AT1624U1

AT1624U1 - STORAGE INJECTION SYSTEM WITH PRE-INJECTION FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: AT1624U1
Application number: AT18295U
Authority: AT
Inventors: Gerhard Dipl Ing Heimel
Original assignee: Avl Verbrennungskraft Messtech
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1997-08-25
Also published as: DE19612721C2; DE19612721A1

Abstract

Speichereinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffzuführleitung (1), in der eine als Rückströmdrossel ausgebildete Drossel (6) angeordnet ist, mit einer Bypaßleitung (9) zur Umgehung der Drossel (6) sowie mit einem Kolben (4), der in einem Zylinder (14) axial gleitbar geführt ist und der die Bypaßleitung (9) aufsteuert. Eine optimale Voreinspritzung über einen weiten Drehzahlbereich wird dadurch erreicht, daß die Kraftstoffleitung (1) aus zwei Abschnitten (1a und 1b) besteht, die auf verschiedenen Seiten des Kolbens (4) in den Zylinder (14) münden.Accumulator injection system for an internal combustion engine with a fuel supply line (1), in which a throttle (6) designed as a backflow throttle is arranged, with a bypass line (9) for bypassing the throttle (6) and with a piston (4) which is in a cylinder ( 14) is guided in an axially slidable manner and controls the bypass line (9). An optimal pre-injection over a wide speed range is achieved in that the fuel line (1) consists of two sections (1a and 1b) which open into the cylinder (14) on different sides of the piston (4).

Description

AT 001 624 UlAT 001 624 Ul

Die Erfindung betrifft ein Speichereinspritzsystem mit Voreinspritzung für eine Brennkraftmaschine mit einem von einer Hochdruckpumpe gespeisten Hochdruckspeicher, welcher pro Zylinder über eine Hochdruckleitung mit einer Einspritzdüse verbunden ist, mit einem Magnetventil zwischen Hochdruckspeicher und Einspritzdüse, welches in einer ersten Stellung die Strömungsverbindung zwischen Hochdruckspeicher und einem einspritzdüsenseitigen Magnetventilausgang freigibt und in einer zweiten Stellung unterbricht, sowie mit einer mit der Hochdruckleitung verbundenen und zu einem Düsenraum der Einspritzdüse führenden Kraftstoffzuführleitung.The invention relates to a storage injection system with pilot injection for an internal combustion engine with a high-pressure accumulator fed by a high-pressure pump, which is connected per cylinder via a high-pressure line to an injection nozzle, with a solenoid valve between the high-pressure accumulator and the injection nozzle, which in a first position controls the flow connection between the high-pressure accumulator and an injection nozzle Releases solenoid valve output and interrupts in a second position, as well as with a fuel supply line connected to the high-pressure line and leading to a nozzle area of the injection nozzle.

Zur Verbesserung des Verbrennungsprozesses innerhalb der Brennkraftmaschine ist es vielfach erwünscht, eine Voreinspritzung zu realisieren. Dabei wird vorerst eine geringe Kraftstoffmenge in den Brennraum eingespritzt, gefolgt von der Kraftstoffhauptmenge, die mit möglichst großem Druck eingespritzt wird.In order to improve the combustion process within the internal combustion engine, it is often desirable to implement a pre-injection. For the time being, a small amount of fuel is injected into the combustion chamber, followed by the main amount of fuel, which is injected with the greatest possible pressure.

Ein Speichereinspritzsystem mit Voreinspritzung ist aus dem Artikel "Development of the HEUI Fuel System-Integration of Design, Simulation, Test, and Manufacturing", von A. R. STOCKNER, Μ. A. FLINN, und F. A. CAMPLIN, SAE Technical Papers Series No. 930271, International Congress and Exposition, Detroit, Michigan, 1.-5. März 1993, bekannt. Die in dem Paper in den Fig. 5, 6 und 20 gezeigte Einspritzeinrichtung mit Einspritzverlaufsformung weist eine in den Hochdruckzylinder des Hochdruckkolbens einmündende Absteuerleitung auf, welche vom Hochdruckkolben bei dessen Hubbewegung überfahren wird. Dadurch wird in einer Zwischenstellung des Hochdruckkolbens eine Strömungsverbindung zwischen dem Hochdruckraum und der Absteuerleitung hergestellt, wodurch ein Einspritzverlauf mit einer Voreinspritzung realisiert werden kann. Die Absteuerung des Kraftstoffes am Beginn der Einspritzung erfolgt dabei allerdings in direkter Abhängigkeit vom Hochdruckkolbenhub, was einige Nachteile mit sich bringt. Bei niedrigen Drücken kann es dabei zu zwei separaten, hintereinander folgenden Einspritzungen kommen, was den Nachteil hat, daß es zu einem zweimaligen Öffnen und Schließen der Düsennadel kommt. Während dem Öffnungs- und Schließvorgang der Düsennadel kommt es jedoch zu einer unerwünschten Verschlechterung der Kraftstoff - 2 AT 001 624 UlA memory injection system with pre-injection is from the article "Development of the HEUI Fuel System-Integration of Design, Simulation, Test, and Manufacturing", by A. R. STOCKNER, Μ. A. FLINN, and F. A. CAMPLIN, SAE Technical Papers Series No. 930271, International Congress and Exposition, Detroit, Michigan, 1-5. March 1993, known. The injection device shown in the paper in FIGS. 5, 6 and 20 with the shape of the injection course has a control line which opens into the high-pressure cylinder of the high-pressure piston and which is run over by the high-pressure piston during its stroke movement. As a result, in an intermediate position of the high-pressure piston, a flow connection is established between the high-pressure chamber and the control line, as a result of which an injection course can be implemented with a pre-injection. The control of the fuel at the beginning of the injection takes place in direct dependence on the high-pressure piston stroke, which has some disadvantages. At low pressures, two separate injections following one another can occur, which has the disadvantage that the nozzle needle is opened and closed twice. During the opening and closing process of the nozzle needle, however, there is an undesirable deterioration in the fuel - 2 AT 001 624 Ul

Zerstäubung sowie zu einer ungleichmäßigen Aufteilung der eingespritzten Kraftstoffmenge auf die einzelnen Spritzlöcher.Atomization and an uneven distribution of the injected fuel quantity between the individual spray holes.

Ferner sind einige Möglichkeiten zur Erzielung einer Voreinspritzung von über eine Einspritzpumpe versorgten Einspritzdüsen bekannt. So ist aus der EP-A 3 75 13 0 eine Einspritzdüse bekannt, mit der eine solche Voreinspritzung herbeigeführt werden kann. Dabei ist im Weg des Kraftstoffes eine Drossel vorgesehen, die den Einspritzdruck auf einen für die Voreinspritzung passenden Druck zur Erzielung einer niedrigen Einspritzrate herabsetzt. In Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck in Strömungsrichtung gesehen nach der Drossel wird ein Kolben axial verschoben, der nach Erreichen eines bestimmten Druckniveaus eine Bypaßleitung aufsteuert, sodaß die Drossel umgangen wird. Ab diesem Zeitpunkt kann der Kraftstoff mit vollem Einspritzdruck in den Brennraum gebracht werden.Furthermore, some possibilities for achieving a pre-injection of injection nozzles supplied via an injection pump are known. An injection nozzle is known from EP-A 3 75 13 0, with which such a pre-injection can be brought about. A throttle is provided in the path of the fuel, which reduces the injection pressure to a pressure suitable for the pre-injection in order to achieve a low injection rate. Depending on the fuel pressure seen in the flow direction after the throttle, a piston is axially displaced, which opens a bypass line after reaching a certain pressure level, so that the throttle is bypassed. From this point on, the fuel can be brought into the combustion chamber at full injection pressure.

Nachteilig bei dieser bekannten Lösung ist, daß bei größerer Drehzahl durch die größere Druckanstiegsgeschwindigkeit die Verschiebung des Kolbens wesentlich früher erfolgt und somit die Voreinspritzdauer wesentlich herabgesetzt wird. Es kann sogar dazu kommen, daß keine Voreinspritzung im eigentlichen Sinn stattfindet.The disadvantage of this known solution is that at higher speeds, the greater the rate of pressure increase, the displacement of the piston takes place much earlier and thus the pre-injection duration is significantly reduced. It can even happen that no pre-injection actually takes place.

Weiters ist nachteilig, daß durch das Zurückweichen des Kolbens ein bestimmtes Kraftstoffvolumen dem Einspritzsystem entnommen wird, wodurch der Druck der Haupteinspritzung vermindert wird. Dieses Volumen wird kurz vor dem Schließen der Ventilnadel in das System zurückgefördert, wodurch am Spritzende eine zusätzliche Kraftstoffmenge mit geringem Druck und daher schlechter Zerstäubung in den Zylinder gelangt. Dies ist höchst unerwünscht und verursacht einen Anstieg der Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine.A further disadvantage is that the piston retracts to withdraw a certain volume of fuel from the injection system, thereby reducing the pressure of the main injection. This volume is fed back into the system shortly before the valve needle closes, which means that an additional amount of fuel with low pressure and therefore poor atomization enters the cylinder at the end of the spray. This is highly undesirable and causes an increase in pollutant emissions from the internal combustion engine.

