DE2126653A1

DE2126653A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2126653A1
Application number: DE19712126653
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Links
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-05-28
Filing date: 1971-05-28
Publication date: 1972-12-07
Also published as: CS155120B2; US3835829A; GB1391327A; FR2140019B1; FR2140019A1; IT955953B

Description

R. 293

22.4. -ι 971 Ks/Dr

Anlage zur

Patent- und

Gebr auchsmus t e rhi If s anme !dung

ROBERT BOSCH GHBH, 7 Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Hotoren mit Gemischverdichtung und Fremdzündung, mit einem hydraulisch angetriebenen Pampenkolben, dessen eine Stirnseite den Pumpenarbeitsraum und dessen andere Stirnseite einen Servodruckraum begrenzt, der zur Einleitung des Pumpendruckhubes durch den von einer Druckquelle erzeugten Kraftstoff zulaufdruck beaufschlagbar ist, mit einem Zulaufventil zv/ischen Druckquelle und Pumpenarbeitsraum und einem Hagnetsteuerventil, durch das der Fluß des Kraftstoffes von der Druckquelle zum Servodruckraum und' vom Servodruckraum zu einer Rücklaufleitung steuerbar ist, sowie mit einem federbelasteten

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Einspritzventil, dessen Öffnungsdruck größer als der im Pumpenarbeitsraum während und am Ende des Füllhubes auftretende Fülldruck ist.

Bei einer bekonnten Kraftstoffeinspritzeinrichtung dieser Art (US-smerik. Patentschrift 2 598 528) wird durch ein Magnetsteuerventil ein im Durchmesser gegenüber dem Pumpenkolben größerer und mit diesem verbundener Servokolben gesteuert, dessen Hub zusammen mit dem Hub des Pumpenkolbens die Ein— spritzmenge bestimmt. Diese Einspritzeinrichtung ist durch ihre Drucküber'setzung für sehr hohe Einspritzdrücke (350-1050 atü), wie sie bei Dieselmotoren mit Direkteinspritzung gebraucht werden, geeignet. Sie ist aber aufwendig und teuer und für schnelllaufende Motoren durch die Schiebersteuerung zu langsam.

Für Motoren, die niedrigere Einsprit.zdrücke benötigen, insbesondere Motoren mit Gemischverdichtung und Fremdzündung (Ottomotoren) aber auch Dieselmotoren mit Einspritzdrücken bis etwa 200 atü, werden "billigere, einfachere \md schnellarbeitende Einspritzeinrichtungen benötigt.

Es ist auch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung bekannt (deutsche Patentschrift 535 4-94·), die ohne zusätzlichen Servokolben arbeitet und bei der beider Stirnseiten des Pumpenkolbens flächengleich sind- Der Einspritzdruck wird jedoch durch eine auf den Pumpenkolben wirkende Feder und durch den Zulaufdruck erzeugt und die Füllzeit und damit die vorgelagerte Einspritzmenge wird durch einen von einem regelbaren Drosselglied gesteuerten Gegendruck im Servodruckraum des Fumpenkolbens bestimmt, während der Einspritzbeginn und der

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Beginn des Püllhubes durch· ein mechanisch angetriebenes Schiebersteuerventil festgelegt sind. Diese Einspritzeinrichtung hat den ITachteil, daß durch die Eeder und die systembedingten langen Leitungswege sowie durch die mechanische Steuerung und durch die Druckregelung des' Gegendruckes im Servodru'ckraum kein für moderne Kotoren genügend schnelles exaktes Arbeiten er^ielbar ist. Diese Einspritzeinrichtung ist außerdem drehzahlabhängig, da die vom Hocken gesteuerte Ijüllzeit sich proportional der Drehzahl ändert und die Drossel\\^Tirkung des Drosselgliedes aber nicht. Da sich beide Einflüsse überlagern, ist eine konstante Einspritzmenge bei sich schnell ändernder Drehzahl nicht einzuhalten.

Bei Ottp-Kotoreri mit intermittierender Einspritzung sind elektrisch gesteuerte Einspritzanlagen mit Kagneteinspritzventilen bekannt (deutsche Patentschrift 1 100 377)? bei denen die Einspritzmenge durch Zeitsteuerung der Öffnungsdauer des elektromagnetisch betätigten Einspritzventils bestimmt wird. Bei diesen Hagneteinspritzventilen ist die Einspritzmenge sehr stark vom Ausströmquerschnitt der Düsenbohrung abhängig, was sehr enge ¹DoIi eranzen bei der Fertigung- dieser Bohrung verlangt; und als Nachteil ist anzusehen, daß eine Veränderung des Aussti-ömquerschnittes curch Verharzen oder Verschmutzen der Düsenbohrung zu unerwünschten KenGenänderungen führt. Als v/eitere liachteile dieser Magneteinspritzventile sind zu nennen, daß bei undichtem Ventilsitz, bei Hängenbleiben der Ventiina&ei oder des Magneten dieses Ventil dauernd einspritzt ,.was zum Ausfall des Motors fühl en kann, und daß bei kleinen'Einspritzmengen die Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffes sehr schlecht ist, denn entsprechend diesen kleinen Mengen werden die Einspritzzeiten sehr kurz. Demzufolge kann die Ventilnadel nicht mehr den gesamten Hub aus-

