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EP 0 657 644 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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13.01.1999 Patentblatt 1999/02 |
| (22) |
Anmeldetag: 20.08.1994 |
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Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
Fuel injection device for internal combustion engines
Dispositif d'injection de combustible pour moteurs à combustion interne
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT |
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Priorität: |
07.12.1993 DE 4341546
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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14.06.1995 Patentblatt 1995/24 |
| (73) |
Patentinhaber: ROBERT BOSCH GMBH |
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70442 Stuttgart (DE) |
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Erfinder: |
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- Müller, Peter, Dipl.-Ing.
A-5400 Hallein (AT)
- Hlousek, Jaroslaw, Dipl.-Ing.
A-5440 Golling (AT)
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| (56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A- 3 700 687 US-A- 4 349 152
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FR-A- 2 449 795
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer derartigen aus der Schrift FR-A-2
449 795 bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung fördert eine Kraftstoffhochdruckpumpe
Kraftstoff aus einem Niederdruckraum in einen Hochdrucksammelraum, der über Hochdruckleitungen
mit den einzelnen, in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden
Einspritzventilen verbunden ist, wobei dieses gemeinsame Druckspeichersystem durch
eine Drucksteuereinrichtung auf einem bestimmten Druck gehalten wird. Zur Steuerung
der Einspritzzeiten und Einspritzmengen an den Einspritzventilen, ist an diesen jeweils
ein elektrisch gesteuertes Steuerventil in die Hochdruckleitungen eingesetzt, das
mit seinem Öffnen und Schließen die Kraftstoffhochdruckeinspritzung am Einspritzventil
steuert. Die Steuerventile an den Einspritzventilen sind dabei als Magnetventile ausgeführt,
die zum Einspritzbeginn die Verbindung der Hochdruckleitung mit dem Einspritzventil
aufsteuern und diese am Einspritzende wieder verschließen. Dazu weist das Steuerventil
ein kolbenförmiges Ventilglied mit zwei, mit zwei ortsfesten Ventilsitzen zusammenwirkenden
Ventildichtflächen auf, wobei eine erste Ventildichtfläche die Verbindung der Hochdruckleitung
zum Einspritzventil und eine zweite Ventildichtfläche die Verbindung des Einspritzventils
mit einem Entlastungsraum aufsteuert. Dabei weisen die Steuerventile an den bekannten
Kraftstoffeinspritzeinrichtungen jedoch den Nachteil auf, daß es mit ihnen nicht möglich
ist, den Einspritzverlauf am Einspritzventil zu formen. Dabei tritt dort vor allem
das Problem auf, daß der am Einspritzventil anliegende hohe Kraftstoffdruck nicht
rasch genug entspannt werden kann, was Ungenauigkeiten der Steuerung am Einspritzende
zur Folge haben kann.
Vorteile der Erfindung
[0002] Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das Einspritzende mittels
eines dem Entlastungsventil vorgeschalteten Rücksaugbundes sicher steuerbar ist. Dabei
entnimmt dieser Rücksaugbund während der Schließbewegung des Steuerventilgliedes Kraftstoff
aus der Druckleitung zum Einspritzventil, so daß an diesem ein rascher Druckabfall
am Einspritzende gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil wird durch die Anordnung
einer in Öffnungsrichtung des Ventiles zum Aufsteuern der Verbindung zwischen Hochdruckleitung
und Einspritzventil wirkenden Ringschulter im Druckraum erreicht, über die sich so
eine Sicherheitsfunktion in das Steuerventil integrieren läßt. Dabei ist diese Ringschulter
so ausgelegt, daß sie beim Überschreiten eines vorgegebenen Maximaldruckes in der
Hochdruckleitung und im Druckraum den Öffnungsquerschnitt zum Ringraum um ein geringes
Maß freigibt, das so klein ist, daß der Öffnungsquerschnitt am, die Verbindung des
Ringraumes mit einem Entlastungsraum steuernden Ventilsitz nicht vollständig verschlossen
wird, so daß sich der Kraftstoffüberdruck aus dem Ringraum in den Entlastungsraum
und weiter in eine Rücklaufleitung zum Kraftstoffniederdruckraum entspannt.
