DE3227742C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit einem den Einspritzelementen der Zylinder vorgelagerten gemeinsamen, durch eine kontinuierlich fördernde Kraftstoffpumpe beaufschlagten Druckraum, dem ein Druckregelventil zugeordnet und der jeweils mit dem den mittels einer Düsennadel absperrbaren Düsenbohrungen der Einspritzelemente unmittelbar vorgeordneten Ringraum dauernd leitungsverbunden ist, wobei in jedem Einspritzelement ein in Abhängigkeit von Zustandsgrößen der Brennkraftmaschine betätigbares, des Kraftstoffabfluß aus einem über eine Drossel mit dem Kraftstoffeintrittsraum verbundenen Steuerraum freigebendes Magnetventil vorgesehen ist, die Düsennadel einen vom Kraftstoffdruck im Steuerraum im Schließsinn beaufschlagten Kolben besitzt und der Kraftstoffeintrittsraum mit dem Ringraum in Leitungsverbindung steht (vgl. DE-OS 26 47 744).

Aufgabe der Erfindung ist es, diese bekannte Konstruktion so zu verbessern, daß sich eine Erhöhung der Einspritzgenauigkeit, also der Genauigkeit des Einspritzzeitpunktes und der Einspritzmenge ergibt, um den Wirkungsgrad zu verbessern und Emissionen giftiger Abgasbestandteile zu vermindern.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß in der Leitungsverbindung zwischen dem Kraftstoffeintrittsraum und dem Ringraum jedes Einspritzelementes ein über eine zweite Drossel mit dem Eintrittsraum verbundener Speicherraum vorgesehen ist, dessen Volumen das bei jedem Einspritzvorgang abgespritzte Kraftstoffvolumen wesentlich übersteigt.

Dadurch wird die in der Nähe der Düsenbohrungen vorverdichtete Kraftstoffmenge unter Druckabfall zum Teil entspannt und eingespritzt, ohne daß eine längere Flüssigkeitssäule in Bewegung gesetzt werden muß. Durch Abstimmung des Speichervolumens und der zweiten Drossel kann der gewünschte Druckabfall gewählt werden. Außerdem wird ebenso wie der Steuerraum durch die erste Drossel auch der Speicherraum durch die zweite Drossel vor der Einwirkung allfälliger Druckschwingungen in der Zuleitung geschützt, die die Genauigkeit der Einspritzung beeinträchtigen könnten.

Aus der DE-OS-23 36 575 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung bekannt, die nicht übereinstimmend mit den im Oberbegriff des Anspruchs angeführten Merkmalen aufgebaut ist und die im Düsenkopf nahe der Ausspritzöffnung einen Ringraum aufweist, in dessen Zuleitung eine Drossel angeordnet ist. Diese dient der Zumessung der jeweiligen Einspritzmenge, welche dann durch eine übergroße Düsenöffnung in den Brennraum gelangt, wobei der Durchlaßquerschnitt der übergroßen Düsenöffnung wesentlich größer ist als der Durchlaßquerschnitt der Drossel. Dank dieser Drossel bleibt daher die Menge des eingespritzten Kraftstoffes unbeeinflußt von einer gegebenenfalls auftretenden Verschmutzung der Düsenöffnung. Dieser Ringraum kann daher kein Speicherraum mit einem die einzuspritzende Kraftstoffmenge wesentlich übersteigenden Volumen sein, weil anderenfalls wegen der übergroßen Düsenöffnung eine viel zu große Kraftstoffmenge eingespritzt werden würde. Demgegenüber dient bei der anmeldungsgemäßen Einrichtung der Speicherraum zur Aufnahme einer das bei jedem Einspritzvorgang abgespritzte Kraftstoffvolumen wesentlich übersteigenden Kraftstoffmenge, damit nicht wie bei bekannten Einrichtungen jeweils eine längere Flüssigkeitssäule in Bewegung gesetzt werden muß, und die Drossel hat daher keine Zumessungsfunktion, sondern die Aufgabe, den Kraftstoffnachschub zu verzögern, damit der vor der Einspritzung unter hohem Druck im Speicherraum komprimierte Kraftstoff sich entspannen kann und dieser reduzierte Druck dann kleiner ist als der entgegenwirkende im Steuerraum sich wieder aufbauende Druck, der zum Schließen der Düsenöffnung führt.

