DE4121616A1 - Zeitschaltventil fuer druckmittelsysteme - Google Patents
Zeitschaltventil fuer druckmittelsystemeInfo
- Publication number
- DE4121616A1 DE4121616A1 DE19914121616 DE4121616A DE4121616A1 DE 4121616 A1 DE4121616 A1 DE 4121616A1 DE 19914121616 DE19914121616 DE 19914121616 DE 4121616 A DE4121616 A DE 4121616A DE 4121616 A1 DE4121616 A1 DE 4121616A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pressure
- valve
- spring
- injection
- piston
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
- F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
- F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
- F02M45/08—Injectors peculiar thereto
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
- F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
- F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
Die Erfindung geht aus von einem Zeitschaltventil für Druckmittel
systeme nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zum Zu- oder Auf
steuern eines hydraulischen oder pneumatischen Ventils nach Ablauf
einer bestimmten Zeitdauer nach Auftreten eines positiven oder nega
tiven Drucksignals sind Zeitschaltventile mit einem Kolbenschieber
bekannt, auf dessen einer Steuerseite eine Rückführfeder und auf
dessen anderer Steuerseite eine Steuerdruckkammer angeordnet sind,
in die zum Verschieben des Kolbenschiebers aus seiner einen Schalt
position in die andere ein Fluid zugeführt oder daraus abgeführt
wird. Um beim Zu- oder Abströmen des Fluids eine gewisse Verzögerung
herbeizuführen, ist in der Zu- oder Ablaufleitung eine Drossel
angeordnet, die im Zusammenwirken mit der Kraft der Rückführfeder
das Fluid dosiert aus der Steuerkammer strömen läßt, so daß sich
eine gewisse Zeitspanne zwischen dem Aufsteuern der Steuerdruck
kammer, bei dem der Steuerschieber sich in der einen Schaltposition
befindet, und dem Eintreffen des Steuerschiebers in der anderen
Schaltstellung vergeht. Die Schaltdauer, die im Bereich von Sekunden
liegt, wird von Viskositätsänderungen des Fluids bei Temperatur
schwankungen stark beeinflußt. Es ist daher ein Schaltventil er
strebenswert, dessen Schaltdauer insbesondere im Bereich von Milli
sekunden liegt und das eine exakte Wiederholbarkeit gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Schaltventil mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Laufzeit vom Ingangsetzen
bis zum Erreichen des Schaltzeitpunktes prinzipbedingt stets kon
stant und dabei unabhängig vom Stelldruck, der Temperatur und der
Viskosität des Stellfluids ist. Es ist aus diesem Grunde insbeson
dere vorteilhaft einsetzbar bei Dieseleinspritzvorrichtungen, bei
denen zeitlich abgesetzt vor dem Einspritzen der Hauptkraftstoff
menge eine kleine Vormenge in den Brennraum eingespritzt wird, um
den Brennraum für die Verbrennung vorzukonditionieren. Dadurch läßt
sich nämlich das Verbrennungsgeräusch senken, ohne dabei die
Emission, wie HC, NOx Rauch usw. und ohne den spezifischen Kraft
stoffverbrauch zu verschlechtern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen
schematischen Aufbau und Fig. 2 einen Längsschnitt sowie Fig. 3
ein Funktionsdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 4
einen schematischen Aufbau und Fig. 5 einen Längsschnitt eines
zweiten Ausführungsbeispiels sowie Fig. 6 einen schematischen
Aufbau und Fig. 7 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbei
spiels einer Einspritzvorrichtung.
Die Einspritzvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 hat im wesent
lichen eine Einspritzdüse 1 mit einer Voreinspritzeinrichtung 2,
ein Zeitglied 3, ein Spannglied 4, eine Steuerventileinrichtung 5
und ein Druckventil 6. In Verbindung mit der Steuerventileinrichtung 5
steuert das Zeitglied 3 die Einspritzdüse 1 mit der Voreinspritz
einrichtung 2 so, daß mit Beginn der Voreinspritzung jeweils eine
bestimmte, konstante Zeitdauer bis zum Beginn der Haupteinspritzung
abläuft. Die einzelnen Teile sind als Module 7, 8 aufgebaut und mit
der Einspritzdüse 1 zu einer Einheit zusammengefaßt.
Die Einspritzdüse 1, die von herkömmlicher Bauart ist, hat eine in
einem Düsenkörper 12 verschiebbare, von einer Schließfeder 14 gegen
einen Ventilsitz 13 gedrückte Ventilnadel 11. Der Düsenkörper 12 ist
mit einer Überwurfmutter 15 über eine Zwischenscheibe 16 an einem
Düsenhalter 17 festgespannt, der in einer Kammer die Schließfeder 14
aufnimmt. Im Bereich einer Druckschulter 18 der Düsennadel 11 hat
der Düsenkörper 12 einen Druckraum 19.
