DE3811885A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit vor- und haupteinspritzung fuer eine brennkraftmaschine, insb. solche mit luftverdichtung u. selbstzuendung - Google Patents
Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit vor- und haupteinspritzung fuer eine brennkraftmaschine, insb. solche mit luftverdichtung u. selbstzuendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
mit Vor- und Haupteinspritzung für eine Brennkraftmaschine,
insbesondere solche mit Luftverdichtung und Selbstzündung,
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE-OS 33 30 987 ist eine Kraftstoffeinspritzvor
richtung bekannt, die sich aus einer Hochdruckeinspritz
pumpe und einer Voreinspritzhilfspumpe als Fremdsteuerung
für die Voreinspritzdüse zusammensetzt.
Von der Hochdruckeinspritzpumpe ausgehend führt eine Hoch
druckeinspritzleitung in üblicher Weise zu der Hauptein
spritzdüse. Eine Niederdruckförderpumpe fördert Kraftstoff
aus einem Tank in eine Druckleitung mit geringem Druck
über eine Leitungsverzweigung und einen zwischenge
schalteten Dämpfungsspeicher in einen Pumpenarbeitsraum
der Hochdruckeinspritzpumpe und ferner über eine weiter
führende Leitung und ein Rückschlagventil in einen Arbeits
raum der hydraulischen Hilfspumpe für die Voreinspritzung.
Die Leitungssysteme für die Vor- und Haupteinspritzung
sind voneinander getrennt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kraftstoff
einspritzvorrichtung mit Vor- und Haupteinspritzung zu
vereinfachen und darüber hinaus eine scharfe Trennung
zwischen dem Voreinspritzende und dem Haupteinspritzan
fang zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen erfindungsgemäß die im
Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich ein
selbststeuerndes System, das somit ohne Fremdeinwirkung,
wie Hilfspumpe, arbeitet und das durch die besondere Art
der Düsennadelschließfunktion der Voreinspritzdüse Nach
spritzer verhindert und eine scharfe Trennung zwischen der
Voreinspritzung und Haupteinspritzung sicherstellt, so
daß sich durch die zeitliche Verkürzung der Voreinspritz
phase infolge des steil abfallenden Voreinspritzen des bei
dennoch gleicher Voreinspritzmenge positive Auswirkungen
hinsichtlich der Verbrennungsgeräusche, des Kraftstoff
verbrauches und der Abgase ergeben.
In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildun
gen angegeben.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung veran
schaulichten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer
Hochdruckeinspritzpumpe sowie einer Vor- und einer
Haupteinspritzdüse
Fig. 2 die Voreinspritzdüse im Längsschnitt
Fig. 3 in einem Diagramm den Verlauf der Einspritzrate
über den Pumpenwinkel
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 für eine
luftverdichtende selbstzündende Nutzfahrzeug-Brennkraft
maschine besteht im wesentlichen aus einer Hochdruckein
spritzpumpe 2, aus einer von jedem Pumpenelement 3 aus
gehenden Einspritzleitung 4 mit einer in Düsennähe liegen
der Leitungsverzweigung 5, deren einer Zweig 5 a zu einer
Haupteinspritzdüse 6 und deren anderer gleichlanger Zweig
5 b zu einer Voreinspritzdüse 7 führt.
Die Voreinspritzdüse 7 mit in ihrem Düsenbereich üblicher
Bauart weist auf der Rückseite einer entgegen der Kraft
stoffströmungsrichtung und gegen die Kraft einer Rückstell
feder 8 öffnenden Düsennadel 9 einen koaxial zu dieser
angeordneten Schließkörper auf, der als Stufenkolben 10
ausgebildet mit einem von der Rückstellfeder 8 umgebenden
düsennadelseitigen Schließzapfen 11 versehen ist (Fig. 2).
Der Stufenkolben 10 liegt mit seinem im Durchmesser kleiner
ausgebildeten Kolbenteil 12 a auf einem Dichtsitz 13 auf.
Zu diesem Kolbenteil 12 a führt ein Verbindungskanal 14,
der von einer die Einspritzdüse 7 durchsetzenden Zulauf
bohrung 15 abzweigt, welche in eine die Düsennadel 9 um
gebende Druckkammer 16 mündet.
Der im Durchmesser größer ausgebildete Kolbenteil 12 b
ist in einem Führungskörper 17 längsverschiebbar ge
führt und weist eine Ringfläche 12 c auf, die in einer
den Stufenkolben 10 umgebenden Ringkammer 18 liegt. Die
Rückstellfeder 8 stützt sich einerseits über einen Düsen
federteller 19 an der Düsennadel 9 und andererseits über
einen Stufenkolbenfederteller 20 am Stufenkolben 10 ab.
Der Schließzapfen 11 und der Düsenfederteller 19 liegen
mit geringem Abstand auseinander, wenn sich der Stufen
kolben 10 in Schließstellung und die Düsennadel 9 in
Offenstellung befinden.
Die Druckangriffsfläche bzw. Stirnfläche 12 d am Kolben
teil 12 a ist kleiner als die Druckschulter 21 der Düsen
nadel 9, wohingegen die Summe aus Ringfläche 12 c und
Stirnfläche 12 d größer ist als die Druckschulter 21.
Die Wirkungsweise der Einspritzvorrichtung ist folgende:
Bei Erreichen des Düsenöffnungsdrucks hebt die Düsennadel 9
entgegen der Kraft der Rückstellfeder 8 von ihrem Ventil
sitz bis zum Nadelanschlag ab. Die Voreinspritzung beginnt.
