DE3739026A1 - Kraftstoffverteiler mit integriertem druckregler fuer eine kraftstoffeinspritzanlage an brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffverteiler für die Einspritzanlage an Brennkraftmaschinen, mit einem Vertei­ lerrohr, durch welches der zugeführte Kraftstoff zu den Einspritzdüsen der Maschine gelangt, und einem Druckreg­ ler, der den Kraftstoffdruck im Inneren des Verteilerroh­ res im wesentlichen konstant hält.

In einer derartigen Kraftstoffeinspritzanlage ist es sehr wichtig, den Kraftstoffdruck innerhalb des Verteilerroh­ res im wesentlichen konstant zu halten. Zu diesem Zweck ist das Verteilerrohr mit einem Anschluß versehen, an welchen ein Druckregler herkömmlicher Art angeschlossen ist. Dieser Druckregler besteht im wesentlichen aus einer Kammer, die mit dem Verteilerrohr in Verbindung steht und eine Wand aufweist, die durch eine deformierbare Membran gebildet ist. Die deformierbare Membran steuert ein Ven­ til, durch welches das Verteilerrohr mit einem Ablaufrohr in Verbindung gebracht werden kann.

Die bekannten Systeme mit Verteilerrohr und Druckregler, die oben kurz beschrieben sind, sind mit verschiedenen Nachteilen behaftet.

Vor allem sind sie in ihrer Struktur komplex, da sie aus zahlreichen Teilen bestehen und Verbindungsteile benötigt werden, um den Druckregler am Verteilerrohr zu befesti­ gen. Ferner findet die Druckregelung, die in diesen Sy­ stemen erfolgt, mit einer gewissen Verzögerung statt, die durch das große Volumen der Leitungen verursacht wird, durch welche die Kammer des Druckreglers mit dem Vertei­ lerrohr verbunden ist. Schließlich weist ein so ausgebil­ detes System relativ große Abmessungen auf, die seine An­ wendung bei manchen Fahrzeugen problematisch macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der oben angegebenen Art zur Verfügung zu stellen, das von den beschriebenen Mängeln frei ist und insbesondere von sehr einfacher Struktur ist, eine hohe Arbeitsgeschwin­ digkeit aufweist und sich durch geringe Abmessungen aus­ zeichnet.

Durch die Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhreinheit für die Einspritzanlage an Brennkraftmaschinen geschaffen, mit einem Verteilerrohr, durch welches der Kraftstoff zu den Einspritzdüsen der Maschine gelangt, und einem Druck­ regler, der den Kraftstoffdruck im Inneren des Verteiler­ rohres im wesentlichen konstant hält, wobei das Vertei­ lerrohr einen Strömungskanal für den Kraftstoff bildet und mehrere Anschlußelemente aufweist, die an die Ein­ spritzdüsen angeschlossen werden können, wobei der Druck­ regler eine mit dem Strömungskanal des Verteilerrohres in Verbindung stehende Kraftstoffkammer aufweist, wovon eine Wand durch eine deformierbare Membran gebildet ist, und wobei der Druckregler ferner ein Ventil umfaßt, durch welches die Kraftstoffkammer in Verbindung mit einem Kraftstoffablaufkanal gebracht werden kann, wobei das Öffnen des Ventils durch die deformierbare Membran ge­ steuert wird; erfindungsgemäß ist die Kraftstoffzufuhr­ einheit dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffkammer innerhalb eines Endes des Strömungskanals des Verteiler­ rohres gebildet und von den übrigen Teilen des Strömungs­ kanals durch ein in diesen eingefügtes Trennelement abge­ trennt ist, wobei das Trennelement in solcher Weise ge­ staltet ist, daß es Durchlässe für den Kraftstoff zwi­ schen den Kraftstoffkammer und dem übrigen Teil des Strö­ mungskanals bildet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung. In der Zeichnung zei­ gen:

Fig. 1 einen Längsschnitt der beschriebenen Ausfüh­ rungsform;

Fig. 2 einen Endbereich der Kraftstoffzufuhreinheit in größerem Maßstab; und

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie III-III in Fig. 1.

