DE3604392A1 - Kraftstoffeinspritzanlage - Google Patents
KraftstoffeinspritzanlageInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzanlage
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist aus der
DE-OS 31 02 853 bereits ein Kraftstoffeinspritzsystem be
kannt, bei dem der über eine Kraftstoffzuführleitung zum
Einspritzventil strömende und der über eine Kraftstoffrück
strömleitung vom Einspritzventil abgeführte, überschüssige
Kraftstoff das Ventilgehäuse zwecks einer besseren Kühlung
teilweise umspült.
Beim Heißstart einer mit einem derartigen Einspritzventil
ausgestatteten Verbrennungskraftmaschine kann es durch die
Bildung von Kraftstoffdampfblasen dann zu Startschwierig
keiten kommen, wenn in den ersten Sekunden nach dem Start
mit Dampfblasen versetzter Kraftstoff abgespritzt wird.
Ursache hierfür ist die starke Abmagerung und damit Zünd
unwilligkeit des dabei gebildeten Kraftstoff-Luft-Gemi
sches.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage mit den kenn
zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber
den Vorteil, durch Bildung eines Reservoirs mit dampfblasen
freiem Kraftstoff auch in den ersten Sekunden nach dem Heiß
start eine ausreichende Versorgung des Einspritzventiles
mit Kraftstoff und damit eine gute Zündfähigkeit des durch
das Einspritzventil abgespritzten Kraftstoffes sicherzustel
len. Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe
basiert dabei auf der Erkenntnis, daß, wenn schon das Unter
binden des Ausdampfens von Kraftstoffbestandteilen nicht
praktikabel ist, dieser Effekt des Ausdampfens zumindest
in vorteilhafter Weise genutzt werden sollte.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im
Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzanlage möglich.
Vorteilhaft ist es insbesondere, daß den dickflüssigen Kraft
stoff speichernde Reservoir im Innenraum eines zwischen
dem Einspritzventil und dem das Einspritzventil aufnehmen
den Haltekörper befindlichen Einsatzkörpers auszubilden.
Durch diesen Einsatzkörper wird die vom Haltekörper an das
Einspritzventil übertragene Wärmemenge, welche wesentlich
zur Ausdampfung von Kraftstoff beiträgt, verringert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschrei
bung näher erläutert. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen je ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das in Fig. 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil 1 ist
in bekannter Weise elektromagnetisch betätigbar und dient
beispielsweise zur Einspritzung von Kraftstoff über einen
Düsenkörper 2, insbesondere mit niedrigem Druck, in das
Luftansaugrohr von gemischverdichtenden, fremdgezündeten
Brennkraftmaschinen. Die Kraftstoffeinspritzung durch das
Kraftstoffeinspritzventil kann dabei entweder gleichzeitig
für alle Zylinder der Brennkraftmaschine stromaufwärts oder
stromabwärts einer Drosselklappe in das Luftansaugrohr durch
ein einzelnes Kraftstoffeinspritzventil erfolgen oder durch
je ein Kraftstoffeinspritzventil in die einzelnen Luftansaug
rohre unmittelbar vor jedes Einlaßventil jedes Zylinders der
Brennkraftmaschine. Die elektrische Ansteuerung des Kraft
stoffeinspritzventils 1 kann dabei über Kontaktstifte 3 in
bekannter Weise erfolgen. Das Kraftstoffeinspritzventil 1
ist in einer ersten Führungsöffnung 4 eines Haltekörpers 5
in seinem dem Düsenkörper 2 abgewandten Bereich und in ei
ner zweiten Führungsöffnung 6 des Haltekörpers 5 in seinem
nahe dem Düsenkörper 2 liegenden Bereich gelagert. Erste (4)
und zweite (6) Führungsöffnung liegen zweckmäßigerweise
koaxial zueinander, wobei die zweite Führungsöffnung 6 einen
kleineren Querschnitt aufweist als die erste Führungsöffnung
4. Der Haltekörper 5 kann durch die Luftansaugrohrwandung
