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Kraftstoff-Einspritzanlage für eine gemischver-
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dichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht
sich auf eine Kraftstoff-Einspritz anlage für eine gemischverdichtende, fremdgezündete
Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei derartigen Einspritzanlagen hat der Druckspeicher die Aufgabe,
nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine den Druck im Einspritzsystem über einen
längeren Zeitraum auf einem Wert zu halten, bei dem die Bildung von Dampfblasen
verhindert wird, die ein Wiederstarten der warmen Maschine erschweren. Es hat sich
nun gezeigt, daß die Einspritzventile beim Abschalten der Brennkraftmaschine nicht
immer sofort absolut dicht schließen, sodaß noch Kraftstoff austreten kann. Die
dadurch bewirkte Druckabsenkung kann von dem Druckspeicher nicht immer voll kompensiert
werden, sodaß es trotz des Druckspeichers zu Dampfblasenbildung und zu einem Entleeren
der Einspritzleitungen kommen kann, wodurch insbesondere ein Heißstart erheblich
erschwert werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoff-Einspritzanlage
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der eine Entleerung der Einspritzleitung
nach Abstellen der Brennkraftmaschine wirksam verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Bei abgestellter Brennkraftmaschine ist das Absperrventil geschlossen,
da der Kraftstoffdruck in der Einspritzleitung, der dem Speicherdruck entspricht,
nur auf die von dem Ventilsitz umschlossene Fläche des Ventilkörpers wirken kann
und daher nicht in der Lage ist, diesen gegen die Kraft der Feder vom Ventilsitz
abzuheben. Beim Start wirkt auf diese vom Ventil sitz umschlossene Fläche ein Druck,
der bis auf den Systemdruck ansteigen kann, welcher erheblich höher ist als der
Speicherdruck. Dadurch wird der Ventilkörper gegen
die Federkraft
vom Ventil sitz abgehoben und es wird nun die größere Fläche des Ventilkörpers vom
Kraftstoffdruck beaufschlagt. Diese Fläche sowie die Kraft der Feder sind so abgestimmt,
daß das Absperrventil auch bei Drücken geöffnet bleibt, die nur wenig über dem Haltedruck
des Einspritzventils von beispielsweise 2,8 bar liegen. Beim Abstellen der Brennkraftmaschine
sinkt der Druck im System auf den Haltedruck des Einspritzventils, (2,8 - 2,9 bar)
und der Ventilkörper des Absperrventils beginnt unter der Wirkung der Feder zu schließen.
Sinkt der Druck weiter, so gelangt der Ventilkörper in seine Schließstellung, in
der nur noch die kleine, vom Ventilsitz umschlossene Fläche beaufschlagt wird. Der
Druck in der Einspritzleitung kann nun unter der Wirkung des Druckspeichers wieder
ansteigen, ohne daß das Absperrventil geöffnet wird, da die kleine Fläche wirksam
ist und die entstehende Kraft das Ventil nicht öffnen kann.
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Durch den Unterschied der druckbeaufschlagten Flächen bei geöffnetem
und geschlossenem Ventil kann bereits bei geringfügig über dem Öffnungsdruck liegenden
Druck ein großer Öffnungsquerschnitt erreicht und der Druckabfall am Absperrventil
im Betrieb sehr klein gehalten werden. Da der Ventilkörper aus elastischem Material
besteht, ist eine Dichtigkeit des geschlossenen Absperr ventils über einen langen
Zeitraum sichergestellt.
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Das Absperrventil kann vorzugsweise in das Einspritzventil integriert
werden, um das Kraftstoffvolumen zwischen dem Absperrventil und dem Ventilsitz des
Einspritzventils möglichst klein zu halten, sodaß bei undichtem Einspritzventil
nur eine geringe Kraftstoffmenge verdampfen kann.
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Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
an einem Ausführungsbeipsiel erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische
Darstellung einer Kraftstoff-Einspritzanlage, und Fig. 2 einen Querschnitt des in
der Anlage gemäß Fig. 1 vor dem Einspritzventil angeordneten Absperrventils.
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Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der mit 1 ein Saugrohr
einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine dargestellt ist,
das eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 2 und eine sich entsprechend der
in Pfeilrichtung durchströmenden Luft bewegende Luftmengenmeßeinrichtung in Form
einer Stauscheibe 3 enthält, die bei 4 schwenkbar gelagert ist und auf den verschiebbaren
Steuerkolben 5 eines Kraftstoffzumeßventils 6 wirkt. Der Steuerkolben 5 ist in einer
zylindrischen Bohrung 7 angeordnet, in deren Wand eine der Anzahl der Einspritzdüsen
8 entsprechende Anzahl von Steuerschlitzen 9 vorgesehen ist. Jedem Steuerschlitz
9 ist ein Differenzdruckventil 10 nachgeschaltet, das zwei durch eine Membran 11
voneinander getrennte Kammern 12 und 13 aufweist. Jede Kammer 12 steht über einen
Kanal 14 mit dem betreffenden Steuerschlitz 9 und über eine von der Membran gesteuerte
Ventilöffnung 15 mit der Einspritzdüse 8 in Verbindung und enthält eine Feder 16,
die auf die Membran 11 im Sinne einer Freigabe der Ventilöffnung 15 wirkt. Die zweite
Kammer 13 jedes Differenzdruckventils 10 ist über eine Leitung 17 und einen Druckspeicher
18 mit der Druckseite einer Kraftstoffpumpe 19 in Verbindung, welche Kraftstoff
aus einem Kraftstofftank 20 ansaugt. Ein an die Leitung 17 angeschlossenes Systemdruckhalteventil
21 ist in einer Rückflußleitung 22 zum Tank 20 angeordnet. Das in Fig. 1 obere Ende
des Steuerkolbens 5 begrenzt einen Steuerdruckraum 23, der durch eine Leitung 24
mit einer Drosselstelle 25 mit der Kraftstoffzuflußleitung 17 verbunden ist. Der
in dem Steuerdruckraum 23 wirkende Kraftstoffdruck erzeugt die Rückstellkraft für
den Steuerkolben 5. Zur Veränderung
des Steu erdrucks in Abhängigkeit
von Betriebsparametern ist die Steuerdruckleitung 24 über ein Steuergerät 26 an
die Rücklaufleitung 22 angeschlossen.
