DE4405309C1 - Zur Vor- und Haupteinspritzung von Kraftstoff eingerichtete Einspritzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zur Vor- und Haupteinspritzung von Kraftstoff eingerichtete Einspritzvorrichtung, insbesondere Pumpedüse, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekanntlich werden an derartige zur Kraftstoffspeisung von Brennkraftmaschinen dienende Einspritzvorrichtungen hohe An­ forderungen hinsichtlich einer zeit- und mengengenauen Vor- und Haupteinspritzung von Kraftstoff gestellt. Bei einer aus der DE-OS 36 29 754, F02M 45/08, bekannten gattungsgemäßen Pumpedüse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs ist die der Voreinspritzung zugeordnete Druckkammer in den Außenumfang des Hohlkolbens eingearbeitet und steht dauernd in Strömungsver­ bindung mit dem zur Düsennadel führenden Druckkanal, der in das Gehäuse der Pumpedüse eingearbeitet ist. Zur Beendigung der Vor­ einspritzung, d. h. dann, wenn der Hohlkolben beispielsweise durch eine von einem Nocken auf den Hochdruckkolben ausgeübte und über den Druckraum übertragene Kraft seinen vorgegebenen Voreinspritzhub zurückgelegt hat, gibt eine Abströmkante des Hohlkolbens eine Strömungsverbindung zwischen dem Druckraum und der Druckkammer frei, wodurch eine Druckentlastung der Druck­ kammer erfolgt, die einen die Rückkehr der Düsennadel in ihre Schließstellung verursachenden Druckzusammenbruch in der Druck­ leitung zur Folge hat. Zur erneuten Befüllung der der Vorein­ leitung zur Folge hat. Zur erneuten Befüllung der der Vorein­ spritzung zugeordneten Druckkammer ist in den Hohlkolben ein federbelasteter Ventilkolben eingelassen, der bei niedrigem Druck im Druckraum in eine Öffnungsstellung bewegt wird und dann eine Strömungsverbindung zu der Druckkammer durch eine Durch­ brechung der Wand des Hohlkolbens freigibt; die Kraftstoffzufuhr erfolgt dort vom Düsenfederraum her.

Die bekannte Pumpedüse besitzt vor allem den Nachteil, daß die Voreinspritzung beendet wird durch Herstellung eines relativ langen Abströmweges zwischen Druckkammer und Druckraum. Damit unterliegt der die erneute Schließbewegung der Düsennadel unter der Wirkung ihrer Schließfeder auslösende Druckabfall in der Druckleitung einer Vielzahl von veränderlichen Einflüssen, wie Temperatur, dynamischen Einflüssen und Drehzahl der Maschine.

Aus DE-OS 36 10 360 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse für Vor- und Haupteinspritzung bekannt, in deren Gehäuse ein federbelasteter und von einem Tauchkolben durchdrungener Hohl­ kolben angeordnet ist. Ein in Längsrichtung des Gehäuses verschiebbarer, auf den Tauch­ kolben wirkender Federteller wird von einer zugleich eine Schließfeder der Düsennadel bil­ denden zweiten Feder beaufschlagt. Unterhalb des Tauchkolbens ist ein gehäuseseitiger Anschlag vorgesehen, an welchem sowohl der Hohlkolben als auch der Tauchkolben zur Einleitung bzw. Beendigung der einzelnen Einspritzphasen zur Anlage kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Einspritzvorrichtung zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln und montagefreundlicher Bauweise die genaue Einhaltung der Ein­ spritzparameter (Einspritzzeit und -menge) sichergestellt ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbil­ dungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Insbesondere dann, wenn durch Heranziehung einer Kraftstoff­ durchströmung der Einspritzvorrichtung und entsprechende Anord­ nung und Ausbildung der Kraftstoffkanäle für eine dauernde Kühlung der Vorrichtung gesorgt ist, bietet die Erfindung den Vorteil einer sehr genauen Einhaltung vorgegebener Werte für Einspritzzeitpunkt und Einspritzmenge. In Abweichung von dem diskutierten Stand der Technik wird das Ende der Voreinspritzung nicht durch einen über lange Wege erfolgenden, Zeit benötigenden Absteuervorgang ausgelöst, sondern durch Auflage der Hohlkolben auf einem festen Gegenanschlag. Damit wird sofort eine weitere Verringerung des Volumens der Druckkammer für die Vorein­ spritzung beendet, so daß infolge Abflusses des unter Drucks stehenden Kraftstoffs durch die noch geöffnete Düse unmittelbar der das Öffnen der Düse bewirkende Kraftstoffdruck abgebaut wird. Dieser Druckabbau ist nicht vollständig, sondern auf einen durch die jeweilige Kraft der Schließfeder gegebenen Wert begrenzt, so daß der Haupteinspritzdruck nicht von Null aus aufgebaut werden muß.

