DE3119050A1 - "brennstoffeinspritzvorrichtung mit elektromagnetisch betaetigtem umschaltventil" - Google Patents

Description

P.5606 Stph

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur, Schweiz

Brennstoffeinspritzvorrichtung mit elektromagnetisch betätigtem Umschaltventil

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung ist aus der CH-PS 494 346 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist das Umschaltventil als Schieberkolben ausgebildet, der mit seinem einen Ende in der Bohrung einer kolbenartigen Verdickung der Düsennadel gleitet. In diesem gleitenden Bereich weist die Bohrung Steuerkanten auf, die mit Steuerkanten im Kolbenschieber zusammenwirken. Das andere, ausserhalb der kolbenartigen Verdickung der Düsennadel befindliche Ende des Kolbenschiebers ist als flanschartige Scheibe ausgebildet und bildet den Anker des Elektromagneten. Der Elektromagnet besteht aus einer zylindrischen Spule, die in einer axialen Bohrung des Ventilgehäuses angeordnet ist und die einen die Spule durchdringenden Bolzen aufweist, der mit seinem einen Ende bis in die Nähe des erwähnten Ankers reicht. Zwischen der

- ir-

Spule und dem Anker sind ein hülsenförmiges Distanzstück aus unmagnetischem Werkstoff und ein ferromagnetischer Polring angeordnet/ die beide das dem Anker zugewendete Ende des Bolzens umgeben und ebenfalls im Ventilgehäuse untergebracht sind. Zwischen dem Distanzstück und dem Polring einerseits und dem erwähnten Bolzenende andererseits ist eine Feder vorgesehen, die bei nicht erregter Spule den Anker vom Polring wegdrückt.

Bei dieser Vorrichtung kann es vorkommen, dass die Düsennadel klemmt und, wenn sie sich dabei in offener Stellung befindet, dass über die Einspritzphase hinaus ungewollt Brennstoff in den Brennraum des Zylinders eingespritzt wird. Weiter ist nachteilig, dass eine ungleiche Lastverteilung über die Zylinder eintreten kann, z.B. dadurch, dass die Düsenkanäle im Einspritzventil eines Zylinders infolge Errosion stärker ausgewaschen sind als in den übrigen Zylindern. Wegen der Unterbringung des Elektromagneten in der axialen Bohrung des Ventilgehäuses ergeben sich grosse Einschränkungen in der konstruktiven Gestaltung der Vorrichtung. Bei einer Störung im elektromagnetisch betätigten Umschaltventil muss die gesamte Vorrichtung einschliesslich der Düsennadel und der Sitzpartie für diese Nadel zusammen mit dem Elektromagneten ersetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einspritzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu verbessern, dass sie die aufgezählten Nachteile nicht aufweist und insbesondere bei konstruktiv einfacherem Aufbau Sicherheit bietet, dass z.B. bei einem Klemmen der Düsennadel Brennstoff nicht ungewollt in den Brennraum des Zylinders gelangt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst. Durch das Anbringen des Sicherheitsventils und des Umschaltventils wird es auf einfache Weise möglich, einen ungewollten Brennstofffluss in den Brennraum des Zylinders zu verhindern, was z.B. bei einem Klemmen der Düsennadel eintreten könnte.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung steht das Umschaltventil mit einem Ueberwachungsgerät in Wirkungsverbindung. Das Ueberwachungsgerät gibt ein Signal auf den Elektromagneten des Umschaltventils, wenn ein ungewollter Brennstofffluss in dem Zylinderraum festgestellt wird. Dafür können je Zylinder Mittel vorgesehen sein, die Druckänderungen im Akkumulatorraum des betreffenden Einspritzventilgehäuses feststellen und ein entsprechendes Signal erzeugen, das dann über eine Signalleitung dem Ueberwachungsgerät zugeleitet wird.

