DE102009047008A1

DE102009047008A1 - Injection device for internal combustion engine, comprises fuel pump, pressure regulator, injector and air control element, where fuel pump, injector, and air control element are integral components of compact injection module

Info

Publication number: DE102009047008A1
Application number: DE200910047008
Authority: DE
Inventors: Walter Maeurer; Klaus Lerchenmueller; Harald Lang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2009-11-23
Publication date: 2011-05-26

Abstract

The injection device comprises a fuel pump (20a), a pressure regulator (20b), an injector (20c) and an air control element (20d). The fuel pump, the injector, and the air control element are integral components of a compact injection module (2). The pressure regulator is an integral component of the injector. An air outlet is arranged directly at a suction tube (8) adjacent to a fuel outlet (48).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung mit einer Kraftstoffpumpe, einem Druckregler, einem Injektor und einem verbesserten Luftsteller in einer kompakten Bauweise.The present invention relates to an injection device with a fuel pump, a pressure regulator, an injector and an improved air actuator in a compact design.

Einspritzvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Insbesondere aus Kosten- und Bauraumgründen erfordern Kleinbrennkraftmaschinen, welche nur einen oder nur zwei Zylinder und einen kleinen Hubraum aufweisen, eigenständige Lösungen. Einsatzgebiete derartiger Kleinbrennkraftmaschinen sind beispielsweise Zweiräder oder Dreiräder oder Rasenmäher usw. Bekannte Einspritzvorrichtungen umfassen üblicherweise in einem Tank eine Kraftstoffpumpe mit einem Druckregler, wobei die Kraftstoffpumpe Kraftstoff mit einem vorbestimmten Druck in eine Leitung, z. B. ein Rail o. Ä., fördert. Am Ende der Leitung ist ein Injektor angeordnet, welcher, gesteuert durch eine Steuereinrichtung, Kraftstoff in ein Saugrohr oder direkt in einen Brennraum einspritzt. Derartige Einspritzeinrichtungen sind jedoch sehr aufwendig und insbesondere teuer, so dass sie Kleinbrennkraftmaschinen ebenfalls sehr teuer machen.Injectors are known in the prior art in various configurations. Especially for cost and space reasons require small internal combustion engines, which have only one or only two cylinders and a small displacement, independent solutions. Areas of application of such small internal combustion engines are, for example, two-wheelers or tricycles or lawn mowers, etc. Known injection devices usually comprise in a tank a fuel pump with a pressure regulator, wherein the fuel pump fuel at a predetermined pressure in a line, for. B. a rail o. Ä., Promotes. At the end of the line, an injector is arranged, which, controlled by a control device, injects fuel into a suction pipe or directly into a combustion chamber. However, such injectors are very expensive and especially expensive, so that they also make small internal combustion engines very expensive.

