DE3401658A1 - Brennstoffeinspritzvorrichtung - Google Patents
BrennstoffeinspritzvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung1
für einen Druckzündungsrootor (im folgenden
als "Dieselmotor" bezeichnet).
Bei herkömmlichen Einheitsinjektor-Einspritzvorrichtungen wird ein Plunger von einem rotierenden Nocken
angehoben, um Brennstoff zu komprimieren und auszulassen, der durch eine Düse in eine Verbrennungskammer
eines Motors eingespritzt wird. Der Druck und der Einspritzdurchs.atz
sind .notwendigerweise bei kleinen Motorgeschwindigkeiten gering und bei großen Motorgeschwindigkeiten
hooh, so daß die Leistung und der thermische Wirkungsgrad des Motors bei geringen Geschwindigkeiten
reduziert ist.
Um den Verbrennungswirkungsgrad zu verbessern, die Einspritzperiode zu verkürzen und den isochorischen
Grad zu steigern, unter gleichzeitiger Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades, über den vollen Bereich
der Motorgeschwindigkeit und Motorbelastung, ist es notwendig, den Einspritzdruck und den Einspritzdurchsatz
zu erhöhen. Dies ist jedoch mit bekannten Einspritzvorrichtungen nur sehr schwierig möglich.
Um dieses Problem zu lösen, wurden Brennstoffeinspritzvorrichtungen
vom Akkumulatortyp entwickelt. Zahlreiche
derartige Vorrichtungen sind in die Praxis eingeführt; keine davon ist jedoch gebräuchlich geworden.
Ein Grund dafür besteht darin, daß derartige Brennstoff
einspritzvorrichtungen vom Akkumulatortyp ohne Booster zwar einfach im Aufbau und billig sind, die
Einspritzperiode jedoch nicht in dem gewünschten Maße verkürzt werden kann. Ferner ist es schwierig, den
kleinsten Einspritzdurensatζ auf ein Niveau zu reduzieren,
welches für kleine Dieselmotoren erforderlich ist. Obwohl mit Booster ausgerüstete Akkumulatorbrennstoff
einspritzvorrichtungen mit elektronischer Steuerung in der Lage sind, Brennstoff mit hohem Druck in einer
kurzen Zeit einzuspritzen, sind sie doch sehr teuer und in Folge ihres komplexen Aufbaues nicht sehr zuverlässig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruck-Brennstoff
einspritzvorrichtung zu schaffen, die eine starke Verkürzung der Einspritzperiode ermöglicht,
wobei die Nachteile der bekannten Akkumulator-Brennstoff
einspritzvorrichtungen vermieden werden und die. nicht nur bei niedrigen und mittleren Geschwindigkeiten,
sondern auch bei Hochgeschwindigkeit-Dieselmotoren eingesetzt werden kann und deren minimale Brennstoffeinspritzgeschwindigkeit
gering ist.
Erfindungsgemäß wird eine Akkumulator-Brennstoffeinspritzvorrichtung
mit einem Brennstoffkanal bzw. einem Brennstoffdurchgang vorgeschlagen, wobei der Brennstoffkanal
in Verbindung mit der Atmosphären-(Verschließ-) Druckseite eines Nadelventils und einer Akkumulatorkamroer
in Verbindung ist, ferner mit einem Einspritzendsteuerventil, welches öffnet, um unter hohen Druck stehend«
Brennstoff aus der Akkumulatorkammer zur Atmosphärendruckseite des Nadelventils einströmen zu lassen. Die
Öffnungs— und Schließdrücke des Nadelventils sind
gleich, wobei gleichzeitig ein schneller Verschluß des Ventils gewährleistet ist.
Es wird auch vorgeschlagen, eine Verengung oder Drossel
vorzusehen, welche das Rückströmen von Brennstoff durch
die Hochdruck-Brennstoffversorgungsleitung und/oder
durch eine Überlauföffnung behindert, wenn das Nadelventil
öffneti Die Verengung oder Drossel ist auf der Seite eines Brennstofftanks angeordnet von einem Punkt,
an dem das Einspritzendsteuerventil rait der Hochdruck-Brennstoffversorgungsleitung
in Verbindliicig ist. Das
Öffnen des Nadelventils wird dadurch verzögert, wodurch eine Verminderung des Brennstoffeinspritzdurch-'
satzes am Anfang der Einspritzung ermöglicht wird, welche ihrerseits die Druckanstieggeschwindigkeit
und den maximalen Druck in der Verbrennungskammer des Motors herunterdrückt, so daß der Motorlärm vermindert,
die Zuverlässigkeit erhöht, die Erzeugung von Stickoxyden unterdrückt und die minimale Brennstoffeinspritzung
vermindert wird gegenüber bekannten Akkumulator-Brennstoff
einspritzvorrichtungen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Nadelventil-Steuerkolben vorgesehen, der eine größere
Fläche aufweist als der gleitende Abschnitt des Nadelventils
und auf den der Druck in der Brennstoffzuführleitung
wirkt und wobei ferner eine Verengung oder Drossel zwischen dem Einspritzendsteuerventil und der
Zufuhrleitung vorgesehen ist, so daß zur Verzögerung des Öffnens des Nadelventils der Nadelventil-Steuerkolben
dem unter hohem Druck stehenden Brennstoff in der Akkumulatorkammer ausgesetzt wird, wenn das Einspritzendsteuerventil
öffnet, wodurch das Schließen des Nadelventils beschleunigt und das Ventil mit hoher
Geschwindigkeit geschlossen wird, um die Verbrennungsperiode
zu verkürzen und den thermischen Wirkungsgrad zu erhöhen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigern
Figur IA
Figur IB
Figur 2
Figur 2
Figur 3
Figur h
Figur 5
Figur 6
Figur 7
Figuren 8
bis 10
bis 10
Figur 11
Figuren 12
und 13
und 13
einen Längsschnitt durch eine erste Ausgestaltung einer Brennstoffeinspritzvorrichtung;
einen Längsschnitt durch eine Einzelheit der Einspritzvorrichtung der Figur 1A;
einen. Schnitt durch eine Einspritz-Synchronisiervorrichtung,
die Teil der Einspritzvorrichtung der Figur 1A ist; eine grafische Darstellung, in der die zeitliche
Änderung des Druckes in der Akkumulatorkaromer und die Nadelbewegung dargestellt
sind;
einen Längsschnitt durch eine andere Ausgestaltung einer Brennstoffeinspritzvorrichtung;
einen Längsschnitt durch eine weitere Ausgestaltung einer Brennstoffeinspritzvorrichtung;
einen vergrößerten Längsschnitt durch einen Einlaß der Einspritzvorrichtung gemäß Figur
5;
einen Längsschnitt durch eine modifizierte Form der Einspritzvorrichtung gemäß Figur 1 ;
eine vergrößerte Darstellung eines Einlasses der Einspritzvorrichtung der Figur 7;
eine alternative Überströmöffnung-Drosselanordnung ;
grafische Darstellungen, die sich auf die
Ausgestaltungen der Figuren 7 bis 10 und beziehen, wobei für Jeden Fall die Änderung
des Druckes und der Einspritzdurchsatz bezüglich der Winkelstellung einer Motorkurbelwelle
dargestellt sind;
Figur 14 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausgestaltung
einer Einspritzvorrichtung;
Figur 15 einen vergrößerten Schnitt eines Auslasses des Nadelventils der Einspritzvorrichtung
nach Figur Ik;
Figur 16 eine vergrößerte Darstellung der Über st rö πια urchgangsdrosselanordnung in der Ausgestaltung
der Figur 14;
Figuren 17
bis 19 die Wirkungsweise einer alternativen Übers tr ötndurchgangsdr os selanordnung;
Figur 20 eine weitere Überströmdurchgangsanordnung;
und
Figuren 21
und 22 grafisohe Darstellungen, die sich auf die Ausgestaltungen der Figuren 14 bis 16 und
der Figuren 17 bis 19 beziehen und die den Druck in der Akkumulatorkammer, die Nadel»
ventilbewegung und der Einspritzdurchsatz bezogen auf die Winkelstellung der Motorkurbelwelle
zeigen.
Figur 1A zeigt eine Brennstoffeinspritzvorrichtung, die eine Einspritzpumpeneinheit A und eine Düsenanordnung
B aufweist, die an der Puropeneinheit mittels
eines Innengewindes, welches an einem Ende ihres Gehäuses
2 vorgesehen ist, mit einem mit entsprechendem Gewinde
versehenen Ansatz am Ende des Gehäuses 1 der Einspritzpumpeneinheit vorschraubt ist. In dem Ge-
hau8θ 2 der Düsenanordnung ist mit Pressitz ein
Steuerventilglied 3 t ©in Zwischenstück h, ein Akkumulator
zylinder 5t ©iix Zwischenstück 6 und ein Nadelventilglied
7 vorgesehen. Ein vorderes Ende des Nadelventilgliedes 7 ragt aus dem Gehäuse 2 hervor
und ist mit einer Einspritzöffnung 7a versehen, die durch ein Nadelventilelement 8 geöffnet und verschlossen
wird, welches eine Kontaktfläche 8a aufweist, die mit einem Ventilsitz 7b am Ventilglied
zusammenwirkt. Das Nadelventilelement weist einen Schaftabschnitt 8b auf, der gleitbar in einer Bohrung
des Nadelventilgliedes 7 sitzt und an dessen oberem Ende ein Federteller 9 angeordnet ist, an dem
eine Feder 10, die im Zwischenstück 6 angeordnet ist, anliegt, um das Nadelventilelement 8 in die geschlossene
Stellung zu drücken, in der die Venti.lfläohe 8a mit dem Ventilsitz 7b in Eingriff ist.
Ein Brennst of fdurchgang 7c im Nadelventilglied 7 verbindet
eine Kammer 11, die den äußeren Umfang eines Abschnittes 8o mit geringerem Durchmesser des Nadelventils
umgibt und einen Brennstoffdurchgang 6a,
der durch das Zwischenstück 6 zu einer Äkkumulatorkammer
12 im Akkumulatorzylinder 5 führt.
