DE102008007348A1 - Injection device i.e. injection module, for use in internal combustion engine i.e. fractional horsepower engine, in e.g. two-wheeler, has pumping area with gas-filled area which is continuously present and transfers damping function - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung mit einer Kraftstoffpumpe, einem Druckregler, einem Injektor und einem Luftsteller in einer kompakten Bauweise.The The present invention relates to an injection device with a Fuel pump, a pressure regulator, an injector and an air actuator in a compact design.
Einspritzvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Insbesondere aus Kosten- und Bauraumgründen erfordern Kleinbrennkraftmaschinen, welche nur einen oder nur zwei Zylinder und einen kleinen Hubraum aufweisen, eigenständige Lösungen. Einsatzgebiete derartiger Kleinbrennkraftmaschinen sind beispielsweise Zweiräder oder Dreiräder oder Rasenmäher usw. Bekannte Einspritzvorrichtungen umfassen üblicherweise in einem Tank eine Kraftstoffpumpe mit einem Druckregler, wobei die Kraftstoffpumpe Kraftstoff mit einem vorbestimmten Druck in eine Leitung, z. B. ein Rail o. ä., fördert. Am Ende der Leitung ist ein Injektor angeordnet, welcher, gesteuert durch eine Steuereinrichtung, Kraftstoff in ein Saugrohr oder direkt in einen Brennraum einspritzt. Derartige Einspritzeinrichtungen sind jedoch sehr aufwendig und insbesondere teuer, so dass sie Kleinbrennkraftmaschinen ebenfalls sehr teuer machen.Injectors are known from the prior art in different embodiments. Especially for cost and space reasons require small combustion engines, which only one or two cylinders and a small displacement have independent solutions. applications Such small internal combustion engines are for example two-wheeled vehicles or tricycles or lawnmowers etc. Known injectors commonly include in a tank a fuel pump with a pressure regulator, where the fuel pump with a predetermined pressure in a line, z. B. a rail o. Ä., Promotes. At the End of the line, an injector is arranged, which, controlled by a control device, fuel in a suction pipe or directly injected into a combustion chamber. Such injectors However, they are very expensive and especially expensive, so they are small combustion engines also very expensive.
Aus
der
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie einen sehr kompakten Aufbau aufweist. Ferner kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden.The Inventive injection device with the Features of claim 1, in contrast, the Advantage on that it has a very compact structure. Further can the injection device according to the invention be made particularly simple and inexpensive.
Erfindungsgemäß umfasst die Einspritzvorrichtung eine Kraftstoffpumpe, einen Druckregler zur Regelung eines Einspritzdrucks, einen Injektor und einen Luftsteller, welche integrale Bestandteile eines Einspritzmoduls sind. Das Einspritzmodul ist ein kompaktes, kleinbauendes Bauteil. Der Druckregler ist dabei integraler Bestandteil des Injektors. Die Kraftstoffpumpe umfasst einen Kolben und einen Pumpraum, wobei der Pumpraum ein Volumen aufweist, welches einen gasgefüllten Bereich und einen Kraftstoffbereich umfasst. Im Kraftstoffbereich ist dabei flüssiger Kraftstoff vorhanden. Der gasgefüllte Bereich bleibt dabei kontinuierlich während des Betriebes der Einspritzvorrichtung vorhanden und stellt eine Dämpfungsfunktion bereit. Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß im Pumpraum ständig ein Gaspolster enthalten, was neben der Dämpfungsfunktion auch eine Reduzierung einer Streuung der Einspritzmenge, ein reduziertes Betriebsgeräusch sowie eine reduzierte Bauteilbelastung sicherstellt. Durch das Vorhandensein eines ständigen Gaspolsters wird eine Geschwindigkeit eines Druckaufbaues im Pumpraum unabhängig von der Ausbildung von zusätzlichen Dampf- oder Gasblasen konstanter. Hierbei ist es für den Betrieb der Kraftstoffpumpe unschädlich, wenn zusätzliche Gasvolumina durch den Betrieb, beispielsweise durch Ansaugen von Gasblasen o. ä., im Pumpraum enthalten sind. Das Einspritzmodul kann dabei komplett vormontiert werden, so dass es lediglich an die notwendigen Anschlüsse angeschlossen werden muss und in ein Fahrzeug direkt eingebaut werden kann. Die Bauteile des Einspritzmoduls sind dabei vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse des Einspritzmoduls angeordnet. Neben der Kompaktheit des Einspritzmoduls ist ein weiterer großer Vorteil, dass auch andere Bauteile für das Einspritzmodul minimiert werden können.According to the invention the injector a fuel pump, a pressure regulator for controlling an injection pressure, an injector and an aerator, which are integral components of an injection module. The injection module is a compact, small-sized component. The pressure regulator is included integral part of the injector. The fuel pump includes a piston and a pumping space, wherein the pumping space is a volume comprising a gas-filled area and a fuel area includes. In the fuel sector is liquid fuel available. The gas-filled area remains continuous present during the operation of the injector and provides a damping function. In other words According to the invention in the pump room constantly Gas cushion included, which in addition to the damping function also a reduction of a dispersion of the injection quantity, a reduced Operating noise as well as a reduced component load ensures. Due to the presence of a permanent gas cushion becomes a speed of pressure build-up in the pump room independent from the formation of additional steam or gas bubbles constant. Here it is for the operation of the fuel pump harmless if additional gas volumes through the operation, for example by suction of gas bubbles o. Ä., contained in the pump room. The injection module can be complete be pre-assembled, so that it only connected to the necessary connections and can be installed directly into a vehicle. The Components of the injection module are preferably in a common Housing of the injection module arranged. In addition to the compactness of the injection module is another big advantage that Other components for the injection module can be minimized can.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The Subclaims show preferred developments of the invention.