Aus der EP 1 340 906 B1 ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit elektronischer Steuerung bekannt, bei der ein Injektor nahe einem Pumpenkolben angeordnet ist. Ferner ist hierbei ein Vordruckventil zum Ausüben eines Vordrucks auf den Kraftstoff in einer Anfangsphase eines Druckhubes des Kolbens in der Rückleitung des Kraftstoffs zum Tank vorgesehen. Das Vordruckventil evakuiert dabei einen Teil des in einer Druckkammer befindlichen Kraftstoffs in die Rückleitung. Hierdurch kann insbesondere die Bildung von Dampfblasen im Injektor reduziert werden. Allerdings ist der Aufbau relativ kompliziert und die Vorrichtung nimmt einen großen Bauraum ein.From the EP 1 340 906 B1 For example, an electronic control fuel injection device is known in which an injector is disposed near a pump piston. Further, in this case, a pre-pressure valve is provided for exerting an admission pressure on the fuel in an initial phase of a pressure stroke of the piston in the return line of the fuel to the tank. The admission valve evacuates a part of the fuel located in a pressure chamber in the return line. In this way, in particular the formation of vapor bubbles in the injector can be reduced. However, the structure is relatively complicated and the device takes up a large amount of space.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie einen sehr kompakten Aufbau aufweist. Ferner kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden. Erfindungsgemäß umfasst die Einspritzvorrichtung eine Kraftstoffpumpe, einen Druckregler zur Regelung eines Einspritzdrucks, einen Injektor und einen Luftsteller, welche integrale Bestandteile eines Einspritzmoduls sind. Das Einspritzmodul ist ein kompaktes, kleinbauendes Bauteil. Der Druckregler ist dabei integraler Bestandteil des Injektors. Eine Luftführung für den Luftsteller ist dabei in das Einspritzmodul integriert, so dass eine externe Verschlauchung entfallen kann. Ferner wird erfindungsgemäß der Luftstrom nahe dem Kraftstoffstrom in das Saugrohr abgegeben, wodurch eine Zerstäubung des Kraftstoffs aufgrund der Luftunterstützung verbessert wird. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass ein Luftauslass unmittelbar benachbart zu einem Kraftstoffauslass am Saugrohr angeordnet ist. Hierdurch wird bei der Kraftstoffeinspritzung die durch den Luftsteller geführte Luft direkt neben dem Kraftstoff ins Saugrohr abgegeben, so dass eine verbesserte Zerstäubung des Kraftstoffs erfolgt. Die Kraftstoffpumpe umfasst dabei einen Kolben, einen Pumpenanker und einen Pumpraum. Der Luftsteller umfasst einen Ventilsitz und einen Anker, wobei der Pumpenanker und der Anker des Luftstellers mittels eines gemeinsamen Aktuators betätigbar sind. Als Aktuator wird vorzugsweise eine Spule verwendet. Somit kann ein gemeinsamer Aktuator verwendet werden, so dass auch nur ein elektrischer Anschluss vorgesehen werden muss. Dies macht das Einspritzmodul weiter kostengünstiger. Ferner kann das Einspritzmodul dabei komplett vormontiert werden, so dass es lediglich an die notwendigen Anschlüsse angeschlossen werden muss und in ein Fahrzeug direkt eingebaut werden kann. Die Bauteile des Einspritzmoduls sind dabei vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse des Einspritzmoduls angeordnet. Neben der Kompaktheit des Einspritzmoduls ist ein weiterer großer Vorteil, dass auch andere Bauteile für das Einspritzmodul minimiert werden können.The injection device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that it has a very compact structure. Furthermore, the injection device according to the invention can be produced in a particularly simple and cost-effective manner. According to the invention, the injection device comprises a fuel pump, a pressure regulator for controlling an injection pressure, an injector and an air actuator, which are integral components of an injection module. The injection module is a compact, small-sized component. The pressure regulator is an integral part of the injector. An air guide for the air actuator is integrated into the injection module, so that an external tubing can be omitted. Further, according to the invention, the air flow is discharged near the fuel flow in the intake manifold, whereby atomization of the fuel due to the air support is improved. According to the invention this is achieved in that an air outlet is arranged directly adjacent to a fuel outlet on the intake manifold. As a result, in the case of fuel injection, the air guided through the air regulator is emitted directly into the intake manifold next to the fuel, so that an improved atomization of the fuel takes place. The fuel pump comprises a piston, a pump anchor and a pump chamber. The air actuator comprises a valve seat and an armature, wherein the pump armature and the armature of the air actuator are actuated by means of a common actuator. As an actuator, a coil is preferably used. Thus, a common actuator can be used, so that only one electrical connection must be provided. This further makes the injection module more cost effective. Furthermore, the injection module can be completely pre-assembled, so that it only has to be connected to the necessary connections and can be installed directly in a vehicle. The components of the injection module are preferably arranged in a common housing of the injection module. In addition to the compactness of the injection module is another great advantage that other components for the injection module can be minimized.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Besonders bevorzugt weist der Luftauslass eine erste Auslassöffnung und eine zweite Auslassöffnung auf, wobei der Kraftstoffauslass zwischen dem ersten und zweiten Auslass angeordnet ist. Besonders bevorzugt sind die erste und zweite Auslassöffnung des Luftauslasses und der Kraftstoffauslass dabei in Reihe in Strömungsrichtung im Saugrohr angeordnet. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders gute Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffes.Particularly preferably, the air outlet has a first outlet opening and a second outlet opening, wherein the fuel outlet is arranged between the first and second outlet. Particularly preferably, the first and second outlet opening of the air outlet and the fuel outlet are arranged in series in the flow direction in the suction pipe. This embodiment allows a particularly good atomization of the injected fuel.

Weiter bevorzugt ist der Luftsteller in Axialrichtung des Einspritzmoduls unterhalb der Spule angeordnet. Dies führt zu einem besonders kompakten Aufbau und insbesondere in einer Axialrichtung des Einspritzmoduls zu einer kurzen Bauhöhe.More preferably, the air actuator is arranged in the axial direction of the injection module below the coil. This leads to a particularly compact construction and in particular in an axial direction of the injection module to a short overall height.

Weiter bevorzugt umfasst der Kolben einen Hohlzylinder und ein Druckaufbauglied, welche miteinander verbunden sind. Die Verwendung des Hohlzylinders ermöglicht dabei eine signifikante Gewichtsreduktion. Das mit dem Hohlzylinder verbundene Druckaufbauglied übernimmt dabei den Druckaufbau der Kraftstoffpumpe.More preferably, the piston comprises a hollow cylinder and a pressure build-up member, which are interconnected. The use of the hollow cylinder allows a significant weight reduction. The pressure build-up member connected to the hollow cylinder takes over the pressure build-up of the fuel pump.

Besonders bevorzugt ist ein Strömungspfad für den Kraftstoff durch den Hohlzylinder des Kolbens geführt. Hierdurch kann zusätzlich eine besonders gute innere Kühlung des Einspritzmoduls ermöglicht werden. Particularly preferably, a flow path for the fuel is guided through the hollow cylinder of the piston. In this way, in addition a particularly good internal cooling of the injection module can be made possible.

