EP0171031A2 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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EP0171031A2
EP0171031A2 EP85109666A EP85109666A EP0171031A2 EP 0171031 A2 EP0171031 A2 EP 0171031A2 EP 85109666 A EP85109666 A EP 85109666A EP 85109666 A EP85109666 A EP 85109666A EP 0171031 A2 EP0171031 A2 EP 0171031A2
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EP
European Patent Office
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fuel
control member
spray hole
injection device
shut
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EP0171031B1 (de
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Wolfgang Dr. Scheibe
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Original Assignee
LOrange GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/08—Injectors peculiar thereto
    • F02M45/086—Having more than one injection-valve controlling discharge orifices

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine according to the features of the preamble of claim 1.
  • the effective nozzle cross section should be small in part-load operation, so that the fuel pressure that is set is sufficiently high to ensure good atomization and optimal combustion of the fuel. In contrast, in full-load operation the effective injection cross section should be sufficiently large.
  • an injection device of this type in which the fuel flow to a spray hole in the nozzle body can be controlled by a valve needle.
  • a control member with a control edge is slidably mounted in a bore of this valve needle, which releases part of the cross section of the spray hole at part load of the machine and opens the entire cross section of this spray hole at full load.
  • the fuel is always injected through the same spray hole, which is advantageous in some applications.
  • a disadvantage of this embodiment is that the jet shape in this embodiment does not depend solely on the shape and dimensions of the spray hole.
  • the fuel under high pressure is deflected by the control edge on the control member in part-load operation, so that turbulence is to be feared, which leads to a lower fuel speed when it emerges from the spray hole. This leads to a deterioration in the beam formation and thus to an unfavorable combustion process.
  • two spray holes are machined into the nozzle body, the fuel flow to both spray holes being controllable by a valve needle.
  • a locking member is axially adjustable, which shuts off one of the two spray holes in the rest position.
  • the fuel is injected into the combustion chamber through both spray holes in full-load operation, while a spray hole is shut off in part-load operation and the fuel is injected only through the other spray hole.
  • the spray shape depends solely on the shape and dimensions of the spray holes.
  • This embodiment has thus that the high fuel pressure prevailing at the inlet opening of the injection port, g along the injection port to the outlet port in a high fuel e-speed converts the advantage, which is important for optimum combustion.
  • it is disadvantageous, however, that the number of injection jets and their position are different in part-load operation or full-load operation.
  • a disadvantage of all these known designs is that the changeover from part-load operation to full-load operation depends at least indirectly on the pressure of the fuel delivered. This creates difficulties in determining the switching point at which the nozzle cross section is to be enlarged. This is particularly disadvantageous in internal combustion engines with multiple injection nozzles because they are inevitable. Tolerances a uniform and simultaneous switching from the smaller to the larger nozzle cross-section cannot be guaranteed for all injection nozzles. It is also disadvantageous that, for example, in the version according to CH-PS 622 588, the control element is adjusted with each injection process and is therefore exposed to high loads and increased wear.
  • the present invention is therefore based on the object of improving a fuel injection device of the type mentioned at the outset in such a way that optimal combustion of the fuel is achieved even with a multi-cylinder engine without increased structural complexity.
  • the invention is based on the idea that the principle according to DE-OS 26 56 276 can be realized even with an injection nozzle with only a single fuel inflow channel if, in the working position of the control element, the fuel is directly in the spray hole, in the rest position of the control element but only supplies the spray hole via the nozzle opening with the reduced cross-section, which is aligned coaxially thereto.
  • the invention is based on the knowledge that a uniform switching behavior of the blocking elements of a plurality of injection nozzles can be achieved if the actuating process of these blocking elements is triggered by an active control element, regardless of the position of the valve needle and regardless of the pressure of the fuel delivered.
  • this control element can be changed into the respective position before the start of an injection process, so that the larger nozzle cross-section is already effective at full load operation at the start of the injection process. It is also advantageous that in the embodiment according to the invention the position of this control element remains unchanged over several injection processes, while in the known designs with a pressure-dependent control this control element is adjusted with each injection process.
  • the shut-off element could be designed as an additional component, but a solution is preferred in which this shut-off element is combined with the control element to form a structural unit. Solutions are certainly also conceivable in which the nozzle openings with the smaller cross-section, which are aligned coaxially to the spray holes, are fixed immovably in the nozzle body, but a solution is also preferred in the interest of low expenditure, in which these nozzle openings are integrated in and with the control member be moved, as is expressed in the subclaims in detail.
  • FIG. 1 and 2 show a schematic representation of a section through a nozzle body, the control element in FIG. 1 assuming its rest position, but in FIG. 2 its working position.
  • a valve needle 14 is axially displaceably mounted in the nozzle body 11.
  • This valve needle 14 has, in a known manner, a pressure shoulder 15 in the area of the fuel collection chamber 13 and on the end face a valve cone 16 which cooperates with a valve seat 17 in the nozzle body 11.
  • the nozzle body 11 has a plurality of spray holes 18 and 19 which are arranged offset in the circumferential direction.
  • the valve needle 14 is raised in a known manner by the pressure of the fuel in the inlet bore 12, so that the fuel can flow past the valve seat to the spray holes 18 and 19 and from there into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the structure and function of the injection nozzle 10 corresponds to known designs.
  • a control member 21 is mounted axially displaceably in a bore 20 of the valve needle 1.4. In the section protruding from this bore 20, this control member 21 has an opening 22 transverse to the direction of adjustment. A central blind hole 23 emerges from this opening, into which two nozzle openings 24 and 25 open. As the drawings show, these nozzle openings have a smaller cross section than the spray holes 18 and 19. In the rest position of the control element according to FIG. 1, these nozzle openings 24 and 25 are aligned coaxially with the spray holes 18 and 19.
  • a peripheral flange 26 is integrally formed on the control member, which cooperates with a corresponding sealing surface 27 on the nozzle body 11.
  • This flange 26 and the sealing surface 27 together form a shut-off element which, when the valve needle 14 is open, shuts off a direct flow of fuel from the annular space 28 below the valve needle into the annular space 29 and thus to the spray holes 18 and 19.
  • the flange 26 acts as a closing body of this shut-off element. Since this circumferential flange 26 is arranged in a region between the opening 22 and the nozzle openings 24, 25, it can be said that a fuel channel is formed over the opening 22 and the blind hole 23, which bypasses the shut-off element.
  • These parts are arranged in one piece directly on the control member 21, so that no increased space is required and construction and assembly are very simple.
  • an actuating element 30 is indicated in the form of an electromagnet, by means of which this control member 21 can be switched between the rest position and the working position.
  • This control element 30 is controlled by a circuit 31, the inputs 32 of which are supplied with signals which depend on operating parameters of the internal combustion engine, for example the speed.
  • control elements 30 ' which belong to other injection nozzles, are also controlled by this circuit 31. In this way it can be ensured that in a multi-cylinder engine all control elements of the individual injection nozzles are changed over at the same time and in each case assume the same switching position.
  • a pump delivers fuel into the fuel inflow channel 12.
  • the valve needle 14 moves against the force of a valve closing spring, not shown, so that the fuel on the valve seat 17 past in the ring space 28 and in the rest position of the control member 21 via the opening 22, the blind hole 23, the nozzle openings 24, 25, the annular space 29 to the spray holes 18, 19 and can flow from there into the combustion chamber.
  • the effective injection cross section is small, because in the rest position of the control member 21, the direct fuel flow to the spray holes 18, 19 is shut off and the fuel can only escape through the nozzle openings 24, 25. It is important that the jet formation in this partial load operation depends practically exclusively on the shape and diameter of these nozzle openings 24 and 25, which are precisely calibrated with regard to the flow value.
  • the spray holes in front have no or at most a negligible influence on the jet formation.
  • a fuel injection device is thus created in which the effective injection cross section can be changed in a simple manner by a control element.
  • the injection nozzle is structurally very simple, to which essentially also the measures contribute that functionally important parts are combined with the locking member to form a structural unit.

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Abstract

Bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird durch ein verstellbares Sperrglied der wirksame Einspritzquerschnitt verändert, wobei dieses Sperrglied von einem Stellelement in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine betätigbar ist und in der Arbeitslage den Kraftstoff unmittelbar einem Spritzloch mit grossem Querschnitt, in der Ruhelage aber dem Spritzloch nur über eine koaxial zum Spritzloch ausgerichtete Düsenöffnung mit kleinerem Querschnitt zuführt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbeqriffs des Anspruchs 1.
  • Bei einer solchen Kraftstoffeinspritzvorrichtung soll im Teillastbetrieb der wirksame Düsenquerschnitt klein sein, damit der sich einstellende Kraftstoffdruck ausreichend groß ist, um eine gute Zerstäubung und eine optimale Verbrennung des Kraftstoffes zu gewährleisten. Im Vollastbetrieb soll dagegen der wirksame Einspritzquerschnitt genügend groß sein.
  • In der CH-PS 622 588 ist eine Einspritzvorrichtung dieser Art beschrieben, bei der der Kraftstoffzufluß zu einem Spritzloch im Düsenkörper durch eine Ventilnadel steuerbar ist. In einer Bohrung dieser Ventilnadel ist ein Steuerglied mit einer Steuerkante verschiebbar gelagert, die bei Teillast der Maschine einen Teil des Querschnitts des Spritzloches freigibt und bei Vollast den ganzen Querschnitt dieses Spritzloches öffnet. Bei dieser Einspritzvorrichtung wird also der Kraftstoff immer durch das gleiche Spritzloch eingespritzt, was bei manchen Anwendungsfällen vorteilhaft ist. Nachteilig bei dieser Ausführung ist jedoch, daß die Strahlform bei dieser Ausführung nicht allein von der Form und den Abmessungen des Spritzloches abhängt. Vielmehr wird bei dieser Ausführung im Teillastbetrieb der unter hohem Druck stehende Kraftstoff durch die Steuerkante am Steuerglied abgelenkt, so daß eine Verwirbelung zu befürchten ist, was zu einer niedrigeren Kraftstoffgeschwindigkeit beim Austritt aus dem Spritzloch führt. Dies führt zu einer Verschlechterung der Strahlausbildung und damit zu einem unqünstigen Verbrennungsvorgang.
  • Dieser Nachteil ist bei einer Ausführung nach der GB-PS 1 593 112 behoben. Bei dieser Ausführung sind in den Düsenkörper zwei Spritzlöcher einqearbeitet, wobei der Kraftstoffzufluß zu beiden Spritzlöchern durch eine Ventilnadel steuerbar ist. In einer Bohrung dieser Ventilnadel ist ein Sperrglied axial verstellbar geführt, das in der Ruhelage eines der beiden Spritzlöcher absperrt. Bei dieser Ausführung wird also im Vollastbetrieb durch beide Spritzlöcher der Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt, im Teillastbetrieb ist dagegen ein Spritztoch abgesperrt und der Kraftstoff wird nur durch das andere Spritzloch eingespritzt. Bei dieser Ausführung hängt die Strahlform ausschließlich von der Form und Dimensionierung der Spritzlöcher ab. Diese Ausführung hat damit den Vorteil daß sich der hohe Kraftstoffdruck, der an der Eintrittsöffnung des Spritzloches herrscht, längs des Spritzloches bis zur Austrittsöffnung in eine hohe Kraftstoffge-schwindigkeit umsetzt, was für eine optimale Verbrennung wichtig ist. Für manche Anwendungsfälle nachteilig ist- aber, daß im Teillastbetrieb bzw. Vollastbetrieb die Anzahl der Einspritzstrahlen und deren Lage unterschiedlich sind. Außerdem besteht bei dieser Ausführung die Gefahr des Verkokens des von dem Steuerglied gesteuerten Spritzloches, wenn dieses für längere Zeit abgesperrt ist.
  • Aus der DE-OS 26 56 276 ist schließlich eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung bekannt, bei der dieser letztgenannte Nachteil vermieden ist, weil im Teillastbetrieb der Kraftstoff durch Düsenöffnungen- geleitet wird, die die notwendige Querschnittsverminderung bewirken, wobei diese Düsenöffnungen koaxial zu den Spritzlöchern im Düsenkörper ausgerichtet sind. Bei dieser Ausführung tritt also der Kraftstoff sowohl im Teillastbetrieb als auch im Vollastbetrieb immer durch die gleichen Spritzlöcher aus. Die Gefahr eines Verkokens dieser Spritzlöcher ist daher nicht gegeben. Nachteilig ist jedoch der große bauliche Aufwand, weil bei dieser Ausführung für den Teillastbetrieb und den Vollastbetrieb jeweils ein Ventil vorhanden ist, wobei zu diesen Ventilen jeweils ein Kraftstoffkanal führt und wobei durch zusätzliche Mittel der von der Pumpe geförderte Kraftstoff wahlweise dem einen oder anderen Kraftstoffkanal zugeführt wird.
  • Nachteilig bei all diesen bekannten Ausführung ist, daß die Umstellung von Teillastbetrieb auf Vollastbetrieb wenigstens indirekt von dem Druck des geförderten Kraftstoffes abhängt. Dies bereitet Schwierigkeiten bei der Festlegung des Schaltpunktes, bei dem der Düsenquerschnitt vergrößert werden soll. Dies ist besonders nachteilig bei Brennkraftmaschinen mit mehreren Einspritzdüsen, weil aufgrund unvermeidlicher. Toleranzen ein einheitliches und gleichzeitiges Umschalten vom kleineren auf den größeren Düsenquerschnitt bei allen Einspritzdüsen nicht gewährleistet werden kann. Nachteilig ist außerdem, daß etwa bei der Ausführung nach der CH-PS 622 588 auch das Steuerglied bei jedem Einspritzvorgang verstellt wird und damit hohen Belastungen und einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher,, die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß ohne erhöhten baulichen Aufwand eine optimale Verbrennung des Kraftstoffes auch bei einem Mehrzylindermotor erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, daß man auch bei einer Einspritzdüse mit nur einem einzigen Kraftstoffzuflußkanal das Prinzip nach der DE-OS 26 56 276 realisieren kann, wenn man in der Arbeitslage des Steuergliedes den Kraftstoff unmittelbar dem Spritzloch, in der Ruhelage des Steuergliedes aber dem Spritzloch nur über die koaxial dazu ausgerichtete Düsenöffnung mit dem verkleinerten Querschnitt zuführt. Außerdem beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß man ein einheitliches Schaltverhalten der Sperrglieder mehrerer Einspritzdüsen dann erreichen kann, wenn der Stellvorgang dieser Sperrglieder unabhängig von der Stellung der Ventilnadel und unabhängig vom Druck des geförderten Kraftstoffes durch ein aktives Stellelement ausgelöst wird. Damit kann man nämlich eine zeitgleiche Steuerung aller Steuerglied der einzelnen Einspritzdüsen eines Mehrzylindermotors gewährleisten. Da die Umstellung dieses Steuergliedes unabhängig vom Kraftstoffdruck ist, kann dieses Steuerglied bereits vor Beginn eines Einspritzvorganges in die jeweilige Lage umgestellt werden, so daß im Vollastbetrieb bereits zu Beginn des Einspritzvorganges der größere Düsenquerschnitt wirksam ist. Vorteilhaft ist außerdem, daß bei der erfindungsgemäßen Ausführung die Stellung dieses Steuergliedes über mehrere Einspritzvorgänge unverändert bleibt, während bei den bekannten Ausführungen mit einer durckabhängigen Steuerung dieses Steuerglied bei jedem Einspritzvorgang verstellt wird.
  • Den Grundgedanken der Erfindung könnte man in der Weise realisieren, daß man in den Düsenkörper ein Umschaltventil einbaut, das von dem Steuerglied gesteuert wird und in der Arbeitslage eine Verbindung zwischen den Spritzlöchern und dem Kraftstoffzuflußkanal, in der Ruhelage jedoch eine Verbindung zwischen dem Kraftstoffzuflußkanal und den Düsenöffnungen herstellt. Eine solche Ausführung erfordert aber einen erhöhten baulichen Aufwand und ist in dem begrenzten Raum, der im Düsenkörper zur Verfügung steht, nur schlecht unterzubringen. Bevorzugt wird daher eine Lösung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2, bei der das"Steuerglied ein Absperrelement steuert, über das der unmittelbare Kraftstoffzufluß zu dem Spritzloch absperrbar ist. Der Kraftstoffzufluß über die Düsenöffnungen zu den Spritzlöchern wird dagegen unabhängig von der Stellung des Steuergliedes immer über einen Kraftstoffkanal gewährleistet, der dieses Absperrelement umgeht.
  • Das Absperrelement könnte dabei als zusätzliches Bauteil ausgebildet sein, doch wird eine Lösung bevorzugt, bei der dieses Absperrelement mit dem Steuerglied zu einer Baueinheit vereinigt ist. Es sind sicherlich auch Lösungen denkbar, bei denen die koaxial zu den Spritzlöchern ausgerichteten Düsenöffnungen mit dem kleineren Querschnitt unbeweglich im Düsenkörper fixiert sind, doch wird ebenfalls im Interesse eines geringen Aufwandes eine Lösung bevorzugt, bei der diese Düsenöffnungen in das Steuerglied integriert sind und mit diesem bewegt werden, wie dies in den Unteransprüchen im einzelnen zum Ausdruck kommt.
  • Die Erfindung und deren vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen Düsenkörper, wobei in Fig. 1 das Steuerglied seine Ruhelage, in Fig. 2 aber seine Arbeitslage einnimmt.
  • In den Düsenkörper 11 einer insgesamt mit 10 bezeichneten Einspritzdüse ist ein Kraftstoffzuflußkanal 12 eingearbeitet, der in eine Kraftstoffsammelkammer 13 mündet. In dem Düsenkörper 11 ist eine Ventilnadel 14 axial verschiebbar gelagert. Diese Ventilnadel 14 hat in bekanner Weise eine Druckschulter 15 im Bereich der Kraftstoffsammelkammer 13 sowie an der Stirnseite einen Ventilkegel 16, der mit einem Ventilsitz 17 im Düsenkörper 11 zusammenarbeitet. Der Düsenkörper 11 hat mehrere Spritzlöcher 18 und 19, die in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind. Durch den Druck des Kraftstoffes in der Zuflußbohrung 12 wird in bekannter Weise die Ventilnadel 14 anaehoben, so daß der Kraftstoff an dem Ventilsitz vorbei zu den Spritzlöchern 18 und 19 und von dort in den Brennraum der Brennkraftmaschine strömen kann. Insoweit entspricht der Aufbau und die Funktion der Einspritzdüse 10 bekannten Ausführungen.
  • In einer Bohrung 20 der Ventilnadel 1.4 ist ein Steuerglied 21 axial verschiebbar gelagert. In dem aus dieser Bohrung 20 vorstehenden Abschnitt hat dieses Steuerglied 21 einen Durchbruch 22 quer zur Verstellrichtung. Von diesem Durchbruch geht ein zentrales Sackloch 23 aus, in das zwei Düsenöffnungen 24 und 25 münden. Wie die Zeichnungen zeigen, haben diese Düsenöffnungen einen kleineren Querschnitt als die Spritzlöcher 18 und 19. In der Ruhelage des Steuergliedes gemäß Fig. 1 sind diese Düsenöffnungen 24 und 25 koaxial zu den Spritzlöchern 18 und 19 ausgerichtet. An das Steuerglied ist außerdem einstückig ein umlaufender Flansch 26 angeformt, der mit einer entsprechenden Dichtfläche 27 am Düsenkörper 11 zusammenwirkt. Dieser Flansch 26 und die Dichtfläche 27 bilden zusammen ein Absperrelement, das bei geöffneter Ventilnadel 14 einen direkten Kraftstoffzufluß von dem Ringraum 28 unterhalb der Ventilnadel in den Ringraum 29 und damit zu den Spritzlöcher 18 und 19 absperrt. Der Flansch 26 wirkt dabei als Schließkörper dieses Absperrelementes. Da dieser umlaufende Flansch 26 in einem Bereich zwischen dem Durchbruch 22 und den Düsenöffnungen 24,25 angeordnet ist, kann man sagen, daß über den Durchbruch 22 und das Sackloch 23 ein Kraftstoffkanal gebildet ist, der das Absperrelement umgeht. Diese Teile sind einstückig unmittelbar an dem Steuerglied 21 angeordnet, so daß kein erhöher Raumbedarf erforderlich ist und Konstruktion und Montage sehr einfach sind.
