CH652801A5

CH652801A5 - Fuel injection device for internal combustion engine

Info

Publication number: CH652801A5
Application number: CH167381A
Authority: CH
Inventors: Guenter Kattenbusch; Kurt Koschel; Hellmuth Krug
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1981-03-11
Publication date: 1985-11-29
Also published as: JPS56143343A; DE3009751C2; DE3009751A1; BR8101516A; JPH023035B2; DK112081A; FR2478206A1; FR2478206B1

Description

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PATENTANSPRÜCHE minimale Volumen des hinteren Steuerdruckraumes (42) PATENT REQUIREMENTS minimum volume of the rear control pressure chamber (42)

begrenzt ist, während die Hubbewegung des Druckkolbens (26) is limited while the stroke movement of the pressure piston (26)

1. Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen, in Öffnungsrichtung des Sicherheitsvorschaltventiles (21) und bei der Brennstoff konstanten Druckes von einem Hochdruck- damit das minimale Volumen des vorderen Steuerdruckraumes Speicher (3) über eine erste Druckleitung (18) einem ersten, in 5 (40) durch die Länge eines andernends der Verbindungsstange Schliessrichtung wirksamen Druckraum (15) eines auf die Ventil- (25) am Druckkolben (26) angeordneten Anschlagbolzens (47) nadel (6) eines Einspritzventiles (4) einwirkenden Steuerkolbens vorgegeben ist. 1. Fuel injection device for internal combustion engines, in the opening direction of the safety pilot valve (21) and in the fuel constant pressure of a high pressure, thus the minimum volume of the front control pressure chamber (3) via a first pressure line (18) through a first, in 5 (40) the length of another end of the connecting rod closing direction effective pressure chamber (15) of a control piston acting on the valve (25) on the pressure piston (26) stop pin (47) needle (6) of an injection valve (4) is predetermined.

(7) sowie über eine von der ersten Druckleitung (18) abzwei- 6. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gende Brennstoffzuleitung (19; 28) einem Vorlageraum (8) an gekennzeichnet, dass der Druckkolben (26) des Sicherheitsvorder Ventilnadel (6) zuführbar ist, bei der ausserdem ein hydrauli- 10 schaltventiles (21) zusammen mit dem Anschlagbolzen (47) der scher Steuerkreis mit einem von einem maschinensynchron Verbindungsstange (25) und dem Schliesselement (22) einstückig gesteuerten Geber (30) betätigbaren Servoventil (31) vorgesehen ausgebildet ist. 6. Fuel injection device according to claim 5, characterized in that the fuel feed line (19; 28) is characterized by a storage space (8) that the pressure piston (26) of the safety front valve needle (6) A hydraulic valve (21) together with the stop bolt (47) and the shear control circuit can be supplied with a servo valve (31) which can be actuated in one piece by a machine-synchronous connecting rod (25) and the closing element (22). is provided.

ist, an das zulaufseitig eine Druckflüssigkeit konstanten Druckes führende Speiseleitung (32), ablaufseitig eine Rücklaufleitung is to the feed line (32) carrying a pressure fluid of constant pressure on the inlet side, a return line on the outlet side

(33) sowie ausgangsseitig eine zu einem zweiten, in Öffnungsrich-15 (33) and on the output side one to a second one in opening direction 15

tung des Einspritzventiles (4) wirkenden Druckraum ( 17) am Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für device of the injection valve (4) acting pressure chamber (17) on The invention relates to a fuel injection device for

Steuerkolben (7) führende Druckleitung (38) angeschlossen ist, Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen entsprechend dem welches Servoventil (31) ausserdem ein Sicherheitsvorschaltven- Oberbegriff des Anspruches 1. Control piston (7) leading pressure line (38) is connected, internal combustion engines with the features corresponding to which servo valve (31) also a safety Vorvor- preamble of claim 1.

til (21) steuert, das mit einem Schliesselement (22) in die Eine derartige Brennstoffeinspritzvorrichtung ist in einer älte- til (21) controls that with a closing element (22) in such a fuel injector is in an older

Brennstoffzuleitung (19; 28), diese in Brennstoffflussrichtung 20 ren Patentanmeldung der Anmelderin (P 2922332.3-13) offenabsperrend, hineinragt und einen Druckkolben (26) aufweist, bart. Die Vorteile dieser Brennstoffeinspritzvorrichtung resultie-der einen vorderen Steuerdruckraum (40) und einen hinteren ren insbesondere aus der Verwendung eines Sicherheitsvor-Steuerdruckraum (42) begrenzt, welch letzterer über eine Steu- schaltventiles, durch das die Brennstoffzuleitung von einem erdruckleitung (44) an die zweite Druckleitung (38) angeschlos- Hochdruckspeicher zu einem Vorlageraum an der Ventilnadel sen ist, derart, dass der Druckkolben (26) und der Steuerkolben 25 eines Einspritzventiles gesteuert durch ein Servoventil taktweise (7) zeitlich versetzt ansprechen und diese gesteuert durch das freigebbar bzw. absperrbar ist. Das Schliesselement des Sicher-Servoventil (31) zur Betätigung in Öffnungsrichtung an die heitsvorschaltventiles schliesst in Brennstoffflussrichtung und Fuel feed line (19; 28), this in the fuel flow direction 20 ren patent application of the applicant (P 2922332.3-13) shut off, protrudes and has a pressure piston (26), beard. The advantages of this fuel injection device result in a front control pressure chamber (40) and a rear one being limited in particular by the use of a safety pre-control pressure chamber (42), the latter via a control switching valve through which the fuel supply line from a pressure line (44) to the second pressure line (38) is connected - high-pressure accumulator is connected to a storage space on the valve needle, in such a way that the pressure piston (26) and the control piston 25 of an injection valve respond in a timed manner (7), controlled by a servo valve, and these are controlled by the releasable or can be locked. The closing element of the safety servo valve (31) for actuation in the opening direction on the safety control valve closes in the fuel flow direction and

Speiseleitung (32), zwecks Rückführung in die Schliesslage dage- öffnet gegen die Kraft des anstehenden Brennstoffes. Diese gen an die Rücklaufleitung (33) anschliessbar sind, dadurch Lösung wird somit prinzipiell allen Sicherheitserfordernissen gekennzeichnet, dass auch der vordere Steuerdruckraum (40) 30 gerecht, da auch im Falle eines Hängenbleibens der Ventilnadel des Sicherheitsvorschaltventiles (21) über eine Schliessdrucklei- in Öffnungsstellung eine Entleerung des Hochdruckspeichers tung (39) mit einem Ausgang (35) des Servoventiles (31) verbun- sowie eine unkontrollierte Einspritzung von Brennstoff in den den ist und gesteuert durch letzteres während der Zeit, in der die Brennraum vermieden und eine Zuführung von Brennstoff auch zweite Druckleitung (38) zur Öffnung des Sicherheitsvorschalt- während dieses Funktionsstörungsfalles nur zu den maschinen-ventiles (21) und des Einspritzventiles (4) an die Speiseleitung 35 synchron gesteuerten Einspritzzeiten möglich ist. Diese in der (32) angekoppelt ist, an die Rücklaufleitung (33) angeschlossen Praxis bereits bei schwerölbetriebenen Grossdieselbrennkraft-und druckentlastet, zur Schliessung des Sicherheitsvorschaltven- maschinen angewandte und bewährte Lösung erwies sich im tiles (21) dagegen an die Speiseleitung (32) anschliessbar ist. Bereich des Sicherheitsvorschaltventiles von der konstruktiven Feed line (32), for the purpose of returning to the closed position, opens against the force of the fuel present. These can be connected to the return line (33), this means that the solution is in principle characterized by all safety requirements that the front control pressure chamber (40) 30 also meets, since even if the valve needle of the safety pilot valve (21) gets stuck via a closing pressure line in the open position an emptying of the high-pressure storage device (39) connected to an outlet (35) of the servo valve (31) and an uncontrolled injection of fuel into the is and controlled by the latter during the time in which the combustion chamber is avoided and a supply of fuel also second pressure line (38) for opening the safety circuit - during this malfunction case, only the machine valves (21) and the injection valve (4) to the feed line 35 can be controlled in synchronously controlled injection times. This, in which (32) is coupled, connected to the return line (33), already relieves pressure and pressure relief in heavy oil-operated large diesel engines, while the tried and tested solution for closing the safety ballast proved itself in tiles (21) to be connected to the feed line (32) is. Range of the safety pilot valve from the constructive

2. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Ausgestaltung, der Fertigung und der Montage von dessen gekennzeichnet, dass die Schliessdruckleitung (39) wesentlich 40 Einzelteilen sowie vom Umfang der fertigungstechnischen Masskürzer als die zum zweiten Druckraum (17) am Steuerkolben (7) nahmen im Gehäuse des Einspritzventiles insbesondere im Hinführende zweite Druckleitung (38) ist, ferner die in Schliessrich- blick auf die Einführung derartiger Brennstoffeinspritzvorrich-tung wirksame, an den vorderen Steuerdruckraum (40) des tungen in Serienproduktion als relativ aufwendig. Es stellte sich Sicherheitsvorschaltventiles (21) angrenzende Fläche (41,48) _ dem Erfinder ausgehend von diesem Sachverhalt daher die grösser als jene in Öffnungsrichtung wirksame, den hinteren 43 Aufgabe, eine Brennstoffeinspritzvorrichtung der eingangs Steuerdruckraum (42) begrenzende Fläche (43) am Druckkolben genannten Art dahingehend umzukonstruieren, dass der bauteil-(26) bemessen ist, derart, dass das Sicherheitsvorschaltventil (21) seitige, fertigungsseitige und montageseitige Aufwand insbeson-bei Druckbeaufschlagung in Schliessrichtung zeitlich vor dem dere im Bereich des Sicherheitsvorschaltventiles sowohl von Einspritzventil (4) schliessbar und die Brennstoffzuleitung (19) dessen Ausgestaltung per se als auch dessen Anschluss an den nach deren Absperrung durch teilweises Abspritzen von Rest- 50 hydraulischen Steuerkreis her gesehen auf ein Mindestmass brennstoff in den Brennraum druckentlastbar ist. reduzierbar und ausserdem auch der weitere Aufbau der Ein- 2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in design, manufacture and assembly thereof, characterized in that the closing pressure line (39) took 40 individual parts as well as the scope of the manufacturing engineering dimension shorter than that of the second pressure chamber (17) on the control piston (7) in the housing of the injection valve, in particular in the outgoing second pressure line (38), and furthermore, the one that is effective in the closing direction of the introduction of such a fuel injection device to the front control pressure chamber (40) of the valve in series production is relatively complex. The safety valve (21) adjoining surface (41, 48) _ the inventor, based on this fact, therefore the larger than that in the opening direction, the rear 43 task, a fuel injector which delimits the control pressure chamber (42) surface (43) on the pressure piston to reconstruct the type mentioned in such a way that the component (26) is dimensioned in such a way that the safety ballast valve (21) on the production, assembly and assembly side, especially when pressure is applied in the closing direction, can be closed both by the injection valve (4) and in the area of the safety ballast valve and the fuel feed line (19), its configuration per se and also its connection to the after the shut-off by partial spraying of residual hydraulic control circuit, can be relieved of pressure to a minimum of fuel in the combustion chamber. reducible and also the further structure of the

3. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch spritzvorrichtung vereinfachbar ist, derart, dass diese auch den gekennzeichnet, dass das Schliesselement (22) des Sicherheits- kostenseitigen Anforderungen für eine Einführung in Serienpro-vorschaltventiles (21) durch einen Ventilkegel (23) gebildet ist, duktion gerecht wird. 3. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the spray device can be simplified, in such a way that it is also characterized in that the closing element (22) of the safety-cost-related requirements for an introduction to series production ballast valves (21) is formed by a valve cone (23), production.

der mit einer entsprechend angepassten, an der Brennstoffzulei- 55 Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch eine Brennstoffein-tung (19) angeformten kegeligen Sitzfläche (24) zusammenwirkt, spritzvorrichtung nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. which cooperates with a suitably adapted to the fuel supply 55 This object is achieved according to the invention by a fuel device (19) molded conical seat surface (24), spray device according to the features of claim 1.

4. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den abhängi-gekennzeichnet, dass der Druckkolben (26) des Sicherheitsvor- gen Ansprüchen herausgestellt. 4. The fuel injector according to claim 1, thereby advantageous embodiments of this solution are indicated in the addendi that the pressure piston (26) of the safety claims claims.

schaltventiles (21) im Gehäuse (5) des Einspritzventiles (4) und Die erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzvorrichtung erfüllt dort in einer Aufnahmekammer (29) axial verschieblich angeord- 60 seitens der Absperrung und Freigabe der Brennstoffzuleitung net ist, durch deren Wände zusammen mit entsprechenden Flä- vom Hochdruckspeicher zum Vorlageraum an der Ventilnadel chen (41, 43, 48) am Druckkolben (26) der vordere und hintere des Einspritzventiles die gleiche Sicherheitsfunktion wie jene Steuerdruckraum (40, 42) begrenzt ist. eingangs abgehandelte ältere Lösung, jedoch mit einem Sicher- switching valves (21) in the housing (5) of the injection valve (4) and the fuel injection device according to the invention there is axially displaceably arranged in a receiving chamber (29) on the part of the shut-off and release of the fuel supply line, through the walls of which together with corresponding surfaces High pressure accumulator to the storage space on the valve needle chen (41, 43, 48) on the pressure piston (26) the front and rear of the injection valve the same safety function as that control pressure chamber (40, 42) is limited. older solution discussed at the beginning, but with a security

5. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch heitsvorschaltventil, das demgegenüber wesentlich einfacher gekennzeichnet, dass das Schliesselement (22) des Sicherheits- 65 aufgebaut, einfacher herstellbar und montierbar ist sowie auf-vorschaltventiles (21) an der Stirnseite einer Verbindungsstange grund seiner besonderen Konstruktion auch eine Vereinfachung (25) zum Druckkolben (26) angeordnet ist, durch deren Länge der übrigen Teile der Einspritzvorrichtung insbesondere im die Hubbewegung des letzteren in Schliessrichtung und damit das Bereich des Einspritzventiles ermöglicht. Es ist somit insgesamt 5. A fuel injector according to claim 1, characterized in that the ballast valve, in contrast, is much simpler in that the closing element (22) of the safety 65 is constructed, easier to manufacture and assemble, and on-ballast valve (21) on the end face of a connecting rod due to its special construction a simplification (25) to the pressure piston (26) is arranged, the length of the other parts of the injection device, in particular in the stroke movement of the latter in the closing direction, and thus the area of the injection valve. So it's total

gesehen eine erhebliche Kostenreduzierung bei der Herstellung desselben erzielbar, so dass die Anwendung dieser Lösung besonders für Serienproduktion geeignet ist. Die wenigen beweglichen Bauteile der erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzvorrichtung sind ausserdem robust auszubilden und insbesondere im Hinblick auf Schwerölbetrieb konstruiert, so dass deren Funktion, auch im Einsatz bei schwerölbetriebenen Schiffsdieselmaschinen, jederzeit gewährleistet ist. seen a significant cost reduction in the manufacture of the same, so that the application of this solution is particularly suitable for series production. The few movable components of the fuel injection device according to the invention are also of robust design and are designed in particular with regard to heavy oil operation, so that their function is guaranteed at all times, even when used in heavy oil-operated marine diesel engines.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. The invention is explained below with reference to the drawing, for example.

In der Zeichnung ist eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen gezeigt, bei der Brennstoff aus einem Brennstofftank 1 mittels einer Förderpumpe 2 einem Hochdruckspeicher 3 drucküberwacht zuführbar ist, von dem aus die Brennstoffeinspritzvorrichtungen einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine mit Brennstoff konstanten Druckes versorgbar sind. Eine dieser Brennstoffeinspritzvorrichtungen, die dem Aufbau nach alle gleich ausgebildet sind, ist in der Zeichnung dargestellt. Diese besitzt ein Einspritzventil 4, das aus einem Gehäuse 5, einer Ventilnadel 6 und einem auf diese einwirkenden Steuerkolben 7 besteht. Die Ventilnadel 6 ist innerhalb des Gehäuses 5 in einer Bohrung 8 axial beweglich gelagert und besitzt an ihrem vorderen Ende ein kegelförmig ausgebildetes Schliesselement 9, das mit einem entsprechend angepassten Ventilsitz 10 im Gehäuse 5 zur Absperrung einer Brennstoffzuführung oder Freigabe von Brennstoff zur Einspritzung durch Einspritzdüsen 11 in einen Brennraum zusammenwirkt. Der Steuerkolben 7 besteht aus einem Kolbenteil 12 und einem durchmessergrösseren Kolbenteil 13 und ist ebenso wie die Ventilnadel 6 in entsprechend angepassten Bohrungen des Gehäuses 5 axial beweglich gelagert. Das erste Kolbenteil 12 begrenzt mit seiner äusseren Stirnfläche im Zusammenwirken mit den Wandteilen seiner Aufnahmebohrung 14 einen ersten Druckraum 15, während das zweite Kolbenteil 13 mit seiner der Ventilnadel 6 zugewandten Stirnfläche im Zusammenwirken mit Wandteilen seiner Aufnahmebohrung 16 einen zweiten Druckraum 17 begrenzt. Der erste Druckraum 15 ist über eine erste Druckleitung 18 an den Hochdruckspeicher 3 angeschlossen und von diesem ständig mit Brennstoff konstanten Druckes versorgt, so dass im Druckraum 15 ständig ein bestimmter in Schliessrichtung des Einspritzventiles wirksamer Druck ansteht. Die in Schliessrichtung wirksame Fläche am Kolbenteil 12 ist jedoch kleiner als die in Öffnungsrichtung des Einspritzventiles wirksame Fläche am Kolbenteil 13 des Steuerkolbens 7. Von der ersten Druckleitung 18 zweigt innerhalb des Gehäuses 5 eine Brennstoffzuleitung 19 ab, die in einen Vorlageraum 20 an der Ventilnadel 6 einmündet. Die Brennstoffzuleitung 19 und damit die Brennstoffzuführung vom Hochdruckspeicher über die erste Druckleitung 18 zum Vorlageraum 20 an der Ventilnadel 6 ist durch ein Sicherheitsvorschaltventil 21 absperrbar bzw. freigebbar. Das Sicherheitsvorschaltventil 21 ragt mit einem Schliesselement 22 in die Brennstoffzuleitung 19, diese in Brennstoffflussrichtung absperrend hinein. Das Schliesselement 22 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Ventilkegel 23 gebildet, der mit einer entsprechend angepassten, an der Brennstoffzuleitung 19 angeformten kegeligen Sitzfläche 24 zusammenwirkt und am äusseren Ende einer Verbindungsstange 25 angeordnet ist, die zu einem Druckkolben 26 führt. Die Verbindungsstange 25 durchdringt dabei innerhalb des Gehäuses 5 die erste Druckleitung 18, die im Durchdringungsbereich einen erweiterten Raum 27 aufweist, von dem auch die Brennstoffzuleitung 19 mit jenem, den Ventilsitz 24 aufweisenden Teilstück 28 abzweigt. Der Druckkolben 26 des Sicherheitsvorschaltventiles 21 ist ebenfalls innerhalb des Gehäuses 5 und dort in einer Aufnahmekammer 29 axial beweglich gelagert. In the drawing, a fuel injection device for internal combustion engines is shown, in which fuel from a fuel tank 1 can be fed to a high-pressure accumulator 3 under pressure control by means of a feed pump 2, from which the fuel injection devices of an internal combustion engine (not shown) can be supplied with constant pressure fuel. One of these fuel injection devices, all of which are constructed identically, is shown in the drawing. This has an injection valve 4, which consists of a housing 5, a valve needle 6 and a control piston 7 acting thereon. The valve needle 6 is axially movably mounted in the housing 5 in a bore 8 and has at its front end a conical closing element 9, which has a correspondingly adapted valve seat 10 in the housing 5 to shut off a fuel supply or release fuel for injection through injection nozzles 11 cooperates in a combustion chamber. The control piston 7 consists of a piston part 12 and a larger-diameter piston part 13 and, like the valve needle 6, is axially movably mounted in correspondingly adapted bores in the housing 5. The first piston part 12 delimits a first pressure chamber 15 with its outer end face in cooperation with the wall parts of its receiving bore 14, while the second piston part 13 with its end face facing the valve needle 6 delimits a second pressure chamber 17 in cooperation with wall parts of its receiving bore 16. The first pressure chamber 15 is connected via a first pressure line 18 to the high-pressure accumulator 3 and is constantly supplied with constant pressure fuel by the latter, so that a certain pressure effective in the closing direction of the injection valve is constantly present in the pressure chamber 15. However, the effective area on the piston part 12 in the closing direction is smaller than the effective area on the piston part 13 of the control piston 7 in the opening direction of the injection valve. A fuel feed line 19 branches off from the first pressure line 18 within the housing 5 and leads into a storage space 20 on the valve needle 6 flows into. The fuel supply line 19 and thus the fuel supply from the high-pressure accumulator via the first pressure line 18 to the reservoir 20 on the valve needle 6 can be shut off or released by a safety ballast valve 21. The safety ballast valve 21 projects with a closing element 22 into the fuel feed line 19, blocking it in the fuel flow direction. In the exemplary embodiment shown, the closing element 22 is formed by a valve cone 23 which interacts with a correspondingly adapted conical seat surface 24 which is formed on the fuel feed line 19 and is arranged at the outer end of a connecting rod 25 which leads to a pressure piston 26. The connecting rod 25 penetrates within the housing 5 the first pressure line 18, which has an enlarged space 27 in the penetration area, from which the fuel feed line 19 branches off with that section 28 having the valve seat 24. The pressure piston 26 of the safety ballast valve 21 is also mounted axially movably within the housing 5 and there in a receiving chamber 29.

Zur Steuerung des Sicherheitsvorschaltventiles 21 und des Einspritzventiles 4 ist als weiteres Teil der Brennstoffeinspritzvorrichtung ein in der Zeichnung nur teilweise dargestellter To control the safety pilot valve 21 and the injection valve 4, another part of the fuel injection device is a part of the fuel injection device that is only partially shown

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hydraulischer Steuerkreis mit einem von einem maschinensynchron gesteuerten Geber 30 betätigbaren Servoventil 31 vorgesehen. Letzteres ist zulaufseitig an eine Druckflüssigkeit konstanten Druckes führende Speiseleitung 32 sowie ablaufseitig an eine 5 Rücklaufleitung 33 angeschlossen und besitzt zwei Ausgänge 34 bzw. 35, welche wechselweise durch interne Umschaltung an die Speiseleitung 32 oder die Rücklaufleitung 33 anschliessbar sind. Der elektrische Steuerteil des Servoventiles 31 ist über einen elektrischen Steuerkanal 36 mit dem Geber 30 verbunden, bei 10 dem es sich vorzugsweise um einen Mikroprozessor handelt, der nach einprogrammierten Kriterien in Abhängigkeit von in ihn über Kanäle 37 eingespeisten Betriebsparametern der Brennkraftmaschine arbeitet sowie resultierend hieraus seine Befehle an das Servoventil abgibt. Am Ausgang 34 des Servoventiles 31 15 ist eine zweite Druckleitung 38 angeschlossen, die innerhalb des Gehäuses 5 verläuft und in den zweiten, in Öffnungsrichtung der Ventilnadel 6 wirkenden Druckraum 17 einmündet. Am zweiten Ausgang 35 des Servoventiles 31 wiederum ist eine Schliess-druckleitung 39 angeschlossen, die ebenfalls innerhalb des 20 Gehäuses 5 verlaufend in einen vorderen Steuerdruckraum 40 einmündet, der zur Druckbeaufschlagung des Druckkolbens 26 in Schliessrichtung des Sicherheitsvorschaltventiles 21 dient und durch eine Stirnfläche 41 am Druckkolben 26 sowie Wandteile der Aufnahmekammer 29 begrenzt ist. Ausser dem vorderen 25 Steuerdruckraum 40 ist andernends des Druckkolbens 26 ein hinterer Steuerdruckraum 42 vorhanden, der zur Druckbeaufschlagung des Druckkolbens 26 in Öffnungsrichtung des Sicherheitsvorschaltventiles 21 dient, durch eine Stirnfläche 43 am Druckkolben sowie Wandteile der Aufnahmekammer 29. 30 begrenzt und zur Druckmittelversorgung über eine Steuerdruckleitung 44 an die zweite Druckleitung 38 angeschlossen ist. Die Abzweigstelle 45 der Steuerdruckleitung 44 an der zweiten Druckleitung 38 liegt dabei nahe deren Einmündungsstelle in den zweiten Druckraum 17, wobei die Steuerdruckleitung 44, gerech-35 net von der Abzweigstelle 45 bis zur Einmündung in den hinteren Steuerdruckraum 42, wesentlich länger ist als jenes Teilstück 46 der zweiten Druckleitung, gerechnet von der Abzweigstelle 45 bis zur Einmündung in den zweiten Druckraum 17 am Steuerkolben 7. Durch diese unterschiedlichen Druckübertragungsweg-40 längen, gerechnet von der Abzweigstelle 45, ist eine zeitlich versetzte Betätigung des Druckkolbens 26 und des Steuerkolbens 7 für den Fall realisierbar, in dem die zweite Druckleitung38 servoventilseitig an die Speiseleitung 32 angeschlossen ist, dergestalt, dass zuerst der Steuerkolben 7 des Einspritzventiles 4 über 45 den zweiten Druckraum 17 in Öffnungsrichtung druckbeaufschlagt und somit das Einspritzventil geöffnet wird und erst dann zeitlich versetzt der Druckkolben 26 des Sicherheitsvorschaltventiles 21 in Öffnungsrichtung zur Freigabe der Brennstoffzuleitung 19 und damit einer Brennstoffeinspritzung betätigt wird. Die 50 Hubbewegung des Druckkolbens 26 in Schliessrichtung und damit das minimale Volumen des hinteren Steuerdruckraumes 42 ist durch die Länge der Verbindungsstange 25 vorgegeben, während die Hubbewegung des Druckkolbens 26 in Öffnungsrichtung des Sicherheitsvorschaltventiles 21 und damit das mini-55 male Volumen des vorderen Steuerdruckraumes 40 durch die Länge eines andernends der Verbindungsstange 25 am Druckkolben 26 angeordneten Anschlagbolzens 47 vorgegeben ist. Der Druckkolben 26 ist in vorteilhafter Weise zusammen mit dem Anschlagbolzen47, der Verbindungsstange 25 und dem Schliess-60 element 22 einstückig ausgebildet. Die in Schliessrichtung wirksame Fläche des Sicherheitsvorschaltventiles 21, die sich aus der Stirnfläche 41 am Druckkolben 26 und einer Anschlagfläche 28 am Anschlagbolzen 47 zusammensetzt, ist dabei grösser als jene in Öffnungsrichtung wirksame, an den hinteren Steuerdruck-65 räum 