DE3604392C2 - Kraftstoffeinspritzanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist aus der DE-OS 31 02 853 bereits eine Kraftstoffeinspritzanlage bekannt, bei der der über eine Kraftstoffzuführleitung zum Einspritzventil strömende und der über eine Kraftstoffrückströmleitung vom Einspritzventil abgeführte, überschüssige Kraftstoff das Ventilgehäuse zwecks einer besseren Kühlung teilweise umspült. Bei den ebenfalls bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen nach der DE-OS 31 18 168 bzw. DE-OS 31 43 849 ist zusätzlich zu der Umspülung vorgesehen, daß stromaufwärts des Einspritzventils ein von der Kraftstoffzuführleitung zur Kraftstoffrückströmleitung führender Entgasungskanal liegt. Beim Heißstart einer mit einem derartigen Einspritzventil ausgestatteten Verbrennungskraftmaschine kann es durch die Bildung von Kraftstoffdampfblasen dann zu Startschwierigkeiten kommen, wenn in den ersten Sekunden nach dem Start mit Dampfblasen versetzter Kraftstoff abgespritzt wird oder der im Einspritzventil vorhandene geringe dickflüssigere Kraftstoff für einen Heißstart nicht ausreicht. Ursache hierfür ist die starke Abmagerung und damit Zündunwilligkeit des dabei gebildeten Kraftstoff-Luft-Gemisches.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage derart weiterzuentwickeln, daß auch in den ersten Sekunden nach dem Heißstart eine ausreichende Versorgung des Kraftstoffeinspritzventiles mit dampfblasenfreiem Kraftstoff und damit eine gute Zündfähigkeit des durch das Kraftstoffeinspritzventil abgespritzten Kraftstoffes sichergestellt wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß der Effekt des Ausdampfens von Kraftstoffbestandteilen unter Einbeziehung eines Reservoirs in günstiger Weise genutzt wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzanlage möglich. Durch den Blendenkörper wird die von der Halterung auf das Einspritzventil übergehende Wärmemenge, welche wesentlich zur Ausdampfung von Kraftstoff beiträgt, verringert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen je ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil 1 ist in bekannter Weise elektromagnetisch betätigbar und dient beispielsweise zur Einspritzung von Kraftstoff über einen Düsenkörper 2, insbesondere mit niedrigem Druck, in das Luftansaugrohr von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil kann dabei entweder gleichzeitig für alle Zylinder der Brennkraftmaschine stromaufwärts oder stromabwärts einer Drosselklappe in das Luftansaugrohr durch ein einzelnes Kraftstoffeinspritzventil erfolgen oder durch je ein Kraftstoffeinspritzventil in die einzelnen Luftansaug­ rohre unmittelbar vor jedes Einlaßventil jedes Zylinders der Brennkraftmaschine. Die elektrische Ansteuerung des Kraft­ stoffeinspritzventils 1 kann dabei über Kontaktstifte 3 in bekannter Weise erfolgen. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist in einer ersten Führungsbohrung 4 eines Haltekörpers 5 in seinem dem Düsenkörper 2 abgewandten Bereich und in ei­ ner zweiten Führungsöffnung 6 des Haltekörpers 5 in seinem nahe dem Düsenkörper 2 liegenden Bereich gelagert. Erste (4) und zweite (6) Führungsbohrung liegen zweckmäßigerweise koaxial zueinander, wobei die zweite Führungsbohrung 6 einen kleineren Querschnitt aufweist als die erste Führungsbohrung 4. Der Haltekörper 5 kann durch die Luftansaugrohrwandung selbst gebildet werden oder als selbständiges Teil gestal­ tet sein. Zur Zuführung von Kraftstoff dient eine innerhalb des Haltekörpers 5 verlaufende und in einen durch die erste (4) und zweite (6) Führungsbohrung gebildeten Innenraum 8 mündende Kraftstoffzuführleitung bzw. Kraftstoffzuführöff­ nung 9; zur Abführung überschüssigen Kraftstoffes dient eine ebenfalls innerhalb des Haltekörpers 5 verlaufende und in den Innenraum 8 mündende Kraftstoffabführleitung 10. Wie in der Zeichnung dargestellt, befindet sich die Kraftstoff­ zuführleitung 9 unterhalb der Kraftstoffabführleitung 10 und damit näher am Düsenkörper 2. Die beschriebene Lagerung des Kraftstoffeinspritzventils 1 in erster (4) und zweiter (6) Führungsbohrung geschieht unter Zwischenlage jeweils einer Dichtung 12, 13 zwischen Kraftstoffeinspritzventil 1 und Haltekörper 5. Auf diese Weise sind der Innenraum 8 und die Atmosphäre des den Haltekörper 5 aufnehmenden Ansaug­ rohres dichtend voneinander getrennt. Das Kraftstoffein­ spritzventil 1 besitzt in der dem Düsenkörper 2 abgewand­ ten Richtung einen Rand 14, welcher einen größeren Durch­ messer aufweist als der Durchmesser der ersten Führungsboh­ rung 4 und mit dem sich das Kraftstoffeinspritzventil 1 auf einer Außenschulter 15 des Haltekörpers 5 abstützt. Weiter­ hin weist das Kraftstoffeinspritzventil 1 einen am Umfang des Kraftstoffeinspritzventiles 1 anliegenden oder einen Teil des Kraftstoffeinspritzventiles 1 bildenden ersten Filterring 17 auf. Dieser erste Filterring 17 besitzt Durch­ strömöffnungen 18, durch welche der Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 1 austreten kann. Der erste Fil­ terring 17 ist auf dem Kraftstoffeinspritzventil 1 und innerhalb des Innenraums 8 des Haltekörpers 5 in der Weise angebracht, daß die Durchströmöffnungen 18 mit der Kraft­ stoffabführleitung 10 in Verbindung stehen. In der dem Dü­ senkörper 2 zugewandten Richtung, an den ersten Filter­ ring 17 anschließend, befindet sich, einen Teil des Kraft­ stoffeinspritzventils 1 oder aber einen Teil des ersten Filterringes 17 bildend, ein sich vorzugsweise bis zur Wan­ dung der ersten Führungsbohrung 4 erstreckender Kragen 19, durch welchen der Innenraum 8 in zwei Teilräume unterteilt wird: In einen ersten Teilraum 21, welcher mit der Kraft­ stoffabführleitung 10 in Verbindung steht, und in einen zwei­ ten Teilraum 22, welcher mit der Kraftstoffzuführleitung 9 in Verbindung steht und welcher zur Atmosphäre des Ansaug­ rohrs durch die Dichtung 13 abgeschlossen wird. Am Umfang des Kragens 19 sind Drosselöffnungen 23 eingearbeitet, so daß ein Überströmen von unter Druck stehendem Kraftstoff vom zweiten Teilraum 22 in den ersten Teilraum 21 nur unter Druckabfall möglich ist. Die Drosselöffnungen 23 können etwa in Form von am Umfang des Kragens 19 abgetragenen Ab­ flachungen ausgebildet sein.

