Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen

Abstract

 Kraftstoffeinspritzdüse mit zwei Düsennadeln (31,32), bei der die Steuerung des über eine Zulaufleitung (15") zugeführten Kraftstoffes mittels eines als 3-Wegeventil ausgebildeten Schieberventils (14") erfolgt, das in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zugleich als 3-Stellungsventil ausgebildet ist und neben der alternativen Aufschaltung des Kraftstoffdrucks auf eine der Düsennadeln (31, 32) auch eine gemeinsame Druckbeaufschlagung beider Düsennadeln (31, 32) erlaubt.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzdüse dieser Art werden die Druckräume von entweder zwei Pumpen oder zwei unabhängigen Pumpenarbeitsräumen mit Kraftstoff versorgt, wobei bei Versorgung nur des einen Raumes eine Zuschaltung des zweiten über das Schieberventil möglich ist. Es handelt sich also um eine spezielle Kraftstoffeinspritzanlage, die durch die zwei erforderlichen Hubräume verhältnismäßig aufwendig und außerdem nur begrenzt einsetzbar ist.

Vorteile der Erfindung

[0002] Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch mit einer gewöhnlichen Einspritzpumpe z.B. Verteilerpumpe mit nur einem Pumpenarbeitsraum die Kraftstoffeinspritzdüse versorgt werden kann. Außerdem besteht die Möglichkeit der Alternativschaltung bzw. Umschaltung sowie der gemeinsamen Einschaltung der Einspritzdüsen. Zusätzliche wichtige Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnung sowie der folgenden Beschreibung zu entnehmen.

Zeichnung

[0003] Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 das erste Ausführungsbeispiel, Figur 2 eine Variante des Beispiels nach Figur 1 und Figur 3, 4 und 5 das zweite Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

[0004] In Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse mit dem üblichen Aufbau Düsenhalter 1, Zwischenplatte 2, Düsenkörper 3, Überwurfmutter 4 und Düsennadeln 5 dargestellt. Die Düsennadeln 5 sind über Federteller 6 durch Schließfedern 7 belastet. Der die Feder 7 aufnehmende Raum 8 ist über einen Kanal 9 druckentlastet. Die Erfindung betrifft'eine Einspritzdüse mit zwei Düsennadeln 5.und entsprechend zwei Schließfedern 7, jedoch nur einem Federraüm 8. Zwischen den Düsennadeln 5 und dem Düsenkörper 3 sind im Bereich der Druckschulter 10 der Düsennadel Druckräume 11 vorgesehen, die mit Zuflußkanälen 12 und 13 im Düsenhalter 1 verbunden sind, welche über ein Schiebeventil 14 mit einer zuflußleitung 15 verbindbar sind, über welche der unter hohem Druck stehende Kraftstoff der Einspitzdüse zugeführt wird.

[0005] In Figur 1 ist der obere Teil des Düsenhalters 1 gegenüber dem unteren Teil um 90° verdreht gezeichnet, um dadurch jeweils einmal die Druckräume 11 im Düsenkörper 3 bzw. die Schließfedern 7 im Schnitt zeigen zu können und zum anderen im oberen Teil die Zuflußkanäle 12 und 13. Das Schieberventil 14 arbeitet mit einem Schieber 16, der entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 17 durch in einem Raum 18 befindliche Druckflüssigkeit verschiebbar ist. Die Druckflüssigkeit wird durch nicht dargestellte Mittel, beispielsweise ein Magnetventil, motorkenngrößenabhängig gesteuert und über einen Nippel 19 dem Raum 18 zugeführt. Je nach Druck dieser Druckflüssigkeit wird der Schieber 16 mehr oder weniger gegen die Feder 17 verschoben und stellt dabei verschiedene Verbindungen zwischen der Zuflußleitung 15 und den Zuflußkanälen 12 und 13 her. In der dargestellten Schaltstellung besteht eine Verbindung von der Leitung 15 zum Kanal 12..Der Kraftstoff strömt dabei entlang einer Ringnut 20 des Schiebers 16 in der den Schieber 16 aufnehmenden Bohrung 21, von einer mit der Zuflußleitung 15 verbundenen Ringnut 22 dieser Bohrung 21 zu einer mit dem Zuflußkanal 12 verbundenen Ringnut 23. In dem Schieber 16 ist ein Entlastungskanal 24 angeordnet, der in der dargestellten Stellung den Zuflußkanal 13 mit dem die Feder 17 aufnehmenden druckentlasteten Raum 25 verbindet. In diesen Raum 25 mündet auch die Entlastungsleitung 9 des Federraums 8. Der Raum 25 ist durch einen Anschlußnippel 26 mit einer nicht dargestellten Leckleitung verbunden.

