DE3041018C2

DE3041018C2 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3041018C2
Application number: DE3041018A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Thoma
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1980-10-31
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1986-03-20
Also published as: IT1138675B; GB2086473B; FR2493408B1; IT8124223A0; FR2493408A1; DE3041018A1; GB2086473A

Description

geräusch erfolgt

Durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen wird für Drosselzapfendüsen, eine äußerst zufriedenstellende Dämpfungswirkung beim Öffnungshub der Düsennadel erzielt, da, abgesehen davon, daß der in der Leckkraftstoffleitung herrschende Förderdruck der Kraftstofförderpumpe der Düsennadel entgegenwirkt, dieser den Federraum sowie den Kraftstoffraum im Einspritzventil auch blasen- und hohlraumfrei macht Denn nach dem Öffnungshub der Düsennadel wird der Druckraum über die drosselnde Scheibe stets satt gefüllt Eine Dämpfung dieser Art wird bei einer Leckkraftstoffleitung, die den Leckkraftstoff üblicherweise dem Kraftstoffbehälter zuführt, nicht erreicht da der Leckkraftstoff lediglich schwerkraftmäßig oder durch Unterdruck in den Druckraum gelangt Hier ist ein Schäumen des Kraftstoffes nicht zu vermeiden.

Als Vorteil ist ferner anzusehen, daß durch die Anordnung des von Motorkenngrößen abhängig arbeitenden Ventiles in der Leckkraftstoffleitung die Dämpfungswirkung bei bestimmten Drehzahl- und Lastbereichen beeinflußt werden kann.

Zwar ist bereits aus der DE-OS 28 01 976 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung bekannt, bei der aus den Drosselzapfendüsen abfließender Leckkraftstoff in einer zum Kraftstoffbehälter führenden Sammelleitung durch eine Drosselvorrichtung gestaut wird, deren Drosseldurchgang in Abhängigkeit von Motorkenngrößen veränderlich ist Eine Dämpfung der Nadelbewegung wird hier jedoch nicht erzielt zumal ein Auffüllen des vom rückwärtigen Ende der Düsennadel begrenzten Kraftstoffraumes durch ein zu diesem hin schließendes Rückschlagventil in der zur Leckkraftstoffsammelleitung hinführenden Abführleitung jeder Einspritzdüse verhindert wird. Vielmehr wird eine steuerbare, die Schließfederkraft jeder Einspritzdüse erhöhende Kraft erzielt, wodurch ohne spezielle Beachtung evtl. vorhandener Koksansätze im Drosselringspalt der Düsen die Einspritzzeit insbesonders bei geringer Last und Drehzahl infolge der sich weniger von ihrem Sitz abhebenden Düsennadel und des sich dadurch ergebenden geringeren Durchflußquerschnitts am Spritzloch verlängert wird.

Vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen, wobei im Zusammenhang mit dem Anspruch 2 noch die aus dem DE-GM 72 25 721 bekannte Trennung von Druckbolzen und Düsennadel zu erwähnen ist

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung die Einspritzeinrichtung einer Diesel· Brennkraftmaschine mit einer an eine Kraftstofförderpumpe angeschlossenen, als Niederdruckleitung ausgebildeten Leckkraftstoffleitung mit einem zwischengeschalteten, den Niederdruck steuernden Ventil,

Fig.2 einen Längsschnitt durch eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einer Leckkraftstoffleitung und dem den Niederdruck in dieser Leitung steuernden Ventil und die

F i g. 3 bis 7 in vergrößerter Darstellung Einzelheiten der Kraftstoffeinspritzdüsen im Schnitt für verschiedene Ausbildungsformen einer die Düsennadelbewegung beim Öffnungshub der Düsennadel dämpfenden Drosselvorrichtung, wobei in den F i g. 3 und 7 jeweils zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele einer Drosselvorrichtung je zur Hälfte dargestellt sind.

Die in F i g. 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine luftverdichtende Brennkraftmaschine besteht im wesentlichen aus einem Kraftstoffbehälter 1, einer Kraftstofförderpumpe 2, einem Filter 3, einer Hochdruckeinspritzpumpe 4, ferner aus Hochdruckleitungen 5, die die Einspritzpumpe 4 mit den Einspritzdüsen 6 verbinden, und aus als Niederdruckleitungen ausgebildeten Leckkraftstoffleitungen 7 und Zuführleitungen 8.

In F i g. 2 ist eine von den baugleichen Kraftstoffeinspritzdüsen 6 gezeigt die im einzelnen aus einem Düsenhalter 9 mit Feuerraum 10 für die sich an einem Federteller 25 abstützende Schließfeder 26, einem Zwischenstück 11 und einem Düsenkörper 12 mit Düsennadel 13 besteht Die Drosselvorrichtung 14 ist hier durch eine drosselnde Scheibe 15 gebildet die mit radialem und axialem Spiel in einer Ausnehmung 16 des Düsenkörpers 12 geführt ist (F i g. 3). Sie ist an ihrer Oberseite geläppt und liegt dichtend an der geläppten Unterseite des Zwischenstückes 11 an.

Die Ventiinadel 13 bildet mit einem Cu uckbolzen 17 eine Einheit wobei der Drackbolzen 17 die Mittelbohrung 18 der drosselnden Scheibe 15 durchsetzt Das Spiel zwischen der drosselnden Scheibe 15 und der Ausnehmung 16 ist erforderlich, um eine Überbestimmung der Führung des Druckbolzens 17 in der Mittelbohrung 18 zu vermeiden (das gilt nur für die auf der linken Hälfte gezeigten Ausführungsbeispiele gemäß Fig.3 und 7).

Die Drosselung der Leckkraftstoffmenge, die sich in einem zwischen der drosselnden Scheibe 15 und der Rückseite 19 der Düsennadel 13 liegenden Druckraum 20 befindet, erfolgt beim Anheben der Düsennadel 13 durch Verdrängen dieser Leckkraftstoffmenge entweder über eine in der drosselnden Scheibe 15 angeordnete Drosselbohrung 21 (linke Hälfte der Fig.3) oder über einen genau abgestimmten Drosselringspalt 22 zwischen Druckbolzen 17 und Mittelbohrung 18 (rechte Hälfte der F i g. 3). Bei Verwendung einer Drosselbohrung 21 muß das Spiel zwischen Druckbolzen 17 und Mittelbohrung 18 sehr klein ausfallen, um die Drosselbohrufig 21 in ihrer Wirkung nicht zu beeinflussen.

Das Einbringen der Leckkraftstoffmenge in den Kraftstoffraum 20 erfolgt vor dem Anheben der Ventilnadel 13 über die Drosselbohrung 21 oder den Drosselringspalt 22 durch den in den Federraum 10 geführten Druck der Kraftstofförderpumpe 2. Dieser Druck wird über die Leckkraftstoffleitung 7 zugeführt. In die Leckkraftstoffleitung 7 ist gemäß F i g. 2 ein Ventil 23 zum Zu- und Abschalten oder Reduzieren des Drucks eingebaut. Damit kann ein Nachfüllen der Leckkraftstoffmenge in den Kraftstoffraum 20 und somit die Dämpfungswirkung ganz oder teilweise aufgehoben werden. Dies ka.'ii erforderlich werden, wenn eine Öffnungsdämpfung bei hoher Drehzahl und Last nicht erwünscht ist, da sie zu einer unzulässig langen Einspritzung und damit zur Verschlechterung der Motorwerte führen kann. Die Zu- und Abschaltung oder Reduzierung kann gesteuert werden diirch Drehzahl und/oder Last und/ oder Temperatur.

In Fig.4 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Dämpfung durch eine Drosselbohrung 24 in dem Zwischenstück 11' erfolgt. Dabei wird der in eiesem Fall von der Düsennadel 13 getrennte Druckbolzen 17 im Zwischenstück 11.' dichtend geführt Der Druckbolzen 17 bildet mit dem Federteller 23 der in dem Federraum 10 angeordneten Schließfeder 26 eine Einheit. Die drosselnde Scheibe wird somit bei dieser Ausführung durch das Zwischenstück 11' selbst gebildet.

