Brennstoffeinspritzeinrichtung bei Brennkraftmaschinen. Die Erfindung betrifft eine Brennstoff einspritzeinrichtung beiBrennkraftmaschinen mit einer Brennstoffpumpe und mindestens einer Einspritzdüse, deren Verbindung mit ihrer Brennstoffzuführung von einem Ein- spritzventil gesteuert ist, das sich unter dem Druck des Brennstoffes in der Zuführung entgegen dem Druck eines mit Brennstoff be lasteten Kolbens (Belastungskolben) öffnet,
wobei in einer Förderperiode der Brennstoff pumpe eine mittels eines besonderen Vorein- spritzkolbens, der von der Brennstoffpumpe hydraulisch angetrieben wird, bewirkte Vor einspritzung von Brennstoff, dann eine Er höhung der Schliesskraft des Einspritzventils und hierauf, die Haupteinspritzung des Brennstoffes bewirkt wird.
Nach dem Patentanspruch des Haupt patentes ist der Ventilbelastungskolben un i abhängig vom Einspritzventil beweglich, und die Antriebsräume sowohl des Voreinspritz- kolbens, als auch des Ventilbelastungskolbens. sind über eine Leitung an den Druckraum der Brennstoffpumpe derart angeschlossen, und der Ventilbelastungskolben ist derart ausgebildet, dass er seinen Druckhub an- sehliessend an den des Voreinspritzkolbens ausführt.
Nach Unteranspruch 7 des Hauptpatentes sind Mittel vorgesehen, welche verhindern, dass der Ventilbelastungskolben seinen Druck hub ausführt, bevor der Voreinspritzkolben bei seinem Druckhub eine bestimmte Stellung erreicht hat. Nach Unteranspruch 8 des Hauptpatentes geht die Verbindung zwischen der Brennstoffzuführung und dem Antriebs raum des Ventilbelastungskolbens über einen Kanal, der vom Voreinspritzkolben gesteuert und am Ende von dessen Druckhub geöffnet wird. 1 .
Um zu ermöglichen, dass der Ventil- belastungskolben seinen Rückgang auch dann ausführen kann, wenn der Voreinspritzkolben den seinigen bereits vollendet hat, ist im Ausführungsbeispiel des Hauptpatentes ein besonderer Rückströmkanal vorgesehen, der den Antriebsraum des Ventilbelastungskol- bens mit der Brennstoffzuführung verbindet,
und der von einem den Brennstoffrückfluss in der Richtung gegen die Pumpe ermög lichenden Rückschlagventil beherrscht ist; dieser Kanal enthält eine Drosselstelle, um heftige Bewegungen des Brennstoffes zu dämpfen.
Gemäss der zusätzlichen Erfindung kann das genannte Rückschlagventil dadurch ent behrlich gemacht werden, dass zwischen dem Voreinspritzkolben und seinem Zylinder ein Spielraum vorhanden ist, durch welchen zwi schen den Förderperioden der Brennstoff pumpe eine den Rückgang des Ventil- belastungskolbens ermöglichende Brennstoff menge vom Arbeitsraum des Ventilbela- stungskolbens nach der Brennstoffzuführung zurückströmen kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar das Einspritzaggregat einer Ein spritzeinrichtung, die aus einer Brennstoff pumpe, dem Einspritzaggregat und der sie verbindenden Einspritzleitung besteht.
Die in der Zeichnung nicht dargestellte Brennstoffpumpe ist zweckmässig eine Kol benpumpe, deren Pumpenkolben bei seinem Druckhub eine regelbare Brennstoffmenge in die Einspritzleitung fördert, und die so ein gerichtet ist, dass anschliessend an jede För- derperiode eine Senkung des Druckes in der Druckleitung herbeigeführt wird. Die Brenn stoffpumpe kann z. B. so ausgeführt sein wie die Brennstoffpumpe in Fig. 1 der Pa tentschrift des Hauptpatentes.
Die genannte Einspritzleitung geht von der Brennstoffpumpe durch das Rohr 24 und die Bohrung 25 im Anschlussstutzen 26 des Einspritzaggregates, das im Deckel 32 des Brennkraftmaschinenzylinders untergebracht ist und auch das Zwischenstück 28 und den Düsenkörper 29 enthält. Dieser ist mit der in den Verbrennungsraum mündenden, meh rere Bohrungen 33 aufweisenden Einspritz düse versehen.
Die Verbindung dieser Düse mit dem Ringraum 35, der an die teils im Zwischenstück 28, teils im Düsenkörper 29 liegende Brennstoffzuleitung 34 angeschlos sen ist, wird vom Einspritzventil 36 be- herscht, dessen kegelige Spitze 37 dicht auf einen Sitz im Düsenkörper 29 passt und des sen Schaft 38 in diesem mit dichter Passung gleitet. Eine Abstufung 39 am Schaft 38 bie tet dem Brennstoffdruck im Ringraum 35 eine Angriffsfläche zum Öffnen des Ventils.
Das obere, in die Zentralbohrung des Zwi schenstückes 28 hineinragende Ende 66 des Ventils 36 hat einen kleineren Durchmesser als der Schaft 38, so dass das Ventil einen Absatz 67 aufweist, der beim Öffnen des Ventils zur Begrenzung des Ventilhubes auf die untere Stirnfläche 68 des Zwischenstückes 28 trifft.
Zwischen dem Anschlussstutzen 26 und dem Zwischenstück. 28 ist in der Einspritz- vorrichtung das Steuergehäuse 27 angeordnet, das eine von der Bohrung 25 nach der Düsen zuleitung 34 gehende Zylinderbohrung 41 und eine mit dem Einspritzventil 36 gleich achsige Zylinderbohrung 42 enthält, welch letztere an ihrem vom Einspritzventil ab gewandten Ende in die Kammer 43 mündet.
Im Zylinder 41 gleitet mit dichtem Sitz der Voreinspritzkolben 44; dieser ist auf seiner dem Anschlussstutzen 26 zugewandten Seite mit einem Fortsatz 45 versehen; eine im Weg dieses Fortsatzes liegende Anschlag fläche 46 des Stutzens 26 begrenzt den Weg des Voreinspritzholbens 44 gegen die Boh rung 25. In der Richtung gegen die Düsen zuleitung 34 ist der Weg des Kolbens 44 durch die Anschlagfläche 47 des Zwischen stückes 28 begrenzt, auf die der Fortsatz 48 dieses Kolbens am Ende des Druckhubes trifft.
Der im Zylinder 42 laufende Ventilbe- lastungskolben 50 hat einen grösseren Durch messer als der Schaft 38 des Einspritzventils; er trägt an seinem dem Einspritzventil 36 zu gekehrten Ende das Widerlager 51 einer Feder 52, die am Federteller 53 des Ventils 36 angreift und dieses auf seinen Sitz drückt.
An seiner in der Kammer 43 liegenden Stirn fläche hat er einen Höcker 78, der bei seiner Bewegung in der Richtung gegen den An schlussstutzen 26 auf die Anschlagfläche 72 des letzteren trifft; auch wenn der Höcker 78 an der Fläche 72 dicht anliegt, wirkt der in der Kammer 43 herrschende Brennstoffdruck auf den grössten Teil der Kolbenstirnfläche. Ausserdem hat der Kolben 50 einen Kragen 74, der bei seiner Bewegung gegen das Ein spritzventil 36 auf die Fläche 73 des 'Steuer gehäuses 27 trifft. Der Weg des Kolbens 50 ist somit nach beiden Richtungen begrenzt.
Zwischen der Zylinderbohrung 41 und der Kammer 43, dem Antriebsraum des Ventil- bela,stungskolbens ist ein Verbindungskanal 56 vorgesehen, dessen Mündung in die Zylin derbohrung 41 am Ende des Druckhubes des Voreinspritzkolbens 44 von dessen gante 57 ganz freigegeben wird. Auf dem Teil seiner Länge, der bei der gezeichneten Ruhelage des Kolbens 44 zwischen der Mündung des Ver bindungskanals 56 und der Kante 57 liegt, hat der Voreinspritzkolben einen Durch messer, der ganz wenig, z.
B. 0g01 mm, kleiner ist als der Durchmesser der Zylinder bohrung 41.
Der in der Zeichnung übertrieben gross gezeichnete Spalt zwischen diesem Teil des Kolbens 44 und dem Zylinder 41 bildet also eine Drosselstelle, über die der Antriebs raum 43 des Ventilbelastungskolbens 50 mit der Einspritzleitung 24 in Verbindung steht. Diese Verbindung ersetzt die im Ausfüh rungsbeispiel des Hauptpatentes vorgesehene besondere Rüekströmverbindung mit dem Rückschlagventil 63 zwischen dem Antriebs raum 43 und der Einspritzleitung 24.
Vom Zylinder 42 des Ventilbelastungs- kolbens geht seitlich ein Kanal 75 aus, der über den Ringkanal 76 mit der Brennstoff zuleitung 34 der Düse in offener Verbindung steht. Die Verbindung des Kanals 75 mit dem Antriebsraum 43 wird von der gante 77 des Ventilbelastungskolbens 50 gesteuert, - zwi schen welcher und dem Kragen 74 der Kol ben 50 einen wesentlich kleineren Durchmes ser hat als sein Zylinder 42. Die gante 77 gibt diese Verbindung im Laufe des Druck hubes des Kolbens 50 frei.
Im Anfang der Förderperiode der Brenn stoffpümpe"verschiebt der Brennstoffdruck in der Einspritzleitung 24, im Kanal 25 und in dem mit diesem in Verbindung stehenden Teil des Zylinders 41 den Voreinspritzkolben 44 gegen die Düsenzuleitung 34; der Vorein- spritzkolben fördert dann in diese Leitung Brennstoff, dessen an der Abstufung 39 an greifender Druck das Einspritzventil 36 gegen die Vorspannung der Feder 52 von seinem Sitze abhebt, und der durch die Düsenbohrungen 33 in den Verbrennungs raum spritzt.
Währenddessen gelangt eine kleine Brennstaffmenge durch den Spalt zwi schen dem Voreinspritzkolben 44 und seinem Zylinder 41 und durch den Verbindungs kanal 56 in den Antriebsraum 43 des Ventil- belastungskolbens 50, aber erst am Ende des Druckhubes des Kolbens 44 gibt dessen Steuerkante 57 die Mündung des Kanals 56 ganz oder zum grössten Teil frei, wodurch nahezu der volle in der Einspritzleitung 24 herrschende Brennstoffdruck im Raum 43 auf den Ventilbelastungskolben zur Wirkung kommt.
Im Sinne einer Verschiebung des Kolbens gegen das Einspritzventil 36 wirkt dieser Druck auf einer resultierenden An griffsfläche, die nur um die kleine Stirn fläche des Höckers 78 kleiner ist als der Querschnitt des Kolbens 50. Im Ringraum 35 wirkt der Brennstoffdruck nur auf die Ab stufung 39 und einen kleinen Teil der Ventil spitze 37, und der auf den Rest dieser Ventil spitze wirkende Brennstoffdruck ist wegen der Drosselung im Ventilsitz geringer als der Druck im Ringraum 35.
Deshalb, und weil der Durchmesser des Kolbens _50 grösser ist als derjenige des Ventilschaftes 38, ist die Kraft, die das Einspritzventil offen zu halten sucht, geringer als diejenige, die im Raume 43 den Ventilbelastungskolben 50 gegen das Einspritzventil 36 zu verschieben sucht. Da aber die auf den Kolben 50 wirkende Kraft durch die Feder 52 auf das Ventil 36 über- tragen wird, kehrt dieses auf seinen Sitz zu rück und setzt der Voreinspritzung ein Ende.
@Tnaefähr zleichzeitig trifft der Vortsatz 48 des Voreinspritzkolbens 44 auf seinen An- schla#,r 47, wodurch der Kolben 44 zum Still stand kommt und die weitere Übertragung des Druckes von der Bohrung 25 auf die Düsenzuleitung 34 ohnehin verhindert wird.
Hierauf drückt der von der Brennstoff pumpe weiter über die Bohrung 25 und den Verbindungskanal 56 in den Raum 43 geför derte Brennstoff mittels des Kolbens 50 die Feder 52 zusammen und erhöht so die Schliesskraft des Einspritzventils.