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Der von der Kraftstoffpumpe 19 geförderte Kraftstoff gelangt über
die Zuflußleitung 17 in die unteren Kammern 13 der Differenzdruckventile 10 und
auch in die Bohrung 7 des Zumeßventils 6. Je nach Auslenkung der Stauplatte 3 und
entsprechender Verschiebung des Steuerkolbens 5 wird ein mehr oder weniger großer
Querschnitt der Steuerschlitze 9 freigegeben und somit eine der angesaugten Luftmenge
proportionale Kraftstoffmenge den einzelnen Einspritzventilen 8 über die Leitungen
30 zugeführt. In der Kraftstoffzuflußleitung 17 und in den unteren Kammern 13 der
Differenzdruckventile 10 wird durch das Systemdruckhalteventil 21 ein Druck von
beispielsweise 4,7 bar aufrecht erhalten. Der öffnungsdruck der Einspritzventile
8 beträgt beispielsweise 3,6 bar. Der Druckspeicher 18 hat die Aufgabe, bei abgestellter
Brennkraftmaschine und damit bei Stillstand der Kraftstoffpumpe 19 das Kraftstoffsystem
unabhängig von unvermeidlichen Leckagen gefüllt zu halten und einen Druck aufrecht
zu erhalten, der die Bildung von Dampfblasen im Bereich der Einspritzventile 8 unterbindet.
Da jedoch eine absolute Dichtigkeit der Einspritzventile 8 auf Dauer nicht gewährleistet
ist und somit trotz des Druckspeichers 18 eine Teilentleerung und Druckabsenkung
insbesondere der Einspritzleitungen 30 eintreten kann, ist in jeder Einspritzleitung
30 unmittelbar vor dem Einspritzventil 8 ein Absperrventil 32 vorgesehen, das in
Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist.
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Das Absperrventil 32 weist ein Gehäuse 33 mit einem Hohlraum 34 und
einen Deckel 35 auf. Der Deckel 35 ist mit einer Bohrung 36 versehen, die sich zu
einem ringförmigen Ventilsitz 37 hin erweitert. Eine Membran 38 aus elastischem
Material, die als Ventilkörper wirkt, ist zwischen Ge-
häuse 33
und Deckel 35 einXspannt und wird durch eine Feder 39 im Hohlraum 34 gegen den Ventilsitz
37 gedrückt.
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Die Bohrung 36 ist mit der Einspritzleitung 30 (Fig. 1) in Verbindung.
Der Raum 40 außerhalb des Ventilsitzes 37 steht Uber einen Kanal 41 mit einer Bohrung
42 im Deckel 35'i n- Verbindung, die zu dem Einspritzventil 8 führt. Die von dem
Ventilsitz 37 umgrenzte Fläche F 1 ist erheblich kleiner als die gesamte freie Fläche
F 2 der Membran 38.
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Die Wirkungsweise dieses Absperrventils 32 ist folgende: Bei abgebautem
Druck in der Einspritzleitung 30 ist die Membran 38 durch die Feder 39 auf den Ventilsitz
37 gedrUckt und dichtet die Einspritzleitung 30 vor dem Einspritzventil 8 ab. Beim
Start wirkt auf die Fläche F1 ein Druck, der bis zum Systemdruck ansteigen kann.
Die Mcmbran 38 wird gegen die Kraft der Feder 39 vom Ventilsitz 37 abgehoben und
es wird nun die größere Fläche F2 vom Kraftstoffdruck in der Einspritzleitung 30
beaufschlagt. Die Fläche F2 und die Federkraft sind so abgestimmt, daß das Ventil
auch bei Drücken geöffnet bleibt, die nur wenig über dem Haltedruck des Einspritzventils
8 liegen. Bei geöffnetem Ventil ist der freigegebene Querschnitt groß und somit
der Druckabfall gering.
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Beim Abstellen des Motors sinkt der Druck im System ab auf den Haltedruck
des Einspritzventils 8 (2,8 - 3,0 bar) und die Membran 38 beginnt, sich zum Ventilsitz
37 hin zu bewegen. Sinkt der Druck, beispielsweise durch Leckage am Einspritzventil
8, weiter, so schließt das Absperrventil 32 ganz, indem die Membran 38 durch die
Feder 39 auf den Ventilsitz 37 gedrückt wird. Nun ist nur noch die Fläche F1 wirksam
und der Druck in der Leitung 30 kann wieder ansteigen, ohne daß das Ventil 32 geöffnet
wird, da der Druckanstieg nicht höher als der Speicherdruck (etwa 3,0 bar) werden
kann und die Feder 39 so bemessen ist, daß dieser auf die Fläche F1 wirkende
Druck
nicht ausreicht, die Membran 38 von ihrem Ventilsitz 37 abzuheben.
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Die Membran 38 ist aus elastischem Material und wirkt somit bei geschlossenem
Absperrventil 32 als Weichdichtung, die über einen langen Zeitraum einen dichten
Abschluß gewährleistet.
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