Die Voreinspritzeinrichtung 2 ist, wie beispielsweise aus der
DE-PS 12 52 002 bekannt, achsparallel zur Ventilnadel 11 im Düsen
körper 12 angeordnet. Sie hat einen gegen die Wirkung einer Rück
führfeder 24 in einer Zylinderbohrung 22 verschiebbaren Vorein
spritzkolben 21, der bei Druckanstieg um einen bestimmten Hub ver
schoben wird und dabei eine vorbestimmte, jeweils konstante Menge
Kraftstoff, die sogenannte Voreinspritzmenge, durch einen Kanal 23
in den Druckraum 19 der Einspritzdüse 1 verdrängt, von wo aus die
Voreinspritzmenge in den Brennraum eingespritzt wird.
Die Haupteinspritzmenge wird der Einspritzdüse 1 über das Spannglied
4 und das Zeitglied 3 zugeleitet, wobei das Zeitglied 3 den zeit
lichen Abstand zwischen Vor- und Haupteinspritzung bestimmt und
selbst durch die Steuerventileinrichtung 5 ausgelöst wird. Das Zeit
glied 3 ist ein Feder-Masse-System und hat eine Masse in Form eines
Kolbenschiebers 30 mit einem aktiven Kolbenteil 31 und einem
Ventil-Schieberteil 32, der mit einer Steuernut 33 und Steuerkanten
34, 35 einen Einlaß 36 und einen Auslaß 37 steuert. Der Kolben
schieber 30 ist auf der der Druckfläche des Kolbenteils 31 gegen
überliegenden Seite von einer Feder 38, vorzugsweise einer
Schraubendruckfeder belastet. In nicht druckbelastetem Zustand nimmt
der Kolbenschieber 30 eine Stellung ein, in der die Steuernut 33
eine Verbindung des Einlasses 36 mit dem Auslaß 37 herstellt, und
diese unterbricht, wenn bei Druckaufbau vor dem Kolbenteil 31 der
Kolbenschieber 30 gegen einen Anschlag 39 entgegen der Kraft der
Feder 38 verschoben wird. Die Masse des Kolbenschiebers 30 und die
Charakteristik der Feder 38 sind so abgestimmt, daß jeweils nach dem
Ingangsetzen des Zeitglieds 3 durch Druckentlastung am Kolbenteil 31
eine vorgewählte konstante Zeitdauer vergeht, bis der Schieberteil
32 mit seinen Steuerkanten 34, 35 die Verbindung vom Einlaß 36 zum
Auslaß 37 herstellt. Diese konstante Zeit- oder Schwingdauer be
stimmt den Abstand vom Beginn der Voreinspritzung zum Beginn der
Haupteinspritzung.
Das Zeitglied 3 beziehungsweise dessen Kolbenschieber 30 wird ge
spannt, beziehungsweise in seine Ausgangs- oder Startstellung ge
bracht, indem bei Förderbeginn und Druckaufbau einer Einspritzmenge
durch die Einspritzpumpe der Spannkolben 40 des Spannglieds 4 ver
schoben wird und dieser dabei Kraftstoff durch einen Kanal 42 zum
Kolbenteil 31 des Kolbenschiebers 30 verdrängt, so daß der Schieber
teil 32 die Verbindung vom Einlaß 36 zum Auslaß 37 unterbricht. Beim
Verschieben des Spannkolbens 40 aus seiner Ausgangsstellung, in die
er in drucklosem Zustand von einer Feder 43 gedrückt wird, stellt
der eine Steuerkante 44 aufweisende Spannkolben 40 eine Verbindung
von einem Zulaufkanal 45 zu einem zum Einlaß 36 des Zeitglieds 3
führenden Kanal 46 her. Der Zulaufkanal 45 ist mit einer
Förder- oder Druckleitung 47 verbunden, die von einer nicht darge
stellten Hochdruck-Einspritzpumpe ausgeht.
