WO2000017511A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für brennkraftmaschinen - Google Patents
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Definitions
- the invention is based on a fuel injection device for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
- a fuel injection device known from US Pat. No. 4,392,612
- a high-pressure fuel pump, a fuel injection valve and a control valve controlling the high-pressure delivery of the high-pressure fuel pump to the fuel injection valve are combined to form a unit, a so-called pump nozzle.
- the control valve controlling the high-pressure delivery at the high-pressure fuel pump is designed as a 2/2-way valve, the axially displaceable valve member of which is coupled at one end to an electrically actuated solenoid valve.
- control valve member At its end facing away from the solenoid valve, the control valve member has a valve sealing surface, with which it cooperates with a stationary valve seat surface in order to control a flow cross section.
- This stationary valve seat surface separates two hydraulic work spaces, one of which is the pump work space
- High-pressure fuel pump and another work space is connected to the low-pressure fuel system.
- the opening stroke movement of the valve member of the known 2/2 Directional control valve is limited by a fixed stroke stop, which is formed by a housing plate connected to the housing.
- the known fuel injection device for internal combustion engines has the disadvantage that when the solenoid valve actuating the 2/2-way control valve is de-energized, the valve member is moved in the opening direction towards the stroke stop plate under the force of a return spring.
- the control valve member strikes very hard on the stroke stop of the housing plate and the control valve member jumps off the stroke stop, causing the control valve member to spring back in the direction of the valve seat surface.
- the control valve can be closed unintentionally, which can cause high-pressure delivery at the high-pressure injection pump and further undesired fuel injection at the injection valve.
- the fuel injection device according to the invention for internal combustion engines with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the provision of a deflecting stroke stop can prevent the valve member of the control valve from jumping off the stroke stop when opening the 2/2-way control valve.
- This is advantageously achieved in that the stroke stop is arranged on a component which is displaceable in the opening direction of the control valve member against a restoring force.
- the originally one-piece housing stop plate is now formed in two parts, the component having the stroke stop being displaceable relative to the stationary housing.
- the stroke stop against the The restoring force acting on the opening direction of the control valve member is preferably designed as a spring force, but can alternatively or additionally also be designed as a damping force.
- the component forming the stroke stop is a cup-shaped bushing, on the closed outer end face of which the stroke stop surface is formed.
- a return spring is advantageously clamped between the closed inner end face of this socket and the stationary housing plate.
- this return spring is designed as a helical compression spring, but as an alternative to this, all other axially acting types of spring are also possible. Due to the arrangement of the stroke stop bush in the low-pressure control chamber of the control valve and the axial
- the fuel located in the low-pressure side working space of the control valve can also flow into the interior of the stop bush and forms a hydraulic damper there when the control valve member and the socket are moved in the opening direction.
- the stroke stop bush is guided and fixed in position by means of a guide pin which is guided at one end in a guide bore in the housing plate.
- the guide pin has a head part with which it engages in a receiving opening of the bush, the end of the head piece of the guide pin facing the housing plate abutting an annular web on the bore opening of the bush. It is a fixation of the maximum depth of the guide pin from the
- Housing plate possible to determine the distance of the stroke stop bush with the control valve member resting on the valve seat from the control valve member. Furthermore, the maximum opening stroke of the stroke stop bush can by The end of the guide pin facing away from the control valve member should be determined at the end of the guide bore.
- control valve member as a hollow needle, which allows fuel to flow out of the spring chamber of the control valve via the control valve member into the low-pressure side working chamber.
- conical shape of the control valve member is achieved by the design of the control valve member as a hollow needle, which allows fuel to flow out of the spring chamber of the control valve via the control valve member into the low-pressure side working chamber.
- Valve seat surface and the valve sealing surface on the control valve is achieved, through which a secure closing and sealing of the flow cross-section on the control valve between the high-pressure side and the low-pressure side control work space is guaranteed.
- FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through the fuel injection device and FIG. 2 shows an enlarged section from FIG. 1 in which the 2/2-way control valve is shown in more detail.
- the fuel injection device for internal combustion engines shown in FIG. 1 and in an enlarged detail therefrom in FIG. 2 has a high-pressure fuel pump 1 designed as a piston pump, the pump housing 3 of which is axially clamped to a holding body 7 of a fuel injection valve 9 via a clamping nut 5. Furthermore, a control valve 11 controlling the high-pressure delivery at the high-pressure fuel pump 1 is inserted into the pump housing 3 of the high-pressure pump 1, the high-pressure fuel pump 1, fuel injection valve 9 and control valve 11 forming a common structural unit of a so-called pump nozzle.
- the high-pressure fuel pump 1 has a pump piston 13 which is driven axially to and fro via a cam drive (not shown in any more detail) and which, with its lower end face 15 facing the injection valve 9, delimits a pump working space 17 in a cylinder bore 19 in the pump housing 3.