Das Zwischenstück 4, dessen unteres Ende die Feder 10 hält, weist Durchgänge hh und ko auf, die jeweils die
Akkumulatorkammer 12 und einen Brennstoffkanal 3a im Steuerventilglied 3 über entsprechende Zweigleitungen
3b und 3c verbinden. Dieser Durchgang 3a verbindet auch einen Brennstoffdurchgang 1a im Gehäuse 1
mit einem Brennstoffdurchgang 4a, der zur Schiefdruckseite
des Nadelventils 8 führt. Ein Einspritzend-
steuerventil 13/ das zwischen den Durchgängen 3b und
4b angeordnet ist, weist einen Schaftabschnitt 13b
auf, der gleitbar im Steuerventilglied 3 angeordnet
ist und einen Kopfabschnitt 13a» wie in Figur 1b zu
s.ehen ist. Das Steuerventil wird mittels einer Druckfeder
14, die im Gehäuse 1 angeordnet is.t, in seine
offene Stellung gedrückt, in der der VonLilkopf gegen
das Zwischenstück 4 drückt. Wenn das Ventil in die offene Stellung gehoben wird, drückt der Kopf gegen
einen Ventilsitz 3d und verschließt so die Verbindung
zwischen den Durchgängen 3b und 4b.
Gleichfalls am Steuerventilglied 3 ist ein Prüfr·
oder Rückschlagventil 16 vorgesehen, auf welches eine
Druckfeder 15 wirkt, um ein Rückströmen von Brennstoff aus der Akkumulatorkammer 12 über die Durchgänge
4c und 3° zu verhindern. Brennstoff, der über die Gleitpaarungen des Steuerventilgliedes 3 und des
Einspritzendsteuerventils 13 leckt, wird über eine Brennstoffrückführleitung 18, die in Verbindung mit
einer Überströmöffnung 17 ist, zur Prüfdruckseite
zurückgeführt.
Es besteht kein Unterschied in der Wirkungsweise der Brennstoffeinspritzvorrichtung, wenn die Brennstoffpumpe
im Gehäuse dem bekannten Bosch-Typ entspricht und einen Plunger mit negativer Steigung aufweist.
Ein Saugrückschlagventil 20, welches von einer Druckfeder 21 beaufschlagt ist, ist lose in ein Saugventilglied
19 eingepaßt und wirkt als Prüfventil. Die Bewegung
des Ventils gegen die Feder wird von einem Anschlag
22 begrenzt.
Der Plunger Zk, der in einer Büchse 23 angeordnet ist,
hat eine positive Neigung und weist denselben Aufbau
auf wie der bekannte Bosch-Typ.
In der Büchse 23 ist zwischen einem Brennstoffeinlaß
25 und einem Brennstoffdurchgang 26 ein Rückschlagventil
28 angeordnet, auf das eine Feder 27 wirkt und welches ein Rückströmen von Brennstoff aus dem Durchgang
26 zum Einlaß 25 verhindert.
Etwa in der Mitte der Büchse 23 ist eine Überströmöffnung
17 vorgesehen, und die Brennstoffrücklaufleitung
18, die in Verbindung mit der Überströmöffnung 17 ist, verhindert den Aufbau eines Rückdruckes im
Einspritzendsteuerventil 13 und führt den Brennstoff
über eine Brennstoffrückführöffnung 29 zu einem (nicht
dargestellten) Brennstofftank oder zum Brennstoffeinlaß
25/ O-Ringdichtungen sind am Gehäuse 1 vorgesehen,
um auf die Büchse 23 zu drücken, so daß eine Dichtung zwischen der Einlaßöffnung 25 und der Rücklauf öffnung
29 und zwischen den Rücklauföffnungen und der Atmosphäre
geschaffen wird.
Die Büchse 23 und das Saugventilglied 19 werden von einem mit Gewinde versehenen Einsatz 30 i°>
Gehäuse 1 gehalten.
Der Plunger Zk, der absolut denselben Aufbau hat wie
der vom Bosch-Typ, ist drehbar über einen Kreuzkopf 3k, der im oberen Ende des Gehäuses 1 vertikal bewegbar
angeordnet ist, verbunden und angetrieben. Die Brennstoffzufuhr durch die Einapritzpumpeneinheit A
wird unterbrochen, wenn während der Bewegung des Plungers 24 in der Büchse 23 die vordere Fläche der
-Ausnehmung bzw. der Nut 24b mit der Überströmöffnung
17 ausgerichtet ist, so daß eine Verbindung zwischen
der Büchse 23 und der Brennstoffrücklauföffnung 29
über die Durchgänge 24a,die Nut 24b und die Überströmöffnung 17 geschaffen wird. Die Ausnehmung oder
Nut 24b ist zur Formalen auf die Plungerachse geneigt,
um eine Einstellung des Beginns der Einspritzung zu ermöglichen, wie später beschrieben ist.
Die Einspritzbeginntaktsteuerung, wie sie in Figur 2
gezeigt ist, weist eine Einsteilstange 31 auf, die
gleitbar im Gehäuse 1 getragen und mit einem Zahn—
stangenabschnitt 31a. versehen ist, der mit einem
Ritzel 24c kämmt, welcher am Plunger 24 ausgebildet ist. Die Stellung der Einsteilstange 31 und damit die
Winkelstellung des Plungers wird vom Öldruck bestimmt,
der an einem Eingang 33 ansteht und entgegengesetzt zur Feder 32 wirkt, womit der Einspritztakt
bestimmt wird, wie weiter unten beschrieben ist.
Während des Betriebs wird Brennstoff von einer Brenne
stoffzumeßpumpe (beispielsweise der PT-Pumpe von
Commines Co. Ltd. oder einer elektrisch gesteuerten
Zumeßbrennstoffversorgungspumpe) zum Brennstoffeinlaß
25 geführt.und läuft über ein Rückschlagventil 28
und den Durchgang Z6 in die Kammer 23a der Büchse 23.
Wenn der Plunger 24 sich von seinem oberen Tötpunkt
wegbewegt, schließt das Rückschlagventil 28, so daß der Druck in der Kammer 23a zunimmt, um das Saug-
rückschlagventil 20 zu öffnen, so daß Brennstoff durch die Durchgänge 1a, 3a und ha. gepumpt- wird.
Das Einspritzend steuerventil 13 wird von der Feder offengehalten, so daß der Brennstoff aus der Leitung
3a über den Durchgang 3b, das Einspritzend Steuer- . ventil 13 und den Durchgang k"b in die Akkumulatorkammer
12 einströmt.
Wenn der Druck in der Akkumulator kammer 12 einen
vorbestimmten Wert von beispielsweise 1.000 atm erreicht,
welcher ausreichend ist, um die Feder 14 zu überwinden, schließt das Einspritzend steuerventil
die Absperrverbindung zwischen den Durchgängen 3b
Nach dem Schließen des Einspritzend Steuerventils
tritt Brennstoff über das Rückschlagventil Λ 6 (und
die Durchgänge 3o und ^c) in die Akkumulator kammer
ein, so daß der gespeicherte Brennstoff noch stärker unter Druck gesetzt wird, wobei der Hochdruck entlang
der Durchgänge 6a und 7c sich zum unteren Teil des Nadelventils 8 fortpflanzt.
Ein gleich hoher Brennstoffdruck im Durchgang 4a
wird auf die obere Seite (d.h. die Atmosphärendruckseite) des Schaftabschnittes 8b des Nadelventils
aufgebracht, so daß die resultierende Kraft zusammen
mit der Kraft der Feder 10 das Nadelventil 8 dicht geschlossen hält und dadurch ein Lecken von Brennstoff
aus der Einspritzöffnung 7a verhindert.
In Übereinstimroung mit der Motortaktsteuerung wird
der Plunger 24 weiter niedergedrückt, bis der gewünschte
maximale Druck (typischerweise 2.000 atins) erreicht ist. '
Zu diesem Zeitpunkt wird die Verbindung zwischen dem
Durchgang 24a und der Überströmöffnung 17 von der vorderen Kante der Nutfläche 24b hergestellt, so daß
der in der Kammer 23a unter Druck stehende Brennstoff
entlang der Durchgänge 24a über die Überströmöffnung
17 aus der Brennstoffrücklauföffnung 29 abgeführt
wird. Dies bewirkt, daß das Saugrückschlagventil 20 schließt, wodurch infolge der Saugwirkung ein abrupter
Druckabfall in den Durchgängen 1a, 3a und 4a erzeugt
wird, so daß der Hochdruck, der auf den Schaftabschnitt 8b wirkt, um das Nadelventil geschlossen zu
halten, verschwindet. Venn dies geschieht, ist der Brennstoffdruck in der Akkumulatorkammer 12, welcher
auf den Flächenunterschied zwischen dem Schaftabschnitt
8b und dem unteren Abschnitt 8c des Nadelventiles
8 wirkt (eine kleinere Fläche als am oberen Ende des Schaftabschnittes 8b), ausreichend, um die Kraft
der Feder 10 zu überwinden und das Nadelventil 8a von seinem Sitz 7b abzuheben und einen Durchgang freizugeben,
über den Brennstoff durch die Einspritzöffnung 7a in die Brennkammer des Motors gespritzt wird. Wenn
Brennstoff eingespritzt ist, sinkt der Druck in der Akkumulatorkammer 12 bis auf etwa 1.000 atm und das
Einspritzendsteuerventil 13 öffnet, so daß Brennstoff
aus der Akkumulatorkammer 12 durch die Durchgänge 4b und 3b in die Durchgänge 3a und 4a strömen kann»
Da das Saugrückschlagventil 20 geschlossen ist, kann kein Brennstoff entweichen, so daß der Druck im
Durchgang ha. sich dem Dpuck in der Akkumulatorkammer
angleicht, wobei dieser Druck auf die Atmosphärendruckseite (d.h. auf das obere Ende des Schaftabschnittes
8b) des Nadelventils 8 wirkt, wodurch dieses abrupt geschlossen wird.
Venn das Nadelventil 8 von seinem Sitz gehoben ist, wirkt der Brennstoffdruck auch auf die Ventilkopffläche
8a, wodurch die Hebebewegung verstärkt und ein schnelles Öffnen des Ventils gewährleistet wird.