Dagegen kann, wie in den Ansprüchen 11 und 12 dargelegt, die Freigabe eines Strömungsquerschnitts durch den Hohlkolben, wenn er sich in einer bestimmten Position befindet, dazu ausgenutzt werden, eine insofern unkritische Verbindung zwischen Druckraum und Druckkammer zwecks erneuten Druckaufbaus in der Druckkammer freizugeben.

Die weitere Hubbewegung des Hohlkolbens bis zum Wirksamwerden eines seine Längsbewegung verhindernden gehäusefesten Anschlags hat keinen erneuten Druckaufbau in der Druckkammer und in der Druckleitung zur Düse zur Folge, so daß während dieses zweiten Hubbereichs keine Einspritzung erfolgt. Da nunmehr bei weiterer Längsbewegung des Hochdruckkolbens beispielsweise unter dem Ein­ fluß eines Nockens der Hohlkolben seine Lage nicht ändert, wird der Druck im Druckraum erhöht, und zwar auf einen Wert, der an­ gesichts der durch die Längsbewegung des Hohlkolbens zusammenge­ drückten Schließfeder für die Düsennadel höher ist als der Druckwert zur Voreinspritzung. Schließlich übersteigt die vom Kraftstoffdruck auf die Düsennadel ausgeübte Öffnungskraft die Schließkraft der zusammengedrückten Schließfeder, und die Haupt­ einspritzung beginnt; sie wird beendet durch Öffnen des elektro­ magnetischen Ventils, das zur Druckentlastung des Druckraums und damit der Druckleitung führt.

Zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Pumpedüsen werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 und 2 Längsschnitte in verschiedenen Betriebszuständen und deren Fig. 3 den Querschnitt III-III wiedergeben, während Fig. 4 eben­ falls in einem Längsschnitt eine andere mögliche Verbindung zwischen Hohlkolben und Federteller zeigt.

Betrachtet man nun zunächst die Fig. 1 bis 3, und zwar ins­ besondere Fig. 1, in der die Lage der verschiedenen hier in­ teressierenden Bestandteile der Pumpedüse während der Grund­ kreisphase eines zu ihrer Betätigung dienenden Nockens darge­ stellt ist, so finden sich in der Durchgangsbohrung 1 im Ge­ häuseteil 2 des ferner die Gehäuseteile 3 und 4 aufweisenden Gehäuses der Pumpedüse in Richtung der Längsachse 5 hintereinan­ der der Hochdruckkolben 6, der Druckraum 7 und der Hohlkolben 8. Infolge Verwendung gleicher Durchmesser für die Teile 6 und 8 besitzt die Bohrung 1 einen durchgehend gleichen Durchmesser, was hinsichtlich der Fertigung und der Feinbearbeitung der Oberfläche der Bohrung 1 optimal ist. Dagegen ist in dem Ge­ häuseteil 3 eine Führung 9 für den ein hier recht kompaktes Bauteil darstellenden Federteller 10 vorgesehen, die größere Querabmessungen besitzt als die Bohrung 1 in dem Gehäuseteil 2. In vorteilhafter Weise braucht nur die Führung im Gehäuseteil 2 dichtend ausgeführt zu sein. Demgemäß stützt sich der Federtel­ ler 10 unter der Wirkung der Schließfeder 11 für die in Fig. 2 bei 11a angedeutete, von dem Gehäuseteil 4 aufgenommene Düsenna­ del des Düsenteils der Pumpedüse an der demgemäß als Anschlag zu bezeichnenden, in den Fig. 1 und 2 unteren Stirnfläche 12 des Gehäuseteils 2 in der in Fig. 1 dargestellten Ruhelage ab.

