DE3346055A1

DE3346055A1 - Elektromagnetische kraftstoffeinspritzvorrichtung fuer dieselmaschinen

Info

Publication number: DE3346055A1
Application number: DE19833346055
Authority: DE
Inventors: Thomas Joseph Boulevard Springfield Mass. Wich
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Diesel Technology Corp
Priority date: 1983-01-12
Filing date: 1983-12-16
Publication date: 1984-07-19
Also published as: GB2133479B; GB2133479A; US4463900A; CA1193162A; GB8333253D0; JPS59136561A

Description

Bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtungen arbeiten mit einem Pumpenkolben, der durch einen von der Brennkraftmaschine angetriebenen Nocken in einer Bohrung bewegt wird, um in einer Pumpenkammer befindlichen Kraftstoff auf einen ausreichend hohen Druck zu bringen, dass ein federbelastetqs Einspritzventil geöffnet wird.

Bei einer Bauform weist der Kolben schraubenförmige Steuerkanten auf, die mit der Bohrungswandung zusammenarbeiten, um die Drucksteigerung zu bewirken und damit die Einspritzzeit während des Druckhubes des Pumpenkolbens zu steuern.

Bei einer anderen Bauform (US-PS 4 129 253) ist in die Vorrichtung ein Elektromagnet eingegliedert, der beispielsweise die Menge des aus der Pumpenkammer abzuregelnden Kraftstoffs steuert. Diese Steuerung erfolgt durch Erregen des Elektromagneten während des Druckhubs des Pumpenkolbens, wodurch die zum öffnen des Einspritzventils nötige Drucksteigerung in der Pumpenkammer bewirkwird.

In der europäischen Patentanmeldung 0087215 ist ein magnetbetätigtes, druckausgeglichenes Ventil beschrieben, das den abgeregelten Kraftstoff während des Druckhubs des Pumpenkolbens steuert. Das Erregen des Magneten sperrt den Abstrom von Kraftstoff aus der Pumpenkammer, so dass beim weiteren Druckhub des Pumpenkolben der Kraftstoff seinen Druck auf die notwendige Höhe stei-

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gert, um das Einspritzventil öffnen zu können. Beim Stromloswerden des Magneten, tritt ein Druckabfall ein, so dass das den Abstrom regelnde gesperrte Ventil durch Federkraft öffnet. Dadurch wird der Einspritzvorgang beendet«, ·

Der Erfindung liegt die Aufgab© augrunde„ eine genauere Steuerung dee Einspritzbegins und des Einspritzendes, zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennseiehnenden Teil des Patentanspruchs 1 herausgestellten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zusätzlich werden die .Vorurteile erreicht, dass die Herstellung verbilligt und der Zusammenbau erleichtert wird.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigen

Pig. 1 einen Teilschnitt durch eine Dieselmaschine im Bereich einer elektromagnetischen Kraftstoffeinspritavorrichtung nach der Erfindung,. Pig. 2·eine Draufsicht auf Fig«1, Pig. 3 einen Längsschnitt nach der Linie 3-3 in Fig.2 in grösserem Maßstabe mit dem Pumpenkolben nahe dem Beginn seines Druckhubest bei stromlosem Magneten,

BAD

Pig. 4 einen vergrösserten Ausschnitt aus

Pig. 3,

Pig. 5 einen Teilechnitt durch eine abgewandelte Bauform.

Nach Pig. 1 und 2 ist eine elektromagnetische Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 von einer Hülle 2 umgeben in eine Bohrung 3 eines. Zylinderkopfes 4 einer Dieselmaschine eingesetzt um der nicht dargestellten Brennkammer eines Zylinders Kraftstoff zuzuführen. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 ist axial ausgerichtet über einen Sitz 2a der Hülle 2 abgestützt und beispielsweise durch eine C-förmige Schelle 6 festgehalten, die in bekannter Weise durch Löcher 7 gesteckte Schrauben mit dem Zylinderkopf 4 verbunden ist.