Der Anker des Luftstellers ist vorzugsweise als ringförmiger Flachanker ausgebildet. Für einen vergrößerten Luftstrom umfasst der Luftsteller dabei vorzugsweise zwei oder mehr Durchlässe, welche mittels des Flachankers verschließbar sind. Die Verwendung des Flachankers ermöglicht dabei einen sehr kompakten Aufbau.The armature of the air regulator is preferably designed as an annular flat armature. For an increased air flow, the air actuator preferably comprises two or more passages, which can be closed by means of the flat armature. The use of the flat anchor allows a very compact design.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst der Luftsteller eine Tellerfeder für eine Rückstellung des Ankers des Luftstellers. Auch hierdurch kann eine axiale Bauhöhe des Einspritzmoduls reduziert werden.According to a further preferred embodiment of the present invention, the air actuator comprises a plate spring for a provision of the anchor of the air regulator. This also allows an axial height of the injection module can be reduced.

Weiter bevorzugt sind der Hohlzylinder und das Druckaufbauglied in beschränktem Umfang relativ beweglich zueinander angeordnet. Bevorzugt weist der Hohlzylinder zwei einander gegenüberliegende Schlitze auf, und das Druckaufbauglied umfasst ein senkrecht zu einer Bewegungsrichtung des Kolbens angeordneten Stift, wobei jeweils ein Endbereich des Stifts in einem der Schlitze des Hohlzylinders angeordnet ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage des den Hohlzylinder und das Druckaufbauglied umfassenden Kolbens. Besonders bevorzugt weist das Druckaufbauglied eine Endplatte auf, welche einen größeren Außendurchmesser als ein Innendurchmesser des Hohlzylinders aufweist. Die Endplatte bildet dann einen Anschlag für den Hohlzylinder. Durch einen Abstand zwischen der Endplatte und einem Ende des Hohlzylinders kann aufgrund der Relativbeweglichkeit der beiden Bauteile zueinander der Beginn der Druckaufbauphase einfach vorgegeben werden.More preferably, the hollow cylinder and the pressure building member are arranged relatively movable relative to each other to a limited extent. Preferably, the hollow cylinder has two opposing slots, and the pressure build-up member comprises a pin arranged perpendicular to a direction of movement of the piston, one end portion of each pin being disposed in one of the slots of the hollow cylinder. This allows a particularly simple assembly of the hollow cylinder and the pressure build-up member comprehensive piston. Particularly preferably, the pressure build-up member has an end plate which has a larger outer diameter than an inner diameter of the hollow cylinder. The end plate then forms a stop for the hollow cylinder. By a distance between the end plate and one end of the hollow cylinder due to the relative mobility of the two components to each other, the beginning of the pressure buildup phase can be easily specified.

Weiter betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine, welche genau einen Zylinder oder genau zwei Zylinder sowie eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung umfasst. Besonders bevorzugt umfasst die Brennkraftmaschine einen Kraftstofftank, welcher oberhalb des Einspritzmoduls angeordnet ist. Dadurch kann insbesondere die Kraftstoffpumpe sehr klein ausgelegt werden.Furthermore, the present invention relates to an internal combustion engine which comprises exactly one cylinder or exactly two cylinders and a fuel injection device according to the invention. Particularly preferably, the internal combustion engine comprises a fuel tank, which is arranged above the injection module. As a result, in particular, the fuel pump can be designed very small.

Zeichnungdrawing

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:

1 eine schematische Ansicht eines Kleinmotors mit einer Einspritzvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 a schematic view of a small motor with an injection device according to a preferred embodiment of the invention,

2 eine schematische Ansicht eines Einspritzmoduls der Einspritzvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel, und 2 a schematic view of an injection module of the injection device according to the embodiment, and

3 eine schematische Seitenansicht eines zweiteiligen Kolbens, des bevorzugten Ausführungsbeispiels. 3 a schematic side view of a two-part piston, the preferred embodiment.

Bevorzugte Ausführungsform der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ein Kleinmotor 1 mit einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben.The following is with reference to the 1 to 3 a small engine 1 with an injection device according to an embodiment of the invention described in detail.

1 zeigt schematisch den Aufbau des Kleinmotors 1, welcher als Einzylindermotor ausgebildet ist. Der Kleinmotor umfasst einen Zylinder 3, einen darin hin- und her bewegbaren Kolben 4, eine Steuereinheit 5 und einen Tank 6. Der Tank 6 ist über eine Kraftstoffzuleitung 6a mit einem Einspritzmodul 2 verbunden. Eine Kraftstoffrückleitung 6b geht von dem Einspritzmodul 2 zurück zum Tank 6. Wie aus 1 schematisch ersichtlich ist, ist der Tank 6 über dem Einspritzmodul 2 angeordnet. Dadurch läuft der Kraftstoff durch die Kraftstoffzuleitung 6a aufgrund der Schwerkraft zum Einspritzmodul 2. Das Einspritzmodul 2 ist sehr schematisch dargestellt und umfasst eine Kraftstoffpumpe, einen Injektor mit integriertem Druckregler, und einen Luftsteller, so dass das Einspritzmodul 2 sehr kompakt aufgebaut ist. 1 schematically shows the structure of the small motor 1 , which is designed as a single-cylinder engine. The small engine includes a cylinder 3 a reciprocating piston 4 , a control unit 5 and a tank 6 , The Tank 6 is via a fuel supply line 6a with an injection module 2 connected. A fuel return line 6b goes from the injection module 2 back to the tank 6 , How out 1 schematically is the tank 6 above the injection module 2 arranged. As a result, the fuel passes through the fuel supply line 6a due to gravity to the injection module 2 , The injection module 2 is shown very schematically and includes a fuel pump, an injector with integrated pressure regulator, and an air actuator, so that the injection module 2 very compact.

