DE3148937A1 - Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

2.1T.1981 Ki/Kc *

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Diese Einspritzdüsen haben eine Toreinspritzphase, in welcher die Ventilnadel nur einen Teilhub ausführt und nur eine geringer bemessene Kraftstoffmenge ausgespritzt -wird. Dadurch soll im Leerlauf der Brennkraftmaschine das starke Zündgeräusch vermindert und das Abgasverhalten verbessert werden. Nach der Voreinspritzphase soll die Hauptkraftstoffmenge schnell und vollständig eingespritzt und danach die Ventilnadel · rasch in die Schließstellung zurückgeführt werden. Bei einer bekannten Einspritzdüse der genannten Art (DE-OS 22 k2 3¹^) ist das hydraulische .Stellglied während des ersten Teilhubs der Ventilnadel am gehäusefesten Anschlag abgefangen, so daß allein die Schließfeder dem ansteigenden Kraftstoffdruck entgegenwirkt. Am Ende des ersten Teilhubs schlägt die Ventilnadel am hydraulischen Stellglied an, welches

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danach zusätzlich zur Schließfeder im Schließsinn auf die Ventilnadel einwirkt und dadurch einen deutlichen Drucksprung im Öffnungsdruckverlauf des Kraftstoffs erzwingt. Bei dieser Ausführung muß die Schließfeder auf den gewünschten Öffnungsdruck des Ventils abgestimmt sein, so daß auch die Schließkraft des Ventils vom Öffnungsdruck abhängig ist.

Bei einer anderen bekannten Einspritzdüse mit Vor- und Haupteinspritzphase (.CH-PS 329 505, Figur k) wirkt bereits beim ersten Teilhub der Ventilnadel eine zusätzliche Kraft im Öffnungssinn auf die Ventilnadel ein, welche die von der Schließfeder ausgeübte Kraft schwächt und am Ende des ersten Teilhubs von einem gehäusefesten Anschlag abgefangen wird. Danach wirkt die Schließfeder allein dem weiter ansteigenden Kraftstoffdruck entgegen, wodurch sich die erwünschte Stufe im Öffnungsdruckverlauf des Kraft stoffs'ergibt. Die zusätzliche Kraft wird bei dieser bekannten Ausführung durch eine Schraubenfeder hevorgerufen, welche an einer Stützscheibe angreift, die verschiebbar auf der Tentilnadel geführt ist und sowohl mit einem Bund der Ventilnadel als auch mit dem gehäusefesten Anschlag zusammenarbeitet. Bei dieser bekannten Einspritzdüse ist zwar die Schließfeder auf den maximalen Kraftstoffdruck bei voll geöffnetem Ventil ausgelegt, so daß auch der Schließvorgang rasch eingeleitet wird. Die gegenseitige Abstimmung der beiden Federn ist jedoch schwierig, so daß sich mit dieser Anordnung der Einspritzverlauf nur in verhältnismäßig engen Grenzen den Anforderungen der Brennkraftmaschine anpassen läßt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß die zeitlichen Abläufe der Ventilnadelbewegungen "besser einer geforderten Einspritzcharakteristik angepaßt werden können, und daß auch unerwünschte Schwingungen der Ventilnadel abgetaut werden, weil die Ventilnadel im Leerlauf und mindestens zeitweise im Teillastbereich am hydraulischen Stellglied anschlägt. In der Voreinspritzphase nimmt der Arbeitszylinder des hydraulischen·Stellglieds -einen Teil des zugeführten Kraftstoffs speichernd auf, wodurch eine zeitliche Streckung der Voreinspritz~ phase ohne nachteilige Beeinflussung der Schließgeschwindigkeit der Ventilnadel möglich ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die vom Kraftstoffdruck wirksam beaufschlagte Fläche des hydraulischen Stellglieds größer als die vom Kraftstoff unmittelbar beaufschlagte wirksame Fläche an der Ventilnadel ist. Dadurch ist erreicht, daß das hydraulische Stellglied während der Voreinsprit zphase mit Sicherheit und definierter Kraft an der Ventilnadel anschlägt und die Schwingungsneigung dämpft. Außerdem ist durch diese Maßnahme erreicht, daß die Schließfeder wesentlich stärker bemessen werden kann, als es dem Öffnungsdruck entspricht, weil das hydraulische Stellglied auch bei höher vorgespannter Schließfeder das Öffnen des Ventils beim vorgegebenen Kraft stoffdruck erzwingt.