Die in Pig.3 dargestellte bevorzugte Ausführungsform einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 hat ein Gehäuse 10, das aus einem lotrechten Hauptteil 10a und einem seitlichen Ansatz 10b besteht. Im Hauptteil 10a ist eine durchgehende Bohrung mit abgesetzten Durchmessern gebildet, wobei ein Bohrungsteil 11 im unteren Bereich einen Durchmesser hat, um verschieblich einen Pumpenkolben 12 abgedichtet aufzunehmen, während ein oberes Bohrungsteil 13 einen grösseren Durchmesser hat. Auf das in diesen ragenden oberen Kopf des Pumpenkolbens 12 wirkt ein Stössel 14 ein, der beispielsweise von einem Schwing-

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he"bel 8 in bekannter Weise von der Dieselmaschine angetrieben wird, wodurch der Pumpenkolben seine hin-und hergehend« Bewegung erhält. Mit dem Pumpenkolben 12 ist eine Rtickstei: feder 15 verbunden, die ihn normalerweise in Richtung auf die Saughubbewegung belastet. Mit dem Pumpenkolben 12 ist ein rohrförmiger mit Plansch versehener ^ederteller 16 mittels eines Sprengrings 17 verbunden^ der in eine Ringnut 12a am Pumpenkolben an dessen oberen Ende eingreift® Das andere Ende der Rückstellfeder 15 stützt sieh an einer radialen Schulter 10c ab, die die beiden Bohrungsteile 11 und 13 miteinander verbindet.

Der Pumpenkolben 12 begrenzt mit dem Bohrungs™ teil 11 eine Pumpenkammer 18 veränderlichen Volumens am unteren Ende des Bohrungsteils 11.

In üblicher Weise ist auf das untere Ende des Gehäuseteils 10a eine Mutter 20 als Verlängerung aufgeschraubt. Diese weist am unteren Ende eine Mündung 20a auf durch die sich ein Einspritzkopf 21 eines Einspritzgehäuse erstreckt. Der Einspritzkopf 21 1st am oberen Ende im Durchmesser erweitert und stützt sich mit einer Schulter 21a an einer inneren Schulter 20b der. durchgehenden Bohrung der Mutter 20 ab. In der Bohrung der Mutter sind hintereinander vom Einspritzkopf 21 beginnend bis zur unteren Stirnfläche des Gehäuseteils 10a folgende Teile eingesetzt:. Ein Federkäfig 22, ein ^'ederteller 23₉ ein Verbindungsstück 24f die als Einzelteile gefertigt sind, um eine billige Herstellung und leichte Montage zu erzielen.

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Die Mutter. 20 hat ein Innengewinde 20c, das in ein Aussen gewinde 10d des Gehäuseteils 10a passt, und diese Schraubverbindung spannt die erwähnten Teile zwischen dem Einspritzkopf 21 und der unteren Stirnfläche des Gehäuseteils 10a zusammen. Da die Stirnflächen der Einzelteile geläppt werden, liegen sie abgedichtet gegeneinander an.

Der Zu- und Abstrom zur Pumpenkammer 18 wird durch ein von einem Elektromagneten 25 betätigtes Tellerventil 26 gesteuert. Der Elektromagnet 25 wird v©n Kraftstoff durchflossen.

Der Gehäuseaneatz 10b enthält ebenfalls eine durchgehende Bohrung mit abgesetzten Durchmesser, se dass ein oberes Bohrungsteil 30, ein oberes mittleres Bohrungsteil 31, ein mittleres Bohrungsteil 32 und ein unteres Boh rungsteil 33 gebildet, werden. Die B_ohrungsteile 33,31 und 30 sind fortschreitend mit grösserem Durchmesser ausgebildet als das Bohrungsteil 32. Die Bohrungsteile 30 und 31 sind durch eine radiale Schulter 34, die Bohrungsteile 31 und 32 durch eine radiale Schulter 35a und die Bohrungstel· Ie 32 und 33 durch eine radiale Schulter 36 miteinander verbunden. Die radiale Schulter 35a geht in einen zum Bohrungsteil 32 nach unten geneigten Ventilsitz 35 über.

Die Zu-und Ableitung des Kraftstoffes zur Pumpenkammer 18 erfolgt über einen schrägen Kanal 37 im Gehäuse, dessen unteres Ende in eine Ringnut 38 in der Wand des Bohrungsteils 11 mündet-^ -währe»! das obere Ende durch

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die Bohrungswand 32 des ^Gehäus.eansatses 10b an einer Stel te tritt, an der das unmittelbare Bohren des Kanals 37 mög lieh ist.