Der Kleinmotor 1 umfasst ferner eine Drosselklappe 7, welche in einem Saugrohr 8 angeordnet ist. Am Zylinder 3 sind ferner eine Zündkerze 9, ein Einlassventil 10 und ein Auslassventil 11 angeordnet. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Bypassleitung für Luft, welche Luft vom Saugrohr 8 von einem Bereich in Strömungsrichtung der Luft vor der Drosselklappe 7 abzweigt und direkt zum in das Einspritzmodul 2 integrierten Luftsteller führt.The small engine 1 further includes a throttle valve 7 which is in a suction tube 8th is arranged. At the cylinder 3 are also a spark plug 9 , an inlet valve 10 and an exhaust valve 11 arranged. The reference number 12 refers to a bypass line for air, which air from the intake manifold 8th from an area in the flow direction of the air in front of the throttle valve 7 branches off and directly to the injection module 2 integrated air actuator leads.

Der Kleinmotor 1 umfasst ferner eine Abgasleitung 13, welche durch das Auslassventil 11 freigegeben bzw. verschlossen wird. Ferner ist ein Sauerstoffsensor 14 an der Abgasleitung 13 vorgesehen, welcher mit der Steuereinheit 5 verbunden ist, und die Steuereinheit 5 ist ferner mit einem Kühlwassersensor 15, einem Öltemperatursensor 16 und einer Sensoreinheit 17 für die Erfassung einer Drosselposition, einer Temperatur im Saugrohr 8 und eines Drucks im Saugrohr 8 verbunden. Die Steuereinheit 5 steuert dabei anhand der erhaltenen Signale das Einspritzmodul 2.The small engine 1 further includes an exhaust pipe 13 passing through the outlet valve 11 is released or closed. Further, an oxygen sensor 14 at the exhaust pipe 13 provided, which with the control unit 5 connected, and the control unit 5 is also with a cooling water sensor 15 , an oil temperature sensor 16 and a sensor unit 17 for detecting a throttle position, a temperature in the intake manifold 8th and a pressure in the intake manifold 8th connected. The control unit 5 controls the injection module based on the received signals 2 ,

Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung umfasst somit das Einspritzmodul 2 mit einer Kraftstoffpumpe, einem Druckregler, einem Injektor und einem Luftsteller sowie eine Kraftstoffzuleitung, eine Kraftstoffrückleitung und einen Luftbypassanschluss, und kann besonders kompakt und kleinbauend ausgelegt werden. Ferner kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung sehr kostengünstig hergestellt werden und insbesondere schon im voraus als komplettes Einspritzmodul vormontiert werden, so dass es lediglich in den Kleinmotor 1 als Kompaktbaugruppe eingebaut werden muss. Durch die Integration der vier Einzelteile Kraftstoffpumpe, Druckregler, Injektor und Luftsteller in das Einspritzmodul ist somit eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit gewährleistet. Die Kraftstoffpumpe und der Luftsteller werden dabei von einem gemeinsamen Aktuator betätigt. Dadurch kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung 2 beispielsweise in Kleinmotoren von Zweirädern oder Rasenmähern verwendet werden.The injection device according to the invention thus comprises the injection module 2 with a fuel pump, a pressure regulator, an injector and an aerator, as well as a fuel supply line, a fuel return line and an air bypass connection, and can be designed to be particularly compact and compact. Furthermore, the injection device according to the invention can be produced very inexpensively and in particular be pre-assembled in advance as a complete injection module, so that it only in the small engine 1 must be installed as a compact assembly. The integration of the four items fuel pump, pressure regulator, injector and air actuator in the injection module thus a simple and inexpensive manufacturability is guaranteed. The fuel pump and the air actuator are actuated by a common actuator. As a result, the injection device according to the invention 2 For example, be used in small engines of two-wheelers or lawn mowers.

2 zeigt das Einspritzmodul 2 im Detail. Im Einspritzmodul 2 sind die Kraftstoffpumpe 20a, der Druckregler 20b, der Injektor 20c und der Luftsteller 20d integriert. Hierzu ist ein Gehäuse 25 vorgesehen, welches aus Kunststoff gespritzt wird. Der Druckregler 20b ist dabei Bestandteil des Injektors 20c. Ein gemeinsamer Aktuator betätigt dabei gleichzeitig die Kraftstoffpumpe 20a und den Luftsteller 20d. Der gemeinsame Aktuator umfasst dabei eine Spule 21, einen Pumpenanker 22 und einen Flachanker 23 für den Luftsteller. Das Gehäuse 25 ist mittels eines Deckels 24 verschlossen, wobei gleichzeitig noch ein Kraftstoffrücklaufanschluss ausgebildet ist. Der Kraftstoffrücklaufanschluss ist mit dem Injektor 20c auf einer gemeinsamen Achse X angeordnet. 2 shows the injection module 2 in detail. In the injection module 2 are the fuel pump 20a , the pressure regulator 20b , the injector 20c and the air actuator 20d integrated. For this purpose, a housing 25 provided, which is injected from plastic. The pressure regulator 20b is part of the injector 20c , A common actuator simultaneously actuates the fuel pump 20a and the air plate 20d , The common actuator comprises a coil 21 , a pump anchor 22 and a flat anchor 23 for the air actuator. The housing 25 is by means of a lid 24 closed, wherein at the same time still a fuel return port is formed. The fuel return port is with the injector 20c arranged on a common axis X.

