Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur 5 Einspritzung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen er im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Bei solchen Einspritzvorrichtungen wird im Gegensatz zu bisher üblichen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen an den

1° Einspritzstellen der Brennkraftmaschine nicht reiner

Kraftstoff, sondern ein Gemisch aus Kraftstoff und einem aus der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine abgezweigten Stützluftstrom eingebracht. Dabei wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch über die an den einzelnen

- 5 Verteilerbohrungen angeschlossenen Ξinspritzleitungen zu den

Ξinspritzstellen der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine geführt. Die Einspritzstelle kann das zu

jedem Zylinαer der Brennkraftmaschine führende Saucrohr cer Ansaugleitung oαer das Einlaßventil des Zylinders sein.Die Vermischung des Kraftstoffs vor der eigentlichen Einspritzung in den Zylinαer bewirkt zum einen eine oessere Aufbereitung des Kraftstoffes und damit eine günstigere

Verbrennung in der Brennkraftmaschine und bietet zum anderen die Möglichkeit, bei exakter Zumessung mit einem einzigen Kraftstoffeinspritzventil eine Mehrzahl von Zylindern cer Brennkraftmaschine zu versorgen.

Bei einer bekannten Vorricntung der eingangs genannten Art (DE 37 10 127 AI) ist das Ventilglied an einer Hülse ausgebildet, die axial verschieblich auf einem Schaft geführt und mit dem Elektromagneten verbunden ist. Der Schaft trägt endseitig einen Flansch, der auf dem Verteiler aufliegt und zu dessen Verteilerbohrungen koaxiale

Kraftstoffzumeßbohrungen trägt, die auf der vom Verteiler abgekehrten Oberseite des Flansches von dem von einer Ventilschließfeαer auf den Flansch aufgepreßten Ventilglied verschlossen werαen. In Kraf stoffStrömungsrichtung gesehen vor dem Flansch ist ein die Ventilschließfeder aufnehmender Ventilraum ausgebilαet, der einerseits üoer einen hohlzylinαrischen, zum Schaft koaxialen Ringkanal zwischen Hülse und Elektromagnet mit dem KraftstoffZulauf unc andererseits üoer ein Druckregelventil mit αe Kraftstoffrücklauf in Verbindung steht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des -Anspruchs 1 hat den Vorteil, bei einem sehr einfachen konstruktiven Aufbau .die Forderung nach extrem geringer Mengenstreuung des den einzelnen Verteileroohrungen zugemessenen Kraftstoffs zu erfüllen. Durch die Position ces Kraftstoffeinstritts in die Ventilkammer zwischen Ventilsi z

und Ventilnadelführung wird eine von der Bewegung cer Ventilnadel ungestörte gleichmäßige Anströmung der einzelnen Kraftstoffzumeßbohrungen .erreicht, wodurch wiederum die über die einzelnen Verteilerbohrungen abströmenden Kraftstoffstrahlen mengenmäßig nur sehr wenig differieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat ferner den Vorteil, daß ein an sich bekanntes Side-feed-Ventil , wie dies bei Reiheneinspritzpumpen pro Zylinder der Brennkraftmaschine eingesetzt wird, mit nur geringfügigen konstruktiver. in Änderungen als Kraftstoffeinspritzventil eingesetzt werden kann. Ein solches Side-feed-Ventil ist beispielsweise in der DE 37 05 848 AI beschrieben. Die konstruktiven Änderungen bestehen in der Verlegung der mindestens einen zur Ventilkammer führenden Verbindungsbohrung und in der -5 Ausbildung der Verteilerkammer mit den

Kraftstoffzumeßbohrungen auf der von der Ventilkammer abgekehrten Seite des Ventilsitzes. •

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserunger. der im 20 Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Ventilnadel mit Führungsabschnitt und die Ventilkamme so dimensioniert, daß der zwischen Ventilnadel und Innenwand der Ventilkammer verbleibende lichte Ringcuerschnit der

²⁵ Ventilkammer 40 - 80mal größer ist als der ringförmige Sitzquerschnitt. Außerdem ist die mindestens eine Veroindungsbohrung so bemessen, daß der lichte Ringquerschnitt zwischen Ventilnadel und Innenwand der Ventilkammer 10 - 20mal größer als der Querschnitt der

30 Veroindungsbohrung ist. Durch diese konstruktive Bemessung ist in der Ventilkammer zwischen Führungsabschnitt der Ventilnadel und Ventilsitz ein Ausgleichsvolumen vorhanden, das eine ausreichende Störungsberuhigung des Kraftstoffes

vor dem Ventilsitz sicherstellt. Der Querschnitt ces Ventilsitzes oeträgt in einer bevorzugten Ausführungsform

₉ ca. 0,3 mm .