[0006] Sobald aufgrund steigenden Druckes im Druckraum 18 der Schieber 16 nach rechts entgegen der Kraft der Feder 17 verschoben wird, werden die Ringnuten 22 und 23 über die Ringnut 20 mit einer Ringnut 27 verbunden, von der der Zuflußkanal 13 abzweigt. Nach Zurücklegung dieses Weges ist der Entlastungskanal 24 von der Ringnut 27 getrennt. Diese Verbindung entsteht in einer Zwischenstellung des Schiebers 16 und setzt voraus, daß die Ringnut 20 länger ist als der Abstand von Ringnut 23 zu Ringnut 27. In dieser Stellung werden beide Druckräume 11 mit Kraftstoff versorgt, wenn dieses so gewünscht ist und wenn eine Druckstufe, wie in Figur 3 dargestellt, vorgesehen wird. Bei dem dargestellten-Beispiel überläuft der Schieber 16 diese Stellung,bis er an den hier als Anschlag dienenden Nippel 26 verschoben wird. In dieser Endstellung ist die Ringnut 20 von der Ringnut 23 getrennt, so daß lediglich noch die Verbindung der Ringnut 22 zur Ringnut 27 hin besteht. Der Kraftstoff gelangt also nur noch in den Zuflußkanal 13. Der Zuflußkanal 12 ist gesperrt und in dieser Stellung durch den Entlastungskanal 24 im Schieber 16 druckentlastet.

[0007] Bei manchen Brennkraftmaschinen steht zur Aufnahme der Kraftstoffeinspritzdüse nur ein geringer Raum, also nur eine Bohrung geringen Durchmessers zur Verfügung. Bei der Verwendung von Kraftstoffeinspritzdüsen mit zwei parallel angeordneten Düsennadeln ist man deshalb darauf angewiesen, diese, wie in Figur 2 dargestellt, möglichst dicht nebeneinander anzuordnen. Der geringstmögliche Abstand wird jedoch bei parallel angeordneten Schließfedern durch den Durchmesser dieser Federn bestimmt, der nicht in der erforderlichen Weise verringert werden kann. Bei der in Figur 2 dargestellten Variante des ersten Ausführungsbeispiels, bei der die entsprechenden Bezugszahlen lediglich mit einem Indexstrich versehen werden, ist die eine Feder 7' gegenüber der anderen.zurückgesetzt, so daß neben der verbliebenen Feder 7' lediglich eine verlängerte Druckstange 29 der einen Düsennadel 5' verläuft. Der Federraum 8' ist dadurch stufenförmig ausgebildet.

[0008] den Bei dem in Figuren3 bis 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind die Bezugszahlen der dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Teile mit zwei Strichen als Index versehen. Wie in Figur 3 dargestellt, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die beiden Düsennadeln koaxial zueinander angeordnet, wobei die eine Düsennadel 31.von einer Hohlnadel 32 aufgenommen wird. Die Düsennadel 31 hat einen zwischen den Nadeln angeordneten Druckraum 33, die Hohlnadel 32 weist einen zwischen Hohlnadel und Düsenkörper 3" angeordneten Druckraum 34 auf. Während der Druckraum 34 unmittelbar mit dem Zulaufkanal 12" verbunden ist, dient als Verbindung zwischen dem Zuflußkanal 13" und dem Druckraum 33 eine im Düsenkörper 3" angeordnete Ringnut 35 und in der Hohlnadel 32 angeordnete Radialbohrungen 36, die die Ringnut 35 mit dem Druckraum 33 verbinden. Die auf die Düsennadeln 31 und 32 wirkenden Druckfedern sind.wie beim ersten Ausführungsbeispiel parallel geschaltet. Die Schließfeder 37 der Hohlnadel 32 weist einen wesentlich größeren Durchmesser auf als die Schließfeder 38 der Innennadel 31, da die vom zugeführten Kraftstoff beaufschlagte in öffnungsrichtung wirkende Fläche an der Hohlnadel 32 konstruktionsbedingt wesentlich größer als die an der Innennadel.31 ist. Die Druckräume 33 und 34 bzw. die Zuflußkanäle 12" und 13" sind hydraulisch völlig voneinander getrennt. Das Schieberventil 14" arbeitet im Prinzip wie das im ersten Ausführungsbeispiel dargestellte Ventil. Im Gegensatz zu diesem ist es jedoch koaxial zur Einspritzdüsenachse angeordnet, da der Kraftstoffdruckanschluß mit der Kraftstoffzuflußleitung 15" quer zur Düsenachse angeschlossen ist. Außer dem Vorteil des geringen Durchmessers dieses Ausführungsbeispiels sind für die Leckabführung auch weniger Kanäle erforderlich, da der die Feder 17" des Schiebers 16" aufnehmende Raum 25" über eine Bohrung 39 unmittelbar mit dem Federraum 8" verbunden ist. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel stößt der Schieber ₁6" nach Zurücklegung eines ersten Hubes auf einen durch eine Feder 41 belasteten Anschlag 42. Erst bei weiterem Druckanstieg (Druckstufe) im Raum 18" wird die Kraft der Feder 41 überwunden und der Schieber 16" nun gegen die Kraft beider Federn 17" und 41 in seine Endlage verschoben.

