Kugel 120, einem Ventilsitz 122 und einer die Kugel belastenden Feder 124 im Raum 126 der Mittelbohrung des zweiten Gehäuseteiles 100 besteht.

Benachbart dem Kraftstoffeinlaß 106 im ersten Gehäuseteil 102 ist in einer in der Mittelbohrung eingesetzten Hülse 134 ein Pendelkolben 136 verschiebbar angeordnet. Die Hülse 134 ist hierbei über eine Abstandshülse 140 in Ab­ stand zu einem Sitzteil 139 gehalten, der über das an­ dere, zweite Gehäuseteil 100 verspannt ist. Eine Pendel­ anordnung 132 besteht aus dem Pendelkolben 136, einer Ventilkugel 142, die durch eine Rückstellfeder 144 bela­ stet ist und aus zwei im Abstand gegenüberliegenden Sit­ zen 138 und 154 für die Ventilkugel 142.

Die Einspritzventile funktionieren nach Art von Über­ druckventilen, wobei für das Einspritzventil 26 für die Vorkammer 22 die Kraft der Feder derart ausgelegt ist, daß es bei Kraftstoffdrücken im Bereich zwischen 13,7 und 13,9 bar öffnet, während die Feder des Einspritzventi­ les 18 für den Hauptbrennraum 14 derart ausgelegt ist, daß dieses erst bei Kraftstoffdrücken zwischen 28,2 und 28,8 bar öffnet.

Die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Kraft­ stoffeinspritzeinrichtung ist wie folgt:

Sobald die Kraftstoffeinspritzpumpe 38 über das Druckent­ lastungsventil 48 einen Kraftstoffeinspritzimpuls in die Kraftstoffdruckleitung 50 liefert, gelangt dieser über den Kraftstoffeinlaß 106 in die Dosiervorrichtung 30. Da der Einlaß 106 über die Bohrung 108 unmittelbar mit der Mittelbohrung 104 verbunden ist, gelangt der Kraftstoff­ einspritzimpuls über den Kraftstoffauslaß 110 unmittelbar zum Einspritzventil 18 für den Hauptbrennraum 14 und wirkt gleichzeitig auf das linke Ende 150 des Pendelkol­ bens 136. Dadurch wird der Pendelkolben 136 in Fig. 3 ge­ sehen, nach rechts bewegt und hebt die Ventilkugel 142 vom Sitz 154 ab. Durch weitere Bewegung des Pendelkolbens 136 mit der Ventilkugel 142 nach rechts, wird der Druck im Kraftstoffdruckraum 152 so lange erhöht, bis er den Wert des Einspritzdruckes von 13,7 bis 13,9 bar er­ reicht, bei dem das Vorkammer-Einspritzventil 26 öffnet und Kraftstoff in die Vorkammer 22 einspritzt. Die Dauer der Einspritzung wird hierbei alleine von der Dauer des Kraftstoffeinspritzimpulses bestimmt, der von der Kraft­ stoffeinspritzpumpe 38 in der Kraftstoffdruckleitung 50 erzeugt wird. Ist dieser Kraftstoffeinspritzimpuls bei geringer Belastung der Brennkraftmaschine gering, so wird der Pendelkolben 136 die Ventilkugel 142 nur einen be­ grenzten Weg nach rechts verschieben, wodurch auch nur eine entsprechend geringe Kraftstoffmenge über das Vor­ kammer-Einspritzventil 26 in die Vorkammer 22 einge­ spritzt wird. Ist dieser Kraftstoffeinspritzimpuls bei großer Belastung der Brennkraftmaschine entsprechend groß, so wird der Pendelkolben 136 die Ventilkugel 142 über den gesamten möglichen Weg nach rechts bewegen, bis diese am Sitz 138 zur Anlage gelangt. Damit wird jedoch bereits die maximal mögliche Kraftstoffmenge begrenzt, die für eine Einspritzung über das Vorkammer-Einspritz­ ventil 26 in die Vorkammer 22 vorgesehen ist. Die über­ schüssige Kraftstoffmenge wird hierbei automatisch zum Einspritzventil 18 für den Hauptbrennraum 14 weitergelei­ tet.

