DD148080A1

DD148080A1 - Brennstoffeinspritzvorrichtung fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DD148080A1
Application number: DD21779079A
Authority: DD
Inventors: Guenter Kattenbusch; Kurt Koschel
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1979-06-01
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1981-05-06
Also published as: GB2051229B; FR2457985A1; NL7908909A; JPS55161954A; GB2051229A; DK229280A; DE2922332A1; FR2457985B3; DE2922332C2

Abstract

Bei Brennstoffeinspritzvorrichtungen fuer Brennkraftmaschinen, deren Einspritzventile durch Brennstoff konstanten Druckes gespeist sowie mit Hilfe eines Servosteuerkreises auf- und zusteuerbar sind, ist unter anderem zur Vermeidung einer Entleerung des den Brennstoff liefernden Hochdruckspeicher und unkontrollierten Einspritzens bei haengengebliebener Ventilnadel ein Sicherheitsventil vorgesehen, dessen Schlieszelement in der Brennstoffzuleitung zum Brennstoffvorlageraum, diese bei in Schlieszstellung befindlicher Ventilnadel in Brennstoffluszrichtung absperrend, angeordnet ist. Dem Schlieszelement ist zur Betaetigung ein Druckkolben sowie ein Druckraum zugeordnet. In den Druckraum muendet eine Druckleitung, die ebenso wie der Druckraum mit Hydraulikfluessigkeit gefuellt ist. Das Sicherheitsventil ist durch Anlegen von Druck an den Druckraum durch den Druckkolben des gleichen elektromagnetischen Ventils zu oeffnen oder zu schlieszen, das auch fuer die Betaetigung eines Steuerkolbens zur Betaetigung der Ventilnadel dient. Der Druckkolben und der Steuerkolben werden dabei zwar im gleichen Takt des elektromagnetischen Ventils, aufgrund divergierender Laengen und Querschnittsflaechen der Druckuebertragungswege jedoch synchron betaetigt.

Description

Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist speziell zum Einsatz an selbstzündenden Brenrikraftmaschinen und insbesondere bei Schiffsmotoren vorgesehen. Die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzvorrichtung kann aber auch an Brennkraftmaschinen verwendet werden, die anderen Zwecken als einem Schiffsantrieb dienen, wobei auch die Größe der Brennkraftmaschine und deren Taktzyklus keine Rolle spielen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Durch die DE-OS 2 529 933, Fig. 4 ist bereits eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brannkraftmaschinen bekannt, bei der von einem Konstanthochdruckspeicher Brennstoff über eine Brennstoffzuleitung zu einen» Brennstoffvorlageraum an der Ventilnadel eines Einspritzventils und über eine Druckleitung zu einem ersten Druckraum eines auf die Ventilnadel einwirkenden Steuerkolbens geführt und außerdem ein hydraulischer Steuerkreis vorgesehen ist, mit einem von einem maschinensynchron angetriebenen Geber betätigten elektromagnetischen Ventil, mit dem ein zweiter Druckraum am Steuerkolben wechselweise an eine Hydraulikflüssigkeit konstanten Drucks enthaltende Druckleitung zum Zweck der Betätigung des Steuerkolbens in Öffnungsrichtung der Ventilnadel oder eine Entlastungsleitung anschließbar ist, wobei die in Öffnungsrichtung wirksamen Flächen der Ventilnadel und des Steuerkolbens einzeln kleiner, zusammen jedoch größer als die in den ersten Druckrauns eintauchende Fläche des Steuerkolbens bemessen sind· Dieso Lösung erweist sich vora Bauteileaufwand und der Brennstoffzuführung zum Brennstoffvorlage-

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raum an der Ventilnadel für den Normalfall zwar als sehr vorteilhaft, für den Fall eines Hängenbleibens der Ventilnadel jedoch insofern als nachteilig, als dem Verbrennungsraum dann fortlaufend zu viel Brennstoff zugeführt und der Hochdruckspeicher entleert wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer wirtschaftlich herstellbaren und hohe Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen.