Durch Vergleich der Druckänderungssignale der Einspritzventile verschiedener Zylinder lässt sich dann auch feststellen, ob über die Zylinder eine ungleiche Lastverteilung vorliegt, was der Fall sein kann, wenn die Düsenkanäle eines Einspritzventils stärker ausgewaschen sind als die Düsenkanäle der Einspritzventile anderer Zylinder. Aus dem Vergleich lässt sich dann der Zylinder mit der abweichenden Last ermitteln und durch Verringern von dessen Brennstoffeinspritzmenge die unterschiedliche Lastverteilung ausgleichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Längsschnitt ein Einspritzventil und in

schematischer Darstellung die zugehörigen Teile zu dessen Steuerung,

Pig. 2 einen Axialschnitt durch ein elektromagnetisch betätigtes Umschaltventil, in grösserem Massstab als in Fig. 1.

Die Einspritzvorrichtung 1 besteht aus einem Gehäuse/ das sich aus drei Teilen 2, 3 und 4 zusammensetzt, die in nicht näher dargestellter Weise fest und dichtend miteinander verbunden sind. Die Einspritzvorrichtung 1 ist in einen Zylinderdeckel 5 eingesetzt, der mit seiner in der Zeichnung unteren Fläche den Brennraum 6 des Zylinders einer Dieselbrennkraftmaschine begrenzt. Der in Fig. 1 unterste Gehäuseteil 4 enthält eine Düsennadel 7, die in einer zentralen Bohrung des Gehäuseteils 4 dichtend geführt ist und mit ihrem unteren Ende 8, das eine konische Dichtfläche aufweist, mit einer Sitzfläche im Gehäuseteil 4 zusammenwirkt. An die Sitzfläche schliesst sich ein axialer Kanal 9 an, der im Bereich seines unteren Endes in mehrere Düsenkanäle 10 übergeht, die in den Brennraum 6 münden. Im Bereich des unteren Endes 8 der Düsennadel 7 ist im Gehäuseteil 4 ein Raum 11 vorgesehen, in den ein Brennstoffzufuhrkanal 12 mündet, der sich nach oben gegen den mittleren Gehäuseteil 3 erstreckt und sich in diesem als Kanal 12' fortsetzt.

Der mittlere Gehäuseteil 3 enthält koaxial zur Düsennadel 7 eine abgestufte, zentrale Bohrung 13, in derem unteren erweiterten Abschnitt ein Belastungskolben 14 für die Düsennadel 7 axial verschiebbar angeordnet ist. Im Bereich des unteren Endes des Belastungskolbens 14 ist im Gehäuseteil 3 eine zentrale Ausnehmung 15 vorgesehen, an die ein sich durch den Gehäuseteil 3 nach oben erstreckender Entlastungskanal 16 angeschlossen ist. Dieser Entlastungskanal 16 mündet am oberen Ende in einen Entlastungskanal 17, der im oberen Gehäuseteil 2 vorgesehen ist und an den eine nicht dargestellte Leitung angeschlossen ist, die ausserhalb des Zylinderdeckels 5 zu einem Auffangbehälter führt. Im Bereich

des oberen Endes des mittleren Gehäuseteils 3 mündet der Brennstoffzufuhrkanal 12' in einen Raum 18, in den der bewegliche Teil 19 eines Sicherheitsventils ragt. Der bewegliche Teil 19 ist in einer zum Kanal 12' koaxialen Bohrung dichtend geführt und wirkt mit seiner unteren konischen Dichtfläche mit dem oberen Ende des Kanals 12' zusammen, das als entsprechend konische Sitzfläche ausgebildet ist. Vom Raum 18 führt ein Brennstoffzufuhrkanal 12" zum oberen Ende des Gehäuseteils 3.