- the pump piston 13 is coupled to a tappet 21 of the cam drive and there also has a spring plate 23 on which a return spring 25, which is supported on the pump housing 3, is supported.
- This return spring 25 acts on the pump piston 13 in the direction of the suction stroke and is in the downward stroke of the pump piston 13 by the cam drive, not shown High pressure feed pump 1 depressed.
- An injection line 27 leads from the pump working space 17, which extends axially through the holding body 7 of the fuel injection valve 9 and further through an intermediate disk 29, from where it flows into the valve body 31 of the valve body in a known manner
- Fuel injection valve 9 enters and continues there up to injection openings 33 in the combustion chamber of the internal combustion engine to be supplied.
- the connection of the injection line 27 within the valve body 31 to the outlet openings of the injection openings 33 can be activated or closed in a known manner by a valve sealing seat on the fuel injection valve 31.
- a valve needle 35 is axially displaceably guided within the valve body 31 of the fuel injection valve 9 in a known manner, which is acted upon by a valve spring 37 in the closing direction and which can be lifted off the valve seat by the inflowing high fuel pressure.
- High-pressure fuel pump 1 in the pump housing 3 control valve 11 is designed as a 2/2 way control valve.
- the control valve 11 has an axially displaceable, piston-shaped control valve member 39 which is coupled with its one upper end to an electrically actuable solenoid valve 41.
- an anchor plate 43 of the solenoid valve 41 is fastened to the control valve member 39 by means of a screw 45.
- the connecting screw 45 is screwed into a bore 47 of the control valve member 39 designed as a hollow needle.
- a spring chamber 49 surrounding the control valve member 39 is provided on the control valve 11, into which a control valve spring 51 is inserted, which is clamped between a stop fixed to the housing and a spring plate 53 on the control valve member 39.
- the control valve member 39 has at its Solenoid valve 41 facing away from a conical valve sealing surface 55 formed on a cross-sectional expansion, with which it interacts with a stationary conical valve seat surface 57.
- This valve seat surface 57 is on a diameter extension of the
- Control valve member 39 receiving valve bore 59 formed in the pump housing 3.
- the control valve member 39 has at its cross-sectional area adjoining the valve sealing surface 55 a cross-sectional constriction which forms a ring shoulder 61 with a reduced diameter, so that a hydraulic working chamber 63 of the control valve 11 is formed between the wall of the valve bore 59 and the ring shoulder 61.
- a further hydraulic working space 65 adjoins the valve seat surface 57 within the valve bore 59, which is formed by an expansion of the diameter of the valve bore 59.
- This working space 65 forms a first working space of the control valve 11 with a low-pressure fuel system
- Fuel injector is connected.
- the other hydraulic work space 63 located above forms a second work space of the control valve 11 which is connected to the pump work space 17 of the high-pressure fuel pump 1.
- the flow from the first working space 65 to the second working space 63 is controlled by the sealing seat between the valve seat surface 57 and the valve sealing surface 55 on the control valve member 39.
- a pot-shaped stroke stop bush 67 is also inserted into the first working space 65.
- the stroke stop bushing 67 with its upper outer end face wall area facing the control valve member 39, forms a stroke stop surface 69 against which the control valve member 39 comes to the plant after passing through a certain opening stroke.
- the stroke stop bush 67 with its lower open ring end face 71 is at a predetermined distance from a housing plate 73 which closes the valve bore 59.
- the stroke stop is designed to be resilient in accordance with the invention. For this purpose, between a closed inner end face 75 of the stroke stop bush 67 and the
- this return spring 77 is designed as a helical compression spring, which acts on the stroke stop bush 67 against the opening stroke movement of the control valve member 39 with a restoring force.
- a bolt 79 is also inserted into the stroke stop bushing 67, which has a bolt head 81 which is enlarged in cross section at its end facing the control valve member 39.
- Bolt head 81 is guided in a bore in the closed end face of the stroke stop bushing 67 and, with its lower ring end face, lies against a remaining ring web 83 within the stroke stop bushing 67, on which the return spring 77 is supported.
- the bolt 79 is also guided with its end facing away from the bolt head 81 in a guide bore 85 in the housing plate 73.
- a fuel inlet opening 87 is provided on the clamping nut 5, into which a fuel filter 89 is inserted.
- a fuel supply line (not shown in more detail) opens, the fuel with a low pressure to fuel injector promotes.
- the fuel inlet opening opens into a low-pressure fuel chamber 91, which is formed between the clamping nut 5 and the holding body 7 of the fuel injection valve 9.
- a fuel feed line 93 leads from this fuel low-pressure chamber 91 into the spring chamber 49.
- the spring chamber 49 is hydraulically connected to the interior of the solenoid valve 41, from which a connecting line 95 then leads, which opens into the first working chamber 65 of the control valve 11 located below.
- High-pressure line 101 which, starting from the second hydraulic working space 63 of the control valve 11, runs obliquely into the cylinder bore 19 of the high-pressure pump 1. From this confluence, the high-pressure line 101 is hydraulically connected to the pump working space 17 via an enlargement 103 of the cylinder bore 19.
- a transverse bore 105 is also made in the control valve member 39, which enables fuel to pass from the spring chamber 49 via the transverse bore 105 and the longitudinal bore in the control valve member 39 into the lower first working chamber 65.
- the fuel injection device for internal combustion engines works in the following way.
- a low-pressure fuel feed pump from a fuel storage tank passes through the inlet opening 87 into the low-pressure fuel chamber 91, from which the Fuel flows into the spring chamber 49 of the control valve 11 via the fuel feed line 93.
- the fuel travels further along the armature plate 43 of the solenoid valve 41, which is cooled at the same time and further via the connecting line 95 into the first hydraulic working chamber 65 of the control valve 11.
- the solenoid valve 41 is switched off, the control valve spring 51 holds the control valve member 39 with its valve sealing surface 55 lifted off the valve seat surface 57, so that the fuel can flow from the first working chamber 65 via the valve seat 57 into the second hydraulic working chamber 63.
- the fuel reaches the cylinder bore 19 of the high-pressure pump 1 via the high-pressure line 101 and flows further via the diameter widening 103 provided there into the pump work chamber 17 of the high-pressure fuel pump 1 and thus fills it up.
- the pump working space 17 is filled during the upward suction stroke movement of the
- the injection process or the high-pressure delivery process is ended by switching off the solenoid valve 41 of the control valve 11 again so that the control valve spring 51 again moves the control valve member 39 into the open position.
- the high fuel pressure in the pump work chamber 17 relaxes via the high pressure line 101 and the second hydraulic work chamber 63 on the control valve 11 into the first hydraulic work chamber 65 and further into the
- the stroke stop bush 67 is guided in a resilient manner. Now, when the control valve member 39 bears against the stroke stop bush 67, an evasive movement of the stroke stop bush 67 is carried out against the force of the return spring 77, so that the opening stroke movement of the control valve member is resiliently intercepted.
- the fuel located within the pot-shaped stroke stop bushing 67 additionally acts as a hydraulic damper.
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Abstract
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (1), einem Kraftstoffeinspritzventil (9) und einem die Hochdruckförderung der Kraftstoffhochdruckpumpe (1) steuernden Steuerventil (11), die in einer Baueinheit zusammengefaßt sind. Dabei ist das axial verschiebbare Ventilglied (39) des Steuerventils (11) mit seinem einen Ende an ein Magnetventil (41) angekoppelt und weist an seinem dem Magnetventil (41) abgewandten Ende eine Ventildichtfläche (55) auf, mit der es mit einer ortsfesten Ventilsitzfläche (57) zusammenwirkt, die einen mit einem Kraftstoffniederdrucksystem verbundenen ersten Arbeitsraum (65) von einem, mit einem Pumpenarbeitsraum (17) der Kraftstoffhochdruckpumpe verbundenen zweiten Arbeitsraum (63) trennt, wobei die Öffnungshubbewegung des Steuerventilgliedes (39) durch einen Hubanschlag (69) begrenzt wird. Dieser Hubanschlag (69) ist dabei an einem, in Öffnungsrichtung des Steuerventilgliedes (39) entgegen einer Rückstellkraft verschiebbaren Bauteil (67) angeordnet.
Description
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer derartigen aus der Schrift US 4,392,612 bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist eine Kraftstoffhochdruckpumpe, ein Kraftstoffeinspritzventil und ein die Hochdruckförderung der Kraftstoffhochdruckpumpe zum Kraftstoffeinspritzventil steuerndes Steuerventil zu einer Baueinheit, einer sogenannten Pumpedüse zusammengefaßt. Dabei ist das die Hochdruckförderung an der Kraftstoffhochdruckpumpe steuernde Steuerventil als 2/2- egeventil ausgebildet, dessen axial verschiebbares Ventilglied mit seinem einen Ende an ein elektrisch betätigbares Magnetventil angekoppelt ist. An seinem dem Magnetventil abgewandten Ende weist das Steuerventilglied eine Ventildichtfläche auf, mit der es zur Steuerung eines Durchflußquerschnittes mit einer ortsfesten Ventilsitzfläche zusammenwirkt. Diese ortsfeste Ventilsitzfläche trennt dabei zwei hydraulische Arbeitsräume voneinander, von denen ein Arbeitsraum mit dem Pumpenarbeitsraum der
Kraftstoffhochdruckpumpe und ein anderer Arbeitsraum mit dem Kraftstoffniederdrucksystem verbunden ist. Die Offnungshubbewegung des Ventilgliedes des bekannten 2/2-
Wegesteuerventils wird dabei durch einen ortsfesten Hubanschlag begrenzt, der durch eine mit dem Gehäuse verbundene Gehäuseplatte gebildet ist.
Dabei hat die bekannte Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen jedoch den Nachteil, daß bei stromlos setzen des das 2/2-Wegesteuerventil betätigenden Magnetventils das Ventilglied unter der Kraft einer Rückstellfeder in Öffnungsrichtung auf die Hubanschlagplatte zu bewegt wird. Dabei schlägt das Steuerventilglied sehr hart auf den Hubanschlag der Gehäuseplatte auf und es tritt ein Abspringen des Steuerventilgliedes vom Hubanschlag auf, durch das das Steuerventilglied in Richtung Ventilsitzfläche zurückspringt. Infolge dieses Rückspringens , kann es zu einem ungewollten Verschließen des Steuerventils kommen, was eine Hochdruckförderung an der Hochdruckeinspritzpumpe und weiter ein ungewolltes Kraftstoffeinspritzen am Einspritzventil verursachen kann.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das Vorsehen eines einfedernden Hubanschlages ein Abspringen des Ventilgliedes des Steuerventils vom Hubanschlag beim ÖffnungsVorgang des 2/2-Wegesteuerventils sicher vermieden werden kann. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß der Hubanschlag an einem in Öffnungsrichtung des Steuerventilgliedes entgegen einer Rückstellkraft verschiebbaren Bauteil angeordnet ist. Dazu ist die ursprünglich einteilige Gehäuseanschlagplatte nunmehr zweiteilig ausgebildet, wobei das den Hubanschlag aufweisende Bauteil gegenüber dem ortsfesten Gehäuse verschiebbar ist. Die den Hubanschlag entgegen der
Öffnungsrichtung des Steuerventilgliedes beaufschlagende Rückstellkraft ist dabei vorzugsweise als Federkraft ausgebildet, kann jedoch alternativ oder ergänzend dazu auch als Dämpfungskraft ausgebildet sein. Dabei ist es besonders vorteilhaft, das den Hubanschlag bildende Bauteil als topfförmige Buchse auszubilden, an deren geschlossener Außenstirnfläche die Hubanschlagfläche gebildet ist. Zwischen der geschlossenen Innenstirnfläche dieser Buchse und der ortsfesten Gehäuseplatte ist dabei in vorteilhafter Weise eine Rückstellfeder eingespannt. Diese Rückstellfeder ist dabei im Ausführungsbeispiel als Schraubendruckfeder ausgebildet, es sind alternativ dazu jedoch auch sämtliche anderen axial wirkenden Federarten möglich. Durch die Anordnung der Hubanschlagbuchse im niederdruckseitigen Steuerarbeitsraum des Steuerventils und die axiale
Beabstandung der Buchse zur Gehäuseplatte kann der im niederdruckseitigen Arbeitsraum des Steuerventils befindliche Kraftstoff auch in das Innere der Anschlagbuchse strömen und bildet dort beim Verschieben des Steuerventilgliedes und der Buchse in Öffnungsrichtung einen hydraulischen Dämpfer. Die Führung und Lagefixierung der Hubanschlagbuchse erfolgt dabei über einen Führungsbolzen, der mit seinem einen Ende in einer Führungsbohrung der Gehäuseplatte geführt ist . An seinem anderen Ende weist der Führungsbolzen ein Kopfteil auf, mit dem er in eine Aufnahmeöffnung der Buchse eingreift, wobei das der Gehäuseplatte zugewandte Ende des Kopfstückes des Führungsbolzens an einem Ringsteg an der Bohrungsöffnung der Buchse anliegt. Dabei ist es bei einer Fixierung der maximalen Austauchtiefe des Führungsbolzens aus der
Gehäuseplatte möglich, den Abstand der Hubanschlagbuchse bei am Ventilsitz anliegendem Steuerventilglied zum Steuerventilglied zu bestimmen. Desweiteren kann der maximale Öffnungshubweg der Hubanschlagbuchse durch das
Anliegen des dem Steuerventilglied abgewandten Ende des Führungsbolzens am Ende der Führungsbohrung bestimmt sein.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung wird durch die Ausbildung des Steuerventilgliedes als Hohlnadel erreicht, was ein Abströmen des Kraftstoffes aus dem Federraum des Steuerventils über das Steuerventilglied in den niederdruckseitigen Arbeitsraum ermöglicht. Ein weiterer Vorteil wird durch die konische Ausbildung der
Ventilsitzfläche und der Ventildichtfläche am Steuerventil erreicht, durch die ein sicheres Verschließen und Abdichten des Durchströmquerschnittes am Steuerventil zwischen dem hochdruckseitigen und dem niederdruckseitigen Steuerarbeitsraum gewährleistet ist.
Dabei ist die vorteilhafte Ausbildung des Hubanschlages des 2/2-Steuermagnetventils an einer sogenannten Pumpedüse gezeigt, kann aber auch an sogenannten Pumpe-Leitungs-Düse- Systemen und anderen schnellschaltenden Steuermagnetventilen verwendet werden, bei denen ebenfalls das Problem eines Abspringens des Steuerventilgliedes von einer Hubanschlagfläche auftritt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Zeichnung, der Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert .
Es zeigen die Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung und die Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Figur 1 in dem das 2/2- Wegesteuerventil näher dargestellt ist.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in der Figur 1 und in einem vergrößerten Ausschnitt daraus in der Figur 2 dargestellte Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen weist eine als Kolbenpumpe ausgebildete Kraftstoffhochdruckpumpe 1 auf, deren Pumpengehäuse 3 über eine Spannmutter 5 axial mit einem Haltekörper 7 eines Kraf stoffeinspritzventils 9 verspannt ist. Dabei ist desweiteren ein die Hochdruckförderung an der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 steuerndes Steuerventil 11 in das Pumpengehäuse 3 der Hochdruckpumpe 1 eingesetzt, wobei Kraftstoffhochdruckpumpe 1, Kraftstoffeinspritzventil 9 und Steuerventil 11 dabei eine gemeinsame Baueinheit einer sogenannten Pumpedüse bilden.
Die Kraftstoffhochdruckpumpe 1 weist dabei einen über einen nicht näher dargestellten Nockenantrieb axial hin- und hergehend angetriebenen Pumpenkolben 13 auf, der mit seiner unteren, dem Einspritzventil 9 zugewandten Stirnfläche 15 einen Pumpenarbeitsraum 17 in einer Zylinderbohrung 19 im Pumpengehäuse 3 begrenzt . An seinem dem Pumpenarbeitsraum 17 abgewandten Ende ist der Pumpenkolben 13 an einen Stößel 21 des Nockentriebs angekoppelt und weist dort zudem einen Federteller 23 auf, an dem sich eine, sich andererseits am Pumpengehäuse 3 abstützende Rückstellfeder 25 abstützt. Diese Rückstellfeder 25 beaufschlagt den Pumpenkolben 13 dabei in Richtung Saughub und wird bei der nach unten gerichteten Förderhubbewegung des Pumpenkolbens 13 durch den nicht näher dargestellten Nockenantrieb der
Hochdruckförderpumpe 1 überdrückt. Vom Pumpenarbeitsraum 17 führt eine Einspritzleitung 27 ab, die sich axial durch den Haltekörper 7 des Kraftstoffeinspritzventils 9 und weiter durch eine Zwischenscheibe 29 erstreckt, von wo sie in bekannter Weise in den Ventilkörper 31 des
Kraftstoffeinspritzventils 9 eintritt und dort weiter bis an Einspritzöffnungen 33 in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine führt. Dabei ist die Verbindung der Einspritzleitung 27 innerhalb des Ventilkörpers 31 zu den Austrittsöffnungen der Einspritzöffnungen 33 in bekannter Weise durch einen Ventildichtsitz am Kraftstoffeinspritzventil 31 auf- beziehungsweise zusteuerbar. Zu diesem Zwecke ist innerhalb des Ventilkörpers 31 des Kraftstoffeinspritzventils 9 in bekannter Weise eine Ventilnadel 35 axial verschiebbar geführt, die von einer Ventilfeder 37 in Schließrichtung beaufschlagt wird und die durch den anströmenden Kraftstoffhochdruck vom Ventilsitz abhebbar ist.
Das zur Steuerung der Hochdruckförderung der
Kraftstoffhochdruckpumpe 1 in das Pumpengehäuse 3 eingesetzte Steuerventil 11 ist als 2/2 -Wegesteuerventil ausgebildet. Dazu weist das Steuerventil 11 ein axial verschiebbares, kolbenförmiges Steuerventilglied 39 auf, das mit seinem einen oberen Ende an ein elektrisch betätigbares Magnetventil 41 angekoppelt ist. Dazu ist eine Ankerplatte 43 des Magnetventils 41 mittels einer Schraube 45 am Steuerventilglied 39 befestigt. Die Verbindungsschraube 45 ist dabei in eine Bohrung 47 des als Hohlnadel ausgebildeten Steuerventilgliedes 39 eingeschraubt. Desweiteren ist am Steuerventil 11 ein das Steuerventilglied 39 umgebender Federraum 49 vorgesehen, in den eine Steuerventilfeder 51 eingesetzt ist, die zwischen einem gehäusefesten Anschlag und einem Federteller 53 am Steuerventilglied 39 eingespannt ist. Das Steuerventilglied 39 weist an seinem dem
Magnetventil 41 abgewandten Ende, eine an einer Querschnittserweiterung gebildete konische Ventildichtfläche 55 auf, mit der es mit einer ortsfesten konischen Ventilsitzfläche 57 zusammenwirkt. Diese Ventilsitzfläche 57 ist dabei an einer Durchmessererweiterung der das
Steuerventilglied 39 aufnehmenden Ventilbohrung 59 im Pumpengehäuse 3 gebildet. Das Steuerventilglied 39 weist an seinem, an die Ventildichtfläche 55 anschließenden Querschnittsbereich eine QuerSchnittseinschnürung auf, die einen im Durchmesser verringerten Ringabsatz 61 bildet, so daß zwischen der Wand der Ventilbohrung 59 und dem Ringabsatz 61 ein hydraulischer Arbeitsraum 63 des Steuerventils 11 gebildet ist. Diesem hydraulischen Arbeitsraum 63 abgewandt schließt sich an die Ventilsitzfläche 57 ein weiterer hydraulischer Arbeitsraum 65 innerhalb der Ventilbohrung 59 an, der durch eine Durchmessererweiterung der Ventilbohrung 59 gebildet ist. Dabei bildet dieser Arbeitsraum 65 einen ersten Arbeitsraum des Steuerventils 11 der mit einem Kraftstoffniederdrucksystem der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung verbunden ist. Der obenliegende andere hydraulische Arbeitsraum 63 bildet einen zweiten Arbeitsraum des Steuerventils 11 der mit dem Pumpenarbeitsraum 17 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 verbunden ist. Der Durchfluß vom ersten Arbeitsraum 65 zum zweiten Arbeitsraum 63 wird dabei durch den Dichtsitz zwischen der Ventilsitzfläche 57 und der Ventildichtfläche 55 am Steuerventilglied 39 auf- beziehungsweise zugesteuert.
