EP0377103A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung - Google Patents
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- EP0377103A1 EP0377103A1 EP19890121361 EP89121361A EP0377103A1 EP 0377103 A1 EP0377103 A1 EP 0377103A1 EP 19890121361 EP19890121361 EP 19890121361 EP 89121361 A EP89121361 A EP 89121361A EP 0377103 A1 EP0377103 A1 EP 0377103A1
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- F02M59/462—Delivery valves
Definitions
- the invention relates to a fuel injection device with a fuel pump and an injection line connected to the pump work space, which is connected to an injection nozzle with the interposition of a valve closing the pump work space, a control valve being connected to the pump work space, via which control valve at the injection end fuel under pressure the side of the valve closing to the pump work space facing away from the pump work space can be fed and a connection to the return can be opened.
- a device of the type mentioned in the introduction can be found, for example, in EP-A1-204 982.
- This previously known fuel injection device is a so-called pump nozzle, in which the pump piston is axially displaceable in a pump nozzle housing coaxially with the injection nozzle.
- the injection process is controlled in the conventional manner via control grooves on the circumference of the pump piston, the pressure being able to be reduced rapidly via a groove provided on the pump piston when a control line connected to the pump cylinder is smoothed over.
- the valve switched on in the line between the pump work chamber and the injection nozzle is designed as a pressure valve and is opened by the pressure in the pump work chamber after reaching an opening pressure determined by the spring of the pressure valve, whereupon the path of the fuel to the injection nozzle is released.
- pressurized fuel is pressed into the spring chamber of a nozzle needle, thereby closing the nozzle needle in the sense of the nozzle needle loading spring is supported.
- such fuel which is discharged via the control bore, is discharged into a low-pressure line, in particular a return line, as a result of which the pressure valve in the line to the nozzle can be closed under the force of the spring due to the resulting pressure drop in the pump work space.
- a low-pressure line in particular a return line
- part of this fuel discharged via the overflow line be directed into the spring chamber of the pressure valve in the line to the injection nozzle in order to facilitate closing of the pressure valve.
- the actual closing stroke of the pressure valve is, however, essentially determined by the dimensioning of the spring of this pressure valve in the known design, and the coordination of this spring must be selected taking into account the spring characteristics of the nozzle needle spring in order to ensure proper functioning.
- the invention now aims to further reduce the inertia when the pressure valve is closed in a fuel injection device of the type mentioned and, in particular when using solenoid valves as control valves, to achieve an even more precise adjustability of the time of the end of injection. Particularly in the case of injection under high pressure and a short injection duration, an exact limitation or possible shortening of the injection duration without distortion of the injected quantity is aimed for.
- the fuel injection device which can also preferably be designed as a pump nozzle, consists in the fact that the actuator of the valve closing to the pump work space as Differential piston is formed, the surface loaded in the closing direction larger than the surface loaded in the opening direction, and that the control valve is designed as a solenoid valve.
- the actuator of the valve closing to the pump work space is designed as a differential piston, the overflowing pressurized medium becomes effective in the closing direction of the valve when the control valve is opened for the purpose of deactivation, whereby the area loaded in the closing direction is naturally larger than the area exposed in the inventive sense this differential piston must be designed.
- the use of a spring for loading the valve in the closing direction can be dispensed with at all, as a result of which the delays due to inertia which occur in the case of use are avoided.
- the new pressure build-up or the opening of the valve actuated by the differential piston occurs immediately after the solenoid valve is closed during a compression stroke of the pump piston, since at that time the side of the actuating member or differential piston facing away from the valve only has the pressure in the return line or the suction line is acted upon.
- the use of a differential piston instead of a spring closing the valve also enables valve designs which release large passage cross sections with a small valve lift and also securely close the released cross section with a small valve lift.
- the valve can be formed with a plate-shaped closing member which can be pressed into a closed valve seat by the differential piston in its closed position.
- a plate-shaped closing member which can be pressed into a closed valve seat by the differential piston in its closed position.
- the way in which the valve can be opened and closed quickly with the smallest valve lift and thus with regard to the moving masses with the least possible movement of the moving masses can be ensured.
