DE2644619A1

DE2644619A1 - Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE2644619A1
Application number: DE19762644619
Authority: DE
Inventors: Paul Lakra
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1975-10-03
Filing date: 1976-10-02
Publication date: 1977-04-07
Also published as: JPS5244330A; IT1073318B; GB1563799A; FR2326588A1; US4089315A; FR2326588B1

Description

L 65 .■? 130

Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED,

Great King Street, Biriainghaiu, England

Kraftstoffeinspritzsystera

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsystexa zur Zuführung von kraftstoff zu einer ßrennkraftloaschine iait interner Verbrennung.

Aufgabe der Erfindung ist die Ausbildung eines solchen Einspritzsysteras in einfacher und zweckmäßiger ».'eise.

Gemäß der Erfindung enthält ein solches Zraftstoffeinspritzsystem einen in einem ersten Zylinder verstellbaren otellkolben zur Steuerung eines Ventiles am einen Ende des Zylinders, das einen Auslaß an diesem Zylinderende in der .veise beherrscht, daß der Druck in diesem Zylinderteil verringert wird, wenn das Ventil vom Kolben betätigt wird. Das Einspritzsystem enthält weiter ein gestuftes Ventilglisd in einem zweiten Zylinder, dessen Ende mit kleinerem Querschnitt mit einem als Ventilsitz ausgebildeten Auslaß am einen Ende des zweiten Zylinders zusammenwirkt und auf dessen Ende mit größerem Querschnitt ein Druckmittel wirkt, um das Ventilglied in der Anlage am Ventilsitz zu halten, wobei der Zylinderbereich des

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Ventilgliau.es zwischen den Ivolbenbareichen rait kleinerem una gröjBerem Querschnitt dem Druck im Auslaß des ersten Zylinders unterworfen ist in der Weise, daß bei einem Anstieg des Druckes über einen bestimmten Grenzwert aas Ventilglied von seinem ;3itz abgehoben und der Druckrnittelfluß freigegeben"wird. Schließlich enthält das Ventilsystem einen Stößel zwischen dem Ventil und dein Ventilglied, wobei während einer fortgesetzten bewegung des Stellkolbens nach der Anlage am Ventil der Stößel die bewegung zwischen dem otellkolben und dem Ventilglied überträgt, um das Ventilglied zu einer Bewegung zur unterbrechung des Druckmittelflusses durch die öffnung des zweiten Zylinders zu veranlassen.

Kach einem weiteren wesentlichen Erfindungsmerkmal kommt nach einer begrenzten Bewegung des Stellkolbens das Ventil mit dem Stößel in Berührung, um dem Ventilglied die Bewegung des Stellkolbens mitzuteilen.

Äusführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen iCinspritz systems ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und nachfolgend beschrieben.

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In einem Zylinder 11 ist ein Stellkolben 10 verstellbar gelagert. Das eine Ende des Stellkolbenzylinders 11 ist als Ventilsitz 12 ausgebildet, ^ie Verstellung des Stellkolbans 10 wird von einem Arbeitskolben 13 bewirkt, der in einem v/eiteren Zylinder 14 verstellbar ist. Der Querschnitt des Arbeitskolbenzylinders 14 ist größer als der Querschnitt des Stellkolbenzylinders 11. Das dem Stellicolben 10 abgekehrte Ende des Arbeitskolbenzylinders 14 ist über ein Ventil 15 mit einem Kraftstoffspeicher 16 in Verbindung zu bringen, in dem Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert ist. Die Einbringung des Kraftstoffes in den Kraftstoffspeicher 16 erfolgt mit einer Kraftstoffpumpe Mittels eines Drainageventiles 18 kann das dem Stellkolben 10 abgekehrte Ende des Zylinders 14 jedoch auch mit einer Drainage verbunden werden, mit der das andere Ende des Zylinders 14 ständig verbunden ist.

An dem dem Arbeitskolben 13 abgekehrten Ende des Zylinders 11 ist in ihm ein Ventil 19 angeordnet, dessen Kopf 20 mit dem Sitz 12 zusammenarbeitet. Der Ventilkörper mit dem Kopf 20 ist durch eine Schraubendruckfeder in der Anlage am Ventilsitz 12 gehalten und auf seiner ganzen Länge von einer Längsbohrung durchbohrt. Der Ventilsitz ist am etwas erweiterten Ende des Stellkolbenzylinders

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angeordnet und dieser über dem Sitz 12 liegende etwas erweiterte Bereich des Zylinders 11 ist rait der Niederdruckquelle 21 verbunden.

21it 22 ist ein weiterer Zylinder bezeichnet, dessen Sitz

23 rait dem entsprechend geformten Ende des im Querschnitt kleineren Teiles eines gestuften Ventilkörpers 24 zusammenwirkt. Wenn der Ventilkörper 24 auf dem Ventilsitz 23 aufsitzt, ist der Kraftstoff-Fluß zum Brennraum der brennkraftmaschine durch die Kraftstoffauslasse 25 unterbrochen.

