DE3705848A1 - Hydraulischer kreislauf einer kraftstoffeinspritzanlage - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Kreislauf einer Kraftstoffeinspritzanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein hydraulischer Kreislauf bekannt, bei dem von einer Kraftstoffversorgungsleitung zu jedem der Einspritzventile eine ge­ sonderte Stichleitung abgeht und von jedem der Kraftstoffeinspritz­ ventile der nicht eingespritzte Kraftstoff in eine Kraftstoffrück­ strömleitung geführt wird. Dabei ist nicht gewährleistet, daß jedes Kraftstoffeinspritzventil ausreichend von Kraftstoff durchspült wird, um insbesondere bei einem sogenannten Heißstart, bei dem dampfförmiger Kraftstoff in den Kraftstoffleitungen und den ein­ zelnen Kraftstoffeinspritzventilen vorliegt, ein sicheres Starten der Brennkraftmaschine durch ein schnelles Ausspülen der Dampfblasen aus den Kraftstoffeinspritzventilen und eine Abkühlung der erwärmten Kraftstoffeinspritzventile zu erreichen.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße hydraulische Kreislauf mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß eine schnelle und auch zwangsweise Durchspülung der Kraftstoffeinspritz­ ventile gewährleistet ist, so daß beim Vorliegen von Heißstartbe­ dingungen durch schnelles Ausspülen von eventuell vorhandenem Kraft­ stoffdampf aus den Kraftstoffeinspritzventilen vom Ventilsitz weg und durch schnelles Abkühlen der Kraftstoffeinspritzventile die er­ forderliche Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine sicherge­ stellt wird und die Brennkraftmaschine ohne Störungen startet und weiterläuft.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen hydraulischen Kreislaufes möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Kraftstoffrückströmringnut in der Einbaulage des Kraft­ stoffeinspritzventiles höher anzuordnen, als die Kraftstoffzuström­ ringnut, so daß etwa gebildeter Kraftstoffdampf schon von sich aus vom Ventilsitz weg aufsteigt, und zwar in Strömungsrichtung des Kraftstoffes zur Kraftstoffrückströmringnut. Vorteilhaft ist es ebenfalls, die Kraftstoffrückströmringnut und die Kraftstoffzuström­ ringnut außerhalb des Kraftstoffeinspritzventiles durch eine Drosselstelle miteinander zu verbinden, um die Durchströmung des Kraftstoffeinspritzventiles mit Kraftstoff in Abhängigkeit vom Quer­ schnitt der Drosselstelle zu beeinflussen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein­ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert. Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäß gestalteten hydrau­ lischen Kreislauf einer Kraftstoffeinspritzanlage, Fig. 2 einen Schnitt durch ein Kraftstoffeinspritzventil.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In Fig. 1 ist ein hydraulischer Kreislauf einer Kraftstoffein­ spritzanlage für gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftma­ schinen gezeigt. Dabei ist mit 1 ein Kraftstoffbehälter bezeichnet, aus dem über eine Förderleitung 2 eine Kraftstoffpumpe 3, die bei­ spielsweise elektromagnetisch angetrieben wird, Kraftstoff in eine Kraftstoffversorgungsleitung 4 fördert. Der hydraulische Kreislauf dient zur Kraftstoffversorgung von elektromagnetisch betätigbaren Kraftstoffeinspritzventilen 6, die an Einzelsaugrohren zu jedem Zylinder oder an jedem Zylinder 7 unmittelbar vor den nicht darge­ stellten Einlaßventilen der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Jedes der Kraftstoffeinspritzventile 6 ist dabei in je eine einzelne Ventilaufnahme 9 eingesetzt, die entweder Teil je eines Einzelsaug­ rohres 7 bzw. Zylinders 8 ist. Jede Ventilaufnahme 9 weist eine Auf­ nahmeöffnung 11 auf, die sich mit wechselndem Durchmesser von einer Anlagefläche 12 jeder Ventilaufnahme 9 bis zum Einzelsaugrohr 7 er­ streckt. Wie auch in Fig. 2 dargestellt ist, liegt das Kraftstoff­ einspritzventil 6 mit einem über die Anlagefläche 12 ragenden Bund 13 an der Anlagefläche 12 an und ragt mit einem Stutzen 14 und einem elektrischen Stecker 15 vom Bund 13 ausgehend aus der Aufnahmeöff­ nung 11 heraus. Von der Anlagefläche 12 ausgehend weist die Aufnah­ meöffnung 11 einen ersten Führungsabschnitt 17, daran anschließend einen sich verjüngenden Kegelabschnitt 18 und einen zylindrischen zweiten Führungsabschnitt 19 auf, der in das Einzelsaugrohr mündet. Dem Stutzen 14 abgewandt schließt sich an den Bund 13 des Kraft­ stoffeinspritzventiles 6 ein erster Dichtring 20 und ein erster ringförmiger Siebkörper 21 an. Der erste Siebkörper 21 umschließt mit einem ersten Sieb 22 einen Teil des zylindrischen Mantels 23 ei­ nes topfförmig ausgebildeten Ventilgehäuses 24 im Bereich von das Ventilgehäuse durchdringenden Ausströmöffnungen 25. Dem Bund 13 ab­ gewandt weist der erste Siebkörper einen Ringrand 26 auf, der gegen­ über der Wandung des ersten Führungsabschnittes 17 radial abdichtet und so eine Kraftstoffrückströmringnut 27 begrenzt, die weiterhin durch den ersten Dichtring 20, den Mantel 23 des Ventilgehäuses 24 und die Wandung des ersten Führungsabschnittes 17 begrenzt wird. In das Ventilgehäuse 24 teilweise eingesetzt und mit diesem bei 29 ver­ bördelt ist ein Düsenträger 30, in den ein Düsenkörper 31 teilweise eingesetzt und bei 32 verbördelt ist. Wie auch das Ventilgehäuse 24, so durchdringen auch der Düsenträger 30 und der Düsenkörper 31 den ersten Führungsabschnitt 17, den Kegelabschnitt 18 und den zweiten Führungsabschnitt 19 mit radialem Spiel. Auf den Düsenkörper 31 ist ein zweiter ringförmiger Siebkörper 34 mit einem zweiten Sieb 35 aufgesetzt und umgreift den Düsenkörper 31 im Bereich ihn radial durchdringender Einströmöffnungen 36. In Richtung zum zweiten Füh­ rungsabschnitt 19 sich an den zweiten Siebkörper 34 anschließend ist auf dem Düsenkörper 31 ein zweiter Dichtring 37 und eine Schutzhülse 38 angeordnet, die das Mündungsende 39 des Düsenkörpers 31 um­ schließt und teilweise in das Einzelsaugrohr 7 ragt. Der zweite Dichtring 37 berührt radial dichtend innen den Düsenkörper 31 und außen die Wandung des zweiten Führungsabschnittes 19. Zwischen dem zweiten Dichtring 37 und dem Ringrand 26 des ersten Siebkörpers 21 wird eine Kraftstoffzuströmringnut 41 eingeschlossen, die in radia­ ler Richtung durch die Wandung des Kraftstoffeinspritzventiles und der Aufnahmeöffnung 11 begrenzt wird. Somit liegt in der Einbaulage des Kraftstoffeinspritzventiles 6 in der Ventilaufnahme 9 die Kraft­ stoffrückströmringnut 27 höher als die Kraftstoffzuströmringnut 41 und wird von dieser durch den Ringrand 26 des ersten Siebkörpers 21 getrennt. Eine Axialnut 42 am Umfang des Ringrandes 26 des ersten Siebkörpers 21 stellt eine Drosselstelle dar und verbindet direkt die Kraftstoffzuströmringnut mit der Kraftstoffrückströmringnut. Fluchtend mit dem Stutzen 14 ragt in einen Innenraum 43 des Ventil­ gehäuses 24 ein Kern 44, in dem eine sich im Stutzen 14 fortsetzende Einsatzöffnung 45 ausgebildet ist, die mit einer Preßpassung einen Betätigungsstößel 47 aufnimmt. Auf den Kern 44 ist eine den Innen­ raum 43 nicht ganz ausfüllende Magnetspule 48 aufgesetzt, die über Kontaktstifte 49 im Stecker 15 elektrisch leitend mit einem nicht dargestellten elektronischen Steuergerät verbindbar ist. In dem Dü­ senkörper 31 ist eine Führungsbohrung 50 ausgebildet, die zum Mün­ dungsende 39 in einen konischen Ventilsitz 51 übergeht, an den sich eine zylindrische Düsenbohrung 52 anschließt, über die die Kraft­ stoffabspritzung in das Einzelsaugrohr 7 erfolgt. In die Führungs­ bohrung 50 ragt eine Ventilnadel 54, die durch zwei mit axialem Ab­ stand zueinander vorgesehenen Gleitabschnitte 55 in der Führungsboh­ rung 50 geführt wird und den Ventilsitz 51 zugewandt und mit diesem zusammenarbeitend einen konischen Dichtabschnitt 56 hat, der in ei­ nen die Düsenbohrung 52 durchragenden Zapfen 57 ausläuft, zwischen dessen Mantel und der Wandung der Düsenbohrung ein den Kraftstoff zu­ messender Ringspalt gebildet wird. An einem dem Zapfen 57 abgewand­ ten Kopf 58 der Ventilnadel 54 ist ein zylindrischer Anker 59 befe­ stigt, und weist auf den Kern 44 ausgerichtet einen Luftspalt gegen­ über dem Kern auf. Die Gleitabschnitte 55 sind mit axial verlaufen­ den Flächen versehen, beispielsweise als Vierkante ausgebildet, wo­ durch eine Kraftstoffströmung über die Gleitabschnitte in axialer Richtung möglich ist. Der Anker 59 weist eine Zentralbohrung 61 auf, die in Strömungsverbindung mit einer vom Zentrum des Kopfes 58 zum Nadelmantel führenden Schrägbohrung 62 übergeht, so daß über die Gleitabschnitte 55 strömender Kraftstoff in die Schrägbohrung und von dort in die Zentralbohrung 61 strömen kann, um von dort in den Innenraum 43 zu gelangen, der wiederum mit der Ausströmöffnung 25 in Verbindung steht. Andererseits steht die Führungsbohrung 50 mit der Einströmöffnung 36 in Verbindung, so daß aufgrund der beschriebenen Strömungswege eine Durchströmung des Kraftstoffeinspritzventiles von der Einströmöffnung 36 ausgehend in Richtung vom Ventilsitz 51 weg zur Ausströmöffnung 25 gegeben ist. Die auf diesem Wege von der Ein­ strömöffnung 36 oder den Einströmöffnungen 36 zu der Ausströmöffnung 25 oder den Ausströmöffnungen 25 strömende Kraftstoffmenge ist durch die Wahl des Querschnittes der Axialnut 42 im Ringrand 26 beeinfluß­ bar.