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Ventilnadel mit einem zweiten Führungsabschnitt versehen, der auf dem vom ersten Führungsabschnitt abgekehrten freien Ende der Ventilnadel jenseits des Ventilsitzes ausgebildet ist. Der zweite Führungsabschnitt liegt in einer an der Verteilerkammer sich koaxial anschließenden Führungsbohrung ein. Durch diesen zweiten Führungsabschnitt wird ohne

Beeinträchtigung der Gleichmäßigkeit der Kraf stoffzu essung zu den einzelnen Verteilerbohrungen durch weit auseinanderliegende Führungsabschnitte an der Ventilnadel ein Kippen der Ventilnadel verhindert. Die Ventilnadel ist leichtgängig und ermöglicht hohe Schaltgeschwindigkeiten.

Wird gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Führungsbohrung als Durchgangsbohrung ausgebildet, so muß das Spiel zwischen der Durchgangsbohrung und cem einliegenden Führungsabschnitt der Ventilnadel sehr eng toleriert werden, da ansonsten bei langen Ξinspritzimpulsen infolge des anstehenden Systemdrucks Kraftstoff durch den Führungsspalt in die Luftzuführung übertritt.

Um die Genauigkεitsanforderung an die Fertigung der Führungsbohrung zu reαuzieren, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Führungsbohrung als

Sackbohrung ausgebildet. Der in der Sackbohrung einliegende Führungsabschnitt der Ventilnadel erhält eine axiale Entlüftungsnut, die einen Druckausgleich in der Sacxoohrung ermöglicht.

Ze ichnung

Die Erfinαung ist anhanα von in αer Zeichnung cargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig 1. ausschnittweise einen Längsschnitt einer

Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoff- Lu t-Gemisches für eine mehrzylindrige Brenn¬ kraftmaschine ,

Fig. 2 jeweils ausschnittweise einen Längsschnitt cer und 3 Einspritzvorrichtung gemäß einem zweiten unc critten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung cer Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 im Längsschnitt und ausschnittweise dargestellte Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoff- Luft-Gemisches für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine weist ein Kraf stoffeinspritzventil 12 auf, das in einer Aufnahmekammer 11 eines Ventilträgers 10 flussickeitscic.it eingesetzt ist. Die Aufnahmekammer 11 ist an einem KraftstoffZulauf 13 und an einem Kraftstcff ücκlauf 14 angeschlossen. Die Kraftstoffströmungsric. tung ist euren Pfeile gekennzeichnet. Zur Einspritzvorricntung gehört ferner ein an der Ausgangsseite des

Kraftstoffeinspritzventils 12 angesetzter Verteiler 15, der eine Luftzufü.irung 16 und eine Mehrzahl von mit der Luftzuführung 16 in Verbindung stehenαen Verteilerbcnrungen 17 aufweist. Die Zahl der Verteilerbohrungen 17 entspric. t der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine. Von αen Verteilerbohrungen 17 führt jeweils eine Ξinspritzleitung 13 zu je einem Zylinder αer Brennkraftmaschine, cie in cem Ansaugrohr αes Zylinders mündet.

Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist ein dreiteiliges Ventilgehäuse 20 mit einem topfförmigen Oberteil 21, einem Mittelteil 22 und einem stutzenartigen Unterteil 23 auf. Das Mittelteil 22 ist in das Oberteil 21 und das Unterteil 23 in das Mittelteil 22 eingesetzt und jeweils durch Umbörαelung befestigt. Gegenüber der Innenwand αer Aufnahmekammer 11 ist das Oberteil 21 mit einem Dichtungsring 24 und das Unterteil 23 mit einem Dichtungsring 25 abgedichtet. Die zwischen diese Dichtungsringe 24,25 eingeschlossene Aufnahmekammer 11 ⁰ ist kraftstoffgefüllt, so daß das Ventilgehäuse 20 kraftstoffumspült ist. In dem stutzenartigen Unterteil 23 ist eine enαseitig geschlossene Stufenbohrung 26 eingebracht, in αer ein Ventilsitz 27 am Übergang zweier Bohrungsabschnitte ausgebildet ist. Der mit einem o Ventilglied 28 zusammenwirkende Ventilsitz 27 unterteilt die Stufenbohrung 26 in einen vorgeordneten Ventilraum 29 und in eine nachgeordnete Verteilerkammer 30. In der Verteilerkammer 30 münden die Wand ces Unterteils 23 durchdringende Kraftstoffzumeßbohrungen 31. Das freie Ende des Unterteils 23 ragt in eine Ausnehmung 19 im Verteiler 15 hinein, in welcher sowohl die Luftzuführung 16 als auch die Verteilerbohrungen 17 münden. Die Anordnung der Kraftstoffzumeßbohrungen 31 ist dabei so getroffen, daß sie im wesentlichen koaxial zu jeweils einer zugeordneten Verteileroohrung 17 ausgerichtet sind.

Das Ventilglied 28 ist auf einer Ventilnadel 32 ausgebildet, die mittels zweier durchmessergrößerer Führungsabschnitte 33,34 in dem Ventilraum 29 axial verschieolich geführt ist. Der Ventilraum 29 steht über Radialbohrunςen 35, von welcher

- ^ in Fig. 1 zwei zu sehen sind, mit der kraftstoffgef llten Aufnahmekammer 11 in Verbindung. Die Radialbohrunge.i 35 sind dabei so eingebracht, daß sie im Ventilraum 29 im Bereich zwischen dem Ventilsitz 27 und dem dem Ventilsitz 27 am nächsten liegenden Führungsabschnitt 33 münden. Die

Radialbohrungen 35 sind so bemessen, daß der lichte Ringquerschnitt des Ventilraums 29, der zwischen der Ventilnadel 32 und der Innenwand der Stufenbohrung 26 verbleibt ca. 10 - 20mal größer ist als die Summe der

5 Querschnitte der Radialbohrungen 35. Außerdem ist die

Ventilnadel 32 mit ihren Führungsabschnitten 33,34 und der Ventilraum 29 im Bereich zwischen dem Ventilsitz 27 und dem diesen zugekehrten Führungsabschnitt 33 so ausgebildet, daß der zwischen Ventilnadel 29 und der Innenwand der

1° Stufenbohrung 26 verbleibende lichte Ringςuerschnitt ca. 40 - 80mal größer ist als der ringförmige Querschnitt ces

Ventilsitzes 27. Letzter wird vorzugsweise ca. 0,3 mm~ gewählt. Durch diese 3emessung befindet sich in dem Ventilraum 29 zwischen dem Ventilsitz 27 und dem diesem

- ^D zugekehrten Führungsabschnitt 33 ein Ausgleichsvolumen an

Kraftstoff das zur Störungsberuhigung ausreichend ist, so daß bei vom Ventilsitz 27 abhebendem Ventilglied 28 eine gleichmäßige Beaufschlagung aller Kraftstoffzumeßbohrungen 31 sichergestellt ist. Durch die Anordnung der

- ^c Radialbohrungen 35 im Bereich zwischen dem Ventilsitz 27 und dem Führungsabschnitt 33 verursacht die Ventilnadeloewegun beim Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils keine zusätzlichen Störungen im Ausgleichsvolumen, so daß die gleichmäßige Anströmung der Kraftsto fzumeßbohrungen 31

- ^D nicht beeinträchtigt wird.