Die den Beginn der Voreinspritzung und den Start des Kolbenschiebers
30 des Zeitglieds 3 steuernde Steuerventileinrichtung 5 hat einen
Steuer- oder Ventilschieber 50, der mit einer ersten Steuerkante 51
einer Ringnut 52 die Verbindung eines mit der Druckleitung 47 ver
bundenen Kanals 53 mit einem zur Voreinspritzeinrichtung 2 führenden
Kanal 54 und mit einer zweiten Steuerkante 55 einen Verbindungskanal
56 vom Kolbenteil 31 des Kolbenschiebers 30 mit dem drucklosen
Leckölkanal 65 steuert. Der Ventilschieber 50 liegt in seiner
Schließstellung von einer sich am Gehäuse abstützenden Rückführfeder
57 belastet mit seiner Steuerkante 55 an einer gehäusefesten An
schlagschulter 49 an. Der Ventilschieber 50 hat vorzugsweise den
gleichen Durchmesser wie der Spannkolben 40, ist auch gleichachsig
zu diesem angeordnet und hat einen gegen den Spannkolben 40 vor
stehenden Ansatz 58, der in druckloser Ausgangsstellung des Spann
kolbens 40 und des Ventilschiebers 50 zum Spannkolben 40 hin einen
bestimmten Abstand hat. Die die Rückführfeder 57 aufnehmende Kammer
59 wird über ein Ablaß- oder Druckventil 64, das auf etwa 20 bar
Öffnungsdruck eingestellt ist, und einen Leckölkanal 66 entlastet.
Außerdem ist sie durch einen Kanal 63 mit dem Druckventil 6 ver
bunden, das einen vom Pumpendruck beaufschlagten Differentialkolben
60 hat, welcher mit einer Steuerkante 61 die Verbindung der Kammer
59 der Steuerventileinrichtung 5 mit einem zu dem Kanal 53 führenden
Kanal 62 steuert. Das Druckventil 6 erzeugt am Spannkolben 40 und am
Ventilschieber 50 eine Druckdifferenz und sichert den Rücklauf
dieser Teile bei Druckabbau. Die dem Steuerkolben 50, dem Differen
tialkolben 60 und dem Kolbenschieber 30 zugeordneten drucklosen
Kammern sind über Leckölkanäle 65 bis 69 mit einem nicht darge
stellten Sammel-Leckölkanal verbunden, durch den Lecköl auch von der
die Schließfeder 14 der Einspritzdüse 1 aufnehmenden Kammer abge
führt wird.
Die in Fig. 1 in schematischem Aufbau gezeigte Einspritzvorrichtung
ist in Fig. 2 als gegenständliches Ausführungsbeispiel vereinfacht
dargestellt. Dabei sind der mit einer Voreinspritzeinrichtung 2
ausgerüsteten Einspritzdüse 1, die von herkömmlicher Bauart ist, ein
Modul 7 mit der Steuerventileinrichtung 5 und ein Modul 8 mit dem
Zeitglied 3, dem Spannglied 4 sowie dem Druckventil 6 und ein Ver
teilerkopf 9 zugeordnet. Die Gehäuse der Module 7 und 8 haben etwa
den gleichen Querschnitt wie die Einspritzdüse 1 und sind koaxial
mit dieser hintereinander verspannt. Die oben beschriebenen Ver
bindungskanäle sind in den Gehäusen als Längs- und Querbohrungen
ausgebildet, wobei die Kanäle 53 und 63 in Ebenen verlaufen, die zur
Schnittebene der Fig. 2 versetzt sind. Ebenso ist der Differential
kolben 60 des Druckventils 6 winkelversetzt zum Spannkolben 40 im
Gehäuse des oberen Moduls 8 angeordnet. Der Kolbenschieber 30 des
Zeitglieds 3, der Spannkolben 40 des Spannglieds 4, der Differen
tialkolben 60 des Druckventils 6 und der Ventilschieber 50 der
Steuerventileinrichtung 5 sind in entsprechenden Zylinderbohrungen
der Gehäuse 7 und 8 verschiebbar geführt.
Der vom Auslaß 37 des Zeitglieds 3 ausgehende und zur Druckkammer 19
im Düsenkörper 12 führende Kanal 25 durchsetzt die beiden Gehäuse 7,
8, den Düsenhalter 17, die Zwischenscheibe 16 und den Düsenkörper
12. Die Kanäle 53 und 63 durchsetzen die Gehäuse 7 und 8 in gleicher
Weise. Der von der Ventilsteuereinrichtung 5 abgehende und zur Vor
einspritzeinrichtung 2 führende Kanal 54 durchsetzt das Gehäuse 7,
den Düsenhalter 17, die Zwischenscheibe 16 und den Düsenkörper 12.
Die achsparallel verlaufenden Kanäle sind als Durchgangs- oder Sack
bohrungen ausgebildet. Querbohrungen sind radial von außen gebohrt
und hochdruckdicht verschlossen. Eine bogenförmige Nut 91 im Ver
teilerkopf 9 verbindet die Kanäle 45, 46 und 53 mit der Druckleitung
47.
Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Einspritzvorrichtung wird
anhand des Funktionsdiagramms nach Fig. 3 erläutert. Darin zeigen
über der Zeit t aufgetragen die Kurve p den Druck in der Zuführ- be
ziehungsweise Druckleitung 47, die Kurve a den Weg des Spannkolbens
40, die Kurve b den Weg des Kolbenschiebers 30, die Kurve c den Weg
des Ventilschiebers 50 und die Kurve h den Hub der Ventilnadel 11.
Beim Förderhub der Einspritzpumpe steigt der Druck p in der Druck
leitung 47. Dadurch werden der Differentialkolben 60 des Druckven
tils 6 und der Spannkolben 40 des Spannglieds 4 entgegen der Wirkung
ihrer Rückführfedern 60′ und 43 verschoben, wobei zunächst die
Steuerkante 61 des Differentialkolbens 60 die Verbindung zwischen
der Kammer 59 der Steuerventileinrichtung 5 und dem Druckkanal 62
sowie auch die Verbindung 71, 42 vom Druckkanal 62 über die Steuer
einrichtung 5 zum Zeitglied 3 unterbricht. Ab einer bestimmten
Druckhöhe, die von der Feder 43 der Steuerventileinrichtung 5 und
der Feder 38 des Zeitglieds 3 bestimmt wird, wird der Spannkolben 40
verschoben, wobei er auf dem ersten Teil a′ seines Weges Kraftstoff
durch den Kanal 42 zum Kolbenglied 31 des Zeitglieds 3 verdrängt, so
daß der Kolbenschieber 30 entgegen der Kraft der Feder 38 gegen den
Anschlag 39 verschoben und dabei die Feder 38 gespannt wird (Weg
b′). Auf dem anschließenden Teil a′′ seines Weges, nachdem der
Spannkolben 40 den Abstand zu dem Ansatz 58 des Ventilschiebers 50
durchlaufen hat, öffnet das Ablaßventil 64 und der Spannkolben 40
verschiebt den Ventilschieber 50, so daß dieser mit seiner Steuer
kante 55 die Verbindung vom Druckraum des Kolbenteils 31 des Zeit
glieds 3 zum drucklosen Leckölkanal 65 und die Verbindung von der
Druckleitung 47 zum Voreinspritzkolben 21 über die Kanäle 53 und 54
herstellt. Dieses Aufsteuern bewirkt, daß der Voreinspritzkolben 21
die Voreinspritzmenge in die Druckkammer 19 unter Druckanstieg ver
drängt, so daß die Ventilnadel 11 vom Sitz 13 abgehoben wird
(Weg h′), wobei die Voreinspritzmenge aus dem Düsenkörper 12 ausge
spritzt wird, und gleichzeitig durch die Druckentlastung des Kolben
teils 31 des Kolbenschiebers 30 die Feder 38 den Kolbenschieber 30
aus seiner Startstellung, in der er die Verbindung der Druckleitung
47 zur Einspritzdüse 1 unterbricht, in die Aufsteuerstellung (Fig. 1)
verschiebt. Die Voreinspritzmenge, die durch den Hub und die Ver
drängungsfläche des Voreinspritzkolbens 21 klein bemessen ist, wird
innerhalb einer sehr kurzen Zeitdauer verdrängt und eingespritzt.
Während dieser Zeitdauer und einer gewissen Zeit danach läuft die
Laufzeit ΔSB des Zeitglieds 3 ab, die durch die Größe der Masse des
Kolbenschiebers 30 und der Charakteristik der diesen belastenden
Feder 38 sowie dessen Weg bis zur Aufsteuerung des Einlasses 36 und
des Auslasses 37 durch die Steuerkanten 34 und 35 bestimmt ist. Nach
diesem Zeitablauf ΔSB, der vom Förderdruck der Einspritzpumpe und
vom Zustand der Brennkraftmaschine völlig unabhängig ist, beginnt
beim Aufsteuern des Zeitglieds 3 die Haupteinspritzung, deren Dauer
von der durch die Einspritzpumpe geförderten Einspritzmenge bestimmt
wird. Dabei macht die Ventilnadel 11 den Weg h′′. Gegen Ende der
Förderung der Einspritzpumpe, wenn der Leitungsdruck p wieder auf
einen bestimmten Druck gefallen ist, führen nach Öffnen des Druck
ventils 6 durch die Rückführfeder 60′ die Federn 43, 57 und 24 den
Differentialkolben 60, den Ventilschieber 50, den Spannkolben 40 und
den Voreinspritzkolben 21 in die in Fig. 1 dargestellte Ausgangs
stellung zurück, wobei Druckausgleich geschaffen wird. Zum Füllen
des Raumes vor dem Spannkolben 40 und zum Spannen des Zeitglieds 3
sowie zum schnellen Entlasten und Rückführen der Kolbenglieder ist,
wie in Fig. 1 dargestellt, zwischen der Kammer zwischen dem Spann
kolben 40 und dem Ventilschieber 50 und dem Kanal 63 ein Ver
bindungskanal 71 angeordnet. Dieser Verbindungskanal kann entfallen,
wenn die die Einspritzmenge fördernde Druckpumpe ein Entlastungs
volumen hat. Ein solches Entlastungsvolumen wird geschaffen durch
die Anordnung eines an sich bekannten Gleichraumentlastungsventils
am Ausgang der Hochdruck-Einspritzpumpe, also am Eingang der Druck
leitung 47. Wird anstelle eines solchen Gleichraumentlastungsventils
ein ebenfalls bekanntes Gleichdruckventil angeordnet, das in der
Druckleitung 47 nach der Druckphase einen bestimmten Standdruck
aufrechterhält, kann auch das Spannglied 4 entfallen. Die Funktion
des Spannkolbens 40 wird vom Standdruck ausgeübt.
Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß die Steuerventileinrichtung
5, das Spannglied 4 und das Druckventil 6 auch baulich zusammenge
faßt werden können, wobei der Steuerschieber 50, der Spannkolben 40
und der Differentialkolben 60 als eine Einheit ausgebildet sind, wie
beispielsweise das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5
zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Ausbildung, die An
ordnung zueinander und die Funktion der Einspritzdüse 1, der Vor
einspritzeinrichtung 2 und des Zeitglieds 3 wie bei dem oben be
schriebenen Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3, weshalb im
folgenden für gleichartige Teile auch die gleichen Bezugszeichen
verwendet werden. Anstelle des Druckventils 6, des Spannkolbens 4
und des Steuerventils 5 ist hier eine Steuerventileinrichtung 80
angeordnet, die einen einzigen Steuerschieber 81 mit einer ersten
Ringnut 82 mit zwei Steuerkanten 84, 85 zum Ansteuern des Zeitglieds
3 und mit einer zweiten Ringnut 83 mit einer Steuerkante 86 zum
Steuern der Voreinspritzeinrichtung 2 hat. Die eine Stirnseite 87
des kolbenartigen Steuerschiebers ist über den Zulaufkanal 45 vom
Pumpen- beziehungsweise Leitungsdruck und die andere von einer
Rückführfeder 88 in einer Kammer 89 belastet, die druckentlastet ist.
In der Ruhephase zwischen zwei Förderphasen wird in der Druckleitung
47, im Druckkanal 53, im Zulaufkanal 45 und im Kanal 46 ein Stand
druck von etwa 15 bis 20 bar durch ein am Ausgang der Einspritzpumpe
90 angeordnetes Gleichdruckventil 91 aufrechterhalten, das ein
Rückschlagventil 92 und ein Rückströmventil 93 aufweist, durch
welches der Standdruck in der Druckleitung 47 unabhängig von Last
und Drehzahl der betriebenen Brennkraftmaschine konstant gehalten
wird. In der Ruhephase wirkt dieser Standdruck über die in der einen
Schaltstellung befindlichen Steuerventileinrichtung 80 auf den
Kolbenschieber 30 des Zeitglieds 3, so daß dessen Schieberteil 32
die Verbindung vom Einlaß 36 zum Auslaß 37 unterbricht (Fig. 4). In
dieser einen Schaltstellung sperrt der Steuerschieber 81 der Steuer
ventileinrichtung 80 die Verbindung vom Druckkanal 53 zum Kanal 54,
der zur Voreinspritzeinrichtung 2 führt.
Zu Beginn der Förderphase der Einspritzpumpe 90, wenn in der Druck
leitung 47 der Druck ansteigt, verschiebt der auf der Stirnseite 87
wirkende Druck den Steuerschieber 81 in seine andere Schaltstellung.
Dabei unterbricht die Steuerkante 84 zunächst die Verbindung vom
Druckkanal 53 über den Kanal 42 zum Kolbenschieber 30 des Zeitglieds
3. Darauf steuern gleichzeitig die Steuerkante 86 die Verbindung vom
Druckkanal 53 zum Voreinspritzkanal 54 und die Steuerkante 85 die
Verbindung vom Druckraum des Kolbenteils 31 des Zeitglieds 3 zum
drucklosen Leckölkanal 65 auf. Dieses Aufsteuern bewirkt, daß der
Voreinspritzkolben 21 die Voreinspritzmenge verdrängt und durch die
Druckentlastung des Kolbenteils 31 die Feder 38 den Kolbenschieber
30 aus seiner Startstellung in die Aufsteuerstellung verschiebt.