- the closing characteristic can be independent of the dimensioning of the nozzle needle spring itself can be changed in that the differential piston consists of two pistons connected by the interposition of a compression spring.
- the fuel flowing out of the pump work space under pressure also acts in turn in the sense of a displacement of the larger of the two piston parts of the differential piston, the intermediate compression spring being simultaneously placed under increased pressure.
- the coupling of the stroke of the smaller piston part of the differential piston takes place with the interposition of the spring, the spring being designed to be so hard that it represents an almost rigid connection with the smaller of the two piston parts at low speed or at low speeds.
- a compression of this relatively hard spring takes place only at higher speed or higher speed and can be used for faster regulation by faster pressure reduction if, as is a preferred embodiment of the invention, the arrangement is such that the connecting line to the return of the resilient piston or piston part can be smoothed over and this line can be released after a predetermined stroke in the closing direction.
- Such a relief bore or connecting line to the return line or to the suction line, which can be grinded over by the larger piston or the larger piston part can be opened more quickly when using a spring at high speeds, in which case the spring is slightly compressed for a short time.
- the control characteristic in particular the precision and speed of the regulation, can be improved even further by designing the differential piston to have a circumferential groove on the surface acted upon in the closing direction, which has a branch line between the pump working space during the closing movement of the differential piston and releases the return flow bypassing the control valve, in which case the intermediate valve Differential pistons of the pump work space can be quickly released to the backing pump pressure or the pressure in the return line via the control valve and this additional relief bore.
- a faster release of the pressure in the pump work space particularly at high speeds, has the result that the valve switched on in the injection line to the nozzle can also be closed more quickly.
- the design according to the invention can advantageously be such that the piston or piston part facing the pump work chamber is on the side facing away from the pump work chamber carries further closing member which closes a branch line between the injection line and the relief line of the control valve when the valve is open.
- FIG. 1 denotes a pump nozzle, in the housing 2 of which a pump piston 3, which is acted upon by a spring 4, is set into a reciprocating, pumping movement via drive cams (not shown).
- the pump piston 3 delimits with its end face 5 a pump work space 6.
- a line 7 Connected to this pump work space 6 is a line 7, which leads to a control valve 8 designed as a solenoid valve, with fuel in the open position of the solenoid valve 8 subsequently via a line 9 into one
- Spring chamber 10 is passed, in which a spring 11 is received for acting on a nozzle needle 12, as will be explained in more detail with reference to the following figures.
- the fuel passes from the spring chamber 10 into a return line or back into the suction line.
- FIG. 2c shows the situation immediately after opening the solenoid valve 8 to trigger the end of injection.
- Fuel passes under high pressure from the pump work chamber 6 via the line 9 into the nozzle needle spring chamber 10 and onto the end face 18 of the differential piston 19, the fact that the end face 18 with a diameter D has a larger effective area than the acted area of the plate-shaped valve closing member 21 with the diameter d, a rapid closing movement of the valve 16 is initiated, whereby a further fuel supply to the injection line 15 is interrupted and a further injection is immediately ended.
- the actuator of the valve 16, which is designed as a differential piston 19, can be formed in one piece with different piston diameters.
- a differential piston composed of two piston parts 24 and 25 is used, the piston 24 having a smaller diameter being connected to the second piston by means of a compression spring 26, which is arranged inside the hollow second piston part 25 with a larger diameter Piston 25 cooperates.
- FIG. 3 The mode of operation of the embodiment shown in FIG. 3 is analogous to that previously described. While the solenoid valve in FIG. 3a is open, the end face 18 of the larger piston 25 is again acted upon via the line 9 and thus the valve 16 is closed via the plate-shaped closing member 21. During the injection process in FIG. 3a, the compression spring 26 is slightly compressed, as is the case in FIG this is indicated by the path difference e. In the position shown in FIG.
- the region 27 of the differential piston which has the smaller diameter carries, in addition to the plate-shaped closing member 21, which closes the connection between the pump working chamber 6 and the injection line 15, a further closing member 28, which cooperates with a valve seat 29.