Der Sylinderraum, in dem sich der Teil des Ventilkörpers

24 mit dem kleineren Querschnitt befindet, ist durch eine Bypaßleitung 26 mit einer Kammer 27 verbunden, in der sich die das Ventil 19 belastende Schraubendruckfeder befindet. Darüber hinaus steht das den Kraftstoffauslässen 25 entgegengesetzte Ende des Zylinders 22 in ständiger Verbindung mit dem Kraftstoffspeicher 16.

Ist das Ventil 15 geöffnet, dann wirkt der Druck des Kraftstoff Speichers 16 auf den Arbeitskolben 13 und bewegt diesen in der Zeichenebene nach unten. Gleichzeitig wird von dem Arbeitskolben 13 auch der Stellkolben 10 nach unten bewegt und im Zylinder 11 wird ein hoher Kraftstoffdruck erzeugt.

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Dieser Druck pflanzt sich durch die Längsbohrung in dem Ventilkörper (20) des Ventiles 19 fore, und er gelangt unter den Absatz in den otufenventilkörper 24. Jadurch •,/ird der Ventilkörper 24 vom Ventilsitz 23 abgehoben und kraftstoff gelangt durch die Kraftstoffauslasse 25, gegebenenfalls mehrere solche Auslässe in den iirennraum der Brennkraftmaschine. Dieser Kraftstoffaustritt wird beenuet, wenn der Stellkolben 10 an äera Ventilkörper (20) aes Ventiles IS zur Anlage kommt und in der weiteren bewegung des Stellkolbens der Ventilkopf 20 von seinem Sitz 12 abgehoben wird mit dem jbrgebnis, daß der Druck in der üypaßleitung 26 auf aen Druck der äiederdruckguelle 21 verringert wird. Der Druck aer Liiederdruckquelle 21 reicht nicht aus, um den Ventilkörper 24 in seiner üffnungsstellung zu halten, er ist wesentlich geringer als der Druck, der den Ventilkörper 24 in seiner jffnungsstellung zu halten vermag. Dadurch bringt der Druck des KraftstoffSpeichers 16 den Ventilkörper 24 in seine Schließstellung, in der der Ventilkörper 24 auf dem Ventilsitz 23 aufsitzt.

Die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine endet also mit dem Offnen des Ventiles 19. Im Seitpunkt der unterbrechung der Kraftstoffzufuhr ist das Ventil 15 geschlossen

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und das Ventil 13 geöffnet, una kraftstoff von der iiiederdruckquelle 21 hält dabei den Ventilkörper aes "Ventile3 19 in seiner ^ffnungsstellung. Ls ströiat Kraftstoff in den .Zylinder 11, wodurch der Aolben 10 nach oben verstellt wird und eine entsprechende i>ewegung des Arbeitskolbens 13 erfolgt. Die iewegungsgröße beider Kolben 1-J und 13 ist ein i-iaß für die Kraftstoffmenge, die der Jrennkraftiiiaschine bein nächsten Arbeitstakt zugeführt wird, weshalb die .Kolbenbewegung in geeigneter weise regelbar ist. Ist aas Ventil 1b geschlossen, kann keine weitere Bewegung der Kolben raehr stattfinden und das Ventil 19 wird von der Feder geschlossen. Das Kraftstoffzuteilsystem ist für den nächsten Arbeitstakt bereit, in dem eier iirennKxaftmaschine wieder Kraftstoff zugeteilt wird.

Um ein rasches Schließen des Ventilkörpers 24 zu ermöglichen und dessen rasches Aufsetzen auf dem Ventilsitz zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die Bewegung des Verstellkoibens Iu auf den Ventilkörper 24 übertragen wird, wenn der Ventilkopf 20 des Ventiles 19 von seinein Ventilsitz 12 abgehoben hat. Jas wird durch einen Stößel erreicht, der zwischen dem Ventilkörper 24 und dem Ventil angeordnet ist. Dieser Stößel 23 ist mit einem Bund 29 versehen, um die Äufwärtsbewegung des Stößels 23 begrenzen zu

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können. Der Stößel 24 begrenzt ferner die Äufwärtsbev/egung des Ventilkörpers 24, wenn Kraftstoff durch die .Kraftstoffauslässe 25 austreten soll. Zwischen dem Stößel 28 und dem Ventilkopf 20 des Ventiles 19 ist ein Spiel vorgesehen, so daß beim Anstoßen des Stellkolbens 10 am Ventil 19 und nach überwinden des Spieles der Stellkolben 10 den Ventilkörper 24 zu einer Bewegung gegen den Ventilsitz veranlaßt und dabei eine rasche und zuverlässige Schließbewegung des Ventilkörpers 24 veranlaßt.

Sind die Ventile 15 und 18, nachdem der Stellkolben 10 UTA den benötigten Betrag zurückbewegt wurde, geschlossen, so ist der auf den Stößel 28 v/irkende Druck so groß, daß der Bund 29 sicher am oberen Ende des Zylinders 22 zur Anlage kommt. Ist das Ventil 15 geöffnet, so ist der Druck in der Kammer 27 über den Druck im Kraftstoffspeicher angestiegen, so daß der Stößel 28 nach unten bewegt wird und in Kontakt mit dem Ventilkörper 24 gelangt. Dadurch wird die auf den Ventilkörper 24 wirkende Schließkraft verstärkt. Gleichzeitig ist verhindert, daß der Stößel die Längsbohrung das Ventilkörpers des Ventiles 19 verschließt.

Die Zeichnung stellt eine erfindungsgeraäße Vorrichtung nur schematisch dar. Die Kolben 10 und 13 zusammen mit

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dem Führung steil des Gentiles 19, dem Stößel 28 und dera Ventilkörper 24 sitzen mit Glsitsitz in ihren Zylindern bzvj. Bohrungen, um möglichst geringe Leckverluste zu haben. Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung nicht maßstabgerecht. Sie ist so ausgelegt, daß der Druck im Kraftstoffspeicher 16 300 at, der durch die Bewegung des Stellkolbens 10 erzeugte Druck etwa 600 at beträgt. Der Durchmesser des Arbeitskolbens beträgt 7 min, der des Stellkolbens 5 rom, des Stößels

2 mm, während der größere Durchmesser des Ventilkörpers 6 ram und der Sitzdurchmesser des Ventilkörpers 24, etwa

3 mm beträgt. Der Durchmesser des Sitzes des Ventiles ist 6,4 mm und der Druck der Niederdruckquelle 10 at.

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Leerseite

Claims

j.-· a t e χι t a η s ρ r ü c h e

Kraftstoffeinspritzsystem zur Kraftstoffzuführung in den Brennraum von Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung, gekennzeichnet durch einen in einem ersten Zylinder (11) verstellbaren otellkolben (10) , v/obei der Zylinder am einen iJnde einen Auslaß hat, dem ein bei einer liolbenbewegung in Richtung auf dieses Zylinderende zur Druckverringerung an diesem Zylinderende von dem kolben betätigbares Ventil (19) zugeordnet ist, gekennzeichnet weiter durch einen zweiten, einen gestuften Ventilkörper (24) aufnehmenden zweiten Zylinder (22), dessen im Querschnitt kleineres Ende mit einem Ventilsitz (23) am einen Ende dieses zweiten Zylinders zusammenwirkt, um Kraftstoffauslaßöffnungen (25) an diesem Zylinderende zu regeln, während das im Querschnitt größere Ende des Ventilkörpers einem Kraftstoffdruck unterworfen ist, der den Ventilkörper in der Schließstellung hält, gekennzeichnet weiter dadurch, daß der Zylinder am übergang vom im Querschnitt kleineren zum im Querschnitt größeren Bereich des Ventilkörpers dem Druck am Auslaß des ersten Zylinders unterworfen ist und dieser Druck bei entsprechender Größe den

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ORIGINAL INSPECTED

Vantilkörper zur i'r eigabe der I\raftstoffauslässe von seinen Sitz abhabt und gekannzeichnet schließlich u.urcli einon Stößel (23) zwischen aera Ventil (19) und aera Ventilkörper (24) , wobei weitere Bewegungen des Stellkolbens nach dessen Auftreffen auf dem Ventil den Stößel zur Übertragung dieser Bewegungen zwischen dem Stellkolben und dem Ventilkörper veranlassen und dabei den Ventilkörper an einer Öffnungsbewegung hindern.
2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (19) nach einer begrenzten Bewegung des Stellkolbens (10) den Stößel (2G) zur übertragung der Bewegung des Stellkolbens auf den Ventilkörper (24) berührt.
3. Eraftstoffeinspritzsystem nach den Ansprüchen. 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper des Ventiles (19) von einer Feder in der Schließstellung auf einem Sitz (12) gehalten ist.
4. Kraftstoffeinspritzsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (19) in seiner öffnungssteilung eine Verbindung zu einer Niederdruckquelle (21) freigibt.

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5. Kraftstoffeinspritzsystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (28) einen

mit dem den Kraftstoffauslassen (25) entgegengesetzten Ende des zweiten Zylinders (22) zusammenwirkenden
Bund (29) zur Begrenzung der Abhebbewegung des Ventilkörpers (24) von seinem Sitz (23) aufweist.
6. Kraftstoffeinspritzsystem nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Arbeitskolben (13) zum
Bewegen des Stellkolbens (10), dessen wirksame Arbeitsfläche größer als die wirksame Arbeitsfläche des Stellkolbens ist und gekennzeichnet durch eine Ventilanordnung (15, 18), mit der die Druckmittelzufuhr zu dem
Arbeitskolben gesteuert wird, um mittels der durch den Arbeitskolben ausgelösten Verstellbewegung des Stellkolbens den Kraftstoffaustritt aus den Kraftstoffauslässen (25) zu bewirken.

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