Wie aus 2 ersichtlich ist, ist der Pumpenanker 22 ringförmig ausgebildet und weist eine zylindrische Form auf. Im Pumpenanker 22 ist ein Durchlass 22a gebildet, durch welchen ein Strömungspfad von der Kraftstoffzuleitung 6a zur Kraftstoffrückleitung 6b verläuft. Die Spule 21 ist mit einer Kunststoffumspritzung 21a versehen und ist von einem Magnetkreis 40 umgeben.How out 2 it can be seen, is the pump anchor 22 annular and has a cylindrical shape. In the pump anchor 22 is a passage 22a formed, through which a flow path from the fuel supply line 6a for fuel return 6b runs. The sink 21 is with a plastic coating 21a provided and is of a magnetic circuit 40 surround.

Die Kraftstoffpumpe 20b umfasst neben dem Pumpenanker 22 noch einen Kolben 26, eine zylindrische Laufbuchse 35, einen Pumpraum 29 und eine Rückstellfeder 27. Der Kolben 26 ist in der Laufbuchse 35 geführt. Die Rückstellfeder 27 bringt den Kolben in die in 2 gezeigte Ausgangsstellung, welche ein Ende eines Saughubes darstellt. Die Rückstellfeder 27 stützt sich am Pumpenanker 22 ab. Der Kolben 26 ist zweiteilig ausgebildet und umfasst einen Hohlzylinder 60 und ein Druckaufbauglied 61. Das Druckaufbauglied 61 ist dabei relativ beweglich zum Hohlzylinder 60 angeordnet und umfasst einen Hauptkörper 62, eine Endplatte 63, ein am gegenüberliegenden Ende der Endplatte 63 angeordneten Stift 64 und drei Führungselemente 65, welche in gleichen Abständen am Umfang des Hauptkörpers 62 angeordnet sind. Im Hohlzylinder 60 sind ferner zwei Schlitze 66, 67 und wenigstens eine Bohrung 68 ausgebildet. Jeweils ein Endbereich des Stifts 64 ist dabei in einem Schlitz 66, 67 angeordnet. Die Endplatte 63 ist in dem Hauptkörper 62 eingeschraubt und weist einen größeren Außendurchmesser auf als ein Innendurchmesser des Hohlzylinders 60. Hierdurch wird eine Relativbewegung des Hohlzylinders 60 zum Druckaufbauglied 61 begrenzt. Die Bohrung 68 stellt dabei eine Verbindung zwischen einer Außenseite und einer Innenseite des Hohlzylinders 60 bereit. Der Aufbau des Kolbens 26 wird insbesondere auch in der in 3 gezeigten Seitenansicht deutlich. Es sei angemerkt, dass die Endplatte 63 des Druckaufbauglieds 61 mittels einer Schraubverbindung am Hauptkörper 62 befestigt ist, so dass eine Vormontage des Kolbens derart erfolgen kann, dass der Hauptkörper 62 mit dem daran einstückig gebildeten Stift 64 und den drei daran einstückig gebildeten Führungselementen 65 von oben in die Schlitze 66, 67 des Hohlzylinders 60 eingeführt werden kann und dann die Endplatte 63 von unten aufgeschraubt werden kann.The fuel pump 20b includes next to the pump anchor 22 another piston 26 , a cylindrical bushing 35 , a pump room 29 and a return spring 27 , The piston 26 is in the bush 35 guided. The return spring 27 puts the piston in the 2 shown starting position, which represents an end of a suction stroke. The return spring 27 rests on the pump anchor 22 from. The piston 26 is formed in two parts and includes a hollow cylinder 60 and a push-up song 61 , The pressure building song 61 is relatively movable to the hollow cylinder 60 arranged and comprises a main body 62 , an end plate 63 , one at the opposite end of the end plate 63 arranged pin 64 and three guide elements 65 which are equally spaced around the circumference of the main body 62 are arranged. In the hollow cylinder 60 are also two slots 66 . 67 and at least one hole 68 educated. One end of the pen at a time 64 is in a slot 66 . 67 arranged. The end plate 63 is in the main body 62 screwed and has a larger outer diameter than an inner diameter of the hollow cylinder 60 , As a result, a relative movement of the hollow cylinder 60 to the pressure building member 61 limited. The hole 68 makes a connection between an outside and an inside of the hollow cylinder 60 ready. The construction of the piston 26 will be especially in the in 3 shown side view clearly. It should be noted that the end plate 63 of the pressure-building member 61 by means of a screw on the main body 62 is fixed so that a pre-assembly of the piston can be made such that the main body 62 with the pin formed integrally therewith 64 and the three guide elements formed integrally therewith 65 from the top into the slots 66 . 67 of the hollow cylinder 60 can be inserted and then the end plate 63 can be screwed from below.

Das Einspritzmodul 2 umfasst ferner einen Ansaugraum 30, in welchen die Kraftstoffzuleitung 6a mündet. Im Ansaugraum 30 ist auch die Kraftstoffpumpe 20a angeordnet. Ferner ist ein Verbindungsraum 31 vorgesehen, welcher über mehrere Bohrungen 32 mit dem Ansaugraum 30 verbunden ist. Kraftstoff kann somit von der Kraftstoffzuleitung 6a in den Ansaugraum 30 und über die Bohrung 32 in den Verbindungsraum 31 strömen. Vom Verbindungsraum 31 kann der Kraftstoff dann über die wenigstens eine Bohrung 68 in das Innere des Hohlzylinders 60 strömen. Vom Hohlzylinder 60 kann der Kraftstoff in Richtung der Axialachse X in die Kraftstoffrückleitung 6b strömen. Somit durchströmt der Kraftstoff zentral das Einspritzmodul 2, so dass eine hervorragende Kühlung der Bauteile, insbesondere der Spule 21 nebst angrenzenden Bauteilen, ermöglicht wird.The injection module 2 further comprises a suction space 30 in which the fuel supply line 6a empties. In the suction room 30 is also the fuel pump 20a arranged. There is also a connection room 31 provided, which has several holes 32 with the suction chamber 30 connected is. Fuel can thus be supplied from the fuel supply line 6a in the suction room 30 and over the hole 32 in the connection room 31 stream. From the connection room 31 the fuel can then over the at least one bore 68 into the interior of the hollow cylinder 60 stream. From the hollow cylinder 60 can the fuel in the direction of the axial axis X in the fuel return line 6b stream. Thus, the fuel flows through the injection module centrally 2 , allowing excellent cooling of the components, especially the coil 21 in addition to adjacent components, is made possible.

Wie weiter aus 2 ersichtlich ist, ist der Pumpraum 29 über dem Injektor 20c angeordnet. Der Injektor 20c ist eine vormontierbare Baugruppe, welche einen Ventilgrundkörper 50, ein als Kugel ausgebildetes Ventilglied 51, eine Rückstellfeder 52, einen inneren Anschlag 53 und einen Einstellbolzen 54 umfasst. Eine Spritzlochplatte ist mit dem Bezugszeichen 56 gekennzeichnet. Ferner ist eine Bohrung 55 vorgesehen, welche einen inneren Hohlbereich des Ventilgrundkörpers 50, in welchem die Rückstellfeder 52 und der Anschlag 53 angeordnet sind, mit dem Ansaugraum 30 verbindet. Kraftstoff wird dabei vom Pumpraum 29 über seitliche Kanäle 57 und Bohrungen 58 zum Ventilglied 51 zugeführt. In 2 ist dabei nur ein Kanal 57 und eine Bohrung 58 sichtbar, im Ausführungsbeispiel sind jedoch drei Kanäle und jeweils drei Bohrungen vorgesehen. Der Druckregler 20b ist in diesem Ausführungsbeispiel die sich verjüngende Rückstellfeder 52, deren Federkraft mittels des Einstellbolzens 54, der in den Ventilgrundkörper 50 einschraubbar bzw. herausschraubbar ist, eingestellt werden kann. Der Anschlag 53 begrenzt dabei einen Öffnungsweg des Ventilglieds 51, wobei das Ventilglied 51 bei Anlage am Anschlag 53 an diesem an einem zweiten Dichtsitz abdichtet. Der erste Dichtsitz für das Ventilglied 51 ist am Ventilgrundkörper 50 in Richtung der Spritzlochplatte 56 gebildet.How farther 2 it can be seen, is the pump room 29 over the injector 20c arranged. The injector 20c is a pre-assembled assembly, which has a valve body 50 , A designed as a ball valve member 51 , a return spring 52 , an inner stop 53 and an adjusting bolt 54 includes. A spray hole plate is denoted by the reference numeral 56 characterized. There is also a hole 55 provided, which an inner hollow portion of the valve body 50 in which the return spring 52 and the stop 53 are arranged with the suction chamber 30 combines. Fuel is thereby from the pump room 29 via lateral channels 57 and drilling 58 to the valve member 51 fed. In 2 is only one channel 57 and a hole 58 visible, in the embodiment, however, three channels and three holes are provided. The pressure regulator 20b is the tapered return spring in this embodiment 52 , whose spring force by means of the adjusting bolt 54 into the valve body 50 can be screwed or herausschraubbar, can be adjusted. The stop 53 limited an opening stroke of the valve member 51 wherein the valve member 51 at installation at the stop 53 seals on this at a second sealing seat. The first sealing seat for the valve member 51 is on the valve body 50 in the direction of the spray hole plate 56 educated.

Der Luftsteller 20d umfasst, wie aus 2 ersichtlich ist, einen Flachanker 23, zwei Dichtsitze 43, 44, eine Tellerfeder 45 für eine Rückstellung des Flachankers 23. Der Flachanker 23 ist dabei unterhalb der Spule 21 angeordnet und wird mittels der Federkraft der Tellerfeder 45 gegen die Dichtsitze 43, 44 gedrückt. Die Federkraft der Tellerfeder 45 ist dabei derart gewählt, dass sie kleiner ist als eine Federkraft der Rückstellfeder 27 der Kraftstoffpumpe, damit bei Anlegen einer Spannung an die Spule der Flachanker 23 vor dem Pumpenanker 22 angezogen wird. Dadurch öffnet der Luftsteller immer vor dem Injektor.The air actuator 20d includes, how out 2 it can be seen, a flat anchor 23 , two sealing seats 43 . 44 , a plate spring 45 for a provision of the flat anchor 23 , The flat anchor 23 is below the coil 21 arranged and is by means of the spring force of the diaphragm spring 45 against the sealing seats 43 . 44 pressed. The spring force of the diaphragm spring 45 is chosen such that it is smaller than a spring force of the return spring 27 the fuel pump, so when applying a voltage to the coil of the flat armature 23 in front of the pump anchor 22 is attracted. This always opens the air actuator in front of the injector.

Die Funktion des Einspritzmoduls 2 ist dabei wie folgt. Die in 2 dargestellte Stellung ist die am Ende eines Ansaughubs. Der Ansaughub wurde dabei durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 27 bewirkt. In diesem Zustand wird nun die Spule 21 bestromt, so dass sich zuerst der Flachanker 23 in Richtung auf die Spule 21 bewegt und die zwei Dichtsitze 43, 44 freigibt. Hierdurch ist eine Verbindung zwischen der Luftzuleitung 12 über die geöffneten Dichtsitze 43, 44 zu einem Luftauslass, welcher eine erste Auslassöffnung 46 und eine zweite Auslassöffnung 47 aufweist. Wie aus 2 ersichtlich ist, sind die beiden Auslassöffnungen 46, 47 des Luftauslasses unmittelbar benachbart zu einem Kraftstoffauslass 48 an der Spritzlochplatte 56 angeordnet.The function of the injection module 2 is as follows. In the 2 shown position is at the end of a suction stroke. The intake stroke was thereby by the restoring force of the return spring 27 causes. In this state will now be the coil 21 energized, so first the flat anchor 23 towards the coil 21 moved and the two sealing seats 43 . 44 releases. This is a connection between the air supply 12 over the opened sealing seats 43 . 44 to an air outlet, which has a first outlet opening 46 and a second outlet opening 47 having. How out 2 it can be seen, the two outlet openings 46 . 47 the air outlet immediately adjacent to a fuel outlet 48 at the spray hole plate 56 arranged.

Wenn die Spule 21 weiterbestromt wird, wird auch der Pumpenanker 22 nach unten in Richtung des Injektors 20c bewegt. Da das Druckaufbauglied 61 lose im Hohlzylinder 60 angeordnet ist, der Hohlzylinder 60 jedoch fest mit dem Pumpenanker 22 verbunden ist, bewegt sich zuerst nur der Hohlzylinder 60. Wenn sich der Hohlzylinder 60 über die Höhe H in axialer Richtung X bewegt hat, kommt der Hohlzylinder 60 mit der Endplatte 63 des Druckaufbauglieds 61 in Kontakt. Hierdurch wird eine Verbindung zwischen dem Niederdruckbereich des Kraftstoffs und dem Pumpraum 29 unterbrochen. Weiterhin bewegt der Hohlzylinder 60 nun auch das Druckaufbauglied 61 in Richtung des Injektors 20c, so dass in dem Pumpraum 29 mit dem Druckaufbau begonnen wird. Der sich aufbauende Druck wird über die Kanäle 57 zur Unterseite des Ventilglieds 51 geführt. Sobald der Druck am Ventilglied 51 größer wird als eine Rückstellkraft der Rückstellfeder 52, öffnet das Ventilglied 51 und eine Kraftstoffeinspritzung beginnt. Da der Luftsteller 20b seitlich schon der dem Injektor 20c geöffnet wurde, hat sich schon eine ausreichend stabile Luftströmung an den Auslassöffnungen 46, 47 aufgebaut, welche für eine zusätzliche Zerstäubung des durch die Spritzlochplatte 56 eingespritzten Kraftstoffs ermöglicht.If the coil 21 continues to be energized, is also the pump anchor 22 down towards the injector 20c emotional. Because the pressure buildup member 61 loose in the hollow cylinder 60 is arranged, the hollow cylinder 60 but firmly with the pump anchor 22 is connected, moves only the hollow cylinder at first 60 , When the hollow cylinder 60 has moved over the height H in the axial direction X, comes the hollow cylinder 60 with the end plate 63 of the pressure-building member 61 in contact. As a result, a connection between the low-pressure region of the fuel and the pump chamber 29 interrupted. Furthermore, the hollow cylinder moves 60 now also the pressure build-up song 61 in the direction of the injector 20c , so in the pump room 29 is started with the pressure build-up. The pressure building up is over the channels 57 to the bottom of the valve member 51 guided. As soon as the pressure on the valve member 51 becomes larger than a restoring force of the return spring 52 , opens the valve member 51 and fuel injection begins. Because the air actuator 20b laterally already the the injector 20c has been opened, already has a sufficiently stable air flow at the outlet openings 46 . 47 constructed, which for an additional atomization of the spray hole plate 56 injected fuel allows.

Für eine Rückstellung wird die Bestromung der Spule 21 beendet, so dass die Tellerfeder 45 den Flachanker 23 wieder in die in 2 gezeigte Ausgangsposition zurückstellt und auch die Rückstellfeder 27 den Pumpenanker mitsamt dem Hohlzylinder 60 und dem Druckaufbauglied 61 wieder in die Ausgangsposition zurückstellt.For a provision, the current supply to the coil 21 finished, leaving the diaphragm spring 45 the flat anchor 23 back in the 2 shown reset position and also the return spring 27 the pump anchor together with the hollow cylinder 60 and the pressure buildup member 61 returns to its original position.

Somit kann erfindungsgemäß die Luftführung in das Einspritzmodul 2 integriert werden, so dass insbesondere in axialer Richtung X Bauraum eingespart wird. Ferner kann durch die Integration der Luftführung in das Gehäuse 25 auf eine Verschlauchung verzichtet werden. Insbesondere kann Bauraum oberhalb des Aktuators, d. h., im Bereich des Anschlusses der Kraftstoffrückleitung 6b, eingespart werden, wodurch sich mehr Gestaltungsfreiraum, beispielsweise für einen elektrischen Anschluss ergibt. Da der Flachanker 23 ringförmig ausgebildet ist, kann der Kraftstoffpfad durch das Einspritzmodul 2 hindurchgeführt werden, so dass eine besonders gute Kühlung durch den zirkulierenden Kraftstoff erreicht wird.Thus, according to the invention, the air flow into the injection module 2 be integrated so that in particular in the axial direction X space is saved. Furthermore, by integrating the air duct into the housing 25 be dispensed with a tubing. In particular, installation space above the actuator, ie, in the region of the connection of the fuel return line 6b be saved, resulting in more creative freedom, for example, for an electrical connection. Because the flat anchor 23 is annular, the fuel path through the injection module 2 be passed through, so that a particularly good cooling is achieved by the circulating fuel.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1340906 B1 [0003]

Claims

Injection device comprising a fuel pump ( 20a ), a pressure regulator ( 20b ), an injector ( 20c ) and an air plate ( 20d ), characterized in that the fuel pump ( 20a ), the injector ( 20c ) and the air actuator ( 20d ) integral part of a compact injection module ( 2 ), the pressure regulator ( 20b ) integral part of the injector ( 20c ), the fuel pump ( 20a ) a piston ( 26 ), a pump anchor ( 22 ) and a pump room ( 31 ), the air actuator ( 20d ) a valve seat ( 54 . 55 ) and an anchor ( 23 ) and the pump anchor ( 22 ) and the anchor ( 23 ) by means of a common actuator ( 21 ) are operable, wherein an air outlet immediately adjacent to a fuel outlet ( 48 ) on the intake manifold ( 8th ) is arranged.

Injection device according to claim 1, characterized in that the air outlet has a first outlet opening ( 46 ) and a second outlet opening ( 47 ), wherein the fuel outlet ( 48 ) is arranged between the first and second outlet opening.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the air actuator ( 20d ) in the axial direction (X) of the injection module ( 2 ) below the actuator ( 21 ) is arranged.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 26 ) a hollow cylinder ( 60 ) and a pressure build member ( 61 ).

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that a flow path of the fuel through the hollow cylinder ( 60 ) of the piston ( 26 ) runs.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the armature ( 23 ) of the air actuator ( 20 ) is designed as an annular flat armature and in particular exactly two passages ( 43 . 44 ), which are releasable and closable by means of the flat anchor.

Injection device according to one of the preceding claims, further comprising a disc spring ( 45 ) for the return of the anchor ( 23 ) of the air actuator ( 20d ).

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow cylinder ( 60 ) and the pressure building member ( 61 ) of the piston are arranged relatively movable relative to each other to a limited extent.

Injection device according to claim 8, characterized in that the hollow cylinder ( 60 ) two opposing slots ( 66 . 67 ) and the pressure building member ( 61 ) one perpendicular to an axial direction of the piston ( 26 ) arranged pin ( 64 ), wherein in each case an end region of the pen ( 64 ) in a slot ( 66 . 67 ) of the hollow cylinder ( 60 ) is arranged.

Injection device according to claim 8 or 9, characterized in that the pressure build-up member ( 61 ) an end plate ( 63 ) having a larger outer diameter than an inner diameter of the hollow cylinder ( 60 ) to a stop for the hollow cylinder ( 60 ) to build.

Internal combustion engine comprising exactly one or exactly two cylinders and an injection device according to one of the preceding claims.