Die Verbindung zwischen der Pumpenkammer 18 und dem Kanal 37 besteht aus mindestens einem radialen Kanal 40 und einem angeschnittenen axialen Kanal 41 im un teren Bereich des Pumpenkolbens 12. Di© axiale länge der Ringnut 38 ist so gewählt, dass über dan ganzen Hub des Pumpenkobena 12 eine Verbindung zum radialen Kanal 40 besteht.

Der Krafts'toffstrom durch den Kanal 37 v/ird durch das vom Elektromagneten 25 betätigte, druckempfindliche Tellerventil 26 gesteuert, das normalerweise offen ist.

Das Tellerventil 26 hat einen Kopf 42 mit ei» ner konischen Sitzfläche und einen nach unten ragenden Schaft 44, der in der Bohrungswand 32 geführt ist. Ein oberes Teil 44b des Schafts 44 ist im Durchmesser kleiner gehalten, so dass :-'..?.\ zwischen der Bohrungswand 32 und dem Schaftteil 44b ein Ringraum 45 entsteht, der stets mit dem Kanal 37 Verbindung hat. Das Tellerventil 26 enthält eine durchgehende, im Durchmesser abgesetzte Bohrung 4β_$ die im Bereich des Kopfes durch radiale öffnungen 47 bis zum Umfang des Kopfes verlängert ist.

Zwischen der Schulter 34 des Gehäuseansatzes 10b und der unteren Stirnfläche einer Kappe 51 ist der

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Elektromagnet 25 angeordnet, der ein zylindrisches Gehäuse 50 hat, welches gegen eine bearbeitete obere Stirnfläche 1Of des Genaueeansatzes 10b anliegend befestigt ist und im wesentlichen konzentrisch zur Bohrungswand 32 liegt. Hierzu ist die Kappe 51 mit.Sechskantkopfschrauben 52 in Gewindelöcher des ^ehäuseansatzes 10b eingeschraubt. Zwischen der Schulter 34 des Gehäuseansatzes 10b und der unteren Stirnfläche der Kappe 51 sind nacheinander folgende Teile eingesetzt: Eine Abstandsscheibe 53, ein im Durohmesser abgesetztes Polstück 54, ein Spuler kasten 55, eine Spule 56 und ein zylindrisches Abstandsstück/i Das Polstück 54 und das Abstandsstück 57 bestehen aus einem geeignetem Werkstoff, beispielsweise Siliziumeisen. Beide Teile sind mit zentralen zueinander ausgerict teten Löchern 54a bzw.53a versehen.

Ein hapfartiger Anker 58 ist in einer Bohrung 57a des Abstandsstücks 57 und einer Bohrung 55a des Spulenkastens 55 geführt und kann eine hin-und hergehende Bewegung zu der gegenüberliegenden oberen Stirnfläche 54b des Polstücks 54 ausführen.

Der Anker 58 ist über ein Rohr 60,beispielsweise aus rostfreiem Stahl verbunden, das in den Löchern 53a und 54a geführt ist. Sein oberes Ende ist in der zentralen Bohrung 58a des Ankers 58 befestigt. Das Rohr 60 ist mit mehreren radialen öffnungen ve'rsehen^die die untere Stirnfläche des Ankers 58 und die obere Stirnfläche

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des Polstücks 54 überlappen,, so dass in diesem Bereich kein Kraftstoff eingekapselt werden kann.

Die axiale Länge des Rohrs 60 und die Dicke der Abstandsscheibe 53 sind so gewählt, dass beim Anfahrei des Rohrs 60 gegen die obere Stirnfläche des Kopfes 42 des"Tellerventils 26, wenn dieses geschlossen ist (Pig_o4) ein Spiel zwischen der unteren Stirnfläche des Ankers und der oberen Stirnfläche des Polstüeks 54 besteht, wodurch während des Betriebes ein vorgegebener Luftspalt gesichert ist.

In ähnlicher Weise ist die axiale Länge des Kopfes 42 des Tellerventils 26 auf den axialen Abstand zwischen der Berührungslinie des Kopfes 42 am Ventilsita 35 und der unteren Stirnfläche der Abstandsscheibe 53 so abgestimmt, dass ein vorgegebener Hub des Tellerrentila 26 vorliegt.

