DE3325451A1

DE3325451A1 - Kraftstoffeinlassventil fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3325451A1
Application number: DE19833325451
Authority: DE
Inventors: Ivor North Greenford Middlesex Fenne
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1982-07-15
Filing date: 1983-07-14
Publication date: 1984-01-19
Also published as: IT8321365A1; JPS5923059A; IT1163413B; ES522986A0; IT8321365A0; ES8404733A1; US4524799A; FR2530292B1; FR2530292A1

Description

L 66 P 290

Anmelder; LUCAS INDUSTRIES pie

Great King Street, Birmingham B 19 2XF, England

Bezeichnung der

Erfindung; Kraftstoffeinlaßventil für Brennkraftmaschinen

Beschreibung;

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einlaßventil für die Verwendung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von durch Druck zündenden Brennkraftmaschinen.

Einlaßventile sind bei Kraftstoffeinspritzsystemen von durch Druck zündenden Brennkraftmaschinen allgemein üblich. Sie sind im oder nahe dem Auslaß einer Kraftstoffeinspritzpumpe bzw. am stromaufwärtigen Ende einer Leitung angeordnet, die den Auslaß der Pumpe mit einer Einspritzdüse verbindet. Dabei ist es üblich, eine vorbestimmte Kraftstoffmenge von der Leitung zum Einlaß der Pumpe strömen zu lassen, wenn die Kraftstoff-Förderung durch die Pumpe beendet bzw. unterbrochen wird. Der Aufbau eines Einlaßventiles, das eine solche KraftstoffStrömung ermöglicht, ist an sich bekannt, wobei es sich um ein Einlaßventil ohne Vorbelastung handelt, und der Hauptzweck der Rückströmung von Kraftstoff ist es, in der Düse ein druckabhängiges Ventil zum raschen Schließen bzw. zur raschen Unterbrechung der Kraftstoff-Förderung zu haben.

14. Juli 1983 - 2 -

Die am häufigsten verbreitete Form der Entlastung des Einlaßventiles ist die Anwendung eines fecerbelasteten Ventilgliedes mit einem Kopf nach der Art eines Hammerkopfes, an den sich ein zylindrischer Abschnitt anschließt, und mit einem gefluteten Ventilschaft. Dieses Ventilglied ist in einer Bohrung des Gehäuses des Ventiles angeordnet. Ein Ende dieser Bohrung steht mit der Pumpenkammer der Kraftstoffpumpe in Verbindung, während das andere Bohrungsende als Sitz ausgebildet ist, mit dem der Kopf des Ventilgliedes zusammenwirkt. I-lit dem zylindrischen Abschnitt ist das Ventilglied gleitfähig in der Bohrung gelagert und im Betrieb ist der zylindrische Abschnitt zum Einspritzen von Kraftstoff aus der Bohrung herausgebracht, um Kraftstoff aus der Bohrung in eine anschließende Kraftstoffleitung gelangen zu lassen. Soll die Kraftstoffeinspritzung enden, so verstellt die Feder das Ventilglied mit seinem zylindrischen Abschnitt in die Bohrung zurück und das Maß der Verstellbewegung zurück in die Bohrung bis zum Zusammenwirken des Ventilgliedkopfes mit dem Sitz bestimmt die Menge des Kraftstoffes, der durch das Ventil gefördert wird. Im Zusammenhang mit bekannten Lösungen wird diese Kraftstoffmenge als Entladevolumen bezeichnet.

Die Feder des Einspritzventiles ist einer erheblichen Beanspruchung unterworfen, und um die Verstellgeschwindigkeit des Ventilgliedes am Beginn der Kraftstoffeinspritzung und damit die Beanspruchung der Feder zu verringern, kann der Durchmesser des Ventilgliedes vergrößert werden. Bleibt dabei die Länge des Ven-

L 66 P 290

14. Juli 1983 - 3 -

tilgliedes unverändert, so führt selbstverständlich eine Durchmesservergrößerung zu einer Vergrößerung der Menge des geförderten Kraftstoffes. Um das Entladevolumen zu verringern, kann die Länge des zylindrischen Abschnittes des Ventilgliedes verringert werden, jedoch stößt eine Verringerung d^er Länge des zylindrischen Abschnittes auf praktische Grenzen. Darüberhinaus ist es übliche Praxis, zwischen dem Ventilkopf und dem zylindrischen Abschnitt eine Hinterschneidung vorzusehen, um die Bearbeitung des Ventilgliedes bei der Herstellung zu erleichtern und auch diese Hinterschneidung hat einen Einfluß auf das Entladevolumen. Allgemein kann deswegen gesagt werden, daß eine Vergrößerung des Durchmessers des Ventilgliedes zur Verringerung der Verstellgeschwindigkeit des Ventilgliedes zu einer Vergrößerung des Entladevolumens führt und deswegen für die Praxis eine vielfach unbrauchbare Maßnahme ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Einspritzventil der vorgenannten Art in zweckmäßiger Weise baulich und funktionell zu verbessern.

Hierzu weist ein zum Einsatz beim Kraftstoffeinspritzsystem einer durch Druck zündenden Brennkraftmaschine bestimmtes Einspritzventil in Kombination die folgenden Merkmale auf. Ein Ventilgehäuse umschließt eine Bohrung, in der ein Ventilglied gleitend gelagert ist, auf das ein Federmittel derart einwirkt, daß es das Ventilglied in Richtung auf eine Stellung am einen

L 66 P 290

14. Juli 1983 - 4 -

ersten Ende der Bohrung zu verstellen sucht, in der ein Durchströmen von Kraftstoff durch das Ventil verhindert ist; im Bereich des anderen, zweiten Borhungsendes, ist in der Bohrungswand eine erste Nut vorgesehen, wobei eine zweite Bohrung auf dem Ventilglied vorgesehen und die erste Nut mit dem Auslaß der zugehörigen Kraftstoffpumpe verbunden ist, wenn das Ventilglied entgegen der Wirkung des genannten Federmittels verstellt wird; die zweite Nut deckt sich, d.h. steht in Verbindung, mit der ersten Nut, befindet sich jedoch jenseits des zweiten Bohrungsendes, um das Durchströmen von Kraftstoff durch das Ventil zu ermöglichen, wenn sich das Ventilglied um einen vorbestimmten Betrag vom ersten Ende der Bohrung entfernt hat.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Einspritzventiles wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt dargestellt ist.

Das Einspritzventil in seiner Gesamtheit ist mit 10 bezeichnet. Es ist zwischen dem Ausgang bzw. der Förderseite 21 einer Kraftstoffeinspritzpumpe 11 und einer Leitung 12 angeordnet, die die Einspritzpumpe 11 mit einer Einspritzdüse 13 verbindet. Die Einspritzdüse 13 schließt ein federbelastetes, auf Druckänderungen ansprechendes Ventilglied ein.

Das Einspritzventil weist ein Ventilgehäuse 14 auf, das im we-

L 66 P 290

14. Juli 1983 - 5 -

sentlichen eine zylindrische Form hat und mit einem ümfangsflansch 15 versehen ist, der zwischen zwei Flächen gehalten ist, die Teile der Einspritzpumpe 11 sind. Das Ventilgehäuse ist innerhalb einer Kammer angeordnet, von der aus ein Strömungskanal 16 zu der Rohrleitung 12 führt.

In der Bohrung, die von dem Ventilgehäuse 14 umschlossen ist, ist gleitfähig ein Ventilglied 17 angeordnet, das tassenförmig ausgebildet ist. Auf das Ventilglied 17 wirkt mit Vorspannung eine gewickelte Druckfeder 18 ein, die sich zwischen einem Widerlager 19 innerhalb der Kammer und der Innenseite des Bodens des Ventilgliedes 17 abstützt. Die Außenseite des Bodens des Ventilgliedes 17 ist mit einem konzentrisch zur Längsachse des Ventilgliedes angeordneten ringförmigen und axialen Flansch 20 versehen, über den sich das Ventilglied in seiner einen Endstellung auf einer Fläche abstützt, die zu einem der vorgenannten Teile der Einspritzpumpe gehört. In dieser Endstellung umgibt der Ringflansch 20 den Eingang des Strömungskanales 21, der den Ausgang bzw. die Förderseite der Einspritzpumpe bildet.

In der Wand der das Ventilglied aufnehmenden Bohrung ist eine Umfangsnut 22 angeordnet, die mittels eines Strömungskanales 23 mit dem Raum verbunden ist, der den Ringflansch 20 umgibt. Der Strömungskanal 23 ist axial im Gehäuse 14 angeordnet. Die Umfangsnut 22 bildet eine erste Nut, während eine zweite Nut 24 in der Umfangsfläche des Ventilgliedes angeordnet ist. Beide Nu-

L 66 P 290

14. Juli 1983 - 6 -

<Ρ

ten 22 und 24 sind ständig miteinander verbunden, während der Bewegung des Ventilgliedes entregen der Wirkung der Feder 18 kommt jedoch die Nut 24 aus dem Bereich des tfentilgehäuses heraus. Der Verstellweg des Ventilgliedes in dieser Richtung ist dadurch begrenzt/ daß ein radial nach außen gerichteter Flansch 25 des Bodens des Ventilgliedes an einer entsprechenden Endfläche des Ventilgehäuses 14 zur Anlage kommt.

Für den Betriebszustand wird von der Einspritzpumpe 11 Kraftstoff unter Druck gefördert. Der Kraftstoffdruck wirkt auf die Endfläche des Ventilgliedes 17 innerhalb des Ringflansches 20 und die so auf das Ventilglied ausgeübte Kraft wirkt der Kraft der Feder 18 und der Kraft entgegen, die von dem Druck in der Leitung 12 bzw. 16 auf das Ventilglied ausgeübt wird. Hat der Druck am Auslaß der Einspritzpumpe 11 einen ausreichenden, vorbestimmten Wert erreicht, so wird das Ventilglied 17 angehoben und der Ringflansch 20 kommt von der ihm zugeordneten Gegenfläche der Einspritzpumpe 11 frei. Sobald dies geschehen ist, wird die Ringnut 22 in Verbindung mit der Einspritzpumpe gebracht. Das Ventilglied wird weiterhin entgegen der Kraft der Feder 18 bewegt und Kraftstoff wird der Einspritzdüse zugeführt, ohne jedoch durch die Ringnuten zu strömen, bis die Ringnut 24 über das Ende der Bohrung des Einlaßventilgehäuses hinausgelangt. Die Bewegung des Ventilgliedes 17 endet, wenn der Flansch 25 an dem Ventilgehäuse zur Anlage kommt.

L 66 P 290

14. Juli 1983 - 7 -

Endet die Förderung von Kraftstoff durch die Einspritzpumpe, so wird das Ventilglied 17 von der Kraft der Feder 18 in die in der Zeichnung dargestellte Stellung zurückgestellt. Das sogenannte Entladevolumen wird bestimmt durch den Bereich der Endfläche des Ventilgliedes (innerhalb des Ringflansches 20) und das Ausmaß der Axialbewegung des Ventilgliedes, nachdem die Ringnut 24 von der Wand der Bohrung, in der das Ventilglied angeordnet ist, verdeckt worden ist und bis der Ringflansch 20 mit der vorgenannten Fläche zusammenwirkt.

Bei der beschriebenen erfindungsgemäßen Lösung kann der Durchmesser des Ventilgliedes 17 wesentlich größer als bei bekannten Ausbildungen des Einspritzventiles sein, so daß der Hub des Ventilgliedes und damit die Beanspruchung der Feder 18 verringert werden können. Die Vergrößerung des Durchmessers des Ventilgliedes muß nicht notwendigerweise eine Vergrößerung des Entladevolumens zur Folge haben, weil es die entsprechende Zuordnung der Ringnuten möglich macht, das Entladevolumen auf den gewünschten Wert festzulegen. Darüberhinaus ist es erwähnenswert, daß der Hub des Ventilgliedes durch das Zusammentreffen der beiden Hauptkomponenten des Einspritzventiles bestimmt wird, nämlich des Einspritzventilgehäuses und des Ventilkörpers. Bei bekannten Ausführungsformen des Einspritzventiles, wie sie eingangs beschrieben worden sind, wird der Hub des Ventilgliedes durch ein Anschlagglied bestimmt, das einem separaten Teil des Einspritzventiles zugeordnet ist, so daß es wegen der Notwendigkeit ver-

L 66 P 290

14. Juli 1983 - 8 -

... υ ο/Ι υ *+ο ι

schiedener Dichtungen usw. nicht möglich ist, das Anschlagglied genau festzulegen.

Es ist weiter darauf hinzuweisen, daß ein wesentlicher Teil der auf das Ventilglied einwirkenden Feder 18 innerhalb des Ventilgliedes angeordnet und von diesem umgeben ist, wodurch die Länge des Ventilgliedes relativ kurz gehalten werden kann, d.h. kürzer als bei bekannten Lösungen.

L 66 P 290
14. Juli 1983

Claims

L 66 P 290 Anmelder: LUCAS INDUSTRIES pie Great King Street, Birmingham B 19 2XF, England Bezeichnung der Erfindung; Kraftstoffeinlaßventil für Brennkraftmaschinen Patentansprüche;

1.) Einlaßventil für das Kraftstoffeinspritzsystem von durch Druck zündenden Brennkraftmaschinen mit einem eine Bohrung umschließenden Einspritzventilgehäuse, einem in dessen Bohrung gleitfähigen Ventilglied und einem Federmittel, das auf das Ventilglied einwirkt, um es in Richtung auf die eine Endstellung am ersten Ende der Bohrung zu verstellen, in der die Kraftstoffströmung durch das Ventil unterbrochen ist, gekennzeichnet durch eine erste Nut (22) in der die Bohrung umschließenden Gehäusewand im Bereich des zweiten Endes der Bohrung und durch eine zweite Nut (24) des Ventilgliedes (17), wobei die erste Nut in Verbindung mit der Förderseite einer KraftstoffFörderpumpe (11) steht, wenn das Ventilglied entgegen der Wirkung des Federmittels (18) verstellt wird und wobei die zweite Nut sich mit der ersten Nut überdeckt, jedoch außerhalb des zweiten Endes der Bohrung liegt, um einen Kraftstoff-Fluß durch das Ventil (10) zu ermöglichen, wenn sich das Ventilglied um einen vorbestimmten Betrag vom ersten Ende der Bohrung entfernt hat.

14. Juli 1983 - 2 -

2. Einlaßventil nach Anspruch 1 gekennzeichnet, daß das Ventilglied (17) tassenförmig ausgebildet ist und das Federmittel (18) eine gewickelte Druckfeder ist, die teilweise innerhalb des Ventilgliedes liegt.

3. Einlaßventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (14) zylindrisch ist und die erste Nut (22) mit dem ersten Ende der Bohrung über einen Strömungskanal (23) in der GehäuäGwand in Verbindung steht.

4. Einlaßventil nach Anspruch 1, gkennzeichnet durch einen radialen Ringflansch (25) des Ventilgliedes (17), der zum Zusammenwirken mit dem Ventilgehäuse (14) bestimmt ist, um den Verstellweg des Ventilgliedes entgegen der Wirkung der Feder (18) zu begrenzen.

5. Einlaßventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endfläche des Ventilgliedes (17) im Bereich des ersten Endes der Bohrung einen exialen Ringflansch (20) aufweist, der zum Zusammenwirken mit einem den Auslaß (21) der Förderpumpe (11) umschließenden Bauteil bestimmt ist, um in der Schließstellung des Ventiles dieses Bauteil gegen den Auslaß der Förderpumpe zu sperren.

L 66 P 290
14. Juli 1983