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führen^und durch, den verkleinerten Hub wird der Kraftstoff durch den in diesem Falle engen Spalt·am Ventilsitz zwangsläufig gedrosseltj was die schlechte Zerstäubung nach sich zieht. '

Diese letztgenannten Nachteile sind bei Einspritz einrichtungen der eingangs beschriebenen Bauart nicht; vorhanden, ihre ?er-P Wendung insbesondere bei Otto-Einspritzanotoren verbietet sich jedoch wegen der obengenannten Nachteile·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausnutzung der Vorteile der bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung, eine Einrichtung zu schaffen, die insbesondere für Otto-Motoren mit Einspritzung geeignet ist, schnell arbeitet, im Aufbau einfach und kompakt ist und billig herzustellen ist, und die dabei die -genannten Nachteile der bekannten Einspritzeinrichtungen und . Magneteinspritzventile vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfi'ndungsgemäß dadurch gelöst, daßjbeiden viirksamen - -

fc /Stirnseiten des Pumpenkolbens in an sich bekannter V/eise flächengleich sind, daß zwischen Druckquelle und Zulaufventil ein die Füllzeit und damit die Einspritzmenge beeinflussendes Drosselglied angeordnet, ist^und daß das Zulaufventil durch eine Feder auf einen Venti!öffnungsdruck vorgespannt ist, . der zusammen mit dem maximalen Fülldx-uek im Pumpenarbeitsraum höchstens gleich dem Kraftstoffzulaufdruck ist,der seinerseits größer als der Öffnungsdruck des Einspritzventils ist. Dadurch ist ein äußerst einfacher Aufbau ohne zusätzlichen Servokolben erreicht und ein sicheres und schnelles Arbeiten der Einspritzeinrichtung gewährleistet.

Außerdem hat diese Einrichtung

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den Vorteil, daß durch die gegenüber der Einspia tζzeit wesentlich (z.B. 7-fs-ch) längere Füllzeit eine entsprechend giößere Genauigkeit bei der Zumessung der Einspritzmenge möglich ist. Durch die verlängerte Füllzeit sind auch sehr kleine Einspritzmengen sehr genau steuerbar, wie sie z. B. bei den bekannten und weiter vorne genannten Magneteinspritzventilen nach der deutschen Patentschrift Ί 100 37Ί schwer zu erreichen sind. Auch der Nachteil der schlechten Zerstäubung bei kleinen Mengen ist beim Gegenstand der Erfindung

behoben, und.zwar .sogar' für noch kleinere Einspritzmengen

diesen beKannten
als sie bei/Ventilen erreichbar sind, denn der Druck der vom Pumpenkolben zum Einspritzventil geförderten Einspritzmenge ist unabhängig von der Hubhöhe. Damit ergibt sich auch für kleinste Mengen eine definierte Strahllänge mit guter Zerstäubung, wob ei die Strahllänge drehzahlunabhangig ist, was auch für alle anderen Einspritzmengen gilt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die größte zulässige Einspritzmenge durch den größtmöglichen Hub des Pumpenkolbens bestimmt ist. Damit ist ein Überschreiten der zulässigen Kraftstoffeinspritzmenge nicht möglich. Dies ist vor allem bei Dieselmotoren von großem Vorteil, wenn diese größtzulässige Einspritzmenge gleich der Vollasteinspritzmenge ist. Damit wird das gefürch-

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tete und im Blick auf die Forderung/ und gesetzlichen Bestimmungen zur Reinhaltung der Luft unzulässige Ausstoßen von unverbrannten Auspuffgasen bei KraftstoffÜberschuß verhindert.

Eine v/eitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist derart, daß durch das Drosselglied die Füllzeit und damit

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der Püllhub bei maximal zulässiger Drehzahl auf die gesamte Zeit zwischen Einspritzende und Einspritzbeginn des nächsten Arbeitstaktes ausdehnbar ist. Damit wird eine selbsttätige Sicherheitsregelung erzielt, denn beim Überschreiten der maximalen Drehzahl tritt ein automatisches Reduzieren der Einspritzmenge ein, weil bei schneller werdender Drehzahl die Püllzeit nicht mehr zum vollständigen"" Pullen des Jumpenarbeitsraumes ausreicht.

Ein in vorteilhafter V/eise besonders schnelles Arbeiten der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung wird dadurch erreicht, daß das Magnetsteuerventil ein an sich bekannt-as druckausgeglichenes, elektromagnetisch betätigtes 3/2—V/egeventil mit einer Kugel als Ventilglied ist (deutsche Offenleguiigsschrii-1 934- 212). Die geringen bewegten Kassen des Ventils ermöglichen ein fast verzögerungsfreies Umschalten, was für das schnelle urä exakte Arbeiten des Ventils erwünscht ist.

Drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung in vergrößertem Naßstab dargestellt und v/erden im folgenden naher beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 einen Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel einer¹ , Pumpe-Düse - der Kr afts to ffeinsp ritz einrichtung ,

Pig. 2 einen Schnitt durch das zv/eite Ausführungsbeispiel einer Pumpe-Düse,

Pig. 2 a einen Ausschnitt aus Pig. 2 mit in seiner unteren Totlage gezeichnetem Pumpenkolben,

Pig. 3 einen Schnitt durch das dritte Ausführungsbeispiel einer Pumpe-Düse und

Pig. 4- ein Diagramm der Einspritzmenge Q_E in Abhängigkeit von den Einspritz-., Püll- und Steuerzeiten.

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Das aus zwei Baugruppen 10,11 bestehende erste Ausführungsbeispiel einer Fumpe-Düse 9¹ der Kraftstoffeinspritz einrichtung nach Fig. 1 ist für die Saugrohreinspritzanlage eines Otto-Hotors vorgesehen und wird mittels einer Spannmutter 12 zu einer zusammenhängenden Einheit verschraubt. Die erste Baugruppe 10 hat ein Gehäuse 13, das in einer Aufnalimebohrung 14 in Verlängerung einer Querbohrung 15 ein Magnetsteuerventil 16 aufnimmt und das außerdem eine hydraulisch angetriebene Pumpe 17 hat, die im wesentlichen aus einem in einer Zylinderbohrung 18 geführten zylindrischen Pumpenkolben 19, einem Zulaufventil 21 und einem Drosselglieä 22 besteht.

Die zweite Baugruppe 11 besteht aus einer Einspritzdüse 23, in die ein nach außen öffnendes Einspritzventil 24 eingesetzt ist. Das Einspritzventil 24 hat einen Ventilkb'rp&r 25, eine Ventilnadel ci6, eine Schließfeder 27 und einen Fedorteller 28, der in bekannter V/eise mit der Ventilnadel 26 verbunden ist und der das eine Widerlager für die Schließfeder 27 bildet. Das andere Widerlager ist der Ventilkörper 25·

Das Zulaufventil 21 hat ein Ventilglied 31 und eine Ventilfeder 32, die das Ventilglied 31 auf einen Ventilsitz 33 drückt und sich dabei in einer Einsenkung 34 der Einspritzdüse 23 abstützt.

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Das Gehäuse 13 der Puxape-Düsej hat eine Zulauf bohrung 35, an die eine Z^^laιlfleitung 36 angeschlossen ist, die der Pumpe 17 unter Zulaufdruck p_z stehenden Kraftstoff von einer Druckquelle 37 zuführt. Die Druckquelle 37 so\*ie die zugehörigen Bauteile sind allgemein bekannt und deshalb vereinfacht dargestellt.

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Diese Druckquelle 37 kann beispielsweise eine vom Motor angetriebene Zahnradpumpe sein, deren Förderdruck durch ein Druckregelveiitil 38 auf dem gewünschten Zulaufdruck, z.B. ρ = 5 atü, 'gehalten wird. Um DruckSchwankungen auszugleichen, kann das Druckregelventil 38 mit einem Druckspeieher kombiniert kein, dessen Aufbau ebenso wie der des Druckregelventils 38 bekannt ist und deshalb nicht näher dargestellt ist.

Das nachfolgend ausführlich beschriebene Magnetsteuerventil 16 steuert'den Fluß des Kraftstoffes vom oder zu einem GorvodruckrauEi 39 oberhalb des'Pumpenkolbens^f19, dessen Länge den maximalen Hub IL ,_r und damit die größte zulässige Einsj>rit5i— menge Q_lT!£r. bestimmt. Der maximale Hub II kann auch durch Indern eines Anschlags 41 odex* Verkürzen oder Verlängern der Zylinderbohrung 18 festgelegt werden.