Durch einen das Kraftstoffeinspritzventil 1 in einem Zu­ strömbereich 24 nahe des Düsenkörpers 2 umfassenden, inner­ halb des zweiten Teilraumes 22 liegenden zweiten Filterring 25 wird der über den Zuströmbereich 24 in das Kraftstoff­ einspritzventil 1 strömende Kraftstoff von Schmutzpartikeln gereinigt. Der zweite Filterring 25 kann gleichzeitig dazu dienen, die axiale Lageverschiebung der Dichtung 13 zu si­ chern, indem eine axiale Verschiebung der Dichtung 13 in der dem Düsenkörper 2 abgewandten Richtung durch eine Schul­ ter 26 am zweiten Filterring 25 begrenzt wird. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung, welche Fig. 1 zeigt, befindet sich am Boden der ersten Führungsbohrung 4 eine koaxial zur ersten (4) und zweiten (6) Führungsbohrung ange­ brachte Sackbohrung 27, deren Durchmesser folglich kleiner als der Durchmesser der ersten Führungsbohrung 4, aber größer als der Durchmesser der zweiten Führungsbohrung 6 ist. Am Boden 28 der Sackbohrung 27 liegt ein vorzugsweise in Form eines zylindrischen Ringes geringer Wandstärke geform­ ter Blendenkörper 30 an, welcher auf einem Teil seiner axia­ len Ausdehnung durch die Wandung der Sackbohrung 27 umfaßt ist und welcher im Bereich seiner restlichen axialen Aus­ dehnung in den zweiten Teilraum 22 des Innenraums 8 koaxial so weit hineinragt, daß zwischen einem dem Düsenkörper 2 abgewandten Begrenzungsrand 31 des Blendenkörpers 30 und der Wandung des Kraftstoffeinspritzventils 1 ein Durchström­ bereich in Form eines Überströmspaltes 33 verbleibt. Der Blendenkörper 30 kann aus Metall, Kunststoff oder einem keramischen Material bestehen.