Der Kanal 12" setzt sich im oberen Gehäuseteil 2 als Kanal 12'" fort und endet in einem im Gehäuseteil 2 ausgebildeten Brennstoff-Akkumulatorräum 20. Diesem Raum 20 wird der Brennstoff über eine Leitung 21 zugeführt, die mit einer Brennstoffpumpe 22 in Verbindung steht. Im unteren Abschnitt des Gehäuseteils 2 in Fig. 1 rechts ist ein elektromagnetisch betätigtes Umschaltventil 23 angeordnet, dessen Aufbau aus Fig. 2 ersichtlich und in der gleichzeitig eingereichten Anmeldung P.5605 der gleichen Anmelderin näher beschrieben ist. Das Umschaltventil 23 weist einen Zufuhrkanal 24', einen Steuerkanal 25' und einen Abfuhrkanal 26' auf. Der Zufuhrkanal 24' steht über einen Kanal 24 im Gehäuseteil 2 mit dessen Akkumulatorraum 20 in Verbindung. Der Steuerkanal 25' des Umschaltventils 23 ist über einen winkligen Kanal 25 im Gehäuseteil 2 mit der abgestuften Bohrung 13 des mittleren Gehäuseteils 3 verbunden. Der Abfuhrkanal 26' des Umschaltventils 23 mündet über einen winkligen Kanal 26 in den Entlastungskanal 17. Der bewegliche Ventilteil 60 des Umschaltventils 23 ist derart angeordnet, dass er entweder den Kanal 24', 24 mit dem Kanal 25', 25 verbindet und dessen Verbindung mit dem Abfuhrkanal 26', 26, 17 sperrt oder den Kanal 25', 25 mit dem Abfuhrkanal 26', 26, 17 verbindet und die Verbindung des Kanals 25', 25 mit dem Kanal 24', 24 sperrt. Durch Betätigen des beweglichen Ventilteils 20 lässt sich also der Belastungskolben 14 mit dem Druck des Brennstoffs im

Akkumulatorraum 20 beaufschlagen oder von diesem Druck entlasten.

Das Umschaltventil 23 bildet zusammen mit dem Elektromagneten eine bauliche Einheit und ist oberhalb des Zylinderdeckels 5 seitlich am Gehäuseteil 2 angebaut, so dass es im Falle einer Störung ausgewechselt werden kann, ohne dass das Einspritzgehäuse 2, 3, 4 ausgebaut werden müsste. Ein weiterer Vorteil des Umschaltventils 23 besteht darin, dass es durch die Gestaltung seines beweglichen Ventilteils 60 hinsichtlich der auf ihn wirkenden hydraulischen Kräfte ausgeglichen ist, so dass zum Bewegen des Teils 60 nur geringe Magnetkräfte erforderlich sind.

Die Brennstoffpumpe 22 enthält ein nicht näher dargestelltes Regelorgan, das über ein Gestänge 27 von einem Stellgerät 28 betätigt wird. Das Regelorgan gestattet den von der Brennstoffpumpe erzeugten Brennstoffdruck beliebig einzustellen. Die Brennstoffpumpe 22 kann von der nicht dargestellten Kurbelwelle des Dieselmotors oder von einer Steuerwelle angetrieben sein, die sich - bezogen auf die Kurbelwelle - mit einem Drehzahlverhältnis 1 : 1 dreht. Da keine Phasenabhängigkeit zwischen dem Einspritzvorgang und der Brennstoffpumpe 22 besteht, ist es möglich, das Fördervolumen dieser Pumpe mittels eines auf der Antriebswelle der Pumpe angebrachten Mehrfachnockens 29 zu vervielfachen. Es ist aber auch möglich, die Drehzahl der die Pumpe 22 antreibenden Steuerwelle so zu übersetzen, dass sie schneller als die Kurbelwelle dreht. Schliesslich ist es auch möglich, die Antriebswelle der Pumpe unabhängig vom Dieselmotor anzutreiben.