Im Laufe seines Druckhubes gibt dann die gante 77 die Mündung des Kanals 75 frei, so dass der Raum 43 und der Raum 35 über die Kanäle 75, 76 und 34 miteinander in offene Verbindung kommen. Die Hauptein spritzung wird dadurch ermöglicht, dass der Kragen 74 des Ventilbelastungskolbens 50 auf die Anschlagfläche 73 auftrifft und den Kolben daran hindert, die ganze im Antriebs raum 43 auf ihn wirkende Druckkraft auf die Feder 52 zu übertragen. Das Einspritz- ventil 36 kann dann bei weiterer Zunahme des Brennstoffdruckes im Raum<B>35</B> von die sem Druck geöffnet werden.
Wenn die Brennstoffpumpe den Druck in der Einspritzleitung 24 und :somit im An triebsraum 40 des Voreinspritzkolbens 44 senkt, und dieser vom Brennstoffdruck in der Düsenzuleitung 34 gegen den Antriebsraum 40 zurückgeschoben wird, wird zunächst das Einspritzventil 36 von der Feder 52 im Augenblick auf seinen Sitz gedrückt, wo der wegen des Rückganges des Kolbens 44 sinkende Druck im Ringraum 35 der mittels dieser Feder ausgeübten Schliesskraft nicht mehr das -Gleichgewicht halten kann.
Dabei bleibt unabhängig von der Bewegung des Voreinspritzkolbens 44 die Verbindung des Ringraumes<B>35</B> mit dem Antriebsraum 43 des Ventilbelastungskolbens 50 durch die Kanäle 75, 76 und 34 offen, bis die Kante 77 des Kolbens 50 die 11lündung des Kanals 75 ab sperrt.
Der Rückgang des Voreinspritzkol- bens senkt also auch den Brennstoffdruck im Antriebsraum 43 des Ventilbelastungskolbens 50, so da.ss dieser von der Feder 52 in diesen Raum zurückgeschoben werden'kann. Dabei verdrängter bis zum Absperren des Kanals 75 Brennstoff nach der Düsenzuleitung 34 und nach dein mit ihr kommunizierenden Ar- beitsraum des Voreinspritzkolbens 44 im Zy linder 41.
Dieser Brennstoff wird nicht nur in diesem Arbeitsraum für die nachfolgende Voreinspritzung vorgelagert, sondern er kann auch durch seinen Druck an Stelle einer be sonderen Feder den Rückgang des Vorein- spritzkolbens bis zum Auftreffen seines Fort satzes 45 auf die Anschlagfläche 46 be wirken.
Nach dem Absperren des Kanals 75 ent weicht der vom Kolben 50 auf dem Rest seines Rückganges verdrängte Brennstoff aus dem Raum 43 über den Kanal 56 und den Spielraum zwischen dem Voreinspritz- kolben 44 und seinem Zylinder 41 nachdem Raum 40, dem Kanal 25 und der Einspritz- leitung 24, deren Brenstoffinhalt von der Brennstoffpumpe bereits entlastet worden ist. Der Brennstoff wird im genannten Spiel raum zweckmässig so stark gedrosselt, dass der Kolben 50 diesen Restteil seines Rück gangsweges nur verhältnismässig langsam zu rücklegt,
dass aber der Höcker 78 die An schlagfläche 72 rechtzeitig vor Beginn der nachfolgenden Förderperiode der Brennstoff pumpe erreicht.
Der zwischen dem Voreinspritzkolben 44 und seinem Zylinder 41 vorhandene Spiel raum könnte sich auch auf die ganze Länge des Voreinspritzkolbens erstrecken. Während der verhältnismässig sehr kurzen Zeit, in welcher die Förderung und Einspritzung des Brennstoffes stattfindet, kann nur sehr wenig Brennstoff in zweckwidriger Weise dem Kolben 44 entlang fliessen, so dass bei ge nügend kleinem 'Spiel zwischen dem Kolben 44 und seinem Zylinder 41 das Arbeiten der Einrichtung nicht schlechter ist als bei der Ausführung nach der Zeichnung.
Dagegen ist es für die Herstellung vorteilhafter, den Voreinspritzkolben 44 auf seiner ganzen Länge mit gleichem Durchmesser ausführen zu können.