42 angrenzende Fläche am Druckkolben bemessen, mit der Folge, dass das Sicherheitsvorschaltventil 21 bei Druckbeaufschlagung in Schliessrichtung nach vorheriger Druckentlastung des Steuerdruckraumes 42 zeitlich vor dem Einspritzventil hydraulic control circuit with a servo valve 31 which can be actuated by a machine-synchronously controlled transmitter 30. The latter is connected on the inlet side to feed line 32 carrying a pressure fluid of constant pressure and on the outlet side to a return line 33 and has two outputs 34 and 35, which can be connected alternately to the feed line 32 or the return line 33 by internal switching. The electrical control part of the servo valve 31 is connected via an electrical control channel 36 to the transmitter 30, which 10 is preferably a microprocessor which operates according to programmed criteria as a function of operating parameters of the internal combustion engine fed into it via channels 37, and as a result thereof Issues commands to the servo valve. At the outlet 34 of the servo valve 31 15, a second pressure line 38 is connected, which runs inside the housing 5 and opens into the second pressure chamber 17, which acts in the opening direction of the valve needle 6. At the second outlet 35 of the servo valve 31, in turn, a closing pressure line 39 is connected, which likewise runs within the 20 housing 5 into a front control pressure chamber 40, which serves to pressurize the pressure piston 26 in the closing direction of the safety pilot valve 21 and through an end face 41 on the pressure piston 26 and wall parts of the receiving chamber 29 is limited. In addition to the front 25 control pressure chamber 40, there is a rear control pressure chamber 42 at the other end of the pressure piston 26, which serves to pressurize the pressure piston 26 in the opening direction of the safety pilot valve 21, is delimited by an end face 43 on the pressure piston and wall parts of the receiving chamber 29, 30 and to supply pressure medium via a control pressure line 44 is connected to the second pressure line 38. The branch point 45 of the control pressure line 44 on the second pressure line 38 lies near its junction in the second pressure chamber 17, the control pressure line 44, just-35 net from the branch point 45 to the junction in the rear control pressure chamber 42, being significantly longer than that section 46 of the second pressure line, calculated from the branch point 45 to the junction in the second pressure chamber 17 on the control piston 7. Because of these different pressure transmission paths 40, calculated from the branch point 45, actuation of the pressure piston 26 and the control piston 7 is delayed for the Realizable in the case in which the second pressure line 38 is connected to the feed line 32 on the servo valve side, in such a way that first the control piston 7 of the injection valve 4 pressurizes the second pressure chamber 17 in the opening direction via 45 and thus the injection valve is opened and only then does the pressure piston 26 des Security pre Switching valve 21 is actuated in the opening direction to release the fuel feed line 19 and thus a fuel injection. The 50 stroke movement of the pressure piston 26 in the closing direction and thus the minimum volume of the rear control pressure chamber 42 is predetermined by the length of the connecting rod 25, while the stroke movement of the pressure piston 26 in the opening direction of the safety pilot valve 21 and thus the mini-55 times the volume of the front control pressure chamber 40 the length of another end of the connecting rod 25 on the pressure piston 26 arranged stop pin 47 is predetermined. The pressure piston 26 is advantageously formed in one piece together with the stop bolt 47, the connecting rod 25 and the closing 60 element 22. The effective area in the closing direction of the safety pilot valve 21, which is composed of the end face 41 on the pressure piston 26 and a stop face 28 on the stop pin 47, is larger than the area on the pressure piston effective in the opening direction and adjoining the rear control pressure 65 space 42, with the result that the safety ballast valve 21 in the event of pressure being applied in the closing direction after the pressure in the control pressure chamber 42 has been relieved, before the injection valve

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schliesst und dadurch die Brennstoffzuleitung 19 nach ihrer Absperrung durch teilweises Abspritzen von Restbrennstoff in den Brennraum druckentlastbar ist. closes and thereby the fuel supply line 19 can be relieved of pressure after it has been shut off by partially spraying off residual fuel into the combustion chamber.

Nachstehend ist die Funktion dieser Brennstoffeinspritzvorrichtung ausgehend von der in der Zeichnung dargestellten Lage ihrer beweglichen Teile beschrieben. In dieser Ausgangslage ist das Einspritzventil 4 und das Sicherheitsvorschaltventil 21 geschlossen. Das Servoventil befindet sich dabei in einer Schaltstellung, in der der vordere Steuerdruckraum 40 über die Schliessdruckleitung 39 an die Speiseleitung 32, der hintere Steuerdruckraum 42 des Sicherheitsvorschaltventiles 21 sowie der zweite Druckraum 17 des Einspritzventiles 4 dagegen über die zweite Druckleitung 38 druckentlastet an die Rücklaufleitung 33 angeschlossen sind. Das Einspritzventil 4 wird dabei durch den im ersten Druckraum 15 am Steuerkolben 7 anstehenden Brennstoffdruck in Schliesslage gehalten. The function of this fuel injection device is described below on the basis of the position of its moving parts shown in the drawing. In this starting position, the injection valve 4 and the safety ballast valve 21 are closed. The servo valve is in a switch position in which the front control pressure chamber 40 via the closing pressure line 39 to the feed line 32, the rear control pressure chamber 42 of the safety pilot valve 21 and the second pressure chamber 17 of the injection valve 4, in contrast, relieved of pressure to the return line 33 via the second pressure line 38 are connected. The injection valve 4 is held in the closed position by the fuel pressure present in the first pressure chamber 15 on the control piston 7.

Wenn nun vom Geber 30 ein Signal für einen Einspritzvorgang in das Servoventil 31 eingespeist wird, schaltet dieses intern um, wodurch a) die Schliessdruckleitung 39 von der Speiseleitung abgeschaltet und an die Rücklaufleitung 33 angeschlossen wird, mit der Folge einer Druckentlastung des vorderen Steuerdruckraumes 40 des Sicherheitsvorschaltventiles 21, und b) die zweite Druckleitung 38 von der Rücklaufleitung 33 abgeschaltet und an die Speiseleitung 32 angeschlossen wird mit der Folge, dass aufgrund der unterschiedlichen Druckübertra-gungsweglängen zunächst Druck im zweiten Druckraum 17 zur Öffnung des Einspritzventiles 4 und erst dann im hinteren Steuerdruckraum 42 zur Öffnung des Sicherheitsvorschaltventiles wirksam wird. If a signal for an injection process is now fed into the servo valve 31 from the transmitter 30, this switches over internally, whereby a) the closing pressure line 39 is switched off from the feed line and connected to the return line 33, with the result that the front control pressure chamber 40 is depressurized Safety pre-control valve 21, and b) the second pressure line 38 is switched off from the return line 33 and connected to the feed line 32, with the result that, owing to the different pressure transmission path lengths, first pressure in the second pressure chamber 17 for opening the injection valve 4 and only then in the rear control pressure chamber 42 takes effect to open the safety pilot valve.

Nach Öffnen des Sicherheitsvorschaltventiles 21 ist die Brennstoffzuleitung 19 an die Brennstoffversorgung angeschlossen, so dass der Einspritzvorgang ablaufen kann. Sobald dem Servoventil 31 vom Geber das Ende des Einspritzvorganges signalisiert 5 wird, schaltet dieses wieder in seine Ausgangslage zurück, bei welchem Vorgang die Schliessdruckleitung 39 wieder an die Speiseleitung 32 und die zweite Druckleitung 38 wieder an die Rücklaufleitung 33 angeschlossen werden. Diese wechselweise Umschaltung der beiden Druckleitungen 38 und 39 erfolgt 10 gleichzeitig und ruft an den angeschlossenen Teilen folgende besondere Wirkung hervor. Es wird zunächst der über die Schliessdruckleitung 39 zugeführte Druck im vorderen Steuerdruckraum 40 wirksam, der grösser ist als der im hinteren Steuerdruckraum 42 anstehende Druck, so dass das Sicherheits-15 vorschaltventil 21 geschlossen und die Brennstoffzuleitung 19 abgesperrt wird. Letzteres deshalb, weil die Schliessdruckleitung 39 wesentlich kürzer als die zweite Druckleitung 38 ist und damit die Druckentlastung des zweiten Druckraumes 17 erst zeitlich versetzt wirksam wird. Durch diese zeitlich versetzte Druckentla-20 stung des zweiten Druckraumes 17 ergibt sich ein gegenüber dem Schliessen des Sicherheitsvorschaltventiles zeitlich vergrössertes Schliessen des Einspritzventiles 4, mit dem gewünschten Effekt, dass die bereits abgesperrte Brennstoffzuleitung 19 durch teilweises Abspritzen von Restbrennstoff bis hin zu einem gewissen Restdruck druckentlastbar ist. Es erübrigen sich somit aufgrund dieser besonderen Ausgestaltung der Brennstoffeinspritzvorrichtung weitere Massnahmen zur Druckentlastung des in der abgesperrten Brennstoffzuleitung 19 befindlichen Brennstoffes. Durch das Absenken des in der abgesperrten Brennstoffzuleitung 19 befindlichen Brennstoffes auf einen bestimmten Restdruck sind ausserdem Beschädigungen der Brennstoffzuleitung 19 durch Kavitationseffekte wirksam vermieden. After opening the safety ballast valve 21, the fuel feed line 19 is connected to the fuel supply so that the injection process can take place. As soon as the end of the injection process is signaled 5 to the servo valve 31 by the transmitter, this switches back to its starting position, in which process the closing pressure line 39 is reconnected to the feed line 32 and the second pressure line 38 is reconnected to the return line 33. This alternating changeover of the two pressure lines 38 and 39 takes place 10 simultaneously and produces the following special effect on the connected parts. The pressure supplied via the closing pressure line 39 first becomes effective in the front control pressure chamber 40, which is greater than the pressure prevailing in the rear control pressure chamber 42, so that the safety pilot valve 21 is closed and the fuel supply line 19 is shut off. The latter is because the closing pressure line 39 is significantly shorter than the second pressure line 38 and thus the pressure relief of the second pressure chamber 17 only takes effect at different times. This staggered pressure relief of the second pressure chamber 17 results in an increased closing of the injection valve 4 compared to the closing of the safety ballast valve, with the desired effect that the fuel supply line 19, which has already been shut off, can be relieved of pressure by partially spraying off residual fuel up to a certain residual pressure is. Because of this special configuration of the fuel injection device, further measures for relieving the pressure of the fuel located in the blocked fuel feed line 19 are therefore unnecessary. By lowering the fuel in the blocked fuel feed line 19 to a certain residual pressure, damage to the fuel feed line 19 due to cavitation effects is also effectively avoided.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings