DE2946577A1

DE2946577A1 - Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE2946577A1
Application number: DE19792946577
Authority: DE
Inventors: Boaz Antony Jarrett; Dorian Farrar Mowbray
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1979-05-12
Filing date: 1979-11-19
Publication date: 1980-11-13
Also published as: ZA796251B; PL219773A1; IT1125824B; ES486165A1; US4300873A; JPS55151156A; AR228732A1; BR7907510A; CA1125121A; FR2456858A1; IT7927380A0; AU5302079A

Description

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsystem, das einen Pumpeηstempel, welcher innerhalb eines Zylinders gleitbar angeordnet ist, eine elektromagnetische Vorrichtung einschließlich eines Ankers, welche eine Bewegung des Pumpenstempels in eine solche Richtung bewirken, daß Kraftstoff aus dem Zylinder verdrängt wird, sowie einen Kraftstoffeinlaß in den Zylinder aufweist, durch welchen Kraftstoff in den Zylinder während der Rückkehrbewegung des Pumpenstempels fließen kann, wenn die elektromagneitsche Vorrichtung entregt wird.

Während des Betriebs steht bei einem solchen System das eine Ende des Zylinders in Verbindung mit einer Kraftstoffeinspritzdüse, welche ein auf Druck ansprechendes Ventil besitzt. Es ist bekannt, daß zur Vermeidung des Tropfeins von Kraftstoff aus der Düse gegen Ende des Hubs des Pumpenstempels der Kraftstoffdruck an der Düse so schnell wie möglich reduziert werden sollte, damit der Ventilkörper so schnell wie möglich schließen kann. Bei herkömmlichen Systemen wird diese Druckreduzierung durch Verspritzen von Kraftstoff aus dem Zylinder oder, wenn keine Spillage von Kraftstoff eintritt, durch entsprechende Formgebung der Betätigungsnocke des Pumpenstempels bewerkstelligt.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein System der oben erwähnten Art, bei welchem eine rasche Reduzierung des Kraftstoffdrucks in dem Zylinder gegen Ende des Hubs des Pumpenstempels erreicht wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Stoppelemente vorgesehen sind, welche die Bewegung dieses Ankers begrenzen.

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wenn die elektromagnetische Vorrichtung erregt wird; diese Stoppelemente weisen hochwirksame federnde Mittel auf, die während der Endbewegung des Ankers in Richtung auf diese Stoppelemente zusammengedrückt werden, die jedoch hinreichend stark sind, um den Anker in die entgegengesetzte Richtung entgegen der Wirkung der Magnetkräfte, die von der elektromagnetischen Vorrichtung aufgebracht werden, um einen solchen Betrag zu drängen, daß eine Reduzierung des Kraftstoffdrucks in diesem Zylinder bewirkt wird.

Ein Beispiel für ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben. Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung ist eine Kombination Pumpe/Injektor, und sie besteht aus einem Gehäuse 10, das eine abgestufte zylindrische Außenoberfläche hat. In das Gehäuse ist ein Zylinder 11 eingeschnitten, in welchem ein Pumpenstempel 12 läuft. Der Pumpenstempel erstreckt sich in eine verbreiterte Höhlung 13, die von dem Gehäuse 10 begrenzt wird, und der Stempel ist mit einem Endflansch 14 versehen, gegen welchen sich das eine Ende einer Spiraldruckfeder 15 legt. Das andere Ende der Feder 15 legt sich gegen eine Wand der Höhlung. In die Höhlung mündet ein Kraftstoffeinlaß 16, welcher während des Betriebs eine Verbindung zu einer Kraftstoffquelle herstellt, und aus der Höhlung führt ein Auslaßkanal 17, der mit dem Zylinder 11 an einer Steile außerhalb der innersten Position des Stempels in Verbindung steht. In dem Auslaßkanal 17 ist ein unter Federdruck stehendes Kugelventil 18 angeordnet.