Der Pumpenkolben 19 liegt in. der gezeichneten Lage mit seiner oberen Stirnseite 40 an dem oberen Anschlag 41 an und seine dem. Anschlag 41 abgewandte untere Stirnseite 42 boll grenzt eineii sich in Verlängeioing der Zylinderbohrung 18 anschließenden Purapenarbeitsrsum 43 nach oben, während dessen untere Begrenzung durch die Einspritzdüse 23 gebildet wird, deren obere Stirnfläche einen unteren Anschlag 47 für δ en Pumpenkolben 19 bildet. Vom Punpenarbeitsraum 43 führt e:ino-Verbindungsbohrung 44 zum Einspritzventil 24 der Einspritzdüse 23 und ein seitlicher Zulaufk&nal 45 ermöglicht den Eintritt von Kraftstoff vom Zulaufventil 21 her. Das Drosselglied 22 ist in eine Füllbohrung 46 eingeschraubt, dievon der Querbohrung 15 zum Zulaufventil 21 abzweigt, und sein Durchflußquerschnitt beeinflußt die Zulaufgeschwindig-

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keit des Kraftstoffes zum Zulaufventil 21 und damit zum Pumpenarbeitsratun 43, d.h. er bestimmt die Füll zeit t-^ der Pumpe-Düse^ Durch die im wesentlichen durch das Drosselglied 22 gegenüber der Einspritzzeit t_E beträchtlich (z.B. 7-fach)" "verlängert Fiillzeit t-™ ist eine entsprechend größere Genauigkeit bei der Zimessung der Einsprit-zmenge Q möglich. Durch die verlängerte Millzeit t™ sind auch sehr kleine Einspritzmengen (kleiner als 3 nun pro Hub) sehr genau "steuerbar.

Das im Gehäuse 13 in die Aufnahmebohrung 14· eingesetzte, vereinfacht dargestellte Hagnetsteuerventil 16 ist ein an sich bekannten druckausgeglichenes von einem Elektromagneten 51 b e-t ät ig tes 3/d-Wegeventil (deutsehe 0f f enlegunn;ssehrif t 1 934- 212) mit einem Ventilgehäuse 52 und einer Kugel 53 als beweglichem Ventilglied.. Diese Kugel 53 schließt in der Fig. 1 gezeichneten Stellung einen Ventilsitz ^l~A an der liüiidung einer Längsbohrung 55 und sperrt damit die Zufuhr deo Kraftstoffes von der Druckquelle 37 zum Servodruckraun 39- Gleichzeitig ist der Servodruckraum 39 über einen in der gezeichneten Stellung offenen zweiten Ventilsitz 56 und eine Rücklaufbohrung 57 mit einer !Rücklaufleitung 58 verbunden. Die Rücklaufleitung 58 führt den rückfließenden Kraftstoff drucklos zu einem l'ank 59 zurück, aus dem die Druekquelle 37 den Kraftstoff über eine Saugleitung 60 ansaugt.

Der Elektromagnet 51 hat einen Anker 61, der in Verlängerung der Längsbohrung 55 in einer Bohrung 62 im Ventilgehäuse 52 geführt ist und mit einem Dorn 63 unter der Kraftwirkung einer Feder 64 die Kugel 53 auf den Ventilsitz 54· drückt, wenn der Elektromagnet 51 in stromlosem Zustand ist. Um die Schließ-

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kraft der Feder 64 in Grenzen halten zu können, ist das Magnetsteuerventil 16 druckausgeglichen, und zwar dadurch, daß der in der Querbohruns Ί5 herrschende Zulaufdruck p„ über einen Kanal 65 hinter den Anker 61 in einen die Feder 64 aufnehmenden Eaum 66 geleitet wird. Die vom Druck des Kraftstoffes beaufschlagten Flächen an der Kugel 53.und an . AnIver 61 sind gleich, so daß die in Öfinungs-- und Scfaließricntunκ auf die Kugel 53 ausgeübten Kräfte ebenfalls gleich sind. Deshalb braucht nur die zusätzliche in Schlioßriclitung wirkende Kraft der Feder 64 die Kugel 55 auf ihrem Sitz 54 zu halten.

Der Elektromagnet 5'I hat eine Steuerwicklung 67- Sobald diese erregt vrird, z. B, über ein elektronisches Stouergex-ät 68("EiUr andeutungsweise -largesteilt),wird die Kraft eier !«"e-der 64 überwunden und der Anker 61 angesogen. Der nachcin-ösende Kx-af L--stoff prößt-die Kugel 53 auf den zweiten Von LiI sitz 56 und der K-icaftstoff kann von der Querbohrung 15 h^r- über die Längsbohrung 55 und den ei*sten Ventilsitz 54 des ITagiietsteuorvontils 16 in den Servodruckraan 59 golangen. Die untere verschieden iiohen Dx-ücken stehenden Abschnitte dos VontilgeliäusGB ^l}2 sind in der abgestuften Aui'iirihraeboiiryris

gegeneinander durch Dichtringe 65,69^i69b abgedichtet.