Zur Begrenzung der Offnungshubbewegung des
Steuerventilgliedes 39 ist weiterhin eine topfförmige Hubanschlagbuchse 67 in den ersten Arbeitsraum 65 eingesetzt. Dabei bildet die Hubanschlagbuchse 67 mit ihrem, dem Steuerventilglied 39 zugewandten oberen äußeren Stirnflächenwandbereich eine Hubanschlagfläche 69, an die
das Steuerventilglied 39 nach Durchlaufen eines bestimmten Öffnungshubweges zur Anlage gelangt. Dabei weist die Hubanschlagbuchse 67 mit ihrer unteren offenen Ringstirnfläche 71 einen vorbestimmten Abstand zu einer, die Ventilbohrung 59 verschließenden Gehäuseplatte 73 auf. Um ein Abspringen des Steuerventilgliedes 39 von der Hubanschlagfläche 69 an der Hubanschlagbuchse 67 sicher vermeiden zu können, ist der Hubanschlag erfindungsgemäß federnd ausgebildet. Dazu ist zwischen einer geschlossenen Innenstirnfläche 75 der Hubanschlagbuchse 67 und der
Gehäuseplatte 73 eine Rückstellfeder 77 eingespannt. Diese Rückstellfeder 77 ist dabei im Ausführungsbeispiel als Schraubendruckfeder ausgebildet, die die Hubanschlagbuchse 67 entgegen der Offnungshubbewegung des Steuerventilgliedes 39 mit einer Rückstellkraft beaufschlagt. Zur Führung der Hubanschlagbuchse 67 und für eine einstellbare Öffnungshubwegbegrenzung ist desweiteren ein Bolzen 79 in die Hubanschlagbuchse 67 eingesetzt, der an seinem dem Steuerventilglied 39 zugewandten Ende einen im Querschnitt erweiterten Bolzenkopf 81 aufweist. Dabei ist dieser
Bolzenkopf 81 in einer Bohrung der geschlossenen Stirnseite der Hubanschlagbuchse 67 geführt und liegt mit seiner unteren Ringstirnfläche an einem verbleibenden Ringsteg 83 innerhalb der Hubanschlagbuchse 67 an, an der sich andererseits die Rückstellfeder 77 abstützt. Der Bolzen 79 ist weiterhin mit seinem, dem Bolzenkopf 81 abgewandten Ende in einer Führungsbohrung 85 in der Gehäuseplatte 73 geführt.
Die Kraftstofführung innerhalb der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erfolgt in folgender Weise. Zunächst ist an der Spannmutter 5 eine Kraftstoffeintrittsöffnung 87 vorgesehen, in die ein Kraftstoffilter 89 eingesetzt ist. An diese Eintrittsöffnung 87 mündet eine nicht näher dargestellte Kraftstoffversorgungsleitung, die Kraftstoff mit einem
niedrigen Vordruck zur Kraftstoffeinspritzeinrichtung fördert. Die Kraftstoffeintrittsöffnung mündet in einen Kraftstoffniederdruckraum 91, der zwischen der Spannmutter 5 und dem Haltekörper 7 des Kraftstoffeinspritzventils 9 gebildet ist. Von diesem Kraftstoffniederdruckraum 91 führt eine KraftstoffZulaufleitung 93 in den Federraum 49. Dabei ist der Federraum 49 hydraulisch mit dem Inneren des Magnetventils 41 verbunden, von dem dann eine Verbindungsleitung 95 abführt, die in den ersten unten liegenden Arbeitsraum 65 des Steuerventils 11 mündet. Die
Kraftstoffabführung des überschüssigen Kraftstoffes aus dem Arbeitsraum 65 erfolgt über eine Rücklaufleitung 97, in die eine Drossel 99 eingesetzt ist und die an der Mantelfläche des Pumpengehäuses 3 austritt. Die Kraftstoffversorgung des Pumpenarbeitsraumes 17 erfolgt mittels einer
Hochdruckleitung 101, die vom zweiten hydraulischen Arbeitsraum 63 des Steuerventils 11 ausgehend, schräg verlaufend, in die Zylinderbohrung 19 der Hochdruckpumpe 1 einmündet. Von dieser Einmündung aus ist die Hochdruckleitung 101 über eine Durchmessererweiterung 103 der Zylinderbohrung 19 mit dem Pumpenarbeitsraum 17 hydraulisch verbunden.
Zur Druckentlastung des Federraumes 49 des Steuerventils 11 ist zudem eine Querbohrung 105 in das Steuerventilglied 39 eingebracht, die einen Kraftstoffdurchtritt aus dem Federraum 49 über die Querbohrung 105 und die Längsbohrung im Steuerventilglied 39 in den unteren ersten Arbeitsraum 65 ermöglicht .
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen arbeitet in folgender Weise. Zunächst gelangt über eine Vorförderpumpe Kraftstoff niederen Druckes aus einem Kraftstoffvorratstank über die Eintrittsöffnung 87 in den Kraftstoffniederdruckraum 91, von dem aus der
Kraftstoff über die Kraftstoffzulaufleitung 93 in den Federraum 49 des Steuerventils 11 einströmt. Von dort gelangt der Kraftstoff weiter entlang der Ankerplatte 43 des Magnetventils 41, die dabei gleichzeitig gekühlt wird und weiter über die Verbindungsleitung 95 in den ersten hydraulischen Arbeitsraum 65 des Steuerventils 11. Bei stromlos geschaltenem Magnetventil 41 hält die Steuerventilfeder 51 das Steuerventilglied 39 mit seiner Ventildichtfläche 55 von der Ventilsitzfläche 57 abgehoben, so daß der Kraftstoff aus dem ersten Arbeitsraum 65 über den Ventilsitz 57 in den zweiten hydraulischen Arbeitsraum 63 überströmen kann. Von dort gelangt der Kraftstoff über die Hochdruckleitung 101 in die Zylinderbohrung 19 der Hochdruckpumpe 1 und strömt über die dort vorgesehene Durchmessererweiterung 103 weiter in den Pumpenarbeitsraum 17 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 und füllt diesen somit auf .
Dabei erfolgt das Befüllen des Pumpenarbeitsraumes 17 während der nach oben gerichteten Saughubbewegung des
Pumpenkolbens 13 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1. Mit Beginn der nach unten gerichteten Förderhubbewegung des Pumpenkolbens 13 wird der Kraftstoff im Pumpenarbeitsraum 17 zunächst über die Hochdruckleitung 101 und das noch geöffnete Steuerventil 11 in den Niederdruckkreislauf zurückgefördert. Soll eine Kraftstoffeinspritzung am Kraftstoffeinspritzventil 9 erfolgen, wird nun der Steuermagnet 41 am Steuerventil 11 bestromt und verschiebt entgegen der Kraft der Steuerventilfeder 51 das Steuerventilglied 39 mit seiner Ventildichtfläche 55 in Anlage an die Ventilsitzfläche 57, so daß der zweite Arbeitsraum 63 am Steuerventil 11 nunmehr verschlossen ist. Infolgedessen baut sich während der weiteren Förderhubbewegung des Pumpenkolbens 13 ein Kraftstoffhochdruck im Pumpenarbeitsraum 17 auf, der über
die Einspritzleitung 27 an das Kraftstoffeinspritzventil 9 weitergeleitet wird, wo er in bekannter Weise zu einer Offnungshubbewegung der Ventilnadel 35 führt, so daß der Kraftstoff über die nunmehr aufgesteuerten Einspritzöffnungen 33 in den Brennraum der
Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Der Einspritzvorgang beziehungsweise der Hochdruckfördervorgang wird beendet, indem das Magnetventil 41 des Steuerventils 11 erneut stromlos geschaltet wird, so daß die Steuerventilfeder 51 das Steuerventilglied 39 erneut in Öffnungslage verschiebt. Dabei entspannt sich der im Pumpenarbeitsraum 17 anstehende Kraftstoffhochdruck über die Hochdruckleitung 101 und den zweiten hydraulischen Arbeitsraum 63 am Steuerventil 11 in den ersten hydraulischen Arbeitsraum 65 und weiter in das
Kraftstoffniederdrucksystem. Infolge der Druckentlastung des Pumpenarbeitsraumes 17 schließt nunmehr auch das Kraftstoffeinspritzventil 9 in bekannter Weise.