Durch die am Rücksaugbund vorgesehene Drossel ist es in vorteilhafter Weise möglich,
den Abströmvorgang des Kraftstoffes aus der Druckleitung vom Einspritzventil während
der Einspritzpausen so einzustellen, daß ein bestimmter Restdruck in der Druckleitung
verbleibt.
Durch das Vorsehen eines weiteren Druckspeichers an jedem Einspritzventil und dessen
Dimensionierung ist es zudem möglich den Einspritzverlauf an jedem Einspritzventil
zu formen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind
der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
[0003] Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist
in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen die Figur 1 eine schematische Darstellung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung
mit einem Längsschnitt durch das Steuerventil und das Einspritzventil und die Figur
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Steuerventil der Figur 1, in dem die Anordnung
einer zusätzlichen Ringschulter am Ventilglied dargestellt ist.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
[0004] Bei der in der Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist eine Kraftstoffhochdruckpumpe
1 saugseitig über eine Kraftstoffzuführungsleitung 3 mit einem kraftstoffgefüllten
Niederdruckraum 5 und druckseitig über eine Förderleitung 7 mit einem Hochdrucksammelraum
9 verbunden. Vom Hochdrucksammelraum 9 führen Hochdruckleitungen 13 zu den einzelnen,
in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden Einspritzventilen
15 ab, wobei zur Steuerung des Einspritzvorganges jeweils ein elektrisches Steuerventil
17 an jedem Einspritzventil 15 in die jeweilige Hochdruckleitung 13 eingesetzt ist.
Desweiteren ist in jeder Hochdruckleitung 13 zwischen Hochdrucksammelraum 9 und Steuerventil
17 ein weiterer Druckspeicherraum 19 vorgesehen, über dessen Dimensionierung sich
der Einspritzverlauf am Einspritzventil formen läßt. Das Steuerventil 17 ist als 3/2
Wegeventil ausgeführt, dessen kolbenförmiges Ventilglied 21 von einem auf seine eine
Stirnseite wirkenden elektrischen Stellmagneten 25 betätigt wird.
Der Stellmagnet 25 ist dabei über eine Ankerplatte 27 mittels einer Schraube 29 in
einer axialen Sackbohrung des Ventilgliedes 21 am Ventilglied befestigt und wirkt
einer zwischen dem Gehäuse 23 und einem Federteller 31 eingespannten Rückstellfeder
entgegen, die in einem Federraum 35 des Steuerventils 17 angeordnet ist.
Das kolbenförmige Ventilglied 21 weist zwei einander zugewandte Ventildichtflächen
auf, von denen eine erste konisch ausgebildete Ventildichtfläche 37 mit einem konischen
Ventilsitz 39 zusammenwirkt. Diese konische Ventildichtfläche 37 wird dabei durch
eine konische Querschnittsverringerung eines Führungskolbenteils 41 gebildet, der
dichtend in einer Führungsbohrung 43 gleitet und mit seinem der konischen Ventildichtfläche
37 abgewandten Ende in den Federraum 35 ragt. Der konische Ventilsitz 39 wird durch
eine Durchmesserverringerung der Führungsbohrung 43 gebildet, wobei die Abdichtung
bei geschlossenem Ventil über den Außendurchmesser am Ventilsitz 39 erfolgt. Die zweite
Ventildichtfläche ist als flache Dichtfläche 45 ausgeführt und wirkt mit einem Flachventilsitz
47 zusammen. Dabei ist die flache Ventildichtfläche 45 an einer axialen, der konischen
Ventildichtfläche 37 zugewandten Ringfläche eines das Ventilglied 21 auf der dem Stellmagneten
25 abgewandten Seite begrenzenden Ringsteges 49 angeordnet. Der Flachventilsitz 47
wird durch einen Ringabsatz an der als Stufenbohrung ausgeführten Führungsbohrung
43 gebildet.