Aus der DE-OS-24 31 172 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung bekannt, bei der in der Ventilnadel eine Kammer ausgebildet ist, die über Bohrungen in der Nadel mit einem im Düsenkopf nahe der Austrittsöffnung ausgebildeten Beruhigungsraum in Verbindung steht, in welchem durch Reduzierung des Kammervolumens mittels eines durch eine Magnetspule betätigbaren und zum Dosieren der Kraftstoffmenge einen bestimmten Hub ausführenden Dosier-Stößels ein so hoher Druck aufgebaut werden muß, daß die mit einem konischen Abschnitt sich in den Beruhigungsraum hinein erstreckende Nadel durch den Druck angehoben wird, um eine Kraftstoffmenge aus der Düsenöffnung austreten zu lassen. Für den Druckaufbau muß daher für jeden Einspritzvorgang der Beruhigungsraum von dem Kraftstoffeinlaß abgetrennt werden. Die Einrichtung ist daher ziemlich aufwendig, da sie außer der Magnetspule für die Betätigung des den Kraftstoff in der Kammer unter Druck setzenden Stößels eine zeitlich getrennt davon betätigbare weitere Magnetspule für das Öffnen und Schließen des Kraftstoffeinlasses in die Kammer benötigt. Bei einer abgewandelten Ausführung dieser bekannten Einrichtung ist eine ständige aber mit einem Rückschlagventil versehene Verbindung des Kraftstoffeinlasses mit dem Beruhigungsraum vorhanden, womit die weitere Magnetspule entfällt und somit sowohl für den Druckaufbau als auch für die Zumessung der gewünschten Kraftstoffmenge eine Magnetspule benützt wird. Auch bei dieser bekannten Einrichtung kann demnach der Beruhigungsraum keinen Speicherraum darstellen, da die Zumessung der eingespritzten Kraftstoffmenge sich aus dem vom Stößel durchlaufenen Druckhub und der Stößelfläche ergibt. Diese Wirkungsweise setzt voraus, daß die Speicherwirkung des Beruhigungsraumes vernachlässigbar klein ist.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine im Schema und

Fig. 2 ein Einspritzelement im Axialschnitt.

Von einem vierzylindrigen Dieselmotor 1 wird über ein Getriebe die Kraftstoffpumpe 2 angetrieben, die den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 3 über ein Filter 4 in den Druckraum 5 fördert. Der im Druckraum 5 und in der Zuleitung 6 zu den vier Einspritzelementen 7 herrschende Kraftstoffdruck ist mittels eines in Abhängigkeit von Drehzahl und Last steuerbaren Druckregelventils 8 auf einen bestimmten Wert einstellbar. Der überschüssige Kraftstoff wird über eine Rücklaufleitung 9 in den Tank 3 zurückgeführt. In die Rücklaufleitung 9 münden auch Entlastungsleitungen 10 der Einspritzelemente 7. Die Einspritzelemente 7 weisen Magnetventile 11 auf, die über ein elektronisches, von einem Totpunktgeber 12 und von anderen Zustandsgrößen beeinflußtes Gerät 13 gesteuert werden, das von einer Batterie 14 gespeist wird.