  • In den Fig. 1 und 2 ist ein Stellelement 30 in Form eines Elektromagneten angedeutet, über das dieses Steuerglied 21 zwischen der Ruhelage und der Arbeitslage umstellbar ist. Dieses Stellelement 30 wird von einem Schaltkreis 31 angesteuert, dessen Eingänge 32 Signale zugeführt werden, die von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, beispielsweise der Drehzahl abhängen. In den Figuren ist weiter angedeutet, daß auch Stellelemente 30', die zu anderen Einspritzdüsen gehören, von diesem Schaltkreis 31 angesteuert werden. Auf diese Weise kann also sichergestellt werden, daß bei einem Mehrzylindermotor alle Steuerglieder der einzelnen Einspritzdüsen zeitgleich umgestellt werden und jeweils die gleiche Schaltstellung einnehmen.
  • Nachfolgend wird die Funktion dieser Einspritzvorrichtung näher erläutert: Eine nicht näher dargestellte Pumpe fördert Kraftstoff in den Kraftstoffzuflußkanal 12. Sobald ein bestimmter Druck erreicht ist, verschiebt sich die Ventilnadel 14 entgegen der Kraft- einer nicht näher dargestellten Ventilschließfeder, so daß der Kraftstoff an dem Ventilsitz 17 vorbei in den Ringraum 28 und in der Ruhelage des Steuergliedes 21 über den Durchbruch 22, das Sackloch 23, die Düsenöffnungen 24,25, den Ringraum 29 zu den Spritzlöchern 18,19 und von dort in den Brennraum strömen kann. Dabei ist der wirksame Einspritzquerschnitt klein, denn in der Ruhelage des Steuergliedes 21 wird der unmittelbare Kraftstoffzufluß zu den Spritzlöchern 18,19 abgesperrt und der Kraftstoff kann nur über die Düsenöffnungen 24,25 austreten. Wichtig ist dabei, daß die Strahlausbildung in diesem Teillastbetrieb praktisch ausschließlich von der Form und dem Durchmesser dieser Düsenöffnungen 24 und 25 abhängt, die hinsichtlich des Durchflußwertes genau kalibriert sind. Die davorliegenden Spritzlöcher haben keinen oder allenfalls einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Strahlbildung.
  • Nimmt jedoch das Steuerglied die in Fig. 2 dargestellte Arbeitslage ein, kann bei einer geöffneten Ventilnadel 14 der Kraftstoff aus dem Ringraum 28 direkt in den Ringraum 29 und von dort durch die im Querschnitt größeren Spritzlöcher 18 und 19 in den Brennraum strömen. Es wird darauf hingewiesen, daß auch bei dieser Stellung des Steuergliedes 21 eine Verbindung über den Durchbruch 22, das Sackloch 23 und die Düsenöffnungen 24 und 25 vorhanden ist, doch wird über diesen Kraftstoffkanal allenfalls eine geringe Kraftstoffmenge strömen, weil in der Arbeitslage des Steuergliedes 21 im wesentlichen ein Druckausgleich zwischen Ringraum 29 und Ringraum 28 geschaffen ist. Würde aufgrund einer Drosselwirkung im Bereich zwischen dem Ringflansch 26 und der Dichtfläche 27 am Düsenkörper 11 ein vollständiger Druckausgleich nicht erreicht werden können und würden sich dann zwei Flüssigkeitsströmungen an der Eintrittsöffnung der Spritzlöcher 18,19 treffen und zu Verwirbelungen führen, könnte man durch eine Vergrößerung des Hubes des Steuergliedes 21 dafür sorgen, daß der Durchbruch 22 vollständig in die Ventilnadel 14 eintaucht, so daß dieser Kraftstoffkanal zu den Düsenöffnungen 24, 25 in der Arbeitslage des Steuergliedes 21 abgesperrt ist.
  • In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel. dargestellt, bei denen dieses Steuerglied 21 in Achsrichtung der Ventilnadel 14 verstellbar ist.
