CH338650A - Fuel injection system on an internal combustion engine and method for operating the fuel injection system - Google Patents

Fuel injection system on an internal combustion engine and method for operating the fuel injection system

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CH338650A
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CH
Switzerland
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valve
pressure
speed
primary line
low
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Application number
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German (de)
Inventor
Helmut Droeschel
Hans Dieter Paschke
Original Assignee
Nsu Werke Ag
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Publication date
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Publication of CH338650A publication Critical patent/CH338650A/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/06Use of pressure wave generated by fuel inertia to open injection valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

       

      Kraftstofeinspritzanlage    an einer     Brennkraftmaschine    und Verfahren zum Betrieb  der     Kraftstoffeinspritzanlage       Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf     eine          Kraftstoffeinspritzanlage    an einer Verbrennungskraft  maschine, mit einem Primärkreislauf, der eine Nieder  druckpumpe und in Strömungsrichtung hinter dieser  eine Primärleitung und ein     Verschlussorgan    ein  schliesst, wobei von der Primärleitung eine Sekundär  leitung ausgeht, an deren Ende sich ein     Einspritz-          ventil    oder eine Einspritzdüse befindet,

   und wobei  im Betriebszustand die Niederdruckpumpe den  Kraftstoff in der Primärleitung bei offenem     Ver-          schlussorgan    bewegt und durch Schliessen des     Ver-          schlussorgans    jeweils infolge der Verminderung der  Geschwindigkeit der     Flüssigkeitssäule    in der Primär  leitung der Einspritzdruck bzw. die Druckwelle er  zeugt bzw. ausgelöst wird.  



  Von bekannten     Kraftstoffeinspritzanlagen    dieser  Art unterscheidet sich die erfindungsgemässe     Kraft-          stoffeinspritzanlage    dadurch, dass das     Verschlussorgan     durch ein in der verlangten Einspritzfolge mecha  nisch, elektrisch oder hydraulisch gesteuertes Ventil  gebildet ist, dessen Schliessgeschwindigkeit wenigstens  in einem bestimmten Drehzahlbereich der Kraft  maschine so gross ist, dass das auf eine bestimmte  Zeiteinheit bezogene Hubvolumen des Ventils beim  Schliessen desselben gleich gross oder grösser ist als  das in der gleichen Zeiteinheit durch die Primär  leitung nachströmende     Kraftstoffvolumen.     



  Die Wirkungsweise dieser Einspritzanlage beruht  auf dem Prinzip des hydraulischen Widders. Bei dem  Abbremsen der mit der Geschwindigkeit v strömen  den     Flüssigkeit    durch rasches Schliessen des     Ver-          schlussorgans    entsteht bei diesem Organ eine Druck  welle, welche in der Sekundärleitung gegen das     Ein-          spritzventil    hin wandert.

   Der Druck dieser Welle hat  die Grösse<I>p = a</I>     #   <I>2</I>     #   <I>v/2,</I> wobei<I>p</I> in     kg/cm2    der    entstehende Druck ist, a = 1150 m/sec. die Schall  geschwindigkeit im Kraftstoff, und O = 71,5 kg       sec2/m4,    die Dichte des Kraftstoffes.  



       Voraussetzung    für die Entstehung dieses Druckes  ist, dass das Abbremsen der strömenden     Flüssigkeit     in der Zeit t = 0 geschieht. Diese Voraussetzung  wird erfüllt, wenn das Abbremsen der Geschwindig  keit durch ein schnell schliessendes Ventil vorgenom  men wird, wobei dieses schnell schliessende Ventil  ganz bestimmte Bedingungen bei dem Schliessvor  gang erfüllen muss. Das     Ventil    muss bei dem Schliess  vorgang ein Hubvolumen freigeben, das gleich oder  grösser ist als das nachströmende Volumen des abzu  bremsenden Kraftstoffes. Es spielt sich dann folgen  der Vorgang während der Schliessbewegung ab: das       Ventil    bewegt sich auf seinen Sitz zu. Dadurch wird  hinter dem Ventil ein Volumen frei.

