DE3910793A1 - Brennstoffeinspritzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für Dieselbrennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Brennstoffeinspritzpumpen dieser Bauart können den Brenn­ stoff über eine Saugbohrung in der Plungerbüchse und/oder über ein Saugventil, das sich im Bereich des Förderraumes befindet, ansaugen.

Bei einer anderen Bauart der Brennstoff-Einspritzpumpen wird der Brennstoff über ein im Bereich des Förderraumes angeordnetes, elektromagnetisch betätigbares Steuerventil angesaugt.

Bei beiden Bauarten wird der Brennstoff nach dem Ansaugen von dem Pumpenplunger über ein Druck- bzw. Entlastungsven­ til in die Einspritzleitung gefördert.

Das Druck- bzw. Entlastungsventil hat die Aufgabe, den Druck in der Einspritzleitung nach Abschluß des Einspritz­ vorganges auf ein bestimmtes Maß abzusenken und beim an­ schließenden Ansaugen des Brennstoffes ein Leersaugen der Einspritzleitung zu verhindern. Dadurch sollen sowohl ein rasches, nachspritzerfreies Schließen des Einspritzventils als auch ein kavitationsfreies Arbeiten des Einspritzsy­ stems verwirklicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Brenn­ stoff-Einspritzung und damit die Verbrennung in Diesel­ brennkraftmaschinen zu verbessern. Außerdem sollen durch einfachen Aufbau der Brennstoff-Einspritzvorrichtung der Wartungsaufwand gering und die Abmessungen und Kosten klein gehalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Es hat sich nämlich in überraschender Weise gezeigt, daß auf ein Druck- bzw. Entlastungsventil verzichtet werden kann, wenn in dem Zeitintervall zwischen Förderende und Förderbeginn eine dauernde Strömungsverbindung zwischen Förderraum und Saug­ raum besteht. Dadurch wird der Hochdruckbereich in den Saugraum hinein entlastet, ohne ein Druck- bzw. Entla­ stungsventil zu benötigen. Da andererseits der Hochdruck­ bereich in dem Zeitintervall zwischen Förderende und För­ derbeginn unter dem Saugraumdruck steht, wird im Hoch­ druckbereich eine Hohlraumbildung durch die Abwärtsbewe­ gung des Pumpenplungers sicher vermieden. Durch das Fehlen des Druck- bzw. Entlastungsventils vermindert sich der schädliche Raum erheblich, da sich nun ein konstanter oder in etwa konstanter Strömungsquerschnitt zwischen dem För­ derraum und dem Einspritzventil realisieren läßt. Auf diese Weise wird die Steifheit des Hochdrucksystems ver­ größert, so daß bei gleichen Förderraten der Einspritz­ pumpe höhere Einspritzdrücke erreicht werden können. Höhe­ re Einspritzdrücke führen aber zu verbesserter Verbrennung mit geringem Brennstoffverbrauch und niedriger Schadstoff­ emission.

Weiterhin bedeutet der Fortfall des Druckventils eine Vereinfachung und Verbilligung des Einspritzelementes. Außerdem vermindern sich Bauhöhe und Wartungsaufwand der Einspritzvorrichtung durch Wegfall eines Verschleißteils.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines elektromagne­ tisch betätigten Steuerventils als Steuerelement wird aufgrund von dessen kurzer Schaltzeit eine schnellere Entlastung des Hochdruckbereichs erreicht als bei dem üblichen mechanischen Steuerkantensystem, zumal das Entla­ stungsvolumen durch den Wegfall des Entlastungsventils erheblich vermindert ist. Dieser Vorteil wirkt sich auf­ grund der zeitkonstanten und drehzahlunabhängigen Schalt­ zeit des elektromagnetisch betätigten Steuerventils ins­ besondere bei niedrigen Motordrehzahlen aus.

Durch die erfindungsgemäße Lage und Anordnung des elektro­ magnetisch betätigten Steuerventils wird der schädliche Raum ebenfalls gering gehalten, da die Strömungsverbindung zwischen dem Förderraum und dem Einspritzventil trotz des in dieser Strömungsverbindung eingebauten elektromagne­ tisch betätigten Steuerventils einen praktisch konstanten Strömungsquerschnitt besitzt. Das ist ermöglicht, da auch im Bereich des elektromagnetisch betätigten Steuerventils ein Ringraum als Umgehungsleitung mit konstantem Strö­ mungsquerschnitt vorgesehen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Lösungen wird der Hochdruckbe­ reich während des Ansaugens mit dem im Saugraum herrschen­ den Vordruck beaufschlagt. Dieser sogenannte Standdruck, dessen Höhe erfindungsgemäß durch ein Druckhalteventil im Saugraum gewährleistet ist, sichert in vorteilhafter Weise die Stabilität von Förderbeginn und Fördermenge der Ein­ spritzpumpe und verringert die Kavitationsgefährdung des Systems.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet in einer weiteren Aus­ bildung den Vorteil, daß sich die Anordnung der Einspritz­ elemente den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten des Motorgehäuses optimal anpassen läßt.

Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wird ein Leerlaufen der Brennstoffeinspritzpumpe bei stillste­ hendem Motor verhindert, da erfindungsgemäß ein dicht schließendes Zulaufventil den Saugraum gegenüber dem Brennstoffzulauf abschließt.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet in einer weiteren Aus­ bildung den Vorteil, daß sich die Anordnung der Einspritz­ pumpenelemente den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten des Motorgehäuses optimal anpassen läßt.

Durch eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung wird die Einspritzleitung besonders kurz und damit der schädliche Raum besonders klein, so daß der Einspritzdruck besonders hoch werden kann.

Es zeigt die Figur: einen Querschnitt durch eine schematisch darge­ stellte Einspritzpumpe mit elektromagnetisch betä­ tigtem Steuerventil.

Die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzvorrichtung be­ sitzt einen Plunger 1, der in einer Plungerbüchse 2 dich­ tend geführt ist und mit dieser zusammen einen Förderraum 3 bildet. Der Förderraum 3 steht bei Stellung des Plungers 1 im unteren Totpunkt über ein Saugloch 17 mit dem Saug­ raum 4 in Verbindung. Der Saugraum 4 wird über ein Zulauf­ ventil 9 von einer nicht dargestellten Brennstofförderpum­ pe beaufschlagt. Der Druck im Saugraum 4 wird durch ein Druckhalteventil 10 konstant gehalten.

Der Plunger 1 wird über einen Rollenstößel 14 von einem Nocken 15 entgegen der Kraft einer Druckfeder 13 axial bewegt. Dadurch wird der Brennstoff nach Abschluß des Saugloches 17 in eine Hochdruckbohrung 11 gefördert. So­ lange das Steuerventil 8 offen steht, fließt der geförder­ te Brennstoff über den Hochdruckringraum 20, den Steuer­ ventilsitz 21, den Niederdruckringraum 19 und die Verbin­ dungsleitung 18 zurück in den Saugraum 4.

Sobald das Steuerventil 8 durch Erregen des Elektromagne­ ten 16 geschlossen wird, setzt die Hochdruckförderung ein, wobei Brennstoff durch die Hochdruckbohrung 11, den Hoch­ druckringraum 20 und die Einspritzleitung 5 zum Einspritz­ ventil 6 gefördert wird.

Der Förderraum 3, die Hochdruckleitung 11 mit dem Hoch­ druckringraum 20, die Einspritzleitung 5 und das Ein­ spritzventil 6 bilden einen Hochdruckbereich 7.

Die Hochdruckförderung wird durch Öffnen des Steuerventils 8 beendet. Die dadurch geschaffene Verbindung zum Saugraum 4 bewirkt eine Entlastung des Hochdruckbereichs 7, der bis zum erneuten Schließen des Steuerventils 8 unter dem Druck des Saugraumes 4 steht. Dadurch wird Hohlraumbildung wäh­ rend der Abwärtsbewegung des Pumpenplungers verhindert und konstante Druckverhältnisse zu Beginn der nächsten Ein­ spritzung sichergestellt, die zu einer stabilen Förderbe­ ginn- und Mengencharakteristik führen.

Das Zulaufventil 9 und das Druckhalteventil 10, die als besonders dicht schließende Ventile ausgebildet sind, verhindern bei Motorstillstand ein Leerlaufen des Saugrau­ mes 4 und des Hochdruckbereichs 7, wodurch Schwierigkeiten beim Start des Motors vermieden werden.

Claims (8)

1. Brennstoffeinspritzvorrichtung für Dieselbrenn­ kraftmaschinen, mit mindestens einem Pumpenplunger (1), der in einer Plungerbüchse (2) dichtend geführt ist und zusammen mit der Plungerbüchse (2) einen Förderraum (3) bildet, der während der Abwärtsbewegung des Plungers von Brennstoff durch ein Steuerelement mit einem Saugraum (4) verbunden ist, wobei der Förderraum (3) über eine in der Plungerbüchse (2) bzw. einem Adapterstück vorgesehene Hochdruckleitung (11) und eine daran anschließende Ein­ spritzleitung (5) in Strömungsverbindung mit einem Ein­ spritzventil (6) steht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Förderraum (3) und dem Einspritzventil (6) eine dauernd offene Strömungs­ verbindung besteht.

2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dauernd offene Strömungs­ verbindung einen konstanten oder in etwa konstanten Strö­ mungsquerschnitt aufweist.

3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement als ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil (8) ausgebil­ det ist.

4. Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (8) zwischen Förderraum (3) und Einspritzleitung (5) angeordnet ist und eine Verbindungsleitung (18) zum Saugraum (4) beherrscht.

5. Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (8) die Hoch­ druckleitung (11) durchdringt und die Hochdruckleitung (11) im Durchdringungsbereich als ein das Steuerventil (8) umgreifender Ringraum (20) ausgebildet ist.

6. Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugraum (4) ein nach außen dicht schließendes Zulaufventil (9) und ein dicht schließendes, nach außen öffnendes Druckhaltventil (10) aufweist.

7. Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzvorrichtung so­ wohl als Einzelpumpen als auch als Blockpumpe ausgeführt werden kann.

8. Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelpumpen in größtmög­ licher Nähe zu den zugehörigen Einspritzventilen (6) ange­ ordnet sind.