-wird durch diese Maßnahme der Hubraum im Arbeitszylinder des hydraulischen Stellglieds und damit auch dessen die Voreinspritzphase verlängerte Speicherwirkung vergrößert.

Das hydraulische Stellglied kann durch eine dem Zulaufdruck des Kraftstoffs entgegenwirkende Rückholfeder belastet sein, -welche die Ventilnadel· bei ihrem Rückhub von der zum Zurückführen des hydraulischen Stellglieds in die Ausgangsstellung erforderlichen Kraft entlastet.

Eine gedrängte Ausführung ergibt sich, wenn das hydraulische Stellglied'die Form eines Topfes hat, dessen Boden der Zulaufbohrung des Kraftstoffs zugeordnet ist und innen einen auf die Ventilnadel einwirkenden Stößel trägt, und dessen Mantel die den Stößel umgebende Rückholfeder umschließt .

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darste^ung einen Längsschnitt durch eine Einspritzdüse für eine Dieselbrennkraftmaschine.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Die Einspritzdüse hat ein Gehäuse 10, in welchem an einer Spritzöffnung ein Ventilsitz 12 gebildet und eine Ventilnadel lh verschiebbar gelagert ist, die von einer Schließfeder 16 und entgegengesetzt dazu vom Kraftstoffdruck beaufschlagt ist. Die

Schließfeder ΐβ ist in einer Kammer 18 angeordnet und greift an einem Flansch 20 einer auf die Yentilnadel aufgesteckten und mit ihr unverschiebbar verbundenen Buchse 22 an. Der über eine Zulaufbohrung 2h in die Kammer 18 gelangende. Kraftstoff übt auf die Ventilnadel ^h eine resultierende Kraft aus, welche die Ventilnadel im Öffnungssinn nach unten zu verschieben sucht. Der gesamte Öffnungshub h der Ventilnadel \k wird durch die Länge eines nabenförmigen Ansatzes 26 des Gehäuses 10 und durch die Länge der Buchse 22 bestimmt, -welche nach dem Zurücklegen der Strecke h am Ansatz 26 anschlägt und danach eine weitere Abwärtsbewegung der Ventilnadel 1h verhindert.

Im Gehäuse 10 ist koaxial zur Ventilnadel 1U ein Speicherkolben 30 in einer Zylinderkammer 32 verschiebbar gelagert, in die eine Zulaufbohrung 3^ für den Kraftstoff einmündet. Der Durchmesser des Speicherkolbens 30 ist größer als der Durchmesser der Ventilnadel 1U. Der Speicherkolben 30 hat die Form eines Topfes, dessen Boden 36 einen Stößel 38 trägt, welcher abgedichtet in die Kammer 18 hineinragt. Im Inneren des Speicherkolbens 30 ist eine Rückführfeder k0 vorgesehen, welche am Boden 36 angreift und den Speicherkolben 30 nach oben gegen einen ersten gehäusefesten Anschlag k2 zu verschieben trachtet. Die Anordnung ist so getroffen, daß zwischen dem Stößel 38 und der Buchse 22 ein möglichst geringes Spiel vorhanden ist, wenn sich die Ventilnadel 11f- in der Schließlage befindet und der Speicherkolben 30 am Anschlag k2 anliegt. Der Speicherkolben 30 kann um den Weg h. nach unten verschoben werden, wonach sein unterer · Stirnrand kk an einem zweiten gehäusefesten Anschlag U6 zur Anlage kommt.