selbst gebildet werden oder als selbständiges Teil gestal
tet sein. Zur Zuführung von Kraftstoff dient eine innerhalb
des Haltekörpers 5 verlaufende und in einen durch die erste
(4) und zweite (6) Führungsbohrung gebildeten Innenraum 8
mündende Kraftstoffzuführleitung bzw. Kraftstoffzuführöff
nung 9; zur Abführung überschüssigen Kraftstoffes dient
eine ebenfalls innerhalb des Haltekörpers 5 verlaufende und
in den Innenraum 8 mündende Kraftstoffabführleitung 10. Wie
in der Zeichnung dargestellt, befindet sich die Kraftstoff
zuführleitung 9 unterhalb der Kraftstoffabführleitung 10
und damit näher am Düsenkörper 2. Die beschriebene Lagerung
des Kraftstoffeinspritzventils 1 in erster (4) und zweiter
(6) Führungsbohrung geschieht unter Zwischenlage jeweils
einer Dichtung 12, 13 zwischen Kraftstoffeinspritzventil 1
und Haltekörper 5. Auf diese Weise sind der Innenraum 8 und
die Atmosphäre des den Haltekörper 5 aufnehmenden Ansaug
rohres dichtend voneinander getrennt. Das Kraftstoffein
spritzventil 1 besitzt in der dem Düsenkörper 2 abgewand
ten Richtung einen Rand 14, welcher einen größeren Durch
messer aufweist als der Durchmesser der ersten Führungsboh
rung 4 und mit dem sich das Kraftstoffeinspritzventil 1 auf
einer Außenschulter 15 des Haltekörpers 5 abstützt. Weiter
hin weist das Kraftstoffeinspritzventil 1 einen am Umfang
des Kraftstoffeinspritzventiles 1 anliegenden oder einen
Teil des Kraftstoffeinspritzventiles 1 bildenden ersten
Filterring 17 auf. Dieser erste Filterring 17 besitzt Durch
strömöffnungen 18, durch welche der Kraftstoff aus dem
Kraftstoffeinspritzventil 1 austreten kann. Der erste Fil
terring 17 ist auf dem Kraftstoffeinspritzventil 1 und
innerhalb des Innenraums 8 des Haltekörpers 5 in der Weise
angebracht, daß die Durchströmöffnungen 18 mit der Kraft
stoffabführleitung 10 in Verbindung stehen. In der dem Dü
senkörper 2 zugewandten Richtung, an den ersten Filter
ring 17 anschließend, befindet sich, einen Teil des Kraft
stoffeinspritzventils 1 oder aber einen Teil des ersten
Filterringes 17 bildend ein sich vorzugsweise bis zur Wan
dung der ersten Führungsbohrung 4 erstreckender Kragen 19,
durch welchen der Innenraum 8 in zwei Teilräume unterteilt
wird: In einen ersten Teilraum 21, welcher mit der Kraft
stoffabführleitung 10 in Verbindung steht und in einen zwei
ten Teilraum 22, welcher mit der Kraftstoffzuführleitung 9
in Verbindung steht und welcher zur Atmosphäre des Ansaug
rohrs durch die Dichtung 13 abgeschlossen wird. Am Umfang
des Kragens 19 sind Drosselöffnungen 23 eingearbeitet, so
daß ein Überströmen von unter Druck stehendem Kraftstoff
vom zweiten Teilraum 22 in den ersten Teilraum 21 nur unter
Druckabfall möglich ist. Die Drosselöffnungen 23 können
etwa in Form von am Umfang des Kragens 19 abgetragenen Ab
flachungen ausgebildet sein.
Durch einen das Kraftstoffeinspritzventil 1 in einem Zu
strömbereich 24 nahe des Düsenkörpers 2 umfassenden, inner
halb des zweiten Teilraumes 22 liegenden zweiten Filterring
25 wird der über den Zuströmbereich 24 in das Kraftstoff
einspritzventil 1 strömende Kraftstoff von Schmutzpartikeln
gereinigt. Der zweite Filterring 25 kann gleichzeitig dazu
dienen, die axiale Lageverschiebung der Dichtung 13 zu si
chern, indem eine axiale Verschiebung der Dichtung 13 in
der dem Düsenkörper 2 abgewandten Richtung durch eine Schul
ter 26 am zweiten Filterring 25 begrenzt wird. In einer
ersten Ausführungsform der Erfindung, welche Fig. 1 zeigt,
befindet sich am Boden der ersten Führungsöffnung 4 eine
koaxial zur ersten (4) und zweiten (6) Führungsbohrung ange
brachte Sackbohrung 27, deren Durchmesser folglich kleiner
als der Durchmesser der ersten Führungsöffnung 4, aber grös
ser als der Durchmesser der zweiten Führungsöffnung 6 ist.
Am Boden 28 der Sackbohrung 27 liegt ein vorzugsweise in
Form eines zylindrischen Ringes geringer Wandstärke geform
ter Blendenkörper 30 an, welcher auf einem Teil seiner axia
len Ausdehnung durch die Wandung der Sackbohrung 27 umfaßt
ist und welcher im Bereich seiner restlichen axialen Aus
dehnung in den zweiten Teilraum 22 des Innenraums 8 koaxial
so weit hineinragt, daß zwischen einem dem Düsenkörper 2
abgewandten Begrenzungsrand 31 des Blendenkörpers 30 und
der Wandung des Kraftstoffeinspritzventils 1 ein Durchström
bereich in Form eines Überströmspaltes 33 verbleibt. Der
Blendenkörper 30 kann aus Metall, Kunststoff oder einem
keramischen Material bestehen.
Über die Kraftstoffzuführleitung 9 zugeführter Kraftstoff
gelangt nach Durchströmung bzw. Durchspülung des zweiten
Teilraumes 22 teilweise zum Überströmspalt 33 und von dort
innerhalb des Blendenkörpers 30 zum zweiten Filterring 25,
nach dessen Durchströmung der Kraftstoff den Zuströmbereich
24 des Kraftstoffeinspritzventils 1 erreicht. Das vom Blen
denkörper 30 eingeschlossene, einen Teil des Kraftstoffein
spritzventils 1 umgebende und außerdem durch den Boden 28
der Sackbohrung 27 begrenzte Volumen soll im folgenden als
"Dicksaftspeicher" 34 bezeichnet werden. Als "Dicksaft" be
zeichnet der Fachmann den um die leichter flüchtigen Bestand
teile verminderten Kraftstoff. Da dieser Kraftstoff einen
erhöhten Siedepunkt aufweist, neigt er weniger zur Dampf
blasenbildung als Kraftstoff normaler Konsistenz. Erst da
durch ist eine exakte Zumessung der Kraftstoffmenge beim Heiß
start möglich, da Dampfblasen die Zumessung nicht mehr be
einflussen können.
Die Funktion des Dicksaftspeichers 34 ist wie folgt:
Nach Abstellen einer mit der erfindungsgemäßen Kraftstoff
einspritzanlage ausgerüsteten, heißgefahrenen Brennkraft
maschine kommt es an der Oberfläche das Kraftstoffeinspritz
ventiles 1 und des Haltekörpers 5 zu einer starken Wärmeein
wirkung auf den nun bewegungslos im Dicksaftspeicher 34 be
findlichen Kraftstoff, da die kühlende Wirkung des während
des Betriebes über die Kraftstoffzuführleitung 9 einströmen
den frischen Kraftstoffes fehlt. Die Folge ist eine Erwär
mung des im Dicksaftspeicher 34 befindlichen Kraftstoffes
und ein Ausdampfen der leichterflüchtigen Kraftstoffbestand
teile, welche aufgrund ihres geringeren spezifischen Ge
wichtes aufsteigen und über den Überströmspalt 33 in den
zweiten Teilraum 22 gelangen. Diese Dampfblasenbildung wird
durch den nach Abstellen der Brennkraftmaschine abfallenden
Kraftstoffdruck in der Kraftstoffzuführleitung 9 und damit
auch im Dicksaftspeicher 34 noch verstärkt. Durch das ge
ringere spezifische Gewicht steigen die Dampfblasen inner
halb des Dicksaftspeichers 34 auf und erreichen über den
Überströmspalt 33 den zweiten Teilraum 22. Von dort gelan
gen sie beim nächsten Start der Brennkraftmaschine über die
Drosselöffnungen 23 zur Kraftstoffabführleitung 10. Nach
einiger Zeit sind alle leichterflüchtigen Kraftstoffbestand
teile innerhalb des Dicksaftspeichers 34 verdampft, zurück
bleibt der Dicksaft. Kommt es nun zu einem Heißstart der
Brennkraftmaschine, so wird für die ersten Sekunden nach
dem Start eben dieser Dicksaft durch das Kraftstoffeinspritz
ventil 1 abgespritzt, und nicht der sich außerhalb des Dick
saftspeichers 34 im zweiten Teilraum 22 befindende, teilweise
mit Dampfblasen durchsetzte Kraftstoff. Dadurch ist die
Zündwilligkeit des aufbereiteten Luft/Kraftstoffgemisches
vom Start an gewährleistet. Ist der Vorrat an Dicksaft im
Dicksaftspeicher 34 erschöpft, so gelangt über die Kraft
stoffzuführleitung 9 zunehmend der durch eine nicht darge
stellte Kraftstoffpumpe geförderte kühle Kraftstoff zum
Kraftstoffeinspritzventil 1. Ein sinnvoller Übergang von
der Förderung von Dicksaft zur Förderung von regulärem
Kraftstoff läßt sich durch angepaßte Wahl der Größe des
Dicksaftspeichers 34 erreichen.
Der Blendenkörper 30 kann, vorzugsweise in seinem der Kraft
stoffzuführleitung 9 abgewandten Bereich, einen in Längs
richtung verlaufenden Schlitz 36 aufweisen. Dadurch wird
das Einsetzen des Blendenkörpers 30 in die Sackbohrung 27
erleichtert. Hierzu wird vor dem Einsetzen des Blendenkör
pers 30 in die Sackbohrung 27 der Blendenkörper 30 radial
zusammengedrückt, so daß die zwischen sich den Schlitz 36
bildenden Flächen aneinander liegen, sodann wird der Blen
denkörper 30 in diesem Zustand in die Sackbohrung 27 einge
setzt und anschließend entspannt, wodurch er sich mit seinem
Außenmantel an die Wandung der Sackbohrung 27 anlegt.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2
dargestellt. Gleichwirkende Teile sind dabei gegenüber Fig. 1
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im Vergleich
zu Fig. 1 fehlen die Sackbohrung 27 und die zweite Füh
rungsöffnung 6. Stattdessen befindet sich im unteren, dem
Düsenkörper 2 zugewandten Teil des Haltekörpers 5 eine
Durchgangsbohrung 37 gleichen oder geringeren Durchmessers
als der Durchmesser der ersten Führungsöffnung 4. Zwischen
dieser Durchgangsbohrung 37 und dem Kraftstoffeinspritzven
til 1 befindet sich ein rotationssymmetrischer Einsatz 38,
welcher zur Durchgangsbohrung 37 hin durch eine in einer
Nut des Einsatzes 38 geführte Ringdichtung 39 abgedichtet
ist. Innerhalb des Einsatzes 38 befindet sich eine Öffnung
42, welche in gleicher Weise ausgebildet ist wie die zweite
Führungsöffnung 6 des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1.
In der dem Düsenkörper 2 abgewandten Richtung erstreckt
sich der Blendenkörper 30 als Teil des Einsatzes 38 mit Ab
stand zum Kraftstoffeinspritzventil 1. Der Blendenkörper 30
läuft beispielsweise jedoch nicht, wie bei Fig. 1, unter
Bildung des Überströmspaltes 33 in einem Begrenzungsrand 31
aus, sondern endet auf einem Teil seines Umfanges in min
destens zwei nach innen gebogenen Rastabschnitten 43. Die
Rastabschnitte 43 rasten mit Nasen 44 in eine im Umfang des
Kraftstoffeinspritzventils 1 eingearbeitete Haltenut 45
ein. Zwischen zwei jeweils benachbarten Rastabschnitten 43
bzw. Nasen 44 befinden sich Durchströmbereiche 47, welche
ihrer Funktion nach dem Überströmgspalt 33 des ersten Aus
führungsbeispieles entsprechen und welche folglich die Ver
bindung herstellen zwischen der Kraftstoffzuführleitung 9
und dem innerhalb des Blendenkörpers 30 gebildeten Dicksaft
speicher 34.