Sobald der Kraftstoffeinspritzimpuls in der Kraftstoff­ druckleitung 50 endet und ein Druckabfall auf etwa 0,68 bis 1,37 bar durch das Druckentlastungsventil 48 (siehe Fig. 2) eintritt, wird die Rückstellfeder 144 die Ventilkugel 142 und den Pendelkolben 136 wieder in ihre Ausgangslage zurückführen, wodurch natürlich im Kraftstoffdruckraum 152 auch ein entsprechender Druckabfall eintritt. Infolge dieses Druckabfalles wird das Rückschlagventil 118 unter dem Einfluß des konstanten Druckes am Kraftstoffeinlaß 114 öffnen und die Innenräume der Dosiervorrichtung 30 mit Kraftstoff auffüllen.

Wie aus dem Vorhergehenden zu ersehen ist, ist die dem Einspritzventil 26 für die Vorkammer 22 maximal zugeteilte Kraft­ stoffmenge abhängig von der axialen Länge der Abstands­ hülse 140, die den wirksamen Weg des Pendelkolbens 136 und der Ventilkugel 142 bestimmt. Durch Versuche wurde festgestellt, daß die für die Einspritzung in der Vorkam­ mer 22 erforderliche Kraftstoffmenge zwischen 15 und 50% der Kraftstoffmenge liegt, die erforderlich ist, um die Reibung der Brennkraftmaschine zu überwinden. Das bedeu­ tet, daß unter allen Betriebsbedingungen Kraftstoff so­ wohl über das Einspritzventil 26 in die Vorkammer 22 als auch über das Einspritzventil 18 in den Hauptbrennraum 14 eingespritzt wird und daß der Kraftstofffluß in der Do­ siereinrichtung 30 zunächst in den Kraftstoffdruckraum 152 für das Einspritzventil 26 der Vorkammer 22 und erst hierauf zum Einspritzventil 18 für den Hauptbrennraum 14 erfolgt.

Die Dosiervorrichtung 30 kann ebenso in Verbindung mit Bauformen einer Brennkraftmaschine verwendet werden, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, bei der das Volumen der Vor­ kammer 22′ etwa 20 bis 35% des Gesamtbrennraumes der Brennkraftmaschine beträgt. In einem solchen Fall würde im Leerlauf und bei geringer Belastung Kraftstoff nur in die Vorkammer 22′ eingespritzt und erst bei größerer Be­ lastung würde Kraftstoff auch in den Hauptbrennraum 14′ eingespritzt. Eine solche Anordnung würde sehr niedrige Anteile an Kohlenwasserstoff in den Abgasen bei Leerlauf und geringer Belastung ergeben. Dementsprechend wird im Leerlauf und bei geringer Belastung Kraftstoff nur über die Dosiervorrichtung 30 in die Vorkammer 22′ einge­ spritzt und erst bei größerer Belastung der Brennkraftma­ schine wird Kraftstoff auch in den Hauptbrennraum 14′ eingespritzt.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Dosier­ vorrichtung 30′ gezeigt. Sie besteht aus einem Gehäuse 164 mit einer gestuften Mittelbohrung 166 an die ein T- förmiges Anschlußstück 168 angeschraubt ist. Das T-för­ mige Anschlußstück 168 weist einen Kraftstoffeinlaß 170 von der Kraftstoffdruckleitung 50′ und einen Kraftstoff­ auslaß 172 zum Einspritzventil 18 für den Hauptbrennraum 14 auf. Das Gehäuse 164 ist an seinem dem T-förmigen An­ schlußstück 168 gegenüberliegenden Ende mit einem Kraft­ stoffauslaß 174 für das Einspritzventil 26 der Vorkammer 22 versehen. Das Gehäuse 164 ist weiterhin mit einem An­ schlußstutzen versehen, der einen Kraftstoffeinlaß 182 für eine Kraftstoffzubringerleitung mit konstantem Druck bildet. Innerhalb des Anschlußstutzens ist hierbei wieder ein Rückschlagventil 184 angeordnet, das aus einer Kugel 186, einer die Kugel belastenden Feder 188 und einem Ven­ tilsitzteil 190 gebildet ist. Innerhalb einer in das Ge­ häuse 164 eingesetzten Buchse 162 ist wieder ein Kraft­ stoffdruckraum 176 ausgebildet, der von einem in der Buchse 162 geführten Pendelkolben 192 begrenzt ist und der über Querbohrungen 178 und einer Ringnut 180 in der Buchse 162 in Verbindung mit dem Raum hinter dem Rück­ schlagventil 184 steht. Sobald der Druck im Kraftstoff­ druckraum 176 absinkt, werden die Räume innerhalb der Do­ siervorrichtung 30′ über den Kraftstoffeinlaß 182 mit Kraftstoff unter konstantem Druck aufgefüllt.