Darlo.qunq des Wesens der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art auszubilden, daß im Falle das Hängenbleibens der Ventilnadel zur Verhinderung einer Entleerung des Hochdruckspeichers zumindest zeitweise eine Unterbrechung der Brennstoffzufuhr zum Brennstoffvorlageraum an der Ventilnadel möglich ist und bei Ausfall des hydraulischen Steuorkrelses ein Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum wirksam verhindert wird.

Gelöst wird die Aufgabe nunmehr durch ein Sicherheitsventil mit einem Schließelement, das in der Brennstoffzuleitung zum Brennstoffvorlageraum, diese bei in Schließstellung befindlicher Ventilnadel in Brennstoffzuflußrichtung absperrend, angeordnet ist, und mit einem Druckkolben sowie einem über eine mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte Druckleitung mit dem elektromagnetischen Ventil verbundenen Druckraum, der zum Zweck der Betätigung des Druckkolbens wechselweise durch das elektromagnetische Ventil im gleichen Takt wie der zweite Druckraum am Steuerkolben, aufgrund divergierender Druck-

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Übertragungsweglängen und -querschnittsflachen jedoch zeitlich vorher ansprechend, mit Druck beaufschlagbar oder an die Entlastungsleitung anschließbar ist-

Hierbei ist es zweckmäßig, wenn der Druckkolben des Sicherheitsventils ebenfalls als Ventil ausgebildet ist und mit seinem Ventilschließelement mit einem Ventilsitz in einer Brennstoffrücklaufleitung zusammenwirkt, derart, daß der im Raum der Brennstoffzuleitung zwischen dem Schließelement des Sicherheitsventils und dem Brennstoffvorlageraum befindliche Brennstoff bei geschlossenem Sicherheitsventil über die Brennstoffrücklaufleitung druckentlaetet ist.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die zum Druckraum des Sicherheitsventils führende Druckleitung im Ventilkörper von der zum zweiten Druckraum am oteuerkolben führenden Druckleitung nach deren Austritt ausdem elektromagnetischen Ventil abgezweigt ist·

Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn die zum Druckraum des Sicherheitsventiles führende Druckleitung um etwa ein Drittel kürzer ist und einen etwa viermal so großen Querschnitt besitzt als die zum zweiten Druckraum des Steuerkolbens -führende Druckleitung.

Vorzugsweise ist das Schließelement des Sicherheitsventils als Metallkugel ausgebildet.

Im Sinne der Erfindung ist auch, daß die Metallkugel innerhalb eines Teiles der Brennstoffzuleitung zwischen mehreren von dessen Wand radial einwärts gerichteten Längsführungsstroben längsbe^eglich geführtund in Brennstoff-Flußrichtung

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- 4 gegen einen konischen Ventilsitz in derselben anpreßbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Druckkolben des Sicherheitsventils einen an den Druckraura angrenzenden Druckteller und einen sich daran in Richtung des Schließelementes anschließenden Führungsbolzen besitzt, aer wiederum einen in die Brennstoff rücklaufleitung eintauchenden Ansatzbolzen trägt, an den stirnseitig als Ventilschließelement eine Kegelfläche angeformt ist, an die sich wiederum eine stirnseitig am Schließelement anliegende Schubstange anschließt.

Zweckmäßigervveise sind die Bauteile des Sicherheitsventils im Ventilkörper des Einspritzventiles eingebaut.