Zum Betätigen des Umschaltventils 23 ist ein elektrischer Drehzahlregler 30 vorgesehen, der über eine Signalleitung 31 das Istwertsignal der Motordrehzahl erhält. Die Motordrehzahl wird über einen elektromagnetischen Geber ermittelt,

der aus einem Aufnehmer 32 und einer mit diesem zusammenwirkenden, entsprechend markierten Scheibe 33 besteht, die mit der Kurbelwelle oder der Steuerwelle mitdreht und ausser den Impulsen zur Ermittlung der Istdrehzahl auch Impulse für die Bestimmung der Lage der oberen Totpunkte für die verschiedenen Zylinder abgibt. Das über die Signalleitung 31 dem Drehzahlregler 30 zugeführte Istwertsignal wird mit einem Sollwert n_ für die Drehzahl verglichen, der an einem Drehknopf 34 des Reglers 30 vorwählbar ist.

üeber eine Signalleitung 35 steht der Ausgang des Drehzahlreglers mit dem Elektromagneten des Umschaltventils in Verbindung- Am Drehzahlregler 30 befinden sich noch zwei weitere Drehknöpfe 36 und 37, mittels denen der Sollwert für den von der Brennstoffpumpe 22 erzeugten Brenn- stoffdruck p. bzw. der Zünddruck ρ vorwählbar ist. Der Sollwert für den Brennstoffdruck wird über eine Signalleitung 38 dem Stellgerät 28 zugeführt, wo er mit dem Istwert verglichen wird, der mittels eines an der Leitung angeschlossenen Druckfühlers 39 ermittelt und über eine Signalleitung 40 dem Stellgerät 28 zugeführt wird. Unter dem Zünddruck ρ wird der maximale Gasdruck im Brennraum verstanden. Beim Verstellen des Drehknopfes 37 wird der Kurbelwinkel, bei dem die Einspritzung beginnt, verschoben.

Der mittels der Einspritzvorrichtung 1 in den Brennraum einzuführende Brennstoff wird von der Brennstoffpumpe 22 über eine Leitung 21' aus einem nicht dargestellten Behälter angesaugt und auf den Einspritzdruck erhöht, mit dem der Brennstoff über die Leitung 21 in den Akkumulatorraum 20 gefördert wird. Vom Akkumulatorraum 20 gelangt der Brennstoff über den Brennstoffzufuhrkanal 12"' , 12" in den Raum 18 und - da der bewegliche Teil 19 des Sicherheitsventils sich normalerweise in Offenstellung befindet - über den Kanal 12' und 12 in den Raum 11 im unteren Gehäuseteil

4. Vom Raum 11 her steht somit die Düsennadel 7 ständig unter dem Druck des Brennstoffes. Die Düsennadel wird aber

noch vom Belastungskolben 14 geschlossen gehalten, der einen etwas grösseren Durchmesser als die Düsennadel 7 hat und zwischen den Einspritzphasen ebenfalls unter dem Brennstoff druck steht. Zwischen den Einspritzphasen ist der Elektromagnet des Umschaltventils 23 so erregt, dass der bewegliche Ventilteil 60 den Druckkanal 24', 24 mit dem Steuerkanal 25", 25 verbindet und dessen Verbindung zum Abfuhrkanal 26', 26 sperrt. Infolgedessen wirkt der Brennstoff druck im Akkumulatorraum 20 über die Kanäle 24', 24, 25', 25 sowie die Bohrung 13 auch auf den Belastungskolben 14, der wegen seines grösseren Durchmessers mit einer stärkeren hydraulischen Kraft auf die Düsennadel 7 wirkt, als die von unten auf die Düsennadel wirkende, vom Brennstoff druck im Raum 11 herrührende Kraft. Dies bedeutet also, dass die Düsennadel in geschlossener Stellung bleibt. In dem Moment, in dem der Elektromagnet des Umschaltventils 23 vom Drehzahlregler 30 ein Umschaltsignal über die Leitung 35 erhält, wird der bewegliche Ventilteil 60 so bewegt, dass er die bisherige Verbindung zwischen dem Zufuhrkanal 24', 24 und dem Steuerkanal 25', 25 unterbricht und dafür die Verbindung zwischen dem Steuerkanal 25¹, 25 und dem Abfuhrkanal 26', 26 herstellt. Dadurch wird der über die Bohrung 13 auf den Belastungskolben 14 wirkende Druck abgebaut, und es überwiegt die vom Brennstoff im Raum 11 herrührende Kraft auf die Düsennadel 7. Der Belastungskolben 14 und die Nadel 7 bewegen sich in der Zeichnung soweit nach oben, bis das untere verdickte Ende des Belastungskolbens an der oberen Begrenzungsfläche der Ausnehmung 15 anstösst. Nunmehr ist der Weg für den Brennstoff über die Düsenkanäle 10 in den Brennraum 6 frei.

Dieser Einspritzvorgang wird beendet, sowie das Umschaltventil 23 vom Drehzahlregler ein Signal erhält, aufgrund dessen die Verbindung zwischen dem Zufuhrkanal 24', 24 und dem Steuerkanal 25 wiederhergestellt wird, so dass der Belastungskolben 14 unter der Wirkung des Brennstoffdruckes in der Bohrung 13 sich wieder abwärtsbewegt und die Düsen-

/β.

nadel 7 in Schliessstellung bringt. Der Drehzahlregler wirkt also auf die Dauer der Einspritzung ein, die bei einem vorgegebenen Druck des Brennstoffs die eingespritzte Menge und damit das vom Motor entwickelte Drehmoment bestimmt.

Ausser dem Umschaltventil 23 ist am oberen Gehäuseteil 2 der Einspritzvorrichtung 1 ein gleich aufgebautes Umschaltventil 41 vorgesehen, das in Fig. 1 auf der linken Seite des Gehäuseteils 2 angebracht ist. Der Zufuhrkanal des Umschaltventils 41 steht mit dem Brennstoffzufuhrkanal 12'" in Verbindung und der Abfuhrkanal des Umschaltventils 41 über einen Kanal 42 mit dem Abfuhrkanal 26 des Umschaltventils 23, so dass beide Umschaltventile gemeinsam an den Entlastungskanal 17 angeschlossen sind. Der Steuerkanal des Umschaltventils 41 ist mit einem Kanal 43 im Gehäuseteil 2 verbunden, der zu einem Zylinderraum führt, in dem ein Schaltkolben 44 angeordnet ist. Der Schaltkolben 44 steht mit dem beweglichen Teil 19 des Sicherheitsventils im Gehäuseteil 3 in Wirkungsverbindung, der normalerweise durch eine Feder 45 in offener Stellung gehalten wird. Auch das mit seinem Elektromagneten eine bauliche Einheit bildende Umschaltventil 41 ist oberhalb des Zylinderdeckels 5 seitlich am Gehäuseteil 2 angebaut und lässt sich im Störungsfall einfach auswechseln, ohne dass auch die Einspritzvorrichtung 1 ausgebaut werden müsste.

Das Umschaltventil 41 steht über eine Signalleitung 46 unter dem Einfluss eines elektrischen Ueberwachungsgerätes 47, das den Druck des Brennstoffs im Akkumulatorraum 20 sowie die Grenzdrehzahl des Motors überwacht. Zum Feststellen des Druckes im Akkumulatorraum 20 ist in dessen Bereich um den Gehäuseteil 2 ein ringförmiges, elektrisches Widerstandselement 48 gelegt, das die durch den Druck des Brennstoffs im Raum 20 bedingten Dehnungen der den Raum umgebenden Wandung des Gehäuseteils 2 in Variationen des

elektrischen Widerstandes umwandelt. Die aus diesen Variationen resultierenden Signale werden über eine Signalleitung 49, die sich in drei Zweigleitungen 49', 49" und 49"' teilt, dem Ueberwachungsgerät 47 zugeführt, das im Zusammenhang mit der Brennstoffdruckmessung drei Aufgaben zu erfüllen hat. Die erste Aufgabe besteht darin, im Falle eines Hängenbleibens der Düsennadel 7 den Brennstofffluss vom Akkumulatorraum 20 zu den Düsenkanälen 10 so rasch wie möglich zu unterbinden. Die zweite Aufgabe besteht darin, die je Arbeitstakt eingespritzte Brennstoffmenge so zu überwachen, dass diese Menge mit den Einspritzmengen der benachbarten Zylinder des Motors verglichen werden kann. Die dritte Aufgabe besteht darin, den maximal zulässigen Druck im Akkumulatorraum 20 zu überwachen. Eine vierte Aufgabe besteht darin, die Maximaldrehzahl des Motors zu überwachen, wozu ein Geber 50 vorgesehen ist, der über eine Signalleitung 51 mit dem ueberwachungsgerät 47 verbunden ist.

Zum Erfüllen der ersten Aufgabe (Hängenbleiben der Düsennadel) werden die vom Widerstandselement 48 erfassten Druckänderungen ausgenutzt. Im Normalbetrieb fällt der Druck im Raum 20 während des Einspritzvorganges ab und steigt nachher infolge der Zufuhr von Brennstoff von der Brennstoffpumpe 22 her wieder auf den ursprünglichen Wert. Dieser periodische Druckverlauf wird über die Zweigleitung 49" dem ueberwachungsgerät 47 zugeführt und in diesem während einer kurzen Zeitspanne registriert, und zwar während ca. 10 Kurbelwinkel, die sich unmittelbar an das Ende des Einspritzvorganges anschliessen. Dieser Kurbelwinkelbereich von ca. 10 wird mittels des elektromagnetischen Gebers 32, 33 über eine Signalleitung 52 dem Ueberwachungsgerät 47 übermittelt. Stellt dieses Gerät während dieser Uebermittlungsphase fest, dass der Druck im Akkumulatorraum 20 nicht ansteigt, sondern weiter fällt was bei einem Hängenbleiben der Düsennadel 7 der Fall wäre

- so wird über die Signalleitung 46 dem Elektromagneten des Umschaltventils 41 ein Signal übermittelt. Dies hat zur Folge, dass der bewegliche Teil des Umschaltventils 41 eine Verbindung zwischen dem Brennstoffzufuhrkanal 12"' und dem Steuerkanal 43 herstellt, so dass der Schaltkolben 44 vom Brennstoffdruck belastet wird und den beweglichen Teil 19 des Sicherheitsventils schlagartig abwärts bewegt und in Schliessstellung bringt. Damit wird der Brennstofffluss vom Raum 18 über die Kanäle 12", 12' zum Raum 11 unterbrochen. Mit dem Drehknopf 53 am Ueberwachungsgerat 47 kann der Schwellwert -Δρ, bei dem der eben beschriebene Schaltvorgang ausgelöst wird, vorgewählt werden.

Zum Lösen der zweiten Aufgabe (Ueberwachen der Einspritzmenge verschiedener Zylinder) wird dem jedem Zylinder zugeordneten Ueberwachungsgerat 47 während der vollen Umdrehung der Kurbelwelle die im Akkumulatorraum 20 jeder Einspritzvorrichtung auftretenden Druckschwankungen

über/

me betreffende Zweigleitung 49' zugeführt. Dadurch ist es möglich, die Messwerte der verschiedenen Zylinder miteinander zu vergleichen. Bei gleichen Querschnitten der Düsenkanäle entsprechen gleiche Druckschwankungen gleichen eingespritzten Brennstoffmengen. Falls während des Betriebes des Motors die Düsenkanäle der Düse eines Zylinders stärker ausgewaschen werden, d.h. grösseren Querschnitt erhalten als bei den Düsen der anderen Zylinder, so fliesst bei gleichem Druck und bei gleicher Einspritzdauer mehr Brennstoff durch die ausgewaschene Düse, was sich in einer grösseren Druckschwankung äussert. Dieser Unterschied wird am betreffenden Ueberwachungsgerat angezeigt. In einfacher Weise ist es nun durch das Bedienungspersonal des Motors möglich, durch Verstellen des Einstellknopfes 54 des betreffenden Ueberwachungsgerates die Zeitdauer der Einspritzung über den Drehzahlregler für den betreffenden Zylinder zu verkürzen, so dass damit alle Zylinder wieder die gleiche Brennstoffmenge erhalten. Zu diesem Zweck ist

/fe.

das üeberwachungsgerät 47 über eine Signalleitung 55 mit dem Drehzahlregler 30 verbunden.

Zum Lösen der dritten Aufgabe (maximal zulässiger Druck im Akkumulatorraum 20) werden die vom Widerstandselement 48 abgegebenen, über die Zweigleitung 49"' zugeführten Signale nicht hinsichtlich der Amplitude, sondern bezüglich des Absolutwertes im üeberwachungsgerät 47 analysiert. Wird dabei festgestellt, dass der am Drehknopf 56 eingestellte Druck ρ überschritten wird, so wird ein entsprechendes Signal über eine Signalleitung 57 dem Stellgerät 28 zugeführt, das dann das Regelorgan in der Brennstoffpumpe 22 so beeinflusst, dass der von der Pumpe erzeugte Druck reduziert wird.

Zum Erfüllen der vierten Aufgabe (Ueberschreiten der Maximaldrehzahl) wird bei einem entsprechenden Signal des Gebers 50 das Umschaltventil 41 über die Signalleitung 46 im gleichen Sinne betätigt, wie dies oben im Zusammenhang mit der Lösung der ersten Aufgabe beschrieben worden ist. Der bewegliche Teil 19 des Sicherheitsventils gelangt also in Schliessstellung, so dass wiederum die Brennstoffzufuhr vom Akkumulatorraum 20 zum Raum 11 der Düsennadel 7 unterbrochen wird, und zwar bei allen Zylindern des Motors.

Leerseite

Claims (9)

1. Gebrüder Sulzer AG P.5606 Stph

   Patentansprüche

   1J Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine mindestens ^ einen Zylinder aufweisende Kolbenbrennkraftmaschine,

   mit je Zylinder einem im Zylinderdeckel angeordneten Einspritzventilgehäuse, das einen Akkumulatorraum zur Aufnahme von unter dem Einspritzdruck befindlichem Brennstoff aufweist und in dem eine den Brennstoffstrom vom Akkumulatorraum zum Brennraum im Zylinder steuernde Düsennadel angeordnet ist, deren eines Ende als Dichtfläche ausgebildet ist und mit einer Sitzfläche im Ventilgehäuse zusammenwirkt und deren anderes Ende über einen Belastungskolben unter der Wirkung eines hydraulischen Druckmittels steht, das von einem elektromagnetisch betätigten Umschaltventil gesteuert ist, das einen Druckmittelzufuhrkanal, einen Druckmittelabfuhrkanal und einen Druckmittelsteuerkanal aufweist, welche Kanäle durch einen beweglichen Ventilteil so verbindbar sind, dass entweder der Druckmittelzufuhrkanal mit dem Druckmittelsteuerkanal verbunden ist und dessen Verbindung zum Abfuhrkanal gesperrt ist, oder der Druckmittelsteuerkanal mit dem Druckmittelabfuhrkanal verbunden ist und die Verbindung des Steuerkanals mit dem Zufuhrkanal gesperrt ist, wobei bei Verbindung des Druckmittelzufuhrkanals mit dem Steuerkanal über den Belastungskolben auf die Düsennadel eine hydraulische Kraft wirkt, die grosser ist als die entgegengesetzt wirkende Kraft im Bereich des Dichtflächenendes der Düsennadel und die die Düsennadel in Schliessstellung hält, wogegen bei Verbindung des Druckmittelsteuerkanals mit dem Druckmittelabfuhrkanal der Belastungskolben am anderen Ende der Düsennadel entlastet wird, was ein Oeffnen der Düsennadel bewirkt,

   dadurch gekennzeichnet, dass im Ventilgehäuse der Einspritzvorrichtung (1) zwischen dem Akkumulatorraum (20) und der Sitzfläche für die Düsennadel (7) ein Sicherheitsventil angeordnet ist, dessen beweglicher, normalerweise durch eine Feder (45) in Offenstellung gehaltener Teil (19) über ein elektromagnetisch betätigtes Umschaltventil (41) mit dem Brennstoffdruck im Akkumulatorraum (20) über einen Kolben (44) belastbar ist, wodurch der bewegliche Teil (19) des Sicherheitsventils in Schließstellung gelangt und den Brennstofffluss zur Düsennadel (7) unterbricht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (41) für das Sicherheitsventil mit einem Ueberwachungsgerät (47) in Wirkungsverbindung steht.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass je Zylinder Mittel (48) zum Feststellen von Druckänderungen im Akkumulatorraum (20) und zum Erzeugen entsprechender Signale vorgesehen sind und die Mittel (48) über eine Signalleitung (49) mit dem Ueberwachungsgerät (47) verbunden sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Feststellen von Druckänderungen ein elektrisches Widerstandselement (48) aufweisen, das die den Akkumulatorraum (20) umgebende Wand umschliesst und durch Druckänderungen hervorgerufene Dehnungen der Wand erfasst.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ueberwachungsgerät (47) Mittel aufweist, die die anschliessend an das Ende der Einspritzphase von Druckänderungen im Akkumulatorraum (20) herrührenden Signale nur über einen Teil der Umdrehung

   .3-

   der Kurbelwelle mit einem Sollwert (-Δρ) vergleichen und bei einer Abweichung von diesem Sollwert ein Schliessignal für das Sicherheitsventil auf das Umschaltventil (41) geben.
   5
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass das Umschaltventil (23) für die Düsennadel (7) über eine Signalleitung (35) mit einem Drehzahlregler (30) und das Ueberv/achungsgerät (47) über eine Signalleitung (55) mit dem Drehzahlregler verbunden ist und dass jedes Ueberwachungsgerät (47) Mittel aufweist, die von Druckänderungen im Akkumulatorraum (20) des zugehörigen Ventilgehäuses herrührende Signale über die ganze Umdrehung der Kurbelwelle aufnehmen und mit den entsprechenden Druckänderungssignalen in den anderen Ueberwachungsgeräten vergleichen und bei Auftreten einer vergrösserten Druckänderung ein den Druck im betreffenden Akkumulatorraum (20) verringerndes Signal über die Leitung (55) auf den Drehzahlregler (30) geben.
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass der Akkumulatorraum (20) mit einer Brennstofförderpumpe (22) mit Druckregler verbunden ist und dass das Ueberwachungsgerät (47) Mittel aufweist, die den Druck im Akkumulatorraum (20) mit einem Grenzwert (p ) vergleichen und bei Ueberschreiten dieses rcicix

   Grenzwertes ein den Förderdruck verringerndes Signal über eine Leitung (57) auf den Druckregler der Brennstoffpumpe (22) geben.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ueberwachungsgerät (47) über eine Signalleitung (51) mit einem Drehzahlgeber (50) für einen Drehzahlgrenzwert (n ) verbunden ist und Mittel aufweist,

   IftcLX

   die bei Ueberschreiten dieses Grenzwertes ein Schliess-

   signal für das Sicherheitsventil auf das Umschaltventil (41) geben.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Umschaltventil (41) für das Sicherheitsventil als auch das Umschaltventil (23) für die Düsennadel (7) jeweils zusammen mit dem Elektromagneten eine bauliche Einheit bildet und ausserhalb des Zylinderdeckels (5) am Ventilgehäuse der Einspritzvorrichtung (1) lösbar befestigt ist.