DE3151368A1

DE3151368A1 - Brennstoff-einspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE3151368A1
Application number: DE19813151368
Authority: DE
Inventors: Minoru Yokosuka Imajo; Yasuhiko Kamakura Nakagawa; Shoji Yokosuka Tange
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1981-01-20
Filing date: 1981-12-24
Publication date: 1982-08-05
Also published as: JPS57122155A

Description

Brennstoff-Ei nspri tzvorri chtung
Die Erfindung betrifft allgemein eine Brennstoff-Einspritzvorrichtung und insbesondere eine Brennstoff-Einspritzvorrichtung für Direkteinspritzung, bei welcher ein Zurückschlagen: von Hochdruckgasen in die Brennstoff-Versorgung vermieden ist.
Bei einer früher vorgeschlagenen Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist ein hin- und herbewegliches Nadelventil 1 in einer Bohrung .2 im Gehäuse 3 der Einspritzvorrichtung vorgesehen. Dieses Nadel ventil hat einen Plunger 4,.der mit seinem einen Ende verbunden ist. Eine Feder 5 ist zwischen dem einen Ende des Plungers 4 und dem Gehäuse 3 so angeordnet, daß sie das Nadel ventil 1 in eine die Einspritzdüse 6 schließende Stellung vorspannt. Im Gehäuse 3 und um den Plunger 4 herum ist eine Elektromagnetspule 7 angeordnet, die bei Erregung den Plunger 4 entgegen der Vorspannkraft der Feder 5 in Uffnungsrichtung des Nadelventils 1 verschiebt und dadurch eine Fluidverbindung zwischen einer Brennstoff-Speiseleitung8 und der Einspritzdüse schafft.
Diese Anordnung hat den Nachteil, daß bei Anwendung zur direkten Brennstoffeinspritzung die in dem Brennraum am Ende der Kompressionsphase und/oder bei Beginn der Expansionsphase herrschenden sehr hohen Drucke (z. B. Drucke in der Größenordnung von 75 bar) eine ausreichende Kraft auf die Spitze der Ventilnadel ausüben können, um die Vorspannkraft der Feder 5 zu überwinden und das Nadel ventil 1 von seinem Sitz abzuheben. Unter diesen Umstanden kann Gas aus dem Brennraum in die Brennstoff-Speiseleitung zurückschlagen, um Blasen u. dgl. zu bilden, welche eine korrekte Einspritzregelung stören. Ferner kann bei unerwünscht geöffnetem Nadel ventil 1 eine kleine Brennstoffmenge, welche vom Gas verdrängt wird, in die Einspritzvorrichtung gelangen und in den Brennraum tröpfeln und damit die Bildung von Schadstoffen wie HC und CO veranlassen. Zur Vermeidung dieser Nachteile sind gemäß der Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.
Die Erfindung sieht eine Kammer unmittelbar stromaufwärts von der Einspritzdüse der Einspritzvorrichtung vor, wobei die Einlaßöffnung dieser Kammer mittels eines solenoid-betätigten Ventils gesteuert ist und die Auslaßöffnung, d. h. die Einspritzdüse dieser Kammer mittels eines Tellerventils gesteuert ist. Das Tellerventil kann geöffnet werden, wenn ein vorgegebener hydraulischer Druck in der Kammer herrscht, und kann ferner durch den hohen Druck in dem Brennraum geschlossen werden, welchem die Einspritzvorrichtung zugeordnet ist. Somit kann das Tel 1erventil vor Erreichen eines vorgegebenen Druckes im Brennraum, wie er nahe dem Ende der Kompressionsphase und/oder dem Beginn der Expansionsphase herrscht, zur Einspritzung geöffnet werden, jedoch bei Erreichen des erwähnten hohen Druckes im Brennraum sicher geschlossen werden, um ein Lecken von Gas in das Ventil und die Brennstoff-Speiseleitung zu verhindern und ferner zu vermeiden, daß Brennstoff in den Brennraum nachtröpfelt.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine früher vorgeschlagene Brennstoff-Einspritzvorrichtung, die bereits in der Beschreibungseinleitung beschrieben ist; Fig. 2 einen Schnitt durch eine erste Ausführung der Erfindung und Fig. 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführung der Erfindung.
Fig. l zeigt eine erste Ausführung der Erfindung. Dabei ist ein Nadelventil 10 in einer Bohrung 12 angeordnet, welche im Gehäuse 14 der Einspritzvorrichtung ausgebildet ist. Am oberen Ende (gemäß der Zeichnung) des Nadelventils 10 ist ein Plunger 16 befestigt. Zwischen dem Gehäuse 14 und dem Plunger 16 ist eine Feder 18 aufgenommen, welche den Plunger 16 und das Nadel ventil 10 in eine Stellung vorspannt, in welcher das Nadel ventil auf einem um eine Uffnung 22 gebildeten Sitz 20 aufsitzt. Im Gehäuse 14 ist eine Elektromagnetspule 24 um den Hauptteil des Plungers 16 herum angeordnet. Diese Spule ist elektrisch mit einer Anschlußbuchse 26 über eine elektrische Leitung 28 (gestrichelt gezeichnet) verbunden. Eine Brennstoff-Speiseleitung 30, welche mit einer Brennstoff-Einspritzpumpe o. dgl. (nicht gezeigt) kommuniziert, ist im Gehäuse 14 ausgebildet. Diese Speiseleitung steht in Strömungsverbindung mit den Plunger 16 und das Nadelventil 10 durchsetzenden koaxialen Bohrungen 32, 34. Die axiale Bohrung 34 im Nadel ventil endet in einer radialen Bohrung 36, welche mit einer zwischen einem Bund 40 am Nadel ventil 10 und dem Ventilsitz 20 des Nadelventils ausgebildeten Kammer 38 kommuniziert.
Unmittelbar stromaufwärts von der Einspritzdüse 41 ist eine Kammer 42 vorgesehen. Diese Kammer kommuniziert mit der Kammer 38 über die Uffnung 22, so daß bei Erregung der Elektromagnetspule 24 und nachfolgendem Anheben des Nadelventils 10 die Kammer 42 in Strömungsverbindung mit der Brennstoff-Speiseleitung 30 über die Leitungsteile 32, 34,36 und die Kammer 38 gebracht wird.
Die Einspritzdüse 41 ist in einem becherförmigen Teil 46 gebildet, das fest im Spitzenbereich des Gehäuses 14 aufgenommen ist. In der Kammer 42 ist ein Tellerventil 48 aufgenommen. Das gezeigte Tellerventil hat einen Kopf 50, der auf einem an der Außenfläche des becherförmigen Teils 46 ausgebildeten Ventilsitz 52 aufsitzen kann. DerSchaft 54 des Ventils 48 ist mit einem Federsitz oder -halter 56 versehen. Um den Schaft des Tellerventils ist eine Feder 58 angeordnet, welche das Tellerventil 48 in Schließstellung vorspannt. Das eine Ende der Feder 58 liegt am Federsitz 56 an, während das andere Ende an der Innenfläche des becherförmigen Teiles 46 anliegt.
Als Bemessungsbeispiel, das nicht beschränkend sein soll, kann die Kammer 42 5 mm Durchmesser und 18 mm Länge haben; die Feder 18 kann so dimensioniert sein, daß sie das Nadel ventil 10 bis zu einem Druck von etwa 15 bar in der Kammer 38 geschlossen hält, und die Feder 58 kann so dimensioniert sein, daß sie das Tellerventil 48 bis zu einem Druck von etwa 10 bar in der Kammer 42 geschlossen hält.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführung der Erfindung, wobei das Nadelventil 10 durch ein Kugelventil 60 ersetzt ist. Die Kugel 62 des Kugelventils wird in diesem Fall durch den hydraulischen Druck in der Brennstoff-Speiseleitung 30 an Ort und Stelle gehalten, bis die Elektromagnetspule 7 erregt wird, worauf die Kugel 62 von ihrem Sitz 64 abgehoben wird und am Kern 66 der Elektromagnetspule 24 anläuft. Unter diesen Umständen wird unter Druck stehender Brennstoff über die einzige Brennstoff-Speiseleitung 30 und über Radialkanäle 70 um den Ventilsitz 68 am Kern 66 herum gefördert. Aufbau und Wirkungsweise des Tellerventils 48 in der Kammer 42 stromabwärts vom Kugel ventil 60 ist identisch mit der bereits beschriebenen Ausführung und braucht deshalb nicht noch einmal beschrieben zu werden.
Bei dieser Ausführung ist es nicht erforderlich, die Kugel 62 gegen den Ventilsitz 64 vorzuspannen, obwohl eine Feder ähnlich derjenigen beim Nadel ventil 10 der ersten Ausführung vorgesehen sein kann, wenn dies als notwendig erachtet wird. Aufgrund des Aufbaus und der Anordnung des Elektromagnet- und Kugelventils kann die Gesamtlänge der Einspritzvorrichtung einschließlich der Kammer 42 und des Tellerventils im Vergleich zur ersten Ausführung kürzer gehalten werden, so daß die von der Kammer 42 eingenommene zusätzliche Baulänge kompensiert wird.
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Claims

Brennstoff-Einspritzvorrichtung Patentansprüche 0Brennstoff-Einspritzvorrichtung mit einem Gehäuse, in welchem ein erstes Ventil und Mittel zu dessen Uffnen auf ein Steuersignal hin vorgesehen sind, g e k e n n z e i c h n e t, durch eine zusätzliche Kammer (42) mit einer Einlaßöffnung (22) und einer Auslaßöffnung (52), wobei die Einlaßöffnung vom ersten Ventil (10) gesteuert ist, und ein zweites, in der Auslaßöffnung (52) angeordnetes Ventil (48), das normalerweise in Schließstellung vorgespannt ist und öffnet, wenn ein vorbestimmter Druck in der Kammer (42) herrscht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das zweite Ventil (48) in Schließstellung durch den Druck in einem Brennraum vorgespannt ist, welcher die Einspritzvorrichtung zugeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das zweite Ventil ein Tellerventil (48) ist, das mittels einer Feder (58) in Schließstellung vorgespannt ist und einen außerhalb der Kammer (42) gelegenen Kopf (50) aufweistj der in Schließstellung auf der Auslaßöffnung (52) sitzt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das erste Ventil (10) ein Nadel ventil ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e--k e n n -z e i c h n e t, daß das erste Ventil ein Kugelventil (60) ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n -z e i c h ne t, daß die Mittel zum Uffnen des ersten Ventiles eine Elektromagnetspule (24) umfassen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Nadel ventil (10) mittels einer Feder (18) in Schließstellung vorgespannt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Kugelventil (60) vom Druck des der Einspritzvorrichtung zugeführten Brennstoffes in Schließstellung vorgespannt ist.