Die
Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
nach der Gattung des Anspruchs 1.The
The invention is based on a fuel injection device for an internal combustion engine
according to the preamble of claim 1.
Eine
solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE 198 43 546 A1 bekannt.
Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine
eine Kraftstoffhochdruckpumpe und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil
auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist einen durch die Brennkraftmaschine
in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben auf, der in einer
Zylinderbohrung einen Pumpenarbeitsraum begrenzt, der mit einem
Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils verbunden ist. Es ist ein
elektrisch betätigtes
Steuerventil vorgesehen, durch das eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums
mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird. Das Kraftstoffeinspritzventil
weist ein Einspritzventilglied auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert
wird. Das Einspritzventilglied ist von dem im Druckraum herrschenden
Druck in Öffnungsrichtung
beaufschlagt gegen die Kraft einer Schließfeder in einer Öffnungsrichtung
bewegbar. Der Druck, bei dem das Einspritzventilglied öffnet und
die wenigstens eine Einspritzöffnung
freigibt, ist dabei durch die Vorspannung der Schließfeder vorgegeben
und nicht änderbar.
Bei konstantem Öffnungsdruck
des Einspritzventilglieds lässt
sich die Kraftstoffeinspritzung unter Umständen nicht optimal bei unterschiedlichen
Betriebszuständen
der Brennkraftmaschine steuern.Such a fuel injection device is characterized by the DE 198 43 546 A1 known. This fuel injection device has a high-pressure fuel pump and a fuel injection valve connected thereto for each cylinder of the internal combustion engine. The high-pressure fuel pump has a pump piston which is driven by the internal combustion engine in a lifting movement and which delimits in a cylinder bore a pump working chamber which is connected to a pressure chamber of the fuel injection valve. An electrically operated control valve is provided by which a connection of the pump working space to a discharge area is controlled. The fuel injection valve has an injection valve member through which at least one injection port is controlled. The injection valve member is acted upon by the pressure prevailing in the pressure chamber in the opening direction against the force of a closing spring in an opening direction movable. The pressure at which the injection valve member opens and releases at least one injection opening is predetermined by the bias of the closing spring and can not be changed. At constant opening pressure of the injection valve member, the fuel injection may not be controlled optimally under different operating conditions of the internal combustion engine under certain circumstances.
Vorteile der
ErfindungAdvantages of
invention
Die
erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung
mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 hat demgegenüber
den Vorteil, dass der Öffnungsdruck des
Einspritzventilglieds auf einfache Weise änderbar ist. Durch entsprechende
Ansteuerung des Steuerventils kann in den Steuerraum kein oder ein
auf einen bestimmten Wert erhöhter
Druck eingespeist werden, durch den über die bewegliche Wand die Vorspannung
der Schließfeder
und damit der Öffnungsdruck
des Einspritzventilglieds in Abhängigkeit von
Betriebsparametern der Brennkraftmaschine variiert wird. Dies ermöglicht eine
optimale Anpassung des Öffnungsdrucks
des Einspritzventilglieds an verschiedene Betriebszustände der
Brennkraftmaschine und damit eine verbesserte Steuerung der Kraftstoffeinspritzung.The
Fuel injection device according to the invention
with the features according to claim
1 has in contrast
the advantage that the opening pressure of
Injection valve member is easily changeable. By appropriate
Control of the control valve can in the control room no or a
increased to a certain value
Pressure are fed through the over the movable wall, the bias
the closing spring
and thus the opening pressure
of the injection valve member in dependence on
Operating parameters of the internal combustion engine is varied. This allows a
optimal adjustment of the opening pressure
the injection valve member to different operating conditions of the
Internal combustion engine and thus improved control of the fuel injection.
In
den abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung
angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch
2 ermöglicht
eine Abführung
von Kraftstoff, der eventuell aufgrund einer Leckage zwischen dem
Pumpenkolben und der Zylinderbohrung aus dem Pumpenarbeitsraum abströmt, so dass
dieser nicht zu einem Druckanstieg im Steuerraum führt. Die
Ausbildung gemäß Anspruch
3 ermöglicht
eine gezielte Entlastung des Steuerraums, so dass zu Beginn jedes
Einspritzzyklus durch entsprechende Ansteuerung des Steuerventils
der Öffnungsdruck
des Einspritzventilglieds bestimmt werden kann. Die Ausbildung gemäß Anspruch
4 ermöglicht
ebenfalls eine gezielte Entlastung des Steuerraums, die bereits
im Bereich des inneren Totpunkts des Pumpenkolbens erfolgt und bei der
keine oder nur eine sehr geringe Leckage aus dem Pumpenarbeitsraum
in die Entlastungsverbindung auftritt. Die Ausbildung gemäß Anspruch
5 ermöglicht
eine Entlastung der Verbindung des Steuerraums mit dem Pumpenarbeitsraum
bereits während des
Förderhubs
des Pumpenkolbens. Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 ermöglicht nach
dem Druckaufbau zur Erhöhung
des Öffnungsdrucks
des Einspritzventilglieds eine Druckabsenkung im Pumpenarbeitsraum
ohne dass dabei Druckschwingungen verursacht werden.In
the dependent
claims
are advantageous embodiments and refinements of the fuel injection device according to the invention
specified. The training according to claim
2 allows
a discharge
of fuel, possibly due to leakage between the
Pump piston and the cylinder bore flows out of the pump working space, so that
this does not lead to an increase in pressure in the control room. The
Training according to claim
3 allows
a targeted discharge of the control room, so at the beginning of each
Injection cycle by appropriate control of the control valve
the opening pressure
of the injection valve member can be determined. The training according to claim
4 allows
also a targeted discharge of the control room, which already
takes place in the region of the inner dead center of the pump piston and in the
No or very little leakage from the pump workspace
occurs in the discharge connection. The training according to claim
5 allows
a relief of the connection of the control room with the pump work space
already during the
delivery stroke
of the pump piston. The training according to claim 6 allows after
the pressure build-up to increase
the opening pressure
the injection valve member, a pressure reduction in the pump working space
without causing pressure oscillations.