- This further valve closing member 28 closes in the open state of the valve 16, ie during an injection, as shown in FIG. 4b, a branch line 30 between the space 31, in which the valve closing member 21 can be moved or into which it is immersed, and the line 9 connecting the nozzle needle spring chamber 10 to the solenoid valve.
- a differential piston 24 and 25 consisting of two parts is again used, the two pistons being supported against one another by the compression spring 26.
- the piston 25, which has the larger diameter, has a circumferential groove or a stepped region 32 immediately after the end face 18 acted upon in the closing direction, which is dimensioned such that between two injection processes, as shown in FIG Guide bore 33 of the cylinder 25 provided annular groove 34 is completed, which is directly connected to the pump work chamber 6 via a branch line 35.
- the mode of operation in the representations according to FIGS. 5 a and b corresponds to the previous embodiments.
Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Kraftstoffpumpe und einer an den Pumpenarbeitsraum angeschlossenen Einspritzleitung, welche unter Zwischenschaltung eines zum Pumpenarbeitsraum schließenden Ventils mit einer Einspritzdüse verbunden ist, wobei an den Pumpenarbeitsraum ein Steuerventil angeschlossen ist, über welches Steuerventil am Einspritzende Kraftstoff unter Druck der dem Pumpenarbeitsraum abgewandten Seite des zum Pumpenarbeitsraum schließenden Ventils zuführbar ist und eine Verbindung zum Rücklauf öffenbar ist.
- Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise der EP-A1-204 982 zu entnehmen. Bei dieser vorbekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung handelt es sich um eine sogenannte Pumpedüse, bei welcher der Pumpenkolben koaxial zur Einspritzdüse in einem Pumpedüsengehäuse axial verschiebbar ist. Bei der Ausbildung nach der EP-A1-204 982 erfolgt die Absteuerung des Einspritzvorganges in der konventionellen Weise über Steuernuten am Umfang des Pumpenkolbens, wobei über eine am Pumpenkolben vorgesehene Nut beim Überschleifen einer an den Pumpenzylinder angeschlossenen Absteuerleitung der Druck rasch abgebaut werden kann. Das in die Leitung zwischen den Pumpenarbeitsraum und der Einspritzdüse eingeschaltete Ventil ist als Druckventil ausgebildet und wird nach Erreichen eines durch die Feder des Druckventils bestimmten Öffnungsdruckes vom Druck im Pumpenarbeitsraum geöffnet, worauf der Weg des Kraftstoffes zur Einspritzdüse freigegeben wird. Nach Überschleifen der Entlastungsbohrung im Zylinder der Pumpe wird bei dieser vorbekannten Ausbildung Druckkraftstoff in den Federraum einer Düsennadel gepreßt, wodurch das Schließen der Düsennadel im Sinne der die Düsennadel belastenden Feder unterstützt wird. Gleichzeitig wird derartiger, über die Absteuerbohrung ausgebrachter Kraftstoff in eine Niederdruckleitung, insbesondere eine Rückflußleitung, abgeführt, wodurch auf Grund des sich ergebenden Druckabfalles im Pumpenarbeitsraum das Druckventil in der Leitung zur Düse unter der Kraft der Feder geschlossen werden kann. Bei dieser vorbekannten Ausbildung wird darüber hinaus bereits vorgeschlagen, einen Teil dieses über die Überströmleitung abgeführten Kraftstoffes in den Federraum des Druckventils in der Leitung zur Einspritzdüse zu leiten, um ein Schließen des Druckventiles zu erleichtern. Der eigentliche Schließhub des Druckventiles ist aber bei der vorbekannten Ausbildung im wesentlichen durch die Dimensionierung der Feder dieses Druckventiles bestimmt, und die Abstimmung dieser Feder muß unter Berücksichtigung der Federcharakteristik der Düsennadelfeder gewählt werden, um eine einwandfreie Funktion sicherzustellen.
- Bei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen der eingangs genannten Art, insbesondere bei Pumpedüsen, wurde bereits vorgeschlagen, an Stelle der Absteuerung über Steuernuten des Pumpenkolbens Magnetventile einzusetzen, um auf diese Weise den Zeitpunkt des Einspritzendes durch plötzlichen Druckabbau präziser einstellen zu können.
- Die Erfindung zielt nun darauf ab, bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung der eingangs genannten Art die Tragheit beim Schließen des Druckventiles weiter herabzusetzen und insbesondere bei Verwendung von Magnetventilen als Steuerventile eine noch exaktere Einstellbarkeit des Zeitpunktes des Einspritzendes zu erzielen. Insbesondere bei Einspritzung unter hohem Druck und kleiner Einspritzdauer ist eine exakte Begrenzung bzw. mögliche Verkürzung der Einspritzdauer ohne Verzerrung der eingespritzten Menge angestrebt.
- Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung, welche im übrigen bevorzugt als Pumpedüse ausgebildet sein kann, darin, daß das Betätigungsglied des zum Pumpenarbeitsraum schließenden Ventils als Differentialkolben ausgebildet ist, dessen im Schließsinne belastete Fläche größer als die im Öffnungssinne beaufschlagte Fläche, und daß das Steuerventil als Magnetventil ausgebildet ist. Dadurch, daß das Betätigungsglied des zum Pumpenarbeitsraum schließenden Ventils als Differentialkolben ausgebildet ist, wird beim Öffnen des Steuerventiles zum Zwecke der Absteuerung das überströmende unter Druck stehende Medium im Schließsinne des Ventiles wirksam, wobei naturgemäß die im Schließsinne belastete Fläche größer als die im Erfindungssinne beaufschlagte Fläche dieses Differentialkolbens ausgebildet sein muß. Bei einer derartigen Ausbildung kann auf die Verwendung einer Feder zur Belastung des Ventiles im Schließsinne überhaupt verzichtet werden, wodurch die im Falle der Verwendung auftretenden Verzögerungen durch Massenträgheit vermieden werden. Der neuerliche Druckaufbau bzw. das Öffnen des vom Differentialkolben betätigten Ventiles erfolgt bei einem Kompressionshub des Pumpenkolbens unmittelbar anschließend an das Schließen des Magnetventiles, da ja zu diesem Zeitpunkt die dem Ventil abgewandte Seite des Betätigungsgliedes bzw. Differentialkolbens nur mit dem Druck in der Rücklaufleitung bzw. der Saugleitung beaufschlagt ist. Die Verwendung eines Differentialkolbens an Stelle einer das Ventil schließenden Feder ermöglicht darüber hinaus Ventilausbildungen, welche bei kleinem Ventilhub große Durchtrittsquerschnitte freigeben und ebenso bei kleinem Schließhub den freigegebenen Querschnitt sicher verschließen. Das Ventil kann hiebei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit einem plattenförmigen Schließglied gebildet sein, welches vom Differentialkolben in seine Schließlage an einen ebenen Ventilsitz preßbar ist. Zum Unterschied von Ventilen mit kegeligem Sitz läßt sich auf die Art und Weise ein rasches Öffnen und Schließen des Ventiles bei kleinstem Ventilhub und damit mit Rücksicht auf die bewegten Massen bei geringstem Weg der bewegten Massen sicherstellen.
- In besonders vorteilhafter Weise kann die Schließcharakteristik unabhängig von der Dimensionierung der Düsennadel feder selbst noch dadurch verändert werden, daß der Differentialkolben aus zwei unter Zwischenschaltung einer Kornpressionsfeder verbundenen Kolben besteht. Bei einer derartigen Ausbildung wirkt der über das Steuerventil aus dem Pumpenarbeitsraum unter Druck abströmende Kraftstoff gleichfalls wiederum im Sinne einer Verschiebung des größeren der beiden Kolbenteile des Differentialkolbens, wobei gleichzeitig die zwischengeschaltete Kompressionsfeder unter erhöhten Druck gesetzt wird. Die Kopplung des Hubes des kleineren Kolbenteils des Differentialkolbens erfolgt hiebei unter Zwischenschaltung der Feder, wobei die Feder so hart ausgebildet sein soll, daß sie bei geringer Geschwindigkeit bzw. bei geringen Drehzahlen eine nahezu steife Verbindung mit dem kleineren der beiden Kolbenteile darstellt. Eine Kompression dieser realtiv harten Feder erfolgt hiebei erst bei größerer Geschwindigkeit bzw. größerer Drehzahl und kann zur rascheren Abregelung durch rascheren Druckabbau herangezogen werden, wenn, wie es einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung entspricht, die Anordnung so getroffen ist, daß die Verbindungsleitung zum Rücklauf von dem im Schließsinne belastbaren Kolben bzw. Kolbenteil überschleifbar ist und diese Leitung nach einem vorbestimmten Hub in Schließrichtung freigebbar ist. Eine derartige vom größeren Kolben bzw. vom größeren Kolbenteil überschleifbare Entlastungsbohrung bzw. Verbindungsleitung zum Rücklauf oder zur Saugleitung kann bei Verwendung einer Feder bei hohen Drehzahlen rascher geöffnet werden, wobei in diesem Falle die Feder kurzfristig geringfügig komprlmiert wird. Die Regelcharakteristik, insbesondere die Präzision und Geschwindigkeit der Abregelung kann hiebei noch weiter dadurch verbessert werden, daß die Ausbildung so getroffen ist, daß der Differentialkolben an die im Schließsinn beaufschlagte Fläche anschließend eine Umfangsnut aufweist, welche während der Schließbewegung des Differentialkolbens eine Zweigleitung zwischen dem Pumpenarbeitsraum und dem Rücklauf unter Umgehung des Steuerventils freigibt, wobei in diesem Falle in einer Zwischenstellung des Differentialkolbens der Pumpenarbeitsraum sowohl über das Steuerventil als auch über diese zusätzliche Entlastungbohrung rasch auf Vorpumpendruck bzw. den Druck in der Rücklaufleitung entspannt werden kann. Eine derartige raschere Entspannung des Druckes im Pumpenarbeitsraum hat insbesondere bei hohen Drehzahlen zur Folge, daß auch das in die Einspritzleitung zur Düse eingeschaltete Ventil rascher geschlossen werden kann.
- Unmittelbar nach dem Ventilsitz des Ventils in der Einspritzleitung zur Düse muß naturgemäß ein Raum angeschlossen sein, in welchen dieses Ventil verschieblich ist. An diesen Raum ist die Einspritzleitung zur Düse angeschlossen und der Kraftstoff, welcher bei geöffnetem Druckventil in die Einspritzleitung gelangt, wird hierbei über diesen, das Ventil umgebenden Raum in die Einspritzleitung gepreßt. Um den Druckabbau beim Einspritzende noch rascher zu ermöglichen und insbesondere bei Verwendung eines aus zwei in Schließrichtung kraftschlüssig aneinander anschließenden Kolben zusammengesetzten Differentialkolben kann die Ausbildung erfindungsgemäß mit Vorteil so getroffen sein, daß der dem Pumpenarbeitsraum zugewandte Kolben bzw. Kolbenteil an der dem Pumpenarbeitsraum abgewandten Seite ein weiteres Schließglied trägt, welches bei geöffnetem Ventil eine Zweigleitung zwischen der Einspritzleitung und der Entlastungsleitung des Steuerventils verschließt. Bei einer derartigen Ausbildung wird beim Öffnen des Druckventiles zur Einspritzung eine weitere Entlastungsbohrung zunächst mit dem weiteren Schließglied abgeschlossen, wobei diese weitere Entlastungsbohrung bereits bei einem geringen Hub des Druckventiles im Schließsinne wiederum freigegeben wird, wodurch der Druck in der Einspritzleitung rascher abgebaut werden kann und insgesamt ein rascheres Schließen der Düsennadel unter der Kraft der Düsennadelfeder bewirkt werden kann.
- Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen
- Fig.1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung, insbesondere Pumpedüse; und
- die Fig.2 bis 5 in vergrößertem Maßstab Schnitte durch den in Fig.1 mit einem Kreis bezeichneten Abschnitt unterschiedlicher Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit dem als Differentialkolben ausgebildeten Betätigungsglied des zum Pumpenarbeitsraum schließenden Ventils, wobei in den Fig.2 bis 5 die Darstellung a die Stellung des Differentialkolbens vor einer Einspritzung, die Darstellung b die Stellung des Differentialkolbens während der Einspritzung und die Darstellung c die Stellung des Differentialkolbens unmittelbar am Einspritzende nach dem Öffnen des Steuerventils darstellt.
- In Fig.1 ist mit 1 eine Pumpedüse bezeichnet, in deren Gehäuse 2 ein Pumpenkolben 3, welcher von einer Feder 4 beaufschlagt wird, über nicht näher dargestellte Antriebsnocken in eine hin- und hergehende, pumpende Bewegung versetzt wird. Der Pumpenkolben 3 begrenzt dabei mit seiner Stirnseite 5 einen Pumpenarbeitsraum 6. An diesen Pumpenarbeitsraum 6 schließt eine Leitung 7 an, welche zu einem als Magnetventil ausgebildeten Steuerventil 8 führt, wobei in geöffneter Stellung des Magnetventiles 8 Kraftstoff in weiterer Folge über eine Leitung 9 in einen Federraum 10 geleitet wird, in welchem eine Feder 11 zur Beaufschlagung einer Düsennadel 12 aufgenommen ist, wie dies unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren noch näher erläutert werden wird. Aus dem Federraum 10 gelangt der Kraftstoff in eine Rücklaufleitung bzw. zurück in die Saugleitung.
- An den Pumpenarbeitsraum 6 schließt weiters eine zu den Düsenöffnungen 13 der Einspritzdüse 14 führende Leitung 15 an, welche von einem allgemein mit 16 bezeichneten Ventil verschließbar ist.
- Bei der in Fig.2 in vergrößertem Maßstab gezeigten Darstellung der erfindungswesentlichen Teile einer ersten Ausführungsform sind die Bezugszeichen der Fig.1 beibehalten worden. Bei der in Fig.2a dargestellten Stellung gelangt Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum über das nicht dargestellte Magnetventil wiederum in die Leitung 9 und über diese in den Düsennadelfederraum 10. In weiterer Folge gelangt Kraftstoff über eine Verbindungsbohrung 17 an eine Stirnfläche 18 eines als Differentialkolben 19 ausgebildeten Betätigungsgliedes des Druckventils 16 zwischen dem Pumpenarbeitsraum 6 und der Zuführungsleitung bzw. Einspritzleitung 15. In der dargestellten Position gelangt der Kraftstoff nach Beaufschlagung der Stirnfläche 18 in eine Rücklaufleitung 20. In dieser Position wird durch die Beaufschlagung der Stirnfläche 18 das Ventil 16 in seiner geschlossenen Stellung gehalten und es wird weiters die Schließkraft der Düsennadelfeder 11 unterstützt. Das Ventilschließglied des Ventiles 16 ist dabei als plattenförmiges Ventilschließglied 21 ausgebildet, welches mit einem eine ebene Sitzfläche 22 aufweisenden Ventilsitz zusammenwirkt.
- In der in Fig.2b gezeigten Stellung während des Einspritzvorganges gelangt nach einem Schließen des Magnetventiles 8 und damit einer Unterbrechung einer Kraftstoffzufuhr über die Leitung 9 in den Düsennadelfederraum 10 bzw. auf die im Schließsinn wirkende Stirnfläche 18 des Differentialkolbens 19 Kraftstoff unter hohem Druck nach der Freigabe der Durchtrittsöffnung aus dem Pumpenarbeitsraum 6 in die Einspritzleitung 15 zur Einspritzdüse und bewirkt somit nach dem Abheben der Düsennadel 12 gegen die Kraft der Düsennadelfeder 11 während der Zeitdauer des Schließens des Magnetventiles eine Einspritzung. Die Rücklaufleitung 20 ist in diesem Fall vollkommen von der im Schließsinn beaufschlagten Fläche 18 des Differentialkolbens 19 überschliffen.