Zu den bereits in der Beschreibung des ersten Ausführungs
beispieles der Erfindung angeführten Vorteilen kommt bei
einem Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 2 der zusätz
liche Vorteil einer guten Wärmeisolation zwischen Halte
körper 5 und Kraftstoffeinspritzventil 1 durch den dazwi
schenliegenden Einsatz 38. Das gilt insbesondere, wenn der
Einsatz 38 aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit
- wie etwa Kunststoff - besteht. Diese isolierende Wirkung
des Einsatzes 38 bietet den Vorteil, daß die Wärme des
Haltekörpers 5 nicht unmittelbar in die Nähe des Kraftstoff
einspritzventiles 1 gelangt und dort die unerwünschte Dampf
blasenbildung fördert. Beide Vorteile des Einsatzes 38 - gute
thermische Isolation und Speicherung von Kraftstoff im Dick
saftspeicher 34 - ergänzen sich in vorteilhafter Weise:
Durch die isolierende Wirkung des Einsatzes 38 wird eine zu
starke Erwärmung des nahe am Ventil vorgelagerten Kraftstof
fes und damit u.U. ein Ausdampfen von Kraftstoffteilen ver
hindert und, da dies zumeist nicht ausreicht, wird durch
den Blendenkörper 30 gewährleistet, daß im Dicksaftspeicher
34 sich bildende Dampfblasen über die Durchströmbereiche 47
an dem Blendenkörper 30 in oben beschriebener Weise entwei
chen können, ohne daß es zu Einspülungen von Kraftstoff in
umgekehrter Richtung, d.h. in den Dicksaftspeicher 34, kommt.
Claims (8)
1. Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit
einem Luftansaugrohr und mindestens einem in einer Führungs
bohrung angeordneten Kraftstoffeinspritzventil, welches ei
nen Düsenkörper hat, der zur Einspritzung von Kraftstoff in
das Luftansaugrohr dient und welches mit der Führungsbohrung
einen Innenraum begrenzt, der mit Kraftstoff durch eine
Kraftstoffzuführöffnung versorgt wird, dadurch gekennzeich
net, daß sich in den Innenraum (8) ein einen Hohlkörper bil
dender und teilweise das Kraftstoffeinspritzventil (1) mit
Abstand umgebender Blendenkörper (30) erstreckt, welcher in
vom Düsenkörper (2) wegführender Richtung in der Nähe der
Wandung des Kraftstoffeinspritzventiles (1) unter Bildung
mindestens eines Durchströmbereiches (33, 47) mit dem Kraft
stoffeinspritzventil (1) endet.
2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Blendenkörper (30) als Hohlzylinder aus
gebildet ist.
3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Blendenkörper (30) in Längsrichtung ge
schlitzt ist.
4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Blendenkörper (30) in einer sich an die
Führungsbohrung (4, 6) anschließenden Bohrung (27) angeord
net ist.
5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Blendenkörper (30) Teil eines Einsatzes
(38) ist, der zwischen einem Teil des Kraftstoffeinspritz
ventiles (1) und einer sich an die Führungsbohrung (4, 6)
anschließenden Bohrung (37) eingesetzt ist.
6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß an dem Blendenkörper (30) Rastabschnitte (43)
segmentweise angebracht sind und diese Rastabschnitte (43)
mit nach innen gerichteten Nasen (44) versehen sind, welche
in eine am Kraftstoffeinspritzventil (1) eingearbeitete
Haltenut (45) einrasten.
7. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, 4 oder 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Führungsbohrung (4, 6) in ei
nem Haltekörper (5) ausgebildet ist, der in das Luftansaug
rohr ragt.
8. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, 4 oder 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Führungsbohrung (4, 6) in der
Wandung des Luftansaugrohres ausgebildet ist.
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