Zeichnungdrawing
Mehrere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
für eine Brennkraftmaschine
in schematischer Darstellung in einem Längsschnitt gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel, 2 in
vergrößerter Darstellung
einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt
der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 3a bis 3c den
Ausschnitt II der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel, 4a bis 4c den Ausschnitt
II der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
und 5 einen Hubverlauf eines Pumpenkolbens der Kraftstoffeinspritzeinrichtung über dem
Drehwinkel eines den Pumpenkolben antreibenden Nockens.Several embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it 1 a fuel injection device for an internal combustion engine in a schematic representation in a longitudinal section according to a first embodiment, 2 in an enlarged view a in 1 labeled II section of the fuel injection device according to a second embodiment, 3a to 3c the detail II of the fuel injection device according to a third embodiment, 4a to 4c the detail II of the fuel injection device according to a fourth embodiment and 5 a stroke course of a pump piston of the fuel injection device over the rotation angle of the pump piston driving cam.
Beschreibung
der Ausführungsbeispieledescription
the embodiments
In
den 1 bis 4 ist eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für
eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine
ist vorzugsweise eine selbstzündende
Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist als sogenanntes
Pumpe- Düse-System
oder als Pumpe-Leitung-Düse-System
ausgebildet und weist für
jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils eine Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und
ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil 12 auf.
Bei einer Ausbildung als Pumpe-Leitung-Düse-System ist die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 entfernt
vom Kraftstoffeinspritzventil 12 angeordnet und mit diesem über eine
Leitung verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung als
Pumpe-Düse-System
ausgebildet, wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und
das Kraftstoffeinspritzventil 12 direkt miteinander verbunden
sind und eine Baueinheit bilden. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist
einen in einer Zylinderbohrung 16 in einem Pumpenkörper 14 dicht
geführten
Pumpenkolben 18 auf, der durch einen Nocken 20 einer
Nockenwelle der Brennkraftmaschine entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 19 in
einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben 18 begrenzt
im Zylinder 16 einen Pumpenarbeitsraum 22, in
dem beim Förderhub
des Pumpenkolbens 18 Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet
wird. Dem Pumpenarbeitsraum 22 wird beim Saughub des Pumpenkolbens 18 in nicht
näher dargestellter
Weise Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 24 des Kraftfahrzeugs
zugeführt.In the 1 to 4 a fuel injection device for an internal combustion engine of a motor vehicle is shown. The internal combustion engine is preferably a self-igniting internal combustion engine. The fuel injection device is designed as a so-called pump-nozzle system or as a pump-line-nozzle system and has for each cylinder of the internal combustion engine each have a high-pressure fuel pump 10 and a fuel injection valve connected thereto 12 on. On an off Education as a pump-line-nozzle system is the high-pressure fuel pump 10 away from the fuel injector 12 arranged and connected to this via a line. In the illustrated embodiment, the fuel injection device is designed as a pump-nozzle system, wherein the high-pressure fuel pump 10 and the fuel injection valve 12 are directly connected to each other and form a structural unit. The high-pressure fuel pump 10 has one in a cylinder bore 16 in a pump body 14 tightly guided pump piston 18 on that by a cam 20 a camshaft of the internal combustion engine against the force of a return spring 19 is driven in a lifting movement. The pump piston 18 limited in the cylinder 16 a pump workroom 22 , in which the delivery stroke of the pump piston 18 Fuel is compressed under high pressure. The pump workroom 22 becomes during the suction stroke of the pump piston 18 in a manner not shown fuel from a fuel tank 24 supplied to the motor vehicle.
Das
Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen Ventilkörper 26 auf,
der mehrteilig ausgebildet sein kann, in dem ein Einspritzventilglied 28 in
einer Bohrung 30 längsverschiebbar
geführt
ist. Wie in 1 dargestellt weist der Ventilkörper 26 an
seinem dem Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine zugewandten
Endbereich wenigstens eine erste, vorzugsweise mehrere Einspritzöffnungen 32 auf,
die über
den Umfang des Ventilkörpers 26 verteilt
angeordnet sind. Das Einspritzventilglied 28 weist an seinem
dem Brennraum zugewandten Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 34 auf, die
mit einem im Ventilkörper 26 in
dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten Ventilsitz 36 zusammenwirkt,
von dem oder nach dem die Einspritzöffnungen 32 abführen. Im
Ventilkörper 26 ist
zwischen dem Einspritzventilglied 28 und der Bohrung 30 zum
Ventilsitz 36 hin ein Ringraum 38 vorhanden, der
in seinem dem Ventilsitz 36 abgewandten Endbereich durch
eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 in einen das Einspritzventilglied 28 umgebenden
Druckraum 40 übergeht.
Das Einspritzventilglied 28 weist auf Höhe des Druckraums 40 durch
eine Querschnittsverringerung eine Druckschulter 42 auf.
Am dem Brennraum abgewandten Ende des Einspritzventilglieds 28 greift
eine vorgespannte Schließfeder 44 an,
durch die das Einspritzventilglied 28 zum Ventilsitz 36 hin
gedrückt
wird. Die Schließfeder 44 ist
in einem Federraum 46 des Ventilkörpers 26 angeordnet,
der sich an die Bohrung 30 anschließt.The fuel injector 12 has a valve body 26 on, which may be formed in several parts, in which an injection valve member 28 in a hole 30 is guided longitudinally displaceable. As in 1 shown, the valve body 26 at its end region facing the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine, at least one first, preferably a plurality of injection openings 32 on that over the circumference of the valve body 26 are arranged distributed. The injection valve member 28 has at its end facing the combustion chamber an example, for example, conical sealing surface 34 on that with one in the valve body 26 formed in the combustion chamber facing the end portion valve seat 36 cooperates, from or after the injection ports 32 dissipate. In the valve body 26 is between the injection valve member 28 and the hole 30 to the valve seat 36 an annular space 38 present in his the valve seat 36 remote end region by a radial extension of the bore 30 in a the injection valve member 28 surrounding pressure chamber 40 passes. The injection valve member 28 indicates the height of the pressure chamber 40 by a cross-sectional reduction a pressure shoulder 42 on. At the end remote from the combustion chamber of the injection valve member 28 engages a preloaded closing spring 44 on, through which the injection valve member 28 to the valve seat 36 is pressed down. The closing spring 44 is in a spring room 46 of the valve body 26 arranged, attached to the hole 30 followed.
Vom
Pumpenarbeitsraum 22 führt
durch den Pumpenkörper 14 und
den mehrteiligen Ventilkörper 26 ein
Kanal 48 in den Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12.
Durch ein elektrisch betätigtes Steuerventil 23 wird
eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums 22 mit einem Entlastungsraum
gesteuert, als der beispielsweise zumindest mittelbar der Kraftstoffvorratsbehälter 24 oder
ein Bereich dienen kann, in dem ein gegenüber dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 etwas
erhöhter
Druck aufrechterhalten wird. Das Steuerventil 23 wird durch
eine elektronische Steuereinrichtung 25 angesteuert, wobei
durch das Steuerventil 23 der Druckaufbau im Pumpenarbeitsraum 22 und
damit der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung und die eingespritzte
Kraftstoffmenge gesteuert wird. Das Steuerventil 23 kann
einen elektromagnetischen Aktor oder einen Piezoaktor aufweisen.
Das Steuerventil 23 ist beispielsweise als 2/2-Wegeventil
ausgebildet und zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen
Schaltstellung umschaltbar.From the pump workroom 22 leads through the pump body 14 and the multi-part valve body 26 a channel 48 in the pressure room 40 of the fuel injection valve 12 , By an electrically operated control valve 23 becomes a connection of the pump work space 22 controlled with a discharge space, as the example, at least indirectly, the fuel tank 24 or an area in which one opposite the fuel tank 24 slightly increased pressure is maintained. The control valve 23 is by an electronic control device 25 controlled, by the control valve 23 the pressure buildup in the pump workspace 22 and thereby controlling the timing of fuel injection and the amount of fuel injected. The control valve 23 may comprise an electromagnetic actuator or a piezoelectric actuator. The control valve 23 is designed for example as a 2/2-way valve and switchable between an open and a closed switching position.
An
den Federraum 46 vom Brennraum weg anschließend ist
wie 1 dargestellt im Ventilkörper 26 ein Steuerraum 50 ausgebildet,
der zum Federraum 46 hin durch eine bewegliche Wand 52 begrenzt
wird. Die Schließfeder 44 stützt sich
mit ihrem dem Einspritzventilglied 28 abgewandten Ende
an der beweglichen Wand 52 ab. Bei drucklosem Steuerraum 50 wird
die bewegliche Wand 52 durch die Schließfeder 44 in Anlage
an einem Anschlag 54 gehalten, der durch eine Ringschulter
am Übergang vom
Federraum 46 zu dem im Durchmesser kleineren Steuerraum 50 gebildet
sein kann. Der Steuerraum 50 ist über eine Leitung 56,
die in die Zylinderbohrung 16 mündet, mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbindbar.
Die Leitung 56 verläuft
in Form von Nuten oder Bohrungen durch den Ventilkörper 26,
eine zwischen diesem und dem Pumpenkörper 14 angeordnete
Zwischenscheibe 27 und den Pumpenkörper 14. In der Leitung 56 ist
ein zum Steuerraum 50 hin öffnendes Rückschlagventil 58 angeordnet.
Das Rückschlagventil 58 weist
ein Ventilglied 60 auf, das durch eine Schließfeder 62 zu
einem Ventilsitz 64 hin beaufschlagt ist. Von der Leitung 56 kann
zwischen deren Einmündung
in die Zylinderbohrung 16 und dem Rückschlagventil 58 eine
Entlastungsleitung 66 in einen Niederdruckbereich abführen, in
der vorzugsweise eine Drosselstelle 67 angeordnet ist.
Als Niederdruckbereich kann ein Rücklauf in den Kraftstoffvorratsbehälter 24 oder
ein Kraftstoffzulauf vom Kraftstoffvorratsbehälter 24 dienen, durch
den der Pumpenarbeitsraum 22 beim Saughub des Pumpenkolbens 18 mit
Kraftstoff befüllt
wird.To the spring room 46 away from the combustion chamber is like 1 shown in the valve body 26 a control room 50 trained, the spring chamber 46 through a movable wall 52 is limited. The closing spring 44 rests with its the injection valve member 28 opposite end to the movable wall 52 from. With unpressurized control room 50 becomes the movable wall 52 through the closing spring 44 in contact with a stop 54 held by an annular shoulder at the transition from the spring chamber 46 to the smaller diameter control room 50 can be formed. The control room 50 is over a line 56 into the cylinder bore 16 opens, with the pump workspace 22 connectable. The administration 56 runs in the form of grooves or holes through the valve body 26 , one between this and the pump body 14 arranged washer 27 and the pump body 14 , In the line 56 is one to the control room 50 opening check valve 58 arranged. The check valve 58 has a valve member 60 on top of that by a closing spring 62 to a valve seat 64 is acted upon. From the line 56 can between their confluence with the cylinder bore 16 and the check valve 58 a relief line 66 dissipate in a low pressure region, in which preferably a throttle point 67 is arranged. As a low pressure area can return to the fuel tank 24 or a fuel feed from the fuel tank 24 serve by which the pump work space 22 during the suction stroke of the pump piston 18 is filled with fuel.
