DE1933024A1

DE1933024A1 - Injector for liquid fuel

Info

Publication number: DE1933024A1
Application number: DE19691933024
Authority: DE
Inventors: Ivor Fenne
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1968-07-01
Filing date: 1969-06-28
Publication date: 1970-08-13
Also published as: DE1933024B2; ES369379A1; US3592176A; GB1266872A; FR2014459A1

Description

C.A.Y. Limited
Acton, Londen (Großbritannien)CAY Limited
Acton, Londen (Great Britain)

Einspritzvorrichtung für flüssigen KraftstoffLiquid fuel injector

Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für flüssigen Kraftstoff zur Zuleitung von unter Druck stehendem Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, bestehend aus einer Einspritzpumpe und einem Verteiler, der unter Druck von der Einspritzpumpe während sukzessiver Einspritzhübe der Pumpe kommenden Kraftstoff nacheinander an mehrere Auslaßöffnungen verteilt, wobei die Auslaßöffnungen durch Leitungen jeweils mit den Einspritzdüsen des Motors verbunden sind.The invention relates to an injection device for liquid fuel for supplying pressurized fuel an internal combustion engine with several cylinders, consisting of an injection pump and a distributor, which is pressurized by the Injection pump during successive injection strokes of the pump distributed fuel coming one after the other to several outlet openings, the outlet openings being connected by conduits to the injectors of the engine, respectively.

Solche Pumpen sind mit irgendeiner Form einer Steuerung versehen, so daß die in die Einspritzpumpe während sukzessiver Füllhübe fließende Menge an Kraftstoff für eine bestimmte Einstellung der Steuerung im wesentlichen konstant ist. Die durch die Einspritzpumpe während des jeweiligen Einspritzhubs gelieferte Kraftstoffmenge sollte deshalb konstant sein. In der Praxis beobachtet man jedoch Unterschiede in der gelieferten Kraftstoffmenge, und man führt diese Unterschiede auf die Bildung von Kavitäten in der Kraftstoffsäule zwischen der Einspritzpumpe und dem Auslaß oder auf einen Überdruck in der Kraftstoffsäule zurück. Die Kavitäten im Kraftstoff oder der Überdruck des Kraftstoffes treten als Folge von DruckwellenSuch pumps are provided with some form of control so that the flow into the injection pump during successive filling strokes Amount of fuel for a given setting of the control is essentially constant. The by the injection pump during of the respective injection stroke should be delivered therefore be constant. In practice, however, one observes differences in the amount of fuel delivered, and one takes note of these differences on the formation of cavities in the column of fuel between the injection pump and the outlet or to an overpressure in the fuel column. The cavities in the fuel or the overpressure of the fuel occur as a result of pressure waves

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in den genannten Leitungen auf.in the lines mentioned.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einspritzvorrichtung zu schaffen, bei der die Bildung von Kavitäten oder das Entstehen eines Überdrucks im Kraftstoff auf ein Mindestmaß reduziert wird.The object of the invention is to create an injection device, in which the formation of cavities or the creation of overpressure in the fuel is reduced to a minimum.

Die Erfindung besteht darin, daß der jeweilige Auslaß mit einem Steuerventil bestückt ist, das einen axial in einen Zylinder verschiebbaren Schieber, den Schieber in Richtung auf ein Ende des Zylinders drückende Federmittel, eine in die Zylinderwand eingeformte Öffnung, die während der Bewegung des Schiebers gegen die Vorspannung der Federmittel mit dem genannten Ende des Zylinders in Verbindung steht, und einen Fließweg aufweist, mittels dessen das andere Ende des Zylinders mit einem Raum im wesentlichen konstanten Drucks verbunden ist, der niedriger als der von der Einspritzpumpe erzeugte Druk ist, wobei eine solche Anordnung vorgesehen ist, daß bei Beginn des Einspritzens von Kraftstoff der Schieber durch den von der Einspritzpumpe erzeugten Druck des Kraftstoffs gegen die Vorspannung der Federmittel zum Freilegen der Öffnung und zum Einströmen von Kraftstoff in den Motor bewegt wird und am Ende des Einspritzens von Kraftstoff der Schieber in dieser Lage bleibt, bis der Druck des Kraftstoffs auf einen Sollwert abgefallenist, wonach der Schieber dann in Richtung auf das genannte eine Ende des Zylinders zurückkehrt und dabei die Öffnung zum Aufrechterhalten des Solldrucks in der Leitung schließt, wobei der Schieber während seiner Rückkehrbewegung auch dazu dient, den im Verteiler und in der Einspritzpumpe verbleibenden Kraftstoff auf den vorgesehenen Druck zu halten, bis der Auslaß geschlossen ist.The invention consists in that the respective outlet is equipped with a control valve which is axially displaceable in a cylinder Slide, spring means pressing the slide towards one end of the cylinder, one molded into the cylinder wall Opening during the movement of the slide against the bias of the spring means with said end of the cylinder and has a flow path by means of which the other end of the cylinder is connected to a space of substantially constant pressure lower than that of the injection pump Generated pressure is, wherein such an arrangement is provided that at the start of the injection of fuel Slide by the pressure of the fuel generated by the injection pump against the bias of the spring means to expose of the opening and for the flow of fuel into the engine and at the end of the injection of fuel the slide is moved in this position remains until the pressure of the fuel has dropped to a setpoint, after which the slide then moves in the direction of the said one end of the cylinder returns, thereby closing the opening for maintaining the set pressure in the line, wherein the slide, during its return movement, also serves to remove the fuel remaining in the distributor and in the injection pump hold at the intended pressure until the outlet is closed.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist schematisch in der beiliegenden Zeichnung gezeigt.An embodiment of the device according to the invention is shown schematically in the accompanying drawing.

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In einem Körper 10 ist ein rotierendes zylinderisches Verteilerelernent 11 gelagert» daß.an einem Ende mit einer Einspritzpumpe 12 gekoppelt ist. Diese ist mit einer sich in Querrichtung erstrekkenden Bohrung versehen, und in diese: Bohrung sitzen zwei hubbewegbare Pumpstößeι die so angeordnet sind, daß sie mit dem Drehen des Verteilerelementes durch die Wirkung von Nocken nach innen bewegt werden, die am Innenumfang eines Nockenrings angeformt sind, der an dieser Stelle das Yerteilerelement umgibt.In a body 10 is a rotating cylindrical distributor element 11 stored »that.at one end with an injection pump 12 is coupled. This is provided with a bore that extends in the transverse direction, and in this bore there are two liftable bores Pumpstoßι which are arranged so that they are with the turning of the Distributor element are moved inward by the action of cams which are formed on the inner circumference of a cam ring, the at this point the divider element surrounds.

Die sich quer erstreckende Bohrung steht mit einem Längskanal 13 in Verbindung, der sich in das Verteilerel,ement hinein erstreckt. An einer Stelle steht dieser Kanal mit einem radialen Zuleitkanal 1jj in Verbindung, der so angeordnet ist, daß er nacheinander mit dem Drehen des Verteilerelementes in einer Flucht mit mehreren Auslaßöffnungen 15 liegt, die in den Körper eingeformt sind. Eine Verbindung zwisfcen dem Zuleitkanal H und einem der Auslaßöffnungen 15 erfolgt während eines Einspritzhubs der Einspritzpumpe bei einer Bewegung der Pumpstöße nach innen. Von einer Förderpumpe 16 wird Kraftstoff zur Einspritzpumpe 12 gefördert, wobei die Förderpumpe einen Einlauf 17 und einen Auslauf 18 hat, die in den Körper geformt sind. Der rotierende Teil der Förderpumpe sitzt am Verteilerelement. Der Auslauf 18 der Förderpumpe ist mit einer Einlaßöffnung 19 verbunden, die in den Körper 10 eingeformt ist und die eine solche Lage hat, daß sie nacheinander mit mehreren Einlaßkanälen 20 fluchtet, die in dem Verteilerelement vorgesehen sind und die an ihren inneren Enden mit dem Längskanal 13 in Verbindung stehen. Das Fluchten eines Einlaßkanals mit der Einlaßöffnung erfolgt während eines Füllhubs der Einspritzpumpe bei einer Bewegung der Pumpstöße nach außen. Dabei wird das Maß der Bewegung nach außen durch eine Kraftstoffsteuereinrichtung 21 bestimmt, die zwischen den Auslauf der Förderpumpe und die genannte Einlaßöffnung geschaltet ist.The transversely extending bore stands with a longitudinal channel 13 in connection, which extends into the distributor element. At one point this channel is connected to a radial supply channel 1jj, which is arranged so that it successively with the rotation of the distributor element is in alignment with a plurality of outlet openings 15 formed in the body. A connection between the supply channel H and one of the outlet openings 15 takes place during an injection stroke of the injection pump when the pump pulses move inward. From a feed pump 16, fuel is fed to the injection pump 12, the feed pump having an inlet 17 and an outlet 18, which are molded into the body. The rotating part of the feed pump sits on the distributor element. The outlet 18 of the feed pump is with an inlet port 19 formed in the body 10 and which is in such a position that it is successively aligned with a plurality of inlet channels 20 provided in the manifold element are and which at their inner ends with the longitudinal channel 13 in connection stand. The alignment of an inlet channel with the inlet opening takes place during a filling stroke of the injection pump in a Outward movement of the pumps. The amount of movement outward is determined by a fuel control device 21, the between the outlet of the feed pump and said inlet opening is switched.

