DE3906205A1 - Einspritzvorrichtung fuer eine luftverdichtende brennkraftmaschine mit einer die vor- und haupteinspritzung bewirkenden einspritzduese, insbesondere drosselzapfenduese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für eine luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer die Vor- und Haupteinspritzung bewirkenden Einspritzdüse, insbesondere Drosselzapfendüse, nach den im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Die insbesondere bei Vorkammerbrennkraftmaschinen übliche Aufteilung der Einspritzung in eine Vor- und Hauptein­ spritzung ermöglicht eine über den Drehzahl- und Lastbe­ reich verbesserte Verbrennung mit geringerer Geräuschent­ wicklung. Aus der DE-OS 33 42 477 ist eine Einspritzvor­ richtung mit einem Zweifeder-Düsenhalter bekannt, bei der ein Paket von Tellerfedern im Zusammenwirken mit der Düsen­ nadel die Voreinspritzung und ein weiteres Paket von Tel­ lerfedern im Zusammenwirken mit einem Anschlagkörper als Anschlaghülse und der Düsennadel die Haupteinspritzung bewirken.

Ein derartiges Einspritzsystem hat aufgrund der Feder­ steifigkeiten sowie der bewegten Massen eine ausgeprägte Eigendynamik. Hier läßt sich das gewünschte Einspritzgesetz über den gesamten Drehzahlbereich nicht realisieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesem geschilderten Mangel durch solche Maßnahmen zu begegnen, die eine drehzahlunabhängige Einspritzung mit wählbarem zeitlichem Abstand zwischen Vor- und Haupteinspritzung möglich machen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die betriebsparameterabhängig gesteuerte Stelldrossel zwischen dem Federraum und der Niederdruckseite des Kraft­ stoffversorgungssystems ist die Durchflußrate an der Stell­ drossel und damit das Bewegungsgesetz von dem nachgiebigen Anschlagkörper und der Düsennadel bestimmt.

In den Unteransprüchen sind noch vorteilhafte Weiterbil­ dungen beansprucht.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die für eine luftverdichtende selbstzündende Brennkraft­ maschine vorgesehene Einspritzvorrichtung 1 besteht aus einer als Drosselzapfendüse ausgebildeten Einspritzdüse 2 mit einer im Düsenkörper 3 gegen die Kraft einer ersten Rückholfeder 4 wirkenden Düsennadel 5 sowie aus einem auf der Rückseite der Düsennadel angeordneten Anschlagkörper 6, der in einem als kraftstoffgefüllten Hydrauliksteuerraum 7 ausgebildeten Federraum gegen eine Rückholfeder 8 geführt ist.

Der Anschlagkörper 6 hat die Gestalt eines tassenförmigen Kolbens, dessen der Düsennadel 5 zugewandter Kolbenboden 9 als Abstützung für die Rückholfeder 8 dient, die den Kolben an einen Anschlag 10 eines Gehäuseteiles 11 drückt. Bei Ausgangslage der Düsennadel 5 und des Kolbens ergibt sich ein durch "h" gekennzeichneter Abstand.

Der Hydrauliksteuerraum 7 ist durch eine eine Stelldrossel 12 aufweisende Leitung 13 mit der Niederdruckseite des Kraftstoffversorgungssystems verbunden, ebenso eine mit einem Rückschlagventil 14 versehene Saugleitung 15 zur Kraftstoffbefüllung des Hydrauliksteuerraumes 7.

Die die Durchflußrate bestimmende Stelldrossel 12 arbeitet in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftma­ schine, wie Last, Temperatur usw.

Der Öffnungshub der Düsennadel 5 ist durch einen in den Hydrauliksteuerraum 7 hineinragenden verstellbaren Nadel­ hubbegrenzer 16 begrenzt. Die Verstellung kann mechanisch, hydraulisch oder elektrisch erfolgen.

Die Düsennadel 5 sitzt auf dem Ventilsitz 17 auf und reicht mit ihrem Nadelzapfen 18 durch das Spritzloch 19 hindurch in den Brennraum 20. Der Nadelzapfen 18 weist eine Ein­ drehung 21 auf, die mit dem zylindrischen Spritzloch 19 einen Drosselringspalt 22 bildet. Das Ende des Nadelzapfens 18 hat Kegelstumpfform, deren dem Spritzloch 19 zugewandter größter Durchmesser annähernd dem Durchmesser des Spritz­ loches 19 entspricht.

Wirkungsweise:

Beim Abheben der Düsennadel 5 vom Ventilsitz 17 infolge des Kraftstoffdrucks wird der durchlaßbestimmende Drossel­ ringspalt 22 freigegeben. Die Voreinspritzung setzt ein und wird beendet, sobald der Kegelstumpf 23 des Nadelzap­ fens 18 das Spritzloch 19 verschließt. Nach Zurücklegen des Weges h trifft die Düsennadel 5 auf den Anschlagkörper 6 auf und durch die von der Düsennadel auf den Anschlag­ körper 6 übertragene Kraft wird im Hydrauliksteuerraum ein Druck aufgebaut. Die Durchflußmenge an der Stelldrossel 12 wird durch den Druck im Hydrauliksteuerraum und den Dros­ selquerschnitt bestimmt. Die Drehzahlabhängigkeit des Drucks wird dabei durch Steuerung des Drosselquerschnitts ausgeglichen. Die Ansteuerung kann auf mechanischem hydrau­ lischem oder elektrischem Wege erfolgen. Die Hauptein­ spritzung beginnt, sobald die Düsennadel mit ihrem Kegel­ stumpf 23 aus dem Spritzloch austaucht und zugleich den Anschlagkörper 6 gegen den im Hydrauliksteuerraum 7 herr­ schenden und steuerbaren Druck und gegen die Kraft der Rückholfeder 8 überdrückt. Die Dauer der Haupteinspritzung wird durch den Druck im Druckraum 24 und den Durchlaßquer­ schnitt im Düsenbereich bestimmt. Dieser Durchlaßquer­ schnitt wird durch den variablen Nadelhubbegrenzer 16 ge­ steuert.

Claims (6)

1. Einspritzvorrichtung für eine luftverdichtende Brenn­ kraftmaschine mit einer die Vor- und Haupteinspritzung bewirkenden Einspritzdüse, insbesondere Drosselzapfendüse, mit einer im Düsenkörper geführten und durch den Kraft­ stoffdruck von ihrem Ventilsitz abhebenden Düsennadel, die beim Voreinspritzhub einer ersten Rückholfeder und beim Haupteinspritzhub nach dem Anschlagen an einem nachgiebigen Anschlagkörper einer zweiten Rückholfeder entgegenwirkt, deren Federraum über eine Leitung mit dem niederdrucksei­ tigen Teil des Kraftstoffversorgungssystems der Brennkraft­ maschine verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (6) den als kraftstoffgefüllten Hydrauliksteuerraum (7) ausgebildeten Federraum zur Düsen­ nadelseite hin abdichtend verschließt und daß die mit dem Hydrauliksteuerraum (7) verbundene Leitung (13) eine von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängige Stell­ drossel (12) enthält.

2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hydrauliksteuerraum (7) ein verstellbarer Nadel­ hubbegrenzer (16) hineinragt.

3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der im Hydrauliksteuerraum (7) längsverschiebbar ge­ führte Anschlagkörper (6) als tassenförmiger Kolben aus­ gebildet ist, dessen der Düsennadel (5) zugewandter Kolben­ boden als Abstützung für die zweite Rückholfeder (8) dient.

4. Einspritzvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß eine den Hydrauliksteuerraum (7) und die Niederdruck­ seite des Kraftstoffversorgungssystems verbindende Saug­ leitung (15) mit einem Rückschlagventil (14) angeordnet ist.

5. Einspritzvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (5) einen Nadelzapfen (18) aufweist, der stufig ausgebildet ist und mit seinem bei Schließlage der Düsennadel (5) im Brennraum (20) liegenden erweiterten Teil (23) beim Eintauchen in das Spritzloch (19) einspritz­ pausenbestimmend wirkt.

6. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelzapfen (18) eine über die Spritzlochlänge hinausgehende und den Drosselringspalt (22) bildende Ein­ drehung (21) aufweist, an die sich der erweiterte Teil als Kegelstumpf sich zum Brennraum (20) hin verjüngend an­ schließt.