In Fig. 2 ist ein Einspritzelement 7 im Detail dargestellt. Die vom Druckraum 5 kommende Zuleitung 6 mündet in einen Kraftstoffeintrittsraum 15 im Führungskörper 16 für den Kolben 17 einer Düsennadel 18, die durch eine Feder 19 mit geringer Spannkraft auf ihren die Düsenbohrungen aufweisenden Sitz 20 gedrückt wird. Aus dem Eintrittsraum 15 führt eine Leitung 21 über eine erste Drossel 22 in einen Steuerraum 23, in dem eine enge Bohrung 24 mündet, die anderseits durch den Ventilkörper 25 des Magnetventils 11 verschlossen wird. Aus dem Eintrittsraum 15 führt ferner eine Zuleitung 26 über eine zweite Drossel 27 in einen Speicherraum 28, der unmittelbar an den Ringraum um den vordersten Teil der Düsennadel 18 vor dem Sitz 20 an­ schließt.

Die Funktion des Einspritzelementes 7 ist folgendermaßen:

Bei stromlosem Magnetventil 11 und daher abgeschlossener Bohrung 24 wird im gesamten Innenraum des Einspritzelementes 7 zwischen dem Sitz 20 und dem Ventilkörper 25 der volle eingestellte Kraftstoffdruck aufgebaut, der zusammen mit der Feder 19 die Düsennadel 18 auf ihrem Sitz 20 hält. Sobald das Magnetventil 11 unter Spannung gesetzt wird, hebt der Ventilkörper 25 vom Ende der Bohrung 24 ab und gibt den Abfluß des Kraftstoffes aus dem Steuerraum 23 über die Bohrung 24 und die Entlastungsleitung 10 frei. Der auf den Kolben 17 der Düsennadel 18 wirkende, infolge der ersten Drossel 22 abfallende Druck im Steuerraum 23 und die schwache Feder 19 sind nicht in der Lage, dem vollen, vom Speicherraum 28 her auf die Düsennadel 18 wirkenden Druck das Gleichgewicht zu halten. Die Düsennadel 18 gibt ihren Sitz 20 zur Kraftstoffeinspritzung frei. Der vorher unter hohem Druck komprimierte Kraftstoff im Speicherraum 28 entspannt sich und der Druck fällt etwas ab, da wegen der zweiten Drossel 27 nicht sofort genügend Kraftstoff nachgefördert werden kann. Wird das Magnetventil 11 wieder stromlos, schließt es die Bohrung 24 und damit den Steuerraum 23 ab, kann sich daher dort wieder der volle Druck aufbauen, der dann zusammen mit der Feder 19 neuerlich ausreicht, die Düsennadel 18 gegenüber dem schwächeren Restdruck im Speicherraum 28 zu schließen. Darauf kann sich dort bis zum nächsten Einspritzvorgang der volle Kraftdruck wieder aufbauen.

Claims (1)

1. Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit einem den Einspritzelementen der Zylinder vorgelagerten gemeinsamen, durch eine kontinuierlich fördernde Kraftstoffpumpe beaufschlagten Druckraum, dem ein Druckregelventil zugeordnet und der jeweils mit dem den mittels einer Düsennadel absperrbaren Düsenbohrungen der Einspritzelemente unmittelbar vorgeordneten Ringraum dauernd leitungsverbunden ist, wobei in jedem Einspritzelement ein in Abhängigkeit von Zustandsgrößen der Brennkraftmaschine betätigbares, den Kraftstoffabfluß aus einem über eine Drossel mit dem Kraftstoffeintrittsraum verbundenen Steuerraum freigebendes Magnetventil vorgesehen ist, die Düsennadel einen vom Kraftstoffdruck im Steuerraum im Schließsinn beaufschlagten Kolben besitzt und der Kraftstoffeintrittsraum mit dem Ringraum in Leitungsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitungsverbindung zwischen dem Kraftstoffeintrittsraum (15) und dem Ringraum jedes Einspritzelementes (7) ein über eine zweite Drossel (27) mit dem Eintrittsraum (15) verbundener Speicherraum (28) vorgesehen ist, dessen Volumen das bei jedem Einspritzvorgang abgespritztes Kraftstoffvolumen wesentlich übersteigt.