Im Hohlkolben 8 erkennt man den - ggf. mit dem Federteller 10 einstückigen - Tauchkolben 13, welcher beidseitig zylindrische Ansätze 13a, 13b aufweist. Die koaxial zum oberen An satz 13a angeordnete Feder 14 preßt, sich an der Innenfläche 16 des Hohlkolbens 8 abstützend, den unteren Ansatz 13b auf den Federteller 10. Wichtig ist, daß zwischen der obersten Fläche des Ansatzes 13a und der Innen­ fläche 16 des topfähnlichen Hohlkolbens 8 ein durch die Feder 14 überbrückter Abstand vorliegt.

Wichtig ist ferner, daß der Hohlkolben 8 in seiner Länge in Be­ zug auf den in Fig. 1 dargestellten Betriebszustand so dimen­ sioniert ist, daß zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen von Hohlkolben 8 und Federteller 10 ein Spalt oder Abstand a gewahrt ist. Bereits hier sei darauf hingewiesen, daß dieser Abstand a in Verbindung mit dem Radius b der Fläche der Druck­ kammer 15 die Menge des voreingespritzten Kraftstoffs (Vorein­ spritzmenge) bestimmt. Weiterhin sei darauf hin­ gewiesen, daß das Verhältnis der den Druckraum 7 begrenzenden Stirnfläche 17 des stirnseitig geschlossenen Hohlkolbens 8 zu dieser Fläche mit dem Maß b eine erwünschte Druckerhöhung letztlich in dem Druckkanal 18 während der Voreinspritzung be­ wirkt, der in üblicher Weise zur Düsennadel 11a führt und dort so in einen Druckraum einmündet, daß der Kraftstoffdruck, wenn er einen durch die Wahl der Stärke der Schließfeder 11 vorge­ gebenen Mindestwert übersteigt, die Düsennadel 11a in den Fig. 1 und 2 in Richtung nach oben von ihrem Sitz abhebt und damit die Düse der Pumpedüse für die Voreinspritzung öffnet.

Betrachtet man nun nochmals die Verhältnisse im Bereich des Federtellers 10, so ist auch der ihn verschiebbar aufnehmende Gehäuseteil 3 fertigungsgünstig gestaltet. Die Führung 9 kann vom Prinzip her ebenfalls durchgehend oder aber - vor dem Zu­ sammenbau des Gehäuses - von der in Fig. 1 oberen Seite her gefertigt werden. Was nun die Krafteinleitung in den Federteller 10 zum Zwecke der Ausführung von Längsbewegungen in Richtung der Längsachse 5 anbelangt, so erfolgen Bewegungen entgegen der Kraft der Schließfeder 11, also in den Fig. 1 und 2 in Richtung nach unten, bei durch einen Nocken veranlaßten Längs­ bewegungen des Hochdruckkolbens 6 in dieser Richtung, die über den Druck im Druckraum 7 und den Hohlkolben 8 dann auf den Federteller 10 übertragen werden, wenn sich der Hohlkolben 8 entgegen der Wirkung der Druckfeder 14 in der Druckkammer 15 unter Überwindung des Abstands a unmittelbar auf der zugekehrten Stirnfläche des Federtellers 10 abgestützt hat. Bewegungen in entgegengesetzter Richtung können die beiden Bauteile 8 und 10 nach Wiederherstellung des Abstands a zwischen ihnen nur gemein­ sam ausführen, da der Federteller 10 einen in Fig. 1 oberen Bereich 19 mit einer zentrischen Ausnehmung 20 aufweist, deren Begrenzungswand mit dem umlaufenden Hinterschnitt 21 versehen ist, der von hakenförmigen Fortsätzen 22 am Hohlkolben 8 hinter­ griffen ist (Fangverbindung). Zur Demontage sind Ausnehmungen 23 in der Wand des zylindrischen Federtellerbereichs 19 vorgesehen, die die Einführung eines Werkzeugs zum Zurückdrücken der Haken in Richtung auf die Längsachse 5 ermöglichen.

Bereits jetzt wird erkennbar, daß die Bestandteile 8, 10, 13 und 14 vor ihrem Einsetzen in das Gehäuse zu einer Vormontageeinheit zusammengebaut werden können, die dann praktisch zusammen mit dem Hochdruckkolben 6 in die Bohrung 1 des oberen Gehäuseteils 2 eingeführt wird, wonach der Gehäuseteil 3 auf den Federteller 10 aufgefädelt und mit dem Gehäuseteil 2 verbunden wird, allerdings in einer vorgegebenen Ausrichtung. Man erkennt nämlich eine Vielzahl von Kanälen in den Gehäuseteilen 2 und 3, die der Zu- und Abfuhr von Kraftstoff dienen und die im wesentlichen paral­ lel zur Längsachse 5 verlaufen. Dies veranschaulicht auch die Ansicht der Fig. 3. Die relativ lange Ausbildung dieser Kanäle bietet Vorteile hinsichtlich der Kühlung der Pumpedüse im Be­ trieb sowie hinsichtlich der Lage der Anschlüsse der Pumpedüse für Kraftstoffzu- und -abfuhr. Die Kraftstoffzufuhr zur Pumpe­ düse ist bei 23a angedeutet. Sie führt über den Kanal 24, der mit Querbohrungen versehen ist, sowohl in den die Schließfeder 11 aufnehmenden Raum 25 als auch in den Fig. 1 und 2 in Richtung nach oben über die Querbohrung 26 in den in der in Fig. 1 ange­ nommenen Ruhelage freigegebenen unteren Bereich des Druckraums 1. Im Zuge des Querkanals 26 erkennt man das Elektromagnetventil 27, das von einem Steuergerät her während der Einspritzvorgänge im den Kraftstoffabfluß aus dem Druckraum 7 sperrenden Sinne betätigt wird; dieser Zustand ist in Fig. 1 dargestellt.

Zur Erzielung einer praktisch dauernden Kraftstoffdurchströmung des Druckraums 7 und damit auch einer laufenden Abfuhr von Gas- und Dampfblasen aus dem Kraftstoff mündet in den in diesem Be­ triebszustand freigegebenen oberen Bereich des Druckraums 7 die Querbohrung 28 des Kraftstoffabfuhrkanals 29 ein, der zu dem in den mittleren Gehäuseteil 3 eingearbeiteten Kraftstoffabfluß 30 als der Pumpedüse führt. Kraftstoffzu- und -abführung können demgemäß von einer Halterung der Pumpedüse her erfolgen, auch ist eine wirksame Kühlung der Düse durch den Kraftstoff sicher­ gestellt.

Ehe auf die Arbeitsweise der dargestellten Pumpedüse eingegangen wird, sei darauf hingewiesen, daß verständlicherweise konstruk­ tive Abänderungen möglich sind. So ist es möglich, die Feder 14 nicht, wie dargestellt, als Wendelfeder, sondern als Elastomer­ feder auszuführen, die zugleich Dichtfunktionen übernimmt und die hier durch die hakenförmigen Fortsätze 22 in Verbindung mit dem Hinterschnitt 21 gegebene Fangverbindung zwischen Hohlkolben 8 und Federteller 10 ersetzt. Auch kann der Federteller 10 zwei­ teilig ausgeführt sein. Eine entsprechende Ausführung ist in Fig. 4 dargestellt:

Der eigentliche Federteller wird durch das Teil 40 dargestellt, das in diesem Ausführungsbeispiel einteilig mit dem wiederum mit 13 bezeichneten Tauchkolben ausgeführt ist. Mittels der den Tauchkolben 13 mit Spiel umschließenden Hohlschraube 41 erfolgt über das den zweiten Bestandteil des Federtellers bildende, mit Teil 40 nicht notwendigerweise verbundene hülsenförmige Teil 42 die Herstellung einer Verbindung zwischen Federteller und Hohl­ kolben 8, und zwar wiederum unter Wahrung des Spalts a, wobei diese Lösung den Vorteil der Einstellbarkeit dieses Spalts bietet.

Die Arbeitsweise der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Pumpe­ düse ist folgende:

In Fig. 1 ist angenommen, daß der auf die in der Figur obere Stirnfläche des Hochdruckkolbens 6 arbeitenden Nocken (hier kann auch ein anderes mechanisches oder elektromechanisches Glied vorgesehen sein) sich in seiner Grundkreisphase befindet. So­ lange das Magnetventil 27 geöffnet ist, wird der Druckraum 7 über die Kanalanordnungen 24 und 29 unter Abfuhr von Gasen und Dämpfen von Kraftstoff durchströmt; die Druckkammer 15 steht mit diesen Kanalanordnungen nicht in Verbindung, wohl aber mit dem zur Düse der Pumpedüse führenden Druckkanal 18. Federteller 10 stützt sich unter der Wirkung der Schließfeder 11 in Richtung nach oben an der Stirnfläche 12 des oberen Gehäuseteils 2 ab, und Hohlkolben 8 ist unter der Wirkung der Druckfeder 14 so weit in Richtung nach oben unter Bildung des Spalts a bewegt, wie dies die durch seine hakenförmigen Fortsätze 22 und den Hinter­ schnitt 21 gegebene Fangverbindung zuläßt. Elektromagnetventil 27 in der Zufuhrkanalanordnung 24 ist bereits im schließenden Sinne von einem der entsprechenden Brennkraftmaschine zugeordne­ ten Steuergerät angesteuert, so daß durch die Kanalanordnung 24 weder eine Kraftstoffzufuhr noch eine Kraftstoffabfuhr zu bzw. aus dem Druckraum 7 erfolgen kann.

Eine Abwärtsbewegung des Hochdruckkolbens 6 unter der Wirkung des zugeordneten Nockens hat nun zunächst ein Herausdrücken von Gasen und Dämpfen in den Querkanal 28, dann ein Verschließen desselben und schließlich - da das Magnetventil 27 sperrt - einen Druckaufbau im Druckraum 7 zur Folge, der unter Überwin­ dung der Kraft der Feder 14 gemäß Fig. 2 zu einer nach unten gerichteten Bewegung des Hohlkolbens 8 bis zur Überwindung des Spalts a führt. Die Einmündungsstelle 18a des Druckkanals 18 ist in bezug auf die Lage von Querbohrungen in Fortsetzung der Druckkammer 15 so gewählt, daß entsprechend dem Pfeil 29 in Fig. 2 während einer relativ kurzen Phase der Auf- und Abwärts­ bewegungen des Hohlkolbens 8 der Druckraum 7 zur Kraftstoffbe­ lieferung der Druckkammer 15 mit dieser in Verbindung steht.

Die Abwärtsbewegung des Hohlkolbens 8 bis zur Beseitigung des Abstands a, d. h. bis zur gegenseitigen Kontaktierung der einan­ der zugekehrten Stirnflächen von Hohlkolben 8 und Federteller 10, hat eine Verringerung der axialen Erstreckung der Druckkam­ mer 15 und damit eine Erhöhung des Drucks in ihr zur Folge, die sich als Druckerhöhung im Druckkanal 18 und damit in einer Erhö­ hung der auf die Düsennadel wirkenden Öffnungskraft äußert: Die Düsennadel 11a wird bis zum Abbau dieses Drucks auf einen durch die Auslegung der Schließfeder 11 gegebenen Wert von ihrem Sitz abgehoben, d. h. es kommt zur Voreinspritzung von Kraftstoff in ein Saugrohr oder einen Brennraum der Brennkraftmaschine.

Wichtig ist für die genaue Einhaltung von Voreinspritzmenge und Voreinspritzzeit die Tatsache, daß das Ende des Voreinspritzvor­ gangs nicht durch irgendeinen Abströmvorgang zur Druckverringe­ rung, sondern durch Wirksamwerden eines mechanischen Anschlags, gebildet durch die einander zugekehrten Stirnflächen der Teile 8 und 10, definiert ist.

An die beschriebene Beendigung des Voreinspritzvorgangs schließt sich nun eine Einspritzpause an, d. h. eine Phase, während der die Düsennadel auf ihrem Sitz verbleibt. Unter dem Einfluß des Nockens bewegt sich der Hochdruckkolben 6, wie in Fig. 2 darge­ stellt, unter begrenzter Vergrößerung des Drucks im Druckraum 7 infolge axialer Verkleinerung desselben weiter nach unten, wo­ durch zunächst auch der Hohlkolben 8 zusammen mit dem Feder­ teller 10 in Richtung Düse entgegen der zunehmenden Kraft der Schließfeder 11 verschoben wird. Diese Verschiebung wird aber beendet, sobald die Schulter 30 des Federtellers 10 sich an dem gehäusefesten Gegenanschlag 31 abstützt. Das bedeutet, daß von diesem Zeitpunkt an weitere nach unten gerichtete Bewegungen des Hochdruckkolbens 6 unmittelbar zu einer Verringerung der axialen Abmessung des Druckraums 7 und damit zu einer Erhöhung des Drucks in ihm führen, die, da nunmehr die Einmündungsstelle 18a des Druckkanals 18 in Höhe eines unteren Bereichs des Druckraums 7 liegt, einen entsprechenden Druckaufbau an der Düsennadel zur Folge hat. Sobald dort ein Druckwert erreicht ist, der infolge des jetzt etwas komprimierten Zustands der Schließfeder 11 höher ist als der für die Voreinspritzung erforderliche Druckwert und der zur Überwindung der Kraft der Schließfeder 11 ausreicht, wird die Düsennadel 11a von ihrem Sitz abgehoben, und der Haupt­ einspritzvorgang beginnt. Dieser wird beendet durch einen ge­ zielten Druckabbau infolge Ansteuerung des Magnetventils 27 im die Kanalanordnung 24 aufsteuernden Sinne. Diese Öffnungs­ stellung des Magnetventils 27 ist in Fig. 2 dargestellt.

Von Vorteil bei der Erfindung ist auch die Tatsache, daß infolge der Druck- bzw. Kraftübersetzung bei der Voreinspritzung (Wahl des Maßes b und der Größe der Fläche 17) die Ausgestaltung des Nockens zum Antrieb des Hochdruckkolbens 6 erleichtert ist. In jedem Falle verbleibt für die Haupteinspritzung der Nockenbe­ reich maximaler Geschwindigkeit, da für die Voreinspritzung nur ein kleiner Druck bzw. eine kleine Druckerhöhung im Druckraum 7 erforderlich ist.

Durch Veränderung der Größe des Spalts a, der axialen Lage des Gegenanschlags 31 und anderer, den Ablauf des Einspritzvorgangs bestimmender Abmessungen, z. B. durch Austausch vorgefertigter Teile, läßt sich leicht eine Anpassung an die Erfordernisse verschiedener Maschinen vornehmen.