Um dabei beim Aufsteuern des Steuerventilgliedes 39 ein hartes Anschlagen an der die Offnungshubbewegung des Steuerventilgliedes 39 begrenzenden Hubanschlagfläche 69 zu vermeiden, ist die Hubanschlagbuchse 67 federnd geführt. Dabei wird nunmehr bei Anlage des Steuerventilgliedes 39 an der Hubanschlagbuchse 67 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 77 eine Ausweichbewegung der Hubanschlagbuchse 67 ausgeführt, so daß die Offnungshubbewegung des Steuerventilgliedes federnd abgefangen wird. Dabei wirkt der innerhalb der topfförmigen Hubanschlagbuchse 67 befindliche Kraftstoff zusätzlich als hydraulischer Dämpfer.
Es ist somit mit der erfindungsgemäßen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen auch bei sehr hohen Einspritzdrücken und sehr schnellen
Schaltzeiten am Steuerventilglied 39 möglich, ein Abspringen des Steuerventilgliedes 39 von der die Offnungshubbewegung begrenzenden Hubanschlagfläche 69 sicher zu vermeiden, und so ein mögliches erneuten unerwünschtes Verschließen des Steuerventils 11 zu unterbinden.
Claims
1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (1) , einem Kraftstoffeinspritzventil (9) und einem die Hochdruckförderung der Kraftstoffhochdruckpumpe (1) steuernden Steuerventil (11) , die in einer Baueinheit zusammengefaßt sind, wobei das vorzugsweise als 2/2- Wegeventil ausgebildete Steuerventil (11) ein axial verschiebbares Steuerventilglied (39) aufweist, das mit seinem einen Ende an einen elektrischen Aktor, vorzugsweise ein Magnetventil (41) angekoppelt ist und an seinem dem Magnetventil (41) abgewandten Ende eine Ventildichtfläche (55) aufweist, mit der es zur Steuerung eines Durchflußquerschnittes mit einer ortsfesten Ventilsitzfläche (57) zusammenwirkt, die einen mit einem
Kraftstoffniederdrucksystem verbundenen ersten Arbeitsraum (65) von einem mit einem Pumpenarbeitsraum (17) der Kraftstoffhochdruckpumpe (1) verbundenen zweiten Arbeitsraum (63) trennt sowie mit einem, die Offnungshubbewegung des Steuerventilgliedes (39) begrenzenden Hubanschlag, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubanschlag (69) an einem in Öffnungsrichtung des Steuerventilgliedes (39) entgegen einer Rückstellkraft verschiebbaren Bauteil angeordnet ist.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß die am Hubanschlag (69) entgegen der Öffnungsrichtung des Steuerventilgliedes (39) angreifende Rückstellkraft als Federkraft ausgebildet ist.
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Hubanschlag bildende Bauteil als topfförmige Hubanschlagbuchse (63) ausgebildet ist, an deren geschlossener Außenstirnfläche eine Hubanschlagfläche (69) gebildet ist und zwischen deren geschlossener
Innenstirnfläche (75) und einer Gehäuseplatte (73) eine Rückstellfeder (77) eingespannt ist.
4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubanschlagbuchse (67) im ersten, niederdruckseitig verbundenen Arbeitsraum (65) des Steuerventils (11) angeordnet ist.
5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubanschlagbuchse (67) mittels eines Bolzens (79) in einer Führungsbohrung (85) in der Gehäuseplatte (73) geführt ist.
6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (79) in einer Bohrung durch die geschlossene Stirnfläche der Hubanschlagbuchse (67) geführt ist, wobei der Bolzen (79) an seinem der Gehäuseplatte (73) abgewandten Ende einen Bolzenkopf (81) aufweist, der mit seiner der Gehäuseplatte (73) zugewandten Ringstirnfläche an einen, andererseits die geschlossene Innenstirnfläche (75) begrenzenden Ringsteg (83) an der Hubanschlagbuchse (67) zur Anlage kommt.
7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer an der offenen Stirnseite der Hubanschlagbuchse (67) gebildeten Ringstirnfläche (71) und der Gehäuseplatte (73) ein Abstand vorgesehen ist.
8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (77) am Hubanschlag als Schraubenfeder ausgebildet ist, die den Bolzen (79) koaxial umgebend in der Hubanschlagbuchse (67) zwischen deren geschlossener Innenstirnfläche (75) und der Gehäuseplatte (73) eingespannt ist.
9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (39) des Steuerventils
(11) als Hohlnadel ausgebildet ist, die bei am Ventilsitz (57) anliegendem Ventilglied (39) einen Federraum (49) des Steuerventils (11) mit dem ersten, niederdruckseitig verbundenen Arbeitsraum (65) verbindet.
10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gehäusefeste Ventilsitzfläche (57) und die Ventildichtfläche (55) am Steuerventilglied (39) konisch ausgebildet sind.
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