CH652802A5

CH652802A5 - Fuel injection device for internal combustion engines

Info

Publication number: CH652802A5
Application number: CH167481A
Authority: CH
Inventors: Guenter Kattenbusch; Kurt Koschel; Hellmuth Krug; Werner Langer; Hrvoje Jurisic
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1981-03-11
Publication date: 1985-11-29
Also published as: JPH023034B2; FR2478205A1; FR2478205B1; DE3009750A1; DE3009750C2; DK111981A; BR8101422A; JPS56143342A

Description

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PATENTANSPRÜCHE 7. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vom absperrbaren Bereich der Brennstoff- 7. The fuel injector according to claim 1, characterized in that from the lockable area of the fuel

1. Brennstoffeinspritzvorrichtungfür Brennkraftmaschinen, Zuleitung (19) eine Drosselbohrung (46) abzweigt, die zur Druck-bei der Brennstoff konstanten Druckes von einem Hochdruck- entlastung der abgesperrten Brennstoffzuleitung (19) dient und Speicher (3) über eine erste Druckleitung (18), einem ersten, in 5 in eine Rücklaufleitung (47) einmündet. 1. fuel injection device for internal combustion engines, feed line (19) branches off a throttle bore (46), which serves to relieve the pressure at the fuel constant pressure from a high pressure relief of the blocked fuel feed line (19) and accumulator (3) via a first pressure line (18), a first, in 5 opens into a return line (47).

Schliessrichtung wirksamen Druckraum (15) eines auf die Ventil- 8. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch nadel (6) eines Einspritzventiles (4) einwirkenden Steuerkolbens gekennzeichnet, dass zur Verhinderung von Kavitation und zur (7) sowie über eine von der ersten Druckleitung (18) abzwei- Erhaltung eines Restdruckes in der abgesperrten Brennstoffzugende Brennstoffzuleitung (19 ; 28), einem Vorlageraum (20) an leitung (19) am Übergang von der Drosselbohrung (46) in die der Ventilnadel (6) zuführbar ist, bei der ausserdem ein hydrauli- 10 Rücklaufleitung (47) ein Rückschlagventil (48) eingeschaltet ist. scher Steuerkreis (32,33) mit einem von einem maschinensynchron gesteuerten Geber (30) betätigbaren Servoventil (31) Closing direction effective pressure chamber (15) of a control piston acting on the valve 8. Fuel injection device according to claim 7, characterized in that needle (6) of an injection valve (4) is used to prevent cavitation and (7) as well as via one of the first pressure line ( 18) maintenance of a residual pressure in the blocked fuel supply line (19; 28), a supply space (20) to line (19) at the transition from the throttle bore (46) into which the valve needle (6) can be fed, in addition to which hydraulic 10 return line (47) a check valve (48) is switched on. shear control circuit (32, 33) with a servo valve (31) which can be actuated by a machine synchronously controlled encoder (30)

vorgesehen ist, an das zulaufseitig eine Druckflüssigkeit konstanten Druckes führende Speiseleitung (32), ablaufseitig eine Rück- Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für laufleitung (33) sowie ausgangsseitig eine zweite, zu einem 15 Brennkraftmaschinen mit Merkmalen entsprechend dem Ober-zweiten, in Öffnungsrichtung des Einspritzventiles (4) wirksa- begriff des Anspruchs 1. The invention relates to a fuel injection device for a running line (33) and on the output side to a second internal combustion engine with features corresponding to the top and second, in the opening direction of the Injector (4) effective concept of claim 1.