Der
Pumpenkolben 18 befindet sich zu Beginn seines Förderhubs
in seinem äußeren Totpunkt, in
dem dieser die geringste Eintauchtiefe in die Zylinderbohrung 16 aufweist.
Bei seinem durch den Nocken 20 bewirkten Förderhub
bewegt sich der Pumpenkolben 18 in die Zylinderbohrung 16 hinein,
bis zu seinem inneren Totpunkt. Wenn der Pumpenkolben 18 in
seinem äußeren Totpunkt
angeordnet ist oder ausgehend von seinem äußeren Totpunkt nur einen geringen
Hub ausgeführt
hat, so ist die Mündung
der Leitung 56 in der Zylinderbohrung 16 freigegeben,
so dass der Steuerraum 50 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden
ist. Wenn der Pumpenkolben 18 ausgehend von seinem äußeren Totpunkt
einen großen
Hub ausgeführt
hat, so überdeckt
dieser die Mündung
der Leitung 56 in der Zylinderbohrung 16, so dass
der Steuerraum 50 dann vom Pumpenarbeitsraum 22 getrennt
ist.The pump piston 18 is at the beginning of its delivery stroke in its outer dead center, in which this the lowest depth of immersion into the cylinder bore 16 having. At his by the cam 20 caused delivery stroke moves the pump piston 18 into the cylinder bore 16 into, until his inner dead center. When the pump piston 18 is arranged in its outer dead center or has carried out from its outer dead center only a small stroke, so the mouth of the line 56 in the cylinder bore 16 released, so that the control room 50 with the pump work space 22 connected is. When the pump piston 18 has executed a large stroke from its outer dead center, it covers the mouth of the pipe 56 in the cylinder bore 16 so that the control room 50 then from the pump workroom 22 is disconnected.
Bei
Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, bei denen das Einspritzventilglied 28 bereits bei
einem geringen Druck im Druckraum 40 und damit im Pumpenarbeitsraum 22 öffnen soll,
bleibt das Steuerventil 23 während des Förderhubs des Pumpenkolbens 18 ausgehend
von dessen äußerem Totpunkt
geöffnet,
bis durch den Pumpenkolben 18 die Mündung der Leitung 56 verschlossen
ist. Im Pumpenarbeitsraum 22 und im Steuerraum 50 erfolgt
somit kein Druckaufbau und der Öffnungsdruck
des Einspritzventilglieds 28 ist durch die Vorspannung der
Schließfeder 44 bei
am Anschlag 54 anliegender beweglicher Wand 52 bestimmt.
Die Kraftstoffeinspritzung wird nachfolgend durch das Steuerventil 23 gesteuert,
das zu einem bestimmten Zeitpunkt geschlossen wird. Wenn der Druck
im Pumpenarbeitsraum 22 und damit im Druckraum 40 des
Kraftstoffeinspritzventils 12 so hoch ist, daß die durch
diesen über
die Druckschulter 42 auf das Einspritzventilglied 28 erzeugte
Druckkraft größer ist
als die Kraft der Schließfeder 44,
so öffnet
das Kraftstoffeinspritzventil 12 indem das Einspritzventilglied 28 mit
seiner Dichtfläche
34 vom Ventilsitz 36 abhebt und die wenigstens eine Einspritzöffnung 32 freigibt.
Ein Kraftstoffeinspritzzyklus kann eine oder mehrere Voreinspritzungen,
eine Haupteinspritzung und eine oder mehrere Nacheinspritzungen
umfassen. Die Kraftstoffeinspritzung wird beendet, indem das Steuerventil 23 geöffnet wird,
so dass der Pumpenarbeitsraum 22 und damit der Druckraum 40 entlastet
ist.In operating conditions of the internal combustion engine, in which the injection valve member 28 already at a low pressure in the pressure chamber 40 and with it in the pump work space 22 should open, the control valve remains 23 during the delivery stroke of the pump piston 18 opened from its outer dead center, through the pump piston 18 the mouth of the pipe 56 is closed. In the pump workroom 22 and in the control room 50 Thus, there is no pressure build-up and the opening pressure of the injection valve member 28 is due to the bias of the closing spring 44 at the stop 54 adjoining movable wall 52 certainly. The fuel injection is subsequently through the control valve 23 controlled, which is closed at a certain time. When the pressure in the pump work space 22 and thus in the pressure room 40 of the fuel injection valve 12 so high is that through this over the pressure shoulder 42 on the injection valve member 28 generated compressive force is greater than the force of the closing spring 44 Thus, the fuel injection valve 12 opens by the injection valve member 28 with its sealing surface 34 from the valve seat 36 lifts off and the at least one injection port 32 releases. A fuel injection cycle may include one or more pilot injections, a main injection, and one or more post-injections. The fuel injection is stopped by the control valve 23 is opened, leaving the pump work space 22 and thus the pressure chamber 40 is relieved.
