CH648904A5

CH648904A5 - Fuel injection device on an internal combustion engine

Info

Publication number: CH648904A5
Application number: CH662980A
Authority: CH
Inventors: Werner Langer
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1979-09-06
Filing date: 1980-09-03
Publication date: 1985-04-15
Also published as: BR8005629A; JPS5681254A; DK374280A; DE2935912A1; FR2465085B3; ES8104857A1; ES494732A0; FR2465085A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung an einer Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a fuel injection device on an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Brennstoffeinspritzvorrichtung ist aus der DE-AS 1 281 207 bekannt. Das Schliessorgan des in der Brennstoffzuleitung vom Hochdruckspeicher zum Brennstoffvorlageraum eines Einspritzventiles angeordneten Sicherheitsvorschaltventiles ist in dieser bekannten Einrichtung als mehrteiliger Steuerkolben ausgebildet, der einenendes an einen Druckraum angeschlossen ist, der über einen hydraulischen Steuerkreis durch druckbeaufschlagbares Hydrauliköl betätigbar ist, und andernendes mit einer Druckfeder zusammenwirkt, die ihn bei druckentlastetem hydraulischen Steuerkreis in Schliesslage bringt, in der die Brennstoffzuleitung vom Hochdruckspeicher zum Brennstoffvorlageraum an der Ventilnadel des Einspritzventiles unterbrochen ist. Such a fuel injection device is known from DE-AS 1 281 207. The closing element of the safety ballast valve arranged in the fuel supply line from the high-pressure accumulator to the fuel reservoir of an injection valve is designed in this known device as a multi-part control piston, one end of which is connected to a pressure chamber, which can be actuated via a hydraulic control circuit by pressurized hydraulic oil, and the other interacts with a compression spring, which brings it into the closed position when the hydraulic control circuit is relieved of pressure, in which the fuel supply line from the high-pressure accumulator to the fuel storage space on the valve needle of the injection valve is interrupted.

Diese bekannte Brennstoffeinspritzvorrichtung erweist sich trotz des Vorhandenseins eines Sicherheitsvorschaltventiles insofern als nachteilig, als bei Ausfall des den Steuerkolben desselben betätigenden hydraulischen Steuerkreises das Sicherheitsvorschaltventil gesperrt bleibt, obschon weder im Einspritzsystem selbst noch im Hochdruckspeicher oder dem Leitungssystem zur Zuführung von Brennstoff an den Brennstoffvorlageraum der Düsennadel im Einspritzventil kein Defekt vorliegt. Despite the presence of a safety ballast valve, this known fuel injection device proves to be disadvantageous insofar as the safety ballast valve remains blocked in the event of failure of the hydraulic control circuit actuating the control piston, although neither in the injection system itself nor in the high-pressure accumulator or the line system for supplying fuel to the fuel storage space of the nozzle needle in Injector no defect.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei einer Brennstoffeinspritzvorrichtung der eingangs genannten Art das Sicherheitsvorschaltventil derart auszugestalten und an eine solche Steuerung anzuschliessen, die ein betriebssicheres Arbeiten des Sicherheitsvorschaltventiles sowie eine billige Ausgestaltung desselben gewährleistet. It is therefore an object of the invention to design the safety ballast valve in a fuel injection device of the type mentioned at the outset and to connect it to a control which ensures that the safety ballast valve operates reliably and is inexpensive to design.

Diese Aufgabe wird durch eine Brennstoffeinspritzvorrich-tung mit den Merkmalen entsprechend dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen derselben sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet. This object is achieved by a fuel injection device with the features corresponding to the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments of the same are characterized in the dependent claims.

