DE3705848A1 - Hydraulischer kreislauf einer kraftstoffeinspritzanlage - Google Patents
Hydraulischer kreislauf einer kraftstoffeinspritzanlageInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Kreislauf einer
Kraftstoffeinspritzanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es
ist schon ein hydraulischer Kreislauf bekannt, bei dem von einer
Kraftstoffversorgungsleitung zu jedem der Einspritzventile eine ge
sonderte Stichleitung abgeht und von jedem der Kraftstoffeinspritz
ventile der nicht eingespritzte Kraftstoff in eine Kraftstoffrück
strömleitung geführt wird. Dabei ist nicht gewährleistet, daß jedes
Kraftstoffeinspritzventil ausreichend von Kraftstoff durchspült
wird, um insbesondere bei einem sogenannten Heißstart, bei dem
dampfförmiger Kraftstoff in den Kraftstoffleitungen und den ein
zelnen Kraftstoffeinspritzventilen vorliegt, ein sicheres Starten
der Brennkraftmaschine durch ein schnelles Ausspülen der Dampfblasen
aus den Kraftstoffeinspritzventilen und eine Abkühlung der erwärmten
Kraftstoffeinspritzventile zu erreichen.
Der erfindungsgemäße hydraulische Kreislauf mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß eine
schnelle und auch zwangsweise Durchspülung der Kraftstoffeinspritz
ventile gewährleistet ist, so daß beim Vorliegen von Heißstartbe
dingungen durch schnelles Ausspülen von eventuell vorhandenem Kraft
stoffdampf aus den Kraftstoffeinspritzventilen vom Ventilsitz weg
und durch schnelles Abkühlen der Kraftstoffeinspritzventile die er
forderliche Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine sicherge
stellt wird und die Brennkraftmaschine ohne Störungen startet und
weiterläuft.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen hydraulischen Kreislaufes möglich. Besonders vorteilhaft
ist es, die Kraftstoffrückströmringnut in der Einbaulage des Kraft
stoffeinspritzventiles höher anzuordnen, als die Kraftstoffzuström
ringnut, so daß etwa gebildeter Kraftstoffdampf schon von sich aus
vom Ventilsitz weg aufsteigt, und zwar in Strömungsrichtung des
Kraftstoffes zur Kraftstoffrückströmringnut. Vorteilhaft ist es
ebenfalls, die Kraftstoffrückströmringnut und die Kraftstoffzuström
ringnut außerhalb des Kraftstoffeinspritzventiles durch eine
Drosselstelle miteinander zu verbinden, um die Durchströmung des
Kraftstoffeinspritzventiles mit Kraftstoff in Abhängigkeit vom Quer
schnitt der Drosselstelle zu beeinflussen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein
facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er
läutert. Es zeigen
Fig. 1 einen erfindungsgemäß gestalteten hydrau
lischen Kreislauf einer Kraftstoffeinspritzanlage, Fig. 2 einen
Schnitt durch ein Kraftstoffeinspritzventil.
In Fig. 1 ist ein hydraulischer Kreislauf einer Kraftstoffein
spritzanlage für gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftma
schinen gezeigt. Dabei ist mit 1 ein Kraftstoffbehälter bezeichnet,
aus dem über eine Förderleitung 2 eine Kraftstoffpumpe 3, die bei
spielsweise elektromagnetisch angetrieben wird, Kraftstoff in eine
Kraftstoffversorgungsleitung 4 fördert. Der hydraulische Kreislauf
dient zur Kraftstoffversorgung von elektromagnetisch betätigbaren
Kraftstoffeinspritzventilen 6, die an Einzelsaugrohren zu jedem
Zylinder oder an jedem Zylinder 7 unmittelbar vor den nicht darge
stellten Einlaßventilen der Brennkraftmaschine angeordnet sind.
