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Einspritzanlage, insbesondere für das Einspritzen von Kraftstoff in das Saugrohr von fremdgezündeten Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Einspritzanlage, insbesondere für Kraftstoff in das Saugrohr von fremdgezündeten Brennkraftmaschinen, mit einer Pumpe, die ständig Kraftstoff über ein Überström- ventil zu ihrer Saugseite fördert, wobei vor dem Überströmventil ein zur Einspritzung bestimmter Teilstrom abgezweigt ist, in dessen Weg eine Drosselstelle mit einstellbarem Durchflussquerschnitt angeordnet ist.
Bei einer bekannten Anlage dieser Art dient der Druck hinter der Drosselstelle lediglich dazu, den Kraftstoff den Einspritzdüsen zuzuführen, während-der Einspritzdruck durch einen in jeder Düse angeordneten und von der Motornokkenwelle angetriebenen Kolben'erzeugt wird. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzanlage zu schaffen, bei der der Druck hinter der Drosselstelle als Einspritz, druck dient und die Kraftstoffeinspritzmenge lediglich von der Grösse des Durchflussquerschnittes der Drosselstelle abhängig ist.
Es sind auch Anlagen bekannt, die in ihrem Aufbau einfacher sind als die eingangs geschilderte bekannte Anlage, bei denen jedoch im Teilstrom keine Drosselstelle mit einstellbarem Durch- flu#querschnitt vorgesehen ist. Bei einer ersten derartigen Anlage wird zur Änderung der je Zeit- einheit eingespritzte ! ! Kraftstoffmenge der Kraftstoffdruck vor den offenen Einspritzdüsen geän- dert. Dies wird durch Änderung des öffnungsdruckes des Überströmventils erreicht. Der Nachteil bei dieser Anordnung besteht darin,, dass zur Erzielung einer linearen Änderung der Kraftstoffmenge der Druck quadratisch geändert werden muss.
Da nun aber der Druck bei grosser Menge wegen der Beanspruchung der Teile der Anlage nicht beliebig hoch gewählt werden darf, ergibt sich bei der kleinsten einzuspritzenden Kraftstoffmenge ein sehr niedriger Druck, so'dass die im Saugrohr der Brennkraftmaschine auftretenden Druckunterschiede die Regelung der Kraftstoffmenge unzulässig stark beeinflussen können. Daher ist bei kleinen Einspritzmengen eine einwandfreie Regelung der Einspritzmenge durch And'e- rung des öffnungsdruckes des Oberströmventils nicht gewährleistet.
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derOffnungsz'eit der geschlossenen Einspritzdüsen verändert.
Um bei Mehrzylinderbrennkraftma- schinnen eine gleichmässige Verteilung auf die einzelnen Zylinder zu erhalten, muss in diesem Fall , die öffnungszeit jeder einzelnen Einspritzdüse
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mässig teuere Anlage erforderlich. Eine genaue Steuerung der Öffnungszeit macht ausserdem bei hohen Drehzahlen beachtliche Schwierigkeiten, da beispielsweise'bei elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen die Genauigkeit der Zeitsteuerung durch die Ansprechzeit der die Einspritzdüse be- tätigenden Elektromagnete begrenzt ist.
Gegenüberdiesenbeidenzuletztbeschriebenen bekannten Anlagen ist es die Aufgabe der Erfindung, die geschilderten Nachteile dieser Anlagen zu vermeiden. Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden dadurch gelöst, da# das bewegliche Glied des Überströmventils für den in Schliessrichtung auf ihn-wirkenden Druck hinter der Drosselstelle eine mindestens annähernd ebenso grosse Angriffsfläche aufweist wie für den in öffnungsrichtung auf ihn wirkenden Druck vor der Drosselstelle.
Da das Druckgefälle, das durch die Drosselstelle im Kraftstoffstrom erzielt wird, bei allen Betnebszuständcn konstant bleibt, hat bei der er- findungsgemässen Anlage im Gegensatz zu der oben beschriebenen bekannten Anlage der Kraftstoffdruck vor den Düsen keinen Einfluss auf die Einspritzmenge. Diese ist lediglich von der Grö- sse dies an der Drosselstelle jeweils eingestellten Durchflussquerschnitts abhängig.
Diese Abhängig- keit ist dann völlig linear, wenn die Fläche des beweglichen Gliedes des überströmventils, an welcher der vor der Drosselstelle herrschende Druck angreift, genau gleich bemessen ist wie diejenige Fläche dieses Gliedes, auf die der hinter der Drosselstelle herrschende Druck einwirkt.