Auf der die flache Dichtfläche 45 tragenden Seite grenzt der Ringsteg 49 an eine erste
Ringnut 51, die andererseits von einem Rücksaugbund 53 begrenzt wird. Dieser Rücksaugbund
53 weist nur einen geringfügig kleineren Außendurchmesser als die als Stufenbohrung
ausgeführte Führungsbohrung 43 in diesem Bereich auf und bildet so an seiner Umfangsfläche
eine dem Flachsitzventil vorgeschaltete Drosselstrecke 55, die auf der der ersten
Ringnut 51 abgewandten Seite in einen Ringraum 57 mündet, der durch die Anordnung
einer zweiten Ringnut 59 am Ventilglied 21 zwischen konischer Ventildichtfläche 37
und Rücksaugbund 53 in der Führungsbohrung 43 gebildet ist und von dem eine Druckleitung
61 zum Einspritzventil 15 abführt. Dabei kann die Drossel 55 auch durch eine geringe
Durchmesserdifferenz zwischen Rücksaugbund 53 und Führungskolbenteil 41 bei in diesen
Bereichen gleichem Durchmesser der Führungsbohrung 43 gebildet sein, wobei dann der
Durchmesser des Führungskolbenteils 41 etwa 5 bis 30 um größer sein sollte als der
Durchmesser des Rücksaugbundes 53, so daß sich ein dementsprechender Drosselringspalt
an der Drossel 55 ergibt.
An den größeren Durchmesser der konischen Ventildichtfläche 37 schließt sich ein Druckraum
63 an, in den die Hochdruckleitung 13 einmündet.
Der Ringsteg 49 ragt mit seinem dem Flachventilsitz 47 abgewandten Ende in einen Entlastungsraum
65, der sich axial in vom Stellmagnet 25 abgewandter Richtung in einen Federraum 67
des Einspritzventils 15 fortsetzt, in dem eine ein Ventilglied 69 des Einspritzventils
15 in Schließrichtung beaufschlagende Ventilfeder 71 angeordnet ist und von dem eine
Rücklaufleitung 73 in den Niederdruckraum 5 abführt. Dabei ist das Ventilglied 69
des Einspritzventils 15 in bekannter Weise mit einer konischen Druckschulter 75 versehen,
die in einen mit der Druckleitung 61 verbundenen Druckraum 77 derart ragt, daß der
Druck im Druckraum 77 das Ventilglied 69 in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Vom Druckraum
77 führt desweiteren ein Einspritzkanal 79 entlang des Ventilgliedes 69 zu einer oder
mehreren von der Dichtfläche an der Spitze des Ventilgliedes 69 gesteuerten Einspritzöffnungen
81 des Einspritzventils 15 in den nicht näher dargestellten Brennraum der zu versorgenden
Brennkraftmaschine.
Zudem ist der Federraum 35 des Steuerventils 17 über eine Verbindungsbohrung 83 mit
der Rücklaufleitung 73 verbunden, so daß die Stirnseiten des Ventilgliedes 21 druckausgeglichen
sind.
Die Hubbewegung des Ventilgliedes 21 ist dabei jeweils durch die Anlage der Ventildichtflächen
37, 45 an einem der Ventilsitze 39, 47 begrenzt.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung arbeitet in folgender Weise.