Der Drosselquerschnitt für die Dämpfung kann auch hergestellt werden durch eine an dem Druckbolzen 17 vorgesehene Abflachung 27 (Fig.5 und Fig.6), die in Längsrichtung der Düsennadel 13 verläuft. Durch die Länge der Abflachung ist der Druckraum 20 mit dem Federraum 10 ständig verbunden. In F i g. 7 ist eine Anordnung gezeigt, bei der die Drosselvorrichtung 14 der aus F i g. 3 entspricht, bei der jedoch der Druckbolzen 17 gestuft ausgebildet ist. Der im Durchmesser kleiner ausgebildete Bolzenteil 28 ist mit der Ventilnadel 13 direkt verbunden und in seiner Länge so bemessen, daß durch ihn nach Durchlaufen eines bestimmten Hubes der Düsennadel 13 ein größerer Querschnitt freigegeben wird. Dadurch ergibt sich sozusagen eine Abschaltung der Dämpfung während des Nadelhubes bzw. die Dämpfung wird für einen Teil der Einspritzung aufgehoben.

Bei Verwendung einer mit radialem und axiaiem Spie! in der Ausnehmung 16 des Düsenkörpers 12 angeordneten drosselnden Scheibe 15 mit Drosselbohrung 21 muß, wie in F i g. 7 links dargestellt, der kleinere Bolzenteil 28 des Druckbolzens 17 mit Führungsrippen 29 versehen sein, die ein störungsfreies Eintauchen des größeren Bolzenteils 30 in die Mittelbohrung 18 gewährleisten. Führungsrippen sind bei der Ausführung mit dem Drosselringspalt (Fig. 7 rechts) nicht erforderlich, da die Drosselplatte 15 in der Ausnehmung 16 des Düsenkörpers 12 ohne radiales Spiel angeordnet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 deten Drosseldurchgang nach einem der Ansprüche Patentansprüche: 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbolzen (17), stufig ausgebildet, mit einem düsennadelsei-

1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine luftver- tigen, im Durchmesser kleineren Bolzenteil (28) verdichtende Brennkraftmaschine mit einer in einem 5 sehen ist, dessen axiale Erstreckung so bemessen ist, Düsenkörper einer Einspritzdüse geführten, durch daß der schließfederseitig anschließende, im Durchden Druck des von einer Hochdruckeinspritzpumpe messer größere Bolzenteil (30) nach dem Abheben zugeführten Kraftstoffs entgegen der Kraftstoff- der Düsennadel (13) von ihrem Sitz aus der tektelströmungsrichtung und entgegen der über einen Fe- bohrung (18) austaucht, und daß in Verbindung mit derteller und einen Druckbogen übertragenen io einer Drosselbohrung (21) als Drosseldurchgang, ei-Kraft einer in einem Federraum in einem mit dem nem fest mit der Düsennadel (13) verbundenen Düsenkörper verbundenen Düsenhalter angeordne- Dnickbolzen (17) und Anordnung der als Scheibe ten Schließfeder von ihrem Sitz abhebenden Düsen- (15) ausgebildeten Drosselvorrichtung mit neben nadel deren Rückseite einen über eine Drosselvor- axialem auch radialem Spiel in der Ausnehmung (16) richtung mit dem Federraum verbundenen Kraft- is im Düsenkörper (12) der im Durchmesser kleinere Stoffraum begrenzt, aus dem beim Öffnungshub über Bolzenteil (28) in Verlängerung des im Durchmesser einen Drosseldurchgang der als vom Druckbolzen in größeren Bolzenteils (30) mit Führungsnppen (29) einer Mittelbohrung durchsetzte Scheibe ausgebil- versehen ist (F i g. 7).
deten Drosst^/orrichtung Kraftstoff in den Federraum verdrängt und in den beim Schließhub der Na- 20