Die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß mit relativ einfachen konstruktiven Mitteln im Falle des Hängenbleibens der Ventilnadel eine Entleerung des Hochdruckspeichers vermieden wird und eine Zuführung von Brennstoff unter Hochdruck auch während dieses Falles nur zu den maschinensynchron gesteuerten Einspritzzeiten möglich ist. In vorteilhafter V/eise wird das öffnen des Sicherheitsventiles und damit die Brennstoffzufuhr vom Hochdruckspeicher zum Brennstoffvorlageraum an der Ventilnadel durch das gleiche elektromagnetische Ventil gesteuert, das auch dio Betätigung des Steuerkolbens in öffnungsrichtung der Ventilnadol steuert. Diese Maßnahme erspart teure Zusatzmechanismen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Schließelementes des Sicherheitsventiles innerhalb der Brennstoffzuleitung vom Hochdruckspeicher zum Brennstoffvorlageraum an der Ventilnadel mit einer Absperrwirkung in Brennstoffzuflußrichtung ist außer-

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dem in weiterer vorteilhafter Weise eine Schweröltauglichkeit gewährleistet, da ein etwaiges Verschmutzen oder Verkleben de3 Schließelementes aufgrund der vorgesehenen Anordnung zu keiner FunktionGbeeinträchtigung führen kann. Außerdem ist durch diese erfiridungsgemäße Anordnung des Schließelementes des Sicherheitsventils auch bei Ausfall des Servosteuerkreises ein sicheres Absperren der Brennstoffzuleitung zum Brennstoffvorlageraum der Ventilnadel gewährleistet. Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ansteuerung des Sicherheitsventils ist außerdem eine hohe Standzeit der Ventilnadel gewährleistet, da diese wegen der Druckentlastung der Brennstoffzuleitung über die Brennstoff rücklauf leitung in den Einspritzpausen nicht druckbelastet ist. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzvorrichtung bei Mehrzylindermotoren wird in vorteilhafter Weise ein Ausfall des gesamten Motors beim Hängenbleiben einer Ventilnadel vermieden, da jedem Einspritzventil ein Sicherheitsventil zugeordnet ist. Diese Zuordnung erlaubt es auch, daß durch geeignete Unterbrechung der ImpulszufDhrung vom Geber zum elektromagnetischen Ventil das Sicherheitsventil'imraer geschloseen bleibt und solange dieser Zustand erhalten ist, der betreffende Kolben im zugeordneten Zylinderraum loer, d. h. ohne Brennstoffzuführung, mit den anderen regulär betriebenen Kolben mitläuft,

Au3f ühruncjsbeispiel

Die Erfindung зоіД nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt jene für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bauteile einer Brennstoffeinspritzvorrichtung«

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Das dargestellte Einspritzventil 1 besteht aus einem mehrteiligen Ventilkörper 2 mit einem Oberteil 3 und einem Unterteil 4, an dem brennraumseitig eine Einspritzdüse 5 angeordnet und mittels eines Düsenhalters 6 angedrückt ist. Letzterer stützt sich mit einem Haltering 7 an einen Stützvorgang 8 des Unterteiles 4 ab und wird zusammen mit diesem durch eine, seinen Haltering 7 hintergreifende Befestigungshülse 9 mittels einer Gewindeverbindung 10 am Oberteil 3 gehalten.

Die Einspritzdüse 5 besitzt eine zentrale Zuströmbohrung 11, in deren axialer Verlängerung sich im Unterteil 4 des Ventilkörpers 2 ein kegelförmiger Ventilsitz 12 für die in einer Bohrung 13 axial verschiebbar angeordnete und einen Brennstoffvorlageraum 14 durchdringenden Ventilnadel 15 anschließt. Die Ventilnadel 15 mündet an ihrer dem Brennraum abgewandten Seite in einen Druckraum 16 - nachfolgend zweiter Druckraum genannt und ist in diesem Bereich durch eine Kupplung 7 form- und kraftschlüssig an einem im Oberteil 3des Ventilkörpers 2 koaxial fluchtenden Steuerkolben 18 angekoppelt. Letzterer ist mit seinem Steuerbolzen 19 in einer Bohrung 20 und mit seinem oben angefornten, kleineren Durchmesser aufweisenden Druckkolben 21 in einer Bohrung 22 axial beweglich gelagert. Mit seinem dem Brennraum abgewandten axialen Ende taucht der Druckkolben 21 in einen Druckraum 23-nachfolgend erster Druckraum genannt -, in den eine Druckleitung 24 mündet; letztere setzt sich aus einer axial zum Steuerkolben 18 fluchtenden Bohrung 25 im Oberteil 4 des Ventilkörpers 2, einer senkrecht in diese einmündenden, radial vom Rand des Oberteiles 3 her eingeformten und mittels eines Verschlußstopfens 26 abgedichteten Querbohrung 27 und einer in diese wiederum senkrecht stehend einmündenden, von der Oberseite des Oberteils 3 her eingeformten Zulaufbohrung 28

