DE3540780C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für Einspritzbrennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, bei direkteinspritzenden Motoren mit Zweistoffbetrieb zur Reduktion des Zündkraftstoff­ anteils nach dessen Einspritzung in den Brennraum einen zweiten Kraftstoff, Hauptkraftstoff genannt, in den Brennraum einzuspritzen. Dabei kann es sich z. B. bei dem Zündkraftstoff um Dieselkraftstoff und bei dem Hauptkraftstoff um Alkoholkraftstoff handeln, bei dessen Verbrennung umweltfreundlichere Abgase als bei der Verbrennung von Dieselkraftstoff entstehen. Jedoch weisen die Alkoholkraftstoffe eine relativ hohe Zünd­ temperatur auf, weshalb die Entzündung des Alkohol­ kraftstoffs durch diejenige des Dieselkraftstoffs ein­ geleitet werden muß.

Zur Einspritzung von Zünd- und Hauptkraftstoff in direkteinspritzende Motoren sind verschiedene Ein­ spritzvorrichtungen bekannt. Dabei wird bei Verbrennung des zündwilligen Zündkraftstoffs die Temperatur im Brennraum über die Zündungstemperatur des zünd­ unwilligen Hauptkraftstoffs angehoben.

Aus der DE-OS 32 43 176, von der der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht, ist eine Kraftstoff­ einspritzdüse bekannt, die eine erste vom Druck des Zündkraftstoffs gesteuerte Ventilnadel für den Zünd­ kraftstoff und eine zweite ebenfalls vom Druck des Zündkraftstoffs gesteuerte Ventilnadel für den Haupt­ kraftstoff aufweist. Beide Ventilnadeln stehen über Spritzbohrungen mit dem Brennraum in Verbindung. Jeder Ventilnadel ist eine Steuerkammer zugeordnet, die mit der Zuführleitung für Zündkraftstoff verbunden ist. Zusätzlich ist der zweiten Ventilnadel noch eine Sammelkammer zugeordnet, die mit der Zuführleitung für Hauptkraftstoff verbunden ist. Die zeitliche An­ steuerung der beiden Ventilnadeln geschieht derart über den Druck des Zündkraftstoffs, daß zunächst die erste Ventilnadel öffnet und Zündkraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird; bei weiter ansteigendem Druck des Zündkraftstoffs wird die zweite Ventilnadel geöffnet und Hauptkraftstoff aus der Sammelkammer in den Brenn­ raum eingespritzt. Die Einspritzung des Hauptkraft­ stoffs wird demnach von derjenigen des Zündkraftstoffs begleitet. Gegen Ende der Einspritzphase schließt sich zunächst die zweite und kurze Zeit später die erste Ventilnadel. Bei dieser Einspritzvorrichtung wird während des gesamten Hauptkraftstoff-Einspritzvorgangs auch Zündkraftstoff in den Brennraum eingespritzt, wodurch der Zündkraftstoffanteil relativ hoch ist.