Ferner ist aus der US-A 3 456 884 eine Einspritzdüse bekannt, dessen Kolben eine Bypaßleitung zur Umgehung einer Drossel aufsteuert. Mit dieser bekannten Einspritzdüse sind die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung in der gewünschten Weise steuerbar. Um jedoch ein schnelles Schließen der Düsennadel nach Beendigung des Einspritzvorganges zu gewährleisten, sind bei der bekannten AusführungsVariante zusätzliche Maßnahmen erforderlich. Dabei ist die aus Zylinder, Kolben, Feder, Drossel und Bypaßleitung bestehende Anordnung gleitbar in einem weiteren Zylinder angeordnet und von einer zweiten Feder gegen einen Anschlag gedrückt. Diese Anordnung 3 AT 001 624 Ul kann daher bei Beendigung des Einspritzvorganges gegen die Wirkung der Feder von ihrem Sitz abheben und einen schnellen Druckabfall im ganzen System herbeiführen. Dieser Aufbau macht allerdings die gesamte Einspritzdüse sehr aufwendig und hat den weiteren Nachteil, daß durch die relativ großen Schadräume unerwünschte Nebeneffekte eintreten. Weiters ist es nicht möglich, eine derartig aufwendige Einrichtung in eine schlanke Einspritzdüse zu integrieren.Furthermore, an injection nozzle is known from US Pat. No. 3,456,884, the piston of which opens a bypass line to bypass a throttle. With this known injection nozzle, the pilot injection and the main injection can be controlled in the desired manner. However, in order to ensure that the nozzle needle closes quickly after the injection process has ended, additional measures are required in the known embodiment variant. The arrangement consisting of cylinder, piston, spring, throttle and bypass line is slidably arranged in another cylinder and pressed against a stop by a second spring. This arrangement 3 AT 001 624 Ul can therefore lift off its seat against the action of the spring at the end of the injection process and bring about a rapid drop in pressure in the entire system. However, this structure makes the entire injection nozzle very complex and has the further disadvantage that undesirable side effects occur due to the relatively large harmful spaces. Furthermore, it is not possible to integrate such a complex device into a slim injection nozzle.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Speichereinspritzsystem zu schaffen, das die Einstellung einer geeigneten Voreinspritzdauer über einen großen Drehzahlbereich ermöglicht. Weiters ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfache, kleinbauende und zuverlässige Lösung für die Einspritzdüse zu schaffen, wobei ein rascher Druckabfall zum Spritzende hin gewährleistet ist.The object of the invention is to avoid these disadvantages and to create a storage injection system which enables the setting of a suitable pre-injection duration over a large speed range. Furthermore, it is an object of the invention to provide a simple, small-sized and reliable solution for the injection nozzle, a rapid pressure drop towards the end of the injection being ensured.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß in der Kraftstoff zuführleitung eine als Rückströmdrossel ausgebildete Drossel angeordnet ist, mit einer Bypaßleitung zur Umgehung der Drossel, wobei stromaufwärts der Drossel ein Kolben in einem Zylinder axial gleitbar geführt ist und die Bypaßleitung aufsteuert, und wobei die Kraftstoffleitung aus zwei Abschnitten besteht, die auf verschiedenen Seiten des Kolbens in den Zylinder münden. Während der Voreinspritzung wird der durch den Kolben verdrängte Kraftstoff eingespritzt. Die Bewegung des Kolbens führt daher zu keiner Speicherung von Kraftstoff.According to the invention it is provided that in the fuel supply line a throttle designed as a backflow throttle is arranged, with a bypass line for bypassing the throttle, upstream of the throttle a piston is axially slidably guided in a cylinder and controls the bypass line, and wherein the fuel line consists of two sections exists, which open into the cylinder on different sides of the piston. The fuel displaced by the piston is injected during the pre-injection. The movement of the piston therefore does not result in the storage of fuel.

Dadurch daß die Drossel als Rückströmdrossel ausgebildet ist, kann nach Beendigung des Einspritzvorganges der Einspritzdruck im Düsenbereich schnell und ungedrosselt abgebaut werden, wodurch ein steiler Druckabfall erzielt wird.Because the throttle is designed as a backflow throttle, the injection pressure in the nozzle area can be reduced quickly and unthrottled after the end of the injection process, as a result of which a steep pressure drop is achieved.

Um während der Haupteinspritzung den Kolben in einer Lage zu halten, in der die Bypaßleitung vollständig geöffnet ist, kann vorgesehen sein, daß der Kolben als Stufenkolben ausgeführt ist, wobei der stromaufwärts liegende Querschnitt größer ist als der stromabwärts liegende Querschnitt. Während der Haupteinspritzung liegt dann an beiden Stirnflächen des Kolbens der Einspritzdruck an. Da nun die stromaufwärts gelegene Stirnfläche größer ist, wird der Kolben mit einer Kraft in seine geöffnete Lage gedrückt, die etwa der Differenz der beiden Stirnflächen multipliziert mit dem Einspritzdruck entspricht . 4 AT 001 624 UlIn order to keep the piston in a position in which the bypass line is fully open during the main injection, it can be provided that the piston is designed as a stepped piston, the upstream cross section being larger than the downstream cross section. During the main injection, the injection pressure is then present on both end faces of the piston. Since the upstream end face is now larger, the piston is pressed into its open position with a force which corresponds approximately to the difference between the two end faces multiplied by the injection pressure. 4 AT 001 624 Ul

In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, daß in der Bypaßleitung eine weitere Drossel vorgesehen ist, deren Querschnitt größer ist als der der Drossel. Auch durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß während der Haupteinspritzung der Kolben in seiner die Bypaßleitung vollständig öffnenden Lage gehalten wird, da in diesem Fall der Druck auf die stromaufwärts liegende Stirnfläche des Kolbens etwas größer ist als der durch die weitere Drossel geringfügig reduzierte Druck auf der stromabwärts liegenden Stirnfläche.In a further embodiment of the invention it can be provided that a further throttle is provided in the bypass line, the cross section of which is larger than that of the throttle. This measure also ensures that during the main injection the piston is held in its fully open position bypass line, since in this case the pressure on the upstream end face of the piston is slightly greater than the pressure on the slightly reduced by the further throttle downstream face.

Das Schließen des Kolbens nach Beendigung des Einspritzvorganges kann dadurch begünstigt werden, daß im Kolben eine im wesentlichen in Axialrichtung verlaufende Bohrung vorgesehen ist, in der eine Kolbendrossel vorgesehen ist, deren Querschnitt kleiner ist als der der Drossel. Die Kolbendrossel hat dabei nur die Funktion, eine geringe Kraftstoffmenge aus dem oberen Abschnitt der Kraftstoffzuführleitung durch den Kolben in den unteren Abschnitt durchströmen zu lassen, wenn der Kolben die Bypaßleitung verschlossen hat, um ein vollständiges Schließen des Kolbens zu ermöglichen.The closing of the piston after the end of the injection process can be promoted by the fact that an essentially axial bore is provided in the piston, in which a piston throttle is provided, the cross section of which is smaller than that of the throttle. The piston throttle only has the function of allowing a small amount of fuel to flow from the upper section of the fuel supply line through the piston into the lower section when the piston has closed the bypass line in order to enable the piston to be closed completely.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in die Einspritzdüse integriert werden, was eine sehr kompakte Konstruktion ermöglicht.The device according to the invention can be integrated into the injection nozzle, which enables a very compact construction.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß die Kraftstoffzuführleitung stromaufwärts des Magnet-ventiles von der Hochdruckleitung abzweigt und eine zum Steuerraum eines mit der Düsennadel wirkverbundenen Steuerkolbens führende Steuerleitung an den Magnetventilausgang angeschlossen ist, so daß in der ersten Stellung des Magnetventiles eine hydraulische Schließkraft auf die Düsennadel aufgebracht wird. Dabei kann das Magnetventil als 2/2-Wegventil ausgeführt sein, wenn der Steuerraum über eine Drosselstelle mit einer Leckölleitung verbunden ist.In a preferred embodiment it is provided that the fuel supply line branches upstream of the solenoid valve from the high-pressure line and a control line leading to the control chamber of a control piston operatively connected to the nozzle needle is connected to the solenoid valve outlet, so that in the first position of the solenoid valve a hydraulic closing force on the Nozzle needle is applied. The solenoid valve can be designed as a 2/2-way valve if the control chamber is connected to a drain line via a throttle.

In einer anderen äußerst vorteilhaften AusführungsVariante ist vorgesehen, daß das Magnetventil zwischen Hochdruckleitung und Kraftstoffzuführleitung angeordnet ist, und die Kraftstoffzuführleitung an den Magnetventilausgang angeschlossen ist. Zum Unterschied zu der Ausführungsvariante mit Steuerkolben wird hier dabei direkt die Kraftstoffzuführleitung gesteuert. Dies hat den Vorteil, daß der Düsenraum nicht ständig mit Druck beaufschlagt ist. 5 AT 001 624 UlAnother extremely advantageous embodiment variant provides that the solenoid valve is arranged between the high-pressure line and the fuel supply line, and the fuel supply line is connected to the solenoid valve outlet. In contrast to the design variant with control piston, the fuel supply line is controlled directly here. This has the advantage that the nozzle space is not constantly pressurized. 5 AT 001 624 Ul

Ist das Magnetventil als 3/2-Wegventil ausgeführt, so kann vorgesehen sein, daß der Magnetventilausgang in der zweiten Stellung des Magnetventiles mit der Leckölleitung verbunden ist.If the solenoid valve is designed as a 3/2-way valve, it can be provided that the solenoid valve outlet is connected to the leakage oil line in the second position of the solenoid valve.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Fig. da^gestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Fig. 1 (iMac} 5 zeigen schematisch verschiedene Ausführungsvarianten der Erfindung.The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 (iMac} 5 schematically show different embodiment variants of the invention.

Das erfindungsgemäße Einspritzsystem besteht aus einer einen Hochdruckbehälter 16 mit Druck beaufschlagenden Hochdruckpumpe 2. Der Hochdruckbehälter 16 ist über eine Hochdruckleitung 17 mit der Einspritzdüse 3 verbunden. Von der Hochdruckleitung 17 geht die zum Düsenraum 3a der Einspritzdüse 3 führende Kraftstoffzuführleitung 1 aus.The injection system according to the invention consists of a high-pressure pump 2 which pressurizes a high-pressure container 16. The high-pressure container 16 is connected to the injection nozzle 3 via a high-pressure line 17. The fuel supply line 1 leading to the nozzle chamber 3a of the injection nozzle 3 extends from the high-pressure line 17.

Bei Ausführungen gemäß den Fig. 1 bis 3 ist zwischen Hochdruckleitung 17 und der an den Magnetventilausgang 18a angeschlossenen Kraftstoffzuführleitung l ein Magnetventil 18 angeordnet, welches in der ersten Stellung des Magnetventiles 18 die Strömungsverbindung zwischen der Einspritzdüse 3 und dem Hochdruckspeicher 16 herstellt und in der zweiten Stellung unterbricht. In den in den Fig. l und 2 gezeigten Ausführungsvarianten ist das Magnetventil 18 als 3/2-Wegventil ausgeführt, wobei in der zweiten Stellung der Magnetventilausgang 18a mit einer Rückflußleitung 19 zum Tank 20 verbunden ist, aus dem die Hochdruckpumpe 2 über eine Filtervorrichtung 21 Kraftstoff zum Hochdruckspeicher 16 fördert.1 to 3, a solenoid valve 18 is arranged between the high-pressure line 17 and the fuel supply line l connected to the solenoid valve outlet 18a, which produces the flow connection between the injection nozzle 3 and the high-pressure accumulator 16 in the first position of the solenoid valve 18 and in the second Position interrupts. In the embodiment variants shown in FIGS. 1 and 2, the solenoid valve 18 is designed as a 3/2-way valve, wherein in the second position the solenoid valve outlet 18a is connected to a return line 19 to the tank 20, from which the high-pressure pump 2 is connected via a filter device 21 Promotes fuel to the high pressure accumulator 16.

Der erste Abschnitt la der Kraftstoffzuführleitung 1 mündet in eine Stirnfläche des Zylinders 14. Auf der gegenüberliegenden Stirnfläche 5a des Zylinders 14 setzt sich der zweite Abschnitt lb der Kraftstoffzuführleitung 1 fort. Im Zylinder 14 ist ein Kolben 4 axial verschiebbar angeordnet. Dieser wird von einer schwachen Feder 11 in seine obere Endlage gedrückt. An der oberen Stirnfläche des Kolbens 4 kann eine Nut 4a vorgesehen sein, um sicherzustellen, daß der Einspritzdruck schon von Beginn an auf die gesamte Querschnittsfläche des Kolbens 4 wirkt. Im Bereich des unteren Zylinderraumes 5 ist eine Drossel 6 angeordnet, deren Querschnitt so ausgelegt ist, daß der Kraftstoffdruck auf einen für die Voreinspritzung geeigneten Druck zur Erzielung einer niedrigen Einspritzrate herabgesetzt wird. Die als Rückströmdrossel ausgebildete Drossel 6 besteht vorzugsweise aus einem mit einer Bohrung verse- 6 AT 001 624 Ul henen Plättchen 6a, das frei auf einer Stirnfläche 5a des Zylinderraumes 5 aufliegt. Von der Feder 11 wird dieses Plättchen 6a gegen den durch eine Stirnfläche des Zylinderraumes gebildeten Sitz 5a gedrückt. Im oberen Bereich des Zylinders 14 zweigt die Bypaßleitung 9 ab. Diese Bypaßleitung 9 mündet unter Umgehung der Drossel 6 in den unteren Abschnitt lb der Kraftstoffzuführleitung 1. Im Kolben 4 ist in Axialrichtung eine Bohrung 15 vorgesehen, in der eine Kolbendrossel 12 angeordnet ist. Diese weist einen sehr kleinen Querschnitt auf, der jedenfalls wesentlich kleiner ist als der der Drossel 6.The first section 1 a of the fuel supply line 1 opens into an end face of the cylinder 14. The second section 1 b of the fuel supply line 1 continues on the opposite end face 5 a of the cylinder 14. A piston 4 is arranged axially displaceably in the cylinder 14. This is pressed into its upper end position by a weak spring 11. A groove 4a can be provided on the upper end face of the piston 4 in order to ensure that the injection pressure acts on the entire cross-sectional area of the piston 4 right from the start. In the area of the lower cylinder chamber 5, a throttle 6 is arranged, the cross section of which is designed such that the fuel pressure is reduced to a pressure suitable for the pre-injection in order to achieve a low injection rate. The throttle 6 designed as a backflow throttle preferably consists of a plate 6a provided with a bore, which lies freely on an end face 5a of the cylinder space 5. This plate 6a is pressed by the spring 11 against the seat 5a formed by an end face of the cylinder space. The bypass line 9 branches off in the upper region of the cylinder 14. Bypassing the throttle 6, this bypass line 9 opens into the lower section 1b of the fuel supply line 1. A bore 15 is provided in the piston 4 in the axial direction, in which a piston throttle 12 is arranged. This has a very small cross section, which is in any case significantly smaller than that of the throttle 6.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsvariante ist der Kolben 4 zylindrisch mit konstantem Querschnitt ausgebildet . In der Bypaßleitung 9 ist eine weitere Drossel 10 angeordnet, die jedoch nur eine minimale Querschnittverringerung darstellt, um den Kraftstoffeinspritzdruck geringfügig zu vermindern .In the embodiment variant shown in FIG. 1, the piston 4 is cylindrical with a constant cross section. A further throttle 10 is arranged in the bypass line 9, but this represents only a minimal reduction in cross section in order to slightly reduce the fuel injection pressure.

Im folgenden wird die Funktion dieser AusführungsVariante beschrieben. Zu Beginn des Einspritzvorganges befindet sich der Kolben 4 durch den Druck der Feder 11 bedingt in seiner oberen Totlage. Durch den Druckanstieg im ersten Abschnitt la der Kraftstoffzuführleitung 1 wird der Kolben 4 nach unten bewegt, wodurch sich das Volumen im unteren Zylinderraum 5 verringert und entsprechend Kraftstoff verdrängt wird, der durch die Drossel 6 fließt. Der von der Drossel 6 verminderte Einspritzdruck wird an den unteren Abschnitt lb der Kraftstoffzuführleitung 1 weitergeben, wodurch die Voreinspritzung erfolgt. Nachdem sich der Kolben 4 um die Höhe h abgesenkt hat, wird die Bypaßleitung 9 durch die Steuerkante 8 des Kolbens 4 aufgesteuert und die Hauptmenge des Kraftstoffes kann im wesentlichen ungedrosselt zur Düsenspitze gelangen. Die geringfügige Drosselwirkung der weiteren Drossel 10 bewirkt lediglich, daß der an der Oberseite des Kolbens 4 anliegende, ungedrosselte Kraftstoffdruck etwas größer ist als der im unteren Zylinderraum 5 herrschende Druck. Dadurch wird der Kolben 4 in seiner unteren Totlage gehalten. Wegen des geringen Querschnitts der Kolbendrossel 12 kann der während der Einspritzung durch die Bohrung 15 strömende Kraftstoff vernachlässigt werden. Nach Beendigung der Einspritzung fällt der Druck zu beiden Seiten des Kolbens 4 ab und die Feder 11 kann diesen wieder in seine obere Totlage verschieben. Am Ende des 7 AT 001 624 UlThe function of this variant is described below. At the beginning of the injection process, the piston 4 is in its upper dead position due to the pressure of the spring 11. As a result of the pressure increase in the first section 1 a of the fuel supply line 1, the piston 4 is moved downward, as a result of which the volume in the lower cylinder space 5 is reduced and fuel which flows through the throttle 6 is displaced accordingly. The injection pressure reduced by the throttle 6 is passed on to the lower section 1b of the fuel supply line 1, as a result of which the pre-injection takes place. After the piston 4 has lowered by the height h, the bypass line 9 is opened by the control edge 8 of the piston 4 and the bulk of the fuel can reach the nozzle tip essentially unthrottled. The slight throttling effect of the further throttle 10 only has the effect that the unthrottled fuel pressure applied to the top of the piston 4 is somewhat greater than the pressure prevailing in the lower cylinder chamber 5. As a result, the piston 4 is held in its lower dead position. Because of the small cross section of the piston throttle 12, the fuel flowing through the bore 15 during the injection can be neglected. After the end of the injection, the pressure drops on both sides of the piston 4 and the spring 11 can move it back to its top dead center. At the end of 7 AT 001 624 Ul

Einspritzvorganges fällt der Druck in der Kraft stoff zuführleitung 1 schnell ab. Der Kolben 4 bewegt sich schnell nach oben und verschließt die Bypaßleitung 9. Nach dem Verschließen der Bypaßleitung 9 wäre der Kolben 4 bei Vorhandensein einer festen Drossel an einer weiteren schnellen Aufwärtsbewegung gehindert und der Kraftstoffdruck im Einspritzsystem könnte sich nur relativ langsam über die Drossel abbauen. Ein unerwünschtes stark verlangsamtes Spritzende könnte nicht zuverlässig verhindert werden. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Drossel als Rückströmdrossel kann das die Drossel 6 enthaltene Plättchen 6a nach der Beendigung des Ein-spritzvorganges gegen die Wirkung der Feder 11 von seinem Sitz 5a abheben, wodurch zwei Effekte erzielt werden: Zunächst kann sich der Einspritzdruck im Düsenbereich nun mehr über den vollen Querschnitt schnell und ungedrosselt abbauen und weiters kann der Kolben 4 schnell in seine Ausgangsposition zurückkehren. Die Kolbendrossel 12 ermöglicht dabei das Abströmen des Kraftstoffvolumens, das oberhalb der Einmündung der Bypaßleitung 9 im Zylinder 14 eingeschlossen ist.Injection process, the pressure in the fuel supply line 1 drops quickly. The piston 4 moves upward quickly and closes the bypass line 9. After closing the bypass line 9, the piston 4 would be prevented from moving upward further rapidly if a fixed throttle was present, and the fuel pressure in the injection system could only decrease relatively slowly via the throttle. An undesired, greatly slowed spray end could not be reliably prevented. In the embodiment of the throttle according to the invention as a backflow throttle, the plate 6a containing the throttle 6 can lift off from its seat 5a after the end of the injection process against the action of the spring 11, as a result of which two effects are achieved: firstly, the injection pressure in the nozzle area can now increase Dismantle quickly and unthrottled over the full cross-section and furthermore the piston 4 can quickly return to its starting position. The piston throttle 12 enables the outflow of the fuel volume which is enclosed in the cylinder 14 above the confluence of the bypass line 9.