Bei
Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, bei denen das Einspritzventilglied 28 erst
bei einem höheren
Druck im Druckraum 40 und damit im Pumpenarbeitsraum 22 öffnen soll,
wird das Steuerventil 23 durch die Steuereinrichtung 25 während des Förderhubs
des Pumpenkolbens 18 ausgehend von dessen äußerem Totpunkt
zu einem bestimmten Zeitpunkt geschlossen, solange die Mündung der
Leitung 56 durch den Pumpenkolben 18 noch freigegeben
ist. Im Pumpenarbeitsraum 22 erfolgt bei geschlossenem
Steuerventil 23 ein Druckaufbau und in den Steuerraum 50 wird
bei geöffnetem
Rückschlagventil 58 dieser
erhöhte
Druck eingespeist. Infolge des erhöhten Drucks im Steuerraum 50 wird
die bewegliche Wand 52 zum Einspritzventilglied 28 hin verschoben,
wodurch die Vorspannung der Schließfeder 44 und damit
der Öffnungsdruck
des Einspritzventilglieds 28 erhöht wird. Zu einem bestimmten Zeitpunkt
während
des weiteren Hubs des Pumpenkolbens 18 wird das Steuerventil 23 durch
die Steuereinrichtung 25 wieder geöffnet, so dass der Pumpenarbeitsraum 22 entlastet
ist. Durch das Rückschlagventil 58 bleibt
der in den Steuerraum 50 eingespeiste erhöhte Druck
erhalten, auch wenn die Mündung
der Leitung 56 durch den Pumpenkolben 18 noch
freigegeben ist. Zu einem bestimmten Zeitpunkt während des weiteren Hubs des
Pumpenkolbens 18 wird das Steuerventil 23 durch
die Steuereinrichtung 25 wieder geschlossen, so dass ein
nochmaliger Druckaufbau im Pumpenarbeitsraum 22 für die Kraftstoffeinspritzung
erfolgt. Während
des Druckaufbaus zur Kraftstoffeinspritzung im Pumpenarbeitsraum 22 ist
der Steuerraum 50 durch den Pumpenkolben 18 vom
Pumpenarbeitsraum 22 getrennt, so dass im Steuerraum 50 keine
weitere Druckerhöhung
erfolgt. Infolge einer Leckage zwischen dem Pumpenkolben 18 und
der Zylinderbohrung 16 eventuell noch in die Leitung 56 gelangender
Kraftstoff wird über
die Entlastungsleitung 66 abgeleitet.In operating conditions of the internal combustion engine, in which the injection valve member 28 only at a higher pressure in the pressure chamber 40 and with it in the pump work space 22 should open, the control valve 23 by the control device 25 during the delivery stroke of the pump piston 18 closed from its outer dead center at a certain time, as long as the mouth of the line 56 through the pump piston 18 is still released. In the pump workroom 22 takes place with the control valve closed 23 a pressure build-up and into the control room 50 is when the check valve is open 58 fed this increased pressure. As a result of the increased pressure in the control room 50 becomes the movable wall 52 to the injection valve member 28 shifted, causing the bias of the closing spring 44 and thus the opening pressure of the injection valve member 28 is increased. At a certain time during the further stroke of the pump piston 18 becomes the control valve 23 by the control device 25 reopened, leaving the pump room 22 is relieved. Through the check valve 58 he stays in the control room 50 fed increased pressure, even if the mouth of the pipe 56 through the pump piston 18 is still released. At a certain time during the further stroke of the pump piston 18 becomes the control valve 23 by the control device 25 closed again, so that a further pressure build-up in the pump workspace 22 for the fuel injection takes place. During pressure build-up to fuel injection in pump workspace 22 is the control room 50 through the pump piston 18 from the pump workroom 22 separated, leaving the control room 50 no further pressure increase takes place. As a result of leakage between the pump piston 18 and the cylinder bore 16 possibly still in the line 56 getting fuel is via the discharge line 66 derived.
Durch
entsprechende Ansteuerung des Steuerventils 23 durch die
Steuereinrichtung 25 bei geringem Hub des Pumpenkolbens 18,
solange durch diesen die Mündung
der Leitung 56 in die Zylinderbohrung 16 freigegeben
ist, kann im Pumpenarbeitsraum 22 und damit im Steuerraum 50 ein
gewünschter
Druckaufbau bewirkt werden und damit der Öffnungsdruck des Einspritzventilglieds 28 gezielt
eingestellt werden.By appropriate control of the control valve 23 by the control device 25 at low stroke of the pump piston 18 as long as through this the mouth of the pipe 56 into the cylinder bore 16 can be released in the pump work space 22 and thus in the control room 50 a desired pressure build-up can be effected and thus the opening pressure of the injection valve member 28 be targeted.
In 2 ist
die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausschnittsweise gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem der grundsätzliche Aufbau
gleich ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel,
jedoch der Steuerraum 50 zusätzlich zu der Leitung 56 über eine
weitere Leitung 70, die am Umfang der Zylinderbohrung 16 mündet, mit
dem Pumpenarbeitsraum 22 verbindbar ist. Die weitere Leitung 70 mündet direkt
in den Steuerraum 50, also nicht über das Rückschlagventil 58 und
verläuft
in Form von Nuten und/oder Bohrungen durch den Ventilkörperteil 26,
eine Zwischenscheibe 27 und den Pumpenkörper 14. Die Mündung der
weiteren Leitung 70 in die Zylinderbohrung 16 ist
derart in Richtung der Längsachse 17 der
Zylinderbohrung 16 zu der Mündung der Leitung 56 angeordnet,
dass diese bereits bei einem geringeren Hub des Pumpenkolbens 18 durch
diesen verschlossen wird als die Mündung der Leitung 56.
