DE3122883A1

DE3122883A1 - "kraftstoffeinspritzanlage fuer eine brennkraftmaschine"

Info

Publication number: DE3122883A1
Application number: DE19813122883
Authority: DE
Inventors: Thomas 3340 Wolfenbüttel Bader; Georg-Wolfgang Dr. 3170 Gifhorn Schweimer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1981-06-10
Filing date: 1981-06-10
Publication date: 1983-01-05

Description

Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Kraftstoffeinspritzanlagen von Dieselmotoren bestehen in der Regel aus einer Hochdruckpumpe, einem Satz Einspritzventilen mit Einspritzdüsen nebst Haltern sowie einem Satz Leitungen zur Verbindung der Hochdruckpumpe mit den einzelnen Einspritzdüsen. Die Hochdruckpumpe, auch Einspritzpumpe genannt, läuft synchron mit der Nockenwelle des Motors und erzeugt periodisch Hochdruck-Kraftstoffimpulse, durch die der Kraftstoff stoßartig durch die Düsenlöcher der Einspritzdüsen in die Brennräume des Motors gepreßt und dabei zerstäubt wird.
Die Düsenlöcher müssen so klein sein, daß die erforderliche Kraftstoffmenge pro Arbeitstakt des Motors erst mit einem Druck von einigen hundert bar erreicht wird. Je kleiner das Brennraumvolumen ist (kleinere Pkw-Dieselmotoren) oder je feiner die Kraftstoffzerstäubung sein soll (direkt einspritzende Dieselmotoren), desto kleiner müssen die Düsenlöcher ausgeführt sein, zB. mit Durchmessern unter 0,25 mm.
Damit die feinen Düsenlöcher nicht verstopfen durch Späne aus Montage und Verschleiß der Einspritzanlage, werden im Düsenhalter der Einspritzventile Filter angeordnet, die üblicherweise Spaltfilter sind9 doho Vollmetallzylinder enthalten mit einem etwas kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser der Bohrung, in der sie gesteckt sind. Für Einspritzventlle für Ottomotoren ist aus dem DE-GNI 78 31 971, FQ2M 37-00s auch bereits ein becherartiges Filterelement aus Kunststoff mit Siebflächen bekannt Ein weiteres Problem bei durch Druckimpulse im Kraftstoff betätigten Einspritzventilen resultiert daraus, daß die Einspritzpumpe im Idealfall nur einen Druckimpuls, z.B. im Zeitbereich 2 bis 6 ms, pro Arbeitstakt der Maschine erzeugen soIL Durch das Öffnen und Schließen von Ventilen in der Einspritzpumpe und in den Einspritzdüsen werden jedoch unerwünschte Druckschwingungen in der jeweiliegen Kraftstoffleitung erzeugt. Diese unerwünschten Schwingungen werden üblicherweise in tragbaren Grenzen gehalten durch Abstimmung der Leitungslängen und der Vorspannungen der Ventile in Pumpe und Düsen. Eine derartige Abstimmung insbesondere der Leitungslängen ist aber häufige beispielsweise durch konstruktive Gegebenheiten, nur schwer möglich Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs zu scharfen, bei der unerwünschte Druckschwingungen im Kraftstoff ohne zusätzliche Einrichtungen und ohne Eingriffe in die Dimensionierung der Leitungen und Ventile gedämpft werden.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.
Die Erfindung nutzt in vorteilhafter Weise die Eigenschaften eines Werkstoffes, nämlich eines hochporösen Sintermetalis, zur Kombination von Filterung und Schwingungsdämpfung aus Diese Werkstoffe sind einfach form bar, so daß die Herstellung von Stopfen für eine Bohrung, hier der Filterdämpferstopfen in der Bohrung im Düsenhalters keine Schwierigkeiten macht. Diese Werkstoffe sind ferner fest genug, so daß ein Zerfallen durch die ständigen Druckschwingungen nicht auftritt. So beschreiben die DE-OS 27 04 205 und 29 37 745 Filterformkörper aus Sintermaterial, zB. gesintertem Bronzekugelmaterial. Bei hochporösem Sintermetall ist die Filterfeinheit mit wenigen pm wesentlich besser als die von Spaltfiltern, weil auch folienähnliche Teilchen zurückgehalten werden und weil die wirksame Filterfläche groß ist Die Dämpfungswirkung gegen Druckschwingungen ist mit Hilfe der Durchströmbarkeit (Porosität) und der Abmessungen des Filter-Dämpfer-Stopfens einstellbar.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erfindungsgemäß ausgerüstetes Dieselkraftstoffeinspritzventil, teilweise im Längsschnitt, Fig. 2 den zeitlichen Druckverlauf in einer Verbindungsleitung zwischen Hochdruckpumpe und Kraftstoffeinspritzventil, wobei der Filter in dem Ventil als Spaltfilter ausgeführt ist, und Fig. 3 den entsprechenden Druckverlauf bei Verwendung des erfindungsgemäßen Filters.
Betrachtet man zunächst Fig. 1, so wird durch die nicht dargestellte Hochdruckpumpe sowie über eine ebenfalls nicht gezeichnete Leitung gemäß dem Pfeil Kraftstoff mit vorgegebenem, zeitlich variablen Druck dem Einspritzventil 1 zugeführt, das bei direkter Einspritzung in die Wand des Brennraumes, also beispielsweise eines Zylinders, und bei indirekter Einspritzung in das zugehörige Saugrohr eingeschraubt ist Als wesentliche Bestandteile enthält das Einspritzventil 1 den Düsenhalter 2 sowie die Einspritzdüse 3 mit Düsenlöchern 4, deren Anzahl und Durchmesser vom jeweiligen Einsatzfall abhängt.
In die Zulaufbohrung 5 des Düsenhalters 2 ist der Filter- und Dämpferstopfen 6 eingesetzt, der zylinderförmig ist und aus einem Sintermetall, beispielsweise Bronze oder Edelstahl, besteht Porosität und/oder Länge des Sropfens 6 sind so gewählt, daß unerwünschte Druckschwingungen im Kraftstoff in der angeschlossenen9 zur Hochdruckpumpe führenden Leitung auf ein annehmbares Maß gedämpft werden.
Das bedeutet, daß bei unterschiedlich langen Leitungen in der Kraftstoffeinspritzanlage die in die verschiedenen Einspritzventile eingesetzten Stopfen unterschied~ liche Porosität und/oder unterschiedliche Abmessungen besitzen können.
In den Fig. 2 und 3 sind die Verläufe des Drucks p in bar in einer zu einem Einspritzventil führenden Leitung über der Zeit t in ms aufgetragen, und zwar in Fig. 2 bei einem Einspritzventil mit Spaltfilter und in Fig. 3 bei einem EinsprHz ventil mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Filter. Man erkennt, daß bei Verwendung eines Spaltfilters (Fig. 2) sich an den erwünschten, zur Betätigung des Einspritzventils führenden Druckimpuls 20 im Kraftstoff weitere Impulse 21 anschließen> die einen unerwünschten weiteren Kraftstoffzutritt zum Brennraum zur Folge haben können.
Demgegenüber zeigt die entsprechende Kurve in Fig. 3 bei Verwendung des erfindungsgemäßen Filters zeitlich nach dem Betätigungsimpuls 30 praktisch nur noch einen weiteren ausgeprägten Impuls 31, so daß eine erhebliche Dämpfung der Kraftstoffschwingungen in der Leitung gegenüber dem in Fig. 2 betrachteten Fall vorliegt Leerseite

Claims

PATENTANSPEtUCH Q Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer Druckpumpe9 den Brennräumen der Maschine individuell zugeordneten, mit Kraftstoffiltern ausgerüsteten Einspritzventilen sowie Leitungen, die von der Druckpumpe zu den Einspritzventilen fUhren, die durch von der Druckpumpe erzeugte Druckimpulse im Kraftstoff betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstofffilter durch in Zulaufbohrungen (5) der Düsenhalter (2) der Einspritzventile eingesetzte Stopfen (6) aus hochporösem Sintermetall gebildet sind, deren Porosität undloder Abmessungen zwecks Dämpfung von Kraftstoffschwingungen gewählt sind.