Durch die erfindungsgemässe Ankoppelung des Schliess-organes des Sicherheitsvorschaltventiles an den Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine über einen Druckluftkanal, ist in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass die Brennstoffzuleitung vom Hochdruckspeicher zum Brennstoffvorlageraum an der Ventilnadel eines Einspritzventiles erst bei einem bestimmten Druck durch Verschiebung des Schliessorganes in Öffnungsstellung freigegeben, bei Unterschreiten dieses pneumatischen Druckes jedoch nach Rückkehr des Schliessorganes in Schliesslage geschlossen ist. Da dieser bestimmte, die Öffnung des Sicherheitsventiles bewirkende Druck im Brennraum an einen bestimmten Winkel im Bezug auf den oberen Totpunkt der Kurbelwelle vor und nach diesem austritt, ist eine sehr exakte Öffnungszeit des Sicherheitsvorschaltventiles sowohl vom Öffnungszeitpunkt als auch der Öffnungsdauer her gesehen realisiert. Da ausserdem entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung an das Schliessorgan des Sicherheitsvorschaltventiles ein Absperrorgan eines Absperrventiles angekoppelt ist, ist wirksam das Eintreten von Verbrennungsgasen und -rück-ständen in den Druckluftkanal verhindert. Da ausserdem gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die die Gegenkraft auf das Schliessorgan des Sicherheitsvorschaltventiles über einen Druckkolben übertragende Feder durch Zuführung von Spülluft in einen Druckraum vor dem Druckkolben unterstützt wird, ist der Auslösedruck und damit der richtige Auslösezeitpunkt des Sicherheitsvorschaltventiles an den jeweils gefahrenen Leistungsbereich der Brennkraftmaschine jederzeit angepasst. The coupling according to the invention of the closing element of the safety pre-valve to the combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine via a compressed air channel advantageously ensures that the fuel supply line from the high-pressure accumulator to the fuel storage space on the valve needle of an injection valve only at a certain pressure by moving the closing element into the open position released, but when this pneumatic pressure falls below, it is closed after the closing element has returned to the closed position. Since this specific pressure which causes the opening of the safety valve in the combustion chamber emerges at a certain angle with respect to the top dead center of the crankshaft before and after this, a very exact opening time of the safety ballast valve is realized both from the opening time and the opening duration. In addition, since, according to an advantageous embodiment of the invention, a shut-off element of a shut-off valve is coupled to the closing element of the safety ballast valve, the entry of combustion gases and residues into the compressed air duct is effectively prevented. Since, in addition, according to a further advantageous embodiment of the invention, the spring which transmits the counterforce to the closing element of the safety pilot valve via a pressure piston is supported by supplying purge air into a pressure space in front of the pressure piston, the trigger pressure and thus the correct triggering time of the safety pilot valve is based on the power range being driven adapted to the internal combustion engine at any time.

Das Sicherheitsvorschaltventil selbst ist konstruktiv einfach aufgebaut und mit einfachen Mitteln an der Brennkraftmaschine anzuordnen, so dass auch von den Herstellungskosten Vorteile gegenüber anderen aufwendigeren Lösungen mit separaten hydraulischen Steuerkreisen gegeben sind. The safety ballast valve itself is of simple construction and can be arranged on the internal combustion engine with simple means, so that the manufacturing costs also offer advantages over other more complex solutions with separate hydraulic control circuits.

Nachstehend ist die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen: The invention is described in more detail below with reference to several exemplary embodiments shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Brennstoffeinspritzvorrichtung mit Sicherheitsvorschaltventil, 1 is a basic circuit diagram of a fuel injection device with safety ballast,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Sicherheitsvorschaltventiles mit in Schliessstellung befindlichem Schliessorgan, 2 shows a first exemplary embodiment of a safety ballast valve with the closing element in the closed position,

Fig. 3 das in Fig. 2 gezeigte Sicherheitsventil mit in Öffnungsstellung befindlichem Schliessorgan, 3 shows the safety valve shown in FIG. 2 with the closing member in the open position,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sicherheitsvorschaltventiles. Fig. 4 shows a second embodiment of a safety ballast.

Eine in Fig. 1 im Prinzip und als eine Ausführungsmöglichkeit gezeigte Brennstoffeinspritzvorrichtung besitzt eine Hochdruckpumpe 1, mittels der Brennstoff konstanten Druckes aus einem Reservoir 2 in einen Hochdruckspeicher 3 förderbar ist. An den Hochdruckspeicher 3 ist über eine Brennstoffzuleitung 4 unter Zwischenschaltung eines Sicherheitsvorschaltventiles 5 ein Brennstoffvorlageraum 6 an der Ventilnadel 7 eines Einspritzventiles 8 angeschlossen. Die Ventilnadel 7 wirkt mit einem Steuerkolben 9 zusammen, der an seinem oberen Ende ständig druckbeaufschlagt ist, A fuel injection device shown in principle and as one possible embodiment in FIG. 1 has a high-pressure pump 1, by means of which constant-pressure fuel can be delivered from a reservoir 2 into a high-pressure accumulator 3. A fuel supply chamber 6 on the valve needle 7 of an injection valve 8 is connected to the high-pressure accumulator 3 via a fuel feed line 4 with the interposition of a safety ballast valve 5. The valve needle 7 interacts with a control piston 9, which is constantly pressurized at its upper end,

welcher Druck durch Brennstoff übertragen wird, der über eine vom Konstanthochdruckspeicher 3 abzweigende Leitung 11 an das obere Ende 10 des Steuerkolbens zugeführt ist. Darüber hinaus umfasst die Brennstoffeinspritzvorrichtung einen hydraulischen Steuerkreis, in dem durch eine Hochdruckpumpe 12 aus einem Reservoir 13 über einen Hochdruckspeicher Meinem elektrohydraulischen Servo ventil 15 Hydrauliköl konstanten Druckes zuführbar ist. Das elektro-hydraulische Servo ventil ist über eine Druckleitung 16 mit einem Druckraum 17 am Steuerkolben 9 sowie über eine Rückleitung 18 mit dem Reservoir 13 verbunden. Ausserdem ist das elektrohydraulische Servoventil 15 an einen Geber 19 angeschlossen, der maschinenlaufgeschwindigkeitssyn-chrone Steuerimpulse liefert,durch die das Servoventil 15 betätigbar ist. Liegt ein solcher Steuerimpuls am Servoventil 15 vor, öffnet dieses, so dass hydraulischer Steuerdruck über die Druckleitung 16 an den Druckraum 17 des Steuerkolbens 9 gelangt, der sich zu dem Druck des im Brennstoffvorlageraum 6 anstehenden Brennstoffes hinzuaddiert und resultierend aus dieser gemeinsamen Kraft die Ventilnadel anhebt und Brennstoff durch Düsen 20 des Einspritzventiles 8 in den Brennraum 21 (Fig. 2 bis 4) eines Zylinders 22 eingespritzt wird. Nach Beendigung des Steuersignales vom Geber 19 schliesst das elektrohydraulische Servoventil 15 wieder, worauf die Druckleitung 16 nunmehr an die Rückleitung 18 angeschlossen und druckentlastet ist, ausserdem die Düsennadel durch den am oberen Ende 10 des Steuerkolbens 9 angreifenden Brennstoffdruck wieder in Schliesslage gebracht wird. which pressure is transmitted by fuel, which is supplied to the upper end 10 of the control piston via a line 11 branching off from the high-pressure accumulator 3. In addition, the fuel injector comprises a hydraulic control circuit in which hydraulic oil of constant pressure can be supplied by a high-pressure pump 12 from a reservoir 13 via a high-pressure accumulator 15 to my electrohydraulic servo valve. The electro-hydraulic servo valve is connected via a pressure line 16 to a pressure chamber 17 on the control piston 9 and via a return line 18 to the reservoir 13. In addition, the electrohydraulic servo valve 15 is connected to a transmitter 19, which supplies machine control speed-synchronous control pulses through which the servo valve 15 can be actuated. If such a control pulse is present on the servo valve 15, it opens so that hydraulic control pressure reaches the pressure chamber 17 of the control piston 9 via the pressure line 16, which adds to the pressure of the fuel present in the fuel storage chamber 6 and, as a result of this common force, raises the valve needle and fuel is injected into the combustion chamber 21 (FIGS. 2 to 4) of a cylinder 22 through nozzles 20 of the injection valve 8. After the control signal from the transmitter 19 has ended, the electro-hydraulic servo valve 15 closes again, whereupon the pressure line 16 is now connected to the return line 18 and depressurized, and the nozzle needle is brought back into the closed position by the fuel pressure acting on the upper end 10 of the control piston 9.

Das Sicherheitsvorschaltventil 5 ist, wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt, aussen an Teilen eines Zylinders 22, z.B. an Zylinderkopf oder Zylinderbüchse, der Brennkraftmaschine angeordnet und dort durch nicht dargestellte Befestigungsmittel befestigt. Das Sicherheitsvorschaltventil 5 besteht aus einem Ventilgehäuse 23 mit einer zentralen, durchmesser-mässig mehrfach abgesetzten Aufnahmebohrung 24, in der ein als Schliessorgan des Sicherheitsvorschaltventiles dienender, mehrere Kolbenabschnitte aufweisender Steuerkolben 25 axial beweglich gelagert ist. Die Brennstoffzuleitung 4 ist am Ventilgehäuse 23 zulaufseitig mittels eines Anschlusselementes 26 und ablaufseitig mittels eines The safety ballast valve 5 is, as shown in Figs. 2 to 4, on the outside of parts of a cylinder 22, e.g. arranged on the cylinder head or cylinder liner, the internal combustion engine and fastened there by fastening means, not shown. The safety ballast valve 5 consists of a valve housing 23 with a central receiving bore 24, which has a multiple diameter reduction, in which a control piston 25, which serves as a closing element of the safety ballast valve and has several piston sections, is mounted so as to be axially movable. The fuel supply line 4 is on the valve housing 23 on the inlet side by means of a connecting element 26 and on the outlet side by means of a