Die Mündungen
der beiden Leitungen 56 und 70 in die Zylinderbohrung 16 können mit
einer einzigen in den Pumpenkörper 14 eingebrachten
Bohrung gebildet werden, die schräg zu einer Radialebene zur
Längsachse 17 der
Zylinderbohrung 16 verläuft
und die nach außen
durch ein in diese eingesetztes Verschlußelement 71 verschlossen ist.In 2 the fuel injection device is shown in sections according to a second embodiment, in which the basic structure is the same as in the first embodiment, but the control chamber 50 in addition to the line 56 over another line 70 at the circumference of the cylinder bore 16 opens, with the pump workspace 22 is connectable. The further line 70 flows directly into the control room 50 So not over the check valve 58 and extends in the form of grooves and / or holes through the valve body part 26 , a washer 27 and the pump body 14 , The mouth of the further line 70 into the cylinder bore 16 is so in the direction of the longitudinal axis 17 the cylinder bore 16 to the mouth of the pipe 56 arranged that these already at a lower stroke of the pump piston 18 is closed by this as the mouth of the pipe 56 , The mouths of the two lines 56 and 70 into the cylinder bore 16 can with a single in the pump body 14 introduced bore formed obliquely to a radial plane to the longitudinal axis 17 the cylinder bore 16 runs and the outward through an inserted in this closure element 71 is closed.
Bei
einem Hub des Pumpenkolbens 18 ausgehend von seinem äußeren Totpunkt
in die Zylinderbohrung 16 hinein wird durch den Pumpenkolben 18 zuerst
die Mündung
der weiteren Leitung 70 verschlossen und bei größerem Hub
anschließend
die Mündung
der Leitung 56. Bei geschlossenem Steuerventil 23 kann
somit unter Druck stehender Kraftstoff über die Leitung 56 und
die weitere Leitung 70 in den Steuerraum 50 eingespeist
werden. Nach dem Hub des Pumpenkolbens 18, ab dem dieser
die Mündung der
weiteren Leitung 70 in die Zylinderbohrung 16 verschließt, kann
das Steuerventil 23 wieder geöffnet werden, da dann der Steuerraum 50 durch
den Pumpenkolben 18 und das Rückschlagventil 58 vom Pumpenarbeitsraum 22 getrennt
ist. Wenn ein Kraftstoffeinspritzzyklus beendet ist, so bewegt sich
der Pumpenkolben 18 bei seinem Saughub, bei dem dieser
Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum 22 ansaugt, aus der
Zylinderbohrung 16 heraus zu seinem äußeren Totpunkt hin. Dabei wird
durch den Pumpenkolben 18 die Mündung der weiteren Leitung 70 in
die Zylinderbohrung 16 freigegeben, so dass der Steuerraum 50 mit
dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden ist, in dem dann nur
ein geringer Druck herrscht, so dass der Steuerraum 50 entlastet
wird. Gegenüber dem
ersten Ausführungsbeispiel
wird hierdurch eine schnellere Druckentlastung des Steuerraums 50 erreicht,
so dass zu Beginn jedes Förderhubs
des Pumpenkolbens 18 mittels des Steuerventils 23 der Druckaufbau
im Steuerraum 50 und somit der Öffnungsdruck des Einspritzventilglieds 28 bestimmt werden
kann.At a stroke of the pump piston 18 starting from its outer dead center into the cylinder bore 16 into it through the pump piston 18 first the mouth of the further line 70 ver closed and at a larger hub then the mouth of the line 56 , With closed control valve 23 can thus pressurized fuel through the line 56 and the further line 70 in the control room 50 be fed. After the stroke of the pump piston 18 , from which this the mouth of the further line 70 into the cylinder bore 16 closes, the control valve 23 be opened again, because then the control room 50 through the pump piston 18 and the check valve 58 from the pump workroom 22 is disconnected. When a fuel injection cycle is completed, the pump piston moves 18 at its suction stroke, where this fuel enters the pump workspace 22 sucks, from the cylinder bore 16 out to its outer dead center. This is done by the pump piston 18 the mouth of the further line 70 into the cylinder bore 16 released, leaving the control room 50 with the pump work space 22 connected, in which then only a slight pressure prevails, so that the control room 50 is relieved. Compared to the first embodiment, thereby a faster pressure relief of the control chamber 50 achieved, so that at the beginning of each delivery stroke of the pump piston 18 by means of the control valve 23 the pressure build-up in the control room 50 and thus the opening pressure of the injection valve member 28 can be determined.
In
den 3a bis 3c ist
die Kraftstoffeinspritzeinrichtung stark vereinfacht ausschnittsweise
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem gegenüber
dem zweiten Ausführungsbeispiel
die Lage der Mündung
der weiteren Leitung 170 in die Zylinderbohrung 16 geändert ist.