Währenddessen steigt der Kraftstoffdruck weiter an und
sobald der durch die Rückstellfederkraft und die Druckan
griffsfläche 12 d am Kolbenteil 12 a festgelegte und noch
unter dem Öffnungsdruck der Haupteinspritzdüse liegende
Schließauslösedruck erreicht ist, beginnt der Stufenkolben 10
sich in Richtung Düsennadel 9 zu bewegen, ohne die An
schlagstellung der Düsennadel zu verändern. Der Weg von
dem Abzweigkanal zur Ringkammer 18 ist freigegeben, so daß
zusätzlich die Ringfläche 12 c am Kolbenteil 12 b wirksam wird.
Nachdem der Stufenkolben 10 beim Abwärtshub einen ge
wissen Leerhub h durchfahren hat und der Schließzapfen 11
an den Düsenfederteller 19 anschlägt und die Düsennadel 10
bis hin zur Schließstellung mitnimmt, wird die Vorein
spritzung beendet. Durch die Schließkörperbewegung wird
aus dem System Kraftstoff entzogen. Die während der Über
brückung des Leerhubs erzeugte Verzögerung des weiteren
Druckanstiegs bewirkt eine Vergrößerung des zeitlichen
Abstands zwischen Vor- und Haupteinspritzung. Durch weitere
Druckerhöhung wird die Haupteinspritzdüse aktiviert. Die
Haupteinspritzung beginnt und wird erst durch Aufsteuern
einer Steuerbohrung in der Hochdruckeinspritzpumpe 2 be
endet. Der Stufenkolben 10 rückt wieder durch Federkraft
in seine Ausgangsstellung zurück. Die Ringfläche am Kolben
teil als größte Querschnittsfläche ist damit hydraulisch
vom Systemdruck abgekoppelt. Nachspritzer aus der Vorein
spritzdüse können deshalb nicht auftreten.
In Fig. 3 ist der Einspritzverlauf der Voreinspritzung a
und der Haupteinspritzung b und die scharfe Trennung
zwischen Vor- und Haupteinspritzung gezeigt, wobei NW°
auf der Koordinate dem Nockenwellenwinkel und
auf der Ordinate der Kraftstoffmenge entsprechen.
Claims (6)
1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit Vor- und Haupt
einspritzung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere
solche mit Luftverdichtung und Selbstzündung, mit einer
Hochdruckeinspritzpumpe und mit einer von einem Pumpen
element ausgehenden Einspritzleitung und einer Haupt
einspritzdüse sowie mit einer Leitungsverzweigung für
eine Voreinspritzdüse, deren im Düsenkörper geführte
Düsennadel gegen die Kraft einer Rückstellfeder und ent
gegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffes in einer
Zulaufbohrung von ihrem Ventilsitz abhebt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die von dem Pumpenelement ausgehende Einspritz leitung (4) zu der Leitungsverzweigung (5) führt, die einerseits an der Voreinspritzdüse (7) und andererseits an der Haupteinspritzdüse (4) angeschlossen ist, und
daß die Voreinspritzdüse (7) einen durch Federkraft auf seinen Dichtsitz (13) gedrückten und in einem Führungskörper (17) längsverschiebbaren Schließkörper als Stufenkolben (10) aufweist, der durch einen Verbindungs kanal (14) mit der Zulaufbohrung (15) verbunden ist und bei einem über dem Öffnungsdruck der Düsennadel (9) liegenden Schließauslösedruck die Düsennadel (9) in die dem Voreinspritzende entsprechende Lage überführt.
daß die von dem Pumpenelement ausgehende Einspritz leitung (4) zu der Leitungsverzweigung (5) führt, die einerseits an der Voreinspritzdüse (7) und andererseits an der Haupteinspritzdüse (4) angeschlossen ist, und
daß die Voreinspritzdüse (7) einen durch Federkraft auf seinen Dichtsitz (13) gedrückten und in einem Führungskörper (17) längsverschiebbaren Schließkörper als Stufenkolben (10) aufweist, der durch einen Verbindungs kanal (14) mit der Zulaufbohrung (15) verbunden ist und bei einem über dem Öffnungsdruck der Düsennadel (9) liegenden Schließauslösedruck die Düsennadel (9) in die dem Voreinspritzende entsprechende Lage überführt.
2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stufenkolben (10) koaxial zur Düsennadel (9) ange
ordnet und mit einem mit der Düsennadel (9) zusammenwirken
den Schließzapfen (11) versehen ist.
3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach den Ansprüchen
1 und 2 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stufenkolben (10) zwei im Durchmesser unterschied
lich ausgebildete Kolbenteile (12 a, 12 b) aufweist, von
denen der größere Kolbenteil (12 b) im Führungskörper (17)
geführt ist und der kleinere Kolbenteil (12 a) mit dem
Führungskörper (17) eine Ringkammer (18) bildet, die bei
Erreichen des Schließauslösedrucks mit dem Verbindungs
kanal (14) verbindbar ist.
4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach den Ansprüchen
1 bis 3 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Summe der zwischen den Kolbenteilen (12 a, 12 b)
gebildeten Ringfläche (12 c) und der verbindungskanal
seitigen Stirnfläche (12 d) des kleineren Kolbenteiles (12 a)
größer ist als die Druckschulter (21) der Düsennadel (9).
5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorher
gehenden Ansprüche ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die für die Düsennadel bestimmte Rückstellfeder (8)
zugleich die den Schließzapfen (11) umgebende Schließfeder
für den Stufenkolben (10) bildet und sich einerseits an
einem Düsennadelfederteller (19) und andererseits an einem
Stufenkolbenfederteller (20) abstützt.
6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorher
gehenden Ansprüche ,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei auf Offenanschlag liegender Düsennadel (9) der
Stufenkolben (10) mit einem einen definierten Leerhub (h)
zulassenden Abstand von der Düsennadel (9) getrennt ist.
Priority Applications (3)
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ID=6351664
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