DE19715234A1 - Magnetventilgesteuertes direkteinspritzendes Kraftstoffeinspritzventil für Speichereinspritzsysteme von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetventilgesteuertes direktein­ spritzendes Kraftstoffeinspritzventil für Speichereinspritzsys­ teme von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen, mit einer in je­ dem Ventilgehäuse zu einer federbelasteten Düsennadel führenden und durch einen Steuerkolben mit Ventilfunktion absperrbaren Zuführleitung, mit einer in einem Federraum sich abstützenden und die Düsennadel auf ihren Nadelsitz drückenden Düsennadelfe­ der, ferner mit einem auf der Rückseite des unter Systemdruck stehenden Steuerkolbens angeordneten Steuerraum sowie einem Ma­ gnetventil, durch das der Steuerraum mit einer Entlastungslei­ tung verbindbar und gleichzeitig zur Einspritzung die Absper­ rung der zur Düsennadel führenden Zuführleitung durch ein am Steuerkolben angeordnetes Hochdruckventil aufhebbar ist, und mit einer gedrosselten Leitungsverbindung als Bypass zwischen der Zuführleitung und der Entlastungsleitung.

Aus der DE 196 12 738 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzanlage mit einem derartigen Kraftstoffeinspritzventil bekannt, bei dem der Steuerkolben in Ventilsitzhöhe einen Ringraum begrenzt, über den die zur Düsennadel führende Zuführleitung mit der in die Entlastungsleitung mündenden Leitungsverbindung verbunden ist. Der Steuerkolben ist mit einem eine Ventilsitzfläche bildenden außenbundähnlichen Kragen versehen, der die Hochdruckverbindung zur Düsennadel steuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftstoff­ einspritzventil der gattungsgemäßen Art Maßnahmen vorzusehen, mit denen eine Reduzierung der Verlustleistung bzw. Strömungs­ verluste während der Einspritzung erreichbar ist.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

In den Unteransprüchen sind nach förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Durch die besondere Anordnung eines nur in der Einspritzpause wirkenden Leckageventiles ist es möglich, die Verluste im Sy­ stem herabzusetzen, da das Leckageventil die verlusthaltige Verbindung zwischen der zur Düse führenden Zuführleitung und der zur Niederdruckseite hinführenden Entlastungsleitung auf­ hebt. Ein weiterer Vorteil ist auch dadurch gegeben, daß nach der Einspritzung eine Entlastung der Düse spontan und ungedros­ selt erfolgen kann.

Durch die baueinheitliche Zusammenfassung von Leckageventil und Hochdruckventil zu einem doppeltwirkenden Ventil, zum Beispiel Kugelventil, ergibt sich ein sehr geringer Bauraumaufwand bzw. eine gedrängte Bauweise.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles im folgenden näher beschrieben.

Ein magnetventilgesteuertes direkteinspritzendes Kraftstoffein­ spritzventil 1 für nach dem Comman Rail-Prinzip arbeitende Speichereinspritzsysteme von mehrzylindrigen Brennkraftmaschi­ nen umfaßt eine federbelastete Düsennadel 2 und einen räumlich von dieser Düsennadel 2 getrennten Steuerkolben 3 mit einem Hochdruckventil 4.

Der Steuerkolben 3 hat an seinem der Düsennadel 2 zugewandten hochdruckseitigen Ende einen koaxial zum Steuerkolben 3 ange­ ordneten stiftförmigen Ansatz 5, der durchmessermäßig wesent­ lich kleiner ausgeführt ist.

Steuerkolben 3 und Ansatz 5, die einteilig oder zweiteilig aus­ gebildet sein können, sind in einer in einem einzigen Gehäuse­ teil 6 des Kraftstoffeinspritzventiles 1 angeordneten Stufen­ bohrung 7 längsverschiebbar geführt und stehen mit dem Hoch­ druckventil 4 in Wirkverbindung.

Zusätzlich zu dem Hochdruckventil 4 ist nach ein Leckageventil vorgesehen, die baueinheitlich zu einem doppeltwirkenden Kugel­ ventil zusammengefaßt sind, das im Strömungswege des zur Düsen­ nadel 2 geleiteten Kraftstoffstromes liegt. Die Kugel 4a des Kugelventiles ist in der dargestellten Lage durch den hoch­ druckbeaufschlagten Steuerkolben 3 mit seinem stiftförmigen An­ satz 5 auf ihren hochdruckseitigen Ventilsitz 8 gepreßt und verschließt einen Leitungsabschnitt 9 einer zur Düsennadel 2 führenden Zuführleitung 10, die in einen die Düsennadel 2 umge­ benden Druckraum 11 mündet.

Die Kugel 4a ist in einer als Ventilraum 12 ausgebildeten zy­ lindrischen Ausnehmung gelagert, die sich von dem oberen Gehäu­ seteil 6 bis zum unteren Gehäuseteil 13 erstreckt, wobei diese Ausnehmung zwischen der obenliegenden Stufenbohrung 7 und einer untenliegenden Stufenbohrung 14 angeordnet ist. Die auf den Ventilsitz 8 gedrückte Kugel 4a verschließt die durchmessermä­ ßig kleinere Bahrung 14a. Die größere Bahrung bildet einen kleinen Druckspeicher 15, in den eine von der Außenwand 16 des unteren Gehäuseteiles 13 ausgehende Zulaufbohrung 17 mündet. Die Zulaufbohrung 17 steht über eine Hochdruckleitung mit einem Verteilerrohr (Rail) - nicht näher dargestellt - in Verbindung.