Gegenüber der. oben an zweiter Stelle beschriebenen bekannten Anlage fällt die sehr umfang-
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reiche Einrichtung zur Steuerung der öffnungs- zeit der Einspritzdüsen weg, da nur die Drosselstelle zu steuern ist.
Sofern bei der erfindungsgemässen Anlage der zur Einspritzung bestimmte Teilstrom sich in mehrere zu je einer Einspritzöffnung führende Zweigströme aufteilt, wird auch bei einer kleinen zur Brennkraftmaschine geforderten Kraftstoffmenge
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gewährleistet, wenn in Weiterbildung dieser Anlage jede der Einspritzöffnungen durch je einen Schieber gesteuert wird, der dem auf ihn in Offnungsrichtung wirkenden Kraftstoffdruck des Zweigstromes eine ebenso grosse Angriffsfläche bietet wie einem auf ihn in Schliessrichtung wirkenden, in gleicher Grösse an allen Schiebern angreifenden hydraulischen Druck. Die Anordnung gemäss dieser Weiterbildung lässt sich übrigens auch für sich allein mit Vorteil bei der zuerst beschriebenen bekannten Anlage zur Erzielung einer genauen Verteilung anwenden.
Auf der Zeichnung sind in den Fig. 1 und 2 je ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch, dargestellt. Fig. 3 zeigt ebenfalls schematisch eine Einzelheit des Beispieles nach Fig. 2 in grösserem Massstab.
Eine Kraftstofförderpumpe 1, die in einem Kraftstoffbehälter 2 untergebracht ist, saugt Kraftstoff an und fördert diesen durch eine Leitung 3 zu einem Überströmventil 4 mit Ventilschieber 5. Ein Teil des angesaugten Kraftstoffes fliesst durch eine Leitung 6 zurück zum Kraftstoffbehälter. Vor dem Überströmventil 4 zweigt eine Leitung 7 ab, durch die ein zur Einspritzung bestimmter Teilstrom des angesaugten Kraftstoffes zu einer Drosseleinrichtung 9 geführt wird, deren bewegliches Drosselglied 10 den Durchflussquerschnitt der Drosselstelle 11 dieser Drosseleinrichtung zu ändern gestattet. Hinter der Drosselstelle 11 führt eine Leitung 12 zu einem Verteilerstück 14. Von diesem gehen Zweigleitungen 15, 16, 17, 18 zu offenen Einspritzdüsen 20, 21, 22,23.
Durch diese Düsen wird der Kraftstoff in die zu den einzelnen Zylindern der nicht dargestellten Brennkratfmaschine führenden Abschnitte der Saugleitung 24 eingespritzt.
Hinter der Drosselstelle 11 der Drosseleinrichtung führt ausserdem eine Leitung 25 zu dem Überströmventil 4, u. zw. in den eine Feder 26 enthaltenden Raum des Überströmventclls. Der Schieber 5 des Überströmventils bietet dem von der Kraftstoffpumpe 1 geförderten Kraftstoff und dem von der Drosseleinrichtung 9 kommenden Kraftstoff jeweils eine gleich grosse Angriffsfläche.
Das Drosselglied 10 für die Drosselstelle 11 wird durch eine nur schematisch angedeutete Re- geleinrichtung 27 so eingestellt, dass die Brennkraftmaschine die jeweilig erwünschte Kraftstoffmenge zugeführt erhält.
Stellt die Regeleinrichtung 27 einen grösseren Durchflussquerschnitt an der Drosselstelle 11 ein,
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je Zeiteinheitwohl hinter der Drosselstelle 11 als auch in dem die Feder 26 enthaltenden Raum des Überströmventils 4 einstellt. Dadurch wird der Ventilschieber 5 in Schliessrichtung stärker belastet. Demzufolge erhöht sich auch der in öffnungsrichtung wirkende, vor dem Ventilschieber und damit auch vor der Drosselstelle 11 herrschende Pumpendruck um den gleichen Betrag, so dass der Druckunter- schied vor und hinter der Drosselstelle 11 konstant bleibt. Somit ändert sich die Menge, welche durch die Drosselstelle 11 fliesst, linear mit der Änderung des Durchflussquerschnittes der Drosselstelle 11.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die mit dem Beispiel nach Fig. 1 übereinstimmenden Teile mit den gleichen Ziffern bezeichnet. Das Verteilerstück 34 des zweiten Ausführungsbeispiels enthält am Beginn von Zweigleitungen 35, 36,37, 38 Drosselstellen 41, 42,43, 44. Die Zweigleitungen führen zu geschlossenen Einspritzdüsen, sogenannten Einspritzventilen 45, 46,47, 48, die unter sich gleich sind und von denen eines in Fig. 3 schematisch im Schnitt dar-
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ist.bewegliches Ventilglied einen zylindrischen Schieber 49, der ein das Ventilgehäuse durchdringendes Spritzloch 50 steuert und an dessen beiden
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grossen Stirnflächengreift.
Auf die eine dieser Stirnflächen wirkt der in der zugehörigen Zweigleitung, z. B. 35, herrschende Kraftstoffdruck ein, und auf die andere der Kraftstoffdruck, der in einer zu allen Einspritzventilen führenden Leitung 51 herrscht. Diese Leitung ist an ein Druckreduzierventil 52 an-
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steter Schieber 54 geführt ist, der eine Ringnut 55 aufweist. In der in Fig. 2 gezeichneten Stellung des Schiebers steht die Ringnut mit einer in das Druckreduzierventil mündenden Leitung 56 in Verbindung. Die Leitung 56 zweigt von der Leitung 3, also vor dem Überströmventil 4 ab. Ein im Schieber 54 verlaufender, abgewinkelter Kanal 57 verbindet die Ringnut 55 mit einem mit 58 bezeichneten Raum im Reduzierventil, an den die Leitung 51 angeschlossen ist.
Vom Kanal 57 zweigt ein Drosselkanal 60 zu dem die Feder 53 enthaltenden Raum 61 ab, von dem eine Leitung 62 zum Behälter 2 zurückführt.
Die Abmessungen des Drosselkanals 60 sind so gewählt, dass im Raum 58 auch noch bei der kleinsten je Zeiteinheit eingespritzten Kraftstoffmenge ein Druck verbleibt, der etwas kleiner
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Injection system, especially for injecting fuel into the intake manifold of externally ignited internal combustion engines
The invention relates to an injection system, in particular for fuel in the intake manifold of externally ignited internal combustion engines, with a pump that constantly delivers fuel via an overflow valve to its suction side, a partial flow intended for injection being branched off in front of the overflow valve, with a throttle point in its path is arranged with an adjustable flow cross-section.
In a known system of this type, the pressure behind the throttle point only serves to feed the fuel to the injection nozzles, while the injection pressure is generated by a piston located in each nozzle and driven by the engine camshaft. In contrast, the invention is based on the object of creating an injection system in which the pressure downstream of the throttle point serves as the injection pressure and the fuel injection quantity is only dependent on the size of the flow cross section of the throttle point.
Systems are also known which are simpler in their structure than the known system described at the outset, but in which no throttle point with an adjustable flow cross-section is provided in the partial flow. In a first such system, the amount injected per time unit is changed! ! Fuel quantity The fuel pressure in front of the open injection nozzles has changed. This is achieved by changing the opening pressure of the overflow valve. The disadvantage with this arrangement is that, in order to achieve a linear change in the amount of fuel, the pressure must be changed squarely.
However, since the pressure cannot be chosen arbitrarily high for a large amount due to the stress on the parts of the system, the smallest amount of fuel to be injected results in a very low pressure, so that the pressure differences occurring in the intake manifold of the internal combustion engine are impermissibly strong can influence. Therefore, in the case of small injection quantities, proper regulation of the injection quantity by changing the opening pressure of the overflow valve is not guaranteed.
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the opening time of the closed injectors changed.
In order to obtain an even distribution over the individual cylinders in multi-cylinder internal combustion engines, the opening time of each individual injection nozzle must in this case
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moderately expensive system required. Exact control of the opening time also causes considerable difficulties at high speeds, since, for example, in the case of electrically controlled injection nozzles, the accuracy of the time control is limited by the response time of the electromagnets actuating the injection nozzle.
In relation to these two known systems last described, the object of the invention is to avoid the disadvantages of these systems described. The objects on which the invention is based are achieved in that # the movable member of the overflow valve for the pressure acting on it in the closing direction behind the throttle point has at least approximately as large an area of application as for the pressure acting on it in the opening direction upstream of the throttle point.
