DE1045167B - Kraftstoffeinspritzvorrichtung - Google Patents

Description

• Kraftstoffeinspritzvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Ergänzung und Verbesserung der in der Auslegeschrift 1004 431 beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Dieselmotoren, bei welcher die Einspritzdüsen mehrerer Zylinder über eine gemeinsame Druckleitung mit einer einzylindrigen Einspritzpumpe verbunden sind.
• Bei einer solchen Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann es vorkommen, daß bei hoher Drehzahl oder bei Kraftstofförderung mit besonders plötzlichem, steilem Druckanstieg in der Pumpe und der anschließenden Kraftstoffleitung während des durch seine Trägheit unvermeidlichen Öffnungsverzuges des von der Kompression im Arbeitszylinder mit beaufschlagten Einspritzventils der Druck in der für alle Einspritzventile gemeinsamen Kraftstoffleitung so hoch ansteigt, daß sich auch die anderen Ventile kurzzeitig öffnen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, diese Möglichkeit durch die im folgenden zu beschreibenden Maßnahmen auszuschließen.
• Unerwünschte Druckspitzen im Einspritzsystem können entsprechend dem Beispiel der Abb. 1 durch ein federbelastetes Sicherheitsüberdruckventil a an der Kraftstoffleitung b vermieden werden, die die Einspritzpumpe c mit den Einspritzventilen d verbindet. Dieses Sicherheitsventil muß möglichst trägheitslos auf einen Überdruck ansprechen, der zwischen dem Abspritzdruck des kompressionsentlasteten und dem Abspritzdruck der nicht kompressionsentlasteten Einspritzventile liegt.
• Den durch das Sicherheitsventil d abfließenden Kraftstoff leitet man zweckmäßig durch eine Rohrleitung e in den Kraftstoffbehälter zurück. Statt eines Sicherheitsventils können auch mehrere verwendet werden. Sie können nahe der Pumpe oder nahe den Einspritzventilen angeordnet werden oder mit der Pumpe oder den Einspritzventilen baulich vereinigt werden. Wesentlich ist nur, daß sie imstande und geeignet sind, unerwünschte Druckspitzen in der Kraftstoffleitung zwischen der Pumpe und den Einspritzventilen zu verhindern.
• Statt des oder der Sicherheitsventile können als Druckbegrenzer auch Elemente verwendet werden, wie sie die Abb. 2 beispielsweise zeigt. Sie bestehen aus einem in einem Zylinder f beweglichen Kolben g, der durch die Kraft der Feder h belastet und mit seinem Bund i gegen den Rand oder einen Bund des Zylinders f gedrückt wird. Die der Feder abgekehrte Seite des Kolbens wird vom Kraftstoffdruck beaufschlagt, da der Zylinderinnenraum mit dem Druckraum des Einspritzsystems verbunden ist. Sobald ein gewisser Höchstdruck in der Einspritzleitung überschritten wird, weicht der Kolben g unter Überwindung der Kraft der Feder h aus und verhindert einen zu hohen Druckanstieg. Der Kolben muß verhältnismäßig groß und leicht sein, damit er auf Drucküberhöhungen möglichst trägheitslos anspricht.
• Man kann das unerwünschte Öffnen und Mitspritzen von Einspritzventilen nicht im Arbeitstakt begriffener Zylinder ohne Druckbegrenzung im Einspritzsystem auch durch Unterteilung der Ventilnadeln erreichen. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Abb.3 wird das Ventil k von dem durch die Feder L belasteten Kolben m auf seinen Sitz gepreßt.
• Der Feder L wirkt die am Kragen des Ventils k angreifende schwächere Feder n entgegen, die bestrebt ist, das Ventil k zu öffnen. Der Durchmesser des Kolbens m, der sich in dem Zylinder o verschieben kann, ist etwas größer als der äußere Sitzdurchmesser des Ventils k. Die Abmessungen des Ventils k und des Kolbens m sowie die Vorspannungen der Federn l und n kann man so aufeinander abstimmen, daß ein Öffnen des Ventils nur durch die Mitwirkung der Kompression im Arbeitszylinder möglich, ohne dieselbe jedoch unmöglich ist. Die Verhältnisse bei ansteigendem Kraftstoffdruck im Einspritzventilgehäuse zeigt das Diagramm Abb. 4. In Abszissenrichtung ist der Kraftstoffdruck im Ventilgehäuseraum aufgetragen, in Ordinatenrichtung die Ventilsitzbelastung. Eine positive Ventilsitzbelastung bedeutet dabei, daß das Ventil auf seinen Sitz gepreßt wird und geschlossen bleibt. Bei negativer Belastung öffnet es sich. Der Linienzug A-B-C zeigt die Kraftverhältnisse ohne Kompression im Arbeitszylinder des Motors. Beim Kraftstoffdruck Null wird das Ventil mit der Differenz der Federkräfte (Federn l und n) auf seinen Sitz gepreßt (Punkt A). Bei steigendem Kraftstoffdruck nimmt die Ventilsitzbelastung linear ab bis zum Punkt B, da der Kolben -,in einen größeren Durchmesser hat als das Ventil k, so daß die Druckentlastung auf dem Ventilsitz größer ist als die zusätzliche Belastung, während die Feder it für den Kraftschluß zwischen dem Ventil k und dem Kolben m sorgt. Im Punkt B wird der Kraftschluß unterbrochen, weil der Kraftstoffdruck auf das Ventil k die Vorspannkraft der Federn erreicht.