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zusammen. In diese Zulaufbohrung 28 ist ein Anschlußelement 29 eingesetzt, über das der außerhalb des Einspritzventils liegende Teil 30 der Druckleitung 24 mit einem nicht dargestellten Brennstoffhochdruckspeicher verbunden ist. Diesem Brennstoffhochdruckspeicher wird mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Hochdruckpumpe fortlaufend Brennstoff zugeführt, so daß in diesem ein konstant hoher Brennstoffdruck herrscht und somit immer Brennstoff mit konstant hohem Druck über die Druckleitung 24 zum ersten Druckraum 23 geführt wird und dort somit immer ein gleichbleibend hoher Dru'ck vorherrscht. Durch diesen konstant hohen Druck im Druckraim 23 ist der Steuerkolben 18 in Schließrichtung der Ventilnadel 15 permanent druckbeaufschlagt und daher bestrebt, diese in Schließstellung niederzuhalten·

Für die Brennstoffzuführung zum Brennstoffvorlageraum 14 an der Ventilnadel 15 ist eine Brennstoffzuleitung 31 vorgesehen, die innerhalb des Ventilkörpers 2 von der Druckleitung 24 abgezweigt ist. Im einzelnen besteht die Brennstof fzuleitung 31 aus einer im Unterteil 4 des Ventilkörpers 2 eingeformten, in den Brennstoffvorlageraum 14 einmündenden dezentralen Bohrung 32, an die sich im Oberteil 3 des Ventilkörpers 2 eine weitere Bohrung 33 anschließt, die in eine von der Außenseite des Oberteiles 3 her eingeformte, durch einen Verschlußstopfen 34 abgedichtete Querbohrung 35 mündet, die wiederum durch einen mit der Zulaufbohrung 28 fluchtenden Verbindungskanal 36 an die Querbohrung 27 der Druckleitung 34 angeschlossen ist. Hieraus ist ersichtlich, daß durch diese Konstruktion für die Speisung zweier interner Leitungen des Einspritzventils in vorteilhaftervvoise nur eine einzige äußer© gemeinsame Brennstoffzuleitung benötigt wird.

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An der Oberseite des Ventilkörpers 2 ist des weiteren ein elektromagnetisches Ventil 37 angeordnet, das Teil ei.neo im folgenden beschriebenen hydraulischen Steuerkreises ist· Das Ventil 37 besteht aus einem mechanischen Stauerteil 38, dessen interner Aufbau an sich bekannt und daher nicht im Detail gezeigt ist, und einem elektrischen Steuerteil 39, dessen interner Aufbau ebenfalls an sich bekannt und daher auch nicht gezeigt ist. In den mechanischen Steuerteil 38 des Ventils 37 münden eine Druckleitung 40, die in nicht dargestellter Weise mit einem Hydraulikflüssigkeit konstanten Druckes liefernden Hochdruckspeicher verbunden ist, sowie eine Entlastungslfiitung 41, die in ebenfalls nicht dargestellter Weise eait einem Reservoir zur Rückführung und Druckentlastung des zugeführten Hydrauliköles verbunden ist. Die Druckleitung 40 setzt sich außerhalb des elektromagnetischen Venti-ls 37 im Anschluß an dessen Druckausgang innerhalb des Ventilkörpers 2 durch einen zum zweiten Druckraum 16 führenden Druckkanal 42 fort. Das elektrische Steuerven -til 39 des Ventils 37 ist über eine elektrische Leitung -43 an einen maschinensynchron angetriebenen Geber G ang^зсЫоз-sen. Durch diesen Geber G ist das Ventil 37 taktmäSi g uuf- und zusteuerbar, derart, daß der zweite Druckraum 16 am Steuerkolben 18 wechselweise an die Hydraulikflüssie keJ.t konstanten Druckes enthaltende Druckleitung 40, 41 - zu»¹ Zweck uer Betätigung des Steuerkolbens 18 in öffnung srichtung der Ventilnadel 15 - oder die Entlastungsleitung 41 — 2^un Zweck der Wiederrückführung der Ventilnadel 15 in Schließstellung - anschließbar ist. Die in öffnungsrichtunc wJi"ksatnen Flächen 44 an der Ventilnadel 15 im Bereich desS Brennstoffvorlageraumes 14 bzw. die Flächen 45 am St.eu<»rkolben 18 im Bereich des zweiten Druckraumes 16 sind jeweils

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einzeln kleiner, zusammen jedoch größer als die in den ersten Druckraum 23 eintauchende Fläche 46 des Steuerkolbens 18 bemessen. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Ventilnadel 15 bei Freigabe des Druckes im zweiten Druckraum 16 durch den hydraulischen Steuerkreis angehoben wird und der Einspritzvorgang infolge des im Brennstoffvorlageraum 14 mit Konstantdruck anstehenden Brennstoffe erfolgen kann, bei Entlastung des hydraulischen Steuerkreises durch taktmäßiges Umschalten des Ventils 37 die Ventilnadel aufgrund der nunmehr am Steuerkolben in Schließrichtung überwiegenden Kraft wieder zurückgeführt und an ihrem Ventilsitz 12 angepreßt wird.

Erfindungsgeraäß ist dieser vorbeschriebenen Anordnung ein Sicherheitsventil 47 zugeordnet, dessen Bauteile in vorteilhafter Weise und wie in der Figur gezeigt im V_entilkörpor 2 und dort im Oberteil 3 des Einspritzventiles 1 eingebaut sind. Das Sicherheitsventil 47 besteht aus einem im gezeigten Ausführungsbeispiel als Metallkugel ausgebildeten Schließelement 48 und einem Druckkolben 49. Das SchlieSelemont 48 ist innerhalb der Brennstoffzuleitung 31 zum Brennstoffvorlageraum 14, beim gezeigten Ausführungsbeispiel innerhalb des Verbindungskanales 36 angeordnet. Im Verbtndungskanal 36 sind an dessen Wand radial einwärts gerichtete Längsführungsstreben 50 angeformt, die zur Führung des Schließelementes 48 dienen und ein Vorbeiströmen des Brennstoffes ermöglichen. Am unteren Ende dieser Lengsführungsstreben 50 ist der Verbindungskanal 36 querschnittsmäßig verengt, wobei die Übergangsflächevom größeren zum kleineren Querschnitt als konischer Ventilsitz 51 für das Schließeloment 48 ausgebildet ist. An diesen Ventilsitz 51 ist das Schließelement 48 in Brennstoff-

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zuflußrichtung zur Absperrung der Brennstoffzuleitung zum Brennstoffvorlageraum 14 durch den dort anstehenden Brennstoff absperrbar·

Der Druckkolben 49 des Sicherheitsventils 47 ist sowohl als Betätigungselement für das Schließelement 48 als auch selbst, als Ventil ausgebildet, wobei er mit einer аіз Ventilschließelement dienenden Kegelfläche 52 mit einem entsprechend f lächontnäßig angepaßten Ventilsitz 53 in einer Brennstoffrücklaufleitung 54 zusammenwirkt, derart, daß der im Raum der Brennstoffzuleitung 31 zwischen dem Schließelement 48 des Sicherheitsventils 47 und dem Brennstoffvorlageraum 14 befindlichen Brennstoff bei geschlossenem Sicherheitsventil 47 über die Brennstoffrücklaufleitung 54 dpuckentlastet ist· Hinter dem Druckkolben ist ein Druckraum 55 angeordnet, der durch eine in den Ventilkörper 2 von außen her und parallel zur Bohrung 25 verlaufend eingeformte, durch einen Verschlußstopfen 56 nach außen abgedichtete Bohrung 57 gebildet ist·

Der Druckkolben 49 besteht im einzelnenaus einem an den Druckraum 55 angrenzenden und diesen begrenzenden Druckteller 58 und einen sich daran in Richtung des Schließelementes anschließenden, in einer Bohrung 59 gelagerten Führungsbolzen 60, der wiederum einen in die Brennstoffrücklaufleitung 54 eintauchenden Ansatzbolzen 61 kleineren Durchmessers trägt, an den stirnseitig als Ventilschließelement die Kegelfläche 52 angeformt ist; an letztere schließt sich wiederum eine querschnittsmäßig schwächere, stirnseitig am Schließelement 48 anliegende Schubstange 62 an»

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In den Druckraum 55 mündet hinter dem Druckkolben 49 eine Druckleitung 63, die im Oberteil 3 des Ventilkörpers 2 als Bohrung ausgebildet und von der zum zweiten Druckraum 16 am Steuerkolben 18 des Einspritzventiles 1 führenden Druckleitung 42 des Servosteuerkreises nach deren Austritt aus dem Druckausgang des elektromagnetischen Ventils 37 abgezweigt ist und ebenso wie der Druckraum 55 mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist. Die Druckleitung 63 kann jedoch auch an einen zweiten Druckausgang des elektromagnetischen Ventils 37 - falls vorhanden - angeschlossen sein. Die Druckleitung 63 ist etwa um ein Drittel kürzer und besitzt einen etwa viermal so großen Querschnitt als die zum zweiten Druckraum 16 am Steuerkolben 18 führende Druckleitung 42. Der Zweck dieser Maßnahme ergibt sich anhand der nachfolgend dargelegten Funktion des erfindungsgemäßen Sicherheitsventils in Zusammenwirken mit den anderen Teilen des Einspritzventils.

Für die Funktionsbetrachtung sei zunächst von einem Zustand der sich in Schließstellung befindlichen Ventilnadel ausgegangen. Diese wird dabei in dieser Lage durch den im ersten Druckraum 23 anstehenden Brennstoffdruck über den Steuerkolben 18 niedergehalten. Das Sicherheitsventil 47 ist geschlossen, d. h., dessen Schließelement 48 ist auf den Ventilsitz 51 in der Brennstoffzuleitung durch den in dieser anstehenden Brennstoffdruck angepreßt. Außerdem ist die Brennstoffrücklaufleitung 54 durch das indiesem Zustand offene Ventilschließelement am D-ruckkolben geöffnet, so daß der im Bereich zwischen dem geschlossenen Schließelement 48 des Sicherheitsventils 47 und der geschlossenen Ventilnadel 15 in der Brerinstoffzuleitung 31 sowie den Brennstoffvorlageraum 14 befindliche Brennstoff

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Wenn nun von dsm maschinensynchron angetriebenen Geber G über die Leitung 43 ein Signal für eine Einspritzphaso in das elektromagnetische Ventil 37 eingespeist wird, wird ein Stellglied im mechanischen Steuerventil 38 des Ventils 37 elektromagnetisch bewegt, so daß der in der Druckleitung 40 anstehende Druck der Hydraulikflüssigkeit nunmehr an die in den Leitungen 42 zum zweiton Druckraum 16 bzw· Leitung 63 zum Druckraum 55 des Sicherheitsventils 47 befindliche Hydraulikflüssigkeit weitergeleitet wird. Infolge der unterschiedlichen Druckübertragungsweglängen und -querschnittsflächen der beiden Leitungen 42 und 63 sowie einer gegenüber der in Öffnungsrichtung wirksamen Fläche 45 des Steuerkolbens (im zweiten Druckraum) kleineren, in Öffnungsrichtung wirksamen Druckfläche 64 am Druckteller 58 des ОгисккоіЬепз 49 wird letzterer mit geringfügigem zeitlichen Vorlauf betätigt. Dies hat zur Folge, daß die Brennstoff rücklauf leitung durch den nunmehr angehobenen Druckkolben 49 mittels des Ventilschließelementes abgesperrt und, infolge des nunmehr von seinem Ventilsitz 51 abgehobenen Schließelementes 48 des Sicherheitsventiles 47, die Brennstoffzuleitung 31 zum Brennstoffvorlageraura 14 wieder offen ist und somit an letzterem wieder Brennstoff unter Druck ansteht. Dieser Druck wirkt nun auf die in Öffnungsrichtung wirksame Fläche 44 der Ventilnadel 15 ein und addiert sich zu dem im zweiten Druckraum 16 an der in Öffnungsrichtung v/irksamen Fläche 45 des Steuer— kolbons 18 anstehenden D_ruck. Da die Summe dieser beiden Drücke jenen im ersten Druckraum 23 auf die in Schlioßr—chtung wirksame Fläche 46 am Steuerkolben 18 ausgeübten Druck überwiegt, wird die Vontilnadel 15 bei Anstehen von

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Druck an ihrer Fläche 44 vom Ventilsitz 12 abgehoben und der Einspritzvorgang freigegeben. Die Einspritzdauer ist durch den maschinensynchron gesteuerten Geber G gesteuert, wobei am Ende der Einspritzphase das elektromagnetische Ventil 37 zu einer Umschaltung veranlaßt wird mit der Folge, daß die Leitungen 42 und 63 in druckentlastender Weise an die Entlastungsleitung 41 angeschlossen werden. Dies hat wiederum zur Folge, daß der im ersten Druckraum 23 auf die in Schließrichtung wirkende Fläche 4fi ausgeübte Druck nach V/egfall des Druckes im zweiten Druckraum 16 jenen an der Fläche 44 der Ventilnadel 15 anstehenden Druck übersteigt und die Ventilnadel 15 daher wieder in ihre Schließlage gebracht wird. Da gleichzeitig auch der Druck in der Druckleitung 63 abfällt und somit kein in Öffnungsrichtung wirkender Druck mehr am Druckkolben 49 des Sicherheitsventils 47 ansteht, wird dieses durch den auf dessen Schließelement 48 einwirkenden Druck des anstehenden Brennstoffes wieder geschlossen und gleichzeitig aufgrund des öffnens des Ventils am Druckkolben die Brennstoffrücklauf leitung 54 wieder geöffnet, so daß der im Raum der Brennstoffzuleitung 31 zwischen Schließelement 48 und Brennstoffvorlageraum 14 befindliche Brennstoff wieder druckentla3tet ist.

Dieser Zyklus wiederholt sich bei jeder entsprechenden Ansteuerung des elektromagnetischen Ventils durch den maschinensynchron angetriebenen Geber G.

Claims

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Erfindungзanspruch
1. Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen, bei der von einem Konstanthochdruckspeicher Brennstoff über eine Brennstoffzuleitung zu einem Brennstoffvorlageraum an der Ventilnadel eines Einspritzventils und über eine Druckleitung zu einem ersten Druckraum eines auf die Ventilnadel einwirkenden Steuerkolben geführt und außerdem ein hydraulischer Steuerkreis vorgesehen ist, mit einem von einem maschinensynchrom angetriebenen Geber betätigten elektromagnetischen Ventil, mit dem ein zweiter Druckraum am Steuerkolben wechselweise an eine Hydraulikflüssigkeit konstanten Drucks enthaltende Druckleitung zum Zweck der Betätigung des Steuerkolbens in Öffnungsrichtung der Ventilnadel oder eine Entlastungsleitung anschließbar ist, wobei die in Öffnungsrichtung wirksamen Flächen der Ventilnadel und des Steuerkolbens einzeln kleiner, zusammen jedoch größer als die in den ersten Druckraum eintauchende Fläche des Steuerkolbens bemessen sind, gekennzeichnet durch ein Sicherheitsventil (47) mit einem S_chließelement (48), das in der Brennstoffzuleitung (31) zum Brennstoffvorlageraum (14), diese bei in Schließstellung befindlicher Ventilnadel (15) in Brennstoffzuflußrichtung absperrend, angeordnet ist, und mit einem Druckkolben (49) sowie einem über eine mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte Druckleitung (63) mit dem elektromagnetischen Ventil (37) verbundenen Druckraum (55), der zum Zweck der Betätigung des Druckkolbens (49) wechselweise durch das elektromagnetische Ventil (37) im gleichen Takt wie der zweite Druckraum (16) am Steuerkolben (18), aufgrund divergierender Druckübertragungs-
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weglängen und -querschnittsflachen, jedoch zeitlich vorher ansprechend, mit Druck beaufschlagbar oder an die Entlastungsleitung (41) anschließbar ist·
2. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Druckkolben (49) des Sicherheitsventils (47) ebenfalls als Ventil ausgebildet ist und mit seinem Ventilschließelement mit einem Ventilsitz (53) in einer Brennstoffrücklaufleitung (54) zusammenwirkt,derart, daß der im Raum der Brennstoffzuleitung (31) zwischen dem Schließelement (48) des Sicherheitsventils (47) und dem Brennstoffvorlageraum (14) befindliche Brennstoff bei gesch-lossenem Sicherheitsventil über die Brennstoffrücklaufleitung (54) druckentlastet ist.
3. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zum Druckraum (55) de3 Sicherheitsventils (47) führende Druckleitung (63) im Ventilkörper (2) von der zum zweiten Druckraum (16) am Steuerkolben (18) führendenDruckleitung (42) nach deren Austritt aus dem elektromagnetischen Ventil (37) abgezweigt ist.
4. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Punkt 1 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß die zum Druckraum (55) des Sicherheitsventils (47) führende Druckleitung (63) um etwa ein Drittel kürzer ist und einen etwa viermal so großen Querschnitt besitzt als die zum zweiten Druckraum (16) des Steuerkolbens (18) führende Druckleitung (42).

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5· Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß das S_chließelement (48) des Sicherheitsventils (47) als Metallkugel ausgebildet ist.

6· Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Metallkugel innerhalb eines T_eils der Brennstoffzuleitung (31) zwischen mehreren von dessen Wand radial einwärts gerichteten Längsführungsstreben (50) längsbeiveglich geführt und in Brennstoff-Flußrichtung gegen einen konischen Ventilsitz (51) in derselben anpreßbar ist.
7. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Druckkolben (49) des Sicherheitsventils (47) einen an den Druckraum (55) angrenzenden Druckteller (58) und einen sich daran in Richtung des Schließelementes (48) anschließenden Führungsbolzen (60) besitzt, der wiederum einen in die Brennstoffrücklaufleitung (54) eintauchenden Ansatzbolzen (61) trägt, an den stirnseitig als Ventilschließelement eine Kegelflache (52) angeformt ist, an die sich wiederum eine stirnseitig am Schließelement (48) anliegende Schubstange (62) anschließt.
8. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Bauteile des Sicherheitsventils (47) im Ventilkörper (2) des Einspritzventiles (1) eingebaut sind.

У/ Seite Zeichnung