Since the pressure gradient that is achieved by the throttle point in the fuel flow remains constant in all operating conditions, in the system according to the invention, in contrast to the known system described above, the fuel pressure in front of the nozzles has no influence on the injection quantity. This only depends on the size of the flow cross-section set at the throttle point.
This dependency is completely linear if the area of the movable member of the overflow valve on which the pressure prevailing in front of the throttle point acts is exactly the same as the area of this member on which the pressure behind the throttle point acts.
Compared to the. The known system described in the second place above, the very extensive
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Extensive device for controlling the opening time of the injection nozzles is gone, since only the throttle point has to be controlled.
If, in the system according to the invention, the partial flow intended for injection is divided into several branch flows each leading to an injection opening, even with a small amount of fuel required for the internal combustion engine
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guaranteed if, in a further development of this system, each of the injection openings is controlled by a slide valve, which offers the fuel pressure of the branch flow acting on it in the opening direction as large a surface area as a hydraulic pressure acting on it in the closing direction and acting in the same amount on all the slides. The arrangement according to this development can also be used on its own with advantage in the known system described first to achieve an accurate distribution.
In the drawing, one embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically in FIGS. FIG. 3 also schematically shows a detail of the example according to FIG. 2 on a larger scale.
A fuel feed pump 1, which is housed in a fuel tank 2, sucks in fuel and conveys it through a line 3 to an overflow valve 4 with valve slide 5. Part of the fuel that is sucked in flows through a line 6 back to the fuel tank. A line 7 branches off upstream of the overflow valve 4, through which a partial flow of the sucked fuel intended for injection is led to a throttle device 9, the movable throttle element 10 of which allows the flow cross-section of the throttle point 11 of this throttle device to be changed. Behind the throttle point 11, a line 12 leads to a distributor piece 14. From this branch lines 15, 16, 17, 18 go to open injection nozzles 20, 21, 22, 23.
The fuel is injected through these nozzles into the sections of the suction line 24 leading to the individual cylinders of the internal combustion engine (not shown).
Behind the throttle point 11 of the throttle device, a line 25 also leads to the overflow valve 4, u. zw. In the space of the overflow valve containing a spring 26. The slide 5 of the overflow valve offers the fuel delivered by the fuel pump 1 and the fuel coming from the throttle device 9 each an equally large contact surface.
The throttle element 10 for the throttle point 11 is set by a control device 27, which is only indicated schematically, so that the internal combustion engine is supplied with the respectively desired amount of fuel.
If the control device 27 sets a larger flow cross section at the throttle point 11,
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per unit of time probably behind the throttle point 11 as well as in the space of the overflow valve 4 containing the spring 26. As a result, the valve slide 5 is more heavily loaded in the closing direction. Accordingly, the pump pressure acting in the opening direction and prevailing in front of the valve slide and thus also in front of the throttle point 11 increases by the same amount, so that the pressure difference in front of and behind the throttle point 11 remains constant. Thus, the amount that flows through the throttle point 11 changes linearly with the change in the flow cross section of the throttle point 11.
In the second exemplary embodiment according to FIG. 2, the parts that correspond to the example according to FIG. 1 are denoted by the same numerals. The distributor piece 34 of the second embodiment contains at the beginning of branch lines 35, 36, 37, 38 throttling points 41, 42, 43, 44. The branch lines lead to closed injection nozzles, so-called injection valves 45, 46, 47, 48, which are identical and one of which is shown schematically in section in FIG.
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ist.mobile valve member a cylindrical slide 49 which controls a spray hole 50 penetrating the valve housing and at both of them
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large face grips.
The one in the associated branch line acts on one of these end faces, e.g. B. 35, the prevailing fuel pressure, and on the other, the fuel pressure prevailing in a line 51 leading to all the injection valves. This line is connected to a pressure reducing valve 52
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constant slide 54 is guided, which has an annular groove 55. In the position of the slide shown in FIG. 2, the annular groove is connected to a line 56 which opens into the pressure reducing valve. The line 56 branches off from the line 3, that is, upstream of the overflow valve 4. An angled channel 57 running in the slide 54 connects the annular groove 55 with a space designated by 58 in the reducing valve to which the line 51 is connected.
A throttle channel 60 branches off from the channel 57 to the space 61 containing the spring 53, from which a line 62 leads back to the container 2.
The dimensions of the throttle channel 60 are selected so that a pressure which is somewhat lower remains in the space 58 even with the smallest amount of fuel injected per unit of time
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