men Druckraum (17) am Steuerkolben (7) führende Drucklei- Eine derartige Brennstoffeinspritzvorrichtung ist in einer älte-tung (38) angeschlossen ist, welches Servoventil (31) ausserdem ren Patentanmeldung der Anmelderin (P 2922332.3-13) offenein Sicherheitsvorschaltventil (21) steuert, das mit einem bart. Die Vorteile dieser Brennstoffeinspritzvorrichtung resultie-Schliesselement (22) in die Brennstoffzuleitung (19 ; 28), diese in 20 ren insbesondere aus der Verwendung eines Sicherheitsvor-Brennstoffflussrichtung absperrend hineinragt und einen Druck- schaltventiles, durch das die Brennstoffzuleitung von einem kolben (26) aufweist, der innerhalb einer Aufnahmekammer (29) Hochdruckspeicher zu einem Vorlageraum an der Ventilnadel einen Steuerdruckraum (40) begrenzt, der über eine Steuer- eines Einspritzventiles gesteuert durch ein Servoventil taktweise druckleitung (39) zur Sicherheitsvorschaltventilbetätigung freigebbar bzw. absperrbarist. Das Schliesselement des Sicher-ebenso wie der zweite Druckraum (17) am Steuerkolben (7) zur 25 heitsvorschaltventiles schliesst in Brennstoffflussrichtung und Öffnung bzw. Schliessung des Einspritzventils (4) gesteuert öffnet gegen die Kraft des anstehenden Brennstoffes. Diese durch das Servoventil (31) an die Speiseleitung (32) oder die Lösung wird somit prinzipiell allen Sicherheitserfordernissen Rücklaufleitung (33) anschliessbar ist, dadurch gekennzeichnet, gerecht, da auch im Falle eines Hängenbleibens der Ventilnadel dass das Schliesselement (22) des Sicherheitsvorschaltventiles in Öffnungsstellung eine Entleerung des Hochdruckspeichers (21) am äusseren Ende einer V erbindungsstange (25 ; 43,44) zum 30 sowie eine unkontrollierte Einspritzung von Brennstoff in den Druckkolben (26) angeordnet ist, welche die erste Druckleitung Brennraum vermieden und eine Zuführung von Brennstoff auch Men pressure chamber (17) on the control piston (7) leading pressure line. Such a fuel injector is connected in an old device (38), which servo valve (31) also controls the patent application of the applicant (P 2922332.3-13) open a safety ballast valve (21) that with a beard. The advantages of this fuel injection device result in a closing element (22) in the fuel feed line (19; 28), which in 20 ren protrudes in particular from the use of a safety pre-fuel flow direction and a pressure switching valve through which the fuel feed line has a piston (26) which delimits a control pressure chamber (40) within a receiving chamber (29) high-pressure accumulator to a storage space on the valve needle, which pressure control line (39) can be released or blocked for actuating the safety ballast valve by a servo valve controlled by a servo valve. The closing element of the safety valve, like the second pressure chamber (17) on the control piston (7) for the safety valve, closes in the fuel flow direction and the opening or closing of the injection valve (4) opens in a controlled manner against the force of the fuel present. In principle, this can be connected to the feed line (32) or the solution through the servo valve (31) to the feed line (32) or the solution, characterized, fair, since even if the valve needle gets stuck, the closing element (22) of the safety ballast valve in In the open position, the high-pressure accumulator (21) is emptied at the outer end of a connecting rod (25; 43, 44) to the 30 and an uncontrolled injection of fuel into the pressure piston (26), which avoids the first pressure line of the combustion chamber and also supplies fuel

(18) durchdringt und eine vom darin befindlichen Brennstoff während dieses Funktionsstörungsfalles nur zu den maschinenständig mit Druck beaufschlagte Druckfläche (42) aufweist, die synchron gesteuerten Einspritzzeiten möglich ist. Diese in der zur Öffnung des Sicherheitsvorschaltventiles (21) dient und nach Praxis bereits bei schwerölbetriebenen Grossdieselbrennkraft-Anschluss des andernendes des Druckkolbens (26) angeordneten 35 maschinen angewandte und bewährte Lösung erwies sich im Steuerdruckraumes (40) an die Rücklaufleitung (33) wirksam ist. Bereich des Sicherheitsvorschaltventiles von der konstruktiven (18) penetrates and has a fuel contained therein during this malfunction only to the pressure surface (42) pressurized by the machine, which is possible with synchronously controlled injection times. This is used in the opening of the safety pre-control valve (21) and, according to practice, the already tried and tested solution, which has already been used for heavy oil-operated large diesel internal combustion engine connection of the other end of the pressure piston (26), has been found to be effective in the control pressure chamber (40) to the return line (33). 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 das Schliesselement (22) des Sicherheits- Einzelteilen sowie vom Umfang der fertigungstechnischen Mass-vorschaltventiles (21) durch einen Ventilkegel (23) gebildet ist, nahmen im Gehäuse des Einspritzventiles insbesondere im Hin-der mit einer entsprechend angepassten, an der Brennstoffzulei- 40 blick auf die Einführung derartiger Brennstoffeinspritzvorrich-tung (19) angeformten kegeligen Sitzfläche (24) zusammenwirkt, tungenin Serienproduktion als relativ aufwendig. Es stellte sich 2. The fuel injector according to claim 1, characterized in design, manufacture and assembly thereof, characterized in that the closing element (22) of the individual safety parts and the scope of the production-related pilot valve (21) is formed by a valve cone (23) In the housing of the injection valve, particularly in the rear, which cooperates with a correspondingly adapted conical seat surface (24) molded onto the fuel supply in view of the introduction of such fuel injection device (19), series production is relatively expensive. It turned out

3. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch dem Erfinder ausgehend von diesem Sachverhalt daher die gekennzeichnet, dass die Verbindungsstange (25) aus zwei Aufgabe, eine Brennstoffeinspritzvorrichtung der eingangs durchmesserverschiedenen Teilabschnitten besteht, wobei der genannten Art dahingehend umzukonstruieren, dass der bauteil-durchmesserkleinere Teilabschnitt (43) an seinem äusseren Ende 45 seitige, fertigungsseitige und montageseitige Aufwand insbeson-das Schliesselement (22) des Sicherheitsvorschaltventils (21) dere im Bereich des Sicherheitsvorschaltventiles sowohl von trägt, ferner der durchmessergrössere Teilabschnitt (44) am dessen Ausgestaltung per se als auch dessen Anschluss an den Druckkolben (26) angrenzt und die Druckfläche durch die hydraulischen Steuerkreis her gesehen auf ein Mindestmass ringförmige Übergangsfläche (42) zwischen beiden Teilabschnit- reduzierbar und ausserdem auch der weitere Aufbau der Einten (43, 44) gebildet ist. 50 spritzvorrichtung vereinfachbar ist, derart, dass diese auch den 3. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the inventor, based on this fact, characterized in that the connecting rod (25) consists of two tasks, a fuel injection device of the sections of different diameters at the outset, the type mentioned being reconstructed in such a way that the component-smaller section ( 43) at its outer end, 45-sided, production-side and assembly-side effort, in particular-the closing element (22) of the safety pre-valve (21), which both carries in the area of the safety pre-valve, as well as the larger-diameter section (44) on its design per se and its connection adjoins the pressure piston (26) and the pressure surface, seen through the hydraulic control circuit, can be reduced to a minimum annular transition surface (42) between the two partial sections and furthermore the further structure of the ends (43, 44) is formed. 50 spraying device can be simplified, such that it also the

4. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch kostenseitigen Anforderungen für eine Einführung in Serienpro-gekennzeichnet, dass die erste Druckleitung (18) im Bereich der duktion gerecht wird. 4. Fuel injection device according to claim 1, characterized in cost-side requirements for an introduction to series production, characterized in that the first pressure line (18) in the area of production is adequate.

sie durchdringenden Verbindungsstange (25) des Sicherheitsvor- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch eine Brennstoffein- the penetrating connecting rod (25) of the safety device.

schaltventiles (21) durch einen Raum (27) erweitert ist, der einen spritzvorrichtung nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. switching valve (21) is extended by a space (27) which solved a spray device according to the features of claim 1.

Druckraum bildet und von dem auch die Brennstoffzuleitung 55 Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den abhängi- Pressure chamber forms and from which the fuel supply line 55 Advantageous embodiments of this solution are in the dependent

(19) mitihrem, den Ventilsitz (24) aufweisenden Teilstück (28) gen Ansprüchen herausgestellt. (19) with its portion (28) having the valve seat (24) exposed to claims.

abzweigt. Die erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzvorrichtung erfüllt branches. The fuel injection device according to the invention is fulfilled

5. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch seitens der Absperrung und Freigabe der Brennstoffzuleitung gekennzeichnet, dass der Druckkolben (26) des Sicherheitsvor- vom Hochdruckspeicher zum Vorlageraum an der Ventilnadel schaltventiles (21) andernends der Verbindungsstange (25) einen 60 des Einspritzventiles die gleiche Sicherheitsfunktion wie jene Anschlagbolzen (45) trägt, durch dessen Länge der Hubweg des eingangs abgehandelte ältere Lösung, jedoch mit einem Sicher-Druckkolbens (26) in Öffnungsrichtung und damit das minimale heitsvorschaltventil, das demgegenüber wesentlich einfacher Volumen des Steuerdruckraumes (40) vorgegeben ist. aufgebaut, einfacher herstellbar und montierbar ist sowie auf- 5. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the shut-off and release of the fuel supply line characterized in that the pressure piston (26) of the safety valve from the high-pressure accumulator to the storage space on the valve needle switching valve (21) the other end of the connecting rod (25) 60 of the injection valve has the same safety function Like those stop bolts (45), the length of the stroke of the older solution discussed at the beginning, but with a safety pressure piston (26) in the opening direction and thus the minimum safety valve, which, in contrast, is a much simpler volume of the control pressure chamber (40). constructed, easier to manufacture and assemble, and

6. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch grund seiner besonderen Konstruktion auch eine Vereinfachung gekennzeichnet, dass der Druckkolben (26) des Sicherheitsvor- 65 der übrigen Teile der Einspritzvorrichtung insbesondere im schaltventiles (21) zusammen mit dem Anschlagbolzen (45), der Bereich des Einspritzventiles ermöglicht. Es ist somit insgesamt Verbindungsstange (25) und dem Schliesselement (22) einstückig gesehen eine erhebliche Kostenreduzierung bei der Herstellung ausgebildet ist. desselben erzielbar, so dass die Anwendung dieser Lösung 6. Fuel injection device according to claim 1, characterized by its special construction also a simplification characterized in that the pressure piston (26) of the safety valve 65 of the other parts of the injection device, in particular in the switching valve (21) together with the stop bolt (45), the area of the injection valve enables. Overall, the connecting rod (25) and the closing element (22) are thus seen in one piece, which is a significant cost reduction in manufacture. same achievable, so the application of this solution

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. 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 näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzvorrichtung; Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of the fuel injection device according to the invention.

Fig. 2 Teilelemente eines zweiten Ausführungsbeispieles einer Brennstoffeinspritzvorrichtung, aufbauend auf der Lösung nach Fig. 1, und Fig. 2 partial elements of a second embodiment of a fuel injection device, based on the solution of FIG. 1, and

Fig. 3 Teilelemente eines dritten Ausführungsbeispieles einer Brennstoffeinspritzvorrichtung, aufbauend auf der Lösung nach Fig. 2. 3 shows sub-elements of a third exemplary embodiment of a fuel injection device, based on the solution according to FIG. 2.

In den Figuren sind gleiche Bauteile bzw. Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, the same components or elements are provided with the same reference symbols.

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 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 Zusasmmenwirken 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, 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 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 the first pressure line 18 within the housing 5,

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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. which has an enlarged space 27 in the penetration area, from which the fuel feed line 19 branches off with that section 28 which has 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 hydraulischer Steuerkreis mit einem von einem maschinensynchron gesteuerten Geber 30 betätigbaren Servoventil 31 vorgesehen. Letzteres ist eingangsseitig an eine Druckflüssigkeit konstanten Druckes führende Speiseleitung 32 sowie an eine Rücklaufleitung 33 angeschlossen und besitzt zwei Ausgänge 34 bzw. 35, welche wechselweise 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 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. To control the safety pilot valve 21 and the injection valve 4, a hydraulic control circuit, shown only partially in the drawing, is provided as a further part of the fuel injection device, with a servo valve 31 which can be actuated by a machine-controlled transmitter 30. The latter is connected on the inlet side to a feed line 32 carrying a pressure fluid of constant pressure and to a return line 33 and has two outlets 34 and 35, which can be connected alternately to the feed line 32 or the return line 33. The electrical control part of the servo valve 31 is connected via an electrical control channel 36 to the transmitter 30, which 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, its commands to the servo valve.

An den Ausgang 34 des Servoventiles 31 ist eine Druckleitung, nachfolgend zweite Druckleitung 38 genannt, angeschlossen, die innerhalb des Gehäuses 5 verläuft und in den zweiten, in Öffnungsrichtung der Ventilnadel 6 wirksamen Druckraum 17 einmündet. Am Ausgang 35 des Servoventils 31 dagegen ist eine Steuerdruckleitung 39 angeschlossen, die in einen Steuerdruckraum 40 einmündet, der hinter dem Druckkolben 26 des Sicherheitsvorschaltventiles 21 andernends der Verbindungsstange 25 angeordnet und durch Wandteile der Aufnahmekammer 29 für den Druckkolben 26 sowie dessen Stirnseite 41 begrenzt ist. Bei Anschluss der Steuerdruckleitung 39 an die Speiseleitung 32 steht im Steuerdruckraum 40 Druck an, der den Druckkolben 26 des Sicherheitsvorschaltventiles 21 in Schliessrichtung desselben beaufschlagt. Darüber hinaus ist an der Verbindungsstange 25 eine Druckfläche 42 angeordnet, die ständig vom Druck des in der ersten Druckleitung 18 anstehenden Brennstoffes beaufschlagt ist und zur Öffnung des Sicherheitsvorschaltventiles 21 dient, wobei dieser Öffnungsdruck dann wirksam wird, wenn der andernends des Druckkolbens 26 angeordnete Steuerdruckraum 40 über die Steuerdruckleitung 39 nach Umschaltung des Servoventiles 31 an die Rücklaufleitung 33 angeschlossen ist. Zum Erhalt der Druckfläche 42 besteht die Verbindungsstange 25 aus zwei durchmesserverschiedenen Teilabschnitten, wobei der durchmesserkleinere Teilabschnitt 43 an seinem äusseren Ende das Schliesselement 22 des Sicherheitsvorschaltventiles 21 trägt, ferner der durchmessergrössere Teilabschnitt 44 am Druckkolben 26 angrenzt und die Druckfläche 42 durch die ringförmige Übergangsfläche zwischen beiden Teilabschnitten gebildet ist. Ausser der Verbindungsstange 25 ist andernends derselben am Druckkolben 26 noch ein Anschlagbolzen 45 vorgesehen, durch dessen Länge der Hubweg des Druckkolbens 26 in Öffnungsrichtung und damit das minimale Volumen des Steuerdruckraumes 40 vorgegeben ist. A pressure line, hereinafter referred to as the second pressure line 38, is connected to the outlet 34 of the servo valve 31, which runs inside the housing 5 and opens into the second pressure chamber 17 which is effective in the opening direction of the valve needle 6. At the outlet 35 of the servo valve 31, on the other hand, a control pressure line 39 is connected, which opens into a control pressure chamber 40, which is arranged behind the pressure piston 26 of the safety pilot valve 21 at the other end of the connecting rod 25 and is delimited by wall parts of the receiving chamber 29 for the pressure piston 26 and its end face 41. When the control pressure line 39 is connected to the feed line 32, pressure is present in the control pressure chamber 40, which acts on the pressure piston 26 of the safety pilot valve 21 in the closing direction thereof. In addition, a pressure surface 42 is arranged on the connecting rod 25, which is constantly acted upon by the pressure of the fuel present in the first pressure line 18 and is used to open the safety pilot valve 21, this opening pressure becoming effective when the control pressure chamber 40 arranged at the other end of the pressure piston 26 is connected to the return line 33 via the control pressure line 39 after switching the servo valve 31. To maintain the pressure surface 42, the connecting rod 25 consists of two different-diameter sections, the smaller-diameter section 43 carrying the closing element 22 of the safety pilot valve 21 at its outer end, the larger-diameter section 44 adjoining the pressure piston 26 and the pressure surface 42 by the annular transition surface between the two Sub-sections is formed. In addition to the connecting rod 25, a stop pin 45 is provided on the pressure piston 26 at the other end, the length of which determines the stroke of the pressure piston 26 in the opening direction and thus the minimum volume of the control pressure chamber 40.

Nachfolgend ist die Funktion dieser Brennstoffeinspritzvorrichtung ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Lage ihrer beweglichen Elemente beschrieben, wobei das Servoventil eine Schaltstellung eingenommen hat, in der der Steuerdruckraum 40 über die Steuerdruckleitung 39 an die Speiseleitung 32 angeschlossen, somit der Druckkolben 26 des Sicherheitsvorschaltventiles 21 druckbeaufschlagt und die Brennstoffzuleitung 19 durch das Schliesselement 22 abgesperrt ist, ferner der zweite Druckraum 17 am Steuerkolben 7 des Einspritzventiles über die zweite Druckleitung 38 an die Rücklaufleitung 33 angeschlossen ist und somit der im ersten Druckraum 15 am Steuerkolben 7 anstehende Druck voll wirksam und die Ventilnadel 6 in Schliess-lage befindlich ist. The function of this fuel injection device is described below on the basis of the position of its movable elements shown in FIG. 1, the servo valve having assumed a switch position in which the control pressure chamber 40 is connected to the feed line 32 via the control pressure line 39, thus the pressure piston 26 of the safety ballast valve 21 pressurized and the fuel supply line 19 is shut off by the closing element 22, furthermore the second pressure chamber 17 on the control piston 7 of the injection valve is connected to the return line 33 via the second pressure line 38 and thus the pressure present in the first pressure chamber 15 on the control piston 7 is fully effective and the valve needle 6 is in the closed position.

3 3rd

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10 10th

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652 802 652 802

Wenn nun vom Geber 30 in das Servoventil 31 ein Befehl für einen Einspritzvorgang eingespeist wird, schaltet dieses intern um. Dadurch wird zunächst die Steuerdruckleitung 39 mit der Rücklaufleitung 33 verbunden, so dass der Steuerdruckraum 40 druckentlastet und der an der Druckfläche 42 anstehende Brenn- 5 stoffdruck wirksam wird, mit der Folge, dass das Sicherheitsvorschaltventil 21 geöffnet, damit die Brennstoffzuleitung 19freige-geben und über diese dem Vorlageraum 20 an der Ventilnadel 6 Brennstoff zugeführt wird. Kurzzeitig nach Anschluss der Steuerdruckleitung 39 an die Rücklaufleitung 33 wird die zweite 10 Druckleitung 38 von der Entlastungsleitung 33 ab- und an die Speiseleitung 32 angeschlossen, wodurch der zweite Druckraum 17 mit Druck versorgt und der Steuerkolben unter Mitnahme der Ventilnadel in seine Öffnungsstellung überführt wird, in der der im Brennstoffvorlageraum 20 anstehende Brennstoff durch die 15 Einspritzdüsen 11 in den zugehörigen Brennraum abspritzbar ist. Nach geberseitiger Signalisierung des Einspritzendes schaltet das Servoventil 31 wieder in seine vorstehend erwähnte Ausgangslage zurück. Dabei wird zunächst wieder die Steuerdruckleitung 39 von der Entlastungsleitung 33 ab- und an die Speiseleitung 32 20 angeschlossen, so dass am Steuerdruckraum 40 wieder Druck angelegt ist und das Sicherheitsvorschaltventil 21 in Schliessrichtung betätigt wird mit der Folge, dass die Brennstoffzuleitung 19 wieder abgesperrt wird. Anschliessend wird die zweite Druckleitung 38 servoventilseitig von der Speiseleitung 32 ab- und an die Entlastungsleitung 33 angeschlossen, wodurch der zweite Druckraum 17 druckentlastet und die Ventilnadel 6 infolge des im ersten Druckraum 15 anstehenden Brennstoffdruckes durch den Steuerkolben 7 wieder in ihre Schliesslage rückgeführt wird. If a command for an injection process is now fed into the servo valve 31 from the transmitter 30, this switches over internally. As a result, the control pressure line 39 is first connected to the return line 33, so that the control pressure chamber 40 is relieved of pressure and the fuel pressure present at the pressure surface 42 becomes effective, with the result that the safety ballast valve 21 is opened so that the fuel supply line 19 is released and over this is supplied to the storage space 20 on the valve needle 6 fuel. Shortly after connecting the control pressure line 39 to the return line 33, the second 10 pressure line 38 is disconnected from the relief line 33 and connected to the feed line 32, as a result of which the second pressure chamber 17 is supplied with pressure and the control piston is moved into its open position, taking the valve needle with it, in which the fuel present in the fuel storage space 20 can be sprayed through the 15 injection nozzles 11 into the associated combustion chamber. After the end of the signaling on the sensor side, the servo valve 31 switches back into its aforementioned starting position. In this case, the control pressure line 39 is first disconnected from the relief line 33 and connected to the feed line 32 20, so that pressure is again applied to the control pressure chamber 40 and the safety ballast valve 21 is actuated in the closing direction, with the result that the fuel supply line 19 is shut off again. Subsequently, the second pressure line 38 is connected on the servo valve side from the feed line 32 and connected to the relief line 33, whereby the second pressure chamber 17 is relieved of pressure and the valve needle 6 is returned to its closed position by the control piston 7 due to the fuel pressure present in the first pressure chamber 15.

Durch den geringfügigen zeitlichen Versatz zwischen dem vorlaufenden Absperren der Brennstoffzuleitung 19 durch das Sicherheitsvorschaltventil und dem Schliessen der Ventilnadel 6 ist es möglich, eine Volumen- und Druckentlastung in der abgesperrten Brennstoffzuleitung 19 zu erzielen. Due to the slight time lag between the advance shut-off of the fuel feed line 19 by the safety ballast valve and the closing of the valve needle 6, it is possible to achieve a volume and pressure relief in the shut-off fuel feed line 19.

25 25th

30 30th

Es ist selbstverständlich möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, durch Verwendung anderer Druckleitungslängen- oder -volumina oder eines Servoventiles mit anderen internen Druck- bzw. Entlastungswegsteuerelementen andere Steuercharakteristiken zu erzielen, beispielsweise dergestalt, dass für einen Einspritzvorgang zunächst die Ventilnadel 6 angehoben und dann erst das Sicherheitsvorschaltventil 21 für eine Brennstoffzuführung freigegeben wird sowie zur Beendigung des Einspritzvorganges zunächst die Ventilnadel 6 und erst dann das Sicherheitsvorschaltventil in seine Schliesslage rückgeführt wird. Weiter ist es möglich, durch entsprechende Ausbildung des Servoventiles 31 den zeitlichen Ablauf so zu steuern, dass sowohl das Sicherheitsvorschaltventil als auch die Ventilnadel gleichzeitig öffnen und auch gleichzeitig wieder schliessen. It is of course possible, without departing from the scope of the invention, to achieve other control characteristics by using other pressure line lengths or volumes or a servo valve with other internal pressure or relief path control elements, for example in such a way that for an injection process the valve needle 6 is first raised and only then is the safety ballast valve 21 released for a fuel supply and, at the end of the injection process, first the valve needle 6 and only then is the safety ballast valve returned to its closed position. It is also possible to control the chronological sequence by appropriately designing the servo valve 31 such that both the safety ballast valve and the valve needle open simultaneously and also close again at the same time.

In den Fällen der beiden zuletzt genannten Ausführungsmöglichkeiten erweist es sich als zweckmässig, Vorkehrungen für eine Druckentlastung der abgesperrten Brennstoffzuleitung 19 zu treffen. Eine derartige Massnahme ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 gezeigt, in welchem Ausführungsbeispiel bei ansonsten gleichem Aufbau wie bei Fig. 1 von der Brennstoffzuleitung 19 zu deren Druckentlastung im abgesperrten Zustand eine Drosselbohrung 46 abzweigt, die in eine Rücklaufleitung 47 zum Brennstofftank 1 einmündet. Zur Verhinderung von Kavitation und zur Erhaltung eines Restdruckes in der abgesperrten Brennstoffzuleitung 19 kann bei dieser Lösung noch, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 gezeigt, am Übergang von der Drosselbohrung 46 in die Rücklaufleitung 47 ein Rückschlagventil 48 eingeschaltet sein. Letzteres besteht im einfachsten Falle aus einer Druckfeder und einer Kugel als Absperrelement, wobei die Rückstellkraft der Druckfeder auf den gewünschten Restdruck in der abgesperrten Brennstoffzuleitung 19 abgestimmt ist. Der weitere Aufbau der in Fig. 3 gezeigten Lösung entspricht wieder jenem von Fig. 1. In the cases of the last two possible embodiments, it proves expedient to take precautions for relieving the pressure on the blocked fuel feed line 19. Such a measure is shown in the exemplary embodiment according to FIG. 2, in which exemplary embodiment, with the same structure as in FIG. 1, a throttle bore 46 branches off from the fuel feed line 19 to relieve its pressure in the blocked state and opens into a return line 47 to the fuel tank 1. In order to prevent cavitation and to maintain a residual pressure in the blocked fuel supply line 19, a check valve 48 can also be switched on in this solution, as shown in the exemplary embodiment according to FIG. 3, at the transition from the throttle bore 46 into the return line 47. In the simplest case, the latter consists of a compression spring and a ball as a shut-off element, the restoring force of the compression spring being matched to the desired residual pressure in the shut-off fuel feed line 19. The further structure of the solution shown in FIG. 3 again corresponds to that of FIG. 1.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings