DE3517611A1

DE3517611A1 - Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3517611A1
Application number: DE19853517611
Authority: DE
Inventors: Günther Dipl.-Ing. Steyr Herdin
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1984-06-06
Filing date: 1985-05-15
Publication date: 1985-12-12
Also published as: JPS60261973A; ATA185784A; US4641621A; AT387824B

Description

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Die Erfindung betrügt eine Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer in einem Gehäuse gelagerten, die Düsenöffnungen unter Federdruck verschließenden und durch den Einspritzdruck anschlagbegrenzt offenbaren Düsennadel und einem den Öffnungsweg der Düsennadel begrenzenden, bei Leerlauf, höchstens mittlerer Drehzahl und niedriger Belastung der Brenrikraf tmaschine im Sinne einer Verringerung des Öffnungsweges verstellbaren Anschlag der mittels eines federbelasteten druckmittöl beaufschlagten Kolbens betätigbar ist.

Eine solche Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen ist aus der DE-OS 2 558 766 bekannt, bei der ein hydraulisch, entgegen der Wirkung einer Feder verstellbarer, quer zur Achse der Ventilnadel angeordneter Kolben vorgesehen ist , wobei für die Hubbegrenzung der Ventilnadel die Mantelfläche des Kolbens einen als Anschlag dienenden stufenförmigen Absatz aufweist. Mit einer derartigen Kraftstoff-Einspritzdüse soll bei Leelauf und niederer Teillast der Öffnungsepierschnitt an der Einspritzdüse kleiner sein als bei höherer Last. Bei höherer Last und Drehzahl soll jedoch der größtmögliche Öffnungsquerschnitt an der Einspritzdüse zur Verfügung stehen.

Nachteilig bei dieser bekannten Einspritzdüse ist jedoch, daß der Anschlag nur zwischen zwei definierten Extremstellungen verstellbar ist, was eine sprunghafte Änderung der Einspritzmenge und damit eine ungünstige Beeinflussung des LaufVerhaltens des Motors nach sich zieht. Bei Anschlagen der Düsennadel an einem schrägen Abschnitt des Kolbenmantels befindet sich die Nadel jedoch in vollständig Undefinierten Lagen, da durch die schrägverlaufende Manteldläche des Kolbens

auf die Nadel ein Moment bzw. QuerkrÄfte ausgeübt werden, was ein Klemmen der Nadel in ihrer Führung verursachen kann. Da überdies die Nadel in Nähe des Kolbens nicht geführt und über ihre in einem beträchtlichen Abstand von dem Kolben vorgesehene Führung im Düsenkörper hinausragt, wird sie bei Anschlagen an dem schrägen Abschnitt der Mantelfläche des Kolbens seitlich ausgelankt.

Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und die Kraftstoff-Einspritzdüse der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß eine stufenlose Verstellbarkeit des Anschlages über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine und dadurch deren gleichmäßiges}verbessertes Emissionsverhalten in diesem Bereich gewährleistet ist.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das den Kolben beaufschlagende Druckmittel über ein Druckregelventil geführt und ein wenigstens von der jeweiligen Maschinendrehzahl und -belastung beeinflußter Regler für dieses Druckregelventil vorgesehen ist, wobei der Kolben in einem Zylinder angeordnet ist, dessen die Achse der Düsennadel schneidende Achse mit der ersteren einen von 90 geringfügig abweichenden Winkel einschließt und wobei der Anschlag als Kolbenmantelabflachung ausgebildet ist, die mit der Normalebene auf die Kolbenachse einen gleich großen, aber entgegengesetzt gerichteten Winkel einschließt.

Die Anordnung des schräg abgeflachten Kolbens in einem geringfügig geneigten Zylinder hat den Vorteil, daß der von der Abflachung gebildete AnschJqg durch Verschiebung des Kolbens verstellt werden kann. Dabei wird die Abflachung parallel zu sich selbst verschoben und liegt in jeder Stellung des Kobens in einer Normalebene zur Nadelachse, sodaß an der Berührungsstelle vom Anschlag und Nadel

keine Querkräfte auftreten, die ein Moment auf die Nadel ausüben, wodurch ein Ecken, Klemmen oder seitliches Ausweichen der Nadel mit Sicherheit ausgeschlossen ist.

Durch das vom Regler beeinflußte Druckregelventil ist eine Anpassung an die jeweiligen Betriebsverhältnisse und damit eine kontinuierliche Anschlagverstellung möglich.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt und zwar zeigen

Fig. 1 die erfindungswesentlichen Teile einer in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine eingesetzten Kraftstoff-Einspritzdüse im Axialschnitt vergrößert und

Pig. 2 das Regelungsschema für eine solche Einspritzdüse.

Jedem Zylinder einer Brejinkraftmaschine ist ein Einspritz- ^rgregat 2 zugeordnet, das aus einer Kraftstoffpumpe mit Kolben 3 und Zylinder k sowie aus einer Einspritzdüse 5 besteht, die eine in einem Gehäuse 6 gelagerte Düsennadel J aufweist. Die Düsennadel 7 wird durch eine starke Feder 8 in der Düsenöffnungen 9 verschließenden Stellung gehalten. Aus dem Zylinder h der Pumpe wird über das Bohrungssystem Kraftstoff in den unteren Teil des Gehäuses 6 gedrückt, sodaß die Düsennadel 7 gegen die Kraft der Feder 8 von ihrem konischen Sitz oberhalb der Düsenöffnungen 9 abgehoben und der Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird. Dabei ergibt sich zwischen dem konischen Ende der Düsennadel und dem konischen Nadelsitz oberhalb der Düsenöffnungen 9 eine Drosselstelle.