Jedes der Kraftstoffeinspritzventile 6 ist dabei in je eine einzelne
Ventilaufnahme 9 eingesetzt, die entweder Teil je eines Einzelsaug
rohres 7 bzw. Zylinders 8 ist. Jede Ventilaufnahme 9 weist eine Auf
nahmeöffnung 11 auf, die sich mit wechselndem Durchmesser von einer
Anlagefläche 12 jeder Ventilaufnahme 9 bis zum Einzelsaugrohr 7 er
streckt. Wie auch in Fig. 2 dargestellt ist, liegt das Kraftstoff
einspritzventil 6 mit einem über die Anlagefläche 12 ragenden Bund
13 an der Anlagefläche 12 an und ragt mit einem Stutzen 14 und einem
elektrischen Stecker 15 vom Bund 13 ausgehend aus der Aufnahmeöff
nung 11 heraus. Von der Anlagefläche 12 ausgehend weist die Aufnah
meöffnung 11 einen ersten Führungsabschnitt 17, daran anschließend
einen sich verjüngenden Kegelabschnitt 18 und einen zylindrischen
zweiten Führungsabschnitt 19 auf, der in das Einzelsaugrohr mündet.
Dem Stutzen 14 abgewandt schließt sich an den Bund 13 des Kraft
stoffeinspritzventiles 6 ein erster Dichtring 20 und ein erster
ringförmiger Siebkörper 21 an. Der erste Siebkörper 21 umschließt
mit einem ersten Sieb 22 einen Teil des zylindrischen Mantels 23 ei
nes topfförmig ausgebildeten Ventilgehäuses 24 im Bereich von das
Ventilgehäuse durchdringenden Ausströmöffnungen 25. Dem Bund 13 ab
gewandt weist der erste Siebkörper einen Ringrand 26 auf, der gegen
über der Wandung des ersten Führungsabschnittes 17 radial abdichtet
und so eine Kraftstoffrückströmringnut 27 begrenzt, die weiterhin
durch den ersten Dichtring 20, den Mantel 23 des Ventilgehäuses 24
und die Wandung des ersten Führungsabschnittes 17 begrenzt wird. In
das Ventilgehäuse 24 teilweise eingesetzt und mit diesem bei 29 ver
bördelt ist ein Düsenträger 30, in den ein Düsenkörper 31 teilweise
eingesetzt und bei 32 verbördelt ist. Wie auch das Ventilgehäuse 24,
so durchdringen auch der Düsenträger 30 und der Düsenkörper 31 den
ersten Führungsabschnitt 17, den Kegelabschnitt 18 und den zweiten
Führungsabschnitt 19 mit radialem Spiel. Auf den Düsenkörper 31 ist
ein zweiter ringförmiger Siebkörper 34 mit einem zweiten Sieb 35
aufgesetzt und umgreift den Düsenkörper 31 im Bereich ihn radial
durchdringender Einströmöffnungen 36. In Richtung zum zweiten Füh
rungsabschnitt 19 sich an den zweiten Siebkörper 34 anschließend ist
auf dem Düsenkörper 31 ein zweiter Dichtring 37 und eine Schutzhülse
38 angeordnet, die das Mündungsende 39 des Düsenkörpers 31 um
schließt und teilweise in das Einzelsaugrohr 7 ragt. Der zweite
Dichtring 37 berührt radial dichtend innen den Düsenkörper 31 und
außen die Wandung des zweiten Führungsabschnittes 19. Zwischen dem
zweiten Dichtring 37 und dem Ringrand 26 des ersten Siebkörpers 21
wird eine Kraftstoffzuströmringnut 41 eingeschlossen, die in radia
ler Richtung durch die Wandung des Kraftstoffeinspritzventiles und
der Aufnahmeöffnung 11 begrenzt wird. Somit liegt in der Einbaulage
des Kraftstoffeinspritzventiles 6 in der Ventilaufnahme 9 die Kraft
stoffrückströmringnut 27 höher als die Kraftstoffzuströmringnut 41
und wird von dieser durch den Ringrand 26 des ersten Siebkörpers 21
getrennt. Eine Axialnut 42 am Umfang des Ringrandes 26 des ersten
Siebkörpers 21 stellt eine Drosselstelle dar und verbindet direkt
die Kraftstoffzuströmringnut mit der Kraftstoffrückströmringnut.