Über die Kraftstoffzuführleitung 9 zugeführter Kraftstoff gelangt nach Durchströmung bzw. Durchspülung des zweiten Teilraumes 22 teilweise zum Überströmspalt 33 und von dort innerhalb des Blendenkörpers 30 zum zweiten Filterring 25, nach dessen Durchströmung der Kraftstoff den Zuströmbereich 24 des Kraftstoffeinspritzventils 1 erreicht. Das vom Blen­ denkörper 30 eingeschlossene, einen Teil des Kraftstoffein­ spritzventils 1 umgebende und außerdem durch den Boden 28 der Sackbohrung 27 begrenzte Volumen soll im folgenden als "Dicksaftspeicher" 34 bezeichnet werden. Als "Dicksaft" be­ zeichnet der Fachmann den um die leichter flüchtigen Bestand­ teile verminderten Kraftstoff. Da dieser Kraftstoff einen erhöhten Siedepunkt aufweist, neigt er weniger zur Dampf­ blasenbildung als Kraftstoff normaler Konsistenz. Erst da­ durch ist eine exakte Zumessung der Kraftstoffmenge beim Heiß­ start möglich, da Dampfblasen die Zumessung nicht mehr be­ einflussen können.

Die Funktion des Dicksaftspeichers 34 ist wie folgt:

Nach Abstellen einer mit der erfindungsgemäßen Kraftstoff­ einspritzanlage ausgerüsteten, heißgefahrenen Brennkraft­ maschine kommt es an der Oberfläche des Kraftstoffeinspritz­ ventiles 1 und des Haltekörpers 5 zu einer starken Wärmeein­ wirkung auf den nun bewegungslos im Dicksaftspeicher 34 be­ findlichen Kraftstoff, da die kühlende Wirkung des während des Betriebes über die Kraftstoffzuführleitung 9 einströmen­ den frischen Kraftstoffes fehlt. Die Folge ist eine Erwär­ mung des im Dicksaftspeicher 34 befindlichen Kraftstoffes und ein Ausdampfen der leichterflüchtigen Kraftstoffbestand­ teile, welche aufgrund ihres geringeren spezifischen Ge­ wichtes aufsteigen und über den Überströmspalt 33 in den zweiten Teilraum 22 gelangen. Diese Dampfblasenbildung wird durch den nach Abstellen der Brennkraftmaschine abfallenden Kraftstoffdruck in der Kraftstoffzuführleitung 9 und damit auch im Dicksaftspeicher 34 noch verstärkt. Durch das ge­ ringere spezifische Gewicht steigen die Dampfblasen inner­ halb des Dicksaftspeichers 34 auf und erreichen über den Überströmspalt 33 den zweiten Teilraum 22. Von dort gelan­ gen sie beim nächsten Start der Brennkraftmaschine über die Drosselöffnungen 23 zur Kraftstoffabführleitung 10. Nach einiger Zeit sind alle leichterflüchtigen Kraftstoffbestand­ teile innerhalb des Dicksaftspeichers 34 verdampft, zurück bleibt der Dicksaft. Kommt es nun zu einem Heißstart der Brennkraftmaschine, so wird für die ersten Sekunden nach dem Start eben dieser Dicksaft durch das Kraftstoffeinspritz­ ventil 1 abgespritzt, und nicht der sich außerhalb des Dick­ saftspeichers 34 im zweiten Teilraum 22 befindende, teilweise mit Dampfblasen durchsetzte Kraftstoff. Dadurch ist die Zündwilligkeit des aufbereiteten Luft/Kraftstoffgemisches vom Start an gewährleistet. Ist der Vorrat an Dicksaft im Dicksaftspeicher 34 erschöpft, so gelangt über die Kraft­ stoffzuführleitung 9 zunehmend der durch eine nicht darge­ stellte Kraftstoffpumpe geförderte kühle Kraftstoff zum Kraftstoffeinspritzventil 1. Ein sinnvoller Übergang von der Förderung von Dicksaft zur Förderung von regulärem Kraftstoff läßt sich durch angepaßte Wahl der Größe des Dicksaftspeichers 34 erreichen.

Der Blendenkörper 30 kann, vorzugsweise in seinem der Kraft­ stoffzuführleitung 9 abgewandten Bereich, einen in Längs­ richtung verlaufenden Schlitz 36 aufweisen. Dadurch wird das Einsetzen des Blendenkörpers 30 in die Sackbohrung 27 erleichtert. Hierzu wird vor dem Einsetzen des Blendenkör­ pers 30 in die Sackbohrung 27 der Blendenkörper 30 radial zusammengedrückt, so daß die zwischen sich den Schlitz 36 bildenden Flächen aneinander liegen, sodann wird der Blen­ denkörper 30 in diesem Zustand in die Sackbohrung 27 einge­ setzt und anschließend entspannt, wodurch er sich mit seinem Außenmantel an die Wandung der Sackbohrung 27 anlegt.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Gleichwirkende Teile sind dabei gegenüber Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im Vergleich zu Fig. 1 fehlen die Sackbohrung 27 und die zweite Füh­ rungsbohrung 6. Stattdessen befindet sich im unteren, dem Düsenkörper 2 zugewandten Teil des Haltekörpers 5 eine Durchgangsbohrung 37 gleichen oder geringeren Durchmessers als der Durchmesser der ersten Führungsbohrung 4. Zwischen dieser Durchgangsbohrung 37 und dem Kraftstoffeinspritzven­ til 1 befindet sich ein rotationssymmetrischer Einsatz 38, welcher zur Durchgangsbohrung 37 hin durch eine in einer Nut des Einsatzes 38 geführte Ringdichtung 39 abgedichtet ist. Innerhalb des Einsatzes 38 befindet sich eine Öffnung 42, welche in gleicher Weise ausgebildet ist wie die zweite Führungsbohrung 6 des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1. In der dem Düsenkörper 2 abgewandten Richtung erstreckt sich der Blendenkörper 30 als Teil des Einsatzes 38 mit Ab­ stand zum Kraftstoffeinspritzventil 1. Der Blendenkörper 30 läuft beispielsweise jedoch nicht, wie bei Fig. 1, unter Bildung des Überströmspaltes 33 in einem Begrenzungsrand 31 aus, sondern endet auf einem Teil seines Umfanges in min­ destens zwei nach innen gebogenen Rastabschnitten 43. Die Rastabschnitte 43 rasten mit Nasen 44 in eine im Umfang des Kraftstoffeinspritzventils 1 eingearbeitete Haltenut 45 ein. Zwischen zwei jeweils benachbarten Rastabschnitten 43 bzw. Nasen 44 befinden sich Durchströmbereiche 47, welche ihrer Funktion nach dem Überströmspalt 33 des ersten Aus­ führungsbeispieles entsprechen und welche folglich die Ver­ bindung herstellen zwischen der Kraftstoffzuführleitung 9 und dem innerhalb des Blendenkörpers 30 gebildeten Dicksaft­ speicher 34.

Zu den bereits in der Beschreibung des ersten Ausführungs­ beispieles der Erfindung angeführten Vorteilen kommt bei einem Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 2 der zusätz­ liche Vorteil einer guten Wärmeisolation zwischen Halte­ körper 5 und Kraftstoffeinspritzventil 1 durch den dazwi­ schenliegenden Einsatz 38. Das gilt insbesondere, wenn der Einsatz 38 aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit - wie etwa Kunststoff - besteht. Diese isolierende Wirkung des Einsatzes 38 bietet den Vorteil, daß die Wärme des Haltekörpers 5 nicht unmittelbar in die Nähe des Kraftstoff­ einspritzventiles 1 gelangt und dort die unerwünschte Dampf­ blasenbildung fördert. Beide Vorteile des Einsatzes 38 - gute thermische Isolation und Speicherung von Kraftstoff im Dick­ saftspeicher 34 - ergänzen sich in vorteilhafter Weise: Durch die isolierende Wirkung des Einsatzes 38 wird eine zu starke Erwärmung des nahe am Ventil vorgelagerten Kraftstof­ fes und damit u.U. ein Ausdampfen von Kraftstoffteilen ver­ hindert und, da dies zumeist nicht ausreicht, wird durch den Blendenkörper 30 gewährleistet, daß im Dicksaftspeicher 34 sich bildende Dampfblasen über die Durchströmbereiche 47 an dem Blendenkörper 30 in oben beschriebener Weise entwei­ chen können, ohne daß es zu Einspülungen von Kraftstoff in umgekehrter Richtung, d.h. in den Dicksaftspeicher 34, kommt.

Claims (11)

1. Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit einem mindestens einem in einer Führungsbohrung (4, 6) einer Halterung (5) angeordneten Kraftstoffeinspritzventil (1), das mit der Führungsbohrung (4) einen Innenraum (8) begrenzt und mit Kraftstoff durch eine in die Führungsbohrung (4) mündende Kraftstoffzuführleitung (9) über einen Zuströmbereich (24) versorgt wird und das einen Düsenkörper (2) hat, der zur Einspritzung von Kraftstoff in ein Luftansaugrohr dient, dadurch gekennzeichnet, daß sich in den Innenraum (8) ein einen Hohlkörper bildender und das Kraftstoffeinspritzventil (1) teilweise mit Abstand umgebender Blendenkörper (30) erstreckt, so daß zwischen dem Umfang des Kraftstoffeinspritzventils (1) im Zuströmbereich (24) und dem Blendenkörper (30) ein zur Speicherung von Kraftstoff dienender Dicksaftspeicher (34) gebildet ist, der in vom Düsenkörper (2) wegführender Richtung mit der Kraftstoffzuführleitung (9) über mindestens einen Durchströmbereich (33, 47) in Verbindung steht und in dem nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine Kraftstoff gespeichert wird, der um seine leichter flüchtigen Bestandteile vermindert ist, die in einem Raum (22) des Innenraums (8) zeitweise aufgenommen werden, wobei nach dem Start der Brennkraftmaschine der Kraftstoff aus dem Dicksaftspeicher (34) in das Kraftstoffeinspritzventil (1) eintritt.

2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (30) als Hohlzylinder ausgebildet ist.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (30) in vom Düsenkörper (2) wegführender Richtung in der Nähe der Wandung des Kraftstoffeinspritzventils (1) endet und mit dieser den mindestens einen Durchströmbereich (33, 47) zur Kraftstoffzuführleitung (9) bildet.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (30) in Längsrichtung einen Schlitz (36) aufweist.

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (30) in einer sich an die Führungsbohrung (4) anschließende Bohrung (27) angeordnet ist.

6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (30) am Kraftstoffeinspritzventil (1) in einen Rastabschnitt (43) eingerastet ist.

7. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (30) Teil eines Einsatzes (38) ist, der zwischen zumindest einem Teil des Düsenkörpers (2) des Kraftstoffeinspritzventiles (1) und einer sich an die Führungsbohrung (4) anschließenden Bohrung (37) eingesetzt ist.

8. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (30) am Kraftstoffeinspritzventil (1) in einen Rastabschnitt (43) eingerastet ist.

9. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Blendenkörper (30) Rastabschnitte (43) segmentweise angebracht sind und diese Rastabschnitte (43) mit nach innen gerichteten Nasen (44) versehen sind, welche in eine am Kraftstoffeinspritzventil (1) eingearbeitete Haltenut (45) einrasten.

10. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, 3, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung in einem Haltekörper (5) ausgebildet ist, der in das Luftansaugrohr ragt.

11. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, 3, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung in der Wandung des Luftansaugrohres ausgebildet ist.