Dadurch wird, wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, die
Haupteinspritzung um eine bestimmte Zeitspanne verzögert nach der
Voreinspritzung durchgeführt. Bei Förderende der Einspritzpumpe,
wenn der Druck in der Druckleitung 47 fällt, schieben die Rückführ
federn 24 und 88 den Voreinspritzkolben 21 und den Steuerschieber 81
in ihre Ausgangsstellung zurück, so daß durch die aufsteuernde
Steuerkante 84 durch den Standdruck der Kolbenschieber 30 des Zeit
glieds wieder gespannt wird.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 gegenständ
lich dargestellt, wobei der Einspritzdüsenteil, der gleich ist wie
beim ersten Ausführungsbeispiel, weggelassen ist. Die Steuerventil
einrichtung 80 und das Zeitglied 3 sind in einem Modul 95 unterge
bracht. Im übrigen ist dieses Ausführungsbeispiel ähnlich wie das
erste aufgebaut, weshalb gleichartige Teile mit gleichen Bezugs
zeichen versehen sind. Verbindungsbohrungen sind zum besseren Ver
ständnis teilweise in die Schnittebene der Zeichnung verlegt.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 6 und 7), dessen Aufbau
noch einfacher als der der beiden vorhergehend beschriebenen ist,
ist in die Steuerventileinrichtung 100 auch die Voreinspritzein
richtung 2 integriert. Dadurch ist als Einspritzdüse 1′ eine solche
ohne eingebaute Voreinspritzeinrichtung verwendbar, wie insbesondere
aus der Fig. 7 zu ersehen ist. Im übrigen kann die Einspritzdüse 1′
so aufgebaut sein wie die nach Fig. 2, so daß hier weitere Er
läuterungen entbehrlich sind. Das Zeitglied 3 ist der Einspritzdüse
1′ und der Steuerventileinrichtung 100 in gleicher Weise zugeordnet
und funktioniert gleich.
Die Steuerventileinrichtung 100 hat in einem Gehäuse 104 ein Ventil
glied 101 mit zwei gegeneinandergerichteten Ventilkegeln 102, 103,
die mit an einem umgebenden Gehäuse 104 angeordneten Ventilsitzen
105, 106 zusammenwirken. Der Ventilkegel 102 bildet zusammen mit dem
Ventilsitz 105 ein Einlaßventil und der Ventilkegel 103 mit dem
Ventilsitz 106 ein Auslaßventil. Die Ventilkegel 102, 103, die durch
einen Schaft 107 miteinander fest verbunden sind, sind in Kammern
108, 109 und der Schaft 107 in einer Zwischenkammer 110 angeordnet,
die von den Kammern 108, 109 durch die Ventilsitze 105, 106 getrennt
ist. Mit dem Ventilglied 101 ist auf der Seite der Kammer 109, die
über einen Kanal 112 druckentlastet ist und in der eine den Ventil
kegel 103 gegen den Ventilsitz 106 drückende Rückführfeder 111 an
geordnet ist, ein den Voreinspritzkolben 120 tragender Ansatz 121
verbunden. Der Voreinspritzkolben 120 taucht in einen Zylinder 122,
der über den Kanal 23 mit dem zum Druckraum 19 des Einspritzventils
1′ führenden Zulaufkanal 25 verbunden ist. In die der druckent
lasteten Kammer 109 gegenüberliegenden, pumpenseitig angeordneten
Kammer 108 mündet der Kanal 45, der mit der Druckleitung 47 ver
bunden ist. Die Zwischenkammer 110 ist über den Kanal 42 mit dem
Steuerdruckraum des Zeitglieds 3 verbunden.
In der Ruhepause zwischen zwei Förderphasen der Einspritzpumpe, die
wie beim zweiten Ausführungsbeispiel mit einem Gleichdruckventil
ausgestattet ist, wird in der Druckleitung 47 ein gewisser Stand
druck aufrechterhalten, so daß bei geöffnetem Einlaßventil 102, 105
der Steuerventileinrichtung 100 der Kolbenschieber 30 des Zeitglieds
3 entgegen der Wirkung der Feder 38 in seiner Ausgangsstellung ge
halten wird (Fig. 6). Zum Offenhalten des Einlaßventils 102, 105
und zum Geschlossenhalten des Auslaßventils 103, 106 der Steuer
ventileinrichtung 100 bei diesem Standdruck ist die das Ventilglied
101 belastende Rückführfeder 111 so bemessen, daß deren Kraft die
entgegenwirkende vom Standdruck an der der Stirnfläche des Vorein
spritzkolbens 120 kongruenten Druckangriffsfläche des Ventilglieds
101 erzeugte Kraft überwiegt. Dabei befindet sich auch der Vorein
spritzkolben 120 in seiner Ausgangsstellung.