Außerdem ist eine Einspritzvorrichtung gemäß der DE-OS 29 24 128 bekannt, die ebenfalls eine erste Ventilnadel für Zündkraftstoff und eine zweite Ventilnadel für Hauptkraftstoff aufweist. Die Ansteuerung der beiden Ventilnadeln erfolgt durch den Druck des Haupt­ kraftstoffs. Dabei wird der in einem Voreinspritz­ zylinder befindliche Zündkraftstoff zu Beginn der Einspritzphase über einen Differentialkolben, der vom Druck des Hauptkraftstoffs bewegt wird, aus dem Vor­ einspritzzylinder heraus über die Steuerkammer der ersten Ventilnadel in den Brennraum gespritzt. Anschließend wird die zweite Ventilnadel durch den weiter ansteigenden Druck des Hauptkraftstoffs ge­ öffnet, und es wird Hauptkraftstoff in den Brennraum gespritzt. Bei dieser Einspritzvorrichtung wird also der Zündkraftstoff ausschließlich vor dem Haupt­ kraftstoff eingespritzt. Die Menge an Zündkraftstoff ist dabei konstant, weil sie durch die Größe der im Voreinspritzzylinder abgemessenen Kraftstoffmenge be­ stimmt ist, was jedoch im Hinblick auf den leistungs­ abhängig unterschiedlichen Bedarf an Zündkraftstoff nachteilig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ein­ spritzvorrichtung für Einspritzbrennstoffmaschinen zu schaffen, bei der der Anteil an Zündkraftstoff pro Einspritzzyklus im Verhältnis zum Hauptkraftstoffanteil gering ist und sich außerdem betriebsabhängig anpaßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kraft­ stoffeinspritzdüse mit den im Kennzeichen des Patent­ anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung weist außer den beiden Ventilnadeln, die die Einspritzung der beiden Kraftstoffe steuern, ein Unterbrecherventil auf. Dabei handelt es sich um ein vom Hauptkraftstoff steuerbares Ventil, das den Kraftstoffweg des Zünd­ kraftstoffs absperrt. Wenn das Unterbrecherventil nicht angesteuert ist, nimmt es seine Öffnungsstellung ein, in die es durch eine Vorspannkraft vorgespannt ist und in der es den Flüssigkeitsweg des Zündkraftstoffs nicht unterbricht. Die Steuerung durch den Hauptkraftstoff erfolgt derart, daß bei geöffneter zweiter Ventilnadel der Druck des in den Brennraum eingespritzten Haupt­ kraftstoffes zum Ansteuern des Unterbrecherventils, das daraufhin seine Schließstellung einnimmt, benutzt wird. Das Unterbrecherventil seinerseits unterbricht hier­ durch die Zündkraftstoffeinspritzung im wesentlichen für diejenige Zeit, in der Hauptkraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird.

Kurz nach dem Beginn der Hauptkraftstoffeinspritzung unterbricht das Unterbrecherventil die Zündkraftstoff­ zufuhr innerhalb der Einspritzdüse. Diese Unterbrechung geschieht mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung, so daß für eine kurze Zeit lang sowohl Zünd- als auch Hauptkraftstoff in den Brennraum eingespritzt werden. In dieser Übergangsphase leitet der bereits entzündete Zündkraftstoff die Verbrennung des im Brennraum be­ findlichen und bis zum Ende des Einspritzzyklus in den Brennraum eingespritzten Hauptkraftstoffs ein. Gegen Ende der Einspritzphase fällt der Druck in der Zünd­ kraftstoffleitung wieder ab, so daß sich die zweite Ventilnadel schließt. Das Unterbrecherventil nimmt daraufhin mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung seinen Ausgangszustand aufgrund der Vorspannkraft wieder ein. Während dieser Verzögerungszeit ist der Druck in der Zündkraftstoffleitung bereits unter den Öffnungsdruck der ersten Ventilnadel abgefallen, so daß gegen Ende der Einspritzphase kein Zündkraftstoff mehr in den Brennraum gelangt.

Bei der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung wird der Zündkraftstoff nur zu Beginn eines Einspritzzyklus und im wesentlichen zeitlich vor dem Hauptkraftstoff in den Brennraum eingespritzt, wobei er als Zündhilfe für den Hauptkraftstoff dient. Die Menge des eingespritzten Zündkraftstoffs hängt dabei u. a. von der Geschwindig­ keit des Druckaufbaus des Zündkraftstoffs bei einem Einspritzvorgang ab. Eine Veränderung der Betriebs­ bedingungen des Motors hinsichtlich der Drehzahl wirkt sich auf die Förderleistung der Einspritzpumpe für den Zündkraftstoff aus und hat außerdem einen sich zeitlich ändernden Druckaufbau des Zündkraftstoffs beim Ein­ spritzvorgang zur Folge. Mit dem sich derart ändernden Druckaufbau ändert sich auch die Zeitspanne, innerhalb derer die zweite Ventilnadel anspricht, und damit die Zündkraftstoffmenge, die bis zur Unterbrechung der Zündkraftstoffeinspritzung in den Brennraum ein­ gespritzt worden ist. Somit wird die Menge an Zünd­ kraftstoff den Betriebsverhältnissen drehzahlabhängig angepaßt und es kann über den gesamten Drehzahl- und Belastungsbereich des Motors eine große Menge an Zündkraftstoff eingespart und durch Hauptkraftstoff ersetzt werden, wobei ein sicheres Entzünden des Haupt­ kraftstoffs stets garantiert ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

So ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung durch die Merkmale gemäß Anspruch 2 gegeben. Da die Ventilnadel die Zündkraftstoffeinspritzung durch Sperrung der engen Spritzbohrung für den Zündkraftstoff unterbricht, können die Nadel des als Nadelventil aus­ gebildeten Unterbrecherventils und dieses insgesamt in ihren Abmessungen klein gemacht werden, so daß auch die zu bewegende Masse gering ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildungsform der Erfindung ist durch die Merkmale gemäß Anspruch 3 gekennzeichnet. Wenn während der Hauptkraftstoffeinspritzung das Unter­ brecherventil angesteuert ist, drückt dessen Ventil­ nadel gegen ihre Ventilsitzfläche, wodurch die beiden Abschnitte der Spritzbohrung für den Zündkraftstoff durch die Ventilnadel voneinander getrennt werden. Durch diese Art des Zusammenspiels des Unterbrecher­ ventils und der Spritzbohrung wird erreicht, daß das Totvolumen innerhalb der Spritzbohrung so gering wie möglich ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildungsform der Erfindung ergibt sich mit den Merkmalen gemäß Anspruch 4. Hier spricht das Unterbrecherventil nur bei geöffneter zweiter Ventilnadel an, wobei der Druck des durch die Spritzbohrung in den Brennraum eingespritzten Haupt­ kraftstoffs über die Druckbohrung auf die Steuerfläche des Unterbrecherventils wirkt, wodurch dieses die Zündkraftstoffeinspritzung unterbricht. Der Hauptkraft­ stoff wird hierbei mit konstantem Druck zugeführt. Die Ansteuerung des Unterbrecherventils wird indirekt durch die zweite Ventilnadel, über die auch die Haupt­ kraftstoffeinspritzung erfolgt, gesteuert. Damit fallen Ansteuerung und Hauptkraftstoffeinspritzung zusammen.

Bei der erfindungsgemäßen Einspritzdüse wird für die Zeit der Hauptkraftstoffeinspritzung die Einspritzung von Zündkraftstoff unterbrochen. Der Zündkraftstoff wird somit nur zum Entzünden des Hauptkraftstoffs zu Beginn der Einspritzphase in den Brennraum ein­ gespritzt. Damit kann der Zündkraftstoffanteil reduziert werden. Die pro Einspritzphase in den Brenn­ raum eingespritzte Zündkraftstoffmenge ist nicht kon­ stant und richtet sich nach der vom Motor abzugebenden Leistung.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Einspritzdüse und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Düsenkörper aus Richtung der Pfeile II-II der Fig. 1 zur Verdeutlichung der Zuführung und Verteilung des Zünd- und Hauptkraftstoffs in der Einspritzdüse.

Gemäß Fig. 1 besteht die Einspritzdüse aus einem axial­ geteilten Düsenkörper 10 a, b und einem oberhalb des Düsenkörpers 10 a, b an diesem anliegenden Haltekörper 11. Der Düsenkörper 10 a, b und der Haltekörper 11 sind von einer mit einem Innenkonus versehenen Düsenspann­ mutter 12 umspannt. Die beiden Teile 10 a und 10 b des Düsenkörpers sind durch Paßstifte 14 a, 14 b in axialer Richtung relativ zueinander fixiert. Im Teil 10 b des Düsenkörpers befindet sich eine erste kraftstoff­ gesteuerte Ventilnadel 16 für den Zündkraftstoff. Dazu weist der Teil 10 b des Düsenkörpers eine Sackbohrung 15 b auf, in der sich die Ventilnadel 16 befindet. Die Nadel weist in ihrem oberen Teil 16 b einen Durchmesser auf, der gleich demjenigen der Sackbohrung 15 b ist. Der untere Teil 16 a der Nadel weist einen kleineren Durch­ messer als der obere Teil 16 b auf. Über einen Druck­ bolzen 20 wird die Ventilnadel 16 von einer Feder 18 belastet, wobei der Öffnungsdruck über eine (nicht dargestellte) Druckeinstellscheibe einstellbar ist.

Die Zündkraftstoff-Zuführleitung ist an einem durch den Haltekörper 11 führenden Zuführkanal 22 angeschlossen. An den Zuführkanal 22 ist der Kraftstoffweg des Zünd­ kraftstoffs innerhalb des Düsenkörpers angeschlossen. Dieser besteht aus einem Druckkanal 24, der sich im Teil 10 b des Düsenkörpers befindet und in die Steuer­ kammer 26 der ersten Ventilnadel 16 mündet, die durch eine Aufweitung der Sackbohrung 15 b gebildet wird und den Übergangsbereich vom oberen Teil 16 b der in der Druckbohrung 15 b befindlichen Ventilnadel 16 zu deren unteren Teil 16 a umschließt. Die Umfangsfläche der Ventilnadel 16 im Übergangsbereich vom oberen Teil 16 b zum unteren Teil 16 a entspricht einer Druckschulter 28 der ersten Ventilnadel 16, die von der Steuerkammer 26 umschlossen wird. Dem Kraftstoffweg ist ferner zu­ zurechnen der sich von der Steuerkammer 26 aus bis zum durch die Ventilnadel 16 verschließbaren Sackloch 30 der ersten Ventilnadel 16 erstreckende Ringkanal 24 a, der sich als Ringspalt zwischen der Sackbohrung 15 b und der Ventilnadel 16 ergibt, sowie eine vom Ventilsitz 36 der ersten Ventilnadel 16 aus bis in den Brennraum 32 führende Spritzbohrung 34.

Die erste Ventilnadel 16 drückt aufgrund der Kraft der Feder 18 gegen den Ventilsitz 36 und versperrt somit die Spritzbohrung 34. Der Druck des in dem Druckkanal 24 befindlichen Zündkraftstoffs wirkt in der Steuer­ kammer 26 auf die Druckschulter 28 der ersten Ventil­ nadel 16 und öffnet diese bei Erreichen des Öffnungs­ druckes, so daß die Ventilnadel 16 die Spritzbohrung 34 freigibt.

Darüber hinaus weist die Einspritzdüse im Teil 10 a des Düsenkörpers eine zweite kraftstoffgesteuerte Ventil­ nadel 38 auf. Hierzu befindet sich im Teil 10 a des Düsenkörpers eine Sackbohrung 15 a, die aus einem oberen und einem unteren Abschnitt besteht, wobei der obere Abschnitt im Durchmesser größer ist als der untere Abschnitt. Die in die Sackbohrung 15 a eingesetzte Ventilnadel 38 weist einen oberen Teil 38 c, einen mitt­ leren Teil 38 b und einen unteren Teil 38 a auf, der am Ende spitz zuläuft. Der Durchmesser des oberen Teils 38 c und der Durchmesser des mittleren Teils 38 b stimmt mit dem Durchmesser des oberen Abschnitts bzw. mitt­ leren Abschnitts der Sackbohrung 15 a überein, während der Durchmesser des unteren Teils 38 a kleiner als der Durchmesser des unteren Abschnittes der Sackbohrung 15 a ist. Eine Steuerkammer 40 der zweiten Ventilnadel 38 ist wie die Steuerkammer 26 der ersten Ventilnadel 16 ausgebildet und umschließt eine als Druckschulter 44 der zweiten Ventilnadel 38 fungierende Umfangsfläche der Ventilnadel im Übergangsbereich von ihrem oberen Teil 38 c zu ihrem mittleren Teil 38 b. Die Steuerkammer 40 dieser Ventilnadel ist über einen Druckkanal 42 gemäß Fig. 2 mit einem Ringkanal 43 verbunden, der die Druckkanäle 24 und 42 verbindet und zu dem der Zulauf­ kanal 22 für Zündkraftstoff führt. Der Druckkanal 42 befindet sich im Teil 10 a des Düsenkörpers und endet in der Steuerkammer 40. Der Druck des über den Druckkanal 42 in die Steuerkammer 40 gelangenden Zündkraftstoffs wirkt auf die Druckschulter 44 der zweiten Ventilnadel 38 und hebt diese gegen die Kraft einer die zweite Ventilnadel 38 belastenden Feder 46 an, deren Spannung über einen Druckbolzen 48 auf die Ventilnadel 38 auf­ gebracht wird und über eine (nicht dargestellte) Druck­ einstellscheibe einstellbar ist. Die Steuerung der zweiten Ventilnadel 38 erfolgt genauso wie diejenige der ersten Ventilnadel 16 durch den Druck des Zünd­ kraftstoffs.

Zusätzlich zur Steuerkammer 40 ist der zweiten Ventil­ nadel 38 eine im Kraftstoffweg für den Hauptkraftstoff liegende Sammelkammer 50 zugeordnet, die wie die Steuerkammer 40 ausgebildet ist und stromabwärts hinter der Steuerkammer 40 angeordnet ist. Die Sammelkammer 50 umschließt die in die Sackbohrung 15 a eingesetzte Ventilnadel 38 im Übergangsbereich vom mittleren Teil 38 b zum unteren Teil 38 a. Die (nicht dargestellte) Hauptkraftstoff-Zuführleitung ist über einen Zulauf­ kanal 52, der durch den Haltekörper 11 führt, mit dem im Düsenkörper ausgebildeten Hauptkraftstoffweg ver­ bunden, der in dem Teil 10 a des Düsenkörpers verläuft und als Zuführkanal 54 sich bis zur Sammelkammer 50 erstreckt, von dieser aus als Ringkanal 54 a bis zum durch die zweite Ventilnadel 38 verschließbaren Sack­ loch 56 führt, wobei sich der Ringkanal 54 a als Ring­ spalt zwischen der Sackbohrung 15 a und dem unteren Teil 38 a der Ventilnadel 38 ergibt und vom Sackloch 56 aus in Form von zwei oder mehr Spritzbohrungen 58 a, 58 b in den Brennraum 32 mündet.

Bei geöffneter zweiter Ventilnadel 38 gelangt der Hauptkraftstoff über den Zuführkanal 54, die Sammel­ kammer 50, den Ringkanal 54 a, das Sackloch 56 und die Spritzbohrungen 58 a, b in den Brennraum 32. Dabei weist der Hauptkraftstoff einen zum Einspritzen geeigneten Druck auf, der niedriger als der zum Steuern der beiden Ventilnadeln 16 und 38 benötigte Druck des Zündkraft­ stoffs sein kann.

Zwischen den Spritzbohrungen 58 a und 58 b der zweiten Ventilnadel 38 und der Spritzbohrung 34 der ersten Ventilnadel 16 ist ein kraftstoffgesteuertes Nadel­ ventil querliegend angeordnet, das als Unterbrecher­ ventil 59 fungiert und während der Hauptkraftstoff­ einspritzung die Einspritzung des Zündkraftstoffs unterbricht. Das Nadelventil weist eine Ventilnadel 60 auf, an deren zum Sackloch 56 der zweiten Ventilnadel 38 weisenden Ende sich ein Steuerkolben 62 befindet, der in einer in dem Teil 10 a des Düsenkörpers ein­ gebrachten Bohrung 64 geführt wird. Die Bohrung 64 ist über eine Druckbohrung 66 mit dem Sackloch 56 der zweiten Ventilnadel 38 verbunden. Das spitz zulaufende Ende der Ventilnadel 60 ist seitlich in die Spritzboh­ rung 34 für den Zündkraftstoff hinein bewegbar. Die Spritzbohrung 34 für den Zündkraftstoff wird dabei in zwei Abschnitte 34 a, 34 b unterteilt, von denen der erste Abschnitt 34 a vom Ventilsitz 36 für die erste Ventil­ nadel 16 bis zum Ventilsitz 72 des Nadelventils führt. Der zweite Abschnitt 34 b erstreckt sich vom Ventilsitz 72 aus bis zum Brennraum 32. Statt nur eines zweiten Teilkanals 34 b, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, sind auch mehrere zweite Abschnitte möglich, die in unter­ schiedlichen Richtungen in den Brennraum 32 münden. Bei Bewegung der Ventilnadel 60 des Nadelventils in Richtung auf dessen Sackloch 61 wird die Spritzbohrung für den Zündkraftstoff durch die gegen den Ventilsitz 72 andrückende Ventilnadel 60 versperrt.

Im Ruhezustand wird das Nadelventil in Öffnungsrichtung durch eine Feder 68 vorgespannt. Die Feder 68 greift mit ihrem einen Ende an einer Scheibe 70 an, die sich zwischen dem Steuerkolben 62 und der Ventilnadel 60 befindet und fest mit dieser verbunden ist. Mit ihrem anderen Ende stützt sich die Feder 68 gegen die Stirn­ seite eines in den Teil 10 b des Düsenkörpers ein­ gearbeiteten zylindrischen Hohlraumes 69 ab, der un­ mittelbar mit der Bohrung 64 in Verbindung steht. Die Längsachse des zylindrischen Hohlraumes 69 und der Bohrung 64 fallen mit der Längsachse der Ventilnadel 60 zusammen. Mit Hilfe einer zwischen der Feder 68 und der Scheibe 70 angeordneten Druckeinstellscheibe 71 kann die Spannung der Feder 68 und dadurch die Ansprech­ charakteristik des Unterbrecherventils verändert und den speziellen Erfordernissen eines Motors angepaßt werden.

Aufgrund des hohen Druckes des Zündkraftstoffs in der Spritzbohrung 34 bei geöffneter erster Ventilnadel 16 gelangt ein kleiner Teil des Zündkraftstoffs an der Ventilnadel 60 des Nadelventils entlang in den zylindrischen Hohlraum 69. Der Hohlraum 69 ist über eine Bohrung 74 mit dem Brennraum 32 verbunden. Über die Bohrung 74 kann der als Leckflüssigkeit in den Hohlraum 69 gelangende Anteil des Zündkraftstoffs in den Brennraum 32 abgeführt werden. Die Ventilnadel 60 des Nadelventils sowie der Steuerkolben 62 des Nadel­ ventils werden also durch den Zündkraftstoff ge­ schmiert.

Nachfolgend wird die Zünd- und Hauptkraftstoff­ einspritzung während eines Einspritzzyklus beschrieben. Der zu Beginn der Einspritzphase ansteigende Druck des Zündkraftstoffs wirkt auf die Druckschulter 28 der ersten Ventilnadel 16 für den Zündkraftstoff und öffnet diese. Die Ventilnadel 60 des in seiner Ruheposition befindlichen Unterbrecherventils 59 versperrt die Spritzbohrung 34 für den Zündkraftstoff nicht, so daß dieser in den Brennraum 32 eingespritzt wird. Der weiter ansteigende Druck des Zündkraftstoffs öffnet kurz nach dem Öffnen der ersten Ventilnadel 16 auch die auf einen höheren Öffnungsdruck eingestellte zweite Ventilnadel 38. Über den Zuführkanal 54, den Ringkanal 54 a und das Sackloch 56 gelangt jetzt durch die Spritz­ bohrungen 58 a, b Hauptkraftstoff in den Brennraum 32. Dabei gelangt auch Hauptkraftstoff durch die Druck­ bohrung 66 in den Teil 67 der Bohrung 64, in dem sich der Steuerkolben 62 des Unterbrecherventils 59 bewegt. Der Druck des Hauptkraftstoffs wirkt somit auf die als Steuerfläche des Unterbrecherventils 59 fungierende Stirnseite des Steuerkolbens 62, wodurch das Unter­ brecherventil 59 gegen die Kraft der Feder 68 bewegt wird, und dabei die Ventilnadel 60 des Unterbrecher­ ventils 59 gegen ihren Ventilsitz 72 angedrückt wird und damit die Spritzbohrung 34 für den Zündkraftstoff sperrt. Somit wird danach trotz geöffneter erster Ventilnadel 16 kein Zündkraftstoff in den Brennraum 32 eingespritzt.

Während dieser Phase gelangt nur Hauptkraftstoff in den Brennraum 32. Damit kann der Zündkraftstoffanteil pro Einspritzzyklus reduziert werden. Nur in einer kurzen Übergangsphase vom Beginn der Hauptkraftstoff­ einspritzung bis zum vollständigen Verschließen der Spritzbohrung 34 durch die Ventilnadel 60 des Unter­ brecherventils 59 gelangen beide Kraftstoffarten in den Brennraum. Dabei entzündet der bereits in den Brennraum 32 eingespritzte Zündkraftstoff den Hauptkraftstoff, dessen Verbrennung bis zum Ende des Einspritzzyklus bei weiter in den Brennraum 32 eingespritztem Hauptkraft­ stoff aufrechterhalten wird. Bei gegen Ende der Ein­ spritzphase abfallendem Druck des Zündkraftstoffs schließt zunächst die zweite Ventilnadel 38, wodurch sich die Ventilnadel 60 des Unterbrecherventils 59 bei jetzt abfallendem Druck des Hauptkraftstoffs im Sack­ loch 56 der zweiten Ventilnadel 38 aufgrund der Feder 68 in ihre Ausgangsposition zurückbewegt. Dieser Vor­ gang erfolgt jedoch mit einer gewissen zeitlichen Ver­ zögerung, so daß der Druck des Zündkraftstoffs bereits bis unterhalb des Öffnungsdruckes für die erste Ventil­ nadel 16 abgesunken ist und damit gegen Ende der Ein­ spritzphase kein Zündkraftstoff mehr in den Brennraum 32 gelangt. Die zeitliche Verzögerung, mit der die Bewegung der Ventilnadel 60 in ihre Ausgangsposition einsetzt, wird dadurch erreicht, daß der Durchmesser des Zylinders 64, in dem sich der Steuerkolben 62 des Unterbrecherventils 59 bewegt, wesentlich größer ist als der Durchmesser der Druckbohrung 66, wodurch eine Drosselwirkung beim Zurückbewegen der Ventilnadel 60 entsteht.

Mit Hilfe der Einspritzdüse kann der Zündkraftstoff­ anteil pro Einspritzzyklus reduziert und damit Zünd­ kraftstoff eingespart werden. Dabei ist die pro Ein­ spritzzyklus eingespritzte Zündkraftstoffmenge jedoch nicht konstant, sondern richtet sich vielmehr nach der augenblicklichen vom Motor drehzahlabhängig geforderten Leistung. Über den gesamten Drehzahlbereich des Motors wird ein sicheres Entzünden des Hauptkraftstoffs durch den Zündkraftstoff ermöglicht, da in einem kurzen Zeit­ abschnitt beide Kraftstoffe gleichzeitig eingespritzt werden, wobei der bei Hauptkraftstoff-Einspritzbeginn bereits im Brennraum befindliche Zündkraftstoff den Hauptkraftstoff entzündet. Anschließend wird durch den weiterhin eingespritzten Hauptkraftstoff die Zünd­ kraftstoffeinspritzung über das Unterbrecherventil 59 bis zum Ende der Einspritzphase unterbrochen. Somit kann in allen Drehzahl- und Belastungsbereichen des Motors eine wesentliche Menge an Zündkraftstoff durch Hauptkraftstoff ersetzt werden, wobei stets eine sanfte Hauptkraftstoffentzündung erfolgt.