Besonders bevorzugt weist der Kolben der Kraftstoffpumpe eine Ausnehmung auf, in welcher das ständige Gaspolster angeordnet ist. Weiter ist der Kolben in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung angeordnet. Hierbei wird erfindungsgemäß unter einer im Wesentlichen senkrechten Richtung eine Ausrichtung der Längsachse des Kolbens in einem Winkel von ±10° von einer senkrechten Achse verstanden.Especially Preferably, the piston of the fuel pump has a recess, in which the permanent gas cushion is arranged. Further the piston is arranged in a substantially vertical direction. Here, according to the invention, a substantially vertical direction is an orientation of the longitudinal axis of the Piston at an angle of ± 10 ° from a vertical Axis understood.
Um eine besonders einfache und kostengünstige Herstellbarkeit der Ausnehmung im Kolben bereitzustellen, ist die Ausnehmung vorzugsweise eine zylindrische Bohrung.Around a particularly simple and inexpensive manufacturability To provide the recess in the piston, the recess is preferably a cylindrical bore.
Weiter bevorzugt ist die Ausnehmung symmetrisch zu einer Längsachse des Einspritzmoduls ausgebildet. Dies ermöglicht insbesondere einen gleichmäßigen Druckaufbau während einer Druckphase der Kraftstoffpumpe im Pumpraum.Further Preferably, the recess is symmetrical to a longitudinal axis formed of the injection module. This allows in particular a uniform pressure build-up during a pressure phase of the fuel pump in the pump room.
Um ein möglichst großes ständiges Gaspolster in der Ausnehmung bereitzustellen, ist die Ausnehmung vorzugsweise vollständig mit Gas gefüllt. Dies hat ferner den Vorteil, dass immer ein konstantes Mindestvolumen an Gas im Pumpraumvolumen vorhanden ist. Dadurch können reproduzierbare Pumphübe erreicht werden.In order to provide the largest possible continuous gas cushion in the recess, the recess is preferably completely filled with gas. This also has the advantage that there is always a constant minimum volume of gas in the pump chamber volume. This can be reproducible Pump strokes are achieved.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Einspritzmodul ferner einen Ansaugraum, welcher integraler Bestandteil des Einspritzmoduls ist. Ein Volumen des Ansaugraums ist dabei vorzugsweise größer als ein Volumen des Pumpraums. Durch das größere Volumen des Ansaugraums können insbesondere Saugpulsationen während des Betriebes besser gedämpft werden. Weiter bevorzugt ist eine Mündung einer Verbindungsleitung zwischen dem Ansaugraum und dem Pumpraum in Axialrichtung des Einspritzmoduls näher am Injektor angeordnet, als eine Mündung einer Verbindungsleitung zwischen dem Pumpraum und einem Rückführraum, aus welchem Kraftstoff zurück zum Tank geführt wird. Durch diese Anordnung ist es möglich, dass während eines Druckhubs des Kolbens der Kraftstoffpumpe ein eventuell vorhandenes zusätzliches Gasvolumen über die Verbindungsleitung zwischen dem Pumpraum und dem Rückführraum in den Rückführraum ausgeschoben werden. Ein Druckaufbau im Pumpraum beginnt erst dann, wenn eine Steuerkante des Kolbens die Mündung der Verbindungsleitung zwischen dem Pumpenraum und dem Rückführraum überfahren hat und die Mündung durch den Kolben abgedeckt ist.According to one further preferred embodiment of the present invention the injection module further comprises a suction space, which is an integral part of the injection module is. A volume of the suction space is preferably greater than a volume of the pumping space. By the larger volumes of the suction space can in particular Saugpulsationen better damped during operation become. Further preferred is an opening of a connecting line between the suction chamber and the pump chamber in the axial direction of the injection module arranged closer to the injector than a mouth a connecting line between the pumping space and a return space, from which fuel is led back to the tank becomes. By this arrangement, it is possible that during a pressure stroke of the piston of the fuel pump a possibly existing additional gas volume via the connecting line between the pump room and the return room in be pushed out the return space. A pressure build-up in the pump room begins only when a control edge of the piston the mouth of the connecting pipe between the pump room and has run over the return space and the mouth is covered by the piston.
Die Einspritzvorrichtung umfasst vorzugsweise genau einen Aktuator, welcher gleichzeitig die Kraftstoffpumpe und den Luftsteller betätigt. Dadurch kann insbesondere jeweils ein separater Aktuator für den Luftsteller bzw. die Kraftstoffpumpe entfallen, so dass die Bauteileanzahl signifikant reduziert wird. Hierdurch ergibt sich selbstverständlich auch eine Kostenreduktion. Somit übernimmt der gemeinsame Aktuator erstens die Funktion des Pumpenantriebs und zweitens die Funktion des Stellantriebs für den Luftsteller. Der gemeinsame Aktuator kann eine gleichzeitige Betätigung der Kraftstoffpumpe und des Luftstellers durchführen, wobei der Aktuator eine Spule, einen ersten Anker und einen zweiten Anker umfasst. Hierbei ist der erste Anker dem Luftsteller zugeordnet und der zweite Anker der Kraftstoffpumpe, und beide Anker können mittels der gemeinsamen Spule aktiviert werden.The Injector preferably comprises exactly one actuator, which simultaneously actuates the fuel pump and the aerator. In particular, in each case a separate actuator for the Air actuator or the fuel pump omitted, so that the number of components is significantly reduced. This of course results also a cost reduction. Thus, the common actuator takes over first, the function of the pump drive and second, the function the actuator for the air actuator. The common actuator can be a simultaneous actuation of the fuel pump and the air actuator, wherein the actuator is a coil, a first anchor and a second anchor. Here is the first anchor is assigned to the air plate and the second anchor the fuel pump, and both anchors can by means of common coil can be activated.
Vorzugsweise umfasst der in den Injektor integrierte Druckregler ein nach außen öffnendes Ventilelement und ein das Ventilelement vorspannendes Federelement, um den Einspritzdruck zu regeln. Mit anderen Worten ist der Injektor als nach außen öffnender Injektor vorgesehen, welcher bei Anliegen eines vorbestimmten Drucks öffnet, wobei die Federkraft des Federelements überwunden wird. Eine Einspritzung wird dabei beendet, sobald ein am Injektor anliegender Druck wieder unter den Betätigungsdruck sinkt, so dass das nach außen öffnende Ventilelement durch das Federelement wieder in die Ausgangsposition zurückgestellt wird.Preferably For example, the pressure regulator integrated into the injector includes an outward opening Valve element and a spring member biasing the valve element, to regulate the injection pressure. In other words, the injector is provided as an outwardly opening injector, which opens upon application of a predetermined pressure, wherein the spring force of the spring element is overcome. An injection is terminated as soon as an adjoining the injector Pressure again drops below the operating pressure, so that the outwardly opening valve element through the Spring element returned to its original position becomes.
Um einen möglichst kompakten Aufbau bereitzustellen, ist vorzugsweise der erste Anker ein Teil des Luftstellers und der zweite Anker ist ein Teil der Kraftstoffpumpe. Insbesondere ist der erste Anker ein Ventilglied des Luftstellers und der zweite Anker ist ein Kolben der Kraftstoffpumpe.Around To provide as compact a structure as possible is preferable the first anchor is a part of the aerator and the second anchor is a part of the fuel pump. In particular, the first armature is a valve member of the aerator and the second anchor is a piston of the fuel pump.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine, welche genau einen Zylinder oder genau zwei Zylinder sowie eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung umfasst. Besonders bevorzugt umfasst die Brennkraftmaschine einen Kraftstofftank, welcher oberhalb des Einspritzmoduls angeordnet ist. Dadurch kann insbesondere die Kraftstoffpumpe sehr klein ausgelegt werden.Further The present invention relates to an internal combustion engine, which exactly one cylinder or exactly two cylinders and an inventive Fuel injection device comprises. Particularly preferred the internal combustion engine a fuel tank, which above the Injection module is arranged. As a result, in particular, the fuel pump be designed very small.
Zeichnungdrawing
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:following is a preferred embodiment of the invention described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
Bevorzugte Ausführungsform der ErfindungPreferred embodiment the invention
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die
Der
Kleinmotor
Der
Kleinmotor
Die
erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung ist somit
als Einspritzmodul
Wie
aus
Wie
weiter aus
Wie
in
Da
das Gaspolster in der Ausnehmung
Sollten,
nachdem die Steuerkante
Die
Funktion des erfindungsgemäßen Einspritzmoduls
Nach
erfolgter Einspritzung wird die Bestromung der Spule
Durch
das immer in jedem Betriebszustand vorhandene Gasvolumen in der
Ausnehmung
Ferner
weist das Einspritzmodul
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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