Die Rirape 17 und die Einspritzdüse 23 mit Einspritzventil 24 sowie das Zulaufventil 21 und das Drossel^lied 22 nüssen nicht, wie in Fig. 1 dargestellt, getrennt voneinander contiert sein^ sondern können auch, wie das zweite Ausfülirungs-

.einer Pumpe-Du:·& 9'

beispiel/nach Fig. Z zeigt, in Baugruppen 71 und 72 zusammengefaßt sein. Die Baugruppe 7^ ^na* ^ei^i Pumpengehäuse 73, das in das Gehäuse 13' eingeschraubt ist und das in einer Zylinderbohrung 18' den Pumpenkolben 19' führet, dessen oberer "Anschlag ein ringförmiger Anschlag 41' ist. Der Pumpenkolben 19' hat an seinem Umfang parallel zur Längsachse einen Ent-

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lüitungsltanal. 74, dessen Länge so abgestimmt ist, daß der Entlüftungslcanal 74 in der in Pig. 2a gezeichneten unteren Totlage (U^-T) des Pumpentolbens 19' » in der dieser en seines. unteren Anschlag 4-7* anliegt, einen Drosselspalt a. nit der oberen,Begrenzung des Puiipenax'beitsraumes 43' bildet. Der DxOsselspalt a ist nur wenige Zehntel Hilliirietcr breit, etwa 0,1 bis 0,2 mm. Diese geringe Breite genügt aber, um eventuell sich bildende Dampf- oder Luftblasen vom Pumpeiiarbeitsraum 43' in den Servodruckraum 39' entweichen zu lassen. Von dort werden diese Blasen bei der Schließstellung des MagnetSteuerventils 16 von dem zum Tank zurückfließenden Kraftstoff mitgerissen, so daß sowohl der ServodructrauiU 39' als auch der Puiapenarboitsrauti 43' entlüftet v/erden. Bei beginnendem Fiiii- bzw,- AuiVärtshub des Pumpenkolben^ 19' wird der schmale Drossolspalt a und damit der Entlüftungskanal 74 sofort" geschlossen, so daß dor Entlüf tungelzaiial 74 die Kill seit t^, praktisch nicht beeinflußt» Die untere Stirnseite 42' des xunpeDiücolbena 19' dichtet die Yerbiiidirngsbohrnnp 44' zwischen Pun'perjar-beitsraun 43' "und Einspritzventil 24/αγΪ eines Plachfsitz-vo3i^Jo.l s ab, fo daß ein Durclidrin^on von ILr aft stoff zv:i ^■:i.2isrj3-it-yvo:-itii 24- veriiindert wixtl, sc3.ange dex- Pampenkolben ■\-)' ar: Ar-sciilag 47' anliegt.

Das Linspritzventil 24 ist im unteren TiBiI des luripenrehäunoü 73 üingesetxt.Die zweite Eau^ruppe 72, die in die Zu» 1 sufbo}i: -syirr ;55' einceschraubt i .st, enthält ein dem ZuI auf~ ventil 21 in Fig.^ 1 entaprechendes Zulaufventil 21' rj.it Ventilfeder 32'/"aJ.s Srosselgliec eine Drosselbohx-ung 7^l),

Vpn Zulauf-yontil 21' führt eine Zulaufbohrung 76 über den Zulauf kanal 45' im -Pumpengehäuse 73 zum lumpenarbeitsraura 43'.

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In der Aufnahinebohrung 14' in Verlängerung -.der Querbohrung: .Ί5¹ ist wie im ersten* AusfühiTingsbeispiel nach I⁷Ig. Λ das Magnet-Steuerventil- 'i6 eingesetzt und an die ZuIaufbohrung . 35' und Rücklaufbohrung 57'.sind wie in Fig. 1 Zulaufleitung 36 und Rücklaufleitung 58 angeschlossen. Die mit der Zulauf-leitung 36 verbundene Di>uckquelle 37 mit Di>uckreg;elventil .JO. und der Tank 59, in den die Rücklauf leitung 5^ mündet·-und von dem die Saugleitung 60 ausgeht, sind die gleichen wie W in Fig. i und deshalb in Fig, 2 nicht gezeichnet, ..

Das dritte Ausführungsbeispiel nach Fig.«. 3 ist eine Pumpe-Düse für die Kraftstoffeinspritzung bei Dieselmotoren. Diese Pumpe-Düse'' unterscheidet sich im wesentlichen von der

o'
Pmape-Düse^nach Fig. 2 durch eine geänderte. Baugruppe 71"? ■ die ein längeres in das Gehäuse 13" eingeschraubtes " gehäuse 73'^r hat, an das in ähnlicher. Veise wie beim ersten ■ Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine Einspritzdüse 23" wit-vtels einer Spannfutter 12" fegtgespannt ist» Der obere An».. schlag des Puiiipenkolbens 19 ist wie in Fig. 2 ein ringförmiger Anschlag 41" und das Puiapengehäuse 73^!t hat eine woseiitlieh längere Verbindungsbohrung 44" zwischen soineia beitsrauKi 4-3" und dem Einspritzventil 24" als das Gehäuse

9'
73 der. Puiape-Düse in Fig, 2. Die Einspritzdüse 23" enthält ein Einspritzventil 24"', dessen Ventilkörper 25" eine Ventil nadel 26" hat^und das- von einer Spannhülse 78 in. eiaier Bohrung 79 der Einspritzdüse 23" gehalten wird, Ar. die !Leitungen 36 und 58< i-st eine Druck quelle (nicht gezeichnet) bekannter Bauart mit den zugehörigen Bauteilen entsp3?ech@nd Fig. ί angeschlossen. Die Druckguelle muß. jedoch für einen höheren Zulaufdruck p^ von beispielsweise 200 atü ausgelegt sein. Genauso wie die D.ruckquelle müssen auch Zulaufventil

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2'i" mit Ventilfeder 52" und Drosselbohrung 75" der zweiten Baugruppe 72" sowie das Einspritzventil 24" an die hohen Drücke angepaßt sein. Das Magnetsteuerventil 16 ist das gleiche wie bei dem Beispiel nach Pig. 1 und ist dort ausführlich beschrieben. Diese Pumpe-Düse kann auch mit entsprechend niedrigeren Drücken für die Direkteinspritzuns in die Brennkammer eines Otto-Motors eingesetzt werden.

Alle drei Ausführungsbeispiele der Kraftstoff/ tl'^'S· 1 d-:ls 'j) ' "" arbeiten nur, wenn gemäß der Erfindung die Ventilfeder 32,32', 32" des Zulaufventils 21,21',21" auf einen Venti!öffnungsdruck py vorgespannt ist, der zusammen mit dem maximalen Pülldruck p-^ vim Pumpenarbeitsraum 43,^3'»43" höchstens gleich dem Kraftstoffzulaufdruck p^ ist. Außerdem muß dabei der Fülldruck pjBiax kleiner bleiben als der Öffnungsdruck

des Einspritzventils 24,24". Für eine Saugrohreinspritzung bei Otto-Motoren arbeitet die Pumpe-Düse'nach Fig. 1 oder zuverlässig, wenn beispielsweise Pr₇- 5 atü, p_Tr = 2,4 atü,

is ν qit

Pjjaax = 2,6 atü und p« = 3 atü sind. Die Pumpe-Du se nach Fig. 3 arbeitet beispielsweise mti den Drücken p_z = 200 atü, Py = 80 atü, p-jjnax = 120 atü und pq = 150" atü. Der maximale I'Hilldruck p-p max in Pumpenarbeitsraum 43,43* ,^3" tritt nur auf, wenn der Pumpenkolben 19,19' mindestens für eine begrenzte Zeit an seinem oberen Anschlag 41,41',41" liegen bleibt; denn dann steigt der Druck p„ im Pumpenarbeitsraum ,43" solange an, bis p-^+Py = P₂; ist.

In Fig. 4 sind'inr unteren Teil des Diagrairims der Verlauf des Hubes H des Pumpenkolbens 19,19' und damit die Einspritzmenge Q in Abhängigkeit von den Füll-, Einspritz- und Steuerzeiten (t-p,t-g,to) aufgetragen. Die größtmögliche Einspritzmenge Q^ (höchster Punkt der Linie A) wird beispielsweise

beim Hub H^^,^ und bei einer Füllzeit t^ von 25 Millisekunden max ü

(ms) erzielt, die zugehörige Einspritzzeit tg ist 3?6 ms.

Beide Zeiten entsprechen 315° bzw. 45° Nockenwinkel (NW),

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die zusammen 360° ETockenwinkel d.h. eine Umdrehung der·* ":.■-*"'" Nockenwelle, ergeben. Bei einem 4-Takt-Kotor entspricht eine: Hbckenwellenumdrehung zwei Umdrehungen, der Kurbelwelle =. 720° Kurbelwinkel (KV). Einspritz- und Füllzeit .(t^+t-p): zusammen· ergeben beim Beispiel nach der Linie A zusaiameia."28,6 ms, die der Taktzeit T eines Arbeitstaktes des Motorsfbei einer Motoi'drehzalil' η = 4 200 Umdrehungen/Min, entspricht; denn

^rj} = 2.60 ■- 2.360 = 28,6;10"⁵ Sek.= 28.6 ms. T = tp+t^ ■ . -·-. 4200 UT²PSUO . . - ^

gilt nur, xvemi bei to zugleich mit dem Ende der Einspritzung die Füllung beginnt. ,. _:

Die ' kleinere Einspr.it ziaenge GL (Teillasteinspritznenge) wird beim Hub -_EL· und bei einem Verlauf der -Einspritzung nach der gestrichelten Linie B erzielt. Die zugehörige Füllzeit ist tjpy, und die entsprechende Einspritzzeit t-rv,. Zur Einspritzmenge Q,, gehört der Puiopenkolbenhub H-. Bei der Darstellung nach Fig. 4 ist vorausgosetzt, daß auch bei CL die Drehzahl η = 4200 Umdrehungen/Min, besteht, eine kleinere Drehzahl würde nämlich ei.ne entsprechend größere Taktzeit T ergeben (nicht gezeichnet). Zwischen dem Ende von t-,. und dem Beginn von tp. liegt der Pumpenkolben 19? 19' während-der Ruhezeit t_Ry, an seinem unteren Anschlag an. Die Taktzeit T setzt sich in diesem Fall aus t-_a^+t-_ny.+t-_rx^ zusammen. Die Schaltzciten des.

Elektromagneten 51 des Hagnetsteuerventils 16 sind durch die ausgezogene Linie C für die größtmögliche" Einspritze!enge Q und durch die gestrichelte Linie D für die Teillastein-. spritzmenge Q dargestellt. Bei G^ bzw. D. ist das Ventil 1-5 in seiner Schließstellung, bei C^ bzw. Dp in seiner Offenstellung. Anfang und Ende der Einschaltzeiten t„ bzv.^r. "kg^i bestimmen den Einspritzbeginn t^ und den. Beginn des Füllhubes tp bzw. t^. Die Zeit zwischen zwei Einschalt zeiten tg bzw. t_q^,, in d.er_ das Magnetsteuerventil 16 stromlos ist und in.

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seiner Sehließstellung C,- bzw.. D. stellt, ist.als Ausschaltzeit mit t* bzw. tj> bezeichnet. Der Zeitpunkt, des Fanspritzendes ist mit tp bzw. t-, bezeichnet und richtet sich im wesentlichen nur na.ch der vorgelagerten Einspritzmenge Q . bzw. (L·, denn die anderen Einflußgrößen, wie der Zu- ·

DsLi " ' I

laufdruck p_z und die Kenngrößen des Einspritzventils 24, 24" sind konstant. Der Kraftstoffzulaufdx-uck p„ kann allerdings auch, falls erwünscht, zur Änderung der Spritzzeitlänge in Grenzen, beispielsweise drehzahlabhängig, verändert werden.

Im folgenden vri. rd ein Arbeitsgang der erfindungsgemäßen Einsp:

ein f während eines Arbeitstaktes T des Motors anhand der 1 und 4 beschrieben:

Vor dem Beginn der Einspritzung der Vollastraengc Q_n. _„ (siehe Linienzüge A und C) liegt der Pumpenkolben 19 "bei H ,_r a\if~ grund des vorausgegangenen·Füllhubes an seinem oberen Anschlag 41 an (OT-Lage). Bei t,- schaltet das I-Tagnetsteuerventil 16 von der Schließstellung CL in die Offenstellung Cp, dabei springt die Kugel 53 vom Ventilsitz 54 auf den zweiten Ventilsitz 5S, und der unter Zulaufdruck p_z stehende von der Druckquelle 37 geförderte Kraftstoff gelangt in den ßervodruckrcvun 39₅ wirkt auf die eine Stirnseite 40 des Pumpenkolbcns 19 und treibt diesen nach unten, bis er mit seiner anderen Stirnseite 42 in Zeitpunkt tp an seinem unteren Anschlag 47 auftrifft. Bei dieser Abwärtsbewegung durchläuft der Pumpenkolben 19 seinen maximalen Hub H „ und föi-dert den im Pumpenarbeitsraum 43 befindlichen Kraftstoff über'die Verbindungsbohrung 44 zum Einspritzventil 24 der Einspritzdüse 23- Da der auf die obere Stirnseite 40 des Pumpenkorbens 19 wirkende Kraftstoff zulauf druck p,~ größer ist als der .Öffnungsdruck p* des Einspritzventils 24, das

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Zulaufventil 21 geschlossen ist und p„ während der Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens' 19 auch im. Pumpenarbeitsraum 23 wirkt, spritzt die Einspritzdüse 23 die vom lampenkolben geförderte Einspritzmenge Q_ma^- iⁿ bekannter Weise in das Saugrohr des Hptors ein (nicht gezeichnet). Zum Zeitpunkt t dos Einspritzendes, schaltet das Magnetsteuervcntil 16 nach dor Einschaltdauer t„ von seiner Offenstellung C_n in seine Schließstellung C zurück. Jetzt sperrt die Kugel 53 den Kraftstoffzulauf zum Servodruckraura 39 ^υ-^η^- entlastet letzteren über den jetzt offenen zweiten Ventilsitz 56, über die Bohrung 62, Rücklaufbohrung 57 und Rücklaufleitung 58 zum Tank 59· Dabei fällt der Druck iin Pumpenarbeitsraum 43 schlagartig ab, das Zulaufventil 21 .öffnet sich und der Kraftstoff fließt nit einem durch das Drosselglied 22 und das Zulaufventil 21 reduzierten Fülldruck p™ in den Pujnpenarbeitsraum 43 ein. Dieser Püllvorgang läuft zwischen tp und t. in der Püllzeit ι,-, ab, bis bei t. das Magnetsteuerventil 16 wieder in. se ins bereits beschriebene Schaltstellung C₀ umschaltet und der nächste Arbeitstakt T beginnt. In diesem Fall ist die Jüllzeit t-p gleich der Ausschaltzoit t-. des Magnetsteuerventils 16. · .._*-·