• Bei weiterer Drucksteigerung im Kraftstoffraum trennen sich das Ventil k und der Kolben m, so daß keine weitere Entlastung auf den Ventilsitz übertragen werden kann. Die Ventilsitzbelastung steigt von hier ab vielmehr wieder steil an. Das Ventil kann sich also bei keinem noch so hohen Kraftstoffdruck im Ventilgehäuse öffnen. Im Gegenteil, es wird mit weitersteigendem Druck immer fester auf seinen Sitz gepreßt.
• Der Linienzug D-E-F-G-H zeigt die gleichen Verhältnisse unter Mitwirkung eines Kompressionsdruckes im Arbeitszylinder. Bei jedem Kraftstoffdruck wirkt die Kompression gleichmäßig um denselben Betrag entlastend auf die Ventilsitzbelastung, so daß der Linienzug D-E-F-G-H, um ein Stück weiter nach unten verschoben, genau dem Linienzug A-B-C entspricht. Zwischen den Punkten E und G ist die Ventilsitzbelastung jetzt negativ, d. h., das Ventil kann sich zwischen den diesen Punkten entsprechenden Druckgrenzen im Kraftstoffraum öffnen. Der dem Punkt E im Diagramm entsprechende Druck ist der Abspritzdruck des Einspritzventils.
• Eine ähnliche Wirkung kann mit der in Abb. 5 beispielsweise dargestellten Anordnung erreicht werden. Das Ventil p hat einen Schaft q, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der äußere Ventilsitzdurchmesser. Er ist passend in die Büchse r eingeschliffen und stützt sich gegen ihren oberen Abschlußboden s ab. Der Innenraum der Büchse r ist durch ein Loch t mit dem Außenraum verbunden. Die Büchse r ist ihrerseits im Ventilgehäuse u passend eingeschliffen und durch die Feder v belastet. Die Feder v drückt über die Büchse r das Ventil p auf seinen Sitz.
• Bei richtiger Abstimmung der Abmessungen und der Federkraft aufeinander wird wie bei der Bauart entsprechend Abb.3 erreicht, daß das Ventil p sich nur unter der Mitwirkung eines Kompressionsdruckes im Arbeitszylinder innerhalb gewisser Druckgrenzen des Kraftstoffes im Einspritzventilgehäuse u öffnen kann, nicht dagegen ohne einen Kompressionsdruck. Weitere einfache Mittel zur Abschwächung von Druckspitzen sind entsprechend dem Beispiel der Abb. 6 die Anordnung von Querschnitterweiterungen und Hohlräumen w in der Einspritzleitung nahe der Pumpe oder den Einspritzventilen oder beiden sowie entsprechend Abb. 7 die Verwendung eines an sich bekannten Entlastungsventils x mit Kolbenwirkung als Druckventil in der Einspritzpumpe oder eines Rückflußventils y entsprechend Abb. 8, das gleichfalls bekannt ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kraftstoffeinspritzvorrichtung für mehrzylindrige Dieselmotoren, nach Patentanmeldung H 16930Ia/46C2, dadurch gekennzeichnet. daß zwecks Verhinderung gleichzeitigen Abspritzens mehrerer Einspritzventile bei besonders steilem Druckanstieg im Einspritzleitungssystem folgende, einzeln für sich bekannte Maßnahmen entweder allein oder in beliebiger Zusammenfassung zur Anwendung gelangen, nämlich a) daß die Einspritzventilnadeln in an sich bekannter Weise in einen Nadelteil (w, r), an dem der Kraftstoffdruck in Öffnungsrichtung und die Feder (L, v) in Schließrichtung angreifen, und einen Nadelteil (k, p), der den Ventilkörper trägt, unterteilt sind; b) daß an die Einspritzleitung mindestens ein Sicherheitsventil (ca) angeschlossen ist; c) daß an die Einspritzleitung ein Ausweichkolben (g) angeschlossen ist; d) daß an die Einspritzleitung ein zur Aufnahme der Druckspitzen dienender Raum (w) erweiterten Querschnitts angeschlossen ist; e) daß an der Einspritzpumpe ein Entlastungsventil (x) mit Rücksaugekölbchen oder ein Druckventil und ein getrenntes Rückflußventil (y) vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 535 404, 648 653, 802 601; britische Patentschriften Nr. 334 083, 557 965.