Zu Beginn der Förderphase der Einspritzpumpe, wenn der Druck in der
Druckleitung 47 steigt, übersteigt die vom Druck erzeugte, auf das
Ventilglied 101 wirkende Kraft die Kraft der Rückführfeder 111, so
daß das Ventilglied 101 verschoben wird, wobei das Einlaßventil 102,
105 schließt und das Auslaßventil 103, 106 öffnet. Dadurch wird der
Kolbenschieber 30 des Zeitglieds 3 druckentlastet, gleichzeitig wird
die Voreinspritzmenge verdrängt und durch die Einspritzdüse 1′ aus
gestoßen. Nach Ablauf der Schwingdauer steuert das Zeitglied 3 die
Haupteinspritzung wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbei
spielen auf.
Bei dem in Fig. 7 gegenständlich dargestellten Ausführungsbeispiel
des prinzipiell in Fig. 6 dargestellten sind das Zeitglied 3 und
die Steuerventileinrichtung 100 ebenfalls in einem mit der Ein
spritzdüse 1′ verbundenen Modul 114 untergebracht, in dem Ver
bindungsbohrungen in verschiedenen Ebenen angeordnet sind, wobei der
die Steuerkammer des Kolbenschiebers 30 mit der Zwischenkammer 110
der Ventileinrichtung 100 verbindende Kanal 42 nur strichpunktiert
angedeutet ist. In das Gehäuse des Grundmoduls 114 sind in Bohrungen
eine Büchse 115 zum Führen des Kolbenschiebers 30 und eine Büchse
116 mit den Ventilsitzen 102, 103 für das Ventilglied 101 einge
setzt. Das Ventilglied 101 ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt.
Bei der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung zum Einspritzen einer
Vormenge um eine bestimmte Zeitspanne vor der Hauptmenge ist das
beschriebene mechanische, hydraulisch angesteuerte Zeitglied von
wesentlicher Bedeutung. Es ist in seinem Aufbau einfach und hat eine
von der Masse seines Kolbenschiebers und von der Kraft einer Feder
abhängige, konstante Ablaufdauer. Seine Ansteuerung ist mit ver
schiedenen Steuerventileinrichtungen, von denen einige vorhergehend
eingehend beschrieben sind, möglich, die auch die Voreinspritzung
steuern.
Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem vom Auslösen des Zeit
schalters bzw. des Zeitglieds bis zum Aufsteuern des Durchgangs
seines Ventilteils, beispielsweise bei einem der vorhergehenden
Ausführungsbeispiele vom Beginn der Voreinspritzung bis zum Beginn
der Haupteinspritzung, eine Zeitspanne von 0,8 ms (Millisekunden)
ablaufen soll, und der Schaltweg des Kolbenschiebers 3, 6 mm be
trägt, rechnet sich nach dem Gesetz der gedämpften harmonischen
Schwingung bei einer Feder 38 mit einer Federkonstanten von c = 2,6 N/mm
und einer verbleibenden Vorspannung von 2,5 N der Feder 38 in
der Aufsteuerstellung eine Masse des Kolbenschiebers 30 von m = 1,8 g
(Gramm), wobei die auftretende Dämpfung berücksichtigt ist.
Claims (5)
1. Zeitschaltventil für Druckmittelsysteme mit einem Ventilglied,
das in einem mit Anschlüssen für eine Druckquelle und für einen
Verbraucher versehenen Gehäuse verschiebbar ist und das einerseits
von einem fluidischen Stelldruck in eine erste Schaltposition und
andererseits von einer Feder in eine zweite, von der ersten um eine
bestimmte Wegstrecke entfernten Schaltposition verschiebbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (30) eine bestimmte
Masse und die auf es einwirkende Feder (38) eine bestimmte
Kraft-Weg-Kennlinie haben, derart, daß sich das Ventilglied nach
Aufsteuern des Stelldrucks aufgrund der aufeinander abgestimmten
Masse und Kraft unter der Wirkung der Feder nach den Gesetzen einer
gedämpften harmonischen Schwingung mit konstanter Ablaufdauer von
der einen in die andere Schaltposition bewegt.
2. Zeitschaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ventilglied (30) über eine Steuereinrichtung (5; 80; 100) durch
abrupten Abbau des Stelldrucks von der Feder (38) in Gang setzbar
ist.
3. Zeitschaltventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventilglied (30) in einer ersten Schaltposition, in der es
vom Stelldruck entgegen der Wirkung der Feder (38) gehalten wird,
den Durchlaß sperrt und in einer zweiten Schaltposition, in der es
in drucklosem Zustand von der Vorspannkraft der Feder (38) gehalten
wird, den Durchlaß aufsteuert.
4. Zeitschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventilglied aus Kolbenschieber (30) und
Steuerkanten (34, 35) und einer bestimmten Masse ausgebildet ist.
5. Verwendung des Zeitschaltventils nach einem der Ansprüche 1 bis 4
in einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung mit einer taktweise
fördernden Einspritzpumpe zum Steuern der Einspritzung einer
Hauptmenge um eine bestimmte Zeitspanne nach Einspritzen einer
Vormenge in den Brennraum.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914121616 DE4121616A1 (de) | 1991-01-25 | 1991-06-29 | Zeitschaltventil fuer druckmittelsysteme |
JP991092A JPH04311669A (ja) | 1991-01-25 | 1992-01-23 | 圧力媒体系のための時限切換え弁 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4102160 | 1991-01-25 | ||
DE19914121616 DE4121616A1 (de) | 1991-01-25 | 1991-06-29 | Zeitschaltventil fuer druckmittelsysteme |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4121616A1 true DE4121616A1 (de) | 1992-07-30 |
Family
ID=25900512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914121616 Withdrawn DE4121616A1 (de) | 1991-01-25 | 1991-06-29 | Zeitschaltventil fuer druckmittelsysteme |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04311669A (de) |
DE (1) | DE4121616A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19912350C2 (de) * | 1998-04-27 | 2003-03-20 | Fev Motorentech Gmbh | Hydraulisches Schiebersitzventil |
DE20305651U1 (de) * | 2003-04-06 | 2004-08-19 | Timmer, Oliver, Dr. | Pneumatikzeitschaltvorrichtung |
-
1991
- 1991-06-29 DE DE19914121616 patent/DE4121616A1/de not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-01-23 JP JP991092A patent/JPH04311669A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19912350C2 (de) * | 1998-04-27 | 2003-03-20 | Fev Motorentech Gmbh | Hydraulisches Schiebersitzventil |
DE20305651U1 (de) * | 2003-04-06 | 2004-08-19 | Timmer, Oliver, Dr. | Pneumatikzeitschaltvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04311669A (ja) | 1992-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0925440B1 (de) | Kraftstoffeinspritzvorrichtung | |
AT408133B (de) | Einspritzsystem für brennkraftmaschinen | |
DE2742466C2 (de) | Pumpdüse zur Kraftstoffeinspritzung in eine luftverdichtende Brennkraftmaschine | |
EP1387940B1 (de) | Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen | |
DE2051944A1 (de) | Verbesserte elektromagnetische Ein spritzdüse mit Servoeinrichtung | |
EP1654456B1 (de) | Kraftstoff-einspritzvorrichtung für eine brennkraftmaschine | |
CH668621A5 (de) | Kraftstoffeinspritzanlage fuer eine brennkraftmaschine. | |
DE2126736A1 (de) | Kraftstoffeinspntzanlage fur Brenn kraftmaschinen | |
DE19742073A1 (de) | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen | |
DE4340305A1 (de) | Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine | |
DE4118236C2 (de) | Einspritzsystem für Brennkraftmaschinen | |
EP0205882B1 (de) | Kraftstoffeinspritzvorrichtung | |
WO2002042632A2 (de) | Magnetventil zur steuerung eines einspritzventils einer brennkraftmaschine | |
EP0133470B1 (de) | Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen | |
EP0688950B1 (de) | Kraftstoffeinspritzsystem | |
EP1387937B1 (de) | Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen mit einem druckschwingungen reduzierenden dämpfungsraum | |
EP1657428A1 (de) | Kraftstoffeinspritzeinrichtung | |
EP0290797A2 (de) | Kraftstoffeinspritzpumpe | |
EP0467072B1 (de) | Brennstoffeinspritzvorrichtung für luftverdichtende Brennkraftmaschinen | |
AT1624U1 (de) | Speichereinspritzsystem mit voreinspritzung für eine brennkraftmaschine | |
EP0151562B1 (de) | Kraftstoffeinspritzdüse | |
DE4121616A1 (de) | Zeitschaltventil fuer druckmittelsysteme | |
EP0606436B1 (de) | Kraftstoff-einspritzdüse für brennkraftmaschinen | |
EP0135872A2 (de) | Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen | |
EP1328726B1 (de) | Kraftstoffeinspritzsystem für brennkraftmaschinen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |