DE668115C - Elektrisch gesteuertes Ventil fuer Einspritzpumpen, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Elektrisch gesteuertes Ventil für Einspritzpumpen, insbesondere für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuerung der Ventile einer BrennstofF-einspritzpumpe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der die Steuerung der Ventile durch Elektromagneten erfolgt, in deren Spulen Stromstöße gesandt werden. Damit derartige Ventile zuverlässig arbeiten, müssen ihre Elektromagneten eine verhältnismäßig große Masse aufweisen.
• Es hat sich gezeigt, daß die beim Einspritzen des Brennstoffes in der Brennstoffleitung auftretenden Druckschwingungen -sei es, daß sie sich infolge der Elastizität der Leitung und der Kompressibilität des Brennstoffes bei offener Düse selbst aufschaukeln oder bei geschlossener Düse eine Dämpfung aufweisen - an bestimmten Punkten ihres Verlaufs im Verbrennungsraum eine stärkere Flammwirkung oder Verbrennung bewirken. Diese Beobachtung wird so erklärt, daß durch die Druckschwingungen der Brennstoff nicht in einer gleichmäßigen, geschlossenen Menge in den Verbrennungsraum eintritt, sondern durch die Schwingungen in sich zerklüftet und unterteilt wird und dadurch zu einer besseren Verbrennung führt.
• Aufgabe des Ventils nach der vorliegenden Erfindung ist eß, den Einspritzvorgang durch. elektrische induktive Beeinflussung der den Durchfluß -des eingespritzten Kraftstoffes regelnden Ventilspindel derart zu steuern, daß durch Sendung eines elektrischen Stromes bestimmter Frequenz die Düsennadel in geöffneter Stellung in Schließrichtung schwingend bewegt und damit die Menge des eingespritzten Brennstoffes in geregelten Schwingungen in den Zylinder eingeführt wird.
• Gemäß vorliegender Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Verbesserung der elektrisch gesteuerten Ventile gelöst. Diese Verbesserung besteht darin, daß zwei Magnetspulen vorgesehen werden, von denen in die äußere Gleichstromstöße gesandt und unabhängig davon in einer kleineren, am Ventilkopf angebrachten Spule Wechselströme mit Hilfe besonderer von der Brennkraftmaschine angetriebener Gebe- und Steuereinrichtungen erregt werden. Durch überlagerung der beiden erzbugten Magnetfelder wird die Hubbewiegung der Düsennadel in gewallter Gesetzmäßigkeit beherrscht, indem während der Öffnungsperiode des Ventils durch die Wechselstromstöße der Düsennadel eine pulsierende Bewegung erteilt wird, wie solches bereits bei mechanisch gesteuerten Ventilen bekannt ist.
• Für die elektrisch gesteuerte Einspritzpumpe wird vorteilhaft eine an sich bekannte langsamer laufende Pumpe verwendet, welche den Brennstoff in einen Speicherraum fördert und über diesen mit den Einspritzventilen in Verbindung steht.
• An Hand der auf- der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sind die Erfindung und deren Vorteile in folgendem näher beschrieben.
• Abb. i zeigt schematisch Brennstofförderung und Einspritzventil, Abb. a eine Brennkraftmaschinä. mit den Merkmalen der Erfindung. in Ansicht, Abb.3 eine Brennstoffdüse mit Speicherraun, Abb. ¢ den gewünschten Druck- bzw. Mengenverlauf des Brennstoffes hinter der Düse.
• Der Brennstoff wird in bekannter Weise von einer Brennstoffpumpe i, welche von der Brennkraftmaschine ihren Antrieb erhält, in einen Speicher a gepumpt. Der Speicher a ist dabei durch Kolben 3 und Feder q. belastet; um den Brennstoffdruck möglichst gleichbleibend zu halten. Vom Speicher a führt eine Leitung 5 nach dem zugehörigen im Zylindermantel oder -kopf 6 der BrennlU.-aftmaschine angeordneten Einspritzventil 7. Die Düse des Einspritzventils ist in bekannter Weise mit einer in axialer Richtung bewegbaren Düsennadel 8 verschlossen, welche unter dem SchfießdruGk einer Feder g steht. Die Düsennadel 8 weist an ihrem freien, aus dem Ventil 7 herausragenden Ende eine Spule io auf, um die eine Spule i i angeordnet ist. Wird nun die Spüle i i von einem Gleichstrom durchflossen und in die Spule 1o ein Wechselstrom mit der gewünschten Frequenz geschockt, so werden Kraftlinien erzeugt, durch welche einmal -die Spule io aus der Spule ii herausgedrückt und dadurch das Ventil geöffnet wird; zum anderen wird die Spule i o mit der Düsennadel 8 mit der in die Spule i o hineingeschickten Frequenz zusätzlich schwingend ibewegt.
• Als Folge dieser schwingenden Bewegung der Düsennadel ergibt sich ein Druck- oder Mengenverlauf des eingespritzten Brennstofies, wie ihn Abb. q. beispielsweise als gewünscht veranschaulicht. Das Schließen der Düse erfolgt dann entweder durch Unterbrechung der Stromzuführung zu den Spulen i o und i i, wobei die Schließfeder 9 das Abfallen der Düsennadel 8 bewirkt, oder der der Spule i i zugeführte Gleichstrom wird gewendet und unterstützt den ,Schließdruck der Federe. Man kann durch die Überlagerung der magnetischen Felder auch noch die Hubbewegung der Düsennadel während der öffnungsperiode des Ventils und ebenso die Öffnungs- und Schließzeit der Düsennadel in gewollter Weise beeinflussen und das Ventil schneller oder langsamer öffnen und schließen, als dieses "mit dem äußeren Magneten allein möglich ist.
• Der Betrieb einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine gemäß Abb. i gestaltet sich dann so, daß der Brennstoff in Abhängigkeit von einer Verteiler- bxw. Steuerwalze i z den Ventilen 7 in der vorgesehienen Reihenfolge und. 'in der< bestimmten Zeitabschnitten zugeleitet wird. Die Regelung ist dabei so gedacht, daß durch den Fußhebel 13 die Verteilerwalze, welche über die Welle 14 mit der Brennkraftmaschine synchron läuft, verschoben wird und dadurch die Stromzuführung und die Zeitdauer der Einspritzung verkürzt oder verlängert wird. Es ist auch möglich, die Stromstärke zu verändern und dadurch den Durchlaß der Düse zu beeinflussen. Es können auch für die Energieerzeugung neben den bekannten Einrichtungen Strom- und Frequenzwandler, Transformatoren, ventilartig wirkende Röhren u. dgl. Verwendung finden, um die gewünschte Energie zu formen.
• In Abb. 3 ist ein Ventil? gezeigt, bei welcher .der Speicherraum in dem Düsenkörper selbst sich befindet. Zu diesem Zweck ist in. dem Düsenkörper ein Brennstoffraum vorgesehen, welcher von einem federbelasteten, die Düsennadel 8 umgebenden Kolben 15 begrenzt ist. Im übrigen entspricht das Ventil den vorher beschriebenen. Es kann ebenfalls je eine langsam laufende Pumpe den Speicherraum eines Ventils oder mehrere speisen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrisch gesteuertes Ventil für Einspritzpumpen, insbesondere- für Brennlraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß am Kopf der Düsennadel (8) eine Spule (i o) angeordnet- ist, in der unter Anwendung bekannter, von der Brennkraftmaschine angetriebener Gebe- und Steuereinrichtungen (12) Wechselströme erregt werden, und daß die Spule (io) von einer Spule (i i) umgeben ist, in die Gleichstromstöße gesandt werden.