CH623890A5 - Fuel injection system for air-compressing internal combustion engines - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Einspritzanlage für luftverdichtende Brennkraftmaschinen, welche aus wenigstens einem verstellbaren Pumpenelement mit Pumpennocken und Entlastungsventil, einer Einspritzdüse, einer Verbindungsleitung zwischen Pumpenelement und Einspritzdüse und einer Leckölleitung besteht.

Derartige Kraftstoff-Einspritzanlagen gehören seit langem zum allgemeinen Stand der Technik. Bei ihnen sind das Pumpenelement, das Entlastungsventil, die Verbindungsleitung und die Einspritzdüse in der Regel so aufeinander abgestimmt, dass sich im oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine gute Betriebsdaten, insbesondere ein günstiger Kraftstoffverbrauch und ein gutes Rauchverhalten ergeben. Im unteren Lastbereich hingegen, bei Leerlauf sowie für das Startverhalten liegen die Verhältnisse meist sehr ungünstig, wobei, in diesem Falle umgekehrt, der hohe Kraftstoffverbrauch und die schlechte Abgasqualität bezüglich unverbrannter und unvollständig verbrannter Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid hervorzuheben sind. Der Grund hierfür ist vor allem darin zu sehen, dass in den letztgenannten Betriebszuständen eine schlechte Gemischbildung und damit wohl auch zwangsweise eine schlechte Verbrennung stattfindet. Dies liegt zu einem nicht unwesentlichen Teil daran, dass bei den üblichen Einspritzsystemen für die kleinen Kraftstoffmengen im unteren Lastbereich die Querschnittsfläche der Einspritzbohrung oder der Einspritzbohrungen zu gross ist, so dass der gesamte oder nahezu der gesamte Kraftstoff in der Öffnungs- und Schliess-phase bei nicht voll geöffneter Einspritzdüse und geringem Kraftstoffdruck eingebracht wird. In diesen Phasen findet eine erhebliche Drosselung im Sitz der Düsennadel statt, so dass unmittelbar an der Einspritzbohrung nur ein stark verminderter Druck für die Kraftstoffzerstäubung zur Verfügung steht. Die Folge davon ist eine schlechte Gemischbildung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftstoff-Einspritzsystem der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, dass bei Brennkraftmaschinen ohne Verschlechterung der Betriebsdaten im oberen Lastbereich auch im unteren Lastbereich und im Leerlauf ein günstiger Kraftstoffverbrauch und eine bessere Abgasqualität erreicht wird. Ausserdem soll das Kaltstartverhalten günstig beeinflusst werden.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Pumpenelement derart ausgelegt ist, dass im unteren Lastbereich und bei Leerlauf des Motors nahezu der volle bei Vollast erforderliche Einspritzdruck an der Einspritzbohrung zur Verfügung steht, und dass zum Abbau der dadurch im oberen Lastbereich auftretenden zu hohen Fördergeschwindigkeiten und Fördermengen zwischen dem Pumpenelement und der Einspritzdüse ein Überströmventil vorgesehen ist.

Durch diese Massnahmen wird das gesteckte Ziel voll erreicht. Die Anhebung der Fördergeschwindigkeit des Kraftstoffes bedingt im unteren Lastbereich des Motors höhere Leistungsdrücke und einen schnelleren Druckanstieg, so dass die Düsennadel schneller und vollständig öffnet und die Spritzgeschwindigkeit angehoben wird. Es erfolgt eine gleichmässige Gemischbildung und daher auch eine gute Verbrennung, wodurch die Abgase ebenfalls verbessert werden. Um im oberen Lastbereich keine Verschlechterung der Betriebsdaten durch zu hohe Fördergeschwindigkeiten und daraus resultierende Nachspritzer hinnehmen zu müssen, wird zwischen dem Pumpenelement und der Einspritzdüse das Überströmventil vorgesehen, dessen Ausgang zweckmässigerweise mit der Leckölleitung der Einspritzdüse verbunden ist. Der Öffnungsdruck für das Überströmventil muss in jedem Falle höher liegen als der zum Öffnen der Düsennadel erforderliche Druck. Eine genaue Abstimmung muss von Fall zu Fall vorgenommen werden. Der weitere Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, dass durch die Verminderung bzw. Vermeidung von Druckspitzen im Einspritzsystem eine Entlastung der Steuerteile und damit ein geringerer Verschleiss derselben auftritt.

