DE6608699U

DE6608699U - Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit voreinspritzung.

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Publication number: DE6608699U
Application number: DE6608699U
Authority: DE
Original assignee: International Harverster Corp
Current assignee: Navistar Inc
Priority date: 1967-06-14
Filing date: 1968-06-14
Publication date: 1971-11-11
Also published as: GB1177918A; US3446440A; DE1751534A1

Description

i Mörser* 21. Juli 1;71 L

s* μ /ft r> ^T ErhardtetraDo 11 H/B ^J

h L-ai& U. ^tcepke Telofon 240675

Patentanwalt·

J 18 061/46c Gbm

International Harvester Company

Kraftstoff einspritzvorrichtung mit Voreinspritzung

Die Neuerung bezieht sich auf eine Iteaftstofieinsprits-Vorrichtung für Dieselmaschinen mit einer Kraftstoffeinspritzdüse für getrennte Vor- und Haupteinspritzung, in dessen Gehäusebohrung eine durch Druckfedern beaufschlagte einteilige Düsennadel von einem innerhalb der Gehäusebohrung zwischen Anschlagflächen durch den Kraftstoff druck gegen eine Druckfeder verschiebbar gelagerten, die Toreinspritzleitung durch eine Querbohrung abwechselnd freigebenden und verschließenden Ventilsch&er aufgenommen ist.

Um hei diesen Motoren eine möglichst rückstandslose l^r3rbrennung zu erzielen, kommt eine zeitlich vorgezogene Voreinspritzung zur Anwendung, die für die sich anschließende Einspritzung der Hauptmenge des Kraftstoffs günstige Zündung.·- und Verbrennungsbedingungen schaffen soll. Diese zeitlich und mengenmäßig unterteilte Einspritzung ist auf verschie- ä^ne Weise zu verwirklichen.

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Nach, der DT-PS 829 682 erfolgt eine zeitlich© Trennung der Vor- und Haupteinspritzung durch einen mit einer Querbohrung versehenen verschiebbar gelagerten Ventilschieber. Die Einspritzleitungen dieser bekannten Vorrichtung dienen sowohl der Vor- als auch der Haupteinspritzung, bewirken das Abheben der Düsennadel von ihren Sitz sowohl bei Vor- als auch bei Haupteinspritzung und leiten den einzuspritzenden Kraftstoff in Richtung der zentral am Ventilsitz angeordneten Spritzlöcher. Bei dieser hekamrfcen Bauart ßY>f"olcrk alnn -rvrn Τ-ΤηΉ rlo-n TiWn-

spritzpumpe ein doppeltes Ventilspiel und damit eine doppelte Beanspruch-uirg der die Düsennadel auf ihren Sitz haltenden Feder.

Die Verdoppelung des Ventilspiels und der Federbeanspruchung wirkt sich jedoch auf die Lebensdauer einer Einspritzdüse nach dieser vorbekannten Bauart nachteilig aus.

Um einen günstigen Einspritzvorgang bei Brennkraftmaschinen auch unter v/echselnden Belastungen zu gewährleisten, ist es erforderlich, zwei voneinander getrennte und unabhängig voneinander gesteuerte, in unterschiedliche Richtungen im Brennraum einmündende Einspritzleitungen vorzusehen. Eine zusätzlich gesteuerte Vorei^pritzMtung ist bereits durch die US-PS 1 834 061 bekannt. Sie mündet jedoch in den Brennraum mit einer Mehrzahl von Düsenöffnungen, die in unterschiedlichen Winkeln den Brennstoff austreten lassen. Ein gerichtetes Einspritzen auf die V/andung der Brennraummulde ist hierbei jedoch nicht gewährleistet. Auch tritt bei dieser bekannten Bauart nach der Voreinspritsung keine Unterbrechung des Einspritzvorganges ein, w*s sich auf eine weniger günstige Enwicklung des Explosionsdruckes auswirkt.

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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kraftstoffeinspritz-Vorrichtung für Dieselmasehinen mit einer Kraftstoffeinspritzdüse der eingangs genannten Bauart die zusätzliche Voreinspritzleitung derart anzuordnen, daß sie ein freies Ventilspiel des Ventilochiebers ermöglicht und an einer einzigen Stelle im Brennraum mündet.

Diese Aufgabe wird gemäß der !Teuerung dadurch gelöst, da*? die Yoreinspritzleitung außerhalb der Gehäusebohrung im Süsenkörper verläuft und in einer von der Düsenöxrnung für die Haupteinspritzung auf Abstand angeordnetsn Stelle in den Brennraum mündet, und daß die Düsennadel unterhalb des Ventilschiebers zwischen einer ringförmigen Einmündung der Brennstoffzuleitung und dem Ventilsitz von einem Ringkanal umgeben ist und oberhalb des VentilsoMebers einen verdickten Nadelschaft, gegen den der Ventilschieber anschlägt, und einen radial vorspringenden Ringflansch aufweist, auf dessen beiden Seiten sich die unterschiedlich vorgespannten Druckfedern abstützen.

Hierdurch kann die Vor- und die Haupteinspritzung in zeitlicher Verzögerung gesteuert werden, wobei die Düsennadel und der Ventilschieber auf unterschiedliche Drücke ansprechen können, die von einer an sich bekannten Einspritzpumpe erzeugt werden. Der die Düsennadel gleitbeweglich aufnehmende Ventilschieber hat dabei die Doppelfunktion, den Eingang der Voreinspritzleitung als auch das Abheben der Düsennadel im Moment der Haupteinspritzung in zeitlicher Reihenfolge zu steuern..

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Neuerung ist oberhalb der ringförmigen Einmündung der Brennstoffzuleitung der Düsenkörper mit einer zur Voreinspritzleitung führenden Querbohrung versehen, deren Öffnung vom Ventilschieber ver-

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schlossen und bei dessen Hub über die im Yentilschieber vorgesehene Querbohrung mit der ringförmigen Einmürlung freigegeben v/ird.

V/eitere Einzelheiten der Neuerung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Nachfolgenden Beschrieben; in der Z-eichnung zeigt

j'ig. i einen .Längsschnitt durch die jüinspritzdüse mit der Düsennadel in Schließstellung

"Fig. 2 einen Teilschnitt den Einspritzdüse mit dem Ventilschieber in Offenstellung

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Eine Einspritzdüse 10 wird von einer an sich "bekannten, auf zwei unterschiedliche Drücke eingestellten Einspritzpumpe mit Kraftstoff versorgt. Die Einspritzdüse 10 besteht aus einem Düsenkörper 18 mit einer Eintrittsöffnung 20 für den Brennstoff, einer sich daran anschließenden ringförmigen Einmündung 22, einer Voreinspritzleitung 24 sowie einem Ringkanal 26, der eine einteilige Düsennadel 34 umgibt. Am unteren Ende ist die Einspritzdüse mit Düsenöffnungen 28, 30 für die Yor- bzw. Haupteinspritzung versehen.

Der Eraftstof£Uß zu den jeweiligen Düsenöffnungen wird durch einen Yentilschieber 32 reguliert, der die Leitung 24 für die Yor einspritzung und die Düsenöffnung 30 für die Haupteinspritzung abwechselnd freigibt und verschließt. Die Befestigung der Einspritzdüse 10 im Zylinderkopf erfolgt über ein Gew-inde 40.

Die Düsennadel 34 ist in einer Gehäusebohrung 42 mit gegenüber der Düsennadel vergrößertem Durchmesser aufgenommen, wodurch der Ringkanal 26 entsteht, der einerseits mit der ringförmigen Einmündung 22 und andererseits mit der DüsenÖffnüng 30 für die Haupteinspritzung in Verbindung steht. Oberhalb der Einmündung 22 befindet sich eine Bohrung 44 zur Aufnahme des Ventilschiebers 32, auf den der in der Einmündung 22 befindliche Kraftstoff eine nach oben gerichtete Kraft ausübt. Eine im Yentilschieber 32 vorgesehene Bohrung 46 nimmt die Düsennadel 34 auf.

Der Ventilschieber 32 besitzt ein vergrößertes Kopfteil 48, welches gegenüber der ihn aufnehmenden Bohrung 52 eine Steuerkante 50 bildet. Am unteren Ende des Ventilschiebers 52 ist eine Querbohrung 54 vorgesehen, die, sobald sie bei entsprechender Stellung des Ventilschiebers

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32 mit Kraftstoff versorgt wird, mit dem Durchlaß 58 bzw. der Yoreinspritzieitung 24 in Verbindung kommt.

In ihrem oberen Teil weist die Düsennadel 34 einen verdickten Nadelschaft 60 auf, der eine Steuerkante 62 bildet, die in den bei Aufwärtsbewegung des Yentilschiebers 32 infolge eines niedriger eingestellten Druckes der Einspritzpumpe der Kopfteil 48 anschlägt. Sobald der Druck über diesen voreingestellten Druc*-; ansteigt, überträgt sich die Aufwärtsbewegung des Ventilschiebers 32 auf den Nadelschaft 60 und damit auf die Düsennadel 34 und hebt diese von ihrem Sitz ab. Vorher ist die im Düsenkörper 18 zur Yoreinspritzieitung 24 führende Querbohrung 58 vom Ventilschieber 32 verschlossen worden.

Auf beiden Seiten eines radial verspringenden Ringflansches 64 stützen sich zwei Druckfedern 36 und 38 ab, die in der oberen Bohrung 63 des Düsenkörpers 18 untergebracht sind. Die Druckfeder 36 umgibt hierbei den unterhalb des Flansches 64 liegenden Teil der Düsennadel, wohingegen die Druckfeder 38 am freien En.de der Düsennadel angeordnet ist. Die ober Feder 38 übt auf den Ringflansch 64 hierbei einen größeren Druck aus, als die unterhalb des Ringflansches 64 angreifende Feder 36, so daß der Ventilschieber 32 in seine Schließstellung gehalten wird, wobei der Ventilschieber unterhalb des Durchlasses 58 verbleibt, wie in Fig. 1 dargestellt. Durch die unterschiedliche Auslegung der Federn 36 und 38 kann der Ventilschieber 32 bereits bei einem verhältnismäßig "niedrigem Kraftstoffdruck angehoben v/erden, ohne daß hierbei die Düsennadel 34 mit ihrer Spitze 72 von ihrem Sitz 70 abgehoben wird. Damit Lecköl abströmen kann» ist Lm Düsenkörper 18 am oberen Ende eine Abflußleitung

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69 vorgesehen«

Der Ventilschieber 32 und die Düsennadel 34 öffnen in entsprechend zeitlicher Verzögerung und sprechen auf die beiden unterschiedlichen Drücke an, die von der vorgeschalteten Einspritzpumpe bestimmt und erzeugt werden. Bei einem ersten Druckaufbau mit Niederdruck tritt Kraftstoff durch die Eintrittsöffnung 20 in die Einspritzdüse 10 ein und gelangt in die ringförmige Ausnehmung 22, so daß der in einer Lagerbuchse 59 gleitende Yezi;fci.lse&iebs2r~32 sich, so laiige""nach oben bewegt, bis er an die Steuerkante 62 des verdickten Nadelschaftes 60 zum Anschlag kommt. Gleichzeitig kommt die Querbohrung 54 im Ventilschieber 32 mit dem Durchlaß in Verbindung, so daß die Düsenöffnung 28 für die Voreinspritzung über die Bohrung 24 Kraftstoff behält. Dieüe Vorgänge laufen bei verhältnismäßig niedrigem Kraft st ofidruck, beispielsweise bei 100 kp/cm ab..

Der Voreinspritzung schließt sich dann die mengenmäßig größere Haupteinspritzung an, die durch einen Druckabfall in der Einspritzpumpe eingeleitet wird, vjodurch die Peder 36 den Ventilüchieber 32 auf die Steuerkante 50 zurückführt und gleichzeitig die Plussigkeitsverbindung vom Durchlaß 58 unterbricht. Durch den dann erfolgenden Druckanstieg in der Einspritzpumpe wird ein Kraftstoff mit einem Druck von beispielsv/eise 210 kp/cm in die Einspritzdüse eingespritzt. Dieser Druck hebt den Ventilschieber 32 an, bis er an der Steuerkante 62 anschlägt, wobei die größere Kraft der Peder 38 zu überwinden ist. Mit dieser Bewegung gekoppelt ist ein Abheben der Düsennadel 34 von ihrem Sitz 70 und aamit ein Durchtritt von Kraftstoff in die Düsenöffnung 30 für die Haupteinspritzung.

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Bei weiterer Aufwärtsbewegung des Tentilschiebers 32 und der Düsennadel 34 legt die Unterkante des Yentiischieters 32 die Düsenöffnung 28 frei. Ist der Einspritzpumpenliut) "beendet und fällt der Druck entsprechend ab, so fallen der Tentilscnieber 32 und die Düsennadel 34 ab und schließen die Düsenöffnungcn.

Der eingespritzte Kraftstoff kann für Yor- und Haupteinspritzung in voneinander unabhängigen Teilmengen durch "Veränderung der Druckkräfte der Federn 36 und 38 und durch Einstellung in der Einspritzpumpe eeingestellt werden.

S chutzansprüche

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Claims

Schutzansprüche

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Dieselmaschinen mit einer Kraftstoffeinspritzdüse für getrennte "vor- und Haupteinspritzung, in dessen Gehäusebohrung eine durch Druckfedern "beaufschlagte einteilige Düsennadel von einem innerhalb der Gehäuses ohr ung zwischen Anschlagflächen durch den Kraftstoffdruck gegen eine Druckfeder versealebbar gelagerten, die Yoreinspritsleitung durch eine Querbohrung abwechselnd freigebenden und verschließenden Ventilschieber aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vo:reinspritzleitung (24) außerhalb der Gehäusebohrung (42) im Düsenkörper (18) verläuft und in einer von der Düsenöffnung (30) für die Haupteinspritzung auf Abstand angeordneten Stelle in den Brennraum mündet, und daß die Düsennadel (34) unterhalb des Yentilschiebers (48) zwischen einer ringförmigen Einmündung (22) der Brennst off zuleitung (16) und dem Ventilsitz (72/ von einem Ringkanal (26) umgeben ist und oberhalb des Ventilschiebers (48) einen verdickten Nadelschaft (60), gegen den der Ventilschieb^r (48) anschlägt, und einen radial vorspringenden Ringflansch (64) aufweist, auf dessen beiden Seiten sich die unterschiedlich vorgespannten Druckfedern (36, 38) abstützen.

2. Kraftstoffeinspritz-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß oberhalb der ringförmigen Einmündung (22) der Brennstoffzuleitung (16) der Düsenkörper (18) mit einer zur Voreinspritzleitung (24) führenden Querbohrung (58) versehen ist, deren

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Öffnung vom Yentilschieber (48) vorgesehene Querbohrung (54) mit der ringförmigen Einmündung (22) freigegeben wird.

Kraf tsiDtff einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach unten der Hub des Yentilschiebers (48) durch eine Kante (50) einer in der Gehäusebohrung eingelassenen Buchse (59) begrenzbar ist.

Kraftstoff einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (54) von ihrem Sitz (72) durch Anschlag des Yentilschiebers (32) am verdickten Badelschaft (60) anhebbar i3t, nachdem die im Düsenkörper (18) zur Yoreinspritzleitung (24) führende Querbohrung (56) vom Yentilschieber (32) wieder verschlossen ist.

Kraftsfoffeinspritzvorrichtung; nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb des Ringflansches (64) angreifende Feder (38) eine höhere Druckkraft auf den Ring;flansch (64) ausübt als die unterhalb des RCngflausehes angreifende Feder (36).

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