Die Ventilnaαel 32 wird von einem im Oberteil 21 des Ventilgehäuses 20 untergebrachten Elektromagneten 36 betätigt. Der Magnettopf des Elektromagneten 36 wird von dem Gehäuseoberteil 21 gebilαet, das einstückig einen koaxialen

-^ hohlzylindrischen Magnetkern 37_trägt, der sich über den

Topfooöen hinaus nach außen stutzenartig fortsetzt. Auf dem Magnetkern 37 sitzt in bekannter Weise ein Spulenträger 38, auf dem eine Ξrregerspule 39 aufgewickelt ist. Ein koaxial zum Magnetkern 37 angeordneter, diesen unter Belassung eines

^JD Arbeitsluftspaltes 40 gegenüberliegender Magnetanker 41, ist

in einer Bohrung 42 im Gehäusemittelteil 22 axial verschieblich geführt. Das mit einem Flansch 43 den Spulenträger 38 abdeckende und die Stirnseite des Gehäuseoberteils 21 teilweise übergreifende Mittelteil 22 bildet das Rückschlußjoch des Elektromagneten 36. Mit cem hohlzylindrischen Magnetanker 41 ist das mit einem Flansch 44 versehene Ende der Ventilnadel 32 fest verbunden. Eine im Innern des Magnetkerns 37 und des Magnetankers 41 angeordnete Ventilschließfeder 45 stützt sich einerseits an dem Flansch 44 der Ventilnadel 32 und andererseits an einem einstellbaren Anschlag 46 ab, der in dem Magnetkern 37 eingeschraubt ist. Über eine Bohrung 47 im Flansch 43 cer Ventilnadel 32 steht der Ventilraum 29 mit dem Innern des Magnetkerns 37 in Verbindung und αieser über Bohrungen 48 mit der Aufnahmekammer 11. Der Elektromagnet 36 ist üoer einen Stecker 50 mit zwei zu der Erregerspule 39 führenden Kontaktstiften 51,52 ansteuerbar, wobei er gegen die Kraft der Ventilschließfeder 45 die Ventilnadel 32 anhebt, so daß das Ventilglied 28 für die Dauer der Magneterregunς vom Ventilsitz 27 abgehoben ist. Der im Ventilraum 29 unter Druck stehende Kraftstoff wird über die

Kraftstoffzumeßbohrungen 31 in die Verteilerbohrungen 17 eingespritzt und vermischt sich hier "mit dem über die Luf zuführung 16 zugeführten Stützluftstrom (Pfeil 53), der sich über die Ausnehmung 19 gleicnmäßig auf die einzelnen Verteilerbohrungen 17 aufteilt".

Bei der in Fig. 2 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellten Ξinspritzvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist lediglich aas Kraftstoffeinspritzventil 12 bezüglich der Führung der

Ventilnadel 32 modifiziert. Der zweite Führungsabschnitt 34 der Ventilnadel 32 ist aus dem Ventilraum 29 herausgenommen unα jenseits des Ventilsitzes 27 verlegt und am freien Ende αer Ventilnadel 32 als Führungsabschnitt 34' ausgebiicet. In

dem sackartigen Boden der Stufenbohrung 2 ^' 6 ist eine Durchgangsbohrung 54 eingebracht, die den Ventilraum 29 mit der Ausnehmung 19 im Verteiler 15 verbindet. In dieser Durchgangsbohrung 54 ist der Führungsabschnitt 34 ' mit sehr eng toleriertem Spiel axial verschieblich geführt. Der im Ventilraum 29 verbleibende, dem Ventilsitz 27 naheliegende erste Führungsabschnitt 33' ist gegenüber der Ausführung der Fig. 1 auf der Ventilnadel 32 weiter in Richtung Elektromagnet 36 verlegt, so daß zwischen den beiden Führungsabschnitten 33' und 34' ein relativ großer Aostand besteht. Dieser große Abstand verhindert ein Kippen der Ventilnadel 32, so daß diese nicht verkanten kann und sehr leichtgängig ist und damit geringe Schaltzeiten des Ventils ermöglicht.

Die in Fig. 3 ausschnittweise als weiteres

Ausführungsbeispiel dargestellte Einspritzvorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 2 lediglich hinsichtlich der Ausbildung der Führungsbohrung für den Führungsaoschnitt 34' am Ende der Ventilnadel 32. Hier ist zur Führung des Führungsabschnitts 34' am Grunde der Stufenbohrung 26 eine Sackbohrung 55 eingebracht, die den Führungsabschnitt 34' auf der Ventilnadel 32 mit Spiel aufnimmt. Zum Druckausgleich in der Sackbohrung 55 bei der Ventilnadelbewegung trägt der Führungsabschnitt 34' auf seiner Oberfläche eine längsdurchgehende axiale Entlüf ungsnut 56. ^'