¥as das Öffnen des Nadelventils anbelangt, so arbeiten herkömmliche Brennstoffeinspritzvorrichtungen wie
oben beschrieben. Jedoch nimmt der Druck in der Akkumulatorkammer während des Einspritzvorganges nach
dem Öffnen bei herkömmlichen Einspritzvorrichtungen graduell ab, so daß das Nadelventil 8 allmählich
schließt. Dies im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung, bei dem ein Einspritzend steuerventil vorgesehen
ist, welches ein abruptes Schließen ermöglicht.
Die grafische Darstellung in Figur 3 zeigt die Änderung
des Druckes in der Akkumulatorkammer mit der
Zeit. Der Druck in der Akkumulatorkammer steigt entlang
(θ) - (2) an, wenn Brennstoff von der Einspritzpumpeneinheit A durch die Wirkung des Plungers 2h zugeführt
wird und fällt kontinuierlich, wenn die Einspritzung beginnt, bis der Einspritzvorgang durchgeführt
ist, wenn der Druck bei (k) das Ventilschließniveau
erreicht. Ein Nachteil konventioneller Akku-
iDulator-Brennstoffeinspritzvorrichtungen ist es, daß,,
wenn der Druck in der Akkumulatorkammer in Übereinstimmung mit dem Einspritzdurchsatz fällt, das Nadelventil
8 durch die Feder niedergedrückt wird, so daß der Ventilkopf allmählich vermindert wird. Das Ventil
öffnet nicht, bevor der Druck das Ventilschließniveau erreicht, wodurch die Einspritzperiode verlängert
wird, wie durch den Buchstaben t angezeigt, so daß der Zweck eines schnellen Einspritzdurchsatzes. nicht
zufriedenstellend erreicht wird. Ein anderer Nachteil
ist es, daß der Ventilöffnungsdruck durch die folgende
Gleichung ausgedrückt wird:
Venti!öffnungsdruck
Federkraft 10
Federkraft 10
Nadelventil 8 (Fläche von 8b Fläche von 8c)
und daß der Ventilöffnungsdruck durch die folgende
Gleichung ausgedrückt wird als Folge dessen, daß der Druck auf die Ventilfläche 8a gleichzeitig mit dem
Öffnungsvorgang des Ventils aufgebracht wird:
Ventilöffnungsdruck
Federkraft 10
= Fläche des Ventilabschnittes 8b
= Fläche des Ventilabschnittes 8b
Wenn die beiden Gleichungen verglichen werden, ist der Ventilöffnungsdruck natürlich gering, die Druckdifferenz
daraus ergibt den Einspritsüurchsatz der Akkumulator—Brennstoffeinspritzvorrichtung, wie
zuvor beschrieben, und der minimal© Brennstoffeinspritzdurchsatz
wird durch den oben spezifizierten Druck bestimmt, wie in Figur 3 durch P angezeigt
ist* Diese Einspritzvorrichtung kann die Brennstoffeinspritzung nicht mit einer genauen Geschwindigkeit
ausführen, die nicht größer ist als der Einspritzdurchsatz, basierend auf der Differenz der Ventilöffnungs-
und Schließdrücke. Selbst wenn-die Einspritzung
bei einem Druck (2*) beginnt, der etwas höher liegt als der Ventilöffnungsdruck, wie in
Figur 3 gezeigt ist, endet er beispielsweise nicht an dem Punkt (31)» sondern setzt sich bis zum Punkt
(4·) fort. Bei einer Brennstoffeinspritzvorrichtung,
wie sie in Figur 1 gezeigt ist, welche ein Einspritzendsteuerventil 13 aufweist, wird derselbe Druck jedoch
sowohl auf die obere als auch auf die untere Seite des Nadelventils 8 aufgebracht und das Steuerventil
13 öffnet sofort, so daß das Nadelventil 8 durch die Kraft der Feder 10 zum Ventilsitz 7b hin beschleunigt
wird, unabhängig vom Druck in der Akkumulatorkammer 12. Dadurch ergibt sich im Vergleich zu herkömmlichen
Einspritzvorrichtungen eine drastische Erhöhung der Geschwindigkeit, mit der das Nadelventil
geschlossen wird, so daß die Brennstoffeinspritzperiode
abgekürzt wird und eine hoher Einspritzdurchsatz möglich ist.
Dies ist in Figur 3 dargestellt: Wenn der Druck in der Akkumulatorkaromer den Punkt (2) erreicht, so daß
die Überströmöffnung 17 geöffnet wird, ergibt sich eine sprunghafte Änderung (2a - 2b) am Kopf des Nadelventiles,
so daß das Nadelventil augenblicklich öffnet. Venn das Einspritzendsteuerventil 13 am Punkt
(3) öffnet, ergibt sich eine andere Sprungänderung am
Ventilkopf von ((3a) nach (3b)), so daß das Ventil auch augenblicklich schließt. Fehlt ein Einspritzendsteuerventil
13t erfolgt die Änderung und damit das Schließen des Ventiles allmählich (von (3a) nach.(4a)).
Der Ventilöffnungsdruck kann derselbe sein wie der
Ventilschließdruck, um eine geringe Brennstoffeinspritzung
bei geringer Druckdifferenz zu ermöglichen, die in Figur 3 durch (21) - (3*) dargestellt ist,
Federkraft 14
Fläche des Abschnittes 13b
des Steuerventiles 13
des Steuerventiles 13
Federkraft 10
(Fläche des Ventilabschnittes 8b) - (Fläche des Ventilabschnittes 8c)
Die Wirkung, die sich durch die Verwendung eines Einspritzend steuerventiles 13 ergibt, ist in Figur 3
deutlich dargestellt, wo die Änderung über den vollständigen Einspritzzyklus des Ventilkopfes in einer
Einspritzvorrichtung mit der Erfindung (2a - 2b 3fa
- 3*b) verglichen ist mit einer konventionellen Einspritzvjorrichtung (2a - 2b - 3'a - 3'b). Bei der
Konstruktion der Einspritzvorrichtungen werden die
jeweiligen Massen bezüglich der Federkonstanten gering
gehalten.
Wie oben beschrieben, beginnt die Einspritzung, wenn eine Verbindung zwischen dem Inneren der Büchse 23
und der Überströmöffnung 17 (über die Ausnehmung
24b und die Durchgänge 24a) hergestellt wird. Bei der Ausgestaltung gemäß den Figuren 1 und 2 ist
die Ausnehmung oder Nut 24b bezüglich der Normalen
der Plungerachse geneigt, so daß der Einspritzbeginn
eingestellt werden kann, indem der Plunger 24 ge-»
dreht wird, um den Hub des Plungers 24 zu variieren, welcher erforderlich ist, um die Ausnehmung 24b" in
Verbindung mit der Überströroöffnung zu bringen. Dies
wird mit einer Einspritzbeginnsteuerung erreicht, deren Eingang 33 mit einem (nicht dargestellten)
Regler verbunden ist, der einen Öldruck in Übereinstimmung mit der Motorgeschwindigkeit und Belastung
erzeugt. Eine Feder 32 wird in einem Maße zusammengedrückt,
welches durch den aufgebrachten Druck bestimmt ist, so daß die Zahnstange 31a in Eingriff
mit dem Ritzel 24 bewegt wird, um den Plunger 24 in eine Winkelstellung zu bringen, die geeignet ist
für die gewünschte Brennstoffeinspritzbeginnsteuerung
bei einer bestimmten Motorgeschwindigkeit und
Belastung.
Der Einspritzdurohsatz wird durch eine Änderung der
Einspritzsteuerung beeinflußt, jedoch wird durch die Verbindung der Brennstoffrückführöffnung 29 mit dem
Brennstoffeinlaß 25 der Brennstoffeinspritzdurchsatz
nicht wesentlich geändert.
Bei der bekannten Einspritzvorrichtung erfordert die Einstellung für die Einspritztaktsteuerung einen
komplexen und teuren Aufbau und wird daher nicht häufig angewandt. Trotzdem kann die Einspritzt ansteuerung
ohne Schwierigkeiten geändert werden.
Figur 4 zeigt eine andere Ausführungsform einer Brennstoffeinspritzvorrichtung
gemäß der Erfindung, bei der die Düsenanordnung B der Düsenanordnung B der Figur
entspricht, wobei die Bauteile durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Bei dieser Ausgestaltung
liefert die nicht dargestellte Einspritzpumpe jedoch
den unter Hochdruck stehenden Brennstoff über eine Leitung 41, die mit einer Einspritzpumpeneinheit Aa
mittels* einer Überwurfmutter 20 verbunden ist. Die Einspritzpumpeneinheit Aa ist in das Gehäuse 2 der
Düsenanordnung geschraubt und weist einen Brennstoff-.durchgang
42 auf, durch welchen der Brennstoff in die Akkumulatorkammer 12 strömt. Der Brennstoff, der
durch den Zwischenraum zwischen dem Schaftabschnitt 13b des Einspritzend Steuerventils 13 und der Bohrung
des Steuerventilgliedes 3 leckt, strömt durch einen Durchgang 43a in einer Einstellschraube 43 des Pumpenkörpers
Aa, durch einen Verbindungsbolzen 45, der
mittels einer Feststellmutter befestigt ist, durch ein Auge 46, welches am Verbindungsbolzen 45 befestigt
ist und durch eine Brennstoffrücklaufleitung
47 zu einem Brennstofftank oder der Einspritzpumpe (nicht dargestellt).
Der Öffnungsdruck des Einspritzendsteuerventils 13 wird durch Drehung der Einstellschraube 43 eingestellt,
wodurch eine Änderung der Belastung einer Feder 48 erfolgt. Wenn die Einstellung vorgenommen
ist, wird die Schraube 43 von einer Feststellmutter in ihrer Stellung gehalten.
Die (nicht dargestellte) Einspritzpumpe kann vom oben erwähnten Bosch-Typ sein oder vom Typ, wie er.
bezüglich Figur 1 beschrieben ist.
Wie bei der Ausführung gemäß Figur k, weist die
Brennstoffeinspritzvorrichtung gemäß den Figuren 5
und 6 eine Brennstoffeinspritzputnpeinheit oder einen
Adapter Ab für die Verbindung über Leitungen mit der Einspritzpumpe (nicht dargestellt) auf.
Unter Hochdruck stehender Treibstoff aus der Treibstoff einspritzpumpe (nicht dargestellt) wird über
eine Hochdruckleitung *f1 zugeführt und tritt in eine
Brennstoffleitung in der Einspritzpumpeneinheit Ab ein, die über Durchgänge 53 und den Durchgang 5^
zur die Feder 10 enthaltenden Kammer im Zwischenstück 6 führt, wobei der Druck auf den Abschnitt 8b des
Nadelventils 8 wirkt, um dieses zu schließen.
Treibstoff wird auch über eine Zweigleitung 55 eine Kammer 56 des EinspritzendSteuerventils 50
(wenn geöffnet) geführt und von dort über die Durchgänge 57a» 6a und 7c in die Kammer 11, welche das.
Nadelventil 8 umgibt.
Die Kraft, welche das Nadelventil 8 im Schließsinne beaufschlagt (d.h. die Kraft der Feder 10 zuzüglich
der Kraft, die sich aus dem Produkt des Brennstoffdruckes und der Fläche des Nadelventilabschnittes 8b
ergibt), ist größer als die Kraft, die auf das Nadelventil 8 im Öffnungssinne wirkt (d.h. die Kraft, die
sich aus dem Produkt des Treibstoffdruckes und der
Fläche des Nadelventilabschnittes 8b des Nadelventils abzüglich der Fläche des Nadelventilabschnittes 8c
ergibt), so daß das Nadelventil geschlossen bleibt.
Wenn der Kopf des Plungers der Brennstoffeinspritzpumpe
angehoben wird, wird der Druck in den entsprechenden Brennstoffleitungen verstärkt, so daß das
untere Ende des EinspritzendSteuerventils 50» welches
dem Druck ausgesetzt ist, sich entgegen der Kraft einer
Feder 58 nach oben bewegt. Wenn der Einspritzenddruck
erreicht ist, berührt die Endfläche 50a des Einspritzendsteuerveritils
50 die Endfläche 59a· eines Steuerventilgliedes
59 (siehe Figur 6), so daß die Verbindung zwischen, den Durchgängen 55 und 57 geschlossen wird.
Es strömt dann Brennstoff duroh die Brennstoffdurchgänge
53» 6Ό und 61 (wie in Figur 6 dargestellt), wodurch
das Rückschlagventil 62 gegen die Kraft einer Feder 63 öffnet., worauf der unter hohem Druck stehende
Brennstoff über den Durchgang 57 zurück unter das Brennstoffeinspritzend steuerventil 50 zurückströmt und
über die Durchgänge 6a und 7c zum unteren Abschnitt des Nadelventils 8.
Die .Volumenzunahme in der Kammer 56 infolge der Bewegung·
des Einspritzend st euer kolbens 50 (d.h. // /k .
Z x. L
D , wobei D der Durchmesser des Steuerventils 50 und L der Bewegungsweg des Steuerventils ist, wie in Figur 6 angegeben) entspricht der Einspritzgeschwindigkeit der Düse,
D , wobei D der Durchmesser des Steuerventils 50 und L der Bewegungsweg des Steuerventils ist, wie in Figur 6 angegeben) entspricht der Einspritzgeschwindigkeit der Düse,
Wenn die Überlauföffnung der Einspritzpumpe (nicht
dargestellt) geöffnet wird, wird der Hochdruck in den Durchgängen 52, 53 und 5^ duroh das Saugrückschlagventil
reduziert, so daß der Dx-UCk über dem Nad el ν en-
til gleichfalls vermindert wird, wodurch das Nadelventil
öffnet und der Einspritζvorgang beginnt.
Zu diesem Zeitpunkt ist das Rückschlagventil 62 infolge des Druckes im Durchgang 6a geschlossen, so
daß das Einspritzend steuerventil 50 von der Feder niedergedrückt ist.
Der Einspritzung mit einer gewünschten Geschwindigkeit
durch die Bewegung L des Einspritzend Steuerventils 50 gemäß Figur 6 folgend, erreicht der Druck in der
Kammer 56 den öffnungsdruck des Einspritzendsteuerventils,
so daß das Ventil in die Stellung zurückkehrt, die in Figur 6 in ausgezogenen Linien dargestellt
ist (trotz der Tatsache, daß das Rückschlagventil 62 geschlossen ist), und die Endflächen 50a
und 59a werden getrennt, um das Ventil zu öffnen.
Zum selben Zeitpunkt strömt der in der Kammer 56 unter Druck stehende Brennstoff durch die Durchgänge
55 und 5^- zurück, um auf das obere Ende des. Nadelventilabschnittes
8b einzuwirken, so daß ein abruptes Schließen des Ventlies 8 erfolgt und die Einspritzung
beendet wird.
Über eine Leckleitung (valve) Sh wird der Brennstoff,
der über den Abschnitt 50b dee Einspritzend Steuerventils
50 vordringt, zum Brennstofftank (nicht dargestellt)
zurückgeführt.
Der D37UCk, bei dem das Einspritzend steuerventil 50
wirkt, um die Einspritzung zu beenden, kann mittels einer Schräube 65 eingestellt werden.
Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung dienen die Kammer 5^ und die Durchgänge 6a und 7c als Akkumulator
kammer, in der der Treibstoff unter Druck gesetzt wird. Alternativ kann eine große Akkumulatorkammer
vorgesehen sein, um die Akkumulatorrate zwischen der Akkumulatorkammer und dem Einspritzend steuerventil zu
teilen.
Bei allen oben beschriebenen Ausgestaltungen kann die Einspritzperiode abgekürzt werden, indem das Nadelventil der Düse kräftig und abrupt geschlossen wird,
wobei die Ventilöffnungs- und Schließdrücke der Düse
durch Verwendung des Einspritzend Steuerventils gleichgemacht werden. Infolgedessen können die Einspritzrate
und der thermische Wirkungsgrad erhöht werden. Da eine, extrem geringe Einspritzung erfolgen kann,
ist eine direkte Einspritzung in einen kleinen Dieselmotor möglich (z.Bsp. einen Dieselmotor für einen Pkw),
wobei die Einstellung des Einspritzdurchsatzes erleichtert ist.
Bei Akkumulatoreinspritzvorrichtungen ist der Einspritzdruck Über dem Geschwindigkeitsbereich konstant
und bei einer geringen Geschwindigkeit wird der Einspritzdurchsatz
verbessert, woraus sich eine bessere Leistung und ein besserer thermischer Wirkungsgrad
ergeben.
Mit einer Hochdruckeinspritzung 1st es möglich, den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern und schwarzen
Rauch und Stickoxyde in den Motorabgasen zu Vermittlern.
Bei allen zuvor beschriebenen Ausgestaltungen tritt
eine Sprungänderung im Druck, der auf die Oberseite (d.h. atmosphäischem Druck) des Nadelventils 8
wirkt, auf, wenn die Überströmöffnung 17 öffnet.
Diese Sprungänderung des Druckes bewirkt ein praktisch
augenblickliches Öffnen des Ventils, mit der Folge, daß der Einspritzdurchsatz zumindest am Anfang
hoch ist. Der Einspritzdurchsatz bei Einsatz der Einspritzung kann jedoch eingestellt werden, indem
eine Drossel oder Verengung vorgesehen wird, um den Brennstoffstrom zur Rücklaufleitung 29 zu verhindern.
Bei der Ausgestaltung der Einspritzvorrichtung, die in den Figuren 7 bis 10 dargestellt ist, weist der
Brennstoffdurohgang 3a eine Verengung bzw. Drosselstelle
3f auf der Brennstoffeinspritzpumpseite der
Verbindung zwischen den Durchgängen 4a, 3a und 3b
auf und die Überströmöffnung 17 hat eine Verengung bzw. Drosselstelle 17a, welche der Strömung des
Brennstoffes zur Rückführöffnung 29 einen Widerstand
entgegensetzt.
Beim Betrieb der in den Figuren 7 bis 10 dargestellten
Einspritzvorrichtung wird eine Verbindung zwischen der Überströmöffnung 17 und der Kammer 23a
hergestellt (über die Ausnehmung 24b und die Durchgänge
2^a im Plunger 2^), wobei die Strömung des
Brennstoffes zur Rückführöffnung 29 durch die Verengung
18a gedrosselt wird, so daß der Druck in der
Kammer 23a allmählich abfällt.
Infolgedessen erfolgt das Schließen des Saugrück-
schlagventiles 20 allmählich, so daß der Druck in
den Durchgängen 1a, 3a und 4a, der auf die Atmosphärendruckseite
des Nadelventils 8 wirkt, langsam absinkt. Es sei angemerkt, daß das allmähliche Sinken
des Druckes zu einem allmählichen Anheben des Nadelventiles
führt und daß infolgedessen unmittelbar nach dem Beginn der Brennstoffeinspritznr^j nur eine
verengte Öffnung zwischen der Ventilfläche 8a und
dem Ventilsitz 7a besteht. Der Brennstoffeinspritzdurchsatz
ist daher zu Beginn gering und nimmt mit der weiteren Bewegung des Nadelventils allmählich zu, in
Abhängigkeit von der Reduzierung des Druckes, der auf dessen Atmosphärendruckseite wirkt.
Wenn der Brennstoffdruck in der Akkumulator kammer
auf 1.000 atm fällt, öffnet das Einspritzend steuerventil
13f so daß unter diesem Druck stehender Brennstoff
durch die Durchgänge 4b und 3b in die Durchgänge
3a undf 4a zurückströmt.
Da das Saugrückschlagventil 20 geschlossen ist, ergibt
sich im Brennstoffdurchgang 4a derselbe Druck
wie in der Akkumulatorkammer, so daß das Nadelventil schließt. Die Drosselstelle 3t im Durchgang 3a zwisehen
dem Durohgang 3b und dem Saugrückschlagventil
20 bewirkt Druckwellen, die entlang des Durchganges 4a auf das Nadelventil 8 reflektiert werden, so daß
dieses schnell anspricht und innerhalb einer kurzen Zeitperiode geschlossen wird.
Bei den Ausführungsformen, wie sie in den Figuren
1 bis 6 dargestellt sind, ist eine Drosselstelle Jf
nicht vorgesehen, so daß der Druck, welcher auf die Atmosphärendruckseite des Nadelventils 8 wirkt,
nicht ansteigt, bis der Brennstoff im Durchgang 1a unter Druck gesetzt ist, dem Öffnen des Einspritzendsteuerventils
13 folgend. Infolgedessen steigt
die Geschwindigkeit an, mit der der Druck auf die
Attnosphärendruckseite des Nadelventils 8 drückt,
mit "be stimmt durch die Länge und das Volumen des Durchganges la und die Wirkung auf die Schließgeschwindigkeit
des Nadelventils kann insbesondere bei Einspritzvorrichtungen sehr bedeutsam sein,
bei denen der Durchgang 1a durch eine lange Einspritzleitung ersetzt ist.
In Figur 6 stellt die durchgezogene Linie 0-1 den Druckanstieg während des Akkumulationsvorganges
in der Akkumulatorkammer 12 dar. Da der
Durchsatz während der Akkumulation gering ist, wird der Strömung durch die Drosselstelle 3f
während der Akkumulation nur geringer Widerstand entgegengesetzt.
Wie weiter oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 beschrieben ist, bewirkt das öffnen der
Überströmöffnung bei einer Einspritzvorrichtung ohne Drosselstellen 3f und 17a eine abrupte Reduzierung
des Druckes im Durchgang ka. mit der Folge,
daß das Nadelventil 8 abrupt öffnet, wie duroh die
gestrichelte Linie 1a bis 1x angedeutet ist, und der Einspritzdurchsatz wird abrupt erhöht von 0
(Punkt 1c) auf 1y. Der Druck in der Akkumulatorkammer
fällt dann vom Punkt 1 auf den Punkt 2, so
daß der Einspritzdurchsatz gleichfalls entlang der Linie 1γ - 2z abfällt.
Im Gegensatz dazu bewirken die Verengungen 3t und 17a
einen Widerstand für die Strömung, so daß der Druckabfall allmählich erfolgt und das Nadelventil 8 langsam
angehoben wird, wie in Figur 12 durch die ausgezogene Linie 1a - 2a dargestellt ist, wodurch sich
ein Einspritzdurchsatz ergibt, der anfänglich gering ist. und mit der Bewegung des Nadelventils 8 zunimmt,
wie durch die ausgezogene Linie 1c - 2z angedeutet ist. ·■
So ermöglicht di© geringe Brennstoffeinspritzung, daß
eine kleine Menge Brennstoff in der Brennkammer gezündet wird und verbrennt, in Übereinstimmung mit
dem Einspritzdurchsatz. Die Geschwindigkeit, mit der der Druck in der Verbrennungskammer zunimmt, wird
stark reduziert, mit der Folge, daß der Motor weniger Lärm erzeugt, Belastungen infolge geringen Verbrennungsdruckes
vermindert werden und die niedrige Verbrennungstemperatur die Erzeugung von Stickoxyden
unterdrückt. Und das Nadelventil 8 wird allmählich entlang der ausgezogenen Linie 2a - 3x geschlossen.
Der Einspritzdurchsatz zu dieser Zeit wird durch eine einzelne gestrichelte Linie 2z - 3z dargestellt, so
daß das Nadelventil 8 bei Punkt 3x geschlossen ist.
Infolge der Verengung 3f schließt das Nadelventil
schneller (entlang der ausgezogenen Linie 2a - 3) und die Einspritzrate fällt schneller (entlang der
ausgezogenen Linie 2c - 3c) als bei einer Einspritzvorrichtung,
ifie sie in den Figuren 1 bis 6 beschrieben
ist, für die der Schließvorgang des Einspritzventiles
und der Einspritzdurchsatz in Figur 12 durch gestrichelte Linien 2a - 3x und 2z - 3z dargestellt
sind.
Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß durch die Drosselstellen
eine Zunahme der Nadelventilschließgeschwindigkeit
ermöglicht wird, um die Brennstoffeinspritzperiode abzukürzen .und eine Verbrennung mit
hohem thermischen Wirkungsgrad zu gewährleisten.
Zusätzlich wird die Steuerung des Brennstoffeinspritz·
durchsatzes bei einer geringen Ausgangsleistung erleichtert. Ohne die Drosseln 3f und 18a ist der Druck
in der Akkumulatorkammer bei geringen Ausgangsleistungen
gering, in Übereinstimmung mit dem Einspritzdurch&atz,
was durch die gestrichelte Linie O* - 1 '
in Figur 12 dargestellt ist.
Wenn die Überströmöffnung 17 geöffnet ist, öffnet das Nadelventil plötzlich (la - 1x) und der Druck in
der Akkumulatorkammer fällt (i* - 2'). Wenn das Einspritzendsteuerventil
13 öffnet, schließt das Nadelventil 8 allmählich (2'x - 3'x). Während dieser
Periode folgt der Einspritzdurchsatz den einfach strichpunktierten Linien 1c - 1'y - 2'y - 3'z, wobei
die von der Linie 1c - 1fy - 1'y - 3'z - 1c
eingeschlossene Fläche die eingespritzte Brennstoffmenge ergibt.
It « *» « W V
3A01658
Venn hingegen Drosseln 3f und 17a vorgesehen sind,
erfolgt die Bewegung des Nadelventils entlang der Linie 1a - 2'a ~ 3' und der Einspritzdurchsatz .
während dieser Periode variiert entlang der Linie 1o - 2Ό - 3'd; die eingespritzte Brennstoffmenge,
die durch die Fläche dargestellt ist, welche von der Linie 1c - 2'c - 3'd - 1c eingeschlossen ist, ist
infolgedessen geringer. * .
Die Punkte 1'y und die gestrichelte Linie 1c - 2'c
liegen niedriger als der Punkt 1y und die Linie Ic 2c, da der Druck in der Akkumulatorkammer zu Beginn
der Einspritzung bei Punkt 1' geringer ist als bei Punkt 1.
Falls gewünscht, kann die Drosselstelle in der Überströtnöffnung
im Durchgang 24a des Plungers 24 durch Verringerung der Fläche vorgenommen werden oder, wie
in Figur 11 dargestellt, durch Bildung einer Verengung oder Schulter 24c mit einer Endfläche 24d.
Der Betrieb und die Wirkung der vorliegenden Erfindung werden trotz der Tatsache, daß der Plunger 24
eine negative Steigung wie in Figur 5 aufweist, nicht beeinträchtigt.
Wenn zwischen der Ausnehmung 24b und der
• Öffnung 17 eine Verbindung hergestellt ist, fängt
die Schulter 24c den Strömungsweg vom Durchgang 24a
zur Überströroöffnung, so daß sich für den Brennstoffstrom
ein Widerstand ergibt.
Es wird nun auf Figur 13 Bezug genommen; wenn der
Druck in der Akkumulatorkammer 12 den Punkt 1 er-
reicht', wird eine Verbindung zwischen der Ausnehmungsflache
2^b und der Überströmöffnung 17 hergestellt,
so daß das Nadelventil 8 beginnt zu öffnen, wie vorstehend beschrieben ist.
Infolge des "Widerstandes, der durch die Schulter 24c
gebildet wird, öffnet das Nadelventil langsam, der ausgezogenen Linie 1a - 1b folgend und der Einspritzdurchsatz
folgt der Linie Ix - 1y.
Wenn der Plunger 2k we it er bewegt wird, wird die Überströraöffnung
17 voll geöffnet und das Nadelventil 8 hebt abrupt ab. Der Druck in der Akkumulatorkamtner
fällt dann auf Punkt 2 und das Einspritzend steuerventil 13 öffnet, worauf das Nadelventil 8 abrupt geschlossen
wird (2a - 2b).
Inzwischen nimmt der Einspritzdurchsatz abrupt zu (iy - 1z) und fällt dann allmählich (2x - 2y) .
Für die kleine eingespritzte Brennstoffmenge, beispielsweise
während des Leerlaufs des Motors, wird der Druck in der Akkumulatorkammer angehoben (θ1 11)
bis die Überströmöffnung 17 öffnet. Die Länge der Schulter Zk ist so bemessen, daß sie einen Widerstand
für die Strömung während der ganzen Brennstof#- einspritzperiode bildet, mit der Folge, daß das Nadelventil
langsam entlang der Linie la - 2'a öffnet.
Der Einspritzdurchsatz ist demnach gering (ix - 2'x),
so daß der Druck in der Akkumulatorkammer langsam fällt (entlang I1 - 21). Venn das Einspritzendsteuerventil
13 öffnet, schließt das Nadelventil, um den
Einspritzvorgang zu beenden (2*b. - 2*y). Wie weiter
vorne beschrieben ist, sind erfindungsgemäß bei einer
Akkumulatorbrennstoffeinspritzvorrichtung Drosselsteilen
für die Strömung des Brennstoffes zurück durch die Hochdruckbrennstoffdurchgänge bei geöffnetem
Nadelventil stromabwärts (bezüglich der Rückströroung) von dem Punkt angeordnet, an dem der Durchgang vom
Einspritzend steuerventil mit den Hochdruckbrennstoffdurchgängen in Verbindung steht. Wenn große Brennstoffmengen
eingespritzt werden sollen, um eine hohe Ausgangsleistung zu erzielen, kann infolgedessen der Einspritzdurchsatz
erhöht werden, um eine bessere thermische Wirkung zu erzielen und die Emission von
schwarzem Rauch zu verhindern, während ein geringer Anfangseinspritzdurchsatz gehalten werden kann, mit
dem Ziel, den Lärm, den Verbrennungsdruck und die Abgabe
von Stickoxyden zu verringern.
Bei geringer Ausgangsleistung, wenn kleine Brennstoffmengen eingespritzt werden, kann andererseits der
Einspritzdurchsatz reduziert werden, um den Motor mit geringem Lärm zu betreiben, um den minimalen
Brennstoffeinspritzdurchsatz zu reduzieren (mit Hilfe
des Einspritzendsteuerventiles) und um die Einstellung
der Brennstoffeinspritzung bei geringer Ausgangsleistung
zu erleichtern.
Die Verengung oder Schulter 24c braucht nicht zylindrisch zu sein, sondern kann auch konisch oder kann
jede für den gewünschten Einspritzdurchsatz bei einer bestimmten Belastung geeignete Form aufweisen.
Eine andere Ausgestaltung einer Benzineinspritzvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den
Figuren "\h bis 16 dargestellt und weist einen Körper
101 und ein Nadelventil am Gehäuse 102 auf, welches mittels einer Mutter 103 am Körper befestigt ist.
Innerhalb des Körpers ist ein Einspritzendsteuerventil
105 angeordnet, welches eine Spule IO6 aufweist, die innerhalb eines Ventilgliedes 10*l· gleitbar angeordnet
ist, welches am Körper 101 angebracht ist. Eine Feder IO8, die mittels einer Schraube 128 einstellbar
ist, ermöglicht eine Veränderung des Öffnungsdruckes des Ventils und liegt gegen einen Federteller
107 an und drückt das Einspritzend steuerventil
105 in die offene Stellung, wie dargestellt. Ein Anschlag 109 begrenzt die Bewegung des Ventils 105 in
der geeigneten Richtung. Die Einstellschraube 128 ist mittels einer' Mutter 129 gehalten und eine Schraube
130, deren eines Ende den Anschlag 109 bildet, ist
an der Mutter 129 befestigt. Die Schraube 130 ihrerseits
ist mittels einer Kiemmutter 131 befestigt, so daß Brennstoff, der aus dem Zwischenraum zwischen dem
zuvor erwähnten Ventilelement 104 und dem Gleitabschnitt 106 des Einspritzend Steuerventils 105 leckt,
über eine Öffnung 136 zum Brennstofftank (nicht dargestellt)
zurüokgeführt wird. Ein Nadelventilsteuerkolben
111 ist so angeordnet und mittels einer Feder 110 abgestützt, daß er das obere Ende des Nadelventils
120 berührt und um in einer Bohrung zu gleiten, die mit dem Steuerventil 105 ausgerichtet ist. Ein Hochdruckbrennst
offdurchgang 11 ty von einem Brennstoffeinlaß
112, zum Anschluß an eine Einspritzpumpe,
steht über eine Drosselstelle 118 im Ventilglied
mit dem Ensteuerventil 105 in Verbindung.
Ein Brennstoffzweigdurchgang 115 steht mit einem
Rückschlagventil 123 des zuvor erwähnten Nadelventilsteuer
kolbens 111 in Verbindung (d.h. mit der Atmosphärendruckseite des Nadelventils 120).
Das Nadelventil 120 weist eine Ventilfläche 119 an
seinem vorderen Ende und eine Federanl&seschulter
121 auf.. Zwischen dem Rückschlagventil 123 und der
Schulter 121 ist eine Feder 124 eingesetzt, durch
die das Nadelventil 120 in eine geschlossene Stellung
gedrückt wird, wobei die Ventilfläche 119 in
Berührung mit einem Ventilsitz 126 ist, der innen in einem Einspritzkanal 125 vorgesehen ist ,(siehe
Figur 15). In diesem Zustand drückt eine Ventilfläche 123a, die um das obere Ende des Rückschlagventils
123 vorgesehen ist, gegen die untere Fläche
des Körpers, um so die Verbindung zwischen der Akkumulatorkamroer 117 und dem Brennstoffeinlaß 114
über den Durchgang 115 zu verschließen.
Das Einspritzend steuerventil 105» welches in Figur 16 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist, ist in
der offenen Stellung.
Wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Einspritzpumpe (die in den .figuren
14 bis 16 nicht dargestellt ist) von der Art, die
einen Plunger aufweist, welcher in einer Büchse gleitbar angeordnet ist, sowie eine Überströmöffnung und ein Saugrückschlagventil im Brennstoffhochdrückdurohgang.
Im Betrieb wird unter Hochdruck stehender Brennstoff
mittels der Einspritzpumpe zum Brennstoffeinlaß 112
im Körper 101 gepumpt, vrobei etwas' Brennstoff durch
die Verengung 113 und durch das offene Einspritzendsteuerventil
105 und den Durchgang 118 in die Akkumulatorkammer 117 strömt.
Venn der Druck in der Akkumulatorkammer 117 beispielsweise
1.000 atm erreicht, wird das Einspritzendsteuerventil
105 entgegen der Kraft der Feder 108 in die geschlossene Stellung bewegt, wie in
Figur Λ 6 gezeigt.
Weiterer Brennstoff wird von der Einspritzpumpe gefördert und strömt durch den Brennstoffhochdruckdurchgang
115 zur Atmosphärendruckseite, des Nadelventils 120, so daß das Rückschlagventil 123 durch
den Druck des Brennstoffes, der entgegengesetzt
zur Feder 124 wirkt, geöffnet wird, um Brennstoff
in die Akkumulatorkammer 117 zu lassen.
Die Kräfte, die dann auf das Nadelventil wirken, sind die Schließkraft F = (die Kraft der Feder 110)
(die Kraft der Feder 120) + (die Fläche des Gleitabschnittes
1 22 χ dem Druck) und
die Öffnungskraft F1 = ((die Fläche des Gleitabschnittes
122) - (die Fläche des äußeren Durchmessers der Ventilfläche 119))
χ (dem
« W fe Hi* β
Wie abä diesen Gleichungen ersichtlich ist, ist die
Kraft F größer als die Kraft F·, so daß die Ventilfläche 119 in Kontakt mit dem Ventilsitz 126 gedrückt
wird, wenn der Druck in der Akkumulatorkammer ansteigt, so daß kein Brennstoff aus dem Einspritzkanal 125 dringt.
Wenn die ÜberstrÖtnöffnung der Einspritzpumpe öffnet,
fällt der Druck in den Brennstoffhochdruckdurchgängen
114 und 11.5 abrupt infolge der Wirkung des Saugrückschlagventils
und der Druck, der auf die Atmosphärendruckseite
des Nadelventils (in Verbindung mit dem Hochdruckdurchgang 115) wirkt, fällt gleichfalls
ab; jedoch wird der Druck in dem Durchgang 116 und
oberhalb des Nadelventilsteuerkolbens 111 allmählich durch die Wirkung des von der Verengung 113 gebildeten Widerstandes reduziert. Wenn das Nadelventil 120 öffnet, wirkt der Druck in der Akkumulatorkammer 117 auch auf die Ventilfläche 119t jedoch wird wegen des Widerstandes, den die Verengung 113 für die Brennstoff strömung bildet, das Nadelventil nicht abrupt
bewegt.
oberhalb des Nadelventilsteuerkolbens 111 allmählich durch die Wirkung des von der Verengung 113 gebildeten Widerstandes reduziert. Wenn das Nadelventil 120 öffnet, wirkt der Druck in der Akkumulatorkammer 117 auch auf die Ventilfläche 119t jedoch wird wegen des Widerstandes, den die Verengung 113 für die Brennstoff strömung bildet, das Nadelventil nicht abrupt
bewegt.
Wenn das Nadelventil 120 geöffnet ist, d.h. wenn die
Ventilfläche 119 den Ventilsitz 126 verlassen hat,
wird der Brennstoff der Akkumulatorkammer 117 durch den Einspritzkanal 125 in die Verbrennungskammer des Motors eingespritzt.
wird der Brennstoff der Akkumulatorkammer 117 durch den Einspritzkanal 125 in die Verbrennungskammer des Motors eingespritzt.
Anfänglich bewegt sich das Nadelventil 2, das nur ein ,
verengter Querschnitt (zwischen der Fläche 119 und dem
Sitz 126) freigegeben wird, um Brennstoff einzuspritzen
und infolge dieser Einschränkung ist die Einspritzrate
gering.
Am Ende strömt der Brennstoff über dem Nadelventilsteuerkolben
111 durch den Durchgang 116 und die Verengung 113 in den Brennst of fdurchgang 11*4- (dann mit
einem geringen Druck). Wenn der Druck über dem Steuerkolben 111 fällt, wird das Nadelventil allmählich
weiter geöffnet, so daß der Durchsatz des eingespritzten Brennstoffes allmählich zunimmt.
weiter geöffnet, so daß der Durchsatz des eingespritzten Brennstoffes allmählich zunimmt.
Wenn der Druck des Brennstoffes in der Aklcumulatorkammer
170 auf (z.Bsp.) 1.000 atm fällt, wird das
Einspritzend steuerventil 105 durch die Feder 118 geöffnet, so daß Brennstoff von der Akkumulatorkatnmer 117 durch den Durchgang 119» das Einspritzend steuerventil 105 in die Kammer oberhalb des Nadelventilsteuerkolbens 111 strömen kann.
Einspritzend steuerventil 105 durch die Feder 118 geöffnet, so daß Brennstoff von der Akkumulatorkatnmer 117 durch den Durchgang 119» das Einspritzend steuerventil 105 in die Kammer oberhalb des Nadelventilsteuerkolbens 111 strömen kann.
Der Brennstoff strömt auch durch die Verengung 113
in die Brennstoffdurchgänge 114 und 115 (mit geringem Druck), so daß der auf die Atmosphärendruckseite des Nadelventils 120 wirkende. Druck infolge des Widerstandes der Drosselstelle ansteigt.
in die Brennstoffdurchgänge 114 und 115 (mit geringem Druck), so daß der auf die Atmosphärendruckseite des Nadelventils 120 wirkende. Druck infolge des Widerstandes der Drosselstelle ansteigt.
Unmittelbar nach dem Öffnen des Einspritzend steuerventile 105 gilt für die Nadelventilschließkraft
F = (Kraft der Feder 110) + ((Fläche des Nadelventile steuerkolbens 111) + (Druck in der Akkumulatorkatnroer 117)) + (Kraft der Feder 124).
F = (Kraft der Feder 110) + ((Fläche des Nadelventile steuerkolbens 111) + (Druck in der Akkumulatorkatnroer 117)) + (Kraft der Feder 124).
Für die Öffnungskraft des Nadelventils gilt andererseits
• «««to«
W · 0
F1 = (Fläche des Gleitabschnittes des Nadelventils
120) χ (Druck in der Akkumulatorkammer)».
Damit ergibt sich die resultierende Kraft, die bestrebt ist, das Nadelventil 120 zu schließen, wie
folgt:
(Kraft der Feder 110) + ((Fläche des Nadelventilsteuerkolbens
111 - Fläche des Gleitabschnittes 122 des Nadelventils 120) χ (Druck in der
Akkumulatorkammer 117)) + (Kraft der Feder 124).
Itn einzelnen wird das Nadelventil 120 in die geschlossene
Richtung nicht nur von den Federn 1.10 und 124 beschleunigt, wie bei den Ausgestaltungen der
Figuren 1 bis 6", sondern auch durch den Druck in der Akkumulatorkamroer 117, der auf die obere Fläche des
Nadelventilsteuerkolbens 111 wirkt, welcher einen größeren Durchmesser aufweist als der Gleitabschnitt
122, so daß das Nadelventil mit großer Geschwindigkeit und in be merkenswert kurzer Zeit geschlossen
wird. Diese Verkürzung der Brennstoffeinspritzperiode
ermöglicht eine Verbrennung mit sehr hohem thermischen Wirkungsgrad.
Die Arbeitsweise ist ferner durch die grafische Darstellung
in Figur 21 gezeigt.
Wenn der Druck in der Akkumulator kammer 117 den Punkt
1 erreicht, öffnet die Überströmöffnung der Einspritzpumpe,
worauf der Druck in den Brennstoffdurchgängen
114 und 115 abrupt fällt.
Bei einer Einspritzpumpe, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, (d.h. ohne Nadelventilsteuerkolben 111
und ohne Verengung bzw. Drossel 113)» würde der abrupte Abfall des Druckes, der auf die Atmosphärenseite
des Nadelventils 120 wirkt, ein abruptes Öffnen des Nadelventils 120 (im Punkt 1 x) bewirken und
der Einspritzdurchsatz wird geändert, wie anhand der Linie von O (ic) bis zu einem Punkt 1y gezeigt
ist. Danach wird wegen des allmählich abfallenden Drucks in der Akkumulatorkammer 117 (entlang der
Linie 1-2) auch der Einspritzdurchsatz allmählich vermindert (ly - 2z),
Infolge dieses hohen anfänglichen Einspritzdurchsatzes ergibt sich eine schnelle Verbrennung des
Brennstoffes, so daß der Motor viel Lärm erzeugt,
die Verbrennungstemperatur ansteigt und große Mengen von Stickoxyden emittiert werden.
Der Nadelventilsteuerkolben 111 und die Drosselstelle 113 ermöglichen jedoch, daß das Nadelventil 120 gesteuert
geöffnet wird, wie durch die Linie 1a - 2a in Figur 8 angedeutet ist.
Bei einer geringen Bewegung des Nadelventils ist der Einspritzdurchsatz anfänglich gering (ic - 2c)
und nimmt mit zunehmendem Bewegungsweg des Nadelventils
120 zu. Dies ist vorteilhaft, wie zuvor unter Bezugnahme auf die Ausgestaltungen der Figuren 7
bis 13 dargelegt ist.
Am Ende der Einspritzperiode achließt das Nadelventil
einer Einspritzpumpe, wie sie in der Figur 1 gezeigt ist, entlang der Linien 2a - 3x» und der Einspritz-
• β β
• 4» *
durchsetz während dieser Periode folgt der Linie 2z 3 z.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung, die einen Nadelventilsteuerkolben
111 und eine Drossel 113 aufweist, ist die Ventilschließgeschwindigkeit aus den
oben erläuterten Gründen größer wie durch den Verlauf der Linie 2a - 3 ersichtlich wird. Auch der
Einspritzdurchsatz fällt starker ab, wie durch die Linie 2c - 3o angedeutet ist.
Bei geringer Ausgangsleistung ist der Druck in der
Akkumulatorkammer 117 geringer, wie in Figur 21
durch die gestrichelte Linie O* - 1' angedeutet ist,
und in der Ausgestaltung der Figur 1 öffnet das Nadelventil abrupt (entlang 1a - 1x) und der Druck in
der Akkumulatorkammer fällt (entlang 1' - 21), wenn
die Einspritzung fortschreitet. Bei Punkt 2* öffnet
das Einspritzend steuerventil 105» worauf das Nadelventil 120 allmählich schließt (entlang 21X - 3'x).
Der Einspritzdurchsatz folgt den einfach strichpunktierten Linien 1c - 1'y- 2'y- 3'z und die davon
eingeschlossene Fläche stellt die eingespritzte Brennstoffmenge dar.
Bei dieser Ausgestaltung (gemäß Figur 16) andaerseits
wird die Nadelventilbewegung durch die gestrichelten
Linien 1a - 2*a - 3 dargestellt und der Einspritzdurchsatz
durch die gestrichelte Linie 1c - 21C -3'd»
Der Grund, daß der Einspritzdurchsatz 1*y geringer ist
als der Einspritzdurchsatz Iy und die gestrichelte Linie 1d - 2Ό tiefer liegt als die ausgezogene Linie
1c - 2c ist, daß der Druck in der Akkumulatorkatmner
.:. ::: :..:.i. :»:"Γ 340165ί
117 zu Beginn der Einspritzung am Punkt 11 geringer
ist als am Punkt 1.
Ein Vergleich der Flächen, die eingeschlossen werden
von Ic- 1'y - 2'y - 3 1Z - 1c und 1c - 2'c - 3fd-1c
zeigt eine Verminderung der minimalen Brennstoffeinspritzung.
Bei einer modifizierten Ausgestaltung, die in den Figuren 17 bis 19 dargestellt ist, wird die Verengung
der ÜberStrömöffnung von einer Schulter 113a
gebildet, die am zylindrischen Teil 106 des Einspritzendsteuerventils
105 ausgebildet ist. Für geringe Leistung ist der Druck in der Akkumulatorkammer 117
so gering, daß das Einspritzendsteuerventil 105 unmittelbar, bevor die Einspritzung beginnt, in der
offenen Stellung ist, wie in Figur 18 dargestellt ist, so daß die Brennstoffrückströmung entlang des Durchganges
116 durch die Schulter 113a gedrosselt wird,
so daß die Öffnung des Nadelventils 120 verzögert
und ein geringer anfänglicher Einspritzdurchsatz erzielt
wird.
Für höhere Leistung jedoch ist der Druck in der Akkumulator
kamm er 117 hoch, so daß unmittelbar vor dem Beginn der Einspritzung das Einspritzend steuerventil
105 in seiner offenen Stellung ist, wie in Figur 19 dargestellt. Da die Schulter 113a einem Rückströmen
des Brennstoffes entlang des Durchganges 160 geringeren Widerstand entgegensetzt, öffnet das
Ventil schneller.
Wenn der Drück in der Akkumulatorkammer 117 während
der Brennstoffeinspritzung unter einen vorbestimmten
Wert fällt, öffnet das Einspritzend steuerventil 105, wie in Figur 17 dargestellt ist. Die Abmessungen, und
die Anordnung des Ventils sind so gewählt, daß der Hochdruckbrennstoffdurchgang 114 vom Zylinderabschnitt
106 geschlossen ist, wenn das Einspritzend steuerventil 105 offen ist. Infolgedessen wird verhindert, daß
Brennstoff aus der Akkumulatorkammer 117» der durch den Durchgang 116 zum Nadelventilsteuerkolben 111
strömt, in den Brennstoffdurchgang 114 strömt. Damit
bleibt der Druck in der Kammer unterhalb des Nadel ventilsteuerkolbens
111, der mit dem Durchgang 114 über den Durchgang 115 in Verbindung steht, gering,
wodurch am Nadelventilsteuerkolben 111 eine große
Druckdifferenz wirkt, um ein schnelles Schließen des
Ventils zu errreichen.
Eine alternative Verengung der Überströmöffnung ist
in Figur 20 dargestellt und weist neben der Überströmöffnung einen erweiterten Abschnitt 113d am
Ventilglied 104 auf. In Figur 22 ist di© Arbeitsweise
einer Einspritzvorrichtung dargestellt, die eine Überströmanordnung gemäß den Figuren 17 bis 19 aufweist.
¥ennder Druck die Akkumulatorkammer 117 erreicht,
öffnet das Nadelventil, um die Einspritzung zu beginnen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Einspritzendsteuerventil
105 geschlossen, wie in Figur 6 dargestellt und die Fläche zwischen der Schulter 113a und
der Brennstoffhochdruckleitung 114 ist relativ groß.
.:. ::: :..: .:. .C-"T 340165?
45
Das Nadelventil 120 schließt entlang der Linie Ia-1x,
wobei das Nadelventil 120 seinen maximalen Bewegungsweg
durchläuft. Während dieser Periode folgt der Einspritzdurchsatz der Linie (ic - 1y).
Wenn, der Druck in der Akkumulatorkamroer 117 auf
Punkt 2 fällt, öffnet das Einspritzendsteuerventil
105, so daß das Nadelventil 120 schließt (2a - 3).
Der Einspritzdurchsatz fällt allmählich (ly nach 2x)
mit dem Druck in der Akkumulatorkammer 117 und fällt
(2x - 3z) abrupt bei Punkt 2. Während der Motor leerläuft,
wird wenig Brennstoff benötigt und der Druck in der Akkumulatorkammer 117 steigt in geringerem
Maße (θ1 - 1f) und das Einspritzend steuerventil 105
wird vom Druck in der in Figur 18 dargestellten Stellung
gehalten, so daß die Strömung zur Brennstoffleitung 114 durch die Schulter 113» gedrosselt wird.
Das Nadelventil 120 öffnet langsam (1' - 2')· 8O daß
das Einspritzend Steuerventil 105 öffnet und das Nadelventil 120 schließt (31 - 31*).
Bei einer Akkumulator-Brennstoffeinspritzvorrichtung
wird durch die Anordnung eines Nadelventilsteuerkolbens 111, der eine größere Fläche aufweist als der
Schaftabschnitt 122 des Nadelventils 120 und der
in Berührung mit der Atmosphärendruckseite des Nadelventils 120 angeordnet ist, und durch die Anordnung
einer Drosselstelle 113» um den Brennstoffstrom zwischen
dem Einspritzend Steuerventil 105 und der Hochdruckleitung 11 *f zu drosseln, der Einspritzdurcheatz
bei einer hohen Ausgangsleistung erhöht, um den
4VVWViTv ν * w ν ^r φ
thermischen Wirkungsgrad zu verbessern und die Emission von schwarzem Rauch zu vermeiden. Zusätzlich
kann der anfängliche Einspritzdurchsatz reduziert werden, um einen hohen Verbrennungsdruck
• und die Emission von Stickoxyden zu vermeiden.
Andererseits kann bei einer geringen Ausgangsleistung für den geringeiBrennstoffeinspritzdurchsatz der. Einspritzdurchsatz
reduziert werden, um den Motorlärm
möglichst gering zu halten. Auch kann die minimale Brennstoffeinspritzung mit Hilfe des Einspritzendsteuerventiles
105 des Nadelventilsteuerkolbens 111
und der Drossel 113 reduziert werden.
Die Schultern 113a (wie in den Figuren 17 bis 19 gezeigt)
und 124c (Figur 11) brauchen nicht zylindrisch,
sondern können auch konisch sein oder jede andere geeignete Form haben, um den Einspritzdurchsatz in
Übereinstimmung mit der Belastung zu ändern.
In ähnlicher Weise braucht die Form des erweiterten Abschnittes 113d nicht die in der Figur 20 gezeigte
Form zu sein, wenn sie den Einspritzdurchsatz in Übereinstimmung mit der Belastung ändert.
Eine Brennstoffeinspritzvorrichtung weist eine
Akkumulatorkaranier (12) auf, die um ein Nadelventil
(8) ausgebildet ist, welches im Gehäuse (2) einer Düsenanordnung (b) vorgesehen ist, um einen Einlaßkanal
zu öffnen und zu schließen, sowie ein Einspritzendsteuerventil
(13) zwischen der Akkumulatorkammer
(12) und einem Brennstoffdurchgang, der
eine Verbindung mit der Atmosphärendruckseite des Nadelventils aufweist. Das Einspritzendsteuerventil
(13) bewirkt einen Schließdruck des Nadelventils derart, daß ein schnelles Schließen des Nadelventils
ermöglicht wird.
Ml
Leerseite -
Leerseite -
Claims (1)
- Görtz, Dr. Fuche, Dr. Harden. ... . ; - : .....patentanwAlte ·»« ·«· · ·Po8tfach2628
Sonnonberger Straße 10O1 'D 6200 Wiesbaden 1 ,
Telefon 06121/560034 »17. Januar 1984 Fug/G - U 66USUI KOKUSAI SANGYO KABUSHIKI KAISHA, 131-2, Nagasawa, Shimizucho, Sunto-gun, Shizuoka Prefecture, JapanKABUSHIKI KAISHA KANESAKA GIJUTSU KENKYUSHO, 8-2, Watarida Mukai-cho, Kawasaki-ku, Kavrasaki City, Kanagawa Prefecture, JapanBrennstoffeinspritzvorrichtungPatentansprücheBrennstoffeinspritzvorrichtung für einen Druckzündmotor rait einer Hochdruck-Brennstoffzuführleitung, durch die unter Druck stehender Brennstoff einer Akkumulatorkanraier zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nadelventil (8) vorgesehen ist, welches betätigbar ist, um einen Einspritzkanal (7a), der in Verbindung mit der Akkumulatorkammer (12) steht, zu öffnen und zu schließen, wobei das Nadelventil durch eine Federeinrichtung (1O) in Abhängigkeit vom Druck des Brennstoffs in der Zufuhrleitung in die geschlossene Stellung und in Abhängigkeit vom Druck in der Akkumulator kammer in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird, so daß das Ventil bei einer Verminderung des Druckes in der Zuführleitung öffnet, um Brennstoff einzuspritzen, und daß die Brennstoffzuführleitung und die Akkumulator kammer über ein Einspritzsteuerventil (13) in Verbindung stehen, welches öffnet, wenn der Druck in der Akkumulatorkammer unter einen vorbestimmten Wert fällt.2. Brennstoff einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Brennstoff zuführleitung über ein Saugrückschlagventil (20) mit einer unter Druck stehenden Brennstoffquelle verbunden ist.3. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Druck stehende Brennstoffquelle eine Brennstoffeinspritzpumpe aufweist, die Teil der Einspritzvorrichtung sein kann und daß eine Überströniöffnung (17) vorgesehen ist, die öffnet, um eine Verbindung mit einer Rücklaufauslaßöffnung zu schaffen, wenn der Druck der Quelle einen vorbestimmten Wert erreicht .k. Brennstoffeinspritzvorrichtung für einen Druckzündmotor, gekennzeichnet durch ein Saugrückschlagventil, welches in einer Hochdruck-Brennstoff zuführleitung angeordnet ist, mit einer Verbindung zu einer Büchse (23), in der ein Plunger (2*0 angeordnet ist, ein Nadelventil, welches vom DfUck in der Hochdruck-Brennstoffzuführleitung und einer Federkraft gesteuert öffnet; einen Einspritzkanal, der mittels des Nadelventils geöffnet und geschlossen werden kann; und eine Akkumulatorkammer, die in einer öffnung der Hochdruck-Brennstoff zuführleitung gebildet ist, so daß während der Akkumulation von Brennstoff unter Druck in der Akkumulatorkammer das Nadelventil durch Wirkung des Brennstoffdruckes auf die Brennstoffleitung auf der Öffnungsdruckseite und der Schließdruckseite geschlossen und durch Verminderung desDruckes auf der Schließdruckseite geöffnet wird, um den Brennstoffeinspritzvorgang zu beginnen, und durch ein Einspritzend steuerventil in einem Brennstoffdurchgang zwischen der Brennstoffleitung, die in Verbindung mit der Schließdruckseite des Nadelventils und der Akkumulatorkamroer ist, wobei das Ventil betätigbar ist, um den Durchgang zu öffnen und um unter Hochdruck" stehenden Brennstoff aus der Akkumulatorkammer zur Schließdruckseite des Nadelventils zu führen.5. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzend steuerventil auch als Druckakkumulatoreinrichtung dient.6. Brennstoffeinspritzvorrichtung für einen Druckzündmotor, gekennzeichnet duroh eine Überströmöffnung, die in einer Büchse ausgebildet ist, in der ein Plunger angeordnet ist, ein Saugrückschlagventil, welches in einer Hochdruck-Brennstoffzuführleitung angeordnet ist, mit Verbindung mit der Büchse, ein Nadelventil, das betätigbar ist, um die Verbindung mit einem Einspritzkanal zu öffnen und zu schließen und dessen Öffnungsdruck durch den Druck in der Zuführleitung und eine Federkraft steuerbar ist, eine Akkumulatorkammer, die mit der Zuführleitung in Verbindung steht, um Brennstoff unter Druck zu akkumulieren, wobei der Druck des Brennstoffes in der Akkumulatorkammer in Gegenrichtung zur Federkraft wirkt, so daß das Nadelventil bei einer Verminderung des Druckes in der Zuführleitung öffnet,^ um die Brennstoffeinspritzung zu beginnen, und durch ein Einspritzend steuerventil, welches die Verbindung zwischen der Akkumulatorkammer und der Zuführleitung steuert, und welchesnach dem Öffnen.des Nadelventils bei einem vorbestimmten Akkumulatorkammerdruck geöffnet wird, wobei der Brennstoffdruck in die Akkumulatorkammer auf das Nadelventil wirkt, um dieses zu schließen; und durch ein© Verengung oder Drossel, die für einen Rückkehrstrom des Brennstoffes durch die Zuführleitung einen Widerstand bildet und die (bezüglich der Zuführrichtung) stromaufwärts von einem Punkt angeordnet ist, an dem das Einspritzendsteuerventil mit der Hochdruck-Brennstoffzuführleitung in Verbindung ist.7. Brennstoffeinspritzvorrichtung für einen Druckzündmotor, gekennzeichnet durch: ein Saugrückschlagventil, welches in einer Hochdruck-Brennstoffzuführleitung angeordnet ist, mit Verbindung mit einer Büchse einer Brennstoffeinspritzpumpe, welche eine Überströmöffnung aufweist und in der ein Plunger angeordnet ist; ein Nadelventil, das betätigbar ist, um eine Verbindung mit einem Einspritzkanal zu öffnen und zu schließen, wobei der Öffnungdruck vom Druck in der Zuführleitung und von einer Federkraft gesteuert wirdj ferner eine Akkumulatorkammer, die mit der Brennstoffzuführleitung verbunden ist, um Brennstoff unter DnUck anzusammeln, wobei der Druck des Brennstoffes in der Akkumulatorkammer entgegen der Federkraft wirkt, so daß das Nadelventil bei einer Verminderung des Druckes in der Zuführleitung öffnet, um den Einspritzvorgang zu beginnen, und einen Nadelventilsteuerkolben, der mit dem Druck in der Zu-führleibung beaufschlagt wird und auf die Schließdruckseite des Nadelventils arbeitet; ein Einspritzendsteuerventil, welches die Verbindung zwischen der Akkumulatorkammer und der Steuerdruckseite des Nadelventilsteuerkolbens steuert und welches betätigbar ist, nachdem das Nadelventil bei einem vorbestimmten Akkumulatordruck geöffnet ist, um unter Druck stehenden Brennstoff zum Steuerkolben zu führen, und durch eine Verengung oder Drossel zwischen.der Brennstoffzuführleitung und dem Einspritzendsteuerventil, um die Rückströmung von Brennstoff zu verzögern, der durch die Bewegung des Nadelventilsteuerkolbens freigegeben wird, wenn das Nadelventil öffnet, um das Öffnen des Nadelventils zu verzögern und das Schließen des Nadelventils zu beschleunigen.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: GOERTZ, H., DIPL.-ING. FUCHS, J., DR.-ING. DIPL.-I |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |