DE1526637B2

DE1526637B2 - Brennstoffeinspritzvorrichtung fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1526637B2
Application number: DE19661526637
Authority: DE
Inventors: Basil Edward Pinner Middlesex; Shufflebotham David London; Knight (Großbritannien)
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1965-01-11
Filing date: 1966-01-08
Publication date: 1976-02-12
Also published as: FR1463387A; US3456884A; ES321886A1; DE1526637A1; GB1060181A

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Einspritzdüse und einem in der Brennstoffzuführleitung zur Düsennadel im Düsenhalter oder innerhalb eines Anschlußstutzens am Düsenhalter in einer Bohrung axial beweglich geführten Steuerkolben, in dem eine einen drosselnden Bohrungsabschnitt aufweisende sowie an einem Querdurchgang angeschlossene, axial verlaufende Durchgangsbohrung angeordnet ist, und der bei seiner Axialverschiebung gegen die Kraft einer den Steuerkolben in Ruhestellung in Anlage an einem Anschlag haltenden Schraubendruckfeder durch den unter Einspritzdruck stehenden Brennstoff eine den drosselnden Bohrungsabschnitt umgehende, in den stromab vom Steuerkolben liegenden Abschnitt der Brennstoffzuführleitung mündende Nebenleitung aufsteuert.

Eine derartige Einspritzvorrichtung ist aus der DT-PS 6 90 568 bekannt. Bei dieser Vorrichtung mündet die Durchgangsbohrung im Steuerkolben über den

ίο drosselnden Bohrungsabschnitt direkt in den stromab vom Steuerkolben liegenden Abschnitt der Brennstoffzuführleitung und der Querdurchgang steht in Brennstoffströmungsrichtung gesehen vor dem drosselnden Bohrungsabschnitt mit der Durchgangsbohrung in Verbindung. Bei der bekannten Vorrichtung dient jedoch der Drosselbohrungsabschnitt sowohl der Verminderung der Anfangseinspritzung als auch der Zuführung von Voreinspritzbrennstoff für den nächsten Einspritzvorgang in den hinter dem Steuerkolben beim Rückgang desselben frei werdenden Raum. Ferner steuert beim Einspritzhub der Querdurchgang im Steuerkolben nach einer bestimmten Wegstrecke die über den nicht drosselnden Bohrungsabschnitt im Steuerkolben führende Nebenleitung auf, wodurch unmittelbar nach der Voreinspritzung die Verbindung mit dem pumpenseitigen Abschnitt der Brennstoffzuführleitung hergestellt wird. Dem Steuerkolben dieser bekannten Vorrichtung ist es somit nach der Einspritzung wegen des auf die Voreinspritzung abgestimmten Drosselbohrungsabschnittes nicht möglich, wieder schnell genug in seine Ausgangsstellung zurückzukehren, da nach einer bestimmten Rückstellstrecke der Querdurchgang verschlossen wird und der Brennstoff bei weiterer Rückbewegung des Steuerkolbens nur noch langsam durch den stark drosselnden Abschnitt der Durchgangsbohrung fließen kann. Dadurch bewegt sich der Steuerkolben bei hohen Einspritzfrequenzen eine geringere Strecke zurück als bei niedrigeren Einspritzfrequenzen, so daß verschieden große Brennstoffmengen abgemessen werden. Außerdem erfolgt der Übergang von der gedrosselt zur ungedrosselt eingespritzten Brennstoffmenge sehr plötzlich.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, die eingangs genannte Einspritzvorrichtung so zu verbessern, daß bei verschiedenen Einspritzfrequenzen stets gleich große Voreinspritzbrennstoffmengen abgemessen werden und der plötzliche Übergang von der gedrosselt zur ungedrosselt eingespritzten Brennstoffmenge vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchgangsbohrung düsennadelseitig in einem in Ruhestellung des Steuerkolbens eine bestimmte Brennstoffmenge aufnehmenden Endabschnitt der Führungsbohrung für den Steuerkolben mündet, der düsennadelseitig über eine von der Nebenleitung umgangene Drosselstelle mit dem stromab vom Steuerkolben liegenden Abschnitt der Brennstoffzuführleitung in Verbindung steht, und daß die Nebenleitung über zwei axial versetzt angeordnete Steueröffnungen derart in der Führungsbohrung des Steuerkolbens mündet, daß die der Düsennadel nächstgelegene öffnung mit dem Querdurchgang im Steuerkolben bei dessen Axialverschiebung zusammenwirkt, bevor die von der Düsennadel entfernter liegende öffnung, von einer Endkante an dem der Düsennadel abgewandten und den drosselnden, gegenüber der Drosselstelle im Querschnitt größeren Bohrungsabschnitt der Durchgangsbohrung aufnehmenden Ende des Steuerkolbens aufge-

steuert wird.

Dadurch, daß nunmehr zwei Drosselbohrungen vorhanden sind, kann jede dieser Bohrungen auf eine Einzelfunktion besser abgestimmt werden. So kann die Drosselstelle am Ende der Führungsbohrung auf die Voreinspritzung abgestimmt werden und im Steuerkolben der Querschnitt des drosselnden Bohrungsabschnittes so groß ausgebildet werden, daß eine unnötige Drosselung vermieden wird und der Steuerkolben nach dem Abschluß der der Düsennadel näher gelegenen öffnung im anschließenden, dem nächsten Voreinspritzhub entsprechenden Hubabschnitt schneller als bisher in seine Ruhestellung am Anschlag zurücklaufen kann. Dadurch wird die Abmessung der Voreinspritzbrennstoffmengen bei unterschiedlichen Einspritzungen vergleichmäßigt. Darüber hinaus erbringt das mit zeitlichem Abstand erfolgende Aufsteuern der der Düsennadel nächstgelegenen öffnung durch den Querdurchgang und der von der Düsennadel entfernter gelegenen öffnung durch die Endkante des Steuerschiebers einen weichen Wechsel von der ersten zur zweiten Brennstoffmenge.

Aus der FR-PS 10 50 597 ist zwar ein innerhalb der Brennstoffzuführleitung zur Düsennadel angeordneter Steuerkolben bekannt, der zum Zweck der Voreinspritzung einer bestimmten Brennstoffmenge einen durch einen Anschlag begrenzten Hub ausführt Der Steuerkolben weist dabei entweder selbst einen drosselnden Bohrungsabschnitt in einer zentralen Durchgangsbohrung auf oder steuert als geschlossener Kolben nach einem bestimmten Hub eine den Drosselbohrungsabschnitt aufweisende Nebenleitung auf. Mit dieser Vorrichtung wäre zwar eine frequenzunabhängige Voreinspritzmenge möglich, jedoch erfolgt hier die Voreinspritzung nicht gedrosselt und muß wegen des Fehlens einer ungedrosselten Nebenleitung auch der gesamte Haupteinspritzbrennstoff über den Drosselbohrungsabschnitt geführt werden. Im Fall der vom Steuerkolben gesteuerten, den Drosselbohrungsabschnitt enthaltenden Nebenleitung kommt der Nachteil hinzu, daß beim Rückgang des Steuerkolbens nicht genügend Brennstoff auf die rückwärtige Seite des Kolbens nachfließen kann.

Als zweckmäßig erweist es sich, wenn die Führungsbohrung für den Steuerkolben, die am Ende dieser Führungsbohrung angeordnete Drosselstelle sowie die beiden axial versetzt angeordneten, in die Führungsbohrung mündenden Steueröffnungen in einem zur Düsennadel hin federbelasteten Druckentlastungsventil angeordnet sind, dessen Führungsbohrung mit dem Schaft des Entlastungsventils einen sowohl als Druckentlastungsals auch als Nebenleitung dienenden Brennstoffweg begrenzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt einen teilweisen Querschnitt durch eine Einspritzdüse und die Anordnung des Steuerkolbens in einem Druckentlastungsventil innerhalb eines am Düsenhalter angeordneten Anschlußstutzens.

Die Einspritzdüse 10 ist zylindrisch und wird in den Zylinderkopf 11 des Motors derart eingesetzt, daß der Düsenkörper 12 ein Teil der Wandung der Verbrennungskammer des Motors ist. Der Düsenkörper hat Spritzlöcher 13, durch die der Brennstoff in die Verbrennungskammer gelangt, und in dem Düsenkörper ist eine federbelastete Düsennadel 14 angeordnet, die von dem Brennstoffdruck betätigt wird, wobei der von einer Brennstoffpumpe 15 erzeugte Brennstoffdruck über eine Brennstoffzuführleitung 16 der Düsennadel zugeführt wird. Die Brennstoffpumpe kann beliebig ausgebildet sein und beispielsweise eine Pumpe mit einem drehbaren Verteiler sein.