[0009] In der in der Figur 3 dargestellten Ausgangslage des. Schie- _bers 16" verbindet dieser über die Ringnut 20" die Zuflußleitung 15" mit dem Zuflußkanal 13". Sobald dann der Schieber 16" entgegen der Feder 17" nach unten geschoben wird, besteht nach Zurücklegung des Weges bis an den Anschlag 42 eine Verbindung zwischen der Leitung 15" und dem Kanal 12", so daß Kraftstoff nur über die Hohlnadel 32 eingespritzt werden kann. Der Kanal 13" ist von der Leitung 15" dann getrennt, wie es in Figur 4 dargestellt ist. In Figur 5 ist dann der Schieber 16" in seiner Endstellung gezeigt nach Überwindung der Kraft der Feder 41, in der die Leitung 15" mit beiden Kanälen 12" und 13" verbunden ist. Die Verbindung zum Kanal 13" erfolgt dabei durch eine im Schieber 16" verlaufende Bohrung 43. Hierdurch ist es möglicn, im folgenden Ümsteuerreihenfolge erst einen der Kanäle dann alternativ den anderen Kanal und erst danach beide gleichzeitig aufzusteuern.

Ansprüche

1. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit zwei in Längsrichtung des Düsenkörpers angeordneten den Zufluß des Einspritzkraftstoffes zu jeweils wenigstens einem Spritzloch steuernden Düsennadeln, deren im Bereich von Druckschultern jeweils angeordneten Druckräume getrennte Zuflußkanäle aufweisen, die über ein Schieberventil miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberventil (14) als 3-Wegeventil ausgebildet ist, durch welches eine Kraftstoffzuflußleitung (15) mitmindestens einem der \Zuflußkanäle (12, 13) verbindbar ist.

2. Kraftstoffeinspritzdüse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Zuflußleitung (15) getrennte Zuflußkanal (12, 13) über den Schieber (16) zu einem Raum (8, 25) niederen Druckes druckentlastbar ist.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (16") hydraulisch betätigt ist und nach Zurücklegung eines ersten Hubes auf einen Anschlag (42) stößt, der durch eine Feder (41) belastet ist, die erst nach Ansteigen des hydraulischen Druk-(14") kes (Druckstufe) nachgibt, so daß das Schieberventil als 3-Stellungsventil arbeitet und die Zuflußleitung (15") auch mit beiden Zuflußkanälen (12", 13') verbindbar ist.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberachse senkrecht zu der Achse des Druckanschlusses (15) der Düse angeordnet ist.

5. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließfedern (₇, 7', 37,38) der Düsennadeln (5,5', ₃₁,₃₂) parallel zueinander geschaltet sind.

6. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel_n(5') parallel zueinander und möglichst dicht nebeneinander angeordnet sind und der eine Federraum (8') mit Feder (7') gegenüber den anderen zurückgesetzt ist, wofür der Druckbolzen (29) der einen Düsennadel (5') entsprechend verlängert ist (Figur 2).

7. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadeln (31, 32) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die eine Nadel als Hohlnadel (32) ausgebildet ist und die zweite Nadel (31) aufnimmt, und daß die Innennadeldüse als Lochdüse und die Hohlnadeldüse als Zapfendüse wirken.

Zeichnung