DE69107887T2 - Kraftstoffpumpendüseneinheit. - Google Patents

Kraftstoffpumpendüseneinheit.

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DE69107887T2
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Jeffrey L Campbell
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David P Genter
Lester L Peters
Leslie A Roettgen
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/021Injectors structurally combined with fuel-injection pumps the injector being of valveless type, e.g. the pump piston co-operating with a conical seat of an injection nozzle at the end of the pumping stroke

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und insbesondere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Typs "offene Düse", bei denen Kraftstoff in eine Dosierkammer dosiert wird und durch Einspritzöffnungen an der Spitze der Einspritzvorrichtung durch einen hin- und hergehenden Kolben eingespritzt wird, und bei denen die Dosierkammer an der Spitze der Einspritzvorrichtung vorgesehen ist und während des Dosierens durch die Einspritzöffnungen zu einem Motorzylinder hin offen ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bisher sind im Stand der Technik unterschiedliche Typen von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und Kraftstoffeinspritzsystemen bekannt, die für Brennkraftmaschinen verwendbar sind. Von den vielen Typen von Kraftstoffeinspritzsystemen ist die vorliegende Erfindung auf Kraftstoffeinspritzvorrichtungen gerichtet, bei denen jedem einzelnen Zylinder einer Brennkraftmaschine eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zugeordnet ist und jede Einspritzvorrichtung ihren eigenen Antriebsstrang enthält, um auf einer zyklischen Basis Kraftstoff in jeden Zylinder einzuspritzen. Normalerweise ist der Antriebsstrang von jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung von einer drehbar angebrachten Nockenwelle angetrieben, die praktisch von der Motorkurbelwelle angetrieben ist, um jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung synchron zu steuern, und zwar unabhängig voneinander und gemäß der Zündfolge des Motors.
  • Von den bekannten Einspritzvorrichtungen derartiger Kraftstoffeinspritzsysteme gibt es zwei Grundtypen von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die dadurch charakterisiert sind, wie der Kraftstoff dosiert und eingespritzt wird. Ein erster Typ, auf den die vorliegende Erfindung gerichtet ist, ist als Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit "offener Düse" bekannt, weil Kraftstoff in eine Dosierkarnmer in der Einspritzvorrichtung dosiert wird, wobei die Dosierkammer während der Kraftstoffdosierung durch Einspritzöffnungen zu dem Motorzylinder hin offen ist.
  • Im Gegensatz zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Typs offene Düse gibt es ebenfalls Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die als Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit "geschlossener Düse" klassifiziert sind, bei denen Kraftstoff in eine Dosierkammer in der Einspritzvorrichtung dosiert wird, während die Dosierkammer gegenüber dem Zylinder einer Brennkraftmaschine geschlossen ist, und zwar durch einen Ventilmechanismus, der nur während des Einspritzens durch den ansteigenden Kraftstoffdruck, der darauf wirkt, geöffnet ist. Typischerweise ist der Ventilmechanismus ein Nadeltypventil.
  • In beiden Fällen enthält die Einspritzvorrichtung typischerweise ein Kolbenelement, das die dosierte Kraftstoffmenge beaufschlagt, um den Druck des dosierten Kraftstoffs zu erhöhen und den dosierten Kraftstoff in den Zylinder der Brennkraftmaschine zu zwingen. Im Fall einer Einspritzvorrichtung mit geschlossener Düse ist ein Kippventilmechanismus vorgesehen, um die Einspritzöffnungen während des Dosierens zu schließen, wobei das Kippventil zu seiner geschlossenen Stellung hin vorgespannt ist, um sicherzustellen, daß ein Einspritzen nur stattfindet, nachdem der Kraftstoffdruck ausreichend erhöht ist, um den Kippventilmechanismus zu öffnen.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Typs offene Düse und insbesondere auf ein Kraftstoffeinspritzsystem gerichtet, das auf Druck- und Zeitprinzipien aufbaut, um die für jede aufeinanderfolgende Einspritzung von jedem Einspritzvorrichtungszyklus dosierte Kraftstoffmenge zu bestimmen. Darüber hinaus ermöglichen die Druck-Zeit-Prinzipien, daß die dosierte Menge bei jeder zyklischen Tätigkeit der Einspritzvorrichtung variiert wird, wie es durch den Druck des Kraftstoffs, der in die Dosierkammer gefördert wird, und die Zeitdauer bestimmt wird, in der ein solches Dosieren stattfindet.
  • Beispiele von Einspritzvorrichtungen des Typs offene Düse sind detailliert in der US-A-3 409 225, die als nächster Stand der Technik angesehen wird, der US-A-4 280 659 und der US-A-4 601 086 beschrieben.
  • Die Einspritzvorrichtungen der beiden letztgenannten US- Patente, die wir besitzen, enthalten eine Kolbeneinrichtung mit einem unteren Abschnitt, der einen Abschnitt mit größerem Durchmesser, der in einer axialen Bohrung des Einspritzvorrichtungsgehäuses verschiebbar ist, und einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser aufweist, der sich in einer Kappe des Einspritzvorrichtungsgehäuses erstreckt. Die Kappe verleiht der axialen Bohrung eine Ausdehnung, die im Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der axialen Bohrung, der durch den Rest des Einspritzvorrichtungsgehäuses verläuft. Im Dosierstadium wird Kraftstoff durch einen Zuführschlitz in die axiale Bohrung an einer Stelle oberhalb der Kappe dosiert, und der Kraftstoff strömt um den Abschnitt mit kleinerem Durchmesser der Kolbeneinrichtung an der Spitze davon, um so eine bestimmte Menge Kraftstoff in die Dosierkammer der Kappe zu dosieren. Zwischen dem Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser der Kolbeneinrichtung und der Innenwand der Bohrung in der Kappe ist ein radialer Spalt vorgesehen. Dieser Spalt erleichtert das Strömen von Kraftstoff zu der Einspritzvorrichtungsspitze, um eingespritzt zu werden. Sobald das Dosierstadium abgeschlossen ist, bewegt sich der Kolben nach innen (definiert als zum Motorzylinder einer Brennkraftmaschine hin), um das Einspritzen des Kraftstoffs aus der Dosierkammer durch die Einspritzöffnungen zu bewirken.
  • Das Stadium unmittelbar nachdem das Kraftstoffeinspritzen abgeschlossen ist, ist als Druckstadium bekannt, bei dem die Pungerspitze durch den zugehörigen Antriebsstrang für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung dicht gegen einen Sitz der Kappe gehalten ist. In diesem Druckstadium ist der Kraftstoff in dem radialem Spalt zwischen dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser des Kolbens und der Innenwand der Bohrung in der Kappe eingeschlossen. Diese Kraftstoffmenge ist als eingeschlossenes Volumen bekannt.
  • Durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung ist herausgefunden worden, daß dieses eingeschlossene Volumen in dem Auftreten höherer Werte unerwünschter Emissionen, insbesondere unverbrannter Kohlenwasserstoffe, resultiert. Darüber hinaus ist herausgefunden worden, daß die unerwünschten Kohlenwasserstoff-Emissionen, die mit Einspritzvorrichtungen mit offener Düse verbunden sind, eine Funktion des in der Düse eingeschlossenen Volumens sind, wobei überschüssiges Volumen den Grad der unverbrannten Kohlenwasserstoffe erhöht. Der bei den Emissionen festgestellte Anstieg der unverbrannten Kohlenwasserstoffe ist zurückzuführen auf die Tendenz des Kraftstoffs, nach der Verbrennung in dem Zylinder, in dem geschlossenen Volumen in den Motorzylinder zu wandern, um daraus ausgestoßen zu werden. Des weiteren resultiert der Hauptbestandteil des eingeschlossenen Volumens aus dem Spalt zwischen dem Abschnitt des Kolbens mit kleineren Durchmesser und der Innenwand der Kappe. Der Bereich dieses Spalts wird gewöhnlich als Labyrinthdichtungsspielbereich der Kraftstoffeinspritzvorrichtung bezeichnet.
  • Aus dem Vorangegangenen ist verständlich, daß ein solches Problem einzigartig für Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Typs offene Düse ist, weil Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit geschlossener Düse auf einem Ventilmechanismus aufbauen, um den Kraftstoff zu jeder Zeit, ausgenommen während des Einspritzens, gegenüber dem Motorzylinder abzudichten. Darüber hinaus müssen Einspritzvorrichtungen mit offener Düse das Dosieren von Kraftstoff in der Düsenspitze mit Einspritzöffnungen ermöglichen, die zum Motorzylinder hin offen sind.
  • Folglich besteht die einzige Lösung, die durch den Stand der Technik angeregt wird, darin, einfach den radialen Spalt zwischen dem Abschnitt mit kleineren Durchmesser des Kolbens und der Kappe zu reduzieren, um so das nach Abschluß des Einspritzens eingeschlossene Volumen zu reduzieren, um das eingeschlossene Volumen, das den Abschnitt des Kolbens mit kleineren Durchmesser in der Kappe nach dem Einspritzen umgibt, zu reduzieren. Eine derartige Modifikation wird jedoch unakzeptierbar und resultiert in dem Problem, daß nicht länger ein ausreichender Spalt vorhanden ist, um den Kraftstoff in den Düsenbereich der Kappe zu dosieren, weil die Kraftstoffströmung um den Abschnitt des Kolbens mit kleinerem Durchmesser signifikant reduziert wird, wenn der Spalt reduziert wird. Insbesondere ist herausgefunden worden, daß die Menge des Kraftstoffs, der dosiert wird, um eingespritzt zu werden, so weit reduziert wird, daß nicht genügend Kraftstoff eingespritzt wird. Daher ist eine solche Lösung unpraktisch und unakzeptierbar.
  • Um die Situation zu verschlimmern, werden die Komponenten der Einspritzvorrichtung, insbesondere der Abschnitt des Kolbens mit kleinerem Durchmesser und die Innenfläche der Bohrung in der Kappe während der Benutzung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einer Brennkraftmaschine von heißen Gasen in dem Motorzylinder verkohlt, die zurück in die Einspritzvorrichtung gedrängt werden. Des weiteren wird der Spalt zwischen dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser und der Innenwand der Kappe praktisch während der Benutzung reduziert, weil das Verkohlen oder Verrußen auf dem Abschnitt des Kolbens mit kleinerem Durchmesser und der Innenwand der Kappe aufbaut. Folglich hat die Wirkung des Verkohlens oder Verrußens an den Elementen der Einspritzvorrichtung die Tendenz, einen Konstrukteur zu zwingen, die Einspritzvorrichtung mit einem größeren Spalt zwischen dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser des Kolbens und der Innenwand der Kappe auszustatten, so daß sogar nach dem Verkohlen eine ausreichende Strömung durch den Spalt für eine angemessene Kraftstoffdosierung vorliegt.
  • Aus dem Vorangegangenen geht klar hervor, daß die bekannten Lehren, das eingeschlossene Volumen zu reduzieren, und eine Kraftstoffdosierung ohne den Effekt des Verkohlens der Einspritzvorrichtung in direktem Gegensatz zueinander stehen. Mit anderen Worten, das Reduzieren des eingeschlossenen Volumens lehrt, den Spalt zwischen dem kleineren Durchmesser des Kolbens und der Innenwand der Kappe zu verkleinern, wohingegen das Reduzieren der Anfälligkeit des Kraftstoffdosierens für Verkohlen erfordert, die Abmessungen des Spaltes zu vergrößern. Das Endergebnis der bekannten Technologie einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Typs offene Düse ist, daß die oben bezeichneten Ziele miteinander balanciert werden müssen, um eine auf einem Kompromiß beruhende Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Typs offene Düse zu schaffen, die einen Spalt aufweist, der teilweise beide Ziele erreicht. Es ist folglich einzusehen, daß derartige Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit offener Düse in ihrer Fähigkeit, Motoremissionen zu reduzieren, während sie eine adequate und effektive Kraftstoffdosierung ermöglichen, absolut eingeschränkt sind.
  • Ein anderes ernsthaftes Problem, das einzigartig für Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Typs offener Düse ist, ist die Empfindlichkeit des Kraftstoffdosierens gegenüber Verkohlen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung. Verkohlung oder Verrußen der Einspritzvorrichtungen tritt an allen Oberflächen des Abschnitts des Kolbens mit kleinerem Durchmesser und der Innenfläche der Kappe auf. So wie es am besten verstanden wird, entsteht die Kohle als ein Resultat von im wesentlichen Öl, Kraftstoff, und der Temperatur in der Dosierkammer der Einspritzvorrichtung. Darüber hinaus tritt Verkohlen bei bestimmten Motorbetriebsbedingungen auf, bei denen wenig oder kein Kraftstoff in der Dosierkammer vorhanden ist. Derartige Bedingungen schließen Motorantriebsbedingungen ein, wobei der Motor von dem Fahrzeugantriebsstrang angetrieben wird. Das Fehlen von Kraftstoff in der Dosierkammer während einer Bedingung wie dem Motorantrieb ermöglicht, daß die Gastemperaturen im Inneren der Dosierkammer sehr hoch werden. Als Folge davon tritt Kohlenstoff aus der Luft aus der Motorbrennkammer durch die Einspritzöffnungen in die Dosierkammer ein, wenn sich die Kolbenspitze von der Kappe löst. Der Kohlenstoff aus der Luft lagert sich dann an den Oberflächen des Kolbens und der Kappe ab. Eine Untersuchung der Kohlenstoffablagerungen an dem Kolben und der Kappe hat gezeigt, daß eine erste Schicht Ablagerungen an den Oberflächen im Querschnitt auf Kraftstoff zurückzuführen ist und als eine Art Kleber wirkt. Diese äußere Schicht besteht aus harten, schwarzen Kohlenstoffablagerungen, die zumeist auf Öl zurückzuführen sind. Die äußerste Schicht der Ablagerungen ist dafür verantwortlich, daß ein anderes Hauptproblem von Einspritzvorrichtungen des Typs offene Düse erzeugt wird, weil die Ablagerungen Strömungsverluste in der Einspritzvorrichtung bewirken, welche die Kraftstoffströmung während des Dosierens in die Dosierkammer hemmen.
  • Während des Dosierens muß Kraftstoff zwischen dem Abschnitt des Kolbens mit kleineren Durchmesser und der Innenwand der Kappe hindurchgehen, um in die Dosierkammer an der Spitze der Kappe zu strömen. Weil die Kohlenstoffablagerungen in der Dicke zunehmen, nehmen die Strömungsverluste ebenfalls zu. An einem gewissen Punkt wird es unmöglich, eine ausreichende Kraftstoffströmung zwischen dem Abschnitt des Kolbens mit kleinerem Durchmesser und der Innenwand der Kappe zu erreichen, so daß ein zum Einspritzen ausreichendes Volumen an dosiertem Kraftstoff erzeugt wird. An diesem Punkt kann die Einspritzvorrichtung nicht korrekt arbeiten.
  • Folglich ist es, um mit der Situation des Verkohlens fertig zu werden, nötig geworden, derartige Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit offener Düse nach einem Zeitraum der Laufzeit, der von den Betriebsbedingungen abhängt, zu ersetzen oder zumindest zu warten. Alternativ sind die Bemühungen darauf konzentriert worden, die Bildung von Verkohlungen als ein Mittel der Abschwächung der Auswirkungen des Verkohlens auf die Strömungsdosierung der Einspritzvorrichtung zu reduzieren. Sobald sich jedoch eventuell Verkohlung aufbaut, erfährt die Einspritzvorrichtung zwangsläufig einige Strömungsverluste der Einspritzvorrichtung.
  • Aus den oben genannten Gründen hat die Popularität von Einspritzvorrichtungen mit geschlossener Düse zugenommen; der unmittelbare Nachteil, der mit Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit geschlossener Düse verbunden ist, besteht jedoch in den zusätzlichen Kosten, die mit der Produktion von derartigen im wesentlichen komplexeren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen verbunden sind. Abgesehen von der Tatsache, daß eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit geschlossener Düse, wie oben ausgeführt, nach anderen Operationsprinzipien arbeitet als eine Einspritzvorrichtung mit offener Düse, ergeben Einspritzvorrichtungen mit geschlossener Düse nicht die gleichen Probleme wie die oben aufgeführten Einspritzvorrichtungen mit offener Düse. Insbesondere muß das Ventil einer Einspritzvorrichtung mit geschlossener Düse nicht so ausgelegt sein, daß es eine präzise Dosierung an der Düse bereitstellt, während versucht wird, das eingeschlossene Volumen zu reduzieren. Das einzige eingeschlossene Volumen, das sich in einer Einspritzvorrichtung des Typs geschlossene Düse ergibt, befindet sich unterhalb einer Spitze eines federbelasteten Düsenventils in unmittelbarer Nähe seiner Einspritzöffnungen. Des weiteren ist das Verkohlen der Einspritzvorrichtung bei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit geschlossener Düse nicht so weit verbreitet, weil das Düsenventil praktisch die Dosierkammer gegenüber der Motorbrennkammer während eines Motorantriebs oder ähnlichen Bedingungen verschließt.
  • Ein Beispiel für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit geschlossener Düse, bei der insbesondere versucht wird, das Volumen unter der Spitze des Düsenventils, das als SAC- Volumen bezeichnet ist, zu reduzieren, ist in der US-A- 4 106 702 beschrieben, in der die Spitze des Düsenventils in einer Weise besonders konisch ausgebildet ist, um das SAC-Volumen an den Einspritzöffnungen der Düsenspitze zu reduzieren, und die Ventilspitze so auszubilden, daß sie gegen die konische Innenfläche der Düse in Anlage kommt. Obwohl die Vorrichtung von Gardner et al. ausgelegt ist, um ein SAC-Volumen zu reduzieren und die darauf bezogenen Motoremissionen zu reduzieren, betrifft die Einspritzvorrichtung des Typs geschlossene Düse selbst nicht das Reduzieren des eingeschlossenen Volumens in einer Umgebung, die des weiteren jedes Dosieren von Kraftstoff zum Einspritzen übernehmen muß, weil das Düsenventil einfach auf den Druck des vorher dosierten Kraftstoffs reagiert und sich nicht auf das Dosieren des eingespritzten Kraftstoffs auswirkt.
  • Andere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Typs geschlossene Düse, die besonders ausgelegte Düsenventilspitzen aufweisen, können in der US-A-3 836 080, der US-A-4 213 568 und der US-A-4 523 719 gefunden werden. Von diesen ist die Einspritzvorrichtung mit geschlossener Düse, die in der US-A-3 836 080 offenbart ist, des weiteren besonders ausgelegt, um das SAC-Volumen unter der Düsenventilspitze zu reduzieren. Das Design dieser Einspritzvorrichtung ist darauf gerichtet, das gleiche Problem der Einspritzvorrichtung zu lösen, die in der US-A-4 106 702 offenbart ist. Das Problem, das durch die US-A-3 836 080 zu lösen versucht wird, ist ebenfalls nicht analog zu dem in einer Einspritzvorrichtung des Typs geschlossene Düse, bei der besondere Dosieranforderungen erfüllt werden müssen, sowie das Reduzieren des eingeschlossenen Volumens und das Bewirken der Einspritzung.
  • Folglich existiert ein Bedarf für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit offener Düse, die das eingeschlossene Volumen zwischen dem kleineren Durchmesser des Kolbens und der Innenwand der Einspritzvorrichtungskappe reduzieren kann, wobei dennoch eine ausreichende Kraftstoffströmung dazwischen ermöglicht wird, um die Kraftstoffmenge genau und effektiv zu steuern, und die unverbrannten Kohlenwasserstoffe in den Emissionen zu reduzieren. Darüber hinaus existiert ein Bedarf, solch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit offener Düse zu schaffen, die über die gesamte Nutzungslebensdauer einer solchen Einspritzvorrichtung arbeitet, ohne die Kraftstoffdosierung ungünstig zu beeinflussen, sogar wenn die Oberflächen von Kolben und Kappe vollständig verkohlt oder verrußt sind.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit offener Düse zu schaffen, welche die bei den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit offener Düse beim Stand der Technik beschriebenen Mängel überwindet.
  • Eine weitere Aufgabe ist es, eine Einspritzvorrichtung mit offener Düse zu schaffen, welche die Fähigkeit hat, das zwischen dem Kolben und der Kappe eingeschlossene Volumen in dem Labyrinthströmungsbereich zu reduzieren, ohne die in die Kappe dosierte Kraftstoffströmung ungünstig zu beeinflussen.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Einfluß des Verkohlens der Einspritzvorrichtung auf die Menge der durch den Labyrinthströmungsbereich dosierten Strömung zu verringern. Während das Verkohlen des Kolbens und der Kappe in einer Einspritzvorrichtung mit offener Düse von dem Zylindergas abhängt, das in die Einspritzvorrichtung am Ende der Kraftstoffeinspritzung zurückschlägt, baut sich die Kohle an den Bestandteilen der Einspritzvorrichtung auf, um die Kraftstoffströmung, insbesondere in dem Labyrinthströmungsbereich, einzuschränken. Darüber hinaus ist es wünschenswert, die Wirkung des Verkohlens zu vermindern, während das eingeschlossene Volumen in dem Labyrinthströmungsbereich ebenfalls reduziert wird.
  • Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein modifiziertes Kolben- und Kappendesign zu schaffen, das eine effektive Kraftstoffdosierung sogar ermöglicht, nachdem der Kolben und die Kappe vollständig verkohlt sind. Die Auswirkung des Verkohlens wird eine obere Schranke erreichen, sobald der Abschnitt des Kolbens mit kleinerem Durchmesser und die Innenwand der Kappe vollständig verkohlt sind, wobei das modifizierte Design eine ausreichende Kraftstoffströmung während des Dosierens bei einem minimalen Strömungsverlust an der oberen Schranke der Verkohlung ermöglicht. Tatsächlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in Wirklichkeit das Verkohlen der Einspritzvorrichtung zu fördern, weil die obere Schranke des totalen Verkohlens die dosierte Kraftstoffströmung durch den Labyrinthströmungsbereich nur minimal beeinflußt, und sobald die Einspritzvorrichtung vollständig verkohlt ist, die Einspritzvorrichtung ohne eine weitere Reduktion von Kraftstoffströmungsverlusten beständig arbeiten wird.
  • Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit offener Düse nach Anspruch 1 gelöst. In den Ansprüchen 2 bis 7 sind bevorzugte Merkmale dieser Einspritzvorrichtung angegeben.
  • Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer aus der folgenden Beschreibung, und zwar in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, die, nur beispielhaft, verschiedene Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Figur 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht mit weggebrochenen Teilen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit offener Düse, wie sie herkömmlich bekannt ist;
  • Figur 2 ist eine vergrößerte, bruchstückartige Ansicht des unteren Endes der in Figur 1 gezeigten Einspritzvorrichtung mit dem Kolben in einer zurückgezogenen Stellung, die dem Dosierstadium des Einspritzzyklus entspricht;
  • Figur 3 ist eine ähnliche, vergrößerte, bruchstückartige Ansicht des unteren Endes der Einspritzvorrichtung wie in Figur 2 mit dem Kolben in einer vollständig vorgerückten Stellung, die dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Einspritzen in dem Einspritzbetriebszyklus entspricht;
  • Figur 4 ist eine Teilansicht im Querschnitt einer gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten ersten Ausführungsform, die einen abgesetzten Abschnitt eines Kolbens mit kleinerem Durchmesser und eine entsprechend abgesetzte Innenwand der Einspritzvorrichtungskappe zeigt, wobei die Einspritzvorrichtung in ihrer zurückgezogenen Stellung ist, die dem Dosierstadium entspricht;
  • Figur 5 ist eine der Figur 4 ähnliche Ansicht, abgesehen davon, daß der Kolben in der vollständig vorgerückten Stellung unmittelbar nach dem Einspritzen ist;
  • Figur 6 ist eine den Figuren 4 und 5 ähnliche Ansicht, die den Kolben in einem Zwischenstadium zeigt, wobei der Kolben teilweise aus der Anlage mit der Einspritzvorrichtungskappe zurückgezogen ist;
  • Figur 7 ist ein vergrößerter Querschnitt des Gebiets innerhalb des in Figur 6 bezeichneten Kreises B, der den Verkohlungsaufbau an den Oberflächen des Einspritzvorrichtungskolbens und der Kappe zeigt;
  • Figur 8 ist ein vergrößerter Querschnitt des Gebiets innerhalb des in Figur 4 bezeichneten Kreises A, der einen angemessenen Kraftstoffströmungsweg darstellt, sogar nachdem die Oberflächen des Einspritzvorrichtungskolbens und der Kappe vollständig verkohlt sind;
  • Figur 9 ist ein Balkendiagramm, das eine Standard- Druck-Zeit-Einspritzvorrichtung mit einer Einspritzvorrichtung vergleicht, die gemäß der vorliegenden Erfindung und wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist ausgebildet ist, und das die durchschnittlichen Strömungsverluste einer Einspritzvorrichtung infolge der Verkohlung der Einspritzvorrichtung darstellt;
  • Figur 10 ist eine graphische Darstellung, welche die prozentualen durchschnittlichen Strömungsverluste mit der Testzeit für einen Verkohlungs-Testzyklus vergleicht und welche eine Standard-PT-Einspritzvorrichtung mit einem Design mit abgesetztem Kolben und abgesetzter Kappe vergleicht, das die vorliegende Erfindung verkörpert, und zwar über einer geschätzten Fahrtstreckendauer;
  • Figur 11 eine Teilansicht im Querschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit offener Düse ist, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, bei der die Innenwand der Kappe abgesetzt ist, während der Abschnitt des Kolbens mit kleinerem Durchmesser konstant ist, wobei der Kolben in seiner zurückgezogenen Stellung ist, die dem Dosierstadium entspricht;
  • Figur 12 ist eine der Figur 9 ähnliche Ansicht, wobei der Kolben in seiner vollständig vorgerückten Stellung unmittelbar nach dem Einspritzen ist;
  • Figur 13 ist eine Teilansicht im Querschnitt einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit offener Düse, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, und die des weiteren so abgewandelt ist, daß sie ein Einsatzstück in der Kappe enthält, um die Innenwand der Kappe festzulegen, wobei der Kolben in seiner vorgerückten Stellung unmittelbar nach den Einspritzen ist; und
  • Figur 14 ist eine der Figur 13 ähnliche Ansicht, wobei der Kolben in der zurückgezogenen Stellung ist, die dem Dosierstadium entspricht.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 mit offener Düse gezeigt, die eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Standes der Technik repräsentiert, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet ist. Darüber hinaus sind die besondere Konstruktion und die Funktion der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 in der US-A-4 280 659 und der US-A-4 601 086 offenbart.
  • Die Einspritzvorrichtung 10 mit offener Düse enthält ein Einspritzvorrichtungsgehäuses 12, einen Zylinder 14 und eine Kappe 16, die in einem End-zu-End-Verhältnis angeordnet sind. Ein mit einem Gewinde versehener Halter 18 erstreckt sich um den Zylinder 14 und sichert die Kappe 16 und den Zylinder 14 an dem Einspritzvorrichtungsgehäuse 12. Eine axiale Bohrung ist durch das Einspritzvorrichtungsgehäuse 12, den Zylinder 14 und den größten Teil des Weges durch die Kappe 16 vorgesehen. Die axiale Bohrung ist in einen ersten Bereich 22, der den Teil der axialen Bohrung umfaßt, der sich durch das Einspritzvorrichtungsgehäuse 12 und den Zylinder 14 erstreckt, und eine zweiten Bereich 24 unterteilt, der sich in die Kappe 16 erstreckt. Der zweite Bereich 24 hat einen kleineren Durchmesser als der erste Bereich 22. Man beachte, daß der erste Bereich 22 ebenfalls Abschnitte mit variierenden Durchmesser enthält; aber nur der Durchmesser des unteren Bereichs ist aus Gründen, die weiter unten unter Bezugnahme auf die vorliegende Erfindung klar werden, bezüglich der Abmessungen kritisch.
  • Eine Kolbeneinrichtung 26 ist hin- und hergehend in der axialen Bohrung angeordnet und enthält einen unteren Kolben 28. Die Kolbeneinrichtung 26 ist durch eine Stange 30 hinund hergehend angetrieben, die wirksam durch einen (nicht gezeigten) Einspritzvorrichtungsantriebsstrang angetrieben ist. Der Einspritzvorrichtungsantriebsstrang koppelt vorzugsweise die Einspritzvorrichtung 10 mit einer Motornockenwelle, um jede Einspritzvorrichtung von jedem Zylinder der Brennkraftmaschine synchron anzutreiben, wobei die Einspritzvorrichtungsnockenwelle wirksam angetrieben ist und zeitlich an die Motorkurbelwelle angepaßt ist. Es ist daher verständlich, daß für jeden Zylinder in der Brennkraftmaschine eine Einspritzvorrichtung vorgesehen ist, und jede Einspritzvorrichtung einen Triebstrang enthält, um eine hin- und hergehend Bewegung auf die Kolbeneinrichtung 26 zu übertragen.
  • In einem vergrößerten Bereich der axialen Bohrung ist eine Rückstellfeder 32 angebracht, und das untere Ende der Rückstellfeder 32 ist an einem Vorsprung 34 angeordnet. Das obere Ende der Feder 32 befindet sich im Eingriff mit einer Unterlegscheibe 36, die axial in der Aufwärtsrichtung an der Kolbeneinrichtung 26 befestigt ist. Die Rückstellfeder 32 zwingt daher die Kolbeneinrichtung 26 einschließlich des unteren Kolbens 28 nach oben. Das obere Ende des Einspritzvorrichtungsgehäuses 12 ist, wie bei 38 gezeigt, mit einem Innengewinde versehen, und ein oberer Anschlag 40 ist an das Einspritzvorrichtungsgehäuse 12 geschraubt. Eine Kontermutter 42 sichert den oberen Anschlag 40 an einer ausgewählten Position, um so einen Anschlag zu bilden, der die Aufwärtsbewegung der Unterlegscheibe 36 und somit der Kolbeneinrichtung 26 beschränkt. Die Kolbeneinrichtung 26 ist in ihrem Abwärtshub durch das in Anlagekommen der Spitze 29 des unteren Kolbens 28 gegen einen Sitz 44 der Kappe 16 beschränkt.
  • Es ist ein Kraftstoffzuführkanal 46 vorgesehen, der durch das Einspritzvorrichtungsgehäuse 12 und den Zylinder 14 hindurchgeht und ein Rückschlagventil 48 enthält, welches das Strömen von Kraftstoff nur in der durch die Pfeile angezeigten Zuführrichtung zuläßt. Das obere Ende des Kraftstoffzuführkanals 46 ist mit einem Einlaßregulierverschluß 50 versehen, der durch ein Sieb 51 bedeckt ist, um Verunreinigungen am Eindringen in die Einspritzvorrichtung zu hindern. Es ist selbstverständlich, daß der Einlaß 50 mit einer gewöhnlichen (nicht gezeigten) Kraftstoffzuführleitung verbunden ist, die konventiell in dem (ebenfalls nicht gezeigten) Motorkopf vorgesehen ist, um jeder Einspritzvorrichtung 10 der Brennkraftmaschine Kraftstoff zuzuführen.
  • Der Kraftstoffzuführkanal 46 enthält des weiteren eine Zuführöffnung 52, die sich in den ersten Bereich 22 der axialen Bohrung öffnet. Die Zuführöffnung 52 ermöglicht, daß Kraftstoff in eine Dosierkammer strömt, die, wie weiter unten beschrieben, unterhalb des unteren Kolbens 28 und innerhalb der axialen Bohrung definiert ist. Am Ende des zweiten Bohrungsbereichs 24 befinden sich Einspritzöffnungen 25, durch welche Kraftstoff in einen Motorzylinder dosiert wird. Eine zweite Zuführöffnung 54 öffnet sich ebenfalls zu dem ersten Bereich 22 der axialen Bohrung und zwar an einem Punkt oberhalb der Zuführöffnung 52. Die zweite Zuführöffnung 54 führt, wie hiernach beschrieben, Kraftstoff zum Spülen zu.
  • Durch den Zylinder 14 und das Einspritzvorrichtungsgehäuse 12 ist ebenfalls ein Ablaufkanal 56 vorgesehen, der die axiale Bohrung mit einer (nicht gezeigten) Abflußleitung der Brennkraftmaschine verbindet.
  • Der untere Kolben 28 ist in einen ersten Abschnitt 58 mit größerem Durchmesser, einen zweiten Abschnitt 60 mit größerem Durchmesser und einen Abschnitt 62 mit kleinerem Durchmesser unterteilt. Die ersten und zweiten Abschnitte 58 und 60 mit größerem Durchmesser sind durch eine Spülnut 64 getrennt, welche die zweite Zuführöffnung 54 bei einem Ablaufschlitz 57 mit dem Ablaufkanal 56 verbindet. Die Spülnut 64 ermöglicht es, daß Kraftstoff durch die Spülnut 64 strömt, wenn der untere Kolben 28, wie in Figur 1 gezeigt, in einer vorgerückten Stellung ist, um den unteren Kolben 28 zu kühlen und zu schmieren, sowie um irgendwelche Gase zu entfernen, die sich darin aus einem Rückschlagen von Gas aus dem Motorzylinder in die Einspritzvorrichtung ansammeln können.
  • Der Abschnitt 62 mit dem kleineren Durchmesser erstreckt sich innerhalb der Bohrung 24 der Kappe 16, und die Bohrung 24 hat einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 62 mit dem kleineren Durchmesser.
  • Es wird nun Bezug genommen auf die Figuren 2 und 3, wobei der Betrieb einer derartigen Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 beschrieben werden wird. In Figur 2 ist die Einspritzvorrichtung 10 im Dosierstadium gezeigt, wobei der untere Kolben 28 in seiner vollständig zurückgezogenen Stellung ist. Im Dosierstadium wird gemäß den Druck- und Zeitprinzipien mit Druck beaufschlagter Kraftstoff durch die Zuführöffnungen 52 zugeführt, während der Abschnitt 58 mit größerem Durchmesser oberhalb der Zuführöffnungen 52 angeordnet ist, um das Strömen von Kraftstoff in das untere Ende der axialen Bohrung nicht zu behindern. Folglich ist ersichtlich, daß der Druck des Kraftstoffs, der durch die Öffnungen 52 zugeführt wird, und die Zeit, in welcher der Abschnitt 58 mit größerem Durchmesser oberhalb der Zuführöffnungen 52 ist, die Kraftstoffmenge bestimmt, die in die axiale Bohrung dosiert wird. In Figur 2 ist ebenfalls zu sehen, daß der Abschnitt 62 mit kleinerem Durchmesser und die Innenwand 66 der Bohrung 24 in der Kappe 16 einen radialen Spalt x definieren, durch den, wie durch die Pfeile angezeigt, Kraftstoff zu den offenen Einspritzöffnungen 25 passieren kann. Man beachte, daß der Abschnitt 62 mit kleinerem Durchmesser sich immer, zumindest teilweise, innerhalb des zweiten Bereichs 24 der axialen Bohrung erstreckt, sogar in der am meisten zurückgezogenen Stellung des unteren Kolbens 28. Der Bereich entlang des Abschnitts 62 mit kleineren Durchmesser und der Innenwand 66 der Kappe 16 wird als Labyrinthströmungsbereich bezeichnet.
  • Nach den Dosieren wird der untere Kolben 28 durch die Stange 30 von dem (nicht gezeigten) Triebstrang nach innen gefahren, um den in den unteren Bereich der Bohrung 24 der Kappe 16 dosierten Kraftstoff zu beaufschlagen, und um die dosierte Kraftstoffmenge durch die Einspritzöffnungen 25 in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine einzuspritzen. Wie in Figur 3 zu sehen ist, ist der Kolben 28 in seiner vollständig vorgerückten Stellung gezeigt, die seine Stellung unmittelbar nach Abschluß des Einspritzens widerspiegelt, zu welchem Zeitpunkt sich die Spitze 29 des unteren Kolbens 28 an dem Sitz 44 der Kappe 16 in Anlage befindet.
  • Wie ebenfalls gezeigt ist, ist der radiale Spalt x als im wesentlichen konstant über die gesamte Länge des Abschnitts 62 mit kleineren Durchmesser innerhalb der Bohrung 24 der Kappe 16 definiert. Der radiale Spalt x bildet ein Volumen entlang der Ausdehnung, die sich der Abschnitt 62 mit kleinerem Durchmesser innerhalb der Kappe 16 erstreckt, das mit Kraftstoff versorgt ist, der nicht eingespritzt worden ist.
  • Dieser Kraftstoff wird als eingeschlossenes Kraftstoffvolumen bezeichnet, das nach dem Einspritzen in der Kappe 16 bleibt, und von dem man erkannt hat, daß es nach der Verbrennung in den Motorzylinder wandert, um die Anwesenheit von unverbrannten Kohlenwasserstoffen in den Fahrzeugemissionen zu erhöhen.
  • Folglich ist, wie oben im Abschnitt über den Hintergrund der Anmeldung weiter ausgeführt, ein besonderes Anliegen der vorliegenden Erfindung, dieses eingeschlossene Volumen zu reduzieren und folglich das Vorhandensein von unverbrannten Kohlenwasserstoffen in den Fahrzeugemissionen zu reduzieren. Es ist jedoch, wie es ebenfalls in dem Abschnitt über den Hintergrund dargelegt ist, unmöglich, das eingeschlossene Volumen zu reduzieren, indem einfach der Spalt zwischen dem Abschnitt 62 mit kleinerem Durchmesser und der Innenwand 66 der Kappe 16 geschlossen wird, weil, wie in Figur 2 dargestellt, die aus der Zuführöffnung 52 dosierte Kraftstoffmenge in der Lage sein muß, adequat zwischen dem Abschnitt 62 mit kleinerem Durchmesser und der Innenwand 66 der Kappe 16, was der Labyrinthströmungsbereich ist, zu passieren. Darüber hinaus muß die Größe des radialen Spalts x ausreichend sein, damit die Strömung durch den Labyrinthbereich ausreichend ist, damit eine gewünschte dosierte Kraftstoffmenge geliefert werden kann.
  • Des weiteren werden, weil die Einspritzvorrichtung über einen Zeitraum benützt wird, die Außenflächen des Abschnitts 62 mit kleinerem Durchmesser und der Innenwand 66 der Kappe 16 sowie alle Oberflächen des Kolbens und der Kappe mit kleinerem Durchmesser mit Kohlenstoff bedeckt, der aus dem Rückschlagen von heißen Gasen aus dem Zylinder der Brennkraf tmaschine in die Einspritzvorrichtung aufgebaut wird. Insbesondere bildet sich Ruß oder Kohle an den Oberflächen des Kolbens und der Kappe und zwar resultierend aus im wesentlichen Öl, Kraftstoff und der Temperatur in der Dosierkammer der Einspritzvorrichtung. Eine solches Verkohlen oder Verrußen tritt am ehesten bei Motorbetriebsbedingungen auf, bei denen wenig oder kein Kraftstoff in der Dosierkammer vorhanden ist. Ein Beispiel für eine derartige Bedingung ist als Motorantriebsbedingung bekannt, wobei der Motor von den Fahrzeugantriebsstrang angetrieben ist und wenig oder kein Kraftstoff der Dosierkammer zugeführt wird. Folglich tritt, wenn sich die Kolbenspitze von der Kappe löst, Kohlenstoff aus der Luft aus der Motorbrennkammer durch die Einspritzöffnungen der Einspritzvorrichtung in die Dosierkammer ein, und lagert sich dann an den Oberflächen des Kolbens und der Kappe ab. Dies wird erleichtert durch die Tatsache, daß irgendwelcher Kraftstoff, der in der Dosierkammer zurückgeblieben ist, die höheren Temperaturen ausgesetzt ist, die Tendenz aufweist, eine klebrige Substanz an den Oberflächen des Kolbens und der Kappe zu bilden, an welcher schwarze Kohlenstoff- Flocken anhaften. Es ist naheliegend, daß je größer das Ausmaß ist, daß sich Kohle an den Oberflächen des Kolbens und der Kappe aufbaut, desto größer die Auswirkung des Verkohlens an dem Labyrinthkraftstoffströmungsbereich ist, durch welchen der dosierte Kraftstoff hindurchgehen muß. Darüber hinaus ist die Menge von durch den Labyrinthströmungsbereich dosiertem Kraftstoff, die auf Druck- und Zeitprinzipien basiert, auf einen Punkt beschränkt, an dem eine angemessene Kraftstoffdosierung unmöglich wird, weil der Labyrinthströmungsbereich eingeschränkt wird. Diese Empfindlichkeit von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit offener Düse gegenüber Verkohlen bzw. Verrußen ist verantwortlich für einen großen Teil von Wartungsarbeiten, die an derartigen Einspritzvorrichtungen mit offener Düse erforderlich sind, wobei eine Wartung nach jeder Benutzungsperiode nötig ist, während der ein übermäßiges Verkohlen auftritt.
  • Daraus resultierend wird der radiale Spalt x durch das Verkohlen der Elemente der Einspritzvorrichtung reduziert und folglich wird das Dosieren von Kraftstoff durch den Labyrinthströmungsbereich durch das Verkohlen davon ebenfalls beeinträchtigt. Je kleiner der radiale Spalt ausgebildet wird, desto größer ist die Empfindlichkeit gegenüber und die Auswirkung von Verkohlen.
  • Folglich ist es ein besonderes Anliegen der vorliegenden Erfindung, das am Ende des Einspritzens eingeschlossene Kraftstoffvolumen zu reduzieren, während gleichzeitig eine ausreichende Strömung des dosierten Kraftstoffs durch den Labyrinthströmungsbereich mit einer reduzierten Empfindlichkeit möglich ist. Darüber hinaus sorgt die vorliegende Erfindung für eine ausreichende Kraftstoffströmung durch den Labyrinthströmungsbereich, sogar nachdem der Kolben und die Kappe vollständig verkohlt worden sind.
  • Es wird nun bezug genommen auf die Figuren 4 bis 8, wobei eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, die so ausgebildet ist, daß die oben genannten besonderen Ziele erreicht werden. Es ist eine Teilansicht im Querschnitt einer Einspritzvorrichtung 100 mit offener Düse gezeigt, die einen darin hin- und hergehenden unteren Kolben 128 aufweist und durch einen (nicht gezeigten) zugehörigen Einspritzvorrichtungsantriebsstrang angetrieben ist. Der untere Kolben 128 enthält einen Abschnitt 158 mit größeren Durchmesser, der gleitend innerhalb eines ersten Bereichs 122 einer axialen Bohrung 120 angeordnet ist, die durch den Zylinder 114 hindurchgeht. Der untere Kolben 128 enthält des weiteren einen Abschnitt 162 mit kleineren Durchmesser, der sich in einem zweiten Bereich 124 der axialen Bohrung 120 erstreckt, der in der Kappe 116 definiert ist. In dem Zylinder 114 ist ebenfalls ein Kraftstoffzuführkanal 146 gezeigt, der eine Zuführöffnung 152 enthält, um eine Kraftstoffströmung in dem unteren Ende des Bohrungsbereichs 122 und in die Dosierkammer des Bohrungsbereichs 124 zu ermöglichen.
  • Figur 4 zeigt die Stellung der Einspritzvorrichtung 100 im Dosierstadium, wobei der untere Kolben 128 in einer vollständig zurückgezogenen Stellung ist, die eine Kraftstoffströmung aus der Zuführöffnung 152 in die Dosierkammer ermöglicht. Die Richtung der Kraftstoffströmung ist durch die Pfeile in Figur 4 angezeigt. Der Abschnitt 162 mit kleineren Durchmesser und die Innenwand 166 sind abgesetzt, um die Strömung von Kraftstoff durch den Labyrinthströmungsbereich zwischen der Außenfläche des Abschnitts 162 mit kleineren Durchmesser des unteren Kolbens 128 und der Innenwand 166 der Kappe 116 zu erleichtern. Insbesondere enthält der Abschnitt 162 mit kleineren Durchmesser einen ersten Bereich 170 mit im wesentlichen konstanten Durchmesser und einen zweiten Bereich 172 mit konstantem Durchmesser, die durch einen ringförmigen Absatz 174 verbunden sind. Von dem unteren Ende des zweiten Bereichs 172 mit konstantem Durchmesser erstreckt sich die konische Kolbenspitze 129, die verwendet wird, um den dosierten Kraftstoff während des Einspritzens durch Einspritzöffnungen 125 zu zwingen. Darüber hinaus ist die Innenwand 166 in einen ersten Bereich 176 und einen zweiten Bereich 178 unterteilt, die durch einen ringförmigen Absatz 180 in einer ähnlichen Art und Weise bei konstantem Durchmesser verbunden sind wie die abgesetzten Bereiche 170 und 172 des unteren Kolbens 128. Darüber hinaus erlaubt die vorliegende Erfindung, den Durchmesser des ersten Bereichs 176 der Innenwand 166 der Kappe 116 geringfügig größer auszubilden als der erste Abschnitt 170 des unteren Kolbens 128, ohne das Dosieren ungünstig zu beeinflussen. Der zweite Abschnitt 178 der Innenwand 166 ist ebenfalls vorzugsweise etwas größer als der Durchmesser des zweiten Abschnitts 172 des unteren Kolbens 128 dimensioniert.
  • Es ist ein besonderes Anliegen der vorliegenden Erfindung, den abgesetzten Kolben und die Kappe so auszubilden, daß der zwischen dem Abschnitt 162 mit kleinerem Durchmesser des unteren Kolbens 128 und der Innenwand 166 der Kappe 116 gebildete radiale Spalt x minimiert werden kann, wenn der untere Kolben 128, wie in Figur 5 gezeigt, in einer vollständig vorgerückten Stellung ist. Insbesondere ist der radiale Spalt x so ausgebildet, daß er viel kleiner als der radiale Spalt ist, der bei den Einspritzvorrichtungen des Standes der Technik, wie in den Figuren 1 bis 3, erlaubt ist.
  • In Figur 5 sind der erste Bereich 170 und der zweite Bereich 172 des Abschnitts 162 mit kleinerem Durchmesser des unteren Kolbens 128 jeweils in dem ersten Bereich 176 und dem zweiten Bereich 178 der Innenwand 166 der Kappe 116 angeordnet. Der radiale Spalt x zwischen jeweils den ersten Bereichen 170 und 176 des Kolbens und der Kappe und den zweiten Bereich 172 und 178 des Kolbens und der Kappe sind gleich. Es ist nicht notwendig, daß sie gleich sind, aber es ist vorzuziehen, daß sie minimiert und gleich sind. Obwohl der radiale Spalt x viel kleiner ausgebildet ist als beim Stand der Technik, weist die in den Figuren 4 und 5 gezeigte Einspritzvorrichtung mit dem abgesetzten Kolben und der abgesetzten Kappe bezüglich der Empfindlichkeit beim Dosieren nicht die gleichen Mängel auf, wie sie beim Stand der Technik bemerkt und oben diskutiert sind. Das ist deswegen, weil die axialen Längen der abgesetzten Bereiche so ausgelegt sind, daß sich der untere Kolben 128, wenn der untere Kolben 128 nach oben in seine vollständig zurückgezogene Position bewegt wird, um eine axiale Distanz bewegt, die zumindest etwas größer ist, als die Länge des untersten abgesetzten Bereichs des Kolbens, der durch den Bereich 172 gezeigt ist, und des Bereichs 178 der Innenwand 166 in Figur 4. Daraus ergibt sich, daß der unterste Bereich 172 des Kolbens innerhalb des nächsthöheren Innenwandbereichs 176 liegt, der einen Durchmesser aufweist, der ausreichend größer ist als der unterste Innenwandbereich 178, der durch den Absatz 180 begrenzt ist. Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, erlaubt eine solche Verschiebung das Dosieren einer Kraftstoffströmung ohne reduzierte Empfindlichkeit oder Berücksichtigung des besonders minimierten radialen Spaltes zwischen dem Kolben und der Kappe, wenn sie sich wie in Figur 5 gezeigt in Anlage befinden.
  • Darüber hinaus ist herausgefunden worden, daß die Ausdehnung des Verkohlens oder Verrußens, wenn die Außenfläche des Abschnitts 162 mit kleinerem Durchmesser und die Innenwand 166 der Kappe 116 während der Benutzung der Einspritzvorrichtung vollständig verkohlt werden, durch den radialen Spalt x nach oben begrenzt ist, womit das gesamte Verkohlungspotential minimiert wird. Des weiteren ist ein Bereich minimaler Strömung durch den Labyrinthströmungsbereich garantiert. Folglich sind die ringförmigen Absätze, wie bei 174 und 180, sogar wenn die Oberflächen des Abschnitts 162 mit kleinerem Durchmesser und der Innenwand 166 vollständig verkohlt werden, groß genug, um eine angemessene Kraftstoffdosierung durch den Labyrinthströmungsbereich zu erlauben, wenn der untere Kolben 128 vollständig zurückgezogen ist. Das ist deswegen, weil die ringförmigen Absätze 174 und 180 des Kolbens und der Kappe jeweils eine radiale Stufendifferenz definieren, die ausreicht, um eine angemessene Strömung, sogar bei vollständiger Verkohlung, zu garantieren. In Anbetracht dessen ist es ferner nützlich, tatsächlich die Verkohlungsbildung zu fördern, weil die Einspritzvorrichtung mit offener Düse, sobald die Kappe und der Kolben vollständig verkohlt sind, sehr beständig mit einem garantierten Labyrinthströmungsbereich arbeiten wird.
  • Es wird nun Bezug genommen auf Figur 6, wobei eine Ansicht ähnlich der Figuren 4 und 5 gezeigt ist, abgesehen davon, daß der untere Kolben 128 in einer Zwischenstellung zwischen denjenigen, die in den Figuren 4 und 5 gezeigt sind, ist. Diese Zwischenstellung entspricht entweder einer Stellung unmittelbar nach derjenigen in Figur 5, in welcher der untere Kolben 128 im Begriff ist, von der Kappe 116 zurückgezogen zu werden, was kurz vor dem Start des Dosierens erfolgt, oder der Stellung unmittelbar nachdem das Dosieren abgeschlossen worden ist und das Einspritzen von Kraftstoff in die Dosierkammer erfolgt. In beiden Fällen ist ersichtlich, wie der ringförmige Absatz 174 an dem unteren Kolben 128 zwischen den Kolbenbereichen 170 und 172 von dem ringförmigen Absatz 180 zwischen den Oberflächen 176 und 178 der Innenwand der Kappe 116 versetzt ist. Darüber hinaus ist der Oberflächenbereich 170 des Kolbens noch in einer Position, die teilweise benachbart zu dem oberen Innenwandbereich 176 ist, und der unterste Kolbenabschnitt 172 ist noch teilweise benachbart zu dem Innenwandbereich 178.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform der Ausbildung des abgesetzten Kolbens und der abgesetzten Kappe der vorliegenden Erfindung ist der radiale Spalt oder das Spiel zwischen den Bereichen mit kleinerem Durchmesser des Kolbens und der Innenwand der Kappe vorzugsweise in dem Bereich zwischen 0,0025 und 0,01 cm (0,001 und 0,004 Zoll) enthalten, und das Dosierspiel liegt zwischen 0,015 und 0,02 cm (0,006 und 0,008 Zoll). Es ist jedoch verständlich, daß das Spiel je nach spezifischer Situation oder Anwendung eingestellt werden kann, und zwar in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen und ähnlichem.
  • Wie in den Figuren 7 und 8 zu sehen ist, sind die Kolbenbereiche 170 und 172 mit kleinerem Durchmesser und die Oberflächen 176 und 178 der Kappeninnenwand mit einer Verkohlungs- oder Rußschicht darauf dargestellt, und zwar an dem Punkt, an dem die Oberflächen als vollständig verrußt bzw. verkohlt anzusehen sind. Insbesondere der oberste Bereich 170 mit kleinerem Durchmesser ist mit einer Kohleschicht C&sub1; (im Querschnitt) gezeigt, wobei der unterste Kolbenabschnitt 172 mit kleinerem Durchmesser durch eine Kohleschicht C&sub3; bedeckt gezeigt ist, wobei der oberste Innenwandbereich der Kappe mit einer Kohleschicht C&sub2; bedeckt ist, und der unterste Innenwandbereich 178 der Kappe mit einer Kohleschicht C&sub4; bedeckt ist. Die Gesamtdicke dieser Kohleschichten ist vorteilhaft durch die Größe des radialen Spaltes x begrenzt. Wenn sich der untere Kolben 128 axial relativ zu der Kappe 116 bewegt, gleiten die Kohleschichten C&sub1; und C&sub2; und C&sub3; und C&sub4; relativ zueinander, wobei sie dazwischen in dieser Zwischenstellung nur einen minimalen Strömungsweg durch den Labyrinthströmungsbereich lassen. Die Dicken der in den Figuren 7 und 8 dargestellten Schichten sind zur Veranschaulichung übertrieben, schildern aber genau die Auswirkung des Verkohlens auf den Labyrinthströmungsbereich und die Empfindlichkeit des Dosierens gegenüber den Einflüssen des Verkohlens.
  • Während der untere Kolben 128, wie unter Bezugnahme auf Figur 6 beschrieben ist, im Begriff ist, zum Kraftstoffdosieren zurückgezogen zu werden, liegen die Bereiche 170 und 172 des Kolbens mit kleinerem Durchmesser jeweils teilweise benachbart zu den Innenflächenbereichen 176 und 178 der Kappe, wobei sich die Kohleschichten C&sub1;, C&sub2; und C&sub3;, C&sub4; miteinander in Kontakt befinden. Dann, wenn der untere Kolben 128 vollständig zurückgezogen ist, und das Dosieren beginnt, ist der unterste Abschnitt 172 des Kolbens mit kleinerem Durchmesser ebenfalls in eine Position oberhalb des ringförmigen Absatzes 180 der Innenwand der Kappe bewegt worden, und hat eine Position eingenommen, die zu dem nächst oberen Innenwandbereich 176 der Kappe benachbart, aber davon beabstandet ist. Darüber hinaus hat die Kohleschicht C&sub3; eine Position eingenommen, die zu der Kohleschicht C&sub2; benachbart ist, die um ein Maß, das durch den ringförmigen Absatz 180 definiert ist, radial von der Kohleschicht C&sub3; versetzt ist. Dieses Maß des Absatzunterschiedes, das durch den ringförmigen Absatz 180 verkörpert wird, gewährleistet den angemessen Strömungsbereich oder - querschnitt durch den Labyrinthströmungsbereich oder - querschnitt sogar nachdem die Oberflächen des Kolbens und der Kappe vollständig verkohlt sind. Folglich ist ein angemessener minimaler Strömungsbereich durch den Labyrinthströmungsbereich garantiert.
  • Des weiteren ist herausgefunden worden, daß das Design mit dem abgesetzten Kolben und der abgesetzten Kappe den Effekt des Verkohlens an dem Abschnitt 158 des unteren Kolbens 128 mit größerem Durchmesser durch Reduzieren der Rückströmung von heißen Verbrennungsgasen, die durch die Einspritzöffnungen 125 aus dem Motorzylinder zurückschlagen, vermindert, indem Barrieren entlang des Strömungsweges geschaffen werden. Diese Barrieren werden durch die Absätze entlang des radialen Spaltes x und durch das Verkleinern des Spaltes x selbst gebildet. Das Resultat ist, daß weniger der Verbrennungsgase aufwärts wandern können, um den Abschnitt 158 mit größerem Durchmesser und andere Elemente der Einspritzvorrichtung mit offener Düse zu beeinträchtigen.
  • Es wird nun bezug genommen auf das in Figur gezeigte Balkendiagramm, wobei eine Standard-Druck-Zeit (PT) Einspritzvorrichtung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung mit abgesetzter Kappe und abgesetztem Kolben (SPC) verglichen wird. Das Diagramm zeigt insbesondere die durchschnittlichen Strömungsverluste der Einspritzvorrichtung durch den Labyrinthdichtungsbereich, wenn die Einspritzvorrichtung Verkohlung ausgesetzt ist. Die Standard-PT- Einspritzvorrichtung erfährt durch das zyklische Verkohlen des Kolbens und der Kappe der Einspritzvorrichtung so hohe Strömungsverluste wie 11 %, während die Ausführung mit abgesetztem Kolben und abgesetzter Kappe, die an drei unterschiedlichen radialen Spalten getestet worden ist, ein Maximum von weniger als 3 % Strömungsverluste aufweist, die durch zyklisches Verkohlen bewirkt wurden. Das Resultat stützt deutlich die oben genannte Behauptung, daß der Effekt des Verkohlens an dem abgesetzten Kolben durch die Ausführung mit abgesetztem Kolben und abgesetzter Kappe deutlich reduziert wird, und sogar wenn der Kolben und die Kappe vollständig verkohlt werden, nur eine minimale Auswirkung auf die Strömung vorhanden ist. Das ist wegen der Tatsache, daß der Kolben um eine Distanz axial bewegt wird, die gerade größer ist als die axiale Länge der untersten abgesetzten Bereiche in der vollständig zurückgezogenen Stellung.
  • Das in Figur 10 dargestellte Diagrarnm vergleicht die prozentualen durchschnittlichen Strömungsverluste für eine Standard-PT-Einspritzvorrichtung, die eine Kolben- und Kappenausführung wie in den Figuren 1 bis 3 aufweist, mit einer Einspritzvorrichtung, die eine abgesetzte Kolben- und Kappenausführung, wie sie in den Figuren 4 bis 8 dargestellt ist, aufweist und in der die vorliegende Erfindung verkörpert ist. Die prozentualen durchschnittlichen Strömungsverluste werden über eine Testdauer für einen Verkohlungszyklustest bestimmt, der als 15 s/15 s Verkohlungszyklus bezeichnet ist. Dieser Test wurde durchgeführt, indem ein mit solchen Einspritzvorrichtungen ausgestattete Motor in aufeinanderfolgenden Perioden 15 s Motorantrieb, dann 15 s Leistungsmodus bei ungefähr 60 PS ausgesetzt wurde. Dieser aufeinanderfolgende Zyklus wurde für die Zeitperioden durchgeführt, die entlang der unteren horizontalen Achse des Diagramms in Stunden angegeben sind. Diese Tests wurden sowohl an den Standard PT-Einspritzvorrichtungen als auch an den Einspritzvorrichtungen mit abgesetztem Kolben und abgesetzter Kappe durchgeführt, in denen die vorliegende Erfindung verkörpert ist, wobei die obere Kurve in Figur 10 das Ergebnis für die Standard-PT-Einspritzvorrichtung zeigt und die untere Kurve das Resultat für die Ausführung mit abgesetztem Kolben und abgesetzter Kappe zeigt. Darüber hinaus wurde das Ausmaß des Verkohlens für die Standard-PT-Einspritzvorrichtung mit bekannten aktuellen Werten verglichen, die auf einer Fahrzeit basieren, und verwendet, um eine geschätzte Fahrstrecke der Verwendung der Einspritzvorrichtung zu bestimmen, wie sie auf der oberen horizontalen Achse des Diagrarnms angegeben ist.
  • Wie klar ersichtlich ist, zeigten die Tests für die Standard-PT-Einspritzvorrichtungen prozentuale durchschnittliche Strömungsverluste, die zwei- bis dreimal so groß waren, wie die Strömungsverluste, die mit der Ausführung der vorliegenden Erfindung mit abgesetztem Kolben und abgesetzter Kappe verbunden waren. Typischerweise hat die Ausführung mit abgesetztem Kolben und abgesetzter Kappe prozentuale durchschnittliche Strömungsverluste ergeben, die nicht größer als 8 bis 9 % waren. Im Gegensatz dazu hat die nichtabgesetzte Standard-PT-Einspritzvorrichtung Strömungsverluste erreicht, die so hoch wie 20 bis 30 % waren. Zusätzlich ist beobachtet worden, daß die Veränderlichkeit der Strömungsverluste von Zylinder zu Zylinder bei der Einspritzvorrichtung mit abgesetztem Kolben und abgesetzter Kappe viel geringer waren, als die Veränderlichkeit, die typischerweise an Standard-PT- Einspritzvorrichtungen zu bemerken ist. Das ist deswegen, weil die Ausführung mit abgesetztem Kolben und abgesetzter Kappe die obere Grenze für eine vollständig verkohlte Einspritzvorrichtung festlegt, die eine angemessene Kraftstoffdosierung bei minimalen Strömungsverlusten garantiert.
  • In den Figuren 13 und 14 ist eine zweite Ausführungsform einer Einspritzvorrichtung 300 mit offener Düse dargestellt, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Die Einspritzvorrichtung 300 umfaßt einen unteren Kolben 328 mit einem Abschnitt 358 mit größerem Durchmesser, der sich im Gleiteingriff mit einem ersten Bohrungsbereich 322 befindet, und einem Abschnitt 362 mit kleinerem Durchmesser, der sich in einem zweiten Bohrungsbereich 324 erstreckt, der in der Kappe 316 vorgesehen ist. Wie in den Figuren 11 und 12 zu sehen ist, hat der Abschnitt 362 mit kleinerem Durchmesser einen konstanten Durchmesser über seine gesamte Länge. Die Innenwand 366 der Kappe 316 ist jedoch mit abgesetzten Bereichen 376 und 378 mit einem Absatz 380 dazwischen versehen. Dieser abgesetzten Bereiche 376 und 378 sind ähnlich ausgebildet wie die ersten und zweiten abgesetzten Bereiche 176 und 178 der in den Figuren 4 bis 8 gezeigten Ausführungsform.
  • Wie in Figur 12 gezeigt ist, beinhaltet diese Ausführungsform nicht die ganze Wirkung der Ausführung mit abgesetztem Kolben und abgesetzter Kappe der Figuren 4 und 5, und zwar ist nur der unterste Absatz, der durch den Bereich 378 der Innenwand 366 geschaffen ist, ausgebildet, um den radialen Spalt x daran zu minimieren, während ein zweiter radialer Spalt y zwischen dem Abschnitt 362 mit kleinerem Durchmesser und dem ersten Bereich 376 der Innenwand 366 der Kappe 316 definiert ist. Der radiale Spalt y ist größer als der radiale Spalt x. Weil der radiale Spalt x minimiert ist, ist jedoch noch eine wesentliche Reduzierung des eingeschlossenen Volumens gegeben, während eine Einspritzvorrichtung mit reduzierter Empfindlichkeit gegenüber Dosieren und Verkohlen geschaffen wird. Insbesondere ist die obere Grenze des Verkohlens zwischen dem Kolbenbereich 362 und dem Innenwandbereich 378 der Kappe festgelegt.
  • Solch eine Ausbildung erlaubt ebenfalls vorteilhaft, eine Einspritzvorrichtung herzustellen, bei der nur die Kappe 216 modifiziert ist. Diese Ausführung ermöglicht das Herstellen einer verbesserten Einspritzvorrichtung mit offener Düse bei deutlich reduzierten Kosten, weil für den unteren Kolben 328 kein zusätzliches Bearbeiten erforderlich ist, was aber praktisch zumindest einen wesentlichen Teil des eingeschlossenen Volumens reduziert. Darüber hinaus ermöglicht dieser Ausführungsform das Nachrüsten einer bereits existierenden Einspritzvorrichtung mit offener Düse mit einer abgesetzten Kappe mit einer nichtabgesetzten Kolbeneinrichtung der nachgerüsteten Einspritzvorrichtung.
  • Die Funktionsprinzipien der Ausbildung der Figuren 11 und 12 mit abgesetzter Kappe und nicht abgesetzten Kolben sind ähnlich wie diejenigen, die oben bei der Ausführung mit abgesetzter Kappe und abgesetzten Kolben beschrieben sind, wobei der Hub des unteren Kolbens 328 so ist, daß die unterste Kante des Abschnitts 362 mit kleinerem Durchmesser erhöht ist, um beim Dosieren gerade in dem ersten Abschnitt 376 mit größerem Durchmesser der Innenwand 366 der Kappe 316 zu sein. Es ist somit eine Kompromißausführung gezeigt, die, obwohl etwas abgeschwächt, alle Vorteile der Ausführung mit abgesetztem Kolben und abgesetzter Kappe enthält, während sie reduzierte Herstellkosten sowie ein Nachrüsten bereits existierender Einspritzvorrichtungen zuläßt. Darüber hinaus wird die Empfindlichkeit gegenüber dem Verkohlen hinsichtlich der Kraftstoffdosierung durch die einschränkende Wirkung des abgesetzten radialen Spaltes reduziert, und zwar in ähnlicher Weise, wie bei der oben beschriebenen Ausführung mit abgesetztem Kolben und abgesetzter Kappe.
  • Eine weitere Modifikation, die auf beliebige der oben beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden kann, aber insbesondere als Modifikation der Ausführungsform der Figuren 11 und 12 gezeigt ist, ist in den Figuren 13 und 14 dargestellt. Eine solche weitere Modifikation wird durch ein Einsatzstück 400 geschaffen, das separat hergestellt und in einer vergrößerten Bohrung 402 der Kappe 404 vorgesehen wird. Die Innenbohrung 406 des Einsatzstückes 400 ist insbesondere mit einer abgesetzten Ausbildung gezeigt, aber es ist verständlich, daß das Einsatzstück gleichermaßen verwendet werden kann, um, wie oben beschrieben, eine konisch zulaufende Ausführung zu schaffen. Darüber hinaus kann das Einsatzstück mit oder ohne abgesetzte Kolbenausbildung, wie sie oben beschrieben ist, verwendet werden. Darüber hinaus kann das Einsatzstück zum Nachrüsten von nicht abgesetzten oder nicht konisch zulaufenden Einspritzvorrichtungskappen des Standes der Technik verwendet werden, die dann nur zum Nachrüsten und zur Verwendung in einer Einspritzvorrichtung mit offener Düse ausgebohrt werden müssen, um aus den oben beschriebenen Vorteilen Nutzen zu ziehen.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Es ist zu verstehen, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen davon auf alle Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Typs offene Düse angewendet werden können, egal ob die Einspritzvorrichtungen in großen schweren Maschinen oder in kleineren Maschinen eingesetzt werden, die in industriellen Fahrzeugen, industrieller Ausstattung und Atomobilen verwendet werden. Z.B. können die bekannten Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, wie sie in der US-A-4 721 247 offenbart sind, gemäß dieser Erfindung modifiziert werden. Diese Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtungen haben eine besondere Verwendbarkeit für kleinere Brennkraftmaschinen mit niedriger Kompression, die zum Antrieb von Automobilen ausgelegt sind.

Claims (7)

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung (100, 300) mit einem Einspritzvorrichtungsgehäuse (114 und 116, 314 und 316) mit einer axialen Bohrung und einer Einspritzöffnung (125, 135) an einem unteren Ende dieses Einspritzvorrichtungsgehäuses (114 und 116, 314 und 316), wobei die axiale Bohrung von einem ersten Abschnitt (120, 320) und einem zweiten Abschnitt (166, 366) gebildet wird, der an dem unteren Ende des Einspritzvorrichtungsgehäuses (114 und 116, 314 und 316) angeordnet ist; einer Kraftstoffdosiereinrichtung (124 und 152, 324 und 352) zum Dosieren einer variablen Kraftstoffmenge durch die axiale Bohrung, die durch die Einspritzöffnung (125, 325) periodisch einzuspritzen ist, wobei die Menge des dosierten Kraftstoffs von dem Druck des der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (100, 300) zugeführten Kraftstoffes abhängig ist; einer Kolbeneinrichtung (128, 328) die in der axialen Bohrung für eine Hin- und Herbewegung in der axialen Bohrung zwischen einer zurückgezogenen Stellung und einer vorgerückten Stellung angeordnet ist, wobei die Kolbeneinrichtung (128, 328) einen Abschnitt (158, 358) mit großem Durchmesser zum Gleiteingriff mit dem ersten Abschnitt (120, 320) der axialen Bohrung und einen Abschnitt (162, 362) mit kleinem Durchmesser aufweist, der sich mindestens teilweise in dem zweiten Abschnitt (166, 366) der axialen Bohrung über den ganzen Bewegungsbereich der Kolbeneinrichtung (128, 328) zwischen der zurückgezogenen und der vorgerückten Stellung erstreckt, wobei ein radialer Spalt (x) zwischen dem Abschnitt (162, 362) mit kleinem Durchmesser und dem zweiten Abschnitt (166, 366) der axialen Bohrung vorgesehen ist, um somit ein Volumen zu begrenzen, über dessen Ausmaß sich der Abschnitt (162, 362) mit kleinem Durchmesser in dem zweiten Abschnitt (166, 366) der axialen Bohrung erstreckt; wobei der zweite Abschnitt (166, 366) der axialen Bohrung mindestens zwei Abschnitte (176 und 178, 376 und 378) mit im wesentlichen konstantem Durchmesser und einem ringförmigen Absatz (180, 380) zwischen ihnen aufweist, und die Hin- und Herbewegung der Kolbeneinrichtung (128, 328) zwischen der zurückgezogenen und der vorgerückten Stellung bei einem axialen Hub stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Hub größer als die axiale Länge des untersten (178, 378) der im wesentlichen konstante Durchmesser aufweisenden Abschnitte (176 und 178, 376 und 378) des zweiten Abschnitts (166, 366) ist, wodurch der radiale Spalt (x) so abgewandelt wird, daß wenn die Kolbeneinrichtung (128, 328) in der vorgerückten Stellung ist, der radiale Spalt (x) zwischen einer untersten Kante des Abschnitts (162, 362) mit kleinem Durchmesser und dem zweiten Abschnitt (166, 366) der axialen Bohrung kleiner als der radiale Spalt (x) zwischen der untersten Kante des Abschnitts (162, 362) mit kleinem Durchmesser und dem zweiten Abschnitt (166, 366) der axialen Bohrung ist, wenn die Kolbeneinrichtung (128, 328) in der zurückgezogenen Stellung ist.
2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Einrichtung zum Abwandeln des radialen Spalts (x) ferner eine Einrichtung zum Ändern des Durchmessers des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts (162, 362) der Kolbeneinrichtung (128, 328) aufweist.
3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Einrichtung zum Ändern des Durchmessers des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts (162, 362) der Kolbeneinrichtung (128, 328) eine äußere Oberfläche des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts (162, 362) bildet, wobei ein kleinerer Durchmesser an der untersten Kante als an einer obersten Kante ist, die neben dem einen großen Durchmesser aufweisenden Abschnitt (158, 358) der Kolbeneinrichtung (128, 328) ist.
4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die äußere Oberfläche des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts (162, 362) der Kolbeneinrichtung (128, 328) mindestens zwei Abschnitte (176 und 178) mit im wesentlichen konstantem Durchmesser und einen ringförmigen Absatz (180) zwischen ihnen aufweist, welche die gleiche Anzahl wie die im wesentlichen konstante Durchmesser aufweisenden Abschnitte (176 und 178) an dem zweiten Abschnitt (166, 366) der axialen Bohrung haben.
5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die radialen Spalte (x) zwischen jedem der im wesentlichen konstante Durchmesser aufweisenden Abschnitte (176 und 178) des zweiten Abschnitts (166, 366) der axialen Bohrung und der äußeren Oberfläche des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts (162, 362) im wesentlichen gleich sind, wenn die Kolbeneinrichtung (128, 328) in der vorgerückten Stellung ist.
6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Einsatzstück (400), das in einen vergrößerten Abschnitt (402) der axialen Bohrung eingepaßt ist, wobei in dem Einsatzstück (400) der zweite Abschnitt (406) der axialen Bohrung und die Innenwand gebildet sind, und die Innenwand aus einem verkohlungsbeständigen Material hergestellt ist.
7. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Innenwand durch Superfinieren verkohlungsbeständig gemacht ist.
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