Die Kraftstoffzufuhreinheit nach der Erfindung ist Be­ standteil einer Kraftstoffeinspritzanlage, die den Ein­ spritzdüsen einer Brennkraftmaschine Kraftstoff zuführt, und umfaßt ein Verteilerrohr 1, welches mit einer Kraft­ stofförderpumpe beispielsweise über einen Endanschluß 2 in Verbindung steht und mehrere Anschlußstücke 3 auf­ weist, über welche die Einspritzventile mit Druck ver­ sorgt werden. Diese Einspritzventile dosieren aufgrund von elektrischen Steuersignalen die Kraftstoffmenge, die zur Herstellung des richtigen Gemisches für die Brenn­ kraftmaschine erforderlich ist. Gemäß der Erfindung ist an dem einen Ende des Verteilerrohres 1 eine Kammer 4 ge­ bildet, die vom Strömungskanal 5 des Verteilerrohres durch ein Trennelement 6 getrennt ist, das im wesentli­ chen innerhalb eines Hohlraumes 7 aufgenommen ist, der koaxial zu dem Strömungskanal 5 liegt und mit einer end­ seitigen Schulter versehen ist.

Das Ende des Verteilerrohres, an welchem die Kammer 4 ge­ bildet ist, weist vorzugsweise die in Fig. 1 gezeigte Schalenform auf. Es besitzt also eine im wesentlichen konische Wandung 8, deren Umfangsrand 9 senkrecht zur Längsachse des Verteilerrohres orientiert ist. Die Kraft­ stoffzufuhreinheit umfaßt ferner eine deformierbare Mem­ bran 10, deren Umfangsränder am Rand 9 der Wand 8 anlie­ gen und daran durch einen Deckel 13 befestigt sind, der gleichfalls einen Rand 14 aufweist, welcher senkrecht zur Längsachse des Verteilerrohres orientiert ist. Die Ränder 9 und 14 werden in geeigneter Weise aneinander befestigt, beispielsweise mittels eines Ringelementes 15.

Die deformierbare Membran 10 bildet eine der Wände der Kammer 4 und steuert ein Ventil 16, das geeignet ist, um den Strömungskanal 5 des Verteilerrohres in Verbindung mit einer Ablauföffnung 17 im Verteilerrohr zu bringen. Das Ventil 16 umfaßt im wesentlichen eine Buchse 18, die mit einer Innenbohrung 19 versehen ist, durch welche die Kammer 4 mit der Ablauföffnung 17 über einen Kanal 19, der innerhalb des Trennelementes 6 gebildet ist, in Ver­ bindung gebracht ist. Das Ventil 16 umfaßt ferner ein Verschlußstück 23, das auf einem Sitz 24 am Ende der Buchse 18 zur Auflage kommen kann, um die Innenbohrung 19 dieser Buchse zu verschließen. Das Verschlußstück 23 stützt sich über eine Kugel 25 auf einem Stützteil in Form einer Scheibe 26 ab, die in irgendeiner geeigneten Weise an der deformierbaren Membran 10 befestigt ist. An diesem Stützteil und an dem Verschlußstück 23 sind einan­ der entsprechende konische Sitze für die Kugel 25 gebil­ det, wie aus Fig. 2 leicht ersichtlich ist.

Zwischen dem Deckel 13 und der Membran 10 ist eine Schraubenfeder 27 eingefügt, die eine vorbestimmte Kraft auf die Membran ausübt. Die Feder stützt sich gemäß der bevorzugten Ausführungsform auf Ringtellern 28, 29 ab, von denen erstere in Axialrichtung bezüglich des Deckels 13 mittels einer Einstellschraube 30 einstellbar ist. Das eine Ende der Einstellschraube 30 ist mit einem Sitz für eine Kugel 31 versehen, die zwischen der Schraube und dem Ringteller 28 eingefügt ist.

Der Deckel 13 ist mit einem Loch 32 versehen. Eine weite­ re Schraubenfeder 33 ist zwischen dem Verschlußstück und einer Schulter eingefügt, die an der Buchse 18 gebildet ist.

Das Trennelement 6 ist so geformt, daß es Strömungskanäle 34 (Fig. 3) bildet, durch welche der Strömungskanal 5 des Verteilerrohres in Verbindung mit der Kammer 4 gebracht wird. Diese Strömungskanäle sind, wie in Fig. 3 ersicht­ lich, zwischen äußeren Oberflächenteilen 35 des Trennele­ mentes 6 und der inneren Oberfläche 36 des Hohlraumes 7 gebildet, worin das Trennelement selbst aufgenommen ist. Letzteres weist bei der bevorzugten Ausführungsform eine flache Oberfläche 37 (Fig. 3) auf, in welche eine Bohrung 38 mündet, die mit einem axialen Loch 39 in Verbindung steht, welches die Innenbohrung 19 der Buchse 18 in Ver­ bindung mit der Ablauföffnung 17 bringt.

Das Trennelement 6 ist mit einem radialen Vorsprung 40 (Fig. 3) versehen, der in eine entsprechende axiale Nut des Hohlraumes 7 eingeführt ist. Ein elastischer Stift 41, der in ein axiales Loch dieses Vorsprungs eingesetzt ist, blockiert das Trennelement in dem Verteilerrohr.

Zwischen der Oberfläche 37 des Trennelementes 6 und der entsprechenden, am Verteilerrohr gebildeten Oberfläche ist vorzugsweise ein Dichtungselement 42 eingefügt.

Es wird nun die Funktionsweise der beschriebenen Kraft­ stoffzufuhreinheit erläutert.

Der Kraftstoffdruck im Inneren des Strömungskanals 5 des Verteilerrohres 1 wird in die Kammer 4 über die Kanäle 34 übertragen, welche zwischen dem Trennelement 6 und der inneren Oberfläche 36 des Hohlraumes 7 gebildet sind. Die Schraubenfeder 27 drückt die Membran 10 gegen die Buchse 18, um das Verschlußstück 23 gegen den entsprechenden Sitz 24 der Buchse anzudrücken und den Durchgang zur Ab­ lauföffnung 17 zu blockieren. Wenn der Kraftstoffdruck innerhalb der Kammer 4 einen vorbestimmten Wert über­ schreitet, der von der Kraft abhängt, mit welcher die Schraubenfeder 27 auf die Membran drückt, wobei diese Kraft durch die Schraube 30 eingestellt werden kann, so erfolgt eine Bewegung der Membran nach links in der Zeichnung, um das Verschlußstück 23 von dem entsprechen­ den Sitz fortzubewegen. Folglich kann ein Teil des Kraft­ stoffes durch die Innenbohrung 19 und die Kanäle 38, 39 zur Ablauföffnung 17 fließen, um den korrekten Druckwert innerhalb der Kammer und folglich innerhalb des Strö­ mungskanals 5 des Verteilerrohres 1 wiederherzustellen.

Die Feder 33 drückt normalerweise das Verschlußstück ge­ gen die Kugel 25 und diese gegen das Stützelement 26, so daß diese Kugel dauernd an ihren entsprechenden konischen Sitzen der genannten Teile in Anlage ist.

Durch die beschriebene Ausgestaltung der Kraftstoffzu­ fuhreinheit ist der Kraftstoffdruckregler vollkommen in das Verteilerrohr integriert. Hieraus ergibt sich der Vorteil einer erheblichen Vereinfachung der Struktur die­ ser Einheit bei gleichzeitiger Verminderung der Baugröße. Von besonderer Bedeutung ist aber, daß das Volumen des Strömungskanals vermindert wird, über den das Verteiler­ rohr mit dem Druckregler in Verbindung steht, um auf die­ se Weise eine sehr kurze Ansprechzeit der Druckregelung zu erzielen.

Claims (12)

1. Kraftstoffzufuhreinheit für die Kraftstoffeinspritz­ anlage an Brennkraftmaschinen, mit einem Verteilerrohr zur Zuführung des Kraftstoffs zu den Einspritzdüsen der Maschine und einem Druckregler, der den Kraftstoffdruck im Inneren des Verteilerrohres im wesentlichen konstant hält, wobei das Verteilerrohr einen Strömungskanal für den Kraftstoff bildet und mehrere Anschlüsse aufweist, mit denen die Einspritzdüsen verbindbar sind, wobei der Druckregler eine mit dem Strömungskanal des Verteilerroh­ res in Verbindung befindliche Kraftstoffkammer, wovon eine Wand durch eine deformierbare Membran gebildet ist, und ein Ventil umfaßt, das betätigbar ist, um die Kraft­ stoffkammer in Verbindung mit einem Kraftstoffablaufkanal zu bringen, dessen Öffnung durch die deformierbare Mem­ bran gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffkammer (4) in dem einen Ende des Strömungska­ nals (5) des Verteilerrohres (1) gebildet ist und von dem übrigen Teil dieses Strömungskanals (5) durch ein Trenn­ element (6) getrennt ist, das in den Strömungskanal selbst eingesetzt ist, und daß dieses Trennelement (6) so gestaltet ist, daß es Kraftstoffkanäle (38, 39) zwischen der Kammer (4) und dem übrigen Teil des Strömungskanals (5) bildet.

2. Kraftstoffzufuhreinheit nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein erster Abschnitt des Ablaufkanals im Inneren des Trennelementes und ein zweiter Abschnitt dieses Ablaufkanals in dem Verteilerrohr gebildet ist, wobei zwischen den beiden Ablaufkanalabschnitten eine Ringdichtung eingefügt ist, die den Kraftstoff innerhalb des Ablaufkanals hält.

3. Kraftstoffzufuhreinheit nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste Ablaufkanalabschnitt, der in dem Trennelement gebildet ist, eine axiale Bohrung und eine im wesentlichen radiale Bohrung umfaßt, wobei diese beiden Bohrungen miteinander in Verbindung stehen, und daß die radiale Bohrung in einer ersten, im wesentlichen flachen Oberfläche des Trennelements ausmündet und das Verteilerrohr eine entsprechende zweite, flache Oberflä­ che aufweist, von welcher ausgehend sich der zweite Ab­ laufkanalabschnitt erstreckt und welche mit der ersten flachen Oberfläche gekoppelt werden kann, wobei diese Ringdichtung zwischen den beiden flachen Oberflächen an­ geordnet ist.

4. Kraftstoffzufuhreinheit nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß sie ein elastisches Element aufweist, das zwischen dem Trennelement und dem Vertei­ lerrohr eingefügt ist und die erste flache Oberfläche elastisch gegen die zweite flache Oberfläche drückt.

5. Kraftstoffzufuhreinheit nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das elastische Element durch einen ela­ stischen Stift gebildet ist, welcher zwischen das Vertei­ lerrohr und das Trennelement in einer solchen Stellung eingefügt ist, daß es sich bezüglich der Achse des Ver­ teilerrohres im wesentlichen gegenüber einer Stellung be­ findet, in welcher sich die flachen Oberflächen befinden.

6. Kraftstoffzufuhreinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Ver­ teilerrohres durch einen Deckel verschlossen ist, der den Umfangsrand der Membran an dem Verteilerrohr festlegt, wobei dieses Ende schalenförmig ausgebildet ist und einen Umfangsrand aufweist, der im wesentlichen senkrecht zur Achse des Verteilerrohres orientiert ist und einen Anla­ gesitz für den Umfangsrand der deformierbaren Membran bildet.

7. Kraftstoffzufuhreinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffka­ näle zwischen Teilen der äußeren Oberflächen des Trenn­ elementes und der inneren Oberflächen des Strömungskanals gebildet sind.

8. Kraftstoffzufuhreinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil eine Buchse umfaßt, die mit einer Bohrung versehen ist, durch welche die Kammer in Verbindung mit dem Ablaufkanal ge­ bracht ist, daß an dem einen Ende der Buchse ein Sitz ge­ bildet ist, daß ein Verschlußstück an dem Sitz zur Anlage kommen kann, um die Bohrung zu verschließen, und daß ein Stützelement für das Verschlußstück an einem zentralen Teil der deformierbaren Membran befestigt und eine Kugel zwischen diesen beiden Elementen eingefügt ist, wobei ferner eine Feder zwischen dem Deckel und der Membran eingefügt ist, um die Membran gegen die Buchse zu drük­ ken.

9. Kraftstoffzufuhreinheit nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verschlußstück und das Stützelement mit einem kegelförmigen Sitz für die Kugel versehen sind.

10. Kraftstoffzufuhreinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel scha­ lenförmig ausgebildet ist und mit der deformierbaren Mem­ bran eine zweite Kammer bildet, welche mit der Atmosphäre in Verbindung steht und worin die Feder aufgenommen ist.

11. Kraftstoffzufuhreinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Feder auf das Verschlußstück einwirkt und zwischen diesem und der Buchse angeordnet ist.

12. Kraftstoffzufuhreinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse in die axiale Bohrung des Trennelementes eingesetzt ist.