Der Zylinder 11 erstreckt sich bis zu einem Auslaß 19, welcher sich während des Betriebs in eine Verbrennungskammer des zugehörigen Motors öffnet. Um den KraftStoffeinfluß durch den Auslaß 19 zu steuern, ist ein Ventil vorgesehen, das einen Ventilteller 20 sowie einen vom Auslaß gebildeten Ventilsitz aufweist. Der Teller 20 sitzt auf einer Stange 21, die sich

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in den Zylinder 11 erstreckt und an ihrem anderen Ende mit einem Endwiderlager 22 versehen ist, gegen das eine Spiraldruckfeder 23 drückt. Die Feder 23 drängt den Teller des Ventils gegen dessen Sitz, und der Ventilkörper wird bei einer Zunahme des Kraftstoffdrucks in dem Zylinder, welche infolge einer Bewegung des Pumpenstempels 12 entgegen der Wirkung der Feder 15 hervorgerufen wird, von seinen Sitz gehoben .

Am breiteren Ende des Gehäuses 10 ist das Gehäuse 24 einer elektromagnetischen Vorrichtung 25 angebracht. Das Gehäuse 24 schließt das offene Ende der Höhlung 13 und ist zweckmäßigerweise aus magnetisierbarem Material hergestellt. Das Gehäuse umschließt einen zentralen Stutzen 26, in den eine Bohrung eingeschnitten ist, die mit der Höhlung 13 in Verbindung steht und in der ein Schubkörper 27 gleitbar angeordnet ist. Das eine Ende des Schubkörpers liegt in einer Aussparung, welche in das geflanschte Ende des Pumpenstempels 12 eingeschnitten ist, während das andere Ende des Schubkörpers sich über das Ende des Stutzens 26 hinaus erstreckt. Der Stutzen ist von einer kreisförmigen Wicklung 28 umgeben, die um einen Spulenkörper gewickelt ist, welcher auf dem Stutzen 26 liegt. Der Spulenkörper bildet das Lager für einen Anker 29, der aus magnetisierbarem Material besteht und mit geringem Spiel durch eine öffnung im Endabschnitt des Gehäuses 24 geht.

Im Betrieb bewegt sich, wenn die Wicklung 28 von elektrischem Strom durchflossen wird, der Anker 29 in Richtung zum Stutzen 26 und erteilt dabei dem Schubkörper ebenso wie dem Pumpenstempel eine Axialbewegung. Diese Bewegung des Pumpenstempels setzt den in dem Zylinder 11 enthaltenen Kraftstoff unter Druck, und sobald ein ausreichend hoher Druck erreicht ist, wird der Ventilteller 20 von seinem Sitz abgehoben, und Kraftstoff fließt in den Verbrennungsraum des Motors. Wenn die

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Wicklung entregt ist, bringt die Feder 15 den Stempel, den Schubkörper und den Anker in die anfängliche Position zurück, und außerdem fließt Kraftstoff über das Rückschlagventil 18 in den Zylinder. Der Ventilteller 20 geht auf seinen Sitz, wenn der Druck in dem Zylinder reduziert wird.

Für den Betrieb dieses Systems ist es zweckmäßig, die Wicklung 28 mit einer starken Strommenge zu beschicken, um eine Kraftstof förderung zu bewirken und, sobald dies stattgefunden hat, den Anker entgegen der Wirkung der Feder 15 zu halten, was dadurch erreicht wird, daß die Wicklung 28 mit einer verringerten Strommenge beschickt wird. In der Praxis wird die anfänglich hohe Strommenge reduziert, bevor der Anker das Ende seines Wegs erreicht hat. Trägheitsmomente und die Tatsache, daß der Magnetfluß nicht sofort abstirbt, führen jedoch dazu, daß der Anker bis zum Ende seines Weges zusammen mit dem Pumpenstempel läuft. Wenn eine weitere Kraftstoffeinspritzung erforderlich ist, wird die Wicklung vollständig entregt, damit Kraftstoff in den Zylinder 11 fließen und dabei den Pumpenstempel, den Schubkörper und den Anker verschieben kann. Die für diesen Kraftstofffluß zulässige Zeit wird unter Berücksichtigung der Kraftstoffströmungsgeschwindigkeit in den Zylinder sorgfältig berechnet. Nach einer vorbestimmten Zeit wird die Wicklung voll erregt, um eine weitere Kraftstofförderung zu bewirken.