del Kraftstoff wieder aus dem Federraum zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ·.-. der Federraum (10) der als Drosselzapfendüse aus- Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffemspritzeinnchgebildeten Einspritzdüse (6) über eine als Nieder- tung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. druckleitung ausgebildete Leckkraftstoffleitung (7) 25 Eine derartige Kraftstoffeinspritzemnchtung mit einer an eine zugleich die Hochdruckeinspritzpumpe (4) in der Einspritzdüse a«f der Rückseite der Düsennadel versorgende Kraftstofförderpumpe (2) angeschlos- liegenden Drosselvorrichtung ist durch die GB-PS sen ist, daß ferner in der Niederdruckleitung ein den 11 10 102 bekannt Bei dieser Einspritzdüse handelt es Druck in dieser Leitung in Abhängigkeit von Motor- sich um eine Lochdüse mit Spritzlöchern, die Üblicherkenngrößen steuerndes Ventil (23) angeordnet ist, 30 weise für Direkteinspritzmotoren vorgesehen ist und und daß schließlich in der Einspritzdüse der Drossel- mit der durch die Anordnung von durch die Drosselvordurchgang der als Scheibe (15, 11') ausgebildeten richtung gebildeten Teildrosselquerschnitten eine Drosselvorrichtung entwedei durch eine Drossel- Dämpfung der Nadelbewegung erreicht werden soll, bohrung (2t 24) in der Scheibe (»5,11') oder einen um eine Verformung der Düsennadel und des Anschlags Droc^lrmtfs'nalt (22) zwischen Druckbolzen (17) 35 zu vermeiden. Dabei wird der von der Nadelrückseite und Mittelbohrung (18) oder eine in Längsrichtung begrenzte Kraftstoffraum (Fig.3) bei der bekannten der Düsennadel (13) verlaufende Abflachung (27) am Einspritzdüse lediglich mit Leckkraftstoff versorgt, der Druckbolzen (17) im Bereich der diesen auf seinem im Führungsbereich der Düsennadel ,hindurchleckt und übrigen Umfang dichtend führenden Mittelbohrung der über die Drosselvorrichtung dem üblicherweise an (18) gebildet wird. 40 ^eine drucklose Leckkraftstoffleitung angeschlossenen 2 Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, Federraum zugeführt und aus diesem wieder rückgedadurch gekennzeichnet, daß der Druckbolzen (17) führt bzw. rückgesaugt wird. Durch die Hubbewegunvon der Düsennadel (13) getrennt und mit dem Fe- gen der Düsennadel und die auftretenden Druckverhältderteller (25) für die Schließfeder (26) baueinheitlich nisse ist dabei ein Schäumen des Kraftstoffs nicht zu zusammengefaßt ist (F i g. 4,5). 45 vermeiden, was für die Dämpfungswirkung der Dämp-

3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem als fungsvorrichtung nachteilig ist, zumal sie von Nadelhub Drosselbohrung oder Drosselringspalt ausgebilde- zu Nadelhub auch unterschiedlich ausfallen dürfte.

ten Drosseldurchgang nach Anspruch 1 oder 2 und Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesonmit einem zwischen Düsenhalter und Düsenkörper dere für Nebenkammermotoren, durch einfache Maßangeordneten Zwischenstück, dadurch gekennzeich- 50 nahmen bei der Einspritzeinrichtung der eingangs benet, daß die als Scheibe (15) ausgebildete und mit schriebenen Art die Dämpfungswirkung der Dämpaxiälem Spiel in einer Ausnehmung (16) im Düsen- fungsvorrichtung in der Einspritzdüse bei der Öffnungskörper (12) angeordnete Drosselvorrichtung beim bewegung der Düsennadel speziell für spntzlochseitig Öffnungshub der Düsennadel (13) an der dieser zu- mit einem zu Koksansatz neigenden Drosselringspalt gewandten Seite des Zwischenstücks (11) dichtend 55 versehene Drosselzapfendüsen zu verbessern und die anliegt(Fig.3). Dämpfungswirkung bei hoher Drehzahl und Last ge-

4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem als steuert zu reduzieren oder gar aufzuheben.
Drosselbohrung ausgebildeten Drosseldurchgang Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im nach Anspruch 1 sowie Anspruch 2 und mit einem Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen zwischen Düsenhalter und Düsenkörper angeordne- 60 Merkmale gelöst.

ten Zwischenstück, dadurch gekennzeichnet, daß die Nach längerem Betrieb wird häufig der Drosselring-Drosselbohrung (24) in dem selbst als Drosselvor- spalt bei Drosselzapfendüsen durch Koksansatz stark richtung dienenden Zwischenstück (H') angeordnet verringert. Dadurch baut sich vor der Verengung bzw. und der Druckbolzen (17) in der im Zwischenstück dem Querschnitt ein höherer Druck auf, der die Nadel (W) ausgebildeten Mittelbohrung (18) dichtend ge- 65 des Einspritzventils schnell aus dem Drosselbereich herführt ist(Fi g. 4). ausdrückt, wodurch sofort der sehr viel größere Haupt-

5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem als querschnitt geöffnet wird und demzufolge eine kurze Drosselbohrung oder als Drosselringspalt ausgebil- Einspritzung mit nachteiligem hohem Verbrennungs-