Sich am Kopf 58 abstützend ragt in die Zentralbohrung 61 des Ankers 59 eine Druckfeder 63, die sich andererseits an dem Betätigungs­ stößel 47 abstützt, der zur Einstellung der wirksamen Federkraft mehr oder weniger in die Einsatzöffnung 45 einschiebbar und darin befestigbar ist. In bekannter Weise ist die Hubbewegung der Ventil­ nadel durch einen Anschlagbund 64 an der Ventilnadel begrenzbar, der in erregtem Zustand der Magnetspule an einem Anschlagring 65 zum An­ liegen kommt, den die Ventilnadel durchragt.

Ein in jeder Ventilaufnahme 9 ausgebildeter Zuströmkanal 66 mündet in jede Kraftstoffzuströmringnut 41, mit der wiederum die Einström­ öffnungen 36 in Verbindung stehen. Von der Kraftstoffrückströmring­ nut 27 führt ein in jeder Ventilaufnahme 9 ausgebildeter Abström­ kanal 67 weg. In das Kraftstoffeinspritzventil gelangende oder dort entstehende Kraftstoffdampfblasen werden sofort mit dem Kraftstoff nach oben gespült und in die Kraftstoffrückströmringnut 27 weiterge­ führt.

Gemäß der Erfindung steht die Kraftstoffversorgungsleitung 4 mit dem Zuströmkanal 66 in der Ventilaufnahme 9 des ersten in dem hydrauli­ schen Kreislauf angeordneten Kraftstoffeinspritzventiles in Verbin­ dung, während der vom Abströmkanal 67 aus dem ersten Kraftstoffein­ spritzventil fortgeführte Kraftstoff in den Zuströmkanal zum zweiten folgenden Kraftstoffeinspritzventil geführt wird, so daß also bei jedem der nachfolgenden Ventile eine Strömungsverbindung für den Kraftstoff von dem Abströmkanal 67 des vorhergehenden Kraftstoffein­ spritzventiles zum Zuströmkanal 66 des nachfolgenden Kraftstoffein­ spritzventiles besteht. Der Abströmkanal 67 des letzten, beim in Fi­ gur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des vierten der in Reihe an­ geordneten Kraftstoffeinspritzventile, steht mit einer Kraftstoff­ rückströmleitung 68 in Verbindung, die über ein Druckregelventil 70 in eine Rücklaufleitung 71 mündet, welche zum Kraftstoffbehälter 1 zurückführt.

Claims (3)

1. Hydraulischer Kreislauf einer Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit einer in eine Kraftstoffversorgungsleitung fördernden Kraftstoffpumpe, mit einem ersten und wenigstens einem weiteren in einzelnen Ventilaufnahmen angeordneten Kraftstoffein­ spritzventil, mit einer zwischen jedem Kraftstoffeinspritzventil und der Ventilaufnahme gebildeten Kraftstoffzuströmringnut und einer mit axialem Abstand von der Kraftstoffzuströmringnut getrennten zwischen Kraftstoffeinspritzventil und der Ventilaufnahme gebildeten Kraft­ stoffrückströmringnut sowie wenigstens einer Einströmöffnung von der Kraftstoffzuströmringnut in das Kraftstoffeinspritzventil und einer Verbindungsleitung von jeder Einströmöffnung zu wenigstens einer Ausströmöffnung im Kraftstoffeinspritzventil, die zur Kraftstoff­ rückströmringnut führt, wobei die Kraftstoffversorgungsleitung in die Kraftstoffzuströmringnut des ersten Kraftstoffeinspritzventiles mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzuströmringnut (41) jedes weiteren Kraftstoffeinspritzventiles (6) mit der Kraft­ stoffrückströmringnut (27) des vorhergehenden Krafteinspritzventiles (6) verbunden ist.

2. Hydraulischer Kreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffrückströmringnut (27) in Einbaulage des Kraft­ stoffeinspritzventiles (6) höher liegt, als die Kraftstoffzuström­ ringnut (41).

3. Hydraulischer Kreislauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzuströmringnut (41) und die Kraftstoffrückström­ ringnut (27) durch eine Drosselstelle (42) außerhalb des Kraftstoff­ einspritzventiles (6) miteinander verbunden sind.