Die Kraftstoffhochdruckpumpe 1 fördert den Kraftstoff aus dem Niederdruckraum 5 in
den Hochdrucksammelraum 9 und baut so in diesem einen Kraftstoffhochdruck auf. Dieser
Kraftstoffhochdruck setzt sich über die Hochdruckleitungen 13 bis in den Druckraum
63 der einzelnen Steuerventile 17 an den Einspritzventilen 15 fort und befüllt dabei
auch die jeweiligen Druckspeicherräume 19. Im Ruhezustand, also bei geschlossenem
Einspritzventil 15 ist der Stellmagnet 25 am Steuerventil 17 stromlos geschaltet,
so daß die Rückstellfeder 33 das Ventilglied 21 über den Federteller 31 mit der konischen
Ventildichtfläche 37 in Anlage am konischen Ventilsitz 39 hält, so daß die Verbindung
zwischen dem unter Kraftstoffhochdruck stehenden Druckraum 63 und dem ständig mit
der Druckleitung 61 zum Einspritzventil 15 verbundenen Ringraum 57 verschlossen und
die Verbindung vom Ringraum 57 in den Entlastungsraum 65 geöffnet ist.
Soll eine Einspritzung am Einspritzventil 15 erfolgen, wird der Stellmagnet 25 bestromt
und verschiebt das Ventilglied 21 des Steuerventils 17 entgegen der Rückstellkraft
der Feder 33 bis zur Anlage seiner flachen Ventildichtfläche 45 an den Flachventilsitz
47. Dabei wird die Verbindung des Ringraumes 57 zum Entlastungsraum 65 verschlossen
und zur Druckleitung 61 aufgesteuert, so daß sich der Kraftstoffhochdruck nun vom
Druckraum 63 über den Ringraum 57 und die Druckleitung 61 zum Druckraum 77 des Einspritzventils
15 fortpflanzt und dort über das Abheben des Ventilgliedes 69 von seinem Ventilsitz
in bekannter Weise die Einspritzung an den Einspritzöffnungen 81 erfolgt.
Soll die Einspritzung beendet werden, wird der Stellmagnet 25 erneut stromlos geschaltet
und die Rückstellfeder 33 bewegt das Ventilglied 21 zurück zur Anlage der konischen
Ventildichtfläche 37 an den konischen Ventilsitz 39. Während dieses Schließvorganges
gibt der Rücksaugbund 53 ein bestimmtes Rücksaugvolumen am Ringraum 57 frei, durch
das sich das unter hohem Druck stehende Kraftstoffvolumen in der Druckleitung 61 entspannt,
so daß der Kraftstoffdruck in der Druckleitung 61 und am Einspritzventil 15 sehr rasch
unter den Schließdruck des Einspritzventils 15 sinkt und das Einspritzventil 15 sicher
schließt. Das weitere Abströmen des Kraftstoffes aus dem Ringraum 57 bzw. der Druckleitung
61 erfolgt nun über die Drossel 55 am Rücksaugbund 53, so daß bis zum folgenden Einspritzvorgang
ein bestimmter Restdruck in der Druckleitung 61 verbleibt.
[0005] Bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausschnitt aus der Figur 1 ist eine zusätzliche,
durch eine Querschnittsverringerung des Führungskolbenteils 41 gebildete Ringschulter
91 am Ventilglied 21 im Bereich des Druckraumes 63 vorgesehen. Diese Ringschulter
91 dient dabei als Entlastungs- bzw. Sicherheitsventil, die bei einem Überdruck in
der Hochdruckleitung 13 von etwa 10% ein Aufsteuern des konischen Ventilsitzes 39
bewirkt. Durch diese Entlastung können dabei zudem die am Einspritzende auftretenden
Druckspitzen im Druckspeicherraum 19 abgebaut werden. Dabei ist die Ringschulter 91
so dimensioniert, daß sie nur einen geringen Öffnungshub des Ventilgliedes 21 bewirkt,
so daß das Flachsitzventil nicht vollständig schließt und sich der Überdruck aus dem
Druckraum 63 in den Ringraum 57 und weiter in den Entlastungsraum 65 entspannen kann.