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Anschlusselementes 27 angeschlossen. Das Anschlusselement 26 ist dabei in einer Aufnahmebohrung 28 eingesetzt, von der innerhalb des Ventilgehäuses 23 ein Kanal 29 wegführt, der in einen um den Steuerkolben 25 angeordneten Ringkanal 30 einmündet. Neben dem Ringkanal 30 ist versetzt und räumlich getrennt von diesem ein weiterer gleich ausgebildeter Ringkanal 31 angeordnet, von dem ein Kanal 32 zu einer Aufnahmebohrung 33 führt, in der das ablaufseitige Anschlusselement der Brennstoffzuleitung 4 eingesetzt ist. Die beiden Ringkanäle 30 und 31 sind durch einen steuerbaren Durchlass miteinander verbindbar, der durch eine Ringnut 34 im Steuerkolben 25 gebildet ist. Diese Ringnut 34 besitzt dabei eine solche Länge und räumliche Lage am Steuerkolben 25, dass sie bei geschlossenem Sicherheitsvorschaltventil 5 und damit abgesperrter Brennstoffzuleitung 4 - wie in Fig. 2 gezeigt - nur den Ringkanal 31 überdeckt, bei geöffnetem Sicherheitsvorschaltventil, mithin bei verschobenem Steuerkolben 25 und freigegebener Brennstoffzuleitung 4 beide Ringkanäle 30 und 31 - wie in Fig. 3 gezeigt -teilweise überdeckt. An die Ringnut 34 schliesst sich in Richtung des Ringkanales 30 ein am Steuerkolben angeordnetes Absperrelement an, das bei geschlossenem Sicherheitsvorschaltventil 5 den Durchtritt von im Ringkanal 30 unter Druck anstehendem Brennstoff in den Ringkanal 31 verhindert. Dieses Absperrelement ist bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Sicherheitsvorschaltventiles 5 durch einen zylindrischen Kolbenabschnitt 35 am Steuerkolben 25 gebildet, der mit einem zylindrischen Wandteil 36 der Aufnahmebohrung 24 am zwischen beiden Ringkanälen 30 und 31 verbliebenen Steg 37 zusammenwirkt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist das Absperrelement durch einen am Steuerkolben angeformten, sich an die Ringnut 34 anschliessenden Sperrkegel 38 gebildet, der mit einer entsprechend angepassten kegligen Ventilsitzfläche 39 am zwischen beiden Ringkanälen 30 und 31 verbliebenen Steg 40 zusammenwirkt. Connection element 27 connected. The connecting element 26 is inserted in a receiving bore 28, from which a channel 29 leads away within the valve housing 23 and opens into an annular channel 30 arranged around the control piston 25. In addition to the ring channel 30, another ring channel 31 of identical design is arranged offset and spatially separated from it, from which a channel 32 leads to a receiving bore 33 in which the outlet-side connection element of the fuel supply line 4 is inserted. The two ring channels 30 and 31 can be connected to one another by a controllable passage, which is formed by an annular groove 34 in the control piston 25. This annular groove 34 has such a length and spatial position on the control piston 25 that when the safety ballast valve 5 is closed and the fuel supply line 4 is shut off - as shown in FIG. 2 - it only covers the annular channel 31 when the safety ballast valve is open, and thus when the control piston 25 and is displaced released fuel feed line 4 partially covers both ring channels 30 and 31 - as shown in FIG. 3. Connected to the annular groove 34 in the direction of the annular channel 30 is a shut-off element arranged on the control piston, which prevents the passage of fuel in the annular channel 30 under pressure into the annular channel 31 when the safety ballast valve 5 is closed. 2 and 3, this shut-off element is formed by a cylindrical piston section 35 on the control piston 25, which cooperates with a cylindrical wall part 36 of the receiving bore 24 on the web 37 remaining between the two annular channels 30 and 31. In the embodiment according to FIG. 4, the shut-off element is formed by a locking cone 38 which is formed on the control piston and adjoins the annular groove 34 and which cooperates with a correspondingly adapted conical valve seat surface 39 on the web 40 remaining between the two annular channels 30 and 31.

Der das Schliessorgan des Sicherheitsvorschaltventiles 5 bildende Steuerkolben 25 ist nun erfindungsgemäss einenendes über einen Druckluftkanal 41 an den Brennraum 21 eines Zylinders 22 der Brennkraftmaschine angeschlossen und andernendes an einen ständig druckbeaufschlagten Druckkolben 42 angekoppelt. Der Steuerkolben 25 liegt dabei einenendes mit seinem ersten, das Absperrelement 35 bzw. 38 sowie die Ringnut 34 aufweisenden Kolbenabschnitt am Druckkolben 42 an, während sich andernendes des ersten Kolbenabschnittes ein zylindrischer, durchmessergrösserer Druckteil 43 mit einer stirnseitigen Druckfläche 44 anschliesst, welcher Druckteil einen zweiten Kolbenabschnitt bildet und in einem durchmesserseitig grösseren, abgesetzten Teil 45 der Aufnahmebohrung 24 geführt ist. An der Druckfläche 44 am Druckteil 43 greift die durch den Druckluftkanal 41 eintretende Druckluft zur Verschiebung des Steuerkolbens 25 an. Der Druckluftkanal 41 ist in einem ersten Teil durch eine Bohrung 46 in der Wand eines Zylinders 22 gebildet, die im Bereich des oberen Totpunktes eines im Zylinder 22 bewegten Kolbens 47 in den Brennraum 21 mündet und sich andernendes in einer Bohrung 48 fortsetzt, die sich innerhalb eines hohlzylindrischen, axial vorspringenden und teilweise in die Bohrung 46 eintauchenden Ventilgehäuseteil 49 erstreckt und an der Druckfläche 44 am Druckteil 43 des Steuerkolbens 25 endet. Zur Verhinderung des Vordringens und Eindringens von Verbrennungsgasen und Verbrennungsrückständen in das Sicherheitsvorschaltventil 5 ist an den Steuerkolben ein Schliessorgan 50 eines Absperrventiles angeschlossen, das des weiteren aus einem im Bereich des Druckluftkanales 41 angeordneten Ventilsitzes 51 besteht und bei durch das Sicherheitsvorschaltventil abgesperrter Brennstoffzuleitung offen, bei durchgeschalteter Brennstoffzuleitung 4 dagegen geschlossen ist. Das Schliessorgan des Absperrventiles besteht im Detail aus einem am Druckteil 43 des Steuerkolbens 25 stirnseitig angeformten Schaft 52 und einem Ventilteller 53 mit kegliger, gegebenenfalls auch gerundeter Schliessfläche 54, an deren Form die Fläche des Ventilsitzes 51 angepasst ist. Letztere ist am äusseren Ende des Ventilgehäuseteiles 49 angeformt. Bei dem in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Steuerkolben 25 zusammen mit dem Schliessorgan 50 des Absperrventiles einstückig ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 dagegen ist der Steuerkolben 25 mehrteilig ausgebildet, wobei die Trennungslinie zwischen dem ersten, das Absperrelement 38 sowie die Ringnut 34 aufweisenden ersten Kolbenabschnitt und dem den zweiten Kolbenabschnitt bildenden Druckteil 43 liegt, an dem wiederum das Schliessorgan 50 des Absperrventiles angeformt ist. The control piston 25, which forms the closing element of the safety pre-control valve 5, is now, according to the invention, connected at one end via a compressed air duct 41 to the combustion chamber 21 of a cylinder 22 of the internal combustion engine and at the other end is coupled to a pressure piston 42 which is constantly pressurized. The control piston 25 abuts one end with its first piston section, which has the shut-off element 35 or 38 and the annular groove 34, on the pressure piston 42, while the other end of the first piston section is adjoined by a cylindrical, larger-diameter pressure part 43 with an end-side pressure surface 44, which pressure part connects a second Piston section forms and is guided in a larger, stepped portion 45 of the receiving bore 24 on the diameter side. The compressed air entering through the compressed air channel 41 acts on the pressure surface 44 on the pressure part 43 to displace the control piston 25. The compressed air channel 41 is formed in a first part by a bore 46 in the wall of a cylinder 22, which opens into the combustion chamber 21 in the region of the top dead center of a piston 47 moved in the cylinder 22 and continues the other in a bore 48 which extends inside of a hollow cylindrical, axially projecting and partially immersed in the bore 46 valve housing part 49 and ends on the pressure surface 44 on the pressure part 43 of the control piston 25. To prevent the penetration and penetration of combustion gases and combustion residues into the safety ballast valve 5, a closing element 50 of a shut-off valve is connected to the control piston, which furthermore consists of a valve seat 51 arranged in the region of the compressed air duct 41 and is open when the fuel feed line is blocked by the safety ballast valve, when the fuel line is switched on Fuel supply line 4, however, is closed. The closing element of the shut-off valve consists in detail of a stem 52 formed on the end face of the pressure part 43 of the control piston 25 and a valve disk 53 with a conical, possibly also rounded closing surface 54, the shape of which corresponds to the surface of the valve seat 51. The latter is molded onto the outer end of the valve housing part 49. In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the control piston 25 is formed in one piece together with the closing element 50 of the shut-off valve. In the exemplary embodiment according to FIG. 4, on the other hand, the control piston 25 is constructed in several parts, the dividing line between the first piston section having the shut-off element 38 and the annular groove 34 and the pressure part 43 forming the second piston section, on which in turn the closing element 50 of the shut-off valve is molded.