Von der Zulaufbohrung 17 zweigt eine mit einer Drossel 18 ver­ sehene Verbindungsleitung 19 ab, die zu einem Steuerraum 20 auf der Rückseite des Steuerkolbens 3 hinführt. Dieser Steuer­ raum 20 steht unter Systemdruck, solange ein Magnetventil 21 eine mit einer Entlastungsleitung 22 verbindbare und von dem Steuerraum 20 ausgehende Ablaufdrossel 23 geschlossen hält (wie dargestellt).

Der stiftförmige Ansatz 5 ist in seinem oberen Bereich von ei­ nem Ringraum 24 umgeben, welcher durch eine Rücklaufleitung 25 mit der Entlastungsleitung 22 ständig verbunden ist.

Die Zulaufbohrung 17 ist von der Zuführleitung 10 durch das ge­ schlossen gehaltene Kugelventil abgetrennt, es erfolgt keine Einspritzung, jedoch ist die neben den hochdruckseitigen Ven­ tilsitz 8 in die zylindrische Ausnehmung 12 einmündende Zuführ­ leitung 10 über einen durch die Kugel 4a und der Wandung 12a der Ausnehmung 12 gebildeten Ringspalt 26 sowie über einen wei­ teren Ringspalt 27 am stiftförmigen Ansatz 5 und über den Ring­ raum 24 und die Rücklaufleitung 25 druckentlastet.

Sobald das Magnetventil 21 aktiviert wird, bewegt sich der Steuerkolben 3 durch die Druckentlastung im Steuerraum 20 nach oben und die Kugel 4a des doppeltwirkende Kugelventiles legt sich an ihren niederdruckseitigen Ventilsitz 28 am oberen Ge­ häuseteil 6 an, verschließt somit die Stufenbohrung 7 und gibt damit lediglich eine Strömungsverbindung von der Zulaufbohrung 17 zur Düsennadel 2 frei. Die Einspritzung erfolgt.

Während der Einspritzung gibt es somit keinen Bypass von der Zu­ führleitung 10 über den Ventil- und Ringraum zur Entlastungs­ leitung 22.

Claims (6)

1. Magnetventilgesteuertes direkteinspritzendes Kraftstoffein­ spritzventil für Speichereinspritzsysteme von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen, mit einer in jedem Ventilgehäuse zu einer federbelasteten Düsennadel führenden und durch einen Steuerkol­ ben mit Ventilfunktion absperrbaren Zuführleitung, mit einer in einem Federraum sich abstützenden und die Düsennadel auf ihren Nadelsitz drückenden Düsennadelfeder, ferner mit einem auf der Rückseite des unter Systemdruck stehenden Steuerkolbens ange­ ordneten Steuerraum sowie einem Magnetventil, durch das der Steuerraum mit einer Entlastungsleitung verbindbar und gleich­ zeitig zur Einspritzung die Absperrung der zur Düsennadel füh­ renden Zuführleitung durch ein am Steuerkolben angeordnetes Hochdruckventil aufhebbar ist, und mit einer gedrosselten Lei­ tungsverbindung als Bypass zwischen der Zuführleitung und der Entlastungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverbindung ein mit dem Magnetventil (21) in Wirkverbindung stehendes Leckageventil enthält, durch das wäh­ rend der Einspritzung die Leitungsverbindung unterbrechbar ist.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochdruckventil und das Leckageventil baueinheitlich zusammengefaßt sind und als Baueinheit einander gegenüberlie­ gende hochdruckseitige und niederdruckseitige Ventilsitze (8, 28) aufweisen.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochdruckventil und das Leckageventil ein doppeltwir­ kendes Kugelventil (4) bilden.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelventil (4) in einem Ventilraum (21) einen Ring­ spalt (26) längsverschiebbar geführt ist und daß ein stiftförmi­ ger Ansatz (5) am Steuerkolben (3) bei deaktiviertem Magnetven­ til (21) das Kugelventil (4) auf seinen hochdruckseitigen Ven­ tilsitz (8) drückt.

5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelventil (4) bei aktiviertem Magnetventil (21) auf seinem niederdruckseitigen Ventilsitz (28) aufliegt.

6. Kraftstoffeinspritzventil nach 4, dadurch gekennzeichnet, daß der stiftförmige Ansatz (5) in einem den niederdruckseiti­ gen Ventilsitz (20) bildenden Gehäuseteil (6) unter Bildung ei­ nes Strömungsspaltes (27) längsverschiebbar geführt ist und ge­ meinsam mit dem Steuerkolben (3) einen Ringraum (24) begrenzt, von dem ausgehend die als Bypass in der Einspritzpause wirkende Leitungsverbindung zu der Entlastungsleitung (22) hinführt.