Schließlich sei noch erwähnt, daß sich das Verhältnis der eingespritzten Kraftstoffmengen während der Kalt­ startphase des Motors mit Hilfe der beschriebenen Einspritzdüse auf einfache Art und Weise variieren läßt. Der bei normalen Betriebstemperaturen mit Zünd- und Hauptkraftstoff betriebene Motor kann nämlich während des Kaltstarts fast ausschließlich mit Zünd­ kraftstoff betrieben werden, indem durch eine im Kraft­ stoffweg des Hauptkraftstoffs angeordnete, nicht dar­ gestellte Drossel der Druck des Hauptkraftstoffs in Abhängigkeit von einer Referenztemperatur derart ein­ gestellt werden kann, daß das Unterbrecherventil bei geöffneter zweiten Ventilnadel die Zündkraftstoff­ einspritzung nicht mehr unterbricht. Dadurch wird erreicht, daß während des gesamten Einspritzvorganges fast ausschließlich Zündkraftstoff in den Brennraum gelangt und - bedingt durch die Drosselung im Haupt­ kraftstoffweg - die Menge des Hauptkraftstoffs pro Einspritzvorgang vermindert wird. Sobald die Motor­ temperatur den Referenzwert überschreitet, wird die Drosselwirkung im Hauptkraftstoffweg aufgehoben, so daß der Druck des Hauptkraftstoffs nunmehr wieder aus­ reicht, das Unterbrecherventil derart anzusteuern, daß während der Einspritzung des Hauptkraftstoffs kein Zündkraftstoff in den Brennraum gelangt.

Claims (6)

1. Kraftstoffeinspritzdüse für selbstzündende Ein­ spritzbrennkraftmaschinen mit Zweistoffbetrieb, mit einem in einem Düsenkörper ausgebildeten Kraftstoffweg für einen zündunwilligen Haupt­ kraftstoff und einem Kraftstoffweg für einen zündwilligen Zündkraftstoff, einer vom Druck des letzteren gesteuerten, im Kraftstoffweg des Zündkraftstoffs angeordneten und zugleich dessen Eintritt in den Brennraum der Brennkraftmaschine steuernden, mit einem Nadelsitz zusammen­ wirkenden ersten Ventilnadel und einer gleich­ falls vom Druck des Zündkraftstoffs gesteuerten, im Weg des Hauptkraftstoffs angeordneten und somit den Eintritt von Hauptkraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine steuernden, mit einem Nadelsitz zusammenwirkenden zweiten Ventilnadel, wobei die Einspritzung des Zünd­ und des Hauptkraftstoffs über getrennte, dem jeweiligen Kraftstoffweg zuzurechnede Spritz­ bohrungen derart gesteuert erfolgt, daß bei jedem Einspritzzyklus der Zündkraftstoff vor dem Hauptkraftstoff in den Brennraum gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von der ersten Ventilnadel (16) ge­ steuerten Kraftstoffweg des Zündkraftstoffs ein vom Druck des Hauptkraftstoffs gesteuertes Unterbrecherventil (59) angeordnet ist, das in Öffnungsrichtung durch eine Vorspannkraft vor­ gespannt ist und in seiner vom Druck des Haupt­ kraftstoffs gegen die Vorspannkraft bewirkten Schließstellung die Zündkraftstoffeinspritzung unterbricht.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterbrecherventil (59) als Nadelventil ausgebildet ist, dessen Ventilnadel (60) durch Sperrung der dem Nadelsitz der ersten Ventilnadel (16) nachgeschalteten Spritzbohrung (34) die Zündkraftstoffeinspritzung unterbricht.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzbohrung (34) durch die Anordnung der Ventilnadel (60) des Unterbrecher­ ventils (59) in zwei Abschnitte (34 a, 34 b) unter­ teilt ist, deren nadelseitige Enden in einer Ventilsitzfläche (72) für die mit dieser in Schließstellung des Unterbrecherventils (59) zusammenwirkenden Ventilnadel (60) münden.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ beaufschlagung des Unterbrecherventils (59) durch den Hauptkraftstoff über eine Druckbohrung (66) erfolgt, die in Spritzrichtung gesehen hinter dem Nadelsitz für die zweite Ventilnadel (38) vom Kraftstoffweg für den Hauptkraftstoff abzweigt.

5. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Unter­ brecherventil (59) zwischen den Spritzbohrungen (34; 58 a, 58 b) der beiden Ventilnadeln (16, 38) und quer zu letzteren angeordnet ist.

6. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ spannkraft für das Unterbrecherventil (59) durch eine Feder (68) bewirkt wird und durch eine Druckeinstellscheibe (71) veränderbar ist.