Die Ausführungsvariante von Fig. 2 entspricht im wesentlichen der von Fig. 1, wobei unterschiedlich ist, daß der Kolben 4 als Stufenkolben ausgebildet ist. Der Zylinder 14 besteht entsprechend aus zwei Abschnitten 14a und 14b mit unterschiedlichen Durchmessern. Dadurch erübrigt sich die weitere Drossel 10 in der Bypaßleitung 9. Während des Einspritzvorganges wirkt auf den Kolben von oben her eine Kraft, die dem Einspritzdruck multipliziert mit der oberen Querschnittsfläche entspricht. Vom unteren Zylinderraum 5 her wirkt eine Gegenkraft, die aus der Federkraft der Feder 11 und dem Produkt von Einspritzdruck und der unteren Querschnittsfläche des Kolbens 4 besteht. Der Kolben 4 wird daher während des Einspritz-Vorganges mit der Differenz dieser beiden Kräfte nach unten gedrückt. Vorteilhaft bei dieser Ausführungsvariante ist, daß während der Haupteinspritzung der gesamte, von der Einspritzpumpe 2 erzeugte Einspritzdruck zur Verfügung steht. Der Raum 13 zwischen den zwei Abschnitten 14a und 14b ist über eine Entlastungsbohrung 13a mit dem Leckölsystem verbunden.2 corresponds essentially to that of FIG. 1, the difference being that the piston 4 is designed as a stepped piston. The cylinder 14 accordingly consists of two sections 14a and 14b with different diameters. This eliminates the need for further throttle 10 in the bypass line 9. During the injection process, a force acts on the piston from above, which corresponds to the injection pressure multiplied by the upper cross-sectional area. A counterforce acts from the lower cylinder chamber 5, which consists of the spring force of the spring 11 and the product of the injection pressure and the lower cross-sectional area of the piston 4. The piston 4 is therefore pressed down during the injection process with the difference between these two forces. It is advantageous in this embodiment variant that the entire injection pressure generated by the injection pump 2 is available during the main injection. The space 13 between the two sections 14a and 14b is connected to the leakage oil system via a relief bore 13a.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante der Erfindung, bei der das Magnetventil 18 als 2/2-Wegventil ausgeführt ist.Fig. 3 shows an embodiment of the invention, in which the solenoid valve 18 is designed as a 2/2-way valve.

Zum Unterschied zu den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsvarianten der Erfindung wird bei den Ausführungs- 8 AT 001 624 Ul beispielen gemäß Fig. 4 und 5 nicht die Kraftstoffzuführlei-tung 1 durch das Magnetventil 18, sondern eine zu einem Steuerraum 22 eines Steuerkolbens 23 führende Steuerleitung 24 gesteuert. Der Steuerkolben 23 ist dabei mit der Düsennadel 3b der Einspritzdüse 3 wirkverbunden. Durch Druckbeaufschlagung des Druckraumes 22 wird die auf die Düsennadel 3b wirkende Schließkraft erhöht. In der ersten Stellung des Magnetventi-les 18 ist die Hochdruckleitung 17 direkt mit dem Magnetventilausgang 18a, an dem die Druckleitung 24 angeschlossen ist, verbunden, wodurch der Druckraum 22 mit Druck beaufschlagt und die Düsennadel 3b in die Schließstellung gebracht wird. In der zweiten Stellung des Magnetventiles 18 wird die Strömungsverbindung zwischen Hochdruckleitung 17 und Steuerleitung 24 unterbrochen, wodurch bei gleichzeitiger Druckentlastung des Steuerraumes die Düsennadel 3b durch den im Düsenraum 3a herrschenden Kraftstoffdruck gehoben wird. Die Druckentlastung des Steuerraumes 22 kann über eine in den Steuerraum 22 mündende Leckölleitung 19 erfolgen, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Das Magnetventil 18 ist dabei als 2/2-Wegventilausgeführt. Über Drosselstellen 25 und 26 wird das Schließ- und Öffnungsverhal-ten der Düsennadel 3b voreingestellt.In contrast to the embodiment variants of the invention shown in FIGS. 1 to 3, in the embodiment 8 AT 001 624 Ul examples according to FIGS. 4 and 5 not the fuel supply line 1 through the solenoid valve 18, but one to a control chamber 22 one Control piston 23 leading control line 24 controlled. The control piston 23 is operatively connected to the nozzle needle 3b of the injection nozzle 3. By applying pressure to the pressure chamber 22, the closing force acting on the nozzle needle 3b is increased. In the first position of the solenoid valve 18, the high-pressure line 17 is connected directly to the solenoid valve outlet 18a, to which the pressure line 24 is connected, whereby the pressure chamber 22 is pressurized and the nozzle needle 3b is brought into the closed position. In the second position of the solenoid valve 18, the flow connection between the high-pressure line 17 and the control line 24 is interrupted, whereby the nozzle needle 3b is raised by the fuel pressure prevailing in the nozzle chamber 3a while simultaneously relieving pressure in the control chamber. The pressure relief of the control chamber 22 can take place via a leak oil line 19 opening into the control chamber 22, as shown in FIG. 4. The solenoid valve 18 is designed as a 2/2-way valve. The closing and opening behavior of the nozzle needle 3b is preset via throttling points 25 and 26.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsvariante ist die Leckölleitung 19 direkt an das als 3/2-Wegventil ausgeführte Magnetventil 18 angeschlossen, wobei in der zweiten Stellung des Magnetventiles 18 eine Strömungsverbindung zwischen dem Magnetventilausgang 18a, an dem die Steuerleitung 24 angeschlossen ist, und der Leckölleitung 19 hergestellt ist.In the embodiment variant shown in FIG. 5, the leakage oil line 19 is connected directly to the solenoid valve 18 designed as a 3/2-way valve, wherein in the second position of the solenoid valve 18 there is a flow connection between the solenoid valve outlet 18a, to which the control line 24 is connected, and the leak oil line 19 is made.

Selbstverständlich kann auch in der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsvariante der Kolben 4 - analog zu Fig. 2 - als Stufenkolben ausgebildet sein.Of course, in the embodiment variant shown in FIG. 3, the piston 4 - analogous to FIG. 2 - can be designed as a stepped piston.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung gegenüber bekannten Speichereinspritzsystemen mit Voreinspritzung ist, daß bei der Voreinspritzung jeweils ein konstantes KraftstoffVolumen eingespritzt wird, das sich aus der Querschnittsfläche des Kolbens 4 und der Höhe h ergibt, die den Abstand der Steuerkante 8 des Kolbens 4 von der Einmündung der Bypaßleitung 9 in den Zylinderraum 14 darstellt. 9A major advantage of the invention compared to known accumulator injection systems with pre-injection is that a constant fuel volume is injected during the pre-injection, which results from the cross-sectional area of the piston 4 and the height h, which is the distance between the control edge 8 of the piston 4 and the mouth of the Bypass line 9 in the cylinder chamber 14 represents. 9

Claims

AT 001 624 Ul PROTECTION CLAIMS 1. Accumulator injection system for an internal combustion engine with a high-pressure accumulator fed by a high-pressure pump, which is connected per cylinder via a high-pressure line to an injection nozzle, with a solenoid valve between the high-pressure accumulator and the injection nozzle, which, in a first position, connects the flow between the high-pressure accumulator and a solenoid valve outlet on the injection nozzle side and interrupts in a second position, as well as with a fuel supply line connected to the high pressure line and leading to a nozzle space of the injection nozzle, thereby taking. that in the fuel supply line (1) designed as a backflow throttle (6) is arranged with a bypass line (9) for bypassing the throttle (6), with a piston (4) upstream of the throttle (6) in a cylinder ( 14) is guided axially slidably and the bypass line (9) opens, and the fuel supply line (1) consists of two sections (la, lb) which open on different sides of the piston (4) in the cylinder (14).

2. Accumulator injection system according to claim 1, characterized in that the piston (4) is designed as a stepped piston, the upstream cross section being larger than the downstream cross section.

3. Accumulator injection system according to one of claims 1 or 2, characterized in that a further throttle (10) is provided in the bypass line (9), the cross section of which is larger than that of the throttle (6).

4. Accumulator injection system according to one of claims 1 to 3, characterized in that a substantially axial bore (15) is provided in the piston (4), in which a piston throttle (12) is provided, the cross section of which is preferably smaller than that the throttle (6). 10 AT 001 Ö24 Ul

5. Accumulator injection system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cylinder (14) is arranged in the injection nozzle (3).

6. Accumulator injection system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fuel supply line (1) branches upstream of the solenoid valve (18) from the high-pressure line (17) and one operatively connected to the control chamber (22) with the nozzle needle (3b) Control piston (23) leading control line (24) is connected to the solenoid valve outlet (18a), so that in the first position of the solenoid valve (18) a hydraulic closing force is applied to the nozzle needle (3b).

7. Accumulator injection system according to claim 6, characterized in that the control chamber (22) via a throttle point (26) is connected to a leak oil line (19).

8. Accumulator injection system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the solenoid valve (18) is arranged between the high pressure line (17) and the fuel feed line (1), and the fuel feed line (1) is connected to the solenoid valve outlet (18a) is.

9. Accumulator injection system according to one of claims 1 to 6 or 8, characterized in that in the second position of the solenoid valve (18) the solenoid valve outlet (18a) is connected to a leak oil line (19). 11