Nach Beendigung der Haupteinspritzung erfolgt ein weiterer Druckabbau im Druckraum 7, und zwar zunächst durch Druckan­ gleichung über die Kanalanordnung 24 und dann durch erneute Auf­ wärtsbewegung des Hochdruckkolbens 6, ermöglicht durch die Form des Nockens. Die sich etwas entspannende Schließfeder 11 drückt den Hohlkolben 8 und den Federteller 10 nach oben, bis sich letzterer an die Stirnfläche 12 des Gehäuseteils 2 anlegt; die Feder 14 in der Druckkammer 15 sorgt für die weitere Aufwärtsbe­ wegung des Hohlkolbens 8 unter Bildung des Spalts a, bis die hakenartigen Fortsätze 22 in Verbindung mit dem Hinterschnitt 21 eine weitere Axialbewegung des Hohlkolbens 8 unterbinden: die in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage der verschiedenen Teile ist wieder erreicht.

Wie auch aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen ersicht­ lich, bietet die Erfindung nicht nur grundlegende Vorteile hin­ sichtlich der Arbeitsweise, insbesondere hinsichtlich der ge­ nauen Einhaltung von Voreinspritzmenge und -zeit, sondern auch bezüglich der Kühlung und damit der genauen Einhaltung auch für die Einspritzparameter wichtiger Abmessungen (Spaltmaße) sowie hinsichtlich der einfachen Fertigung.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß verständlicherweise die erfindungsgemäßen Maßnahmen im Rahmen der Voreinspritzung mit Vorteil auch bei einer normalen Einspritzdüse (ggf. ohne ange­ bautes Elektromagnetventil), die nicht mit einer Pumpe kombi­ niert ist, Einsatz finden können.

Claims (11)

1. Zur Vor- und Haupteinspritzung von Kraftstoff eingerichtete Kraftstoffeinspritzvorrich­ tung mit einem Gehäuse (2, 3, 4), in welchem längsverschiebbar und in dieser Richtung aufeinanderfolgend ein Hochdruckkolben (6), ein Druckraum (7) und ein Hohlkolben (8) aufgenommen ist,
wobei der Hochdruckkolben (6) zeitweilig einer Betätigungskraft ausgesetzt ist, welche auf seine dem Druckraum (7) abgekehrte Stirnseite wirkt und eine Längsverschiebung in Richtung Hohlkolben (8) hervorruft, welcher über eine erste Feder (14) in Richtung Hochdruckkolben (6) abgestützt ist,
ferner mit einem Elektromagnetventil (27) im Zuge einer Kanalanordnung zwischen ei­ ner Kraftstoffzufuhr (23a) zur Einspritzvorrichtung und dem Druckraum (7), das wäh­ rend der Einspritzvorgänge im diese Kanalanordnung sperrenden Sinne angesteuert ist,
weiterhin mit einer an dem Hohlkolben (8) ausgebildeten Druckkammer (15), die in ei­ ner Längsrichtung durch eine Druckfläche (Radius b) an dem Hohlkolben (8) begrenzt ist, wobei die Druckfläche (Radius b) kleiner als eine an den Druckraum (7) an grenzen­ de Stirnfläche (17) des Hohlkolbens (8) dimensioniert ist, so daß ihr Volumen während eines ersten Bereiches von Längsbewegungen des Hohlkolbens (8) (Voreinspritzhub) entgegen der Kraft der Feder (14) in Längsrichtung komprimiert wird, wodurch eine definierte Voreinspritzungs-Kraftstoffmenge über einen mit einer Düsennadel (11a) der Einspritzvorrichtung kommunizierenden gehäusefesten Druckkanal (18) geliefert wird, der in Strömungsverbindung mit dem Druckraum (7) steht,
und mit einem gehäusefesten Gegenanschlag (31) zur Beendigung eines sich an den Voreinspritzhub anschließenden Einspritzpausenhubs des Hohlkolbens (8), dadurch gekennzeichnet, daß in den die Druckkammer (15) umschließenden Hohlkol­ ben (8) ein Tauchkolben (13) hineinragt, welcher beidseitig mit zylindrischen Ansätzen (13a, 13b) versehen ist, wobei sich die koaxial zu dem oberen Ansatz (13a) angeord­ nete Feder (14) einerseits am Tauchkolben (13) und andererseits an einer Innenfläche (16) des Hohlkolbens (8) abstützt,
und wobei die Feder (14) den unteren Ansatz (13b) in Anlage mit einem Federteller (10) hält, welcher seinerseits von einer stärker als die Feder (14) dimensionierten, zu­ gleich eine Schließfeder der Düsennadel (11a) bildenden, zweiten Feder (11) in Rich­ tung Druckraum (7) beaufschlagt in Längsrichtung verschiebbar in das Gehäuse (2, 3, 4) eingesetzt ist, und wobei zur Einleitung des Voreinspritzhubes der Federteller (10) an einer unteren Stirnfläche (12) eines Gehäuseteiles (2) anliegend einen geringen Ab­ stand (a) zum Hohlkolben (8) aufweist, welcher zur Voreinspritzung durch die Längs­ bewegung des Hohlkolbens (8) überwunden wird, wobei unter Verschiebung des Hohl­ kolbens (8) die Voreinspritz-Kraftstoffmenge aus der Druckkammer (15) verdrängt wird, und wobei zur Beendigung des Einspritzpausenhubes ein als Schulter (30) ausgebilde­ ter Anschlag des Federtellers (10) an einem gehäuseseitigen Gegenanschlag (31) zur Anlage kommt.

2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (10) in Fangverbindung (21, 22) mit dem Hohlkolben (8) für Längsbewegungen in Richtung auf den Hoch­ druckkolben (6) steht.

3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß hakenartige Fortsätze (22) an dem Hohlkolben (8) in einen mit Hinterschnitten (21) versehenen hohlzylindrischen Bereich (19) des Federtellers (10) diese hintergreifend hineinragen.

4. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch radiale Ausnehmungen (23) im hohlzylindrischen Bereich (19) in Höhe der Hinterschnitte (21).

5. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangverbindung aus einer den Tauchkolben (13, 13b) bereichsweise umgebenden, in ein Innengewinde im Hohlkolben (8) eingeschraubten Hohlschraube (41) besteht.

6. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Hochdruckkolben (6), Druckraum (7) und Hohlkolben (8) von einer Bohrung (1) konstanten Durchmessers im Gehäuse (2, 3, 4) aufgenommen sind.

7. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse in einen eine dichtende Führung für den Hohl­ kolben (8) enthaltenden ersten Gehäuseteil (2) und einen eine Grobführung (9) mit größerem Durchmesser für den Federteller (10) enthaltenden zweiten Gehäuseteil (3) unterteilt ist.

8. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ge­ kennzeichnet durch im wesentlichen in Längsrichtung verlau­ fende Kanalanordnungen (24, 29) in der Wand des Gehäuses (2, 3, 4) für die Kraftstoffzu- und -abfuhr.

9. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Querkanäle (26, 28) der Kanalanordnungen (24, 29) für Kraftstoffzu- und -abfuhr bei in einer Ruhestellung befind­ lichem Hohlkolben (9) und maximaler Längsabmessung des Druck­ raums (7) gleichzeitig in einen hohlkolbennahen bzw. einen hochdruckkolbennahen Bereich des Druckraumes (7) einmünden.

10. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß Kraftstoffzu- und -abfuhr (23a, 30) zu bzw. von der Einspritzvorrichtung an einem düsennahen Bereich des Gehäuses (2, 3, 4) vorgesehen sind.

11. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ge­ kennzeichnet durch einen derart ausgelegten Verbindungskanal (18) im Gehäuse (2, 3, 4), daß er nach Beendigung des Vor­ einspritzhubs des Hohlkolbens (8) zeitweilig den Druckraum (7) mit der Druckkammer (15) zur Kraftstoffbelieferung derselben verbindet.