- In Fig.2c sind die Verhältnisse unmittelbar nach dem Öffnen des Magnetventiles 8 zur Auslösung des Einspritzendes dargestellt. Dabei gelangt Kraftstoff unter hohem Druck aus dem Pumpenarbeitsraum 6 über die Leitung 9 in den Düsennadelfederraum 10 sowie auf die Stirnfläche 18 des Differentialkolbens 19, wobei dadurch, daß die Stirnfläche 18 mit einem Durchmesser D eine größere wirksame Fläche als die beaufschlagte Fläche des plattenförmigen Ventilschließgliedes 21 mit dem Durchmesser d aufweist, eine rasche Schließbewegung des Ventiles 16 eingeleitet wird, womit eine weitere Kraftstoffzufuhr in die Einspritzleitung 15 unterbrochen wird und eine weitere Einspritzung unmittelbar beendet wird. Neben dem raschen Schließen des Ventiles 16 zwischen dem Pumpenarbeitsraum 6 und der Einspritzleitung 15 zur Unterbrechung einer weiteren Kraftstoffzufuhr über den über die Leitung 9 zugeführten Kraftstoff unter hohem Druck auf die Stirnfläche 18 wird die Schließbewegung der Düsennadel 12 ebenfalls unterstützt, so daß eine über die Federkraft der Düsennadelfeder 11 in Schließrichtung der Düsennadel 12 hinausgehende Kraft wirksam wird. Dabei ist mit 23 eine gegebenenfalls zusätzliche Rücklaufleitung angedeutet, wobei jedoch bei entsprechendem Hub des Differentialkolbens 19 und dadurch einer Freigabe eines entsprechenden Abströmquerschnittes auf diese zusätzliche Rücklaufbohrung verzichtet werden kann.
- Das als Differentialkolben 19 ausgebildete Betätigungsglied des Ventiles 16 kann dabei einstückig mit unterschiedlichen Kolbendurchmessern ausgebildet sein.
- Bei der Ausführungsform gemäß Fig.3 findet ein aus zwei Kolbenteilen 24 und 25 zusammengesetzter Differentialkolben Verwendung, wobei der einen geringeren Durchmesser aufweisende Kolben 24 mittels einer Kompressionsfeder 26, welche im Inneren des hohl ausgebildeten zweiten Kolbenteiles 25 mit größerem Durchmesser angeordnet ist, mit diesem zweiten Kolben 25 zusammenwirkt.
- Die Funktionsweise der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform erfolgt analog zu der vorhin beschriebenen. Während geöffnetem Magnetventil in Fig.3a erfolgt wiederum eine Beaufschlagung der Stirnfläche 18 des größeren Kolbens 25 über die Leitung 9 und somit ein Schließen des Ventiles 16 über das plattenförmige Schließglied 21. Während des Einspritzvorganges in Fig.3b ist die Kompressionsfeder 26 geringfügig komprimiert, wie dies durch die Wegdifferenz e angedeutet ist. In der in Fig.3c dargestellten Position unmittelbar nach dem Öffnen des Magnetventiles 9 erfolgt wiederum eine Beaufschlagung der Stirnfläche 18 in Schließrichtung des Ventiles 16 über den zweiteiligen Differentialkolben 24 und 25, wobei kurzfristig nach erfolgtem Schließen des Ventilschließgliedes 21 eine zusätzliche Hubbewegung des Kolbens 25 mit größerem Durchmesser gegen die Kraft der Feder 26 erfolgt und somit ein größerer Entlastungsquerschnitt in den Rücklauf freigegeben wird. Die Kompressionsfeder 26 ist dabei so ausgelegt, daß bei geringer Geschwindigkeit bzw. geringen Drehzahlen die zwei Kolben 24 und 25 ähnlich der starren Ausbildung gemäß der Fig.2 zusammenwirken, während bei großen Geschwindigkeiten bzw. bei hohen Drehzahlen eine vergrößerte Freigabe des Abströmquerschnittes in den Rücklauf 20 freigegeben wird, wie dies in Fig.3c dargestellt ist. Durch die Wahl der Starrheit der Feder 26 kann damit die Schaltcharakteristik entsprechend beeinflußt werden.
- Bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 findet ein zur Ausbildung gemäß der Fig.2 ähnlicher Differentialkolben 19, welcher wiederum einstückig ausgebildet sein kann, Verwendung. Bei dieser Ausbildung trägt der den geringeren Durchmesser aufweisende Bereich 27 des Differentialkolbens neben dem plattenförmigen Schließglied 21, welches die Verbindung zwischen dem Pumpenarbeitsraum 6 und der Einspritzleitung 15 verschließt, ein weiteres Schließglied 28, welches mit einem Ventilsitz 29 zusammenwirkt. Dieses weitere Ventilschließglied 28 verschließt dabei in geöffnetem Zustand des Ventiles 16, d.h. während einer Einspritzung, wie dies in Fig.4b dargestellt ist, eine Zweigleitung 30 zwischen dem Raum 31, in welchem das Ventilschließglied 21 bewegbar ist bzw. in welches dieses eintaucht, und der den Düsennadelfederraum 10 mit dem Magnetventil verbindenden Leitung 9. Bei dem in Fig.4c dargestellten Einspritzende erfolgt neben der Schließbewegung des Ventils 16 durch Beaufschlagung der Stirnfläche 18 des Differentialkolbens 19 über die Leitung 9 mit Kraftstoff unter hohem Druck aus dem Pumpenarbeitsraum 6 nach dem Öffnen des zusätzlichen Schließgliedes 28 die Entlastung der Einspritzleitung 15 über die Zweigleitung 30 ebenfalls in die Leitung 9, wodurch unter anderem die Schließbewegung der Düsennadel 12 durch einen rascheren Druckabbau in der Einspritzleitung 15 begünstigt wird.
- Bei der Ausbildung gemäß Fig.5 findet wiederum ein aus zwei Teilen bestehender Differentialkolben 24 und 25 Verwendung, wobei die beiden Kolben gegeneinander durch die Kompressionsfeder 26 abgestützt sind. Der den größeren Durchmesser aufweisende Kolben 25 weist dabei unmittelbar anschließend an die im Schließsinne beaufschlagte Stirnfläche 18 eine Umfangsnut bzw. einen abgesetzten Bereich 32 auf, welcher so bemessen ist, daß zwischen zwei Einspritzvorgängen, wie dies in Fig.5a dargestellt ist, eine in der Führungsbohrung 33 des Zylinders 25 vorgesehene Ringnut 34 abgeschlossen ist, welche über eine Zweigleitung 35 mit dem Pumpenarbeitsraum 6 direkt in Verbindung steht. Die Funktionsweise in den Darstellungen gemäß den Fig.5a und b entspricht den vorangehenden Ausführungsformen.
- Unmittelbar nach dem Öffnen des Magnetventiles 8, d.h. bei Beendigung eines Einspritzvorganges, wie dies in Fig.5c dargestellt ist, erfolgt neben einer Beaufschlagung der Düsennadel 12 sowie der Stirnseite 18 des Differentialkolbens und damit einem Schließen des plattenförmigen Schließgliedes 21 des Ventiles 16 ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig.3 eine Kompression der Feder 26, wodurch die Ringnut 34 vom abgesetzten Bereich 32 des Kolbens 25 teilweise freigegeben wird und somit eine direkte Entlastung des unter hohem Druck stehenden Pumpenarbeitsraumes 6 in den Rücklauf 20 vorgenommen wird, wodurch die Schließcharakteristik des Ventiles 16 insgesamt begünstigt wird.
-
- 1 Pumpedüse
- 2 Gehäuse
- 3 Pumpenkolben
- 4 Feder
- 5 Stirnseite
- 6 Pumpenarbeitsraum
- 7 Leitung
- 8 Steuerventil
- 9 Leitung
- 10 Düsennadelfederraum
- 11 Düsennadelfeder
- 12 Düsennadel
- 13 Düsenöffnung
- 14 Einspritzdüse
- 15 Einspritzleitung
- 16 Druckventil
- 17 Verbindungsbohrung
- 18 Stirnflächen
- 19 Differentialkolben
- 20 Rücklaufleitung
- 21 Ventilschließglied
- 22 Sitzfläche
- 23 Rücklaufleitung
- 24, 25 Kolbenteile
- 26 Kompressionsfeder
- 27 Bereich deskolbens mit geringem Durchmesser
- 28 Schließglied
- 29 Ventilsitz
- 30 Zweigleitung
- 31 Arbeitsraum des Differentialkolbens
- 32 Umfangsnut
- 33 Führungsbohrung
- 34 Ringnut
- 35 Zweigleitung
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