   Das Volumen  wird von dem mit der Geschwindigkeit v strömenden  Kraftstoff     aufgefüllt.    Während dieses     Auffüllvor-          ganges    strömt kein Kraftstoff zwischen     Ventil-    und  Ventilsitz hindurch. Dadurch kann sich das Ventil  auf den Sitz setzen und abdichten, ohne dass die  Geschwindigkeit v des strömenden Kraftstoffes beein  flusst wird. Ist das von dem Ventil freigegebene Volu  men aufgefüllt, so will der Kraftstoff wieder zwi  schen Ventil und Ventilsitz     weiterströmen,    findet  diese Stelle aber geschlossen und wird dadurch  schlagartig abgebremst, in der Zeit t = 0. Dabei ent  steht der Druck p = a     o    v/2, der als Einspritzdruck  verwendet wird.

   Bei der Verwendung solch eines  Ventils erhält man einen     Einspritzdruck,    der nur  von der Geschwindigkeit abhängig ist.  



  Das vorliegende Patent betrifft ferner ein Ver  fahren zum Betrieb der     Einspritzanlage.    Dieses Ver  fahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke      der Regelung der Einspritzmenge die in der Primär  leitung auftretende     Druckwelle    verändert wird.  



  In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfüh  rungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt,  und zwar zeigt:       Fig.    1 die     Kraftstoffeinspritzanlage    in schema  tischer Darstellung und       Fig.    2     eine    graphische Darstellung der     Einspritz-          mengenkennlinie    mit der Kraftstoffgeschwindigkeit  als Ordinate und der Zeit als Abszisse.  



  In dem dargestellten Beispiel bezeichnet: 6 eine       Niederdruckpumpe,    z. B. eine Zahnradpumpe, mit  der Saugseite 61 und der     Druckseite    62, 10 ein       Überströmventil    mit der Zuleitung 106, dem Ventil  101, der Ventilfeder 102, dem Ventilsitz 105, der  Rückleitung 104 und der Regelstange 103.  



  1 ist die Primärleitung, in der sich der Kraft  stoff mit der Geschwindigkeit v bewegt. Diese Pri  märleitung steht bei 12 mit der     Druckseite    62 der  Zahnradpumpe 6 in Verbindung und bei 13 mit dem  Hauptventil 3. In diesem Hauptventil 3 befindet sich  das     Ventilschliessörgan    31, das in geschlossenem  Zustand dichtend auf dem Ventilsitz 32 ruht und  die Verbindung von 13 zu 11 unterbricht. Das Ventil  31 wird durch den     Abschnappnocken    8 über den  Ventilschaft 34 angehoben, wodurch die Verbindung  13 zu 11 wieder hergestellt wird.  



  Die Feder 33 sucht das Ventil 31 in der Schliess  richtung zu bewegen.  



  2 ist die Sekundärleitung, die bei 21 an die Pri  märleitung 1 (13) angeschlossen ist und mit dieser  in dauernd offener Verbindung steht. Am andern  Ende der Sekundärleitung 2 befindet sich bei 22  die Einspritzdüse 4, 5, wobei 4 das Schliessventil  darstellt und 5 die     Düsenbohrung.    7 ist der Kraft  stofftank. 9 stellt eine einstellbare Drosselvorrichtung  dar, mittels welcher der Strömungsquerschnitt bei 91  verengt werden kann.  



  95 ist ein     Druckspeicher    mit dem Kolben 97 und  der Feder 96. Dieser     Druckspeicher    ist hinter der  Pumpe 6 und vor der Primärleitung 1 bei 98 ange  schlossen.  



  Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende: Die  Pumpe 6 saugt bei 63 aus dem Kraftstofftank 7  Kraftstoff an und fördert ihn von der Druckseite 62  bei 12 zu der Primärleitung 1. Der Kraftstoff strömt  in dieser Primärleitung 1 mit der Geschwindigkeit v  von 12 nach 13, von da durch das Hauptventil 3  zwischen Ventil 31 und Ventilsitz 32 hindurch zu  der Rückleitung 11, um bei 14 wieder in den Tank  7 zu gelangen. Der     Schliessdruck    des     Einspritzventils     4 ist so gross, dass     in    der Sekundärleitung 2 keine  Strömung stattfinden kann. Dreht sich der Ab  schnappnocken 8 in der Pfeilrichtung weiter, so wird  das Ventil 31 bei 34     (Ventilschaft)    von dem Nocken  8 nicht mehr angehoben.