Bei einer Ausführungsform betrug der· Luftspalt 0,20 bis 0,26 mm (Tellerventil, während der Luftspalt am Anker 0,10 bis 0,13 mm betrüge Der Ventilhub ergab sich damit zu 0,10 bos 0,13 mm«

Das Tellerventil 26 ist normalerweise im Öffnungssinn durch eine ^'eder 61 belastet, deren oberes Ende

46a/ sich an der erweiterten Mündung/cTeT Bohrung 46 des Teller ventils abstützt, während ihr anderes Ende lose in einer Pfanne 62a ruht, welche in einer Kappe 62 gebildet ist» Diese verschließt die untere Stirnfläche 64 des Gehäuses«.

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Der Anker 58 ist normalerweise nach unten durch eine Feder 64' belastet, durch die das mit ihm verbundene Rohr 60 in Anlage gegen den Kopf 42 des Tellerventils 26 gehalten ist. Das untere Ende der Feder 64' umgibt lose das Rohr 60 und stützt sich an der ausgenommenen oberen Fläche des Ankers 58 ab, während ihr anderes Ende gegen die untere Fläche der Kappe 51 anliegt und einen in dieser gebildeten Abströmkanal 65 umgibt. Da das Tellerventil 26 normalerweise offen ist, ist die ^eder-

kraft der zugeordneten Feder 61 grosser als die der Feder 64^f. Bei einer Ausführungsform war die federkraft der Feder 61 etwa 6,26 N und die der Feder 64· etwa 2,12 N.

Die Spule 56 des Elektromagneten ist über elektrische Leiter 66 anschliessbar, die radial auswärts durch einen Schlitz 50a des Gehäuses 50 zu einer nicht dargestellten Stromquelle über einen nicht dargestellten üblichen elektronischen Steuerkreis geführt sind.·.

Dichtungsringe 67 sind in Ringnuten 51a und 53a vorgesehen und bewirken die Abdichtung zwischen der Kappe 51 und dem Abstandsstück 57 bzw. der Abstandsscheibe 53 nach beiden Seiten.

Ein Dichtungsring 68 in einer Ringnut 62a an einem Ansatz der Kappe 62 dichtet diese gegen die Schulter 36 ab.

Durch diese Ausbildung ist eine Einlasskammer 70 gebildet, die durch die untere Stirnfläche der Abstands

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scheibe 53, die radiale Schulter 35a und ään Bohrungsteil 31 begrenzt ist. Dieser Einlaßkammer 70 wird gefilterter Kraftstoff mit einem vorgegebenen Speisedruck durch eine nicht dargestellte Pumpe aus einem Kraftstoffbehälter durch eine Speiseleitung im Zylinderkopf 4 und eine nicht gezeichnete Öffnung in der Hülle 2 über eine Niederdruckeinlasskammer 100 zugeleitet, wie noch beschrieben werden wird. Aus der Einlaßkammer 70 kann Kraftstoff in eine Kammer 71 gelangen, die von der Innenwand des Abstandsstücks 57 und den benachbarten Flächen des Ankers 58 und der Kappe 51 begrenzt ist. Der Kraftstoff fliesst hierbei über· die radialen öffnungen 47, die Bohrung 46 und das Rohr 60

Zusätzlich sind die Einlaßkammer 70 und die Kammer 71 in ungedrosselter Verbindung mit einer druckausgleichenden - '' · · Federkammer 72, die dureh die Pfanne 62a und den unteren Bohrungsteil 32 begrenzt wird,, Die Verbindung erfolgt über das Rohr 60«

Während des Druckhubes des Pumpenkolbens 12 wird Kraftstoff unter Druck aus der Pumpenkammer 18 durch einen Auslasskanal[74 im Verbindungsstück 24 gefördert«, Dieser erstreckt sich zwischen Aussparungen 75 und 76 in den Stirnflächen des Verbindungsstücks 24.

Der Federteller 23 hat eine der oberen Ausspa: rung 76 gegenüberliegende Aussparung 77 mit einem vom Boden ausgehenden Ansatz 78, der einen Anschlag für eine ebene Ventilscheibe 80 eines Rückschlagventils bildet,,

Die Aussparung 77 erstreckt sich radial über die Aussparung 76 des Ventiltellers '23 hinaus, wodurch ein Sitz; für die Schließstellung gebildet ist.

Der Federteller enthält mindestens einen geneigten Kanal 81, dßf die Aussparung 77 mit einer ringförmigen Nut 82 in der oberen Stirnfläche des -&'ederkäfigs 22 verbindet. Diese ist wiederum mit einer ähnlich geformten Nut 83 in der unteren Stirnfläche des -fc'ederkä,-figs 22 durch axiale Kanäle 84 im Federkäfig 22 verbunden Von der unteren ringförmigen Nut 83 führtmindestens ein geneigte^ Kanal 65 zu einer zentralen Bohrung 86, der eine Ventilnadel 87 mit Spiel umgibt, welche in dem Einspritzkopf 21 beweglich angeordnet ist. Das untere Ende des Kanals 86 ist als konischer Ventilsitz 88 für die Ventilnadel 87 ausgebildet, hinter dem Einspritzöffnungen 90 im Einspritzkopf 21 vorgesehen sind.

Das obere Ende des Spritzkopfs 21 hat.eine Bohrung 91 zur Führung der Ventilnadel 87» die hierzu als erweiterter Schaft 87a ausgebildet ist. Dessen untere Fläche ist vom Druck des Kraftstoffs im Kanal 86 beaufschlagt, während auf die obere Seite der Druck von Kraftstoff aus Leckagen einwirkt, der aus einer FederkammerR2 durch ein Loch 93 Zutritt hat. Durch das Loch 93 tritt ein im Durchmesser verjüngtes Endteil der Ventilnadel 87 und liegt gegen einen Federteller 94 an. Zwischen diesem und dem Federteller 23 ist eine Schraubenfeder 95 einge-

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spannt, die die Ventilnadel 87 in ihre gezeichnete Sehließ-jlage belastet.

Um einen Druckaufbau in der feuerkammer 92 su verhindern, ist diese durch radiale Kanäle 96 belüftet. Wenn auch die Mutter 20, der ^'ederkäfig 22, der Federteller 23 und das Verbindungsstück 24 dicht gegeneinander anliegen, so besteht in radialer Richtung zur Bohrung genügend Spiel, um Kraftstoff zur Entlüftung der Venti!kammer 92 zu Stellen zu leiten, wo geringerer Kraftstoffdruck. herrscht, wie noch beschrieben werden wird.

Der Leckkraftstoff gelangt in einen Ringraum 97» der durch die Innenwand der Mutter 20 und (Oberen Teil des Verbindungsstücks 24 begrenzt wird«

Das untere Ende des Hauptgehäuseteils 10a und das obere Ende der Mutter 20 bilden zusammen mit der sie aufnehmenden Hülle 2 die bereits erwähnte Niederdruckeinlasskammer 100 (Pig.1), die beiderseits durch Dichtungsringe 101 abgedichtet sind, die in Ringnuten 1Oe bzw* 2Oe von Behäusehauptteil 10a bzw. Mutter 20 sitzen» (Pig,3).

In der unteren Stirnfäche des Gehäusehauptteil 10a ist neben dem oberen Ende der Mutter ein Ringnut 102 gebildet, in die ein Kraftstoffilter 103 eingesetzt wird, welcher sich an Schultern 104 und 105 am Hauptgehäuseteil 10a bzw, der Mutter 20 abstützt,

Leckkraftstoff aus dem Ringraum 97 gelangt in die Ringnut 102 durch das Spiel zwischen den Gewinden 1Od

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und 20CEwischen Gehäuse und Mutter.

Kraftstoff aus 'der Ringnut 102 gelangt über einen schrägen Kanal 106 im Gehäuse 10 zu einer den Pumpenkolben 12 umgebenden Ringnut 107, von der ein schräger Kanal 108 zur Einlaßkammer 70 führt.

Beim Betrieb der Dieeelmaschine wird Kraftstoff von einer nicht dargestellten Pumpe mit einem vorgegebenen Druck der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 zugefördert. Dies erfolgt über eine Speiseleitung (nicht dargestellt) im Zylinderkopf 4 und ein Loch (nicht darge-. stellt) in der Hülle 2 in die Niederdruckeinlaßkammer 100

zum Pinter 103. Über die Kanäle 10fi> und 108 gelangt der Kraftstoff in die Einlaßkammer 70 und über die bereits beschriebenen Wege auch zu der Kammer 71 und der Federkammer 72. Überschüssiger Kraftstoff fliesst über den Abströmkanal 65 in der Kappe zum Kraftstoffbehälter zurück.