Die weitere Leitung 170 mündet in Richtung der Längsachse 17 der
Zylinderbohrung 16 mit großem Abstand a von der Mündung der
Leitung 56 zum Nocken 20 hin versetzt. Der Pumpenkolben 118 weist
eine mit Abstand zu seinem den Pumpenarbeitsraum 22 begrenzenden
Ende hin angeordnete Ringnut 172 auf. Die Lage der Mündung der
weiteren Leitung 170 in die Zylinderbohrung 16 und
der Ringnut 172 im Pumpenkolben 118 sind derart
aufeinander abgestimmt, dass die Mündung der Leitung 170 in
die Zylinderbohrung 16 durch die Ringnut 172 des
Pumpenkolbens 118 freigegeben wird, wenn der Pumpenkolben 118 seinen
inneren Totpunkt erreicht hat, in dem der Pumpenkolben 118 am weitesten
in die Zylinderbohrung 16 eingetaucht ist. Es kann vorgesehen
sein, dass die Mündung
der weiteren Leitung 170 durch den Pumpenkolben 118 über die
Ringnut 172 mit einem Bereich der Zylinderbohrung 16 verbunden
wird, der mit einem Niederdruckbereich verbunden ist. Der Steuerraum 50 wird
somit im Bereich des inneren Totpunkts des Pumpenkolbens 118 über die
weitere Leitung 170 mit der Zylinderbohrung 16 verbunden und
damit entlastet. Das Steuerventil 23 kann dabei bereits
wieder geöffnet
ist, so dass im Pumpenarbeitsraum 22 kein Hochdruck mehr
vorhanden ist. In 3a ist der Pumpenkolben 118 bei
geringem Hub dargestellt, wobei die Mündung der Leitung 56 freigegeben
ist und die Mündung
der weiteren Leitung 170 verschlossen ist. In 3b ist
der Pumpenkolben 118 bei großem Hub dargestellt, wobei
sowohl die Mündung
der Leitung 56 als auch die Mündung der weiteren Leitung 170 verschlossen
sind. In 3c ist der Pumpenkolben 118 in
seinem inneren Totpunkt dargestellt, wobei die Mündung der Leitung 56 verschlossen
und die Mündung
der weiteren Leitung 170 freigegeben ist.In the 3a to 3c the fuel injection device is shown in greatly simplified detail in accordance with a third embodiment, in which compared to the second embodiment, the position of the mouth of the further line 170 into the cylinder bore 16 is changed. The further line 170 opens in the direction of the longitudinal axis 17 the cylinder bore 16 a long distance a from the mouth of the line 56 to the cam 20 offset. The pump piston 118 has a distance to his the pump working space 22 limiting end arranged annular groove 172 on. The location of the mouth of the further line 170 into the cylinder bore 16 and the ring groove 172 in the pump piston 118 are coordinated so that the mouth of the line 170 into the cylinder bore 16 through the ring groove 172 of the pump piston 118 is released when the pump piston 118 has reached its inner dead center, in which the pump piston 118 farthest into the cylinder bore 16 is immersed. It can be provided that the mouth of the further line 170 through the pump piston 118 over the ring groove 172 with a region of the cylinder bore 16 is connected, which is connected to a low pressure area. The control room 50 is thus in the region of the inner dead center of the pump piston 118 over the further line 170 with the cylinder bore 16 connected and thus relieved. The control valve 23 can already be reopened, so that in the pump room 22 no high pressure is available. In 3a is the pump piston 118 shown at low lift, with the mouth of the pipe 56 is released and the mouth of the further line 170 is closed. In 3b is the pump piston 118 shown at high lift, with both the mouth of the pipe 56 as well as the mouth of the further line 170 are closed. In 3c is the pump piston 118 shown in its inner dead center, the mouth of the pipe 56 closed and the mouth of the further line 170 is released.
Durch
die vorstehend erläuterte
Anordnung der Mündung
der weiteren Leitung 170 in die Zylinderbohrung 16 wird
eine große Überdeckung
des Pumpenkolbens 118 mit der Zylinderbohrung 16 zwischen
dem Pumpenarbeitsraum 22 und der Mündung der weiteren Leitung 170 erreicht,
so dass keine oder nur eine geringe Leckage von Kraftstoff aus dem
Pumpenarbeitsraum 22 in die weitere Leitung 170 und
damit in den Steuerraum 50 vorhanden ist. Der Querschnitt
der Leitung 56 und der weiteren Leitung 170 im
Bereich von deren Mündungen
in die Zylinderbohrung 16 ist möglichst klein gewählt, um
die Leckage von Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 22 gering
zu halten.By the above-explained arrangement of the mouth of the further line 170 into the cylinder bore 16 will be a large overlap of the pump piston 118 with the cylinder bore 16 between the pump work space 22 and the mouth of the further line 170 achieved, leaving little or no leakage of fuel from the pump workspace 22 in the further line 170 and thus in the control room 50 is available. The cross section of the pipe 56 and the other line 170 in the area of their mouths in the cylinder bore 16 is chosen as small as possible to prevent the leakage of fuel from the pump workspace 22 to keep low.
In
den 4a bis 4c ist
die Kraftstoffeinspritzeinrichtung stark vereinfacht ausschnittsweise
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem der grundsätzliche
Aufbau gleich ist wie beim dritten Ausführungsbeispiel, jedoch zusätzlich die
Leitung 56 über
einen Leitungsabschnitt 156 in die Zylinderbohrung 16 mündet. Die
Mündung
des Leitungsabschnitts 156 in die Zylinderbohrung 16 ist mit
Abstand zur Mündung
der Leitung 56 zum Nocken 20 hin versetzt angeordnet.
Die Mündung
des Leitungsabschnitts 156 ist auch bezüglich der Mündung der weiteren Leitung 170 zum
Nocken 20 hin versetzt angeordnet. Bei geringem Hub des
Pumpenkolbens 118 gemäß 4a ist
durch diesen die Mündung
der Leitung 56 in die Zylinderbohrung 16 freigegeben,
während
die Mündungen
des Leitungsabschnitts 156 und der weiteren Leitung 170 durch
den Pumpenkolben 118 verschlossen sind. Bei größerem Hub
gemäß 4b wird
durch den Pumpenkolben 118 die Mündung der Leitung 56 verschlossen
und die Mündung
des Leitungsabschnitts 156 wird durch die Ringnut 172 des
Pumpenkolbens 118 freigegeben, während die Mündung der weiteren Leitung 170 noch
verschlossen bleibt. Durch den freigegebenen Leitungsabschnitt 156 ist
eine Entlastung der Leitung 56 ermöglicht, um infolge Leckage
aus dem Pumpenarbeitsraum 22 in die Leitung 56 gelangenden
Kraftstoff abzuleiten. Dies ermöglicht
einen geringen Durchflussquerschnitt der Drosselstelle 67 in
der Entlastungsleitung 66. Wenn der Pumpenkolben 118 gemäß 4c seinen
inneren Totpunkt erreicht, so wird durch diesen mit seiner Ringnut 172 auch
die Mündung
der weiteren Leitung 170 freigegeben, wodurch der Steuerraum 50 entlastet
wird. Der Querschnitt der Leitung 56 und der weiteren Leitung 170 im
Bereich von deren Mündungen
in die Zylinderbohrung 16 ist wiederum möglichst
klein gewählt,
um die Leckage von Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 22 gering
zu halten.In the 4a to 4c the fuel injection device is shown greatly simplified fragmentary according to a fourth embodiment, in which the basic structure is the same as in the third embodiment, but in addition the line 56 over a line section 156 into the cylinder bore 16 empties. The mouth of the pipe section 156 into the cylinder bore 16 is at a distance from the mouth of the pipe 56 to the cam 20 arranged offset. The mouth of the pipe section 156 is also concerning the mouth of the further line 170 to the cam 20 arranged offset. At low stroke of the pump piston 118 according to 4a is through this the mouth of the pipe 56 into the cylinder bore 16 released while the mouths of the line section 156 and the other line 170 through the pump piston 118 are closed. For larger stroke according to 4b is through the pump piston 118 the mouth of the pipe 56 closed and the mouth of the line section 156 is through the annular groove 172 of the pump piston 118 released while the mouth of the further line 170 still closed. Through the shared line section 156 is a relief of the line 56 allows due to leakage from the pump working space 22 into the pipe 56 deriving fuel. This allows a small flow area of the throttle point 67 in the relief line 66 , When the pump piston 118 according to 4c reached its inner dead center, so is through this with its annular groove 172 also the mouth of the further line 170 released, causing the control room 50 is relieved. The cross section of the pipe 56 and the other line 170 in the area of their mouths in the cylinder bore 16 in turn is chosen as small as possible to prevent the leakage of fuel from the pump working space 22 to keep low.
Wie
vorstehend angegeben kann der im Pumpenarbeitsraum 22 bei
geringem Hub des Pumpenkolbens 18 aufgebaute Druck wieder
entlastet werden, indem das Steuerventil 23 durch die Steuereinrichtung 25 geöffnet wird.
Beim Öffnen
des Steuerventils 23 können
dabei Druckschwingungen in der Kraftstoffeinspritzeinrichtung verursacht
werden, die eine genaue Steuerung der Kraftstofeinspritzung hinsichtlich
Zeitpunkt und Einspritzmenge erschweren. Alternativ kann eine Druckentlastung
im Pumpenarbeitsraum 22 nach Aufbau des zur Einspeisung
in den Steuerraum 50 erorderlichen Drucks auch durch eine
spezielle Form des Nockens 20 erreicht werden, durch den
der Hub des Pumpenkolbens 18 bewirkt wird. In 5 ist
der Verlauf des Hubs des Pumpenkolbens 18 über dem
Drehwinkel des Nockens 20 aufgetragen. Der Nocken 20 ist
derart geformt, dass der Pumpenkolben 18 ausgehend von
0° Drehwinkel des
Nockens, das ist der äußere Totpunkt
des Pumpenkolbens 18, zunächst mit geringem Hub in den Pumpenarbeitsraum 22 hinein
bewegt wird, wobei dieser Hub h gerade so groß ist, dass durch den Pumpenkolben 18 die
Mündung
der Leitung 56 in die Zylinderbohrung 16 nicht
verschlossen wird. Wenn während
dieses geringen Hubs h des Pumpenkolbens 18 das Steuerventil 23 geschlossen
ist, so erfolgt ein Druckaufbau im Pumpenarbeitsraum 22 und im
Steuerraum 50. Bei weiterer Drehung des Nockens 20 bewegt
sich der Pumpenkolben 18 bewirkt durch die Rückstellfeder 19 wieder
etwas aus dem Pumpenarbeitsraum 22 heraus. Hierbei sinkt
der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 wieder und das Steuerventil 23 kann
geöffnet
werden, ohne dass durch die Entlastung des Pumpenarbeitsraums 22 Druckschwingungen
verursacht werden. Bei weiterer Drehung des Nockens 20 wird
der Pumpenkolben 18 wieder in den Pumpenarbeitsraum 22 hinein
bewegt und ab einem Hub H wird durch den Pumpenkolben 18 die
Mündung
der Leitung 56 in die Zylinderbohrung 16 verschlossen.
Der bei weiterer Drehung des Nockens 20 bewirkte Hub des
Pumpenkolbens 18 kann zur Hochdruckerzeugung im Pumpenarbeitsraum 22 und
zur Kraftstoffeinspritzung genutzt werden.As indicated above, the one in the pump working space 22 at low stroke of the pump piston 18 built-up pressure can be relieved again by the control valve 23 by the control device 25 is opened. When opening the control valve 23 can thereby be caused pressure oscillations in the fuel injection device, which complicate a precise control of the fuel injection in terms of timing and injection quantity. Alternatively, a pressure relief in the pump working space 22 after setting up for feeding into the control room 50 also due to a special shape of the cam 20 can be achieved by the stroke of the pump piston 18 is effected. In 5 is the course of the stroke of the pump piston 18 above the angle of rotation of the cam 20 applied. The cam 20 is shaped such that the pump piston 18 starting from 0 ° rotation angle of the cam, this is the outer dead center of the pump piston 18 , initially with a small stroke in the pump working space 22 is moved into it, wherein this stroke h is just so great that through the pump piston 18 the mouth of the pipe 56 into the cylinder bore 16 not closed. If during this small stroke h of the pump piston 18 the control valve 23 is closed, there is a pressure build-up in the pump working space 22 and in the control room 50 , Upon further rotation of the cam 20 the pump piston moves 18 caused by the return spring 19 something out of the pump room again 22 out. This reduces the pressure in the pump working space 22 again and the control valve 23 Can be opened without having to relieve the pump work space 22 Pressure oscillations are caused. Upon further rotation of the cam 20 becomes the pump piston 18 back into the pump workroom 22 moved in and from a stroke H is through the pump piston 18 the mouth of the pipe 56 into the cylinder bore 16 locked. The further rotation of the cam 20 caused stroke of the pump piston 18 can for high pressure generation in the pump work space 22 and used for fuel injection.