Der Druckkolben 42 ist innerhalb einer sich an die Aufnahmebohrung 24 für den Steuerkolben 25 anschliessenden, im Ventilgehäuse 23 eingeformten Bohrung grösseren Durchmessers axial beweglich gelagert und begrenzt zum Steuerkolben 25 hin einen Druckraum 55. Der Druckraum 55 ist andernendes durch eine Abdeckplatte 56 begrenzt, die an der Aussenseite des Ventilgehäuses 23 befestigt ist. Der Druckkolben 42 ist durch eine vorgespannte Druckfeder 57 ständig druckbeaufschlagt, welche Druckfeder zwischen der Abdeckplatte 56 und dem Druckkolben 42 eingespannt ist und beidenendes in entsprechend ausgebildete Führungslöcher 58 bzw. 59 in der Abdeckplatte 56 bzw. im Druckkolben 42 eintaucht. Darüber hinaus ist der Druckraum 55 über eine Bohrung 60 in der Abdeckplatte 56 mit einer Spülluftzuführlei-tung 61 verbunden, die in nicht dargestellter Weise am Spül-luftkanal der Brennkraftmaschine angeschlossen ist. Über die Spülluftzuführleitung 61 und die Bohrung 60 ist in den Druckraum 55 Spülluft unterschiedlichen Druckes in Abhängigkeit von der momentan gefahrenen Motorleistung zur Unterstützung der Druckkraft der Druckfeder 57 einspeisbar. The pressure piston 42 is axially movably mounted within a bore of larger diameter which is formed in the valve housing 23 and adjoins the receiving bore 24 for the control piston 25 and delimits a pressure chamber 55 towards the control piston 25. The pressure chamber 55 is otherwise limited by a cover plate 56 which adjoins the outside of the valve housing 23 is attached. The pressure piston 42 is constantly pressurized by a prestressed pressure spring 57, which pressure spring is clamped between the cover plate 56 and the pressure piston 42 and both ends immersed in correspondingly designed guide holes 58 and 59 in the cover plate 56 and in the pressure piston 42, respectively. In addition, the pressure chamber 55 is connected via a bore 60 in the cover plate 56 to a purge air supply line 61, which is connected in a manner not shown to the purge air duct of the internal combustion engine. Via the purge air supply line 61 and the bore 60, purge air of different pressure can be fed into the pressure chamber 55 as a function of the motor power currently being driven to support the pressure force of the compression spring 57.

Nachstehend ist die Funktion des vorstehend beschriebenen Sicherheitsvorschaltventiles 5 anhand der Fig. 2 und 3 näher beschrieben. In Fig. 2 ist das Sicherheitsvorschaltventil in Sperrlage gezeigt. Dabei befindet sich der als Schliessorgan dienende Steuerkolben 25 in einer Stellung, in der die Brennstoffzuleitung 4 abgesperrt ist. Die Absperrung erfolgt durch den als Absperrorgan dienenden zylindrischen Kolbenabschnitt 35, der den zulaufseitigen Ringkanal 30 vollständig überdeckt, so dass dort unter Druck anstehender Brennstoff nicht in die ablaufseitige Ringnut 31 gelangen kann. Der Steuerkolben 25 nimmt diese Stellung ein infolge der Krafteinwirkung der vorgespannten Druckfeder 57 sowie der Spülluft, die über die Spülluftzuführleitung 61 und die Bohrung 60 in den Druckraum 55 eingespeist ist und Druck über den Druckkolben 42 auf den Steuerkolben 25 überträgt. In der besagten Stellung des Steuerkolbens 25 ist ausserdem das an ihn angekoppelte Absperrventil offen, wobei dessen Schliessorgan 50 vom zugehörigen Ventilsitz 51 abgehoben und der Druckluftkanal 41 vollständig offen ist. Der Steuerkolben 25 bleibt so lange in dieser besagten Stellung stehen, als das Druckniveau im Brennraum 21 eines Zylinders 22 niedriger als die am anderen Ende des Steuerkolbens 25 in ihrer Gesamtheit angreifende Druckkraft ist. Die im Brennraum 21 bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 47 während der Kompressionsphase komprimierte Luft erzeugt einen pneumatischen Druck, der über den offenen Druckluftkanal 41 auf die Druckfläche 44 am Druckteil 43 des Steuerkolbens 25 angreift und diesen zu verschieben versucht. In dem Moment, in dem die komprimierte Luft im Brennraum 21 ein Druckniveau erreicht, das die am anderen Ende des Steuerkolbens 25 angreifende, aus Spülluftdruck und Federdruck resultierende Gesamtgegendruckkraft übersteigt, wird der Steuerkolben 25 The function of the safety ballast valve 5 described above is described in more detail below with reference to FIGS. 2 and 3. 2, the safety ballast valve is shown in the blocking position. The control piston 25 serving as the closing member is in a position in which the fuel supply line 4 is shut off. The shut-off is effected by the cylindrical piston section 35 serving as a shut-off device, which completely covers the inlet-side ring channel 30, so that fuel under pressure cannot get into the outlet-side ring groove 31 there. The control piston 25 assumes this position as a result of the force exerted by the prestressed compression spring 57 and the purging air, which is fed into the pressure chamber 55 via the purging air supply line 61 and the bore 60 and transmits pressure to the control piston 25 via the pressure piston 42. In the said position of the control piston 25, the shut-off valve coupled to it is also open, its closing member 50 being lifted off the associated valve seat 51 and the compressed air channel 41 being completely open. The control piston 25 remains in this position for as long as the pressure level in the combustion chamber 21 of a cylinder 22 is lower than the total pressure force acting on the other end of the control piston 25. The air compressed in the combustion chamber 21 during the upward movement of the piston 47 during the compression phase generates a pneumatic pressure which acts via the open compressed air channel 41 on the pressure surface 44 on the pressure part 43 of the control piston 25 and attempts to displace it. The moment the compressed air in the combustion chamber 21 reaches a pressure level which exceeds the total counterpressure force acting on the other end of the control piston 25 and resulting from the purge air pressure and spring pressure, the control piston 25