Bei stromlosen Elektromagneten 25 hält, die Feder 61 das Tellerventil 26 in der Offenlage, das über das Rohr 60 den Anker 58 anhebt und diesen mit dem vorgegeben Luftspalt zum Polstück 54 hält.

Während des Saughubs des Pumpenkolbens 12 flieset bei offenen Tellerventil 26 Kraftstoff von der Einlaßkammer 72 über den Kanal 37,die Ringnut 38, die Kanäle 40 und 41 in die Pumpenkammer 18. Zugleich wird auch der Kanal 73 bis zum geschlossen Nadelventil gefüllt.

Wird dann der Pumpenkolben über den Schwinghe-

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"bei 8 zum Druckhub na_ch unten bewegt, so erfolgt eine Druckerhöhung in der Pumpenkaramer und den angeschlossenen Kanälen 37 und 73. Da die Spule 56 noch stromlos ist, kann der Druck des Kraftstoffs jedoch nur bis auf eine vorgegebene Höhe anstei{ö£h und liegt unterhalb des Öffnungs« drucks, der zum Öffnen der Ventilnadel 87 gegen die Kraft ihrer ^eder 95 nötig ist.

Während dieser Zeit kann also Kraftstoff über den Kanal 37 zur Einlaßkammer 72 zurüokfliessen, da das Tellerventil 26 noch offen ist.

Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens 12 wird gesteuert von der nicht dargestellten elektronischen Steueranlage fdie Erregung der Spule, abgestimmt auf die Betriebsbedingungen der Dieselmaschine, '. · Es wird dann der Anker 58 gegen das Polstück 54 bewegt und über die mit dem Anker 58 verbundene Rohr 60 das Tellerventil 26 geschlossen (Fig.4). Damit wird der Abstrom von-"Kraftstoff aus der Pumpenkammer 18 zur Einlaßkammer 72 unterbrochen und es erfolgt ein schneller Anstieg des Drucks in der Pumpenkammer 18 auf den öffnungsdruck.

Beim Stromloswerden der Spule 56 bricht das magnetische Feld zusammen und die unterschiedlichen am Tellerventil 26 wirkenden Drücke und die Kraft der ?eder 61 bewirken ein schnelles öffnen des Tellerventils 26, wodurch der. Rückstrom von Kraftstoff aus der Pumpenkammer zur Einlaßkammer 72 wieder eintritt mit der Folge, dass

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der Druck in der Pumpenkammer 18 schnell unter den öffnungsdruck fällt und damit der Einspritzvorgang beendet wird. Beim öffnen des Tellerventils 26 wird der Anker 58 wieder in seine obere lage zurückgebracht.

Da das Tellerventil 26 druckempfindlich ist, bewirkt der hohe Einspritzdruck ein schnelles öffnen des Tellerventils beim Stromloswerden der Spule 56 und damit ein schnelles Beenden des Einspritzvorgangs. Dieses schnelle öffnen des Tellerventils 26 wird durch die stets Kraftstoff enthaltenden Kammern 71 und 72'unterstützt, da in diesen der Druck verhältnismäesig klein ist, so dass zum öffnen des Tellerventils eine grosse Druckdifferenz zur Verfügung steht.

Die unterschiedliche Größe der beaufschlagten Flächen zeitigt gegenüber den bekannten Bauarten mit direkter Druckerhöhung für den Einspritzvorgang, den Vorteil geringerer Grösse der Arbeitsflächen, wodurch die-.Leistung des Magneten 25 zum Offenhalten des Tellerventils 26 während des Einspritzvorgangs geringer wird, Ferner können die Federkräfte der Federn 61 und 64^r und auch ihre Differenz kleiner gehalten werden.

Als Beispiel seien Angaben über eine Ausführungsform genannt. Das den Ventilschft 44 führende Bohrungsteil 32 hatte einen Innendurchmesser von 6,00 bis 6, mm.; der Winkel des Ventilsitzes 35 betrug 90° bis 91° und der Mittigkeitsausschlag zum Bohrungsteil 32 lag bei

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0,003 mm.

Das untere Teil 44a des Schafts 44 hatte einen Aussendurchmesser von 6,00 bis 6,04 mm mit einer Toleranz zum Durchmesser des Bohrungsteils 32 für eine abdichtende, gleitende Führung. Das obere !eil 44b des Schaftes hätte einen Aussendurchmesser von 4,5 bis 4,7 mm und der Aussendurchmesser des Kopfes 42 betrug 6,5 bis 6, mm. Der Winkel der Sitzfläche 43 am Kopf 42 betrug 88°30' bis 89°30' mit einem'Mittigkeitsaueschlag sum Schaft 44 von 0,003 mm. Die ringförmige Berührungslinie hatte einen Durchmesser von'6,35 mm und einen axialen Abstand von 2,57 bis 2,62 mm von der oberen Stirnfläche des Kopfes 42 Ferner waren sechs radiale öffnungen 47 im K_opf 42 vorgesehen. Da die kleinsten Innendurchmesser der zusammenarbeitenden Flächen des Tellerventils 26 die gleichen sin nämlich die des oberen Schaftteils 44b ,also 4,5 bis 4.7 mm, sind die effektiven Differenzen dieser Arbeitsflächen durch.den Aussendurchmesser des unteren Schaftteils 44a und den Durchmesser der Berührungslinie der Sitzfläche 43 am Kopf 42.bestimmt.

Die beschriebene Öffnungsbewegung des Tellerventils 26 ergibt einen schnellen Kraftstoffstrom aus dem Ringraum 45 in die Einlaßkammer 70 mit einem entsprechenden Druckanstieg, der jedoch sofort durch die Verbindung über die radialen öffnungen 47 und die Bohrung 46 zur druckausgleichenden Federkammer 72 abgebaut wird. Ferner stehen die Kammern 70 und 72 in unmittelbarer Verbindung

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mit dem Abströmkanal 65 und der Kammer 71, in denen sich ebenfalls Kraftstoff niedrigen Drucks befindet. Die im Öffnungssinn des Tellerventils 26 auf dessen Kopf 42 einwirkenden hydraulischen Kräfte unterstützen somit die Kraft der Feder 61.

In Fig. 5 ist eine abgewandelte Bauform dargestellt, bei der im wesentlichen nur der im Gehäuseansat2 10b enthaltene Teil betroffen ist. Gleiche Teile haben daher gleiche Bezugszeichen erhalten, sofern sie abgewandelt sind, erhielten sie einen Beistrich.

Der ^ehäuseansatz 10b¹ der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, 1¹ gemäss Fig. 5 enthält ebenfalls eine lotrechte im Durchmesser abgesetzte Bohrung aus einem oberen Bohrungsteil 30', einen oberen mittleren Bohrungsteil 31», einen· den Ventilschaft führenden Bohrungsteil 32, einen unteren mittleren Bohrungsteil 110 und einen unteren Bohrungsteil 33*. Das Bohrungsteil 110 hat gresseren Durchmesser als das Bohrungsteil 32, aber einen kleineren Durchmesser als das Bohrungsteil 33', das mit dem ausgesparten Teil der Kappe 62' eine druckausgleichende Federkammer 72 ^f begrenzt.

Zusätzlich hat der Gehäuseansatz 10b¹ einen mit Innengewinde versehenen Einlasskanal 111, in den ein Anschlußfitting 112 einschraubbar ist, über den von einer nicht dargestellten Pumpe über eine nicht dargestellte Leitung Kraftstoff mit einem vorgegebenen Speisedruck zu-

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geleitet werden kann. In den Einlaßkanal 111 ist ein übli« ches Kraftstofffilter 114 eingesetzt. Bin schräger Kanal 115 stellt die Verbindung zur -Federhammer 72' her,

Das Tellerventil 26' entspricht im wesentlichen dem Tellerventil der ersten Bauform. Lediglich sein Kopf 42^f ist mit mehreren U-förmigen öffnungen/versehen und ein scheibenförmiger Federteller 116 liegt zwischen der unteren Stirnfläche des Schafts 44 und der Feder 61».

Der Elektromagnet 25' hat ein napfartiges Gehäuse 50' mit einem Schlitz 50a« in der Mantelfläche zur Durchfährung der elektrischen Leiter 66. Im Boden des Gehäuses "befindet sich eine zentrale Öffnung 50b' zur Aufnahme der Abstandsscheibe 53'

Die Kappe/enthält den Abströmkanal 65 zur Rückleitung von Kraftstoff zum Kraftstoffbehälter. Die Abströmkanäle mehrerer Kraftstoffeinspritzeinrichtungen können in bekannter Weise an eine gemeinsame Abströmleitung angeschlossen werden, in der dann eine Drosselstelle vorzusehen ist, damit in allen Vorrichtungen der gleiche Druck gehalten wird. .

Die Arbeitsweise entspricht der der ersten Bauform.

Bei beiden Bauarten können die Tellerventile 26 bzw.26* als Sicherheitsventile bei überhöhten Drehzahlen der "Dieselmaschine arbeiten.

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Claims

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BERLIN 19 ·

16.Dezember 1983 W-w-3533

General Motors Corporation, Detroit. Michigan, 1»St.A,

Elektromagnetische Kraftstoffeinspritzvorrichtung

für Dieselmaschinen

Patentansprüche ι

UJ Elektromagnetische Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Dieselmaschinen folgender Ausgestaltung! a) In einer Bohrung eines Gehäuses ist ein Pumpenkolben reziprozierend beweglioh angeordnet und begrenzt eine Pumpenkammer;

V)" in dem Gehäuse ist an seinem einen Ende ein Einspritzventilgehäuse angeordnet, in dem ein Einspritzventil reziprozierend beweglich geführt ist, und das den Kraftstofffluss zu einer mit der Pumpenkammer verbun-" denen Einspritzöffnung druckabhängig steuert? gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale

c) Das Gehäuse (10) enthält eine Einlaßkammer (70) und eine zu dieser in axialem Abstand liegende Federkammer (72), die über ein Bohrungsteil (32) einer abgesetzten Bohrung des Gehäuses miteinander verbunden sind; .

d) das Bohrungsteil (32) ist neben der Einlaßkammer (70) zu einem konischen Ventilsitz (53) erweitert;

e) im Bereich des Ventilsitzes(£5) ist die Einlaßkammer (70) über Kanäle (37,40.41) mit der Pumpenkamm«r (18) verbunden;

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"f) in dem Gehäuse (10) ist ein druckempfindliches Tellerventil (26) angeordnet, das mit seinem Schaft (44) tferechleblich in dem Bohrungsteil (32) geführt ist, dessen Kopf (42) frei in der Einlaßkammer (70) liegt und mit einer Sitzfläche (43) versehen ist, die mit dem Ventilsitz (35) zusammenarbeitet und in der Schließstellung die Berührungslinie einen grösseren Durchmesser als das Bohrungsteil (32) aufweist;

g) neben der Sitzfläche (35) enthält der Ventilschaft(44) eine Ringnut (45), in deren Bereich der Kanal (37) zur Pumpenkammer (18) mündet;

h) in dem tfehäuse ist ein Elektromagnet (25) angeordnet, dessen Anker (58) nit dem Tellerventil (26) zusammenarbeitet und durch eine Feder (64) normalerweise gegen das Tellerventil in Anlage gehalten wird;

i) eine Feder (61) grösserer federkraft als die den Anker belastende -Feder (64) ist dem Telerventil (26) zugeord net und belastet dieses in Richtung des Abhebeis Seines Kppfes (42) vom Ventilsitz (35);

k) ein Kanal (106,108) verbindet eine Kraftstoffquelle mit der Einlaßkammer (70).
2.) Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale: l) Die Federkammer (72) bewirkt einen Druckausgleich; m) die vom Druck in der Ringnut (45) beaufschlagte Plä-

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ehe des Kopfes (42) dea Tellerventils (26) ist um einen, vorgegebenen Betrag grosser als der Querschnitt der Ringnut (45);
n) der Elektromagnet (25) ist kraftstoffdurchströmte
3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,, dasa der Schaft (44) des Tellerventils (26) hohl ist und die Flüssigkeitsverbindung zur Federkamnier (72) herstellt, und dass die das Tellerventil belastende Feder (61) lose in der Federkammer (72) angeordnet ist.