DE3824644A1 - Steuereinrichtung fuer eine kraftstoff-einspritzduese - Google Patents
Steuereinrichtung fuer eine kraftstoff-einspritzdueseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine
Kraftstoff-Einspritzdüse eines Verbrennungsmotors,
insbesondere Dieselmotors, mit einem verschieblich
geführten, von einem Antriebselement gesteuerten
Ventilkörper, der einen Ventilsitz bildet und einen
Innenraum aufweist, und mit einem Druckraum zwischen
einem Zulauf und dem Ventilsitz, wobei sich bei
geschlossenem Ventilsitz im Druckraum ein Einspritzdruck
für die Einspritzdüse aufbaut und bei geöffnetem
Ventilsitz ein Druckausgleich zwischen dem Druckraum und
einem Ablauf erfolgt.
Eine derartige Steuereinrichtung ist in der
Patentanmeldung P 37 04 743 beschrieben. Das
Antriebselement gibt, beispielsweise elektronisch
gesteuert, einen Kraft-Weg-Impuls ab, mit dem der
Ventilsitz geschlossen wird. Dieser liegt in einer
Kraftstoff-Rückführungsleitung. Durch das Schließen des
Ventilsitzes baut sich an der Einspritzdüse des
betreffenden Zylinders des Verbrennungsmotors ein
gewünschter, hoher Einspritzdruck auf.
Bei der Patentanmeldung P 37 04 743 ist der Ventilsitz an
dem dem Ablauf nahen Ende des Ventilkörpers vorgesehen.
Dementsprechend groß ist das Volumen des Druckraums. Ein
großvolumiger Druckraum ist jedoch ungünstig, da in
diesem beim Schließen des Ventilsitzes ein entsprechend
großes Kraftstoffvolumen unter Druck gesetzt werden muß.
Außerdem muß beim Öffnen des Ventilsitzes der Kraftstoff
außen an dem Ventilkörper abfließen. Dabei ist mit einem
vergleichsweise hohen Strömungswiderstand zu rechnen, der
den Druckausgleich verzögert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung der
eingangs genannten Art so zu verbessern, daß einerseits
der Druckaufbau bei geschlossenem Ventilsitz und
andererseits der Druckausgleich bei geöffnetem Ventilsitz
schnell erfolgt.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer
Steuereinrichtung der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß der Ventilsitz von dem dem Zulauf nahen Ende
des Ventilkörpers gebildet ist, daß bei geöffnetem
Ventilsitz der Druckraum über den Ventilsitz mit dem
Innenraum des Ventilkörpers in Verbindung steht und daß
der Innenraum zum Ablauf offen ist.
Dadurch ist das Volumen des Druckraums, der zwischen dem
Zulauf und dem Ventilsitz liegt, vergleichsweise klein.
Dementsprechend braucht zum Öffnen der Einspritzdüse nur
ein geringes Kraftstoffvolumen unter Druck gesetzt zu
werden. Dadurch wird der Druckaufbau beschleunigt.
Beim Öffnen des Ventilsitzes steht der Druckraum mit dem
vergleichsweise großvolumigen Innenraum des Ventilkörpers
in Verbindung. Der Strömungswiderstand beim
Druckausgleich ist gering, so daß der Druckausgleich
schnell vor sich geht.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Ventilkörper
eine vergleichsweise kleine, bewegte Masse aufweist. Er
hat rohrförmige Gestalt und benötigt außen keinen
Bereich, an dem der Kraftstoff beim Druckausgleich
abfließt. Insgesamt ist durch die beschriebenen Maßnahmen
die Steuercharakteristik der Steuereinrichtung
verbessert.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der
Ventilsitzdurchmesser am Ventilkörper kleiner als dessen
Führungsdurchmesser. Dadurch wirkt der Druck des
Druckraums so, daß er das Öffnen des Ventilsitzes
unterstützt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus Unteransprüchen und der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt
eine Steuereinrichtung im Schnitt.
In einem Ventilgehäuse (1) ist ein rohrförmiger
Ventilkörper (2) verschieblich gelagert. Der
Führungsdurchmesser des Ventilkörpers (2) im
Ventilgehäuse (1) ist mit D 1 bezeichnet.
Zwischen der einen Stirnkante (3) des Ventilkörpers (2) und
dem Ventilgehäuse (1) ist ein Ventilsitz (4) ausgebildet.
Der Ventilsitzdurchmesser ist mit D 2 bezeichnet. Dieser
ist geringfügig kleiner als der Führungsdurchmesser D 1.
Der Ventilkörper (2) bildet einen Innenraum (5). Innen am
Ventilkörper (2) sitzt ein Sprengring (6), an dem sich eine
Druckfeder (7) abstützt. In der Figur ist der
Ventilsitz (4) in seiner Offenstellung gezeigt. Dabei
drückt die Druckfeder (7) über den Sprengring (6) den
Ventilkörper (2) mit seiner der Stirnkante (3) abgewandten
Stirnkante (8) gegen einen Anschlagring (9).
Auf der Stirnkante (8) steht ein Becherteil (10) auf, das
mit einer Membran (11) verbunden ist. Das Becherteil (10)
ist mit Öffnungen (12) versehen, die zu einem Ablauf (13)
führen. Der Innenraum (5) ist dadurch zum Ablauf (13) hin
offen.
In einem Oberteil (14) des Ventilgehäuses (1) ist ein
Spiel-Ausgleichselement (15) angeordnet, das einerseits an
dem Becherteil (10) ansteht und das andererseits von einem
Antriebselement (16) beaufschlagt ist.
Am Ventilkörper (2) ist ein Zulauf (17) vorgesehen.
Zwischen diesem und dem Ventilsitz (4) ist ein
ringförmiger Druckraum (18) ausgebildet.
Das Ventilgehäuse (1) ist in einen Grundkörper (19)
eingesetzt. Es ist in diesem mittels einer
Schraubhülse (20) gehalten.
Der Ablauf (13) setzt sich im Grundkörper (19) fort. Am
Ventilkörper (2) ist im Bereich des Innenraums (5) ein
weiterer Ablauf (21) vorgesehen. Dieser ist einer
entsprechenden Durchbrechung (22) des Grundkörpers (19)
zugeordnet. Im Regelfall ist der Grundkörper (19) so
gestaltet, daß nur einer der Abläufe (13, 21) wirksam ist.
Der Ablauf (13 bzw. 21) ist mit der Niederdruckseite einer
nicht näher dargestellten Einspritzpumpe verbunden. An
deren Hochdruckseite liegen eine nicht näher dargestellte
Einspritzdüse und der Zulauf (17).
Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist
ausgehend von der in der Figur dargestellten Stellung
etwa folgende:
Von der Einspritzpumpe wird durch den Zulauf (17), den
Druckraum (18), den Ventilsitz (4), den Innenraum (5) und
den jeweils angeschlossenen Ablauf (13 oder 21) Kraftstoff
gefördert. Dabei baut sich im Druckraum (18) kein Druck
auf, so daß die Einspritzdüse geschlossen ist. Die
Druckfeder (7) hält den Ventilsitz (4) offen.
Wird nun das Antriebselement (16), beispielsweise
elektronisch gesteuert, betätigt, dann drückt es über das
Spielausgleichselement (15) das Becherteil (10) auf den
Ventilkörper (2), so daß der Ventilsitz (4) gegen die Kraft
der Druckfeder (7) schließt. Im Druckraum (18) baut sich
ein hoher Druck, beispielsweise 1000 bar, auf, der die
Einspritzdüse öffnet.
Die auf den Ventilsitz (4) zu übertragende Zuhaltekraft
ist vergleichsweise gering, da der
Ventilsitzdurchmesser (D 2) und der Führungsdurchmesser (D 1)
im wesentlichen gleich groß sind.
Solange der Ventilkörper (2) in Schließstellung gehalten
ist, tritt zwangsläufig längs der Außenfläche (2) des
Ventilkörpers (2) Kraftstoff aus dem Druckraum (18) in den
Ablauf (13). Die Schließstellung bleibt dabei jedoch
aufrechterhalten.
Schaltet das Antriebselement (16) ab, dann verschiebt sich
der Ventilkörper (2) unter der Wirkung der Druckfeder (7).
Die Öffnungswirkung ist dadurch unterstützt, daß der
Ventilsitzdurchmesser (D 2) geringfügig kleiner als der
Führungsdurchmesser (D 1) ist. Beim öffnen des
Ventilsitzes (4) baut sich der im Druckraum (18)
herrschende Druck schnell über den Innenraum (5) ab.
Claims (7)
1. Steuereinrichtung für eine Kraftstoff-Einspritzdüse
eines Verbrennungsmotors, insbesondere Dieselmotors, mit
einem verschieblich geführten, von einem Antriebselement
gesteuerten Ventilkörper, der einen Ventilsitz bildet und
einen Innenraum aufweist, und mit einem Druckraum
zwischen einem Zulauf und dem Ventilsitz, wobei sich bei
geschlossenem Ventilsitz im Druckraum ein Einspritzdruck
für die Einspritzdüse aufbaut und bei geöffnetem
Ventilsitz ein Druckausgleich zwischen dem Druckraum und
einem Ablauf erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ventilsitz (4) von dem dem Zulauf nahen Ende (3) des
Ventilkörpers (2) gebildet ist, daß bei geöffnetem
Ventilsitz (4) der Druckraum (18) über den Ventilsitz (4)
mit dem Innenraum (5) des Ventilkörpers (2) in Verbindung
steht und daß der Innenraum (5) zum Ablauf (13 bzw. 21)
offen ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilsitzdurchmesser (D 2) am
Ventilkörper (2) kleiner als der Führungsdurchmesser (D 1)
des Ventilkörpers (2) ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (2) rohrförmig
gestaltet ist.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß sich am Ventilkörper (2) über einen
Sprengring (6) eine Druckfeder (7) abstützt.
5. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer dem
Ventilsitz (4) abgewandten Stirnkante (8) des
Ventilkörpers (2) ein Anschlagring (9) zugeordnet ist und
auf dieser Stirnkante (8) ein Becherteil (10) zum Antrieb
des Ventilkörpers (2) aufsteht.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Becherteil (10) mit zum Ablauf (13)
führenden Öffnungen (12) versehen ist.
7. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ablauf (21) direkt am Innenraum (5) vorgesehen ist.
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