Bei Förderung der Teillasteinspritzjnenge Q^ nach den gestrichelten Linienzügen B und D in Fig. 4 ist in der Füllzeit t-jj,^ .zwischen t,, und t_x bei einem Hub EL nur eine diesem Hub entsprechende Einspritznenge Q. vorgelagert worden. In t., wenn.das Kogiictsteuerventil 16 von B. nach Dp umschaltet beginnt der -Einspritzhub und endet bei t.,. Bis zum Ende der Einschaltzeit tg^ bei t^, bleibt der Pumpenkolben 19 während der Ruhezeit t™ an seinem unteren Anschlag 47 liegen. Kit dem Umschalten des Magnetsteuerventils 16 von seiner Offen-

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stellung D^ in seine Schließstellung D. zum Zeitpunkt t^ beginnt der Füllhub, der in der Füllzeit t™ bis zum Zeitpunkt t,j abläuft. Bei t beginnt die nächste Einspritzung und der beschriebene Vorgang wiederholt sich*

Die verschiedenen Ausführungsbeispiele nach Fig. Λ bio 3 zeigen jeweils nur eine Pumpe-Düse 9i9'>9" der Kraftstoffeinspritz einrichtung. Selbstverständlich kann die Kraftstoffeinspritzeinrichtung im Falle des Anbaus an Mehrzylindermotoren eine entsprechend größere Anzahl von Pumpe-Düsen haben, wobei jede diesel? Pumpe-Düsen,wie bekannt, nur einen oder auch, mehrere Zylinder bedienen kann. _x

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Claims

Eobert Bosch GmbH ~ ' E. 293 Ks/Ds Stuttgart Ansprüche

1.) Kraftstoff ein sprit ζ einrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Rotoren mit; Gc-miselive und Fremdzündung, rait einem hydraulisch, angetriebenen lampenkolben, dessen eine Stirnseite den Pumpp.narbeitsraum und dessen andere Stirnseite einen Searvoclruckrraum begrenzt, der zur Einleitung des Furapendruclrhabes durch, den von einer Druckcjiielle erzeugten Kraftstoff zul au rdruclc beau f schlagbar ist, mit einem Zulaufventil zwischen DrucJiquelle und Puiapenarbeitsr-auia und einem liagjiet-stcucrvent.il, durch das der Fluß des Kraftstoff es "von der Druc>quelle zum Servodruckrauiri und vom Servodruckrauiri zu. einer Rücklaufleitung^:steuerbar ist, sowie mit einem federbelaste ten Einspritzventil, dessen offramgsdruck größer rls der im Pumpenarbeitsrauia viahrend und am Ende des Füllhubes auftretende ililldrucli ist, dadurch gekennzeichnet,

die viirksaXierL
daß (beidenfStirnseiten (40,42,42') des Punpenlcolbens (19, 19') in an sich bekannter Veise flächengleich sind, daß

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zwischen Drackquelle (37) und Zulaufventil (21,21',21") ein die Fiillzeit (tp) und damit die, Einspritzmenge (Q) beeinflussendes Drosselglied. (22,75»75") angeordnet ist? und"daß dan Zulaufventil (21,21',21") durch eine Feder (32}32',32") auf einen Ventilöffnungsdruck (py) vorgespannt ist, der zusammen mit dem maximalen ϊΓυlidruck (p.jna::) in Pumpensrbeitsravffii (43/! 3' »4-3") höchstens gleic den Kraftstoffzulaufdruck (Pr₇) ist, der seinerseits grosser als eier öffnungsdruck (p«) des Einspritzventils (24,24") ist.

2. Kraftstoff ein spirit z einrichtung nach' Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß üie größte zuläi3f?ige Einspritzmenge (Q_ ^) durch den girößtsöclichen Hub (H ) des -Pumpenkol"bens ( ^Λ 9 _Ύ '"'9' ) bestiriHat; 1 st«

3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 ο elco* 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Drosselglied (22,?5,75^U) die EüllzcJt (t_i7) und damit der Füllira bei taxi Ei al zulässiger Drehzahl (n ^) auf die gesamte Zeit zviischen Einspritzende (t2) "und Einspritzbeginn (t^) des nächsten Arb ext stakt es ausdehnbai· ist.

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Kraftstoff einspritzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsteuerventil (16) ein an sich bekanntes druckausgeglichens, elektromagnetisch "betätigtes 3/2-Wegeventil mit einer Kugel (53) als Ventilglied i§t*

Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (19¹) einen Entlüftungskanal (7^) hat, durch den
bei Anlage des Purapenkolbens (19'.) an seinem unteren
Anschlag (4-7¹) der Pumpenarbeitsraum (43¹) über einen engen Dross el sp alt (a) mit dem Servod3?uckraum (39¹) verbindbar
ist (!'ig. 2a).

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