Bei dem dargestellten Beispiel liegt die Anordnung in einem Anschlußstutzen am Düsenhalter, sie kann aber auch im Düsenhalter selbst liegen.

Die Anordnung besteht aus zwei miteinander verschraubten Teilen 17 und 18. In dem Schraubteil 18 ist

ίο eine zylindrische Bohrung 19 ausgebildet, die an ihrem an der Einspritzdüse liegenden Ende mit einem Leitungsabschnitt 16a in der Einspritzdüse in Verbindung steht, durch den der Brennstoff zur Düsennadel 14 und zu den Spritzlöchern 13 fließt. Das andere Ende der Bohrung 19 mündet in eine in dem Schraubteil 17 ausgebildete Kammer 37, und in der Bohrung 19 wird ein als Druckentlastungsventil dienendes Ventil 20 geführt, von dem ein Teil, der Ventilkopf 20a, in der Kammer 37 liegt. Die Kammer 37 ist über die Brennstoffzuführleitung 16 verbunden mit der Brennstoffpumpe 15, und das Ventil 20 steht unter der Wirkung einer Schraubenfeder 21, die in Richtung zur Einspritzdüse wirkt. Weiterhin stehen das Ventil 20 und das benachbarte Ende des Schraubteiles 18 unter der Wirkung der Feder 21 zwecks Schließens des Ventils 20 und damit zur Unterbrechung der Verbindung zwischen der Kammer 37 und der Bohrung 19.

In dem Ventil 20 ist eine Bohrung 22 ausgebildet, deren in dem Schraubteil 18 düsennadelseitig liegender Endabschnitt 36 durch einen Stopfen 23 abgeschlossen ist. In dem Stopfen 23 ist eine Drosselstelle 24 ausgebildet. In der Bohrung 22 wird ein Steuerkolben 26 geführt, der zum Schraubteil 17 hin durch eine Feder 26a belastet ist, wobei die Bewegung des Steuerkolbens 26 durch eine Anschlagplatte 27 der Feder 21 begrenzt ist. In dem Ventil 20 ist eine Steueröffnung 28 radial angeordnet, die von dem Steuerkolben 26 abgeschlossen wird, wenn der Steuerkolben an der Anschlagplatte 27 anliegt, und die öffnung 28 steht in Verbindung mit einem außen von der Führungsbohrung 19 für das Ventil 20 begrenzten Umfangseinschnitt (29a) am äußeren Umfang des Ventils 20. Dieser Einschnitt hat Verbindung mit dem düsennadelseitigen Ende der Bohrung 19 über Längseinschnitte 296 am Umfang des Ventils 20.

Der Umfangseinschnitt 29a und die Längseinschnitte 296 bilden zusammen eine Nebenleitung 29, die über die öffnung 28 in der Führungsbohrung 22 für den Steuerkolben 26 mündet. Der Steuerkolben 26 hat ferner eine axiale Durchgangsbohrung 30, die sich vom Ende des Ventils 20 aus in die Nähe der Feder 26a erstreckt und zur Anschlagplatte 27 hin einen Drosselbohrungsabschnitt 31 aufweist. Der Querschnitt dieses Drosselbohrungsabschnitts 31 ist etwas größer als der Querschnitt der Drosselstelle 24. Weiter ist als Querdurchgang im Umfang des Steuerkolbens 26 eine Ringnut 32 ausgebildet, die über Querbohrungen 33 in der Wandung des Steuerkolbens mit der Durchgangsbohrung 30 in Verbindung steht. Außerdem steht der Umfangseinschnitt 29a des Ventils 20 mit einer radial und axial in Richtung zur Düsennadel hin versetzt angeordneten weiteren Steueröffnung 34 in Verbindung, über die die Nebenleitung 29 somit ebenfalls in der Führungsbohrung 22 für den Steuerkolben 26 mündet.
Wenn die Brennstoffpumpe 15 Brennstoff fördert, dann wird zunächst der Steuerkolben 26 durch den Druck der anfänglich geförderten Brennstoffmenge bewegt, und zwar entgegen der Wirkung der Feder 26a, und während dieser Bewegung wird Brennstoff aus

dem Endabschnitt 36 der Führungsbohrung 22 verdrängt und fließt über die Drosselstelle 24 zu der Einspritzdüse. Dadurch öffnet sich die Düsennadel 14 etwas, so daß eine bestimmte Brennstoffmenge eingespritzt wird. Nach Förderung dieser Brennstoffmenge, die dadurch bestimmt wird, daß die Steueröffnung 34, die mit der Nebenleitung 29 in Verbindung steht, vom Querdurchgang 32, 33 aufgesteuert wird, wird die Steueröffnung 28 von der Endkante 35 des Steuerkolbens 26 freigelegt, und der Brennstoff fließt direkt zu der Einspritzdüse. Dieser Zufluß von Brennstoff setzt sich fort bis die von der Brennstoffpumpe bestimmte Brennstoffmenge gefördert ist, und dann schließt sich die Düsennadel 14 infolge des niedrigen Brennstoff-

druckes, und der Steuerkolben 26 bewegt sich zurück und schließt zunächst die Steueröffnung 34 und dann die Steueröffnung 28 ab. Die Rückbewegung des Steuerkolbens 26 unter Wirkung der Feder 26a ist dabei nicht behindert, da Brennstoff zunächst über die Querbohrungen 33 und dann über die Längsbohrung 30 sowie deren drosselnden Bohrungsabschnitt 31 in den Endabschnitt 36 der Führungsbohrung 22 fließen kann. Außerdem wird das Ventil 20 gegen die Wirkung der Feder 21 bewegt und wirkt auf diese Weise als ein Druckentlastungsventil, so daß sich die Düsennadel schnell schließt und in der Einspritzdüse ein bestimmter Druck aufrechterhalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Einspritzdüse und einem in der Brennstoffzuführleitung zur Düsennadel im Düsenhalter oder innerhalb eines Anschlußstutzens am Düsenhalter in einer Bohrung axial beweglich geführten Steuerkolben, in dem eine einen drosselnden Bohrungsabschnitt aufweisende sowie an einen Querdurchgang angeschlossene, axial verlaufende Durchgangsbohrung angeordnet ist, und der bei einer Axialverschiebung gegen die Kraft einer den Steuerkolben in Ruhestellung in Anlage an einem Anschlag haltenden Schraubendruckfeder durch den unter Einspritzdruck stehenden Brennstoff eine den drosselnden Bohrungsabschnitt umgehende, in den stromab vom Steuerkolben liegenden Abschnitt der Brennstoffzuführleitung mündende Nebenleitung aufsteuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung (30) düsennadelseitig in einem in Ruhestellung des Steuerkolbens (26) eine bestimmte Brennstoffmenge aufnehmenden Endabschnitt (36) der Führungsbohrung (22) für den Steuerkolben (26) mündet, der düsennadelseitig über eine von der Nebenleitung (29) umgangene Drosselstelle (24) mit dem stromab vom Steuerkolben liegenden Abschnitt (16a) der Brennstoffzuführleitung (16) in Verbindung steht, und daß die Nebenleitung (29) über zwei axial versetzt angeordnete Steueröffnungen (28,34) derart in der Führungsbohrung (22) des Steuerkolbens (26) mündet, daß die der Düsennadel (14) nächstgelegene öffnung (34) mit dem Querdurchgang (32, 33) im Steuerkolben (26) bei dessen Axialverschiebung zusammenwirkt, bevor die von der Düsennadel entfernter liegende öffnung (28) von einer Endkante (35) an dem der Düsennadel (14) abgewandten und den drosselnden, gegenüber der Drosselstelle (24) im Querschnitt größeren Bohrungsabschnitt (31) der Durchgangsbohrung (30) aufnehmenden Ende des Steuerkolbens (26) aufgesteuert wird.

2. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbohrung (22) für den Steuerkolben (26), die am Ende dieser Führungsbohrung angeordnete Drosselstelle (24) sowie die beiden axial versetzt angeordneten, in die Führungsbohrung (22) mündenden Steueröffnungen (28, 34) in einem zur Düsennadel (14) hin federbelasteten Druckentlastungsventil (20) angeordnet sind, dessen Führungsbohrung (19) mit dem Schaft des Entlastungsventils (20) einen sowohl als Druckentlastungs- als auch als Nebenleitung (29) dienenden Brennstoffweg begrenzt.