Eine den Öffnungsweg der Düsennadel 7 begrenzender Anschlag ist von einer Abflachung 11 des Mantels eines Kolbens 12 gebildet. Dieser Kolben 12 ist in einem Zylinder 13 angeordnet, dessen die Düsenachse schneidende Achse mit der ersteren einen Winkel ^C einschließt, der von 90° geringfügig abweicht. Die Abflachung 11 schließt mit der Normalebene auf die Kolbenachse einen gleich großen, aber entgegengesetzt gerichteten Winkel β ein. Der Kolben 12 wird über die Bohrung ik mit dem der Düsenpumpe 3, k zugeführten Kraftstoff beaufschlagt und stützt sich anderseits über eine Feder 15 an einer Stellschraube 16 ab. Der federseitige Zylinderraum ist über ein Bohrungssystem 17 belüftet.

Ein Regler 18, dem von entsprechenden Sensoren 19 Betriebsdaten der betreffenden Brennkraftmaschine, also z.B. Kurbelwellendrehzahl, Stellung des Fahrpedales als Maß für die Belastung, Luft- und Motortemperatur u.dgl., eingegeben werden steuert über einen Schrittmotor 20 und einen Zahnstangentrieb 21 die jeweilige Fördermenge der Kraftstoffpumpe des Einspritzaggregates 2, indem der mit Steuerkanten versehene Pumpenkolben 3 verdreht wird. Beliefert wird die Einspritzpumpe von einer einfachen Förderpumpe 22. Mit 23 ist ein als Schwellschalter ausgebildetes Druckregelventil bezeichnet, das vom Regler 18 beeinflußt wird und den sogenannten Vordruck des Kraftstoffes, also den Druck regelt, mit dem der Kraftstoff zur Einspritzpumpe 3» k gelangt. Der Regler 18 bzv. das Druckregelventil 13 sind so eingestellt, daß bei Vollast und hoher Drehzahl der Vordruck gering ist und beispielsweise nur ein bar beträgt, wogegen er bei Leerlauf bzw. niedriger Drehzahl und geringer Last wesentlich höher ist und bei fünf bar liegt.

Da dieser Vordruck den Kolben 12 gegen die Kraft der Feder 15 beaufschlagt, wird der Kolben 12 bei Leerlauf bzw. niedriger Drehzahl und geringer Belastung in die dargestellte Stellung verschoben, so daß die Düsennadel an der Kolbenabflachung 11 bereits nach einem geringen Hub zur Anlage kommt und die Kraftstoffausspritzung wegen der verengten Drosselstelle verzögert ist. Sinkt dagegen der Vordruck bei höheren Drehzahlen bzw. Vollast ab, schiebt die Feder 15 den Kolben nach rechts und die als Anschlagfläche dienende Kolbenabflachung 11 gibt der Düsennadel 7 Freiraum für einen wesentlich größeren Hub. Daoei ist die Anordnung aber so getroffen, daß bei nach rechts verschobenem Kolben 12, also zurückgezogenem Anschlag 11, ein Fixanschlag 2k zur Wirkung kommt, d.h. es schlägt der Absatz 25 der Düsennadel 7 an der Stirnfläche 2k im Gehäuse 6 an, bevor das obere Nadelende an der Kolbenabflachung 11 zur Anlage kommt .

Dipl.-Ing. E. Eder Dipl.-ing. K. Schieschke

8000 München 40, Elisabetiictr. 34

Claims

STEYR-DAIMLER-PUCH Aktiengesellschaft Wien Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen Patentanspruch :

1. ) Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer in einem Gehäuse gelagerten, die Düsenöffnungen unter Federdruck verschließenden und durch den Einspritzdruck anschlagbegrenzt offenbaren Düsennadel Und einem den Öffnungsweg der Düsennadel begrenzenden, bei Leerlauf, höchstens mittlerer Drehzahl und niedriger Belastung der Brennkraftmaschine im Sinne einer Verringerung des Öffnungsweges verstellbaren Anschlag, der mittels eines federbelasteten, druckmittelbeaufschlagten Kolbens betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das den Kolben (12) beaufschlagende Druckmittel über ein Druckregelventil (23) geführt und ein wenigstens von der jeweiligen Maschinendrehzahl und -belastung beeinflußter Regler (18) für dieses Druckregelventil (23) vorgesehen ist, wobei der Kolben (12) in einem Zylinder (13) angeordnet ist, dessen die Achse der Düsennadel (7) schneidende Achse mit der ersteren einen von 90 geringfügig abweichenden Winkel (χ) einschließt, und wobei der Anschlag als Kolbenmantelabflachung (ii) ausgebildet ist, die mit der

Normalebene auf die Kolbenachse einen gleich großen, aber entgegengesetzt gerichteten Winkel (/?> ) einschließt.

ntüi..väiie Dipl.-ing. E. Eder Dip!.-[ng. K. Schir.üchke SGOO Münchsn 40, Eiisjtsl/.sir.