Als Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, das Überströmventil unmittelbar in einem die Einspritzdüse tragenden Düsenhalter anzuordnen. Durch den letztgenannten Vorschlag wird eine wesentliche Vereinfachung der Anordnung und ein sicheres Arbeiten erreicht, weil die Laufzeit der Druckwelle zwischen dem Überströmventil und dem Sitz der Düsennadel auf ein Minimum beschränkt bleibt.

Schliesslich muss erwähnt werden, dass die Wirksamkeit der erfindungsgemässen Anordnung bezüglich der Gemischbildung im unteren Lastbereich und beim Start noch zusätzlich verbessert werden kann, wenn sie in Verbindung mit einer Mehrlochdüse oder einer Schlitzdüse angewendet wird, weil dadurch eine bessere Kraftstoffzerstäubung erreicht wird.

Einzelheiten der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels entnommen werden.

Die Figur zeigt schematisch den Aufbau einer Kraftstoff-Einspritzanlage nach der Erfindung. Mit 1 ist ein in seiner Grösse überdimensioniert ausgelegtes Pumpenelement bezeichnet, welches durch einen Pumpennocken 2 angetrieben wird und über ein Entlastungsventil 3 und eine Verbindungsleitung 4 mit einem Ringraum 5 einer nur angedeuteten Einspritzdüse 6 in Verbindung steht. Die Einspritzdüse 6 besteht im wesentlichen aus einem mit Einspritzbohrungen 7 versehenen Düsenkörper 8, in dem eine Düsennadel 9 axial verschiebbar gelagert ist und im Ruhezustand durch die Kraft einer Feder 10 in ihrer die Einspritzbohrungen 7 abschliessenden Stellung gehalten wird. Unmittelbar über dem Ringraum 5 ist

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an die Verbindungsleitung 4 ein federbelastetes Überströmventil 11 angeschlossen, dessen Ausgang in die Leckölleitung 12 der Einspritzdüse 6 einmündet.

Schon bei Leerlauf und im unteren Lastbereich des Motors erzeugt das Pumpenelement 1 durch den Nocken 2 so steile Druckanstiege in der Verbindungsleitung 4, dass die Düsennadel 9 entgegen der Kraft der Feder 10 schnell in die dargestellte Offenstellung gebracht wird, wodurch ein grosser Teil des Kraftstoffes bei voll geöffneter Düsennadel 9 eingespritzt wird. Im oberen Lastbereich des Motors ist die Fördergeschwindigkeit für den unveränderten Querschnitt der Einspritzbohrung oder der Einspritzbohrungen 7 zu gross. Die dadurch bedingten starken Druckspitzen und Nachspritzer s werden durch das Überströmventil 11 vermieden, welches bei überhöhtem Druck öffnet und die gewünschte Entlastung herbeiführt, indem ein Teil des Kraftstoffes durch die Leckölleitung 12 abfliessen kann.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

623 890 PATENTANSPRÜCHE

1. Kraftstoff-Einspritzanlage für luftverdichtende Brennkraftmaschinen, welche aus wenigstens einem mengenverstellbaren Pumpenelement (1) mit Pumpennocken (2) und Entlastungsventil (3), einer Einspritzdüse (6), einer Verbindungsleitung (4) zwischen Pumpenelement (1) und Einspritzdüse (6) und einer Leckölleitung (12) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenelement (1) derart ausgelegt ist, dass im unteren Lastbereich und bei Leerlauf des Motors nahezu der volle, bei Vollast erforderliche Einspritzdruck an der Einspritzbohrung (7) zur Verfügung steht, und dass zum Abbau der dadurch im oberen Lastbereich auftretenden zu hohen Fördergeschwindigkeiten und Fördermengen zwischen dem Pumpenelement (1) und der Einspritzdüse (6) ein Überströmventil (11) vorgesehen ist.

2. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Überströmventils (11) mit der Leckölleitung (12) der Einspritzdüse (6) verbunden ist.

3. Kraftstoff-Einspritzanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Überströmventil (11) in einem die Einspritzdüse (6) tragenden Düsenhalter angeordnet ist.

4. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (6) als Mehrlochdüse ausgebildet ist.

5. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (6) als Schlitzdüse ausgebildet ist.

6. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsdruck für das Überströmventil (11) höher als der zum Öffnen der Düsennadel (9) erforderliche Druck ist.