Wie bereits angedeutet wurde, ist es wichtig, daß der Ventilteller 20 auf seinem Sitz schnell schließt, um ein Tröpfeln von Kraftstoff zu verhindern, und dies kann nur erreicht werden, indem der Druck in dem Zylinder schnell reduziert wird.

Um eine rasche Druckminderung zu erzielen, sind zur Begrenzung der Bewegung des Ankers 29 Stoppelemente vorgesehen, die ein hochwirksames Federelement aufweisen. Dieses Federelement besteht aus einer gewölbten Dichtungsscheibe 30, welche sich gegen

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die Endfläche des Stutzens 26 legt. Der Schubkörper erstreckt sich mit Spiel durch eine· Öffnung in der Dichtungsscheibe, und das Ganze ist so angeordnet, daß dann, wenn die Wicklung 28 vollkommen erregt ist, um eine Einspritzung von Kraftstoff zu bewerkstelligen, die auf den Anker ausgeübte Kraft ausreichend ist, um eine Bewegung des Stempels in einem solchen Ausmaß zu bewirken, daß ein Kraftstoffdruck entgegen der von der Feder 15 aufgebrachten Kraft sich aufbaut. Wenn der Stromfluß reduziert wird, setzt sich die Bewegung des Ankers fort und wird durch die Dichtungsscheibe 30 gestoppt, der bei diesem Vorgang zusammengedrückt wird. Dieser geringere Stromfluß ist jedoch unzureichend, um den Anker gegen die federnde Wirkung der Dichtungsscheibe 30 zu halten. Infolgedessen wird der Anker durch die Dichtungsscheibe 30 um eine begrenzte Strecke bewegt, und der Stempel und der Schubkörper 27 bewegen sich um eine ähnliche Strecke, so daß der Druck in dem Zylinder schnell fällt und der Ventilteller 20 sich rasch auf den Ventilsitz setzen kann.

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Claims

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LUCAS INDUSTRIES LIMITED Birmingham, Großbritannien

Kraftstoffeinspritzsystem

?tentansprüche:
Kraftstoffeinspritzsystem, bestehend aus einem in einem

Zylinder gleitbar angeordneten Pumpenstempel, einer elektromagnetischen Vorrichtung einschließlich eines Ankers, welche eine Bewegung des Pumpenstempels in einer solchen Richtung bewirken, daß Kraftstoff aus dem Zylinder verdrängt wird, sowie einem Kraftstoffeinlaß in den Zylinder, durch welchen während der Rückkehrbewegung des Pumpenstempels Kraftstoff in den Zylinder fließen kann, wenn die elektromagnetische Vorrichtung entregt ist, und

gekennzeichnet durch Stoppelemente, welche die Bewegung dieses Ankers begrenzen, wenn diese elektromagnetische Vorrichtung erregt ist, und welche hochwirksame elastische Mittel beinhalten, die während der Endbewegung des Ankers in Richtung auf diese Stoppelemente hin zusammengepreßt werden, jedoch ausreichend stark sind, um den Anker entgegen der Wirkung der von der elektromagnetischen Vorrichtung aufgebrachten Magnetkräfte um einen solchen Betrag in die entgegengesetzte Richtung zu drängen, daß eine Druckminderung in diesem Zylinder bewirkt wird.

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ORIGINAL INSPECTED
2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch weitere federnde Mittel, welche auf diesen Stempel wirken, um dessen Rückkehrbewegung zu bewirken, wenn diese elektromagnetische Vorrichtung entregt wird.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese hochwirksamen elastischen Mittel aus einer gewölbten Dichtungsscheibe bestehen.
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese gewölbte Dichtungsscheibe an der Endfläche eines Stutzens anliegt, welcher ein Teil dieser elektromagnetischen Vorrichtung ist, und daß ein Schubkörper zwischen dem Anker und dem Stempel angeordnet ist, der durch eine öffnung in dieser Dichtungsscheibe und durch eine Bohrung in diesem Stutzen hindurchgeht.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in diesem Kraftstoffeinlaß ein Rückschlagventil angeordnet ist.

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