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Im Betrieb wird das Verteilerelement synchron zum Motor angetrieben, dem die Vorrichtung zugeordnet ist, und die Auslaßöffnungen sind durch Leitungen 22 jeweils mit Einspritzdüsen 25 des Motors verbunden, denen von der Vorrichtung Kraftstoff zugeführt wird. Die jeweilige Düse enthält ein federbelastetes Ventil zur Steuerung des Eraftstoffdurchflusses durch die Öffnung der Düse, und dabei ist eine solche Anordnung vorgesehen, daß während der Bewegung der Stöße nach innen Kraftstoff unter Druck einer der Düsen zugeleitet wird, um damit das darin befindliche Ventil zu öffnen und dem Kraftstoff ein Einströmen in den zugehörigen Brennraum zu ermöglichen. Am Ende des Einspritzhubs wandert der Zuleitkanal 14 aus der Flucht mit der Auslaßöffnung 15» und ein Einlaßkanal 20 gelangt in eine Flucht mit der Einlaßöffnung 19· Dann fließt Kraftstoff in die Einspritzpumpe, wobei die Kraftstoffmenge durch die Einstellung der Steuereinrichtung bestimmt ist. Danach wMerholt sich dieses Arbeitsspiel, und Kraftstoff wird nacheinander den jeweiligen Auslaßöffnungen zugeleitet.During operation, the distributor element is driven synchronously with the motor, with which the device is associated, and the outlet openings are through lines 22 each with injectors 25 of the engine connected to which fuel is supplied by the device. The respective nozzle contains a spring-loaded valve for control of the fuel flow through the opening of the nozzle, and such an arrangement is provided that during movement the inward thrusts fuel is fed under pressure to one of the nozzles in order to open the valve located therein and allow the fuel to flow into the associated combustion chamber. At the end of the injection stroke, the feed channel moves 14 out of alignment with the outlet opening 15 »and an inlet channel 20 comes into alignment with the inlet port 19 · Then fuel flows into the injection pump, with the amount of fuel is determined by the setting of the control device. After that, this work cycle is recovered, and fuel is used one after the other fed to the respective outlet openings.

Bei einer solchen Vorrichtung besteht die Gefahr des Entstehens eines Überdrucks im Kraftstoff, der in den Kanälen des Verteilerelements und der Einspritzpumpe bleibt, ehe sich der Zuleitkanal 14 aus der Flucht mit einer Auslaßöffnung 15 bewegt. Mitunter werden jedoch anstelle eines Überdrucks Kavitäten in der Kraftstoffsäule zwischen der Auslaßöffnung und der Einspritzpumpe gebildet. Beide Effekte haben den Gesamteffekt, daß die durch die Vorrichtung bei jedem Einspritzhub zugeführte Kraftstoffmenge in unerwünschter Weise unterschiedlich ist, auch wenn die Einstellung der Steuereinrichtung 21 konstant bleibt. Man führt die Kavitäten und den Überdruck im Kraftstoff auf Druckwellen zurück, die in den genannten Leitungen als Folge des Schließens der federbelastetenWith such a device there is a risk of an overpressure occurring in the fuel in the channels of the distributor element and the injection pump remains before the supply duct 14 moves out of alignment with an outlet opening 15. Sometimes however, instead of an overpressure, cavities are formed in the fuel column between the outlet opening and the injection pump. Both effects have the overall effect that the amount of fuel supplied by the device on each injection stroke is undesirable Way is different, even if the setting of the control device 21 remains constant. The cavities are guided and the overpressure in the fuel is returned to pressure waves in said lines as a result of the closing of the spring-loaded

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Ventilelemente der Düsen erzeugt werden.Valve elements of the nozzles are generated.

Um die Gefahr des Entstehens von Kavitäten oder der Erzeugung eines Überdrucks im Kraftstoff weitgehend auszuschalten, ist in jedem Auslaß ein Steuerventil 24 vorgesehen, dessen Effekt darin liegt, daß der innerhalb des Längskanals und des Zuleitkanals enthaltene Kraftstoff unter Druck gehalten wird, bis der Zuleitkanal sich aus der Flucht mit dem Auslaß bewegt hat. Ferner sorgt das Steuerventil dafür, daß ein verbleibender Solldruck in der zugehörigen Leitung aufrechterhalten wird. Das Steuerventil weist einen Zylinder 25 auf, der im Körper vorgesehen ist und in dem ein zylindrischer Schieber 26 gelagert ist. Ein Ende des Zylinders steht mit der Auslaßöffnung 15 in Verbindung. In die Wand des Zylinders ist eine Umfangsnut 27 eingeformt, die eine weitere Öffnung bildet und die mit der Leitung 22 in Verbindung steht, durch die Kraftstoff zur Einspritzdüse fließt. Der Schieber 26 ist in dichtung auf das genannte eine Ende des Zylinders durch Federmittel vorgespannt, und das andere Ende des Zylinders steht mit einer Kraftstoffquelle im wesentlichen konstanten Drucks in Verbindung, der niedriger als der durch die Einspritzpumpe erzeugte Druck ist. Zweckmaßigerwexse handelt es sich bei dieser Druckquelle um den Auslauf 18 der Förderpumpe. Im Betrieb erfolgt nach einer Flucht des Zuleitkanals mit einem Auslaß 15 eine Druckbeaufschlagung durch unter Druck stehenden Kraftstoff von der Einspritzpumpe am Ende des Schiebers 26, das von der Feder entfernt liegt. Dadurch wird der Schieber gegen die Vorspannung der Feder bewegt. Während dieser Bewegung wird die Umfangsnut 27 freigegeben, und der Schieber wird durch einen Anschlagstift 28 zum Stehen gebracht. Nachdem die Umfangsnut freiliegt, erfolgt ein Einspritzen von Kraftstoff in den Motor, wie das zuvor beschrieben worden ist. Am Ende des Einspritztaktes sorgt man dafür, daß die Pumpstöße nach außen wandern,To avoid the risk of cavities or the creation of a To largely eliminate excess pressure in the fuel, a control valve 24 is provided in each outlet, the effect of which is that the fuel contained within the longitudinal channel and the supply channel is kept under pressure until the supply channel is out of the Escape with the outlet has moved. Furthermore, the control valve ensures that a remaining setpoint pressure is maintained in the associated line will. The control valve has a cylinder 25 which is provided in the body and in which a cylindrical slide 26 is supported is. One end of the cylinder is in communication with the exhaust port 15. A circumferential groove 27 is formed in the wall of the cylinder, which forms a further opening and which is in communication with the line 22 through which fuel flows to the injector. The slide 26 is in seal on said one end of the cylinder biased by spring means and the other end of the cylinder is at substantially constant pressure with a source of fuel in connection, which is lower than that generated by the injection pump Pressure is. Expediently, it is this pressure source around the outlet 18 of the feed pump. In operation, after the supply channel has been in alignment with an outlet 15, pressure is applied by pressurized fuel from the injection pump at the end of slide 26 remote from the spring. This moves the slide against the bias of the spring. During this movement, the circumferential groove 27 is released, and the The slide is brought to a stop by a stop pin 28. After the circumferential groove is exposed, fuel is injected into the engine as previously described. At the end of the injection cycle if you make sure that the pumps move outwards,

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indem die Nocken geeignet ausgebildet werden, während dieser Bewegung bleibt der Zuleitkanal jedoch zur Auslaßöffnung offen. Kraftstoff fließt also von der Leitung 22 durch den Zylinder in die Kanäle des Rotors. Wenn der Druck des Kraftstoffs auf einen Sollwert abfällt, bewegt sich der Schieber in Richtung auf das eine Ende des Zylinders, und die Umfangsnut wird bedeckt, so daß verhindert wird, daß weiterer Kraftstoff von der Leitung einfließt. Trotzdem erfolgt eine weitere Bewegung des Schiebers, und während dieser Bewegung fließt Kraftstoff von dem einen Ende des Zylinders in Richtung auf die.sich quer erstreckende Bohrung der Einspritzpumpe. Während dieser Bewegung allerdings wird der Druck in der Kraftstoffsäule durch die Wirkung des Schiebers aufrecht erhalten, so daß die Gefahr des Entstehens von Kavitäten weitgehend ausgeschaltet ist. Die Bewegung des Schiebers unter dem Einfluß der Vorspannung der Federmittel ist beendet, ehe sich der Zuleitkanal aus einer Flucht mit der Auslaßöffnung bewegt.by appropriately designing the cams during this movement however, the feed channel remains open to the outlet opening. Fuel therefore flows from line 22 through the cylinder into the channels of the rotor. When the pressure of the fuel drops to a set point, the spool moves toward one end of the Cylinder, and the circumferential groove is covered, so that it is prevented that more fuel flows in from the line. Still done another movement of the slide, and during this movement fuel flows from one end of the cylinder in the direction of die.sich transversely extending bore of the injection pump. During this Movement, however, will increase the pressure in the column of fuel maintain the effect of the slide, so that the risk of cavities is largely eliminated. The movement of the slide under the influence of the bias of the spring means is terminated before the supply channel is out of alignment with the outlet opening emotional.

Durch diese Anordnungen werden Schwankungen im Druck als Folge von in der Leitung auftretenden Druckwellen stabilisiert, ehe der Zuleitkanal aus einer Flucht mit einer AuslaßÖffnung wandert, so daß Unterschiede in der Kraftstoffmenge auf ein Minimum reduziert werden, die dem Motor während sukzessiver Einspritzhübe durch die Vorrichtung zugeführt wird.By these arrangements, fluctuations in pressure as a result of pressure waves occurring in the line stabilized before the supply channel migrates out of alignment with an outlet opening, so that Differences in the amount of fuel are reduced to a minimum, which is fed to the engine during successive injection strokes by the device.

Claims;

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Claims

[1.jInjection device for liquid fuel for supplying pressurized fuel to an internal combustion engine with multiple cylinders, consisting of an injection pump and a manifold that feeds the fuel under pressure from the injection pump during successive injection strokes of the pump distributed to a plurality of outlet openings, the outlet openings being connected by lines to the injectors of the engine are connected, characterized in that the respective outlet (15) is equipped with a control valve (24), one of which is axial a slide (26) displaceable in a cylinder (25), spring means pressing the slide (26) in the direction of one end of the cylinder (25), an opening (27) formed in the cylinder wall, which during the movement of the slide (26) against the bias the spring means is in communication with said end of the cylinder (25) and has a flow path by means of which the other end of the cylinder (25) * it is connected to a space of substantially constant pressure lower than that of the Injection pump (12) generated pressure, wherein such an arrangement is provided that at the beginning of the injection of fuel the slide (26) by the injection pump (12) generated pressure of the fuel against the bias of the spring means to expose the opening (27) and for the inflow of Fuel is moved into the engine and at the end of the injection of fuel, the slide (26) remains in this position until the The pressure of the fuel has dropped to a set point, whereafter the slide (26) then returns towards said one end of the cylinder (25), thereby opening the opening (27) towards the Maintaining the target pressure in line (22) closes,

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Wh / Se

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the slide (26) also doing so during its return movement serves, the remaining in the distributor (11) and in the injection pump (12) Hold fuel at the intended pressure until outlet (15) is closed.

?. Injection device according to Claim 1, characterized by a stop (28) xor limiting the movement path of the slide (26) ψ against the bias of the spring means.

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