DE3418293A1

DE3418293A1 - Kraftstoffeinspritzduese

Info

Publication number: DE3418293A1
Application number: DE19843418293
Authority: DE
Inventors: David Michael Glemsford Suffolk Harvey; Christopher John Worthing Sussex Moody
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1983-05-19
Filing date: 1984-05-17
Publication date: 1984-11-22
Also published as: ES8504335A1; FR2551136A1; FR2551136B1; IT8420749A1; GB8313903D0; IT1174534B; JPS59221461A; US4706887A; ES532594A0; JPH0550590B2; IT8420749A0

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft Kraftstoffeinspritzdüsen zur Förderung von Kraftstoff zu einem Innenverbrennungsmotor; die Düsen sind von dem Typ, der ein. unter Pederdruck stehendes, vom Kraftstoffdruck betätigtes Ventilelement aufweist, welches durch federnde Mittel in eine dichte Anlage an einem Ventilsitz gepreßt wird, und welches dadurch von diesem Ventilsitz abgehoben wird, daß Kraftstoff unter Druck zu einem Einlaß gefördert wird, damit Kraftstoff zu einem Auslaß fließen kann.

Derartige Düsen sind bekannt. Um den Betrieb eines zugehörigen Motors zu verbessern, ist es notwendig, das Abheben des Ventilelements von seinem Sitz so zu steuern, daß der Druck am Einlaß, welcher benötigt wird, um das Ventilelement zu bewegen, während die Wegbewegung des Ventilelements von seinem Sitz zunimmt.

Dieses kann erreicht werden durch Einbau eines zusätzlichen federnden Teils, welches entweder der Bewegung des Ventilelements widersteht, nachdem das Ventilelement sich um eine vorbestimmte Strecke von seinem Sitz bewegt hat, oder aber so angeordnet ist, daß es der Wirkung des ersten federnden Teils Widerstand leistet, bis das Ventilelement sich um die vorbestimmte Strecke von seinem Sitz entfernt hat.

Der Nachteil einer derartigen Anordnung ist, daß die auf das Ventilelement wirkende Kraft plötzlich zunimmt, nachdem es sich um diese Entfernung bewegt hat, und die daraus resultierenden Arbeitscharakteristiken der Düse sind, soweit es den Motor betrifft, nicht ideal.

Ziel der Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzdüse der beschriebenen Art, die betriebssicherer und dennoch einfacher im Aufbau ist als die herkömmlichen Düsen. Dieses Ziel wird mit einer Kraftstoffdüse gemäß den Patentansprüchen erreicht.

Erfindungsgemäß besteht die neue Kraftstoffeinspritzdüse aus weiteren federnden Teilen, die auf das Ventilelement wirken und diesen ersten federnden Teilen entgegenwirken, und aus einem Kolben, der dem unter Druck stehenden Kraftstoff am Einlaß ausgesetzt ist, wobei die Kraft, die von dem unter Druck stehenden Kraftstoff an diesem Kolben ausgeübt wird, entgegen der Kraft wirkt, die von diesen weiteren federnden Teilen ausgeübt wird.

In der Zeichnung ist eine beispielhafte Ausführung der erfindungegemäßen Kraftstoffeinspritzdüse dargestellt. Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Düse, und Figur 2 zeigt, in vergrößertem Maßstab, einen Teil der Düse von Figur 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Düse 10 ist von dem sogenannten nach außen sich öffnenden Typ, und Kraftstoff wird durch eine Kraftstoffeinspritzpumpe zu der Düse gefördert. Die Düse beinhaltet ein Ventilgehäuse 12 von im wesentlichen zylindrischer Gestalt, das mit einem an der Außenseite angebrachten Flansch 13 ausgestattet ist. Die Düse enthält weiter ein hohles Teil Ik, das an einem Ende einen Kraftstoffeinlaß 15 begrenzt, der mit dem Auslaß der Pumpe verbunden ist und an seinem anderen Ende in ein offenes Ende übergeht. Das offene Endstück greift an einem hohlen Verlängerungsstück l6A an, das in dichtender Anlage an dem Flansch 13 mittels einer überwurfmutter gehalten wird, welche auf das hohle Teil Ik aufgeschraubt ist und unten eine öffnung aufweist, durch die sich das Ventilgehäuse 12 erstreckt.