Der Pendelkolben 192 weist zwischen zwei Bünden 194 eine Nut 196 auf, in der eine Ringdichtung 198 angeordnet ist. Mit dem rechten Ende des Pendelkolbens 192 ist ein Schaft 200 verbunden, der sich axial durch den Kraftstoffdruck­ raum 176 erstreckt. Der Pendelkolben 192 wird hierbei über eine Rückstellfeder 202 gegen einen einstellbaren Anschlag 204 gedrückt. Der Schaft 200 des Ventilkörpers 192 liegt normalerweise in einem geringen Abstand 216 zu einem Kegelventil 206 als Auslaßventil, das mit einem Ventilsitz in einer Ringscheibe 208 zusammenwirkt und von einer Feder 210 belastet ist. Die Feder 210 stützt sich hierbei an einem Anschlag 212 ab, der einerseits einen Anschlag für eine Bewegung des Kegelventiles 106 bildet und andererseits einen Kanal 214 zur Verbindung mit dem Kraftstoffauslaß 174 aufweist.

Die Funktionsweise dieser Einspritzeinrichtung ist wie folgt:

Sobald in der Kraftstoffdruckleitung 50 ein Kraftstoff­ einspritzimpuls auftritt, wird der Pendelkolben 192 be­ ginnen, sich in Fig. 5 gesehen, nach rechts zu bewegen. Dadurch erhält er den Druck im Kraftstoffdruckraum 176 und kommt nach Überwindung des Abstandes 216 in Anlage gegen das Kegelventil 206 und öffnet dieses. Der im Kraftstoffdruckraum 176 unter Druck stehende Kraftstoff wird hierauf über den Kraftstoffauslaß 174 zum Einspritz­ ventil 26 der Vorkammer 22 geführt. Die Einspritzmenge am Einspritzventil 26 für die Vorkammer 22 wird hierbei ent­ weder vom Kraftstoffeinspritzimpuls in der Kraftstoff­ druckleitung 50 bestimmt oder wenn dieser länger andau­ ert, durch Anschlagen des Kegelventiles 206 gegen den An­ schlag 212 begrenzt. Die bei einer längeren Dauer des Kraftstoffeinspritzimpulses in der Kraftstoffdruckleitung 50 vorhandene Kraftstoffmenge wird hierbei über den Kraftstoffauslaß 172 zum Einspritzventil 18 für den Hauptbrennraum 14 geführt.

Sobald der Kraftstoffeinspritzimpuls in der Kraftstoff­ druckleitung 50 endet, führt der eingetretene Druckabfall dazu, daß der Pendelkolben 192 durch die Rückstellfeder 202 wieder, in Fig. 5 gesehen, nach links bewegt wird. Der hierbei im Kraftstoffdruckraum 176 auftretende Druck­ abfall führt einerseits zum Schließen des Kegelventiles 206 unter Wirkung dessen Feder 210 und andererseits zum Öffnen des Rückschlagventiles 184 unter dem konstanten Druck der Kraftstoffzubringerleitung. Die Bewegung des Pendelkolbens 192 nach links wird hierbei durch den ein­ stellbaren Anschlag 204 begrenzt, der somit den Saug- oder Auffüllhub der Dosiervorrichtung 30′ bestimmt. Der Druck oder Ausstoßhub des Pendelkolbens 192 ist hierbei normalerweise abhängig vom Kraftstoffeinspritzimpuls in der Kraftstoffdruckleitung 50, der maximal wirksame Weg des Pendelkolbens 192 wird jedoch durch den Abstand 216 in Verbindung mit dem Anschlag 212 für das Kegelventil 206 bestimmt.

Aus der vorhergehend erläuterten Funktion ist zu ersehen, daß bei dieser Ausführungsform der Dosiervorrichtung 30′ der Pendelkolben 192 in Verbindung mit dem Kegelventil 206 eine Rücksaugwirkung für das Einspritzventil 26 für die Vorkammer 22 ausübt, so daß auch hier ein sogenanntes Nachtropfen nach der eigentlichen Einspritzung des Kraft­ stoffes vermieden wird.

Anstelle des einstellbaren Anschlages 204 kann hinter dem Pendelkolben 192 auch eine Feder angeordnet werden, wobei dann durch Verändern des Kraftstoffdruckes in der Kraft­ stoffzubringerleitung der Saug- oder Auffüllhub des Pen­ delkolbens 192 und damit die spätere Einspritzmenge für das Einspritzventil der Vorkammer verändert werden kann. Damit ist eine Veränderung der Kraftstoffmenge für das Einspritzventil der Vorkammer unabhängig vom Kraftstoff­ einspritzimpuls in der Kraftstoffdruckleitung 50 möglich.

Claims (4)

1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftma­ schine mit einer Vorkammer und einem Hauptbrennraum, in die der Kraftstoff jeweils über getrennte Ein­ spritzventile unter einem niedrigen Druck in die Vor­ kammer und unter einem demgegenüber höheren Druck in den Hauptbrennraum eingespritzt und das Kraftstoff- Luft-Gemisch in der Vorkammer über eine Zündkerze und im Hauptbrennraum über einen die Vorkammer mit dem Hauptbrennraum verbindenden Zündflammenkanal gezündet wird und mit Kraftstoffdruckleitungen, über die den beiden Einspritzventilen unter Verwendung einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen, intermittierend arbeitenden Kraftstoffeinspritzpumpe der Kraftstoff in unterschiedlicher Menge zugeführt wird, wobei in den von der direkt zum Hauptbrennraum-Einspritzventil füh­ renden Druckleitung abgehenden und zum Vorkammer-Ein­ spritzventil führenden Druckleitungsabschnitt eine Do­ siervorrichtung mit einem vom jeweiligen, hinsichtlich Druckhöhe und -länge von der Drehzahl und Belastung der Brennkraftmaschine abhängenden Einspritzimpuls in der zum Hauptbrennraum-Einspritzventil führenden Druckleitung beaufschlagten und hierbei von einer be­ stimmten Ausgangsstellung aus gegen die Kraft einer Rückstellfeder in einer Führungsbohrung axial ver­ schiebbaren Pendelkolben zwischengeschaltet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der als Kraftstoffverdrängerkolben arbeitende Pendelkolben (136, 192) der Dosiervorrichtung (30, 30′) im Gehäuse derselben einen Kraftstoffdruckraum (152, 176) be­ grenzt, aus dem heraus das Vorkammer-Einspritzventil (26) mit Kraftstoff beliefert wird, und daß der Kraft­ stoffdruckraum (152, 176) über ein in diesen hinein gegen die Kraft einer Feder (124, 188) öffnendes Rück­ schlagventil (118, 185) an eine dem Kraftstoffdruck­ raum (152, 176) in den zwischen den Einspritzphasen liegenden Betriebsphasen Kraftstoff zuführende Kraft­ stoffauffüllpumpe angeschlossen ist.

2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Do­ siervorrichtung (30) aus einem ersten Gehäuseteil (102) mit einem Kraftstoffeinlaß (106) für einen Kraftstoffdruckleitungsabschnitt (50′) von der Ein­ spritzpumpe und einem Kraftstoffauslaß (110) für einen weiterführenden Kraftstoffdruckleitungsabschnitt (50′′) zum Hauptbrennraum-Einspritzventil sowie einem zweiten Gehäuseteil (100) mit einem das Rückschlagven­ til aufweisenden Kraftstoffeinlaß (114) für eine Kraftstoffzubringerleitung der Kraftstoffauffüllpumpe und einem Kraftstoffauslaß (130) für den zum Vorkam­ mer-Einspritzventil führenden Kraftstoffdruckleitungs­ abschnitt (112) besteht und daß in einer im ersten Ge­ häuseteil (102) in einer dem Kraftstoffeinlaß (106) und dem Kraftstoffauslaß (110) benachbart angeordneten Hülse (134) der Pendelkolben (136) geführt ist, der in Anlage mit einer im Kraftstoffdruckraum (152) angeord­ neten Kugel (142) zusammenwirkt, die gegen die Kraft einer zugleich die Rückstellfeder (144) für den Pen­ delkolben (136) darstellenden Feder zwischen zwei ge­ genüberliegenden, den Maximalhub des Pendelkolbens (136) und damit die maximale Einspritzmenge für das Vorkammer-Einspritzventil (26) begrenzenden Sitzen (154, 138) bewegbar ist.

3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden gegenüberliegenden Sitze (154, 138) für die Kugel (142) durch eine Abstandshülse (140) veränderbar ist.

4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Do­ siervorrichtung (30′) ein mit einer gestuften Mittel­ bohrung (166) versehenes Gehäuse (164) aufweist, wel­ ches seitlich mit einem das Rückschlagventil (184) aufweisenden Kraftstoffeinlaß (182) für eine Kraft­ stoffzubringerleitung der Kraftstoffauffüllpumpe und an seinem einen Ende mit einem Kraftstoffauslaß (174) für den zum Vorkammer-Einspritzventil führenden Kraft­ stoffdruckleitungsabschnitt (112) versehen ist sowie an seinem anderen Ende ein T-förmiges Anschlußstück (168) mit einem Kraftstoffeinlaß (170) für einen Kraftstoffdruckleitungsabschnitt (50′) von der Ein­ spritzpumpe (38) und einem Kraftstoffauslaß (172) für einen Kraftstoffdruckleitungsabschnitt (50′′) zum Hauptbrennraum-Einspritzventil (18) trägt, und das in einer in die Mittelbohrung (166) eingesetzten Buchse (162) den durch die Rückstellfeder (202) gegen einen im T-förmigen Anschlußstück (168) angeordneten ver­ stellbaren Anschlag (204) rückführbaren Pendelkolben (192) aufnimmt, der einen in den Kraftstoffdruckraum (176) hineinragenden Schaft (200) aufweist, der in An­ lagestellung des Pendelkolbens (192) am verstellbaren Anschlag (204) einen bestimmten Abstand (216) zu einem einen Kraftstoffdurchlaß vom Kraftstoffdruckraum (176) zum Kraftstoffauslaß (174) für das Vorkammer-Ein­ spritzventil (26) steuernden Kegelventil (206) auf­ weist, das über eine Feder (210) in Schließrichtung zum Kraftstoffdruckraum (176) hin belastet ist und dessen durch den Schaft (200) des Pendelkolbens (192) bewirkter Hub in Öffnungsrichtung durch einen festen, zugleich den maximalen Hub des Pendelkolbens (192) und damit die maximale Einspritzmenge für das Vorkammer- Einspritzventil (26) bestimmenden Anschlag (212) be­ grenzt ist.