1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe
(1), die Kraftstoff aus einem Niederdruckraum (5) in einen Hochdrucksammelraum (9)
fördert, der über Hochdruckleitungen (13) mit in den Brennraum der zu versorgenden
Brennkraftmaschine ragenden Einspritzventilen (15) verbunden ist, deren Öffnungs-
und Schließbewegung jeweils von einem elektrisch angesteuerten, in der Hochdruckleitung
(13) am Einspritzventil (15) angeordneten Steuerventil (17) gesteuert wird, wobei
das Steuerventil (17) ein kolbenförmiges Ventilglied (21) mit zwei einander zugewandten,
mit zwei Ventilsitzen zusammenwirkende Ventildichtflächen aufweist, von denen eine
erste Ventildichtfläche (37) die Verbindung der Hochdruckleitung (13) zum Einspritzventil
(15) und eine zweite Ventildichtfläche (45) die Verbindung des Einspritzventils (15)
mit einem Entlastungsraum (65) aufsteuert, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten
Ventildichtfläche (45) ein Rücksaugbund (53) am Ventilglied (21) vorgeschaltet ist,
der beim Abheben der zweiten Ventildichtfläche (45) von ihrem Sitz (47) am Ende der
Einspritzung ein Rücksaugvolumen freigibt, in den sich ein Teil der vor dem Einspritzventil
(15) befindlichen Kraftstoffmenge entspannt.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche
des Rücksaugbundes (53) nur ein geringes Spiel zur Wand einer das Ventilglied (21)
führenden Führungsbohrung (43) aufweist und so eine, dem mit der zweiten Ventildichtfläche
(45) zusammenwirkenden Ventilsitz (47) vorgeschaltete Drossel (55) bildet.
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Ventildichtfläche am Ventilglied als konische, am äußeren Konusdurchmesser
dichtende Ventildichtfläche (37) ausgebildet ist, die mit einem an der Führungsbohrung
(43) gebildeten konischen Ventilsitz (39) zusammenwirkt.
4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Ventildichtfläche am Ventilglied (21) als flache Ventildichtfläche (45)
ausgeführt ist, die an einer, der konischen Ventildichtfläche (37) zugewandten axialen
Ringfläche eines das Ventilglied (21) begrenzenden Ringsteges (49) angeordnet ist
und die mit einem flachen Ventilsitz (47) zusammenwirkt, der an einem Absatz der Führungsbohrung
(43) gebildet ist.
5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Rücksaugbund (53) und dem Ringsteg (49) eine erste Ringnut (51) und zwischen
der konischen Ventildichtfläche (37) und dem Rücksaugbund (53) eine zweite Ringnut
(59) vorgesehen ist.
6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an
die dem konischen Ventilsitz (39) abgewandten Seite der konischen Ventildichtfläche
(37) ein Führungskolbenteil (41) anschließt, das dichtend in der Führungsbohrung (43)
gleitet.
7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der konische
Ventilsitz (39) an seinem größeren Durchmesser an einen den Führungskolbenteil (41)
umgebenden Druckraum (63) angrenzt, in den die Hochdruckleitung (13) mündet.
8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der konische
Ventilsitz (39) mit seinem kleineren Durchmesser an einen zwischen der zweiten Ringnut
(59) und der Wand der Führungsbohrung (43) gebildeten Ringraum (57) angrenzt, von
dem eine Druckleitung (61) zum Einspritzventil (15) abführt und der an seinem anderen
Ende vom Rücksaugbund (53) begrenzt wird.
9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der flache
Ventilsitz (47) auf seiner dem Ringraum (57) abgewandten Seite an einen Entlastungsraum
(65) grenzt, von dem eine Rücklaufleitung (73) in den Niederdruckraum (5) abführt.
10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung
des Ventilgliedes (21) durch die Anlage der Ventildichtflächen (37, 45) an einen der
Ventilsitze (39, 47) begrenzt ist.
11. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen
Bestandteile des Ventilgliedes (21) mittels einer in eine axiale Sacklochbohrung im
Ventilglied (21) ragenden Schraube (29) mit einer Ankerplatte (27) eines das Steuerventil
(17) betätigenden Stellmagneten (25) verbunden sind.
12. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die
jeweiligen Hochdruckleitungen (13) zwischen Hochdrucksammelraum (9) und Steuerventil
(17) ein weiterer Druckspeicherraum (19) an jedem Einspritzventil (15) vorgesehen
ist.
13. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Führungskolbenteil
(41) im Bereich des ständig mit der Hochdruckleitung (13) verbundenen Druckraumes
(63) eine Ringschulter (91) vorgesehen ist, die vom Druck im Druckraum (63) in Öffnungsrichtung
der konischen Ventildichtfläche (37) vom Ventilsitz (39) beaufschlagt wird.
14. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser des Führungskolbenteils (41) gleich oder geringfügig größer als
der Durchmesser des Rücksaugbundes (53) ist.
15. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz
zwischen den Durchmessern des Führungskolbenteils (41) und des Rücksaugbundes (53)
einen Drosselringspalt an der Drossel (55) mit einer Spaltbreite von 5 um bis 30 um
ergibt.
1. Fuel injection device for internal combustion engines, with a fuel high-pressure pump
(1) which conveys fuel out of a low-pressure space (5) into a high-pressure collecting
space (9) which is connected, via high-pressure conduits (13), to injection valves
(15) which project into the combustion space of the internal combustion engine to
be supplied and the opening and closing movement of which is controlled in each case
by an electrically activated control valve (17) arranged in the high-pressure conduit
(13) on the injection valve (15), the control valve (17) having a piston-shaped valve
member (21) with two valve sealing surfaces which face one another and co-operate
with two valve seats and of which a first valve sealing surface (37) opens the connection
of the high-pressure conduit (13) to the injection valve (15) and a second valve sealing
surface (45) opens the connection of the injection valve (15) to a relief space (65),
characterized in that the second valve sealing surface (45) is preceded by a return
collar (53) which is located on the valve member (21) and which, when the second valve
sealing surface (45) lifts off from its seat (47) at the end of injection, exposes
a return volume, into which part of the fuel quantity located upstream of the injection
valve (15) expands.
2. Fuel injection device according to Claim 1, characterized in that the circumferential
surface of the return collar (53) has only slight clearance in relation to the wall
of a guide bore (43) guiding the valve member (21) and thus forms a throttle (55)
preceding the valve seat (47) co-operating with the second valve sealing surface (45).
3. Fuel injection device according to Claims 1 and 2, characterized in that the first
valve sealing surface on the valve member is designed as a conical valve sealing surface
(37) which seals at the outer cone diameter and which co-operates with a conical valve
seat (39) formed on the guide bore (43).
4. Fuel injection device according to Claims 1 and 2, characterized in that the second
valve sealing surface on the valve member (21) is designed as a flat valve sealing
surface (45) which is arranged on an axial annular surface of an annular web (49)
delimiting the valve member (21), the said annular surface facing the conical valve
sealing surface (37), and which co-operates with a flat valve seat (47) which is formed
on a shoulder of the guide bore (43).
5. Fuel injection device according to Claims 3 and 4, characterized in that a first annular
groove (51) is provided between the return collar (53) and the annular web (49) and
a second annular groove (59) is provided between the conical valve sealing surface
(37) and the return collar (53).
6. Fuel injection device according to Claim 3, characterized in that a guide-piston part
(41), which slides sealingly in the guide bore (43), adjoins that side of the conical
valve sealing surface (37) which faces away from the conical valve seat (39).
7. Fuel injection device according to Claim 6, characterized in that the conical valve
seat (39) is adjacent, at its larger diameter, to a pressure space (63) which surrounds
the guide-piston part (41) and into which the high-pressure conduit (13) opens.
8. Fuel injection device according to Claim 5, characterized in that the conical valve
seat (39) is adjacent, at its smaller diameter, to an annular space (57) which is
formed between the second annular groove (59) and the wall of the guide bore (43)
and from which a pressure conduit (61) leads away to the injection valve (15) and
which is delimited at its other end by the return collar (53).
9. Fuel injection device according to Claim 8, characterized in that the flat valve seat
(47) is adjacent, on its side facing away from the annular space (57), to a relief
space (65), from which a return-flow conduit (73) leads away to the low-pressure space
(5).
10. Fuel injection device according to Claim 1, characterized in that the stroke movement
of the valve member (21) is delimited by the bearing of the valve sealing surfaces
(37, 45) on one of the valve seats (39, 47).
11. Fuel injection device according to Claim 1, characterized in that the individual components
of the valve member (21) are connected, by means of a screw (29) projecting into an
axial blind-hole bore in the valve member (21), to an armature plate (27) of an operating
magnet (25) which actuates the control valve (17).
12. Fuel injection device according to Claim 1, characterized in that a further pressure
accumulator space (19) is provided, on each injection valve (15), in the respective
high-pressure conduits (13) between the high-pressure collecting space (9) and the
control valve (17).
13. Fuel injection device according to Claim 7, characterized in that an annular shoulder
(91) is provided on the guide-piston part (41) in the region of the pressure space
(63) constantly connected to the high-pressure conduit (13), the pressure in the pressure
space (63) acting on the said annular shoulder in the direction opening the conical
valve sealing surface (37) from the valve seat (39).
14. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that
the diameter of the guide-piston part (41) is equal to or slightly larger than the
diameter of the return collar (53).
15. Fuel injection device according to Claim 14, characterized in that the difference
between the diameters of the guide-piston part (41) and of the return collar (53)
results in an annular throttle gap at the throttle (55) which has a gap width of 5
µm to 30 µm.
1. Installation d'injection de carburant pour des moteurs à combustion interne comprenant
une pompe à carburant à haute pression (1) transférant le carburant d'une chambre
basse pression (5) dans une chambre collectrice haute pression (9), et qui est reliée
par une conduite haute pression (13) à des injecteurs (15) venant dans la chambre
de combustion du moteur à combustion interne alimentée, et dont le mouvement d'ouverture
et de fermeture est commandé chaque fois par une soupape de commande (17) à commande
électrique, montée dans la conduite haute pression (13) au niveau de l'injecteur (15),
- la soupape de commande (17) ayant un organe d'obturation (21) en forme de piston
et deux surfaces d'étanchéité de soupape tournées l'une vers l'autre et coopérant
avec deux sièges de soupape, et la première de ces surfaces d'étanchéité (37) commande
l'ouverture de la communication entre la conduite haute pression (13) et la soupape
d'injection (15) et la seconde surface d'étanchéité de soupape (45) commande l'ouverture
de la communication de l'injecteur (15) avec une chambre de décharge (65),
caractérisée en ce que
la seconde surface d'étanchéité de soupape (45) est précédée par une collerette de
réaspiration (53) prévue sur l'organe d'obturation (21), et qui lors du soulèvement
de la seconde surface d'étanchéité (45) par rapport à son siège (47) à la fin de l'injection,
libère un volume de réaspiration dans lequel se détend une partie de la quantité de
carburant qui se trouve devant l'injecteur (15).
2. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
la surface périphérique de la collerette de réaspiration (53) ne présente qu'un faible
jeu par rapport à la paroi d'un perçage de guidage (43) aboutissant à l'organe d'obturation
(21) et constitue ainsi un organe d'étranglement (55) en amont du siège de soupape
(47) coopérant avec la seconde surface d'étanchéité (45).
3. Installation d'injection de carburant selon les revendications 1 et 2,
caractérisée en ce que
la première surface d'étanchéité de l'organe d'obturation est une surface d'étanchéité
(37), conique, assurant l'étanchéité au niveau du diamètre extérieur du cône, et coopérant
avec un siège de soupape (39), conique prévu dans le perçage de guidage (43).