In das Ventilgehäuse ist eine axiale Bohrung 18 eingeschnitten, die an ihrem Ende nahe des freien Endes des Gehäuses 12 so verbreitert ist, daß sie einen Sitz 19 von kegelstumpfförmiger Gestalt begrenzt, an den sich ein im

wesentlichen gerader, zylindrischer Abschnitt 20 anschließt. In der Bohrung 18 ist ein Ventilelement gleitend angeordnet, welches einen Schaft 21 von kleinerem Durch- : messer als dem der Bohrung 18 aufweist. Der Schaft weist einen geriffelten Abschnitt 22 und einen zylindrischen Abschnitt 23 auf, und diese beiden Abschnitte arbeiten mit der Wand der Bohrung 18 zusammen, um die Bewegung des Ventilelements zu führen. Außerdem trägt der Ventilschaft einen Ventilkopf 24, der so geformt ist, daß er mit dem Sitz 19 zusammenwirkt, und der zusammen mit dem zylindrischen Abschnitt 20 einen ringförmigen Freiraum begrenzt. Der Schaft ragt außerdem aus dem entgegengesetzten Ende der Bohrung heraus und trägt ein hohles, flanschartiges Federwiderlager 25, das mittels eines Zurückhalters -26 an dem Schaft gehalten wird. Zwischen dem Federwiderlager 25 und dem Flansch 13 befindet sich ein erstes federndes Teil in Gestalt einer Spiraldruckfeder 27. Das Innere des offenen Endstücks 16 ist über Durchgänge mit dem Einlaß 15 verbunden, und der zwischen dem Ventilschaft und der Wandung der Bohrung 18 gebildete ringförmige freie Raum steht mit der die Feder enthaltenden Kammer über Einlaßöffnungen 28 in Verbindung, die in das Gehäuse 12 eingeschnitten sind.

Der bis jetzt beschriebene Teil der Düse ist bekannt, und während ihres Betriebs wirkt, wenn unter Druck stehender Kraftstoff zu dem Einlaß gefördert wird, der Kraftstoffdruck auf das Ventilelement, um das Ventilelement gegen die Wirkung der Feder 27 zu bewegen, und der Ventilkopf 2M wird von dem Sitz 19 abgehoben, um Kraftstoff durch den ringförmigen Zwischenraum strömen zu lassen, der zwischen dem Ventilkopf 2k und dem zylindrischen Abschnitt 20 stromabwärts vom Sitz 19 gebildet ist. Das Ausmaß der Bewegung des Ventilelements wird bestimmt durch den Anschlag der Hülse 25 am Gehäuse 12. Außerdem ist der Ventilkopf so geformt, daß die wirksame Fläche des erwähnten

ringförmigen Zwischenraums sich verändert, indem der Ventilkopf sich von dem Sitz wegbewegt.

Die Düse weist auch eine weitere Spiraldruckfeder 29 auf, die sich innerhalb einer zylindrischen Kammer 30 befindet, welche in einen Einsatz 31 eingeschnitten iet, der in· das hohle Verländerungsstück 16 eingeschraubt ist. Der Einsatz 31 ist mit Durchgängen 32 und mit öffnungen 32A versehen, damit Kraftstoff von dem Einlaß 15 zu den Eintrittsöffnungen 28 fließen kann. Die Feder 29 stellt ein zweites oder weiteres federndes Teil dar und liegt an einem Pederwiderlager 33 an, das an einem damit einstückig verbundenen Vorschubteil 3^ angeformt ist, welches innerhalb einer in den Einsatz eingeschnittenen Bohrung 35 gleitend angeordnet ist. Das Vorschubteil steht in Berührung mit dem Ende des Schaftes 21 des Ventilelements, und in der Schließposition des Ventilelements besteht zwischen dem Widerlager 33 und der Endwand der Kammer 30 ein kleiner Freiraum, der mit dem Buchstaben S bezeichnet ist. Die Feder 29 übt auf das Widerlager 33 eine schwächere Kraft aus als die Feder 27 auf den Ventilschaft 21. Das Vehtilelement kann deshalb die Schließposition einnehmen, in der es gezeigt ist, wobei dor Ventilkopf 2k den Sitz 19 berührt. Die auf den Ventilschaft in der Schließposition ausgeübte Kraft ist die Differenz zwischen den von den Federn 27 und 29 ausgeübten Kräften.

Wenn unter Druck stehender Kraftstoff zum Einlaß 15 gefördert wird, hebt die von dem Kraftstoffdruck ausgeübte Kraft das Ventilelement von dem Sitz, wie beschrieben. Der Kraftstoffdruck, der erforderlich ist, um die Anfangsbewegung zu bewirken, ist kleiner als er sein müßte, wenn eine identische Feder 27 allein auf das Ventilelement wirken würde. Die Anordnung ist so, daß die Feder 27 steifer ist als in einer vergleichbaren Düse, welche nicht die Feder aufweist, so daß der Düsenöffnungsdruck im wesentlichen der

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gleiche ist. Indem das Ventilelement sich von seinem Sitz abhebt, unterstützt die Feder 27 weiterhin eine solche Bewegung, bis das Widerlager 33 das Wandende der Kammer 30 berührt. Sobald dies eingetreten ist, erfolgt die weitere Bewegung des Ventilelements entgegen der durch die Feder 27 ausgeübten Kraft und eine Erhöhung des Kraftstoffdruckes ist erforderlich. Der Kraftstoffdruck wirkt jedoch auf das Vorschubteil 31, welches einen Kolben bildet und der Wirkung der Feder 29 entgegenarbeitet, und das Ergebnis dieser Anordnung ist, daß der scharffe übergang, der auftreten würde, wenn das Vorschubteil 3¹J nicht einen Kolben darstellen würde, gemildert wird. Die Vorspannung der Feder 29 kann reguliert werden, indem ein einstellbares Auflager 36 bewegt wird, und desgleichen kann der Durchmesser des Vorschubteils J>k variiert werden, um die Kraft zu regulieren, die gegen die Wirkung der Feder 29 ausgeübt wird. Die Anordnung ist so, daß die Berührungsfläche des Vorschubteils 3*1 mit dem Ventilelement kleiner ist als die Querschnittsfläche des Vorschubteils, und dies wird zweckmäßigerweise erreicht, indem das Ventilelement mit einem abgerundeten Ende versehen wird, das in einer entsprechenden Ausnehmung liegt, die in die Endfläche des Vorschubteils eingeschnitten ist, wobei die Oberfläche dieser Ausnehmung kleiner ist als die Querschnittsflüche des Vorschubteils.

Die Kammer 30 kann zum Kraftstoffeinlaß 15 hin entlüftet werden, um ein schnelles Schließen des Ventilelements dann stattfinden lassen zu können, wenn der Druck am Einlaß abfällt. Die Entlüftung erfolgt über ein Einwegventil, das als Teil des Auflagers 36 dargestellt ist, und das so beschaffen ist, daß es einen Kraftstoffluß vom Einlaß zu der Kammer 30 verhindert, jedoch den Kraftstoffluß in entgegengesetzter Richtung ermöglicht.

Leersei te

Claims

LUC 49

Lucas Industries P.L.C. Birmingham, Großbritannien

Kraftstoffeinspritzdüse

Patentansprüche

( l.JKraftstoffeinspritzdüse zur Förderung von Kraftstoff zu einem Eigenzündungsmotor, die ein unter Federdruck stehendes, durch Kraftstoffdruck betätigtes Ventilelement aufweist, das durch die von einem Federelement bewirkte Federvorspannung in dichtende Anlage an einem Ventilsitz gedrängt wird, und das unter der Wirkung von unter Druck stehendem und an einen Kraftstoffeinlaß gefördertem Kraftstoff von seinem Sitz abgehoben wird, um Kraftstoff zu einem Auslaß strömen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse weitere federnde Mittel, die in Gegenwirkung zu diesem ersten Federelement auf das Ventilelement einwirken, sowie einen Kolben aufweist, der dem unter Druck stehenden Kraftstoff an diesem Einlaß ausgesetzt ist, wobei die von dem unter Druck stehenden Kraftstoff auf diesen Kolben ausgeübte Kraft dazu dient, der von diesen weiteren federnden

Mitteln ausgeübten Kraft entgegenzuwirken.
2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kolben ein Auflager für das eine Ende dieser weiteren federnden Mittel bildet.
3. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel aufweist, um die Bewegung dieses Kolbens unter der Wirkung der, weiteren federnden Mittel zu begrenzen.
J|. Düse nach Anspruch 2 oder 3$ dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kolben unter der Wirkung des unter Druck stehenden Kraftstoffs in eine Kammer bewegbar ist, und daß das Innere der Kammer zu diesem Auslaß entlüftbar ist.
5. Düse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Entlüftung der Kammer in einem einstellbaren Widerlager für das andere Ende dieser weiteren federnden Mittel untergebracht sind.