s s

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schlagartig in eine Stellung entsprechend Fig. 3 verschoben. In dieser Stellung ist das Sicherheitsvorschaltventil 5 geöffnet; der im zulaufseitigen Ringkanal 30 unter Druck anstehende Brennstoff gelangt über die Ringnut 34 im Steuerkolben 25 in die ablaufseitige Ringnut 31 und von dort über den Kanal 32 sowie den ablaufseitigen Teil der Brennstoffzuleitung 4 in den Brennstoffvorlageraum 6 an der Ventilnadel 7 des zugehörigen Einspritzventiles 8. In dieser Freigabestellung des Steuerkolbens 25 ist gleichzeitig auch das an diesen angekoppelte Absperrventil geschlossen, wobei dessen Schliessorgan 50 mit seiner Schliessfläche 54 zunächst unter dem Druck im Brennraum noch weiter komprimierter Luft und anschliessend unter dem Druck angreifender Verbrennungsgase nach erfolgter Zündung an den zugehörigen Ventilsitz 51 angepresst wird. Hierdurch ist gewährleistet, dass weder Verbrennungsgase noch Verbrennungsrückstände in den ventilgehäuseinternen Teil des Druckluftkanales 41 und die Aufnahmebohrung 24 für den Steuerkolben 25 gelangen können. abruptly moved into a position according to FIG. 3. In this position, the safety ballast valve 5 is open; The fuel under pressure in the inlet-side annular channel 30 passes via the annular groove 34 in the control piston 25 into the outlet-side annular groove 31 and from there via the channel 32 and the outlet-side part of the fuel feed line 4 into the fuel reservoir 6 on the valve needle 7 of the associated injection valve 8 This release position of the control piston 25 also simultaneously closes the shut-off valve coupled to it, the closing member 50 of which is pressed with its closing surface 54 initially under the pressure in the combustion chamber even more compressed air and then under the pressure of combustion gases attacking the associated valve seat 51 after ignition . This ensures that neither combustion gases nor combustion residues can get into the part of the compressed air duct 41 inside the valve housing and the receiving bore 24 for the control piston 25.

Nach Öffnung des nicht dargestellten Auslasses in der Phase des Kolbenabwärtshubes nimmt der Druck im Brennraum 21 wieder ab, mit der Folge, dass das zur Offenhaltung des Sicherheitsvorschaltventiles notwendige Druckniveau unterschritten und der Steuerkolben durch die andernendes angreifende Feder- und Spülluftgegenkraft schlagartig wieder in seine Sperrlage gemäss Fig. 2 verschoben wird, in der die Brennstoffzuleitung 4 wieder abgesperrt ist. 5 Durch entsprechende Abstimmung der Druckfeder 57 und deren Druckkraft in bezug auf die Druckflächen am Steuerkolben 25 ist eine Öffnung des Sicherheitsvorschaltventiles 5 in relativ genauer Zuordnung zu einem bestimmten Kurbelwinkel, beispielsweise 30° vor bis 30° nach OT, realisiert, io Durch die Unterstützung der Druckkraft der Druckfeder 57 durch die Druckkraft der in den Druckraum 55 eingespeisten Spülluft ist ausserdem eine wirksame Anpassung an jede momentan gefahrene Leistung der Brennkraftmaschine gewährleistet. After opening the outlet (not shown) in the phase of the piston downward stroke, the pressure in the combustion chamber 21 decreases again, with the result that the pressure level required to keep the safety ballast valve open falls below and the control piston suddenly returns to its locked position due to the other acting spring and purging air counterforce Fig. 2 is shifted in which the fuel supply line 4 is shut off again. 5 By appropriate adjustment of the compression spring 57 and its pressure force with respect to the pressure surfaces on the control piston 25, an opening of the safety pilot valve 5 is realized in a relatively precise assignment to a specific crank angle, for example 30 ° before to 30 ° after TDC, io by supporting the Pressure force of the compression spring 57 by the pressure force of the purge air fed into the pressure chamber 55 also ensures an effective adaptation to any power of the internal combustion engine currently being driven.

Durch die erfindungsgemässe Ankoppelung des Sicherheitsvorschaltventiles an ein im Brennraum eines Zylinders herrschendes Druckniveau ist ausserdem gewährleistet, dass im Falle des Hängenbleibens der Ventilnadel in Öffnungsstellung nur eine relativ geringfügig grössere als im Normalfall eingespritzte Brennstoffmenge in den Brennraum gelangt, die zwar das Leistungsverhalten der Brennkraftmaschine etwas verändert, jedoch nicht zur Beschädigung derselben führen kann. The coupling according to the invention of the safety pilot valve to a pressure level prevailing in the combustion chamber of a cylinder also ensures that if the valve needle gets stuck in the open position, only a relatively slightly larger amount of fuel than is injected into the combustion chamber, which changes the performance of the internal combustion engine somewhat, enters the combustion chamber , but cannot damage it.

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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

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PATENT CLAIMS

1.Fuel injection device on an internal combustion engine with a fuel from a reservoir into a high-pressure storage-promoting high-pressure pump and injectors, each with a valve needle which can be actuated by electrohydraulic control means and with a fuel storage space connected to the latter, which is connected to the high-pressure storage via a fuel supply line with the interposition of a safety ballast valve Which safety ballast valve has a closing element for opening and closing the connected fuel supply line, characterized in that the one closing pressure element (25) of the safety ballast valve (5), which is constantly pressurized and in one position, shuts off the fuel supply line (4), and another via a Compressed air duct (41) is connected to a combustion chamber (21) of a cylinder (22) of the internal combustion engine and if one of the attacking compressive forces is exceeded by in the combustion chamber during the compression phase resulting pressure in another position in which the fuel feed line (4) is switched through, is displaceable.

2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the compressed air channel (41) partially inside a valve housing (23) of the safety pilot valve (5), starting from a pressure surface (44) on the closing member (25), partially in a wall of a Cylinder (22) extends and opens into the combustion chamber (21) in the area of the top dead center of a piston (47) guided in the cylinder (22).

3. Fuel injection device according to claim 2, characterized in that the compressed air channel (41) is formed by a bore (46) in the wall of a cylinder (22) and an adjoining bore (48) extending within a valve housing part (49).

4. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the closing element of the safety ballast valve (5) is formed by a control piston (25) having a plurality of piston sections, which is axially displaceably mounted in a receiving bore (24) of the valve housing (23).

5. Fuel injection device according to one of the claims, characterized in that the fuel feed line (4) on the inlet side and outlet side is in each case connected to the safety ballast valve (5) by a connecting element (26 or 27) and is continued on the inlet side via a channel (29) In a first ring channel (30) around the control piston (25) opens, next to which a second ring groove (31) of the same design is arranged spatially separated by a web (37 or 40), from which a channel (32) to the outlet-side connection element ( 27) leads to the fuel feed line (4).

6. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that an annular groove (34) serving as a controllable passage for connecting the two ring channels (30, 31) is formed on the control piston (25), on which is used to shut off the passage connection between the two ring channels (30, 31) on the control piston (25) connects a shut-off element (35 or 38).

7. The fuel injector according to claim 6, characterized in that the shut-off element on the control piston (25) is formed by a cylindrical piston section (35) which is arranged to interrupt the passage connection with a wall part arranged on the web (37) between the two annular channels (30, 31) (36) of the receiving bore (24) cooperates.

8. Fuel injection device according to claim 6, characterized in that the shut-off element on the control piston (25) is formed by a locking cone (38),

which interacts with an appropriately adapted conical valve seat surface (39) in the valve housing (23) to interrupt the passage connection.

9. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston (25) with the first, the shut-off element (35 and 38) and the annular groove (34) receiving piston section one end on the pressure piston (42) and the other in one cylindrical, larger-diameter pressure part (43) with the pressure surface (44) arranged on the end face, on which compressed air entering through the compressed air duct acts, continues which pressure part forms a second piston section and is guided in a stepped part (45) of the receiving bore (24).

10. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that in order to prevent the penetration of combustion gases and residues into the safety pilot valve (5) on the control piston (25), a closing element (50) of a shut-off valve is connected, which also consists of a valve seat (51) arranged in the area of the compressed air duct (41)

exists and is open when the fuel supply line (4) is shut off, but is closed when the fuel supply line is switched on.

11. Fuel injection device according to claim 10, characterized in that the closing member (50) of the shut-off valve consists of a shaft (52) formed on the pressure part (43) of the control piston (25) and a valve disk (53) with a conical or rounded closing surface (54) , to which the surface of the valve seat (51) molded on the outside of the valve housing part (49) is adapted.

12. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston (25) together with the closing member (50) of the shut-off valve is integrally formed.

13. Fuel injection device according to one of the preceding claims 1 to 11, characterized in that the control piston (25) is formed in several parts and the dividing line lies between the first and second piston sections.

14. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston (25) serving as the closing member is constantly pressurized by a prestressed compression spring (57).

15. Fuel injection device according to claim 14, characterized in that a pressure piston (42) is switched on between the compression spring (57) and the control piston (25).

16. The fuel injection device according to claim 15, characterized in that the pressure piston (42) is arranged axially movably within a bore of larger diameter in the valve housing (23) adjoining the receiving bore (24) for the control piston (25) and to the control piston (25). towards a pressure chamber (55), which is also limited by a cover plate (56) attached to the outside of the valve housing (23).

17. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that between the cover plate (56) and the pressure piston (42) the two ends in guide holes (58 and 59) immersed compression spring (57) is clamped.

18. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure chamber (55) is connected to a purge air supply line (61) through the purge air of different pressures depending on the current output of the internal combustion engine to support the compressive force of the compression spring (57). can be fed into the pressure chamber (55).

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