   (Stelle 114 in     Fig.    2.) Die  Ventilfeder 33 bewegt das Ventil 31 nach unten  gegen den Ventilsitz 32. Durch diese Bewegung  wird über dem Ventil 31     ein    Raum frei. In diesen    Raum strömt Kraftstoff aus der Primärleitung 1  nach. Während dieses     Nachströmens    setzt sich das  Ventil 31 auf den Ventilsitz 32 und unterbricht die  Verbindung 13 zu 11. Ist der über dem Ventil frei  gewordene Raum von dem aus der Primärleitung 1  nachströmenden Kraftstoff aufgefüllt, will der Kraft  stoff weiter von 13 nach 11 und von da in den  Tank 7     fliessen,    findet aber die Verbindung 13 zu 11  geschlossen und wird dabei schlagartig abgebremst.

    Dadurch entsteht ein     Einspritzdruck    p<I>= a</I>     o   <I>v/2.</I>  



  Da sich in Flüssigkeiten die Drücke mit Schall  geschwindigkeit     fortpflanzen,    wandert von dem  Hauptventil 3 eine Druckwelle von der Höhe p mit  Schallgeschwindigkeit über 21 durch die Sekundär  leitung 2 nach 22, öffnet das Einspritzventil 4, und  es beginnt bei 5 die     Abspritzung    des Kraftstoffes.  Von dem Hauptventil 3 wandert aber ebenfalls eine  Druckwelle mit der     Druckhöhe    p von 13 die Pri  märleitung 1 entlang zu 12. Bei 12 trifft diese Druck  welle auf ein relativ grosses Volumen und wird des  halb abgebaut. Nach dem oben Gesagten läuft die  ser Abbau der     Druckwelle    mit Schallgeschwindigkeit  von 12 aus durch 1 nach 13, von da nach 21, weiter  durch die Sekundärleitung 2 nach 22, womit der  Einspritzvorgang beendet ist.

   Der Kraftstoff in der  Sekundärleitung 2 und in der Primärleitung 1 befin  det sich dann in Ruhe, die Geschwindigkeit v ist  auf Null abgefallen.  



  Der von der Pumpe 6 geförderte Kraftstoff kann  durch das     Überströmventil    10 und die Rückleitung  104 zum Kraftstofftank 7 zurückfliessen. Die Nocken  scheibe 8 dreht sich weiter, und durch den Ab  schnappnocken wird nach einiger Zeit (Stelle 111 in       Fig.    2) über den Schaft 34 das Ventil 31 wieder  angehoben, wodurch die Verbindung von 13 zu 11  wieder freigegeben wird. Durch die Pumpe 6 getrie  ben, beginnt der Kraftstoff durch die Primärleitung 1  zu strömen, wobei seine Geschwindigkeit v von dem  Wert Null bei Stelle 111 in     Fig.    2 ansteigt. Dieser  Anstieg der Geschwindigkeit 112 ist in der     Fig.    2  als Kurve 110 über der Zeit 113 dargestellt.

   Bei  der Stelle 114 schnappt der Nocken 8 wieder ab  und der Vorgang wiederholt sich wie oben beschrie  ben.  



  Je schneller der     Abschnappnocken    8 sich dreht,  das heisst je höher die Drehzahl des Motors ist, desto  kleiner wird die Zeit. T für einen Vorgang     (vergl.          Fig.    2). Ist in     Fig.    2 die Zeit für einen Vorgang  bei niederer Motordrehzahl T und für höhere Motor  drehzahl T', so erkennt man im ersten Fall die Ge  schwindigkeit des Kraftstoffes in der Primärleitung 1  im Augenblick des     Abbremsens    (Stelle 114) als v  (120), im andern Falle, bei Stelle 114', als v' (121),  wobei v' kleiner ist als v.

   Da von dieser Geschwindig  keit, wie oben gezeigt, der Einspritzdruck und damit  die     Einspritzmenge    abhängt, ergibt sich bei dieser  Anlage, dass mit höherer Motordrehzahl die     Einspritz-          menge    geringer wird. Dies entspricht der Charak  teristik der Verbrennungsmotoren, das heisst dass die  beschriebene Anlage von sich aus ohne irgendwelche      zusätzliche Einrichtungen die Verbrauchscharakte  ristik des Verbrennungsmotors besitzt.  



  Der in     Fig.    2 gezeigte Verlauf des Anstieges der  Geschwindigkeit in der Primärleitung 1, die Kurve  <B>110,</B> geht nach folgender Gleichung vor sich:  
EMI0003.0002     
    worin<I>x = t</I>     #        @        #        v,t/l    ist und     v,t    die Geschwindigkeit  des Kraftstoffes in der Primärleitung, die sich nach  der Zeit<I>t</I>     --_    unendlich einstellt;<I>l</I> ist die Länge der  Primärleitung 1 (die Entfernung von 12 bis 13).

   Der  Wert     ('    ist der Widerstandsbeiwert der Leitungen von  der Zahnradpumpe 6 zur Primärleitung 1, durch  diese Primärleitung 1, durch das Hauptventil 3,  über die Rückleitung 11 zum Tank 7, und zwar ist  
EMI0003.0010     
    worin bedeuten:  d P     (kg/m2)    = Druckunterschied vor und hinter  der Drosselstelle,  v" (m/sec) = mittlere     Durchflussgeschwindigkeit,          n        (kg/sec2/m4)    = Dichte der Flüssigkeit.    Diesen Wert kann man sehr einfach regulieren,  z. B. durch eine Drossel, die in der     Fig.    1 als Stell  schraube 9 ausgebildet ist, und mit der eine Ver  engung des Querschnittes bei 91 vorgenommen wer  den kann.

   Dadurch kann der Verlauf der Kurve 110  in     Fig.    2 so bestimmt werden, dass die     Einspritz-          anlage    mit ihrer eingespritzten Menge genau oder  weitestgehend genau mit jedem angeschlossenen  Motor übereinstimmt.  



  Wie oben schon erwähnt, wird die eingespritzte  Menge dadurch geregelt, dass man die Geschwindig  keit v des Kraftstoffes in der Primärleitung 1 regelt.  Dies kann dadurch geschehen, dass man einen Teil  des von der Pumpe 6 geförderten Kraftstoffes über  ein Überdruckventil 10, bestehend aus dem Ventil  <B>101,</B> der Feder 102 und der Regelstange 103 durch  die Rückleitung 104 in den Tank 7 zurückströmen  lässt. Im Vergleich zu der bei 5 abgespritzten Menge  ist die durch das     überströmventil    10 laufende Kraft  stoffmenge sehr gross und steht unter dem sehr  niedrigen Druck, der von der Pumpe 6 erzeugt wird,  so dass diese Regelung sehr einfach ist und mit  billigsten Mitteln erfolgen kann. Eine Regelung ist  auch dadurch möglich, dass man die von der Pumpe  6 geförderte Menge verringert, was z.

   B. durch eine  Änderung der Drehzahl der Pumpe 6 vorgenommen  werden kann oder durch eine Drosselung der aus  dem Tank 7 angesaugten Kraftstoffmenge.  



  Läuft die Pumpe 6 mit einer Drehzahl, die der  Motordrehzahl entspricht, so wird bei niedrigen  Drehzahlen die von der Pumpe 6 geförderte Kraft  stoffmenge zu gering, um die notwendige Geschwin  digkeit v in der Primärleitung 1 zu erzeugen. Des  halb kann hinter der Pumpe 6 ein Druckspeicher 95    angeschlossen sein. In diesen Druckspeicher 95 för  dert die Pumpe 6 bei geschlossenem Hauptventil 3  während des ersten Teils eines Vorganges. Dadurch  wird der Kolben 97 nach oben gegen die Feder 96  bewegt. Im Augenblick des     öffnens    des Haupt  ventils 3 wird der Kolben 97 von der Feder 96  wieder nach unten bewegt und drückt den Kraftstoff  durch 98 in die Primärleitung 1.

   Da dies     zusätzlich          zu    einer weiteren Förderung der Pumpe 6 erfolgt, ist  es möglich, die gewünschte Geschwindigkeit v im  Augenblick des Schliessens des     Hauptventils    3 (Stelle  114     Fig.    2) zu erreichen. Das     überströmventil    10  und dieser Druckspeicher 95 können baulich ver  einigt werden, wobei das Ventil 101 durch den  Kolben 97 ersetzt wird.  



  Die Drossel 9 muss nicht, wie in     Fig.    1 einge  zeichnet, zwischen der Pumpe 6 und der Primär  leitung 1 liegen, sondern kann auch hinter dem  Hauptventil 3 in der Rückleitung 11 liegen. Dadurch  bildet sich ein geringer Vordruck in der Primär  leitung 1 und dem Hauptventil 3 aus, was günstig  ist und einer allfälligen Gasblasenbildung vorbeugt.



      Fuel injection system on an internal combustion engine and method for operating the fuel injection system The present invention relates to a fuel injection system on an internal combustion engine, with a primary circuit that includes a low pressure pump and, downstream in the direction of flow, a primary line and a closure member, with a secondary of the primary line line goes out, at the end of which there is an injection valve or an injection nozzle,

   and wherein in the operating state the low-pressure pump moves the fuel in the primary line with the closure element open and the injection pressure or the pressure wave is generated or triggered by closing the closure element as a result of the reduction in the speed of the liquid column in the primary line.



  The fuel injection system according to the invention differs from known fuel injection systems of this type in that the closure member is formed by a valve which is mechanically, electrically or hydraulically controlled in the required injection sequence and whose closing speed is so great at least in a certain speed range of the engine that the The stroke volume of the valve related to a specific time unit when it is closed is the same size or greater than the fuel volume flowing through the primary line in the same time unit.



  The mode of operation of this injection system is based on the hydraulic ram principle. When the liquid flowing at speed v is slowed down by rapidly closing the closure member, a pressure wave is created in this member, which migrates in the secondary line towards the injection valve.

   The pressure of this wave has the size <I> p = a </I> # <I> 2 </I> # <I> v / 2, </I> where <I> p </I> in kg / cm2 is the resulting pressure, a = 1150 m / sec. the speed of sound in the fuel, and O = 71.5 kg sec2 / m4, the density of the fuel.



       The prerequisite for the creation of this pressure is that the flowing liquid is slowed down in the time t = 0. This prerequisite is fulfilled if the deceleration of the speed is undertaken by a fast-closing valve, this fast-closing valve having to meet very specific conditions during the closing process. During the closing process, the valve must release a stroke volume that is equal to or greater than the subsequent volume of the fuel to be braked. The process then takes place during the closing movement: the valve moves towards its seat. This frees up a volume behind the valve.

   The volume is filled by the fuel flowing at the speed v. During this filling process, no fuel flows between the valve seat and the valve seat. This allows the valve to sit on the seat and seal without affecting the speed v of the flowing fuel. When the volume released by the valve is filled, the fuel wants to flow again between the valve and the valve seat, but finds this point closed and is thereby suddenly braked, in the time t = 0. This creates the pressure p = aov / 2 used as injection pressure.

   When using such a valve, an injection pressure is obtained that is only dependent on the speed.



  The present patent also relates to a method for operating the injection system. This process is characterized in that the pressure wave occurring in the primary line is changed for the purpose of regulating the injection quantity.



  The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, namely: FIG. 1 the fuel injection system in a schematic representation and FIG. 2 a graphic representation of the injection quantity characteristic with the fuel speed as the ordinate and the time as the abscissa.



  In the example shown: 6 denotes a low pressure pump, e.g. B. a gear pump, with the suction side 61 and the pressure side 62, 10 an overflow valve with the supply line 106, the valve 101, the valve spring 102, the valve seat 105, the return line 104 and the control rod 103.



  1 is the primary line in which the fuel moves at the speed v. This primary line is connected at 12 to the pressure side 62 of the gear pump 6 and at 13 to the main valve 3. In this main valve 3 there is the valve closing element 31, which in the closed state rests sealingly on the valve seat 32 and the connection from 13 to 11 interrupts. The valve 31 is lifted above the valve stem 34 by the snap-off cam 8, whereby the connection 13 to 11 is re-established.



  The spring 33 seeks to move the valve 31 in the closing direction.



  2 is the secondary line which is connected to the primary line 1 (13) at 21 and is in permanent open connection with it. At the other end of the secondary line 2 is the injection nozzle 4, 5 at 22, with 4 representing the shut-off valve and 5 the nozzle bore. 7 is the fuel tank. 9 shows an adjustable throttle device by means of which the flow cross-section at 91 can be narrowed.



  95 is a pressure accumulator with the piston 97 and the spring 96. This pressure accumulator is closed behind the pump 6 and in front of the primary line 1 at 98.



  The operation of the system is as follows: The pump 6 sucks in fuel at 63 from the fuel tank 7 and conveys it from the pressure side 62 at 12 to the primary line 1. The fuel flows in this primary line 1 at the speed v from 12 to 13 since through the main valve 3 between valve 31 and valve seat 32 to the return line 11, in order to reach the tank 7 again at 14. The closing pressure of the injection valve 4 is so great that no flow can take place in the secondary line 2. If the snap cam 8 continues to rotate in the direction of the arrow, the valve 31 is no longer lifted by the cam 8 at 34 (valve stem).

   (Point 114 in FIG. 2.) The valve spring 33 moves the valve 31 downwards against the valve seat 32. This movement frees a space above the valve 31. Fuel from the primary line 1 flows into this space. During this post-flow, the valve 31 sits on the valve seat 32 and interrupts the connection 13 to 11. If the space that has become free above the valve is filled with the fuel flowing in from the primary line 1, the fuel will continue from 13 to 11 and from there flow into the tank 7, but finds the connection 13 to 11 closed and is suddenly braked.

    This creates an injection pressure p <I> = a </I> o <I> v / 2. </I>



  Since the pressures in liquids propagate at the speed of sound, a pressure wave of height p moves from the main valve 3 at the speed of sound over 21 through the secondary line 2 to 22, the injection valve 4 opens, and the fuel injection begins at 5. From the main valve 3, however, a pressure wave with the pressure head p of 13 also travels along the primary line 1 to 12. At 12, this pressure wave encounters a relatively large volume and is therefore reduced. According to what has been said above, the water reduction of the pressure wave runs at the speed of sound from 12 through 1 to 13, from there to 21, on through the secondary line 2 to 22, which ends the injection process.

   The fuel in the secondary line 2 and in the primary line 1 is then at rest, the speed v has dropped to zero.



  The fuel delivered by the pump 6 can flow back to the fuel tank 7 through the overflow valve 10 and the return line 104. The cam disk 8 continues to rotate, and the valve 31 is raised again after some time (point 111 in Fig. 2) through the snap cam from the shaft 34, whereby the connection from 13 to 11 is released again. Driven by the pump 6, the fuel begins to flow through the primary line 1, its speed v increasing from the value zero at point 111 in FIG. This increase in speed 112 is shown in FIG. 2 as curve 110 over time 113.

   At the point 114, the cam 8 snaps off again and the process is repeated as described above ben.



  The faster the snap cam 8 rotates, that is to say the higher the speed of the motor, the shorter the time. T for one process (see FIG. 2). If in Fig. 2 the time for a process at a lower engine speed T and for a higher engine speed T ', one recognizes in the first case the speed of the fuel in the primary line 1 at the moment of braking (point 114) as v (120) , in the other case, at position 114 ', as v' (121), where v 'is less than v.

   Since the injection pressure and thus the injection quantity depend on this speed, as shown above, the result of this system is that the higher the engine speed, the lower the injection quantity. This corresponds to the charac teristics of the internal combustion engine, which means that the system described by itself has the consumption characteristics of the internal combustion engine without any additional facilities.



  The course of the increase in speed in the primary line 1 shown in FIG. 2, the curve <B> 110, </B> proceeds according to the following equation:
EMI0003.0002
    where <I> x = t </I> # @ # v, t / l and v, t is the speed of the fuel in the primary line, which occurs after the time <I> t </I> --_ infinitely ; <I> l </I> is the length of primary line 1 (the distance from 12 to 13).

   The value ('is the resistance coefficient of the lines from the gear pump 6 to the primary line 1, through this primary line 1, through the main valve 3, via the return line 11 to the tank 7, namely is
EMI0003.0010
    where mean: d P (kg / m2) = pressure difference upstream and downstream of the throttle point, v "(m / sec) = mean flow rate, n (kg / sec2 / m4) = density of the liquid. This value can be regulated very easily, For example, by a throttle, which is designed as an adjusting screw 9 in FIG. 1, and with which a narrowing of the cross-section at 91 can be made.

   As a result, the course of curve 110 in FIG. 2 can be determined in such a way that the injection system with its injected quantity corresponds exactly or largely exactly to each connected motor.



  As mentioned above, the injected quantity is regulated by regulating the speed v of the fuel in the primary line 1. This can be done in that part of the fuel delivered by the pump 6 flows back through a pressure relief valve 10, consisting of the valve 101, the spring 102 and the control rod 103 through the return line 104 into the tank 7 leaves. Compared to the amount sprayed at 5, the amount of fuel flowing through the overflow valve 10 is very large and is under the very low pressure generated by the pump 6, so that this control is very simple and can be done with the cheapest means. Regulation is also possible in that the amount delivered by the pump 6 is reduced, which z.

   B. can be made by changing the speed of the pump 6 or by throttling the amount of fuel sucked from the tank 7.



  If the pump 6 runs at a speed which corresponds to the engine speed, the amount of fuel delivered by the pump 6 is too low at low speeds to generate the necessary speed v in the primary line 1. The half can be connected behind the pump 6, a pressure accumulator 95. In this pressure accumulator 95, the pump 6 promotes with the main valve 3 closed during the first part of an operation. This moves the piston 97 upward against the spring 96. At the moment the main valve 3 opens, the piston 97 is moved downwards again by the spring 96 and pushes the fuel through 98 into the primary line 1.

   Since this takes place in addition to a further delivery of the pump 6, it is possible to achieve the desired speed v at the moment the main valve 3 closes (point 114 in FIG. 2). The overflow valve 10 and this pressure accumulator 95 can be structurally united, the valve 101 being replaced by the piston 97.



  The throttle 9 does not have to be between the pump 6 and the primary line 1, as is shown in FIG. 1, but can also be located behind the main valve 3 in the return line 11. This creates a low pre-pressure in the primary line 1 and the main valve 3, which is beneficial and prevents any gas bubble formation.


    

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Kraftstoffeinspritzanlage an einer Verbren nungskraftmaschine, mit einem Primärkreislauf, der eine Niederdruckpumpe und in Strömungsrichtung hinter dieser eine Primärleitung und ein Verschluss- organ einschliesst, wobei von der Primärleitung eine Sekundärleitung ausgeht, an deren Ende sich ein Einspritzventil oder eine Einspritzdüse befindet, PATENT CLAIMS I. Fuel injection system on an internal combustion engine, with a primary circuit that includes a low-pressure pump and, downstream in the direction of flow, a primary line and a closure element, with a secondary line starting from the primary line, at the end of which there is an injection valve or an injection nozzle, und wobei im Betriebszustand die Niederdruckpumpe den Kraftstoff in der Primärleitung bei offenem Ver- schlussorgan bewegt und durch Schliessen des Ver- schlussorgans jeweils infolge der Verminderung der Geschwindigkeit der Flüssigkeitssäule in der Primär leitung der Einspritzdüse bzw. and wherein, in the operating state, the low-pressure pump moves the fuel in the primary line with the closure element open and, by closing the closure element, in each case as a result of the reduction in the speed of the liquid column in the primary line of the injection nozzle or die Druckwelle erzeugt respektive ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan durch ein in der verlangten Einspritzfolge mechanisch, elektrisch oder hydrau lisch gesteuertes Ventil (31, 32) gebildet ist, dessen Schliessgeschwindigkeit wenigstens in einem bestimm ten Drehzahlbereich der Kraftmaschine so gross ist, dass das auf eine bestimmte Zeiteinheit bezogene Hubvolumen des Ventils beim Schliessen desselben' gleich gross oder grösser ist als das in der gleichen Zeiteinheit durch die Primärleitung nachströmende Kraftstoffvolumen. the pressure wave is generated or triggered, characterized in that the closure member is formed by a valve (31, 32) that is mechanically, electrically or hydraulically controlled in the required injection sequence, the closing speed of which is so great at least in a certain speed range of the engine that the stroke volume of the valve related to a specific time unit when the valve is closed is equal to or greater than the fuel volume flowing through the primary line in the same time unit. II. Verfahren zum Betrieb der Kraftstoffeinspritz- anlage nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich net, dass zum Zwecke der Regelung der Einspritz- menge die in der Primärleitung (1) auftretende Druckwelle verändert wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Beeinflussung der Höhe der Druckwelle die Geschwindigkeit der Flüssigkeitssäule in der Primärleitung (1) verändert wird. II. Method for operating the fuel injection system according to patent claim I, characterized in that, for the purpose of regulating the injection quantity, the pressure wave occurring in the primary line (1) is changed. SUBClaims 1. Method according to claim II, characterized in that the speed of the liquid column in the primary line (1) is changed for the purpose of influencing the height of the pressure wave. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Veränderung der Geschwin digkeit der Flüssigkeitssäule in der Primärleitung (1) durch Veränderung des Förderdruckes der Nieder druckpumpe (6) erfolgt. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Veränderung des Förder- druckes der Niederdruckpumpe (6) mit Hilfe eines zwischen dieser und dem Ventil (3) eingebauten Überströmventils (10) erfolgt. 4. 2. The method according to dependent claim 1, characterized in that the change in the speed of the liquid column in the primary line (1) is changed by changing the delivery pressure of the low pressure pump (6). 3. The method according to dependent claim 2, characterized in that the delivery pressure of the low-pressure pump (6) is changed with the aid of an overflow valve (10) installed between the latter and the valve (3). 4th Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des Förder- druckes der Niederdruckpumpe (6) durch Verände rung der Fördermenge der Niederdruckpumpe erfolgt. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Förder menge durch Änderung der Drehzahl der Pumpe (6) erfolgt. 6. Method according to dependent claim 2, characterized in that the change in the delivery pressure of the low-pressure pump (6) takes place by changing the delivery rate of the low-pressure pump. 5. The method according to dependent claim 4, characterized in that the change in the delivery rate takes place by changing the speed of the pump (6). 6th Verfahren nach Unteranspruch 4 zum Betrieb einer Kraftstoffeinspritzanlage in einem Otto-Motor, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des Förderdruckes der Niederdruckpumpe (6) durch Veränderung der Fördermenge der Niederdruckpumpe in Abhängigkeit von der Motordrosselstellung erfolgt. Method according to dependent claim 4 for operating a fuel injection system in a Otto engine, characterized in that the delivery pressure of the low-pressure pump (6) is changed by changing the delivery rate of the low-pressure pump as a function of the engine throttle position. 7. Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung einer dem ange schlossenen Motor entsprechenden Einspritzmengen- kennlinie der zeitliche Anstieg der Geschwindigkeit der Flüssigkeitssäule in der Primärleitung (1) nach jedem Einspritzvorgang mit Hilfe einer der Nieder druckpumpe (6) zugeordneten Drossel (9) geregelt wird. B. 7. The method according to claim 1I, characterized in that in order to achieve an injection quantity characteristic curve corresponding to the connected motor, the increase in the speed of the liquid column in the primary line (1) over time after each injection process with the aid of a throttle (6) assigned to the low pressure pump (6) 9) is regulated. B. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkreislauf (1) mit Hilfe eines in diesen eingebauten Druckspeichers (95-98) derart gesteuert wird, dass er im Betriebs zustand den während des ersten Teils eines Arbeits spiels von der Niederdruckpumpe (6) geförderten Kraftstoff speichert und diesen kurz vor dem Schlie ssen des Ventils (3) durch die Primärleitung (1) be wegt, damit eine ausreichende Geschwindigkeit erreicht und die nötige Einspritzmenge gefördert wird. Method according to claim II, characterized in that the primary circuit (1) is controlled with the aid of a pressure accumulator (95-98) built into it in such a way that, in the operating state, the primary circuit (1) is conveyed by the low-pressure pump (6) during the first part of a work cycle Stores fuel and moves it through the primary line (1) shortly before the valve (3) closes, so that a sufficient speed is achieved and the required injection quantity is delivered.
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DE102018204086A1 (en) * 2018-03-16 2019-09-19 Eckerle Technologies GmbH Gear fluid machine

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