Fluchtend mit dem Stutzen 14 ragt in einen Innenraum 43 des Ventil
gehäuses 24 ein Kern 44, in dem eine sich im Stutzen 14 fortsetzende
Einsatzöffnung 45 ausgebildet ist, die mit einer Preßpassung einen
Betätigungsstößel 47 aufnimmt. Auf den Kern 44 ist eine den Innen
raum 43 nicht ganz ausfüllende Magnetspule 48 aufgesetzt, die über
Kontaktstifte 49 im Stecker 15 elektrisch leitend mit einem nicht
dargestellten elektronischen Steuergerät verbindbar ist. In dem Dü
senkörper 31 ist eine Führungsbohrung 50 ausgebildet, die zum Mün
dungsende 39 in einen konischen Ventilsitz 51 übergeht, an den sich
eine zylindrische Düsenbohrung 52 anschließt, über die die Kraft
stoffabspritzung in das Einzelsaugrohr 7 erfolgt. In die Führungs
bohrung 50 ragt eine Ventilnadel 54, die durch zwei mit axialem Ab
stand zueinander vorgesehenen Gleitabschnitte 55 in der Führungsboh
rung 50 geführt wird und den Ventilsitz 51 zugewandt und mit diesem
zusammenarbeitend einen konischen Dichtabschnitt 56 hat, der in ei
nen die Düsenbohrung 52 durchragenden Zapfen 57 ausläuft, zwischen
dessen Mantel und der Wandung der Düsenbohrung ein den Kraftstoff zu
messender Ringspalt gebildet wird. An einem dem Zapfen 57 abgewand
ten Kopf 58 der Ventilnadel 54 ist ein zylindrischer Anker 59 befe
stigt, und weist auf den Kern 44 ausgerichtet einen Luftspalt gegen
über dem Kern auf. Die Gleitabschnitte 55 sind mit axial verlaufen
den Flächen versehen, beispielsweise als Vierkante ausgebildet, wo
durch eine Kraftstoffströmung über die Gleitabschnitte in axialer
Richtung möglich ist. Der Anker 59 weist eine Zentralbohrung 61 auf,
die in Strömungsverbindung mit einer vom Zentrum des Kopfes 58 zum
Nadelmantel führenden Schrägbohrung 62 übergeht, so daß über die
Gleitabschnitte 55 strömender Kraftstoff in die Schrägbohrung und
von dort in die Zentralbohrung 61 strömen kann, um von dort in den
Innenraum 43 zu gelangen, der wiederum mit der Ausströmöffnung 25 in
Verbindung steht. Andererseits steht die Führungsbohrung 50 mit der
Einströmöffnung 36 in Verbindung, so daß aufgrund der beschriebenen
Strömungswege eine Durchströmung des Kraftstoffeinspritzventiles von
der Einströmöffnung 36 ausgehend in Richtung vom Ventilsitz 51 weg
zur Ausströmöffnung 25 gegeben ist. Die auf diesem Wege von der Ein
strömöffnung 36 oder den Einströmöffnungen 36 zu der Ausströmöffnung
25 oder den Ausströmöffnungen 25 strömende Kraftstoffmenge ist durch
die Wahl des Querschnittes der Axialnut 42 im Ringrand 26 beeinfluß
bar.
Sich am Kopf 58 abstützend ragt in die Zentralbohrung 61 des Ankers
59 eine Druckfeder 63, die sich andererseits an dem Betätigungs
stößel 47 abstützt, der zur Einstellung der wirksamen Federkraft
mehr oder weniger in die Einsatzöffnung 45 einschiebbar und darin
befestigbar ist. In bekannter Weise ist die Hubbewegung der Ventil
nadel durch einen Anschlagbund 64 an der Ventilnadel begrenzbar, der
in erregtem Zustand der Magnetspule an einem Anschlagring 65 zum An
liegen kommt, den die Ventilnadel durchragt.
Ein in jeder Ventilaufnahme 9 ausgebildeter Zuströmkanal 66 mündet
in jede Kraftstoffzuströmringnut 41, mit der wiederum die Einström
öffnungen 36 in Verbindung stehen. Von der Kraftstoffrückströmring
nut 27 führt ein in jeder Ventilaufnahme 9 ausgebildeter Abström
kanal 67 weg. In das Kraftstoffeinspritzventil gelangende oder dort
entstehende Kraftstoffdampfblasen werden sofort mit dem Kraftstoff
nach oben gespült und in die Kraftstoffrückströmringnut 27 weiterge
führt.
Gemäß der Erfindung steht die Kraftstoffversorgungsleitung 4 mit dem
Zuströmkanal 66 in der Ventilaufnahme 9 des ersten in dem hydrauli
schen Kreislauf angeordneten Kraftstoffeinspritzventiles in Verbin
dung, während der vom Abströmkanal 67 aus dem ersten Kraftstoffein
spritzventil fortgeführte Kraftstoff in den Zuströmkanal zum zweiten
folgenden Kraftstoffeinspritzventil geführt wird, so daß also bei
jedem der nachfolgenden Ventile eine Strömungsverbindung für den
Kraftstoff von dem Abströmkanal 67 des vorhergehenden Kraftstoffein
spritzventiles zum Zuströmkanal 66 des nachfolgenden Kraftstoffein
spritzventiles besteht. Der Abströmkanal 67 des letzten, beim in Fi
gur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des vierten der in Reihe an
geordneten Kraftstoffeinspritzventile, steht mit einer Kraftstoff
rückströmleitung 68 in Verbindung, die über ein Druckregelventil 70
in eine Rücklaufleitung 71 mündet, welche zum Kraftstoffbehälter 1
zurückführt.
Claims (3)
1. Hydraulischer Kreislauf einer Kraftstoffeinspritzanlage für
Brennkraftmaschinen mit einer in eine Kraftstoffversorgungsleitung
fördernden Kraftstoffpumpe, mit einem ersten und wenigstens einem
weiteren in einzelnen Ventilaufnahmen angeordneten Kraftstoffein
spritzventil, mit einer zwischen jedem Kraftstoffeinspritzventil und
der Ventilaufnahme gebildeten Kraftstoffzuströmringnut und einer mit
axialem Abstand von der Kraftstoffzuströmringnut getrennten zwischen
Kraftstoffeinspritzventil und der Ventilaufnahme gebildeten Kraft
stoffrückströmringnut sowie wenigstens einer Einströmöffnung von der
Kraftstoffzuströmringnut in das Kraftstoffeinspritzventil und einer
Verbindungsleitung von jeder Einströmöffnung zu wenigstens einer
Ausströmöffnung im Kraftstoffeinspritzventil, die zur Kraftstoff
rückströmringnut führt, wobei die Kraftstoffversorgungsleitung in
die Kraftstoffzuströmringnut des ersten Kraftstoffeinspritzventiles
mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzuströmringnut
(41) jedes weiteren Kraftstoffeinspritzventiles (6) mit der Kraft
stoffrückströmringnut (27) des vorhergehenden Krafteinspritzventiles
(6) verbunden ist.
2. Hydraulischer Kreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraftstoffrückströmringnut (27) in Einbaulage des Kraft
stoffeinspritzventiles (6) höher liegt, als die Kraftstoffzuström
ringnut (41).
3. Hydraulischer Kreislauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraftstoffzuströmringnut (41) und die Kraftstoffrückström
ringnut (27) durch eine Drosselstelle (42) außerhalb des Kraftstoff
einspritzventiles (6) miteinander verbunden sind.
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