DE3103324A1

DE3103324A1 - Kraftstoffeinspritzdueseneinheit

Info

Publication number: DE3103324A1
Application number: DE19813103324
Authority: DE
Inventors: Ivor Greenford Middlesex Fenne
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1980-02-02
Filing date: 1981-01-31
Publication date: 1981-12-24
Also published as: SU1098526A3; ES498674A0; IT1135202B; ES8204065A1; FR2475143A1; IT8119367A0; US4346841A; JPS56110557A

Description

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Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED, Great King Street, Birmingham, B19 2XF, England

Bezeichnung der Erfindung: Kraftstoffeinspritzdüseneinhait Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf sins Kraftstoffeinspritzdüseneinheit zur Zuführung von Kraftstoff zu einer durch Druck zündenden Brennkraftmaschine mit einem eine Bohrung umschließenden Gehäuse, einem in der Bohrung verstellbaren Ventilglied, das zur Steuerung des Kraftstoffdurchtrittes durch einen Auslaß in der Bohrung verstellbar ist, mit einem auf das Ventilglied wirkenden Federmittel, das das Ventilglied in eine Stellung zu bringen sucht, in der der Kraftstoffdurchtritt durch den Auslaß verhindert wird, wobei das Federmittel innerhalb einer von dem Gehäuse gebildeten Kammer angeordnet ist, in die Kraftstoff aus dem Bereich des notwendigen Spieles zwischen dem Ventilgliad und der Bohrungswand gelangen kann, wobei ferner Mittal vorgesehen sind, um Kraftstoff aus der Kammer abfließen zu lassen und wobei schließlich das Gehäuse mit ainam Einlaß für den unter Druck stehenden flüssigen Kraftstoff versehen ist, dessen Druck während des Betriebes auf das Ventilglied wirkt, um das Ventilglied entgegen der Wirkung des Fedsrmittels anzuheben.

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Um dem !Kraftstoff, nachdem er sich in dar Kammer gesammelt hat, dan Austritt aus der Kammer zu ermöglichen, ist es in der Praxis üblich, im Gehäuse einen Drainagekanal vorzusehen und im Betrieb diesen Drainagekanal mit einem Drainagesammler zu verbinden. Diese Anordnung ermöglicht ein Abfließen des Kraftstoffes und verhindert so einen Druckaufbau mittels des Kraftstoffes in der erwähnten Kammer, obwohl in manchen Fällen ein Druckanstieg in der Kammer ermöglicht werden sollte, um die Wirkung des Federmittels zu unterstützen.

Die Notwendigkeit der Verbindung zu dem Drainagesammler bringt Montageprobleme im Hinblick auf die Düseneinheit mit sich, insbesondere dann, wenn die Düseneinheiten der Brennkraftmaschine unter der Mitnehmerabdeckung des Ventilantriebes der Brennkraftmaschine angeordnet sind. In diesem Fall ist es notwendig, eine Verbindung zu dem Drainagesammler durch die Mitnehmerabdeckung vorzusehen, um jeglichen Kraftstoff-Leckverlust an der Düseneinheit zu vermeiden, wodurch das Schmieröl der Brennkraftmaschine verdünnt würde.

Es ist bekannt, die vorgenannte Kammer mittels eines Rückschlagventiles zum Kraftstoffeinlaß hin zu entlüften, wobei das Ventil öffnet, wenn der Kraftstoffdruck am Kraftstoffeinlaß unter den Restdruck am Ende der Kraftstoff-Förderung fällt. Der Druck in der Kammer ist dadurch gleich dem Rest-

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druck zuzüglich dem zum öffnen des Ruckschlagventxles benötigten Druck. Da sich der Restdruck während des Betriebes ändern kann, bedeutet das auch, daß der Kammerdruck sich ändern kann. Der Druck in der Kammer wirkt auf das Ventilglied, um die Wirkung des Federmittels zu unterstützen, weshalb auch eine entsprechende Veränderung des zum Anheben des Ventilgliedes benötigten Druckes gegeben sein muß.

Gemäß der Erfindung enthält eine Düseneinheit der gattungsgemäßen Art ein Entlastungsventil mit einem Ventilelement, dessen eine Fläche dem Druck in der vorgenannten Kammer ausgesetzt ist und dessen entgegengesetzte Fläche dem Druck außerhalb der Düseneinheit ausgesetzt ist, wobei ein auf das Ventilelement einwirkendes Federmittel das Ventilelement in der Schließstellung hält, wobei der Druck in der vorgenannten Kammer auf die erstgenannte Fläche des Ventilelementes wirkt, um das Ventilelement in eine Öffnungsstellung zu verstellen und es dem Kraftstoff zu ermöglichen, zum genannten Kraftstoffeinlaß zu gelangen und wobei ein Rückschlagventil vorgesehen ist, durch das Kraftstoff zum Einlaß gelangt und wobei schließlich der Druck zum Verstellen des Ventilelementes in die Öffnungsstellung größer ist als die Summe aus dem maximalen Restdruck am Kraftstoffeinlaß, wenn während das Betriebes die Kraftstoff-Förderung aufgehört

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hat und dem zum öffnen des Rückschlagvsntiles benötigten Druck.

Ein Beispiel einer Kraftstoffdüseneinheit gemäß der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, die eine solche Einheit schematisch darstellt.

Gemäß der Zeichnung ist ein Gehäuse 10 vorgesehen, das eine zylindrische Bohrung 11 umschließt, die eine Kammer 12 fortsetzt. Axial verschieblich ist in der Bohrung ein Ventilglied 13 angeordnet, dessen der Kammer 12 zugekehrtes Ende als F~derwiderlager 14 ausgebildet ist. Das Federwiderlager 14 hält das eine Ende einer gewickelten Druckfeder 15, deren anderes Ende sich an derc dem Federwiderlager 14 abgekehrten Ende der Kammer 12 abstützt.

anderen Ende ist der Durchmesser des Ventilgliedes gegenüber dem Durchmesser des Ventilgliedes im übrigen Bereich verringert und zum Zusammenwirken mit einem einen Kraftstoffauslaß 17 umgebenden Ventilsitz 16 konisch ausgebildet. Im Ventilgehäuse ist außerdem ein Ringraum 18 vorgesehen, der mit einem Kraftstoffeinlaßkanal 19 in Verbindung steht, der im Betriebszustand seinerseits an sine Einspritzpumpe 20 angeschlossen ist. Die Pumpe 20 wird drehzahlabhängig von der zugehörigen Brennkraftmaschine angetrieben.

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Wird im Betriebszustand Kraftstoff unter Druck von der Einspritzpumpe gefördert, so wirkt der Kraftstoff auf dia Stufenfläche des Ventilgliedes 13, um dieses gegen die Wirkung der Feder 15 anzuheben. Danach kann Kraftstoff durch den Auslaß 17 abströmen, wobei das Ventilglied zum Schließen das Ventiles wieder auf dem Sitz zur Auflage kommt, wenn die Kraftstoff-Förderung mittels der Einspritzpumpe beendet wird. Endet die Kraftstoff-Förderung, so fällt der Druck im Kraftstoffeinlaßkanal auf einen Restdruck zurück, so daß das Ventilglied 13 schnall in seine Schließstellung zurückkehrt. Der restliche Kraftstoffdruck ist sehr viel kleiner als der zum Anheben des Ventilgliedes entgegen der Wirkung der Feder 15 benötigte Druck, er ist jedoch bei allen Betriabsdrehzahlsn der Brennkraftmaschine gleich.

Während des Betriebes sickert Kraftstoff entlang dem Spial zwischen dem Ventilglied und der Wand der Bohrung 11, um in die Kammer 12 zu gelangen. Steigt der Kraftstoffdruck in der Kammer 12 auf einen ausreichenden Wert an, so kann das Ventilglied 13 nicht in seine Öffnungsstellung gelangen.

Um den Druck in der Kammer 12 zu steuern, ist ein Entlastungsventil 21 vorgesehen. Dieses Ventil weist ein Ventilelemant auf, das axial in einer Bohrung 23 verstellbar ist, die mit

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einer Kammer 12 in Verbindung steht. Das Vsntilelement hat einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt zur Führung des Ventilelementes in der Bohrung, einen im Querschnitt reduzierten Abschnitt 24, dar mit dar Wand dar Bohrung 23 eine Ringkammer 25 bildet und einen Kopf 26. Bestandteil dss Ventilelementes ist auch noch eine zylindrische Verlängerung 27, die durch die Bohrung 28 hindurch in eine weitere Kammer 29 hineinragt. Diese weitere Kammer 29 steht mit dam Umgabungsbereich dar Düseneinheit in Verbindung und in der Kammer herrscht deshalb Umgebungsdruck. In der Mehrzahl dar Fälle wird dieser Umgebungsdruck Atmosphärendruck sein, er kann jedoch etwas unterhalb dem Atmosphärendruck liegen, wenn die Düseneinheit in ainer Mitnehmarabdeckung der Brannkraftmaschine angeordnet ist und dar abgedeckte Raum mit einem Entlüftungssystem verbunden ist. Auf das Ventilelement 22 wirkt eine Feder 30, die in der weiteren Kammer angeordnet ist und die den Kopf 26 an einan Sitz anlegt, der sich an dem der Kammer 12 abgekehrten Ende der Bohrung 23 befindet, in dem die Bohrung 23 gegenüber dem Kopf 26 leicht konisch erweitert ist.

In dem Ventilelemant 22 ist eina Axialrung 31 angeordnet, die in die Kammer 12 mündet und in den Kopf 26 hineingeführt ist, v/o sie in eine Quarbohrung mündet. Die Ringkammer 25 ist über ein federbelastetes Rückschlagventil 32 mit dam Einlaßkanal 19 verbunden.

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Die von der Feder 30 auf das Ventilelement 22 ausgeübte Kraft ist so bemessen, daß der in der Kammer 12 herrschende Druck über die Summe aus dem maximalen Restdruck in dem Kanal 19 und dam zum öffnen des Rückschlagventiles 32 benötigten Druck hinaus ansteigt. Sobald der Druck in der Kammer auf den durch die Feder 30 bestimmten Wert während des Betriebes ansteigt, wird deshalb das Ventilglied 22 von seinem Sitz abheben, um die Kammer 12 mit der Ringkammer 25 in Verbindung zu bringen.

Erfolgt die Zuführung von Kraftstoff, so wird das Rückschlagventil 32 geschlossen gehalten. Ist jedoch der Druck in dem Kanal 19 auf den Wert des Restdruckes abgefallen, so wird das Rückschlagventil 32 sich öffnen, um einen Kraftstoff-Fluß aus der Kammer 12 in den Kraftstoffeinlaßkanal 19 zu ermöglichen. Das Ventilglied 22 wird sich auf seinem Sitz aufsetzen und das Ventil schließen, wenn der Druck in der Kammer 12 auf den von der Feder 30 bestimmten Wert verringert worden ist. Das Rückschlagventil 32 verhindert, daß Kraftstoff bei Einspritzdruck in die Federkammer 12 gelangt für den Fall, daß das Ventilglied 21 angehoben wird, wenn Kraftstoff durch die Einspritzpumpe 20 gefördert wird.

Auf das eine Ende des Ventilgliedes 22 wirkt der in der Kammer 12 herrschende Druck, während auf dessen anderes Ende der in der Kammer 29 herrschende Druck wirkt, was zu der Tendenz

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führt, daß sich das Vantilglied bsi dem durch die Feder 30
bestimmten Druck von seinem Sitz ständig abzuheben sucht.

Es soll noch darauf hingewiesen warden, daß das Ventilglied mit einer Umfangsnut versehen ist, die einen O-Ring aufnimmt, der mit der Wand der Bohrung 23 zusammenwirkt. Darüberhinaus
ist die Bohrung 28 mit einer Nut versehen, die wiederum einen O-Ring aufnimmt, um eine Dichtung zwischen dar Bohrung 28 und der Verlängerung 27 zu ergeben. Geringe Leckverluste können
sich in dia Kammer 29 hinain argeben, sie werden jedoch so
gering sein, daß sie keinen Einfluß auf den Schniereffekt des Schmieröles der Brennkraftmaschine haben.

Di-s beschriebene erfindungsasmäße Lösung hat den Vorteil, daß dar Druck in dar Kammer 12 über dan Atmosphärendruck ansteigen kann, so daß der Kraftstoffdruck die Wirkung der Feder 15 unterstützen kann, wann diese das Ventilglied in Anlags auf seinem Sitz hält. Das wiederum hat zur Folge, daß die Feder 15 kleiner ausgelegt warden kann als as sonst notwendig ist.

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Claims

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Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED, Great King Street,
Birmingham, B19 2XF, England

Bezeichnung der Erfindung: Xraftstoffainspritzdüseneinheit

Patentanspruchs

Kraftstoffeinspritzdüseneinheit zur Zuführung von
Kraftstoff zu einer durch Druck zündenden Brannkraftmaschine mit einem sine Bohrung umschließenden Gehäuse, einem in dar Bohrung zur Steuerung des Kraftstoff-Flusses durch einen Auslaß verstellbaren Ventilglied, einem Federmittel zur Belastung des Ventilgliedes, um das Abströmen von Kraftstoff durch den Einlaß zu verhindern, in einer Kammer des Gehäuses, in die Kraftstoff aus dem Bereich des notwendigen Spieles zwischen dem
Ventilglied und der Bohrungswand sickern kann, mit
einen Mittel um Kraftstoff aus der Kammer abfließen zu lassen, wobei das Gehäuse einen Einlaß für flüssigen, unter Druck stehendan Kraftstoff bildet, wobei der Kraftstoff druck während des Betriebes auf das Ventilglied wirkt, um dieses entgegen der TJirkung des Federmittels anzuheben, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Abströmen des Kraftstoffes aus der Kammer (12) ein Entlastungsventil (21) aufweist, dessen Ventilelement (22) am einen Ende dem Druck in der Kammer und am entgegen-

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' gesatzten Ende dsm Umgebungsdruck der Düsensinheit ausgasatzt ist, wobei ein Federmittel (30) das V'sntilelemant (22) in seiner Schließstellung hält, wobei der Druck in der Kammer (12) auf das eine Ends dss Ventilslementes v/irkt, um dissss in seine Öffnungsstellung zu bringen, um Kraftstoff zu dam Kraftstoffeinlaß (19) gelangen zu lassen, wobei ein Rückschlagventil (32) vorgesehen ist, durch das Kraftstoff zu dem Einlaß (19) gelangt und wobei schließlich der zum Verstellen des Ventilelementes in die Öffnungsstellung benötigte Druck größer ist als die Summe aus dem maximalen Restdruck am Kraftstoffainlaß (19) nach Beendigung der Kraftstoffzuführung während des Betriebes und dem zum öffnen des Rückschlagventiles (32) benötigten Druck.
2. Kraftstoffeinspritzdüseneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (22) mit einem Kopf (26) zum Zusammenwirken mit einem Sitz während der Schließstellung des Ventilelementes (22) versehen ist, wobei das Ventilelement (22) einen Strömungskanal (31) umschließt, der eine öffnung in die Kammer (12) aufweist und wobei das Ventilelement (22) eine Ringkammer (25) begrenzt, die mit dem Kraftstoffeinlaß (19) verbindbar ist.

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3. Kraftstoffeinspritzdüseneinheit nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (32) im Düsengehäuse (10) angeordnet ist.

4, Kraftstoffeinspritzdüseneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventile lenient (22) an dem der Kammer (12) abgekehrten Ende mit einer Verlängerung versehen ist, zwischen der und deren eigentlichem Ventilelement f22) ein Abdichtmittel angeordnet ist, das zwischen dem Ventilelement und der Wand der das Ventilelement führenden Bohrung (28) wirkt, um die Leckverluste gering zu halten.

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