DE3240554C2 - Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Kraftstoffeinspritzventil für eine BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzventil nach der
Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Kraftstoffeinspritz
ventil bekannt (DE-OS 27 48 407), bei dem eine Dimensionierung des
Ringspaltes fuhr die im Bereich des Spritzlochs austretende Luft
erfolgen soll. Als einzige Verstellmöglichkeit hierfür ist eine
Gewindeverbindung erkennbar, über die das Einspritzventil mit der
Gasführungshülse an deren der Einspritzseite abgewandtem Ende
verbunden ist, wobei jedoch noch die Verwendung von allerdings nicht
näher erwähnten Distanz-Einstellringen erforderlich wäre, da sonst
keine definierte gegenseitige Verstellung von Einspritzventil und
Gasführungshülse zur Einstellung des Ringspaltes erfolgen konnte.
Dies wurde jedoch bei jeder Verstellung des Ringspaltes eine Tren
nung von Einspritzventil und Gasführungshülse erforderlich machen.
Ein derart diskontinuierliches Verfahren ist aufwendig und für eine
Serienfertigung ungeeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftstoff
einspritzventil der eingangs genannten Gattung die Einstellung des
zur Dimensionierung des zugeführten Gases dienenden Ringspaltes auch
für eine Serienfertigung zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird ent
sprechend den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merk
malen gelöst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß zur Einstellung
des Ringspaltes kein Losen und erneutes Fixieren der Gasführungs
hülse erforderlich ist.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung läßt sich dem einzigen
Unteranspruch entnehmen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzanlage mit einem Kraft
stoffeinspritzventil, Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäß ausgestalteten Kraftstoffeinspritzventils, Fig. 3
ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Kraftstoffeinspritzventils.
Bei der in der Fig. 1 beispielsweise dargestellten
Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in
Pfeilrichtung über einen Saugrohrabschnitt 1 in einen konischen
Abschnitt 2, in dem ein Luftmeßorgan 3 angeordnet ist und weiterhin
durch einen Saugrohrabschnitt 4, der andererseits durch eine
willkürlich betätigbare Drosselklappe 5 begrenzt wird, zu einem
Sammelsaugrohr 6 und von dort über einen Saugrohrabschnitt 7 zu
einem oder mehreren Zylindern 8 einer gemischverdichtenden
fremdgezündeten Brennkraftmaschine. Das Luftmeßorgan 3 ist eine quer
zur Strömungsrichtung angeordnete Platte 3, die sich im konischen
Abschnitt 2 des Saugrohres beispielsweise nach einer annähernd
linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge
bewegt, wobei für eine konstante, am Luftmeßorgan 3 angreifende
Rückstellkraft sowie einen konstanten vor dem Luftmeßorgan
herrschenden Luftdruck, der zwischen dem Luftmeßorgan 3 und der
Drosselklappe 5 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt. Das
Luftmeßorgan 3 steuert ein Zumeß- und Mengenteilerventil 10. Zur
Übertragung der Stellbewegung des Luftmeßorgans 3 dient ein mit ihm
verbundener Schwenkhebel 11, der gemeinsam mit einem Korrekturhebel
12 an einem Drehpunkt 13 gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung
das als Steuerschieber 14 ausgebildete bewegliche Ventilteil des
Zumeß- und Mengenteilerventils 10 betätigt. An einer
Gemischregulierschraube 15 läßt sich das gewünschte
Kraftstoff-Luft-Gemisch einstellen. Die dem Schwenkhebel 11
abgewandte Stirnfläche 16 des Steuerschiebers 14 wird von
Druckflüssigkeit beaufschlagt, deren Druck auf die Stirnfläche 16
die Rückstellkraft auf das Luftmeßorgan 3 erzeugt. Die Stirnfläche
16 begrenzt einen Druckraum 39, der über eine Dämpfungsdrossel 38 an
eine Steuerdruckleitung 36 angeschlossen ist, die zu einem
Druckregelventil 42 führt.
Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine Elektrokraftstoffpumpe
19, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 20 ansaugt und über
einen Kraftstoffspeicher 21, einen Kraftstoffilter 22 und eine
Kraftstoffversorgungsleitung 23 dem Zumeß- und Mengenteilerventil 10
zuführt. Ein Systemdruckregler 24 hält den Systemdruck in der
Kraftstoffversorgungsleitung 23 konstant.
Die Kraftstoffversorgungsleitung 23 führt über verschiedene
Abzweigungen zu Kammern 26 des Zumeß- und Mengenteilerventils 10, so
daß die eine Seite einer Membran 27 durch den Kraftstoffdruck
beaufschlagt wird. Die Kammern 26 stehen ebenfalls mit einer Ringnut
28 des Steuerschiebers 14 in Verbindung. Je nach Stellung des
Steuerschiebers 14 öffnet die Ringnut 28 mehr oder weniger
Steuerschlitze 29, die zu je einer Kammer 30 führen, die durch die
Membran 27 von der Kammer 26 getrennt ist. Aus den Kammern 30
gelangt der Kraftstoff über Ventilsitze 31 in Einspritzkanäle 33 zu
den einzelnen Kraftstoffeinspritzventilen 34, die in der Nähe der
Motorzylinder 8 im Saugrohrabschnitt 7 angeordnet sind.
Bei derartigen Niederdrucksystemen ist für eine gute Aufbereitung
des einzuspritzenden Kraftstoffes gerade bei kleinsten
Kraftstoffeinspritzmengen im Leerlauf und niederer Teillast eine
Zerstäubung mittels eines Gases, insbesondere Luft oder Abgas,
notwendig. Als Gasquelle kann beispielsweise Druckluft oder, wie
dargestellt, Luft aus der Atmosphäre dienen, die beispielsweise
stromaufwärts der Drosselklappe 5 vom Saugrohrabschnitt 4 abgezweigt
über eine Luftleitung 61 dem Kraftstoffeinspritzventil 34 zugeführt
wird. Die Luftleitung 61 liegt in der dargestellten Form parallel zu
einem Leerlaufbypasskanal 62 um die Drosselklappe 5 mit einer
gebräuchlichen Leerlaufregulierschraube 63. Der Leerlaufbypasskanal
62 kann auch so ausgestaltet sein, daß er stromabwärts der
Leerlaufregulierschraube 63 nicht in das Saugrohr mündet, sondern in
eine gestrichelt dargestellte Luftleitung 61′, die zu den einzelnen
Kraftstoffeinspritzventilen 34 führt, so daß die über den
Leerlaufbypasskanal 62 strömende Luftmenge an den
Kraftstoffeinspritzventilen 34 zur Aufbereitung des einzuspritzenden
Kraftstoffes dient.
Die Luftleitung 61 konnte auch, wie nicht dargestellt ist, von dem
Saugrohrabschnitt 1 stromaufwärts des Luftmeßorgans 3 abzweigen,
wodurch ein größeres Druckgefälle zum Saugrohrdruck an der
Kraftstoffeinspritzstelle zur Verfügung steht. In ebenfalls nicht
dargestellter Weise könnte die Leitung 61 an das Auspuffsystem der
Brennkraftmaschine angeschlossen sein, so daß zur Aufbereitung des
einzuspritzenden Kraftstoffes Abgas verwendet wird, wodurch auch im
Vollastbereich der Brennkraftmaschine ein ausreichend hoher
Transportdruck zur Verfügung steht.
Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele des
Kraftstoffeinspritzventils 34 zur Aufbereitung des einzuspritzenden
Kraftstoffes mit einem Gas, insbesondere mit Luft.
Das in der Fig. 2 nur teilweise im Schnitt dargestellte
Kraftstoffeinspritzventil 34 eines Ausführungsbeispiels weist einen
Düsenhalter 66 auf, an dessen einem Ende ein Düsenkörper 67
angeordnet und befestigt ist. Der Düsenkörper 67 weist eine zentral
angeordnete Spritzöffnung 68 auf, die einspritzseitig mit einem
Ventilsitz 69 für eine in Kraftstoffströmungsrichtung öffnende
Düsennadel 79 versehen ist. Über einen Flansch 70 ist der
Düsenkörper 67 am Düsenhalter 66 eingespannt und ragt mit einem
Führungsabsatz 71 in einen im Düsenhalter 66 gebildeten Druckraum
72, der mit der Einspritzleitung 33 (Fig. 1) zur
Kraftstoffversorgung in Verbindung steht. Die Befestigung des
Düsenkörpers 67 am Düsenhalter 66 erfolgt durch einen Bördelrand 73,
der den Flansch 70 teilweise umgreift. Den Führungsabsatz 71
umgreifend stützt sich auf dem Flansch 70, eventuell unter
Zwischenlage einer Scheibe 74, eine Schließfeder 76 ab, die in den
Druckraum 72 ragt und deren anderes Ende auf einen Federteller 77
wirkt. Der Federteller 77 hat einen kugelig ausgebildeten mittleren
Bereich 78, an dem die Düsennadel 79 mit einem einen gleichfalls
kugeligen Abschnitt aufweisenden Kopf 80 aufgehängt ist. Die
Düsennadel 79 hat an ihrem dem Düsenkörper 67 zugewandten Ende einen
halbkugelförmig ausgebildeten Schließkopf 81, der an dem die
Spritzöffnung 68 im Düsenkörper 67 durchragenden Ende der Düsennadel
79 ausgebildet ist und mit dem Ventilsitz 69 zusammenwirkt. Die
Düsennadel 79 ist somit pendelnd, den Düsenkörper 67 durchragend
aufgehängt. Dem Druckraum 72 abgewandt ist am Düsenkörper 67 ein
zylindrisch rohrförmiger Düsenkörpervorsprung 82 ausgebildet, der von der
Spritzöffnung 68 zentral durchsetzt wird, an deren Ende der Ventilsitz 69 für die
Düsennadel 79 ausgebildet ist. Der Düsenkörpervorsprung 82 ist mit
einer sich zum Ventilsitz 69 hin verjüngenden Konusfläche 83
versehen, so daß der Düsenkörpervorsprung 82 zum Ventilsitz 69 hin
spitz aus läuft. Der Düsenkörpervorsprung 82 ist bei dem
Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils 34 nach Fig. 2
so kurz und gegenüber der dem Druckraum 72 abgewandten Stirnfläche
85 des Flansches 70 zurückgesetzt ausgebildet, daß er, außen eine
ringnutförmige Ausnehmung 84 im Düsenkörper 67 begrenzend, noch
innerhalb derselben endet.
Zur Aufbereitung des einzuspritzenden Kraftstoffs ist eine
topfförmig ausgebildete Gasführungshülse 87 vorgesehen, die mit
einem zylindrischen Abschnitt 88 zumindest teilweise axial den
Düsenhalter 66 sowie den durch Einbördelung an diesem befestigten
Düsenkörper 67 und letzteren mit einem Bodenteil 89
stirnflächenseitig zumindest teilweise auch noch radial umschließt.
In dem zylindrischen Abschnitt 88 ist in Form einer Innennut
wenigstens ein axialer Gasführungskanal 90 ausgebildet, der
andererseits durch den Umfang des Düsenhalters 66 begrenzt wird und
einerseits mit der Luftleitung 61, 61′ (Fig. 1) in Verbindung steht
und andererseits in einen Gasringkanal 91 mündet, der zwischen der
Ausnehmung 84 bzw. der z. T. konisch verlaufenden Stirnfläche 85 des
Flansches 70 des Düsenkörpers 67 und dem diesen umgreifenden
Bodenteil 89 gebildet wird. Das Bodenteil 89 ist aufgrund des
zurückgesetzt endenden Düsenkörpervorsprungs 82 stark trichterförmig
eingezogen und ansonsten so gestaltet, daß eine zentrale
Durchgangsöffnung 92 des Bodenteils 89 durch den
Düsenkörpervorsprung 82 gerade noch durchragt wird. Zwischen der
Wandung der zum Gasringkanal 91 hin offenen Durchgangsöffnung 92 und
der Konusfläche 83 am Düsenkörpervorsprung 82 wird dabei ein
drosselnder Ringspalt 93 gebildet, in dem die Luftzumessung
erfolgt, d. h. die Umsetzung von Druck in Geschwindigkeit. Durch die
im Bereich der Durchgangsöffnung 92 des Bodenteils der
Gasführungshülse 89 liegende Konusfläche 83 am Düsenkörpervorsprung
82 kann der Querschnitt des Ringspaltes 93 entweder durch axiales
Verschieben der Gasführungshülse 89 oder durch entsprechendes
axiales Verbiegen des Bodenteils 89 geändert werden. Der
Ringspalt 93 soll möglichst dicht in unmittelbarer Nähe des
Ventilsitzes 69 gebildet sein, d. h. wenige 1/10 mm oberhalb des aus
der Spritzöffnung 68 austretenden Kraftstoffstrahls liegen.
Hierdurch wird der über die Spritzöffnung 68 abgespritzte Kraftstoff
unmittelbar nach seinem Austreten aus der Spritzöffnung allseitig
von Luft mit hoher Strömungsgeschwindigkeit ummantelt und
aufbereitet. Aufgrund der trichterförmigen Gestaltung der dem
Düsenkörper 67 abgewandten Fläche des Bodenteils 89 ist außerdem
gewährleistet, daß auch bei fehlender Luftaufbereitung aus der
Spritzöffnung 68 austretender Kraftstoff diese Fläche nicht benetzen
kann.
Das Einspritzventil 34 kann außerdem noch von einer Isolierhülse 95
umgeben sein, die möglichst weitgehend eine Wärmeübertragung auf das
Einspritzventil 34 verhindert. Wie durch Pfeile 96 dargestellt ist,
kann dabei zwischen dem Düsenhalter 66 und der auch die
Gasführungshülse 87 umgreifenden Isolierhülse 95 ein Ringraum 97
gebildet sein, der einerseits mit der Luftleitung 61, 61′ verbunden
ist und zu dem andererseits der bzw. die Gasführungskanäle 90 hin
offen sind.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines
Kraftstoffeinspritzventils 34 mit Kraftstoffaufbereitung durch ein
Gas unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2
lediglich dadurch, daß der Düsenkörpervorsprung 82 so lang
ausgebildet ist, daß er über den Flansch 70 des Düsenkörpers 67
herausragend in die Ebene des nahezu plan ausgebildeten Bodenteils
89 der Gasführungshülse 87 reicht. Hierdurch erübrigt sich die
starke trichterförmige Gestaltung des Bodenteils 89, wobei jedoch
die Wirkungsweise der Aufbereitung des über die Spritzöffnung 68
eingespritzten Kraftstoffes gleich bleibt.
Claims (2)
1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem
Düsenkörper, der, am einspritzseitigen Ende eines Düsenhalters
angeordnet, eine Spritzöffnung aufweist, und mit einer
Gasführungshülse, die mit einem zylindrischen Abschnitt den
Düsenhalter und Düsenkörper axial und letzteren einspritzseitig
außerdem mit einem Bodenteil bis auf eine zentrale
Durchtrittsöffnung radial umgibt, wobei der zylindrische Abschnitt
wenigstens einen auf der Gegenseite vom Einspritzventil begrenzten
axialen Gasführungskanal umschließt, der in einen von der
Einspritzseite des Düsenkörpers und dem Bodenteil der
Gasführungshülse begrenzten Gasringkanal mündet, sowie mit einem die
zentrale Spritzöffnung im Düsenkörper aufnehmenden
Düsenkörpervorsprung, dessen einspritzseitiges Ende in die
Durchgangsöffnung im Bodenteil der Gasführungshülse derart
eintaucht, daß zwischen dem Begrenzungsrand der Durchgangsöffnung im
Bodenteil und einer sich am Ende des Düsenkörpervorsprungs zur
Spritzöffnung hin verjüngend ausgebildeten Konusfläche ein mit dem
Gasringkanal in Verbindung stehender drosselnder
Ringspalt für das somit in unmittelbarer Nähe der
Spritzöffnung aus tretende Gas zur guten Durchmischung mit dem am
Ende des Düsenkörpervorsprungs aus der Spritzöffnung austretenden
Kraftstoffstrahl gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der
zylindrische Abschnitt (88) der Gasführungshülse (87) den
Düsenhalter (66) mit Ausnahme der Bereiche für den oder die axialen
Gasführungskanäle (90) eng umschließt und der Querschnitt des
Ringspaltes (93) für den Gasaustritt im Bereich der Spritzöffnung
(68) entweder durch axiales Verschieben der gesamten
Gasführungshülse (87) auf dem Düsenhalter (66) oder, bei
feststehender Gasführungshülse (87), durch axiales Verformen des
Bodenteils (89) der Gasführungshülse (87) änderbar ist.
2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß über den Ringspalt (93) entweder Luft aus der
Ansaugleitung (4) der Brennkraftmaschine oder Abgas derselben dem
Kraftstoffstrahl zugemischt wird.
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