4. Installation d'injection de carburant selon les revendications 1 et 2,
caractérisée en ce que
la seconde surface d'étanchéité de soupape est réalisée sur l'organe d'obturation
(21) sous la forme d'une surface d'étanchéité plate (45) qui est prévue sur une surface
annulaire axiale tournée vers la surface d'étanchéité conique (37) et appartenant
à une nervure annulaire (49) délimitant l'organe d'obturation (21) et coopérant avec
un siège de soupape plat (47) formé sur un épaulement du perçage de guidage (43).
5. Installation d'injection de carburant selon les revendications 3 et 4,
caractérisée en ce qu'
entre la collerette de réaspiration (53) et la nervure annulaire (49) il est prévu
une première rainure annulaire (51) et entre la surface d'étanchéité (37), conique
et la collerette de réaspiration (53), il est prévu une seconde rainure annulaire
(59).
6. Installation d'injection de carburant selon la revendication 3,
caractérisée en ce que
du côté de la surface d'étanchéité conique (37) non tournée vers le siège de soupape
conique (39), fait suite une partie de piston de guidage (41) qui coulisse de manière
étanche dans le perçage de guidage (43).
7. Installation d'injection de carburant selon la revendication 6
caractérisée en ce que
le siège de soupape conique (39) est adjacent au niveau de son plus grand diamètre
à une chambre de pression (63) entourant la partie de piston de guidage (41) et dans
laquelle débouche la conduite haute pression (13).
8. Installation d'injection de carburant selon la revendication 5,
caractérisée en ce que
le siège de soupape conique (39) est adjacent par son petit diamètre à un volume annulaire
(57) formé entre la seconde rainure annulaire (59) et la paroi du perçage de guidage
(43), volume relié par une conduite de pression (61) à l'injecteur (15) et dont l'autre
extrémité est délimitée par la collerette de réaspiration (53).
9. Installation d'injection de carburant selon la revendication 8,
caractérisée en ce que
le siège de soupape plat (47), est adjacent par son côté non tourné vers le volume
annulaire (57) à une chambre de décharge (65) reliée par une conduite de retour (73)
à la chambre basse pression (5).
10. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
la course de l'organe d'obturation (21) est délimitée par la venue en appui des surfaces
d'étanchéité (37, 45) contre l'un des sièges de soupape (39, 47).
11. Installation d'injection de carburant selon la revendication 8,
caractérisée en ce que
les différents composants de l'organe d'obturation (21) sont reliés à l'aide d'une
vis (29) pénétrant dans un perçage borgne axial de l'organe d'obturation (21) à une
plaque d'induit (27) d'un électroaimant d'actionnement (25) actionnant la soupape
de commande (17).
12. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
dans chacune des conduites haute pression (13) reliant la chambre collectrice à haute
pression (9) et la soupape de commande (17), il est prévu au niveau de chaque injecteur
(15), une chambre accumulatrice de pression (19).
13. Installation d'injection de carburant selon la revendication 7,
caractérisée en ce que
sur la partie de piston de guidage (41), dans la zone de la chambre de pression (63)
reliée en permanence à la conduite de haute pression (13), il est prévu un épaulement
annulaire (91) sollicité par la pression de la chambre de pression (63) dans le sens
de l'ouverture de la surface d'étanchéité conique (37) par rapport au siège de soupape
(39).
14. Installation d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
le diamètre de la partie de piston de guidage (41) est égal ou légèrement supérieur
à celui de la collerette de réaspiration (53).
15. Installation d'injection de carburant selon la revendication 14,
caractérisée en ce que
la différence entre les diamètres de la partie de piston de guidage (41) et de la
collerette de réaspiration (53) on a un intervalle annulaire d'étranglement au niveau
de l'organe d'étranglement (55) ayant une largeur d'intervalle comprise entre 5 µm
et 30 µm.