  • Denkbar wären natürlich auch Ausführungen, bei denen dieses Steuerglied um seine Längsachse verdreht wird. Als aktives Stellelement ist ein Elektromagnet angedeutet. Man könnte zur Verstellung dieses Steuergliedes 21 aber auch hydraulische oder pneumatische Stellelemente einsetzen. Wesentlich dabei ist jedoch, daß über diese Stellelemente unabhängig vom Einspritzdruck des geförderten Kraftstoffes dieses Steuerglied umgestellt und in der jeweiligen Ruhelage bzw. Arbeitslage gehalten wird.
  • Insgesamt ist damit eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung geschaffen, bei der auf einfache Weise der wirksame Einspritzquerschnitt durch ein Steuerglied veränderbar ist. Die Einspritzdüse ist konstruktiv sehr einfach aufgebaut, wozu im wesentlichen auch die Maßnahmen beitragen, daß funktionswichtige Teile mit dem Sperrglied zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind.

Claims (7)

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Einspritzdüse, deren Düsenkörper wenigstens ein Spritzloch aufweist, wobei der Kraftstoffzufluß zu diesem Spritzloch durch eine im Düsenkörper verschiebbare Ventilnadel steuerbar ist und wobei der wirksame Einspritzquerschnitt durch ein Steuerglied veränderbar ist, dessen Stellung von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff in der Arbeitslage des Steuergliedes (21) unmittelbar dem Spritzloch (18,19), in der Ruhelage des Steuergliedes (21) aber dem Spritzloch (18,19) nur über eine wenigstens annähernd koaxial zum Spritzloch (18,19) ausgerichtete Düsenöffnung (24,25) zugeführt wird, deren Querschnitt kleiner ist als der Querschnitt des Spritzloches (18,19), und daß das Steuerglied (21) unabhängig von der Stellung der Ventilnadel (14) durch ein Stellelement (30) zwischen der Ruhelage und der Arbeitslage umstellbar ist.
2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (21) ein Absperrelement (26,27) steuert, über das der unmittelbare Kraftstoffzufluß zu dem Spritzloch (18,19) absperrbar ist, und daß ein Kraftstoffkanal (22,23) dieses Absperrelement (26,27) umgeht und den Kraftstoff der Düsenöffnung (24,25) zuführt.
3. Kraftstoffeinspritzvorrichtunq nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kraftstoffkanal (22,23) in der Arbeitsstellung des Steuergliedes (21) abgesperrt ist.
4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch qekennzeichnet, daß das Steuerglied (21) in einer Bohrung (20) der Ventilnadel (14) verstellbar geführt ist, daß aus dem aus der Bohrung (20) hervorstehenden Abschnitt des Steuergliedes (21) der Schließkörper (26) des Absperrelementes angeordnet ist, der mit einer entsprechenden Dichtfläche (27) am Düsenkörper (11) zusammenwirkt, und daß der das Absperrelement (26,27) umgehende Kraftstoffkanal (22,23) sowie die Düsenöffnung (24,25) in das Steuerglied (21) eingearbeitet sind.
5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (21) in Achsrichtung der Ventilnadel (14) verstellbar ist, wobei bei geschlossenem Absperrelement (26,27), also in der Ruhelage des Steuergliedes (21) die Düsenöffnung (24,25) koaxial zum Spritzloch (18,19) ausgerichtet ist.
6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (21) in dem aus der Bohrung (20) der Ventilnadel (14) hervorstehenden Abschnitt einen Durchbruch (22) quer zur Verstellrichtung und von diesem Durchbruch (22) ausgehend eine koaxiale Sacklochbohrung (23) aufweist, in die die Düsenöffnung (24,25) mündet und daß das Steuerglied (21) in einem Bereich zwischen diesem Durchbruch (22) und der Düsenöffnung (24,25) einen umlaufenden Flansch (26) aufweist, wobei der Durchbruch (22) und die Sacklochbohrung (23) den Kraftstoffkanal zur Düsenöffnung (24,25) bildet und der Flansch (26) als Schließkörper des Absperrelementes mit einer Dichtfläche (27) am Düsenkörper zusammenwirkt.
7. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (30) mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch arbeitet, wobei dieses Stellelement über Schaltsignale gesteuert wird, die von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängen.
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