Die beschriebene Einspritzdüse arbeitet wie folgt:

Der am Beginn eines Einspritzvorgangs ansteigende Kraftstoffdruck übt sowohl über den Speicherkolben 30 als auch unmittelbar auf die Ventilnadel 1U eine Kraft im Öffnungssinne

aus. Dabei übernimmt der Speicherkolben 30 wegen seines größeren Durchmessers den größeren Kraftanteil, so daß sein Stößel 33 mit .definierter Kraft gegen die Buchse 22 "bzw. die Ventilnadel Jk drückt und diese um den Teilhub h. nach unten verschiebt. Während dieses ersten Teilhubes h. übt die Zylinderkammer 32 die Wirkung eines Speichers aus, der einen Teil des zugeführten Kraftstoffs schluckt und dadurch die Hubbewegung der Ventilnadel Ik verzögert. In diesem ersten Teilhub wird die Yoreinspritzmenge des Kraftstoffs durch die Einspritzdüse hindurchgesetzt. Dabei wird die Schwingungsneigung der Tentilnadel lh durch den Speicherkolben .30 wirkungsvoll gedämpft.

Nach dem ersten Teilhub h. hindert der gehäusefeste Anschlag h6 den Speicherkolben 30 daran, sich mit der Tentil nadel 1U weiter in Öffnungsrichtung nach unten zu bewegen. Dadurch wird ein deutlicher Drucksprung· im Öffnungsdruckverlauf erzwungen, weil nunmehr der in der Kammer J8 herrschende Kraftstoffdruck allein auf die Yentilnadel lU einwirkt, an welcher er eine geringere Angriffsfläche als am Speicherkolben 30 findet. Die Yentilnadel 1k wird nun durch den erhöhten Kraftstoffdruck um den Resthub h - h. in ihre volle.Offenstellung überführt, wobei die Hauptkraftstoffmenge eingespritzt wird.

In der Schließphase der Einspritzdüse kann die Schließfeder 16 die Rückbewegung der Ventilnadel 1^ rasch und ohne Behinderung durch den Speicherkolben 30 einleiten und durchführen, da während eines Einspritzvorganges ein Druckausgleich zwischen der Zylinderkammer 32 und der Kammer 18 über die Spiele des Speicherkolbens·30 und des Stößels 38

in ihren Führungen erfolgt. Dadurch wird der Speicherkolben 30 durch die Rückholfeder ^O wieder in die Ausgangsstellung verschoben, so daß die Ventilnadel 1U "bei entsprechender Abstimmung auch ungebremst auf ihren Ventilsitz 12 gelangen kann. Die Abstimmung des Systems erfolgt durc Speichergröße, Öffnungsdruckeinstellung und Spiel des Stößels 38.

-ίο -

Leerseite

Claims (3)

1. R. \V
2. 2.11,1981 Ki/Kc

   ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

   Ansprüche

   j 1 J Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einem Düsenkörper, in -welchem ein Ventilsitz gebildet und eine- Ventilnadel verschiebbar gelagert ist, die von einer Schließfeder und entgegengesetzt dazu -vom Kraftstoff druck beaufschlagt ist,· und ferner mit einem vom Druck des zugeführten Kraftstoffs belasteten hydraulischen Stellglied, daß nur -während eines Teilhubs auf die Ventilnadel einwirkt und ansonsten an einem gehäusefesten Ansehlag abgefangen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Stellglied (30) "während des ersten Teilhubs der Ventilnadel (Ik) -wirksam ist und dabei im Öffnungssinn auf "die Ventilnadel (1k) einwirkt.

   2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, /·—-' daß die vom Kraft stoff druck wirksam beaufschlagte Fläche des hydraulischen Stellglieds (30) größer als die vom Kraftstoff unmittelbar beaufschlagte wirksame Fläche an der Ventilnadel (1*0 ist.
3. 3. Einspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Stellglied (.3Oj durch eine dem ßulaufdruck des Kraftstoffs entgegenwirkende Rückholfeder(Uo) belastet ist.

   h. Einspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Stellglied (30) die Form eines Topfes hat, dessen Boden (36) der Zulaufbohrung (3*0 des Kraftstoffs zugewendet ist und innen einen auf die Ventilnadel (1h)·einwirkenden Stößel (38) trägt, und dessen Mantel die den Stößel (38) umgebende Rückholfeder (kg) umschließt,

   5· Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Stellglied so abgestimmt ist, daß es in der Schließphase nicht mehr auf die Ventilnadel (1h) wirkt.