DE2012202A1 - Pump nozzle for fuel injection for internal combustion engines - Google Patents
Pump nozzle for fuel injection for internal combustion enginesInfo
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Description
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Anlage zurAttachment to
Patent- undPatent and
GebrauchsmusterhilfsanmeldungUtility model registration
* -* maschinen* - * machines
Die Erfindung betrifft eine Pumpe-Düse zur Kraftstoffeinspritzung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren mit Direkteinspritzung, deren Pumpenkolben durch einen im Durchmesser größeren Servokolben angetrieben wird, und die an eine Druckquelle angeschlossen ist, die sowohl dem Pumpenkolben -über ein Zulaufventil als auch dem Servokolben Kraftstoff zuführt, und* bei der ein im Takt der Maschine betätigtes Magnetventil in seiner ersten Schaltstellung den Fluß des Kraftstoffes zum Servokolben und in seiner zweiten Schaltstellung Vom Servokolben zu einer Eücklaufleitung und dabei seinen Rückhubbeginn steuert, wobei es in seiner ersten Schaltstellung den Einspritzbeginn auslöst.The invention relates to a pump nozzle for fuel injection for internal combustion engines, in particular diesel engines with direct injection, the pump pistons of which through a servo piston of larger diameter is driven, and which is connected to a pressure source, which both the pump piston via an inlet valve and the servo piston Supplies fuel, and * in which a solenoid valve actuated in time with the machine is in its first switching position the flow of fuel to the servo piston and in its second switching position from the servo piston to one Erücklaufleitung and controls its return stroke start, wherein it indicates the start of injection in its first switching position triggers.
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Bei einer bekannten Pumpe-Düse dieser Art (US-Patentschrift 2 598 528 Fig. 1) steuert ein elektromagnetisch betätigter Steuerschieber in seiner ersten SchaItstellung die Kraftstoff zufuhr zu einem Druckraum auf der dem Pumpenkolben abgewandten Seite eines doppeltwirkenden Servokolbens und leitet damit den Einspritzbeginn ein. Das Einspritzende wird durch eine schräge Steuerkante an der dem Pumpenkolben zugewandten Seite des Servokolbens gesteuert. Dabei verschließt die Steuerkante eine Abflußbohrung für den Kraftstoffrücklauf, so daß ein hydraulischer Anschlag gebildet wird.In a known pump nozzle of this type (US Pat. No. 2,598,528 Fig. 1) controls an electromagnetically actuated In its first switching position, the control slide feeds the fuel supply to a pressure chamber on the side facing away from the pump piston of a double-acting servo piston and thus initiates the start of injection. The end of injection is controlled by an inclined control edge on the pump piston facing side of the servo piston controlled. The control edge closes a drain hole for the Fuel return so that a hydraulic stop is formed will.
Diese Pumpe-Düse hat den Nachteil, daß durch den hydraulischen Anschlag des Servokolbens Pumpenkolben und Servokolben bis zum Beginn des Rückhubs in ihrer Endlage verbleiben, wodurch eine wirksame zum Schließen der Einspritzdüse erforderliche, rechtzeitige Druckentlastung des Pumpenarbeitsraums unterbleibt.This pump nozzle has the disadvantage that the hydraulic stop of the servo piston pump piston and Servo pistons remain in their end position until the start of the return stroke, which is effective for closing the injection nozzle required, timely pressure relief of the pump working space is omitted.
Bei einer zweiten Ausführungsform dieser Pumpe-Düse (US-Patentschrift 2 598 528 Fig. 5) wird das Einspritzende durch eine am Pumpenkolben vorhandene schräge Steuerkante gesteuert, die in bekannter Weise mit einer Überströmbohrung in der Zylinderbohrung zusammenarbeitet. Servokolben und Pumpenkolben führen jeweils ihren gesamten Hub aus, und der von der Drehlage des Kolbens abhängige und durch die schräge Steuerkante veränderbare wirksame Förderhub bestimmt die Kraftstoffeinspritzmenge. In der zweiten Schaltstellung des Steuerschiebers wird der Kraftstoff auf die dem Pumpenkolben zugewandte Seite des Servokolbens geleitet, der dadurch in seine Ausgangslage zurückgeführt wird. Bei diesem Rückhub wird der in der ersten Schaltstellung dem Servokolben zugeführte Kraftstoff in eine Rücklaufleitung verdrängt .In a second embodiment of this pump nozzle (US patent 2 598 528 Fig. 5) the end of injection is achieved by an inclined control edge on the pump piston controlled in a known manner with an overflow hole cooperates in the cylinder bore. Servo pistons and pump pistons each perform their entire stroke, and the determined by the rotational position of the piston and changeable by the inclined control edge effective delivery stroke the fuel injection amount. In the second switching position of the control slide, the fuel is transferred to the pump piston directed side of the servo piston, which is thereby returned to its starting position. With this one The return stroke is that of the servo piston in the first switching position displaced fuel fed into a return line .
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Diese Pumpe-Düse hat zwar den Nachteil der ersten Ausführungsform nicht, aber durch die bei immer- gleichbleibendem Hub auch bei Teillasteinspritzung erforderliche Füllung des gesamten Arbeitsraumes und durch die immer gleichbleibende Servokraftstoffmenge muß die Druckquelle auch bei Leerlaufund Teillastbetrieb bei jedem Arbeitstakt die maximale Kraftstoffmenge liefern. Dadurch wird die gesamte Anlage. . teuer und aufwendig. ;This pump-nozzle does not have the disadvantage of the first embodiment, but because of the constant stroke Filling of the required even with partial load injection entire work area and through the constant The pressure source must use the maximum amount of servo fuel for each work cycle, even with idling and part-load operation Deliver amount of fuel. This will make the entire facility. . expensive and time-consuming. ;
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nach- w teile zu vermeiden und eine magnetventilgesteuerte Pumpe-Düse zu schaffen, die bei Schnellaufenden Dieselmotoren hohe Einspritzdrücke und eine rasche Druckentlastung des Pumpenarbeitsraumes und der Druckleitung zwischen Pumpenarb ei tsraum und Düse am Ende jeder Einspritzung ermöglicht. Dabei soll zusätzlich trotz der gewünschten raschen Druckentlastung eine Hohlraumbildung in der Druckleitung und im Pumpenarbeitsraum mit Sicherheit vermieden werden.The invention has the object of overcoming the mentioned disadvantages w parts to be avoided and to provide a solenoid-valve-controlled unit injectors, and allows the high injection pressures in high-speed diesel engines, a rapid pressure relief of the pump working space and the pressure line between Pumpenarb ei tsraum and nozzle at the end of each injection . In addition, in spite of the desired rapid pressure relief, the formation of cavities in the pressure line and in the pump working space should be avoided with certainty.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch die zweite Schaltstellung des Magnetventils gleichzeitig mit dem Rückhubbeginn des Servokolbens das Einspritz- £ ende steuerbar ist und danach der Füllhub des Pumpenkolbens beginnt, und daß zwischen dem Pumpenarbeitsraum und der Einspritzdüse eine dauernd offene,Verbindung besteht. Das führt in vorteilhafter Weise zu einer plötzlichen Druckentlastung des Pumpenarbeitsraumes und der Druckleitung und damit zu der erwünschten raschen Beendigung der Einspritzung. Diese Pumpe-Düse hat außerdem den Vorteil, daß der in der Leitung zur Einspritzdüse vor Beginn jeder Einspritzung verbleibende Druck gleich, dem Servodruck ist. , 'The object is achieved according to the invention in that the second switching position of the solenoid valve simultaneously with the start of the return stroke of the servo piston, the end of the injection can be controlled and then the filling stroke of the pump piston begins, and that there is a permanently open connection between the pump working chamber and the injection nozzle. This advantageously leads to a sudden pressure relief of the pump working chamber and the pressure line and thus to the desired rapid termination of the injection. This pump-nozzle also has the advantage that the one in the line to the injection nozzle before the start of each injection remaining pressure is equal to the servo pressure. , '
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung erfolgtIn a particular embodiment of the invention takes place
die Kraft stoffzufuhr zum Pumpenkolben über eine Drossel,the fuel supply to the pump piston via a throttle,
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durch die der Füllhub "bis kurz vor den Einspritzbeginn des nächsten Arbeitstaktes ausdehnbar ist. Dadurch wird der Rückhub des Servokolbens gedämpft, was die Dauerhaltbarkeit der Pumpe-Düse wesentlich verbessert und das Arbeitsgeräusch vermindert.through which the filling stroke "until shortly before the start of injection of the next work cycle is expandable. This dampens the return stroke of the servo piston, which increases the durability the pump nozzle is significantly improved and the operating noise is reduced.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist derart, daß als Zulaufventil zwischen Drossel und Pumpenarbeitsraum ein Rückschlagventil angeordnet ist, das auf einen unter dem Servodruck liegenden Fülldruck vorgespannt ist, und daß außer durch die Drossel die Kraftstoffzufuhr zum Pumpenkolben durch einen einen verengten Durchflußquerschnitt bildenden Spalt am Rückschlagventil drosselbar ist.Another embodiment of the invention is such that as an inlet valve between the throttle and the pump working chamber a check valve is arranged which is biased to a filling pressure below the servo pressure, and that except through the throttle the fuel supply to the pump piston can be throttled by a gap forming a narrowed flow cross section on the check valve.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß das Magnetventil ein druckausgeglichenes, elektromagnetisch betätigtes 3/2-Wegeventil mit einer Kugel als Ventilglied und mit nur einer Steuerwicklung ist. Dadurch arbeitet das Ventil wegen seiner geringen bewegten Massen besonders schnell und fast verzögerungsfrei.A particularly advantageous embodiment of the invention is achieved in that the solenoid valve is a Pressure-balanced, electromagnetically operated 3/2-way valve with a ball as a valve element and with only is a control winding. This is how the valve works particularly fast and almost instantaneously due to its low moving masses.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it:
Fig. 1 einen Schnitt durch die Pumpe-Düse entlang derFig. 1 is a section through the pump nozzle along the
Linie I-I in Fig. 2,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Pumpe-Düse in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1,Line II in Fig. 2,
Fig. 2 is a side view of the pump nozzle in the direction of arrow II in Fig. 1,
Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung der Pumpe-Düse vor '. . Beginn der Einspritzung (erste Schaltstellung), Fig. 4- eine vereinfachte Darstellung der Pumpe-Düse . am Ende der Einspritzung (zweite Schaltstellung).Fig. 3 shows a simplified representation of the pump nozzle '. . Start of injection (first switching position), Fig. 4- a simplified representation of the pump nozzle . at the end of the injection (second switching position).
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Die aus; zwei Baugruppen bestehende Pimp:eÄDüs© 1® wird mittels einer i%an^iiutter 11 zu einer ztisanffiemb§^g:e^^ea schraubt. Μ© erste Baugruppe ist ein·© voa eiiieni 12 gesteuerte hydraulisch angetriebene Pump& IJ unct die Zweite aus einem Federgehäuse 1#,: eiaer ZwisefeeiSpilätte. 1:5: üäcLFrom; Pimp consisting of two assemblies : eÄDüs © 1® is screwed to a ztisanffiemb§ ^ g: e ^^ ea using an i% an ^ iiutter 11. Μ © first assembly is a · © VOA eiiieni 12 controlled hydraulically powered pump & IJ UNCT The second one of a spring housing 1 #,: eiaer ZwisefeeiSpilätte. 1 : 5 : üäcL
&eEevO'rsatz 16 "besiielaende; EiiispritzaSse; 1;?V ßei■■ Düsen- : 16 !teat eiften Biisenlsörper 1S tmd; eilte Sä3?ii| g-efüiirte ¥entil2iaael 19. Me Ilachen 21,22r23 zwischen diesem in Achsrichtung hintereinander abgeordneten BaU:grupp:e 13· Tandixeilen 14r15 uaä Ί6 sind plangeschliffen lind dichten; mittels der Spannlicräft der Mutter 11 die die genannten flächen durchdringenden Kanäle und Räume nach außen und untereinander ab. Die Baugruppe 13 und die Teile 14, 15 unä 16 siiid,, außerdem in "befcannter ¥eise durch Paßstife 24,24a,24Td gegen Verdrehen gesichert« Das Gehäuse 26 der Pumpe; 13 hat quer zur Längsachse der Pumpe-Düse 10 eine ZuI auf bohrung 27 miib einem Anschlußgewinde 28, an das.eine Zulaufleitung 29 angeschlossen ist, die, der Pumpe-Düse 10 unter Servodruck "p "stehenden '-,"" Kraftstoff von einer nicht dargestellten Druckquelle zuführt.&eEevO'rsatz 16 "besiielaende;EiiispritzaSse;1;? V ßei ■■ Nozzle-: 16! teat a Biisenlbody 1S tmd; hurried Sä3? ii | g-efüiirte ¥ entil2iaael 19. Me Ilachen 21,22 r 23 between this in the axial direction one behind the other: group: e 13 · Tandix parts 14 r 15 uaä Ί6 are ground flat and tight; by means of the tensioning forces of the nut 11, the channels and spaces penetrating the surfaces to the outside and among each other. The assembly 13 and the parts 14, 15 and the like 16 siiid "also secured against twisting" by fitting pins 24, 24a, 24Td in a scanned manner. "The housing 26 of the pump; 13 has transversely to the longitudinal axis of the pump nozzle 10 a ZuI on bore 27 with a connecting thread 28, to das.eine feed line 29 is connected, the pump nozzle 10 under servo pressure "p" -, "" fuel from a supplies pressure source, not shown.
Diese Druckquelle kann beispielsweise eine vom Motor angetriebene Zähnradpumpe sein, deren Förderdruck durch'ein DruGkregeiventil auf dem gewünschten Ser:v0.druck, ζ.,Βί· ρ - „1ÖÖ ätü, gehalten wird, ■ .This pressure source can be, for example, a gear pump driven by the motor, the delivery pressure of which is through'ein Pressure regulator valve on the desired Ser: v0.druck, ζ., Βί · ρ - "1ÖÖ ätü, is held, ■.
Das unten ausführlich beschriebene Magnetventil 12 ist in einer abgestuften Erweiterung 3^ der Zulaufbohruhg 27 eingesetzt und steuert den Kraft stofiKLuß von oder zu einem Druckraum: 32 oberhalb eines in einer Bohrung 33 im. PumgengehäuseThe solenoid valve 12, described in detail below, is used in a stepped extension 3 ^ of the Zulaufbohruhg 27 and controls the fuel flow from or to a pressure chamber : 32 above one in a bore 33 in the. Pump housing
26 geführten Servokolbens 3^. In der in Fig, T und 3 gezeichneten Lage liegt der Servokolben an einem oberen An-' schlag 35 an. Der Rücklauf des Kraftstoffes aus dem Druckraum 32 erfolgt über eine Rücklauf leitung 36 in einen nicht darge-stellten Tank. An den Servokolben 34- schließt sich auf der26 guided servo piston 3 ^. In the in Fig, T and 3 the position shown, the servo piston is at an upper point stop 35. The return of the fuel from the pressure chamber 32 takes place via a return line 36 into a not shown Tank. The servo piston 34- closes on the
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öem Druckraum 32 abgewandten Seite ein im Durchmesser kleinerer Pumpenkolben 37 an, der in einer Zylinderbohrung 38 des Punpengehäuses 26 geführt ist und von dessen Stirnseite 39 der Puinpenarbeitsraum 41 in einer Richtung begrenzt wird.The side facing away from the pressure chamber 32 has a smaller diameter Pump piston 37, which is guided in a cylinder bore 38 of the pump housing 26 and from its end face 39 the pump working space 41 is limited in one direction.
Der Pumpenarbeitsraum 41 ist über einen kurzen Kanal 42 mit dem eine Feder 47 aufnehmenden Raum 43 eines als Zulaufventil arbeitenden Rückschlagventils 44 verbunden, das die über eine Füllbohrung 46 erfolgende Kraftstoffzufuhr zum Pumpenarbeitsraum 41 steuert. Wenn der Druck in diesem Raum 41 etwa gleich dem Servodruck in der Füllbohrung 46 ist, schließt die Feder 47 das Ventil 44, wobei die Ventilfeder 47 auf einem weit unter dem Servodruck liegenden Fülldruck (z.B. 10 atü) vorgespannt ist. Die Füllbohrung 46. zweigt zwischen Anschlußgewinde 28 und Magnetventil 12 von der Zulaufbohrung 27 ab und hat nahe dieser Abzweigung eine Drossel 51* während sich an ihrem Ende das Zulaufventil 44 befindet. Ein im Ventil 44 zwischen dem Außendurchmesser seines beweglichen Ventilglieds 52 und der Wand 53 des Federraumes 43 gebildeter Spalt 54· kann so ausgeführt sein, daß er einen verengten Durchflußquerschnitt bildet und neben der Drossel 51 als zusätzliehe Drosselstelle wirkt.The pump working space 41 is via a short channel 42 with the a spring 47 receiving space 43 of a working as an inlet valve check valve 44 connected to the over a filling hole 46 taking place fuel supply to the pump working space 41 controls. When the pressure in this space 41 is approximately equal to the servo pressure in the filling bore 46, it closes the spring 47 the valve 44, the valve spring 47 on a the filling pressure is well below the servo pressure (e.g. 10 atmospheres). The filling bore 46 branches between connecting threads 28 and solenoid valve 12 from the inlet hole 27 and has a throttle 51 * while near this junction the inlet valve 44 is located at its end. One in valve 44 between the outer diameter of its movable valve member 52 and the wall 53 of the spring chamber 43 formed Gap 54 · can be designed so that it has a narrowed flow cross-section forms and acts in addition to the throttle 51 as an additional throttle point.
Vom Federraum fo führt eine Druckleitung 56 zu einem Ringraum 57 im Düsenvorsatz 16 der Einspritzdüse 17· Der Ringraum 57 und der Pumpenarbeitsraum 41 stehen daher in dauernaerVerbindung, und der Kraftstoffdruck in diesem Ringraum "beaufschlagt in bekannter Weise eine Differenzringfläche 58 an der Ventilnadel 19. Über einen Federteller 59 ist eine Schließfeder 61 bestrebt, die Ventilnadel 19 in der in Fig. gezeichneten Schließstellung zu halten. A pressure line 56 leads from the spring space fo to an annular space 57 in the nozzle attachment 16 of the injection nozzle 17 a spring plate 59, a closing spring 61 tries to hold the valve needle 19 in the closed position shown in FIG.
Ein die Schließfeder 61 umgebender Federraum 62 im Federgehäuse 14 ist über eine in den Figuren 1 und 2 gestricheltA spring space 62 in the spring housing 14 surrounding the closing spring 61 is shown by a dashed line in FIGS. 1 and 2
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angedeutete Leckkraftstoffbohrung 63 mit einer Leckkraftstoff leitung 64 verbunden, die den an der Ventilnadel durchleckenden KraftstofffTank zurückführt*indicated leak fuel bore 63 with a leak fuel line 64 is connected, which returns the fuel tank that is leaking through the valve needle *
Der an den Kolben 34 und 37 durchleckende Kraftstoff wird in einer Ringnut 66 gesammelt, die sich am Ende der BohrungThe fuel leaking through pistons 34 and 37 becomes collected in an annular groove 66, which is at the end of the bore
33 an dem dem Druckraum 32 entfernten Ende des Servokolbens ':33 at the end of the servo piston remote from the pressure chamber 32:
34 befindet. Von dieser Ringnut 66 führt eine Leitung über ein Rückschlagventil 68 in die Rücklaufleitung 36. Das Rückschlagventil 68 3oll verhindern, daß beim Rückhub34 is located. A line leads from this annular groove 66 into the return line 36 via a check valve 68. The check valve 68 3oll prevent the return stroke
des Servokolbens 34 Kraftstoff aus der Rücklauf1eitung φof the servo piston 34 fuel from the return line φ
•36 in den von Ringnut 66 und Pumpenkolben 37 begrenzten Raum 6$"zurückgesaugt wird, denn dadurch könnte die beim Einspritzhub erfolgende Abwärtsbewegung des Servokolbens 34 behindert werden.• 36 is sucked back into the space 6 $ "delimited by the annular groove 66 and the pump piston 37, because this could result in the Downward movement of the servo piston 34 taking place in the injection stroke can be hindered.
Erweiterung ~y\ der Das im Gehäuse 26 in die/Zulaufbohrung 27 eingesetzte Magnetventil 12 ist ein druckausgeglichenes von einem Elektromagneten 71 betätigtes 3/2-V/egeYentil mit einem Ventilgehäuse 72 und einer Kugel 73 als "beweglichem Ventilglied» Diese Kugel 73 verschließt in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung" einen Ventilsitz ?4 an der Hündung einer Längsbohrung 75 und sperrt damit die Zufuhr des ÄExtension ~ y \ der The solenoid valve 12 inserted into the / inlet bore 27 in the housing 26 is a pressure-compensated 3/2-V / egeYentil actuated by an electromagnet 71 with a valve housing 72 and a ball 73 as a "movable valve member". This ball 73 closes in the position shown in Fig. 1 "a valve seat? 4 at the mouth of a longitudinal bore 75 and thus blocks the supply of the Ä
Kraftstoffes zu einem Steuerraum 76 im Ventilgehäuse 72· Dieser Steuerraum 76 ist durch eine zweite Längsbohrung 77 und einen Kanal 78 mit der Rücklauf leitung 36 verbunden, wobei die Öffnung der Bohrung 77 zum Steuerraum 76 als zweiter Ventilsitz 79 für die Kugel 73 ausgebildet ist. Die Verbindung zwischen dem St euer raum 76 und dem Druckraum 32 des Servokolbens 34 wird durch eine Querbohrung 81 hergestellt.Fuel to a control chamber 76 in the valve housing 72 This control chamber 76 is connected to the return line 36 through a second longitudinal bore 77 and a channel 78, wherein the opening of the bore 77 to the control chamber 76 as second valve seat 79 for the ball 73 is formed. The connection between the control chamber 76 and the pressure chamber 32 of the servo piston 34 is through a transverse bore 81 manufactured.
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Der Elektromagnet 71 hat einen Anker 82, der in Verlängerung der zweiten Längsbohrung 77 im "VentilgehäuseThe electromagnet 71 has an armature 82, which is in extension the second longitudinal bore 77 in the "valve housing
72 geführt ist und mit einem Dorn 83 unter der Kraftwirkung einer Feder 84 die Kugel 73 auf den Ventilsitz 74 drückt, wenn der Elektromagnet 71 im stromlosen Zustand ist. Um die Schließkraft der Feder 84 hei dem hohen Servodruck (p = 1QO atü) in Grenzen halten zu können, ist das Magnetventil 12 druckausgeglichen, und zwar dadurch, daß der in der Zulaufbohrung 27 herrschende Druck über einen Kanal 85 hinter den Anker 82 in den72 is guided and with a mandrel 83 under the action of force a spring 84 the ball 73 on the valve seat 74 pushes when the electromagnet 71 is de-energized is. To the closing force of the spring 84 hot To be able to keep high servo pressure (p = 1QO atü) within limits, the solenoid valve 12 is pressure-balanced, namely in that the pressure prevailing in the inlet bore 27 via a channel 85 behind the armature 82 in the
w die Feder 84 aufnehmenden Raum 86 geleitet wird. Die vom Druck des Kraftstoffes beaufschlagten Flächen an der Kugelw the spring 84 receiving space 86 is passed. The ones from Pressure of the fuel acted upon surfaces on the ball
73 und am Anker 82 sind gleich, so daß die in öffnungs- und Schließrichtung auf die Kugel 73 ausgeübten Kräfte ebenfalls gleich sind. Deshalb braucht nur die zusätzlich in Schließrichtung wirkende Kraft der Feder 84 die Kugel 73 auf ihrem Sitz 7^ zu halten.73 and on anchor 82 are the same, so that the opening and the direction of closing forces exerted on the ball 73 are also the same. Therefore only needs the additional acting in the closing direction force of the spring 84 to hold the ball 73 on its seat 7 ^.
Der Elektromagnet 71 hat als Steuerwicklung eine Spule 87· Sobald die Spule 87 erregt wird, z.B. über ein elektronisches Steuergerät (nicht dargestellt), wird die Kraft der Feder 84 überwunden und der Anker 82 ange-Jfe zogen. Der nachströmende Kraftstoff preßt die Kugel 73 auf den zweiten Ventilsitz 79 und der Kraftstoff kann über die Bohrungen 27,75 und 81 in den Druckraum 3^ Belangen. Die unter verschieden hohen Drücke stehenden Abschnitte des Ventilgehäuses 72 sind in der abgestuften Erweiterung 31 der Zulaufbohrung 27 gegeneinander durch Dichtringe 88, 88a,88b abgedichtet.The electromagnet 71 has a coil as a control winding 87 · As soon as the coil 87 is excited, e.g. via an electronic control unit (not shown), the force of the spring 84 is overcome and the armature 82 is started pulled. The fuel flowing in presses the ball 73 onto the second valve seat 79 and the fuel can over the holes 27, 75 and 81 in the pressure chamber 3 ^ concerns. The sections of the valve housing 72 which are under different pressures are in the stepped expansion 31 of the inlet bore 27 against each other by sealing rings 88, 88a, 88b sealed.
In Fig. 3 stehen Servokolben 34- und Pumpenkolben 37 in ihrer oberen auch inFig. 1 dargestellten Ruhelage, jedochIn Fig. 3, servo pistons 34 and pump pistons 37 are in their upper ones also in Fig. 1 shown rest position, however
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ist in Fig. 3 das Magnetventil 12 in seiner den Zufluß von der DruckquelLe zum Druckraum "32 freigebenden Stellung gezeichnet. In dieser Sehaltst'elltmg beginnt der Einspritzhub der Pumpe 13· . is in Fig. 3, the solenoid valve 12 in its the inflow of the pressure source to the pressure chamber "32 is drawn releasing position. The injection stroke of the pump 13 begins in this position.
In Fig.. 4- haben, ServolcoIben 3^ und Pumpenkolben 37 ihren Förderhub"H"beendet und das Magnetventil 12 hat in "seine ' den Druckraum 32 zur Eückl auf Leitung 36·. entlastende Stellung' umgesehaltet. ' ; In Fig .. 4 have, ServolcoIben 3 ^ and pump piston 37 their discharge stroke "H" stopped and the solenoid valve 12 has umgesehaltet in "its' the pressure chamber 32 to the Eückl on line 36 · relieving position. '.';
Im folgenden wird die Wirkungsweise der Pumpe-Düse anhand eines vollständigen-Arbeitstaktes beschrieben.In the following, the operation of the unit injector is based on of a complete work cycle.
In der in Fig. 1 gezeigten Schaltstellung des Magnetventils 12 herrscht im Pumpenarbextsraim.41 und in der Druckleitung 56 der Servodruck ρ von z.B. 100 atü; das Zulaufventil 44-ist geschlossen. ¥enn das Magnetventil 12 unter der Wirkung eines Steuersignals in die in Fig. 3 gezeichnete Stellung umschaltet, gelangt der unter Servodruck stehende Kraftstoff von der Zulauf bohrung 27 in den Druckraum 32 oberhalb des Servoko'lbens 34. Die jetzt auf den Servo kolben 34 wirkende Kraft bewegt Servokolben 34 und Pumpenkolben 37 nach unten und im Pumpenarbeitsraum 41 entsteht ein Einspritz druck p-g von z.B. 300 atü, der entsprechend dem "Übersetzungsverhältnis zwisehen Servokolben 30 xmd- Pumpenkolben 37 größer ist als der Servodruck.In the switching position of the solenoid valve 12 shown in FIG. 1, the servo pressure ρ of, for example, 100 atü prevails in the Pumpenarbextsraim.41 and in the pressure line 56; the inlet valve 44 is closed. When the solenoid valve 12 switches under the action of a control signal into the position shown in FIG Force moves the servo piston 34 and pump piston 37 downwards and in the pump working chamber 41 an injection pressure pg of, for example, 300 atmospheres, which is greater than the servo pressure according to the "transmission ratio between servo pistons 30 xmd pump piston 37".
Die Schließfeder 61 der Einspritzdüse 17 ist im1 vorliegenden Beispiel auf 150 atü Düsenöffnungsdruck vorgespannt und der unter Einspritz druck pE stehende Kraftstoff greift an der Differenzringfläche 58 der Tentilnadel 19 an, hebt die Yenti !nadel an und Kraftstoff wird in den Motor zylinder eingespritzt. . · " —ΙΟThe closing spring 61 of the injection nozzle 17 is biased present example to 150 atm nozzle opening pressure at 1 and which is under injection pressure p E Fuel engages the difference annular surface 58 of the Tentilnadel 19 at raises Yenti! Needle and fuel is injected into the engine cylinder. . · "—ΙΟ
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Der EinspritzhubΉ"wird beendet, wenn durch Abschalten des Steuersignals zum Magnetventil 12 dieses in die in Fig. 4 gezeichnete Schaltstellung umschaltet. Jetzt wird der Druckraum 32 plötzlich entlastet, der im Pumpenarbeitsraum 41 und Druckleitung 56 befindliche und unter Einspritzdruck stehende Kraftstoff bewegt die Kolben 34 und 37 etwas nach oben, wodurch der Druck in der Leitung 56 unter den Düsenöffnungsdruck abfällt. Die Ventilnadel 19 kehrt in ihre Schließstellung zurück und die Einspritzung ist beendet.The injection stroke "is ended when the Control signal to the solenoid valve 12 switches this to the switching position shown in FIG. 4. Now the Pressure chamber 32 suddenly relieved of pressure in the pump working chamber 41 and pressure line 56 located and under injection pressure Stagnant fuel moves the pistons 34 and 37 slightly above, causing the pressure in line 56 to be below the nozzle opening pressure falls off. The valve needle 19 returns to its closed position and the injection is ended.
" Sobald der Druck im Pumpenarbeitsraum 41 zusammen mit dem der Kraft der Feder 43 entsprechenden Druck unter den Druck in der Füllbohrung 46 fällt, öffnet das Zulaufventil 44 und Kraftstoff strömt von der Füllbohrung 46 in den Pumpenarbeit sraum 41 und bewegt dabei Pumpenkolben 37 und Servokolben 3/^^ach oben. Durch die Wirkung der Drossel 51 entsteht ein so großer Druckabfall, daß der Servokolben 34 gedämpft an seinem oberen Anschlag 35 anlangt. Durch eine Abstimmung von Zulaufventil 44 und Drossel 51 kann dieser Füllhub bis kurz vor den Beginn des nächsten Einspritzhubes ausgedehnt werden. Der sofort nach der Entlastung der Druckleitung einsetzende Füllhub verhindert die bei schneller Druckentlastung so gefürchtete und bei Unterdruck in der Pumpe entstehende Kavitation."As soon as the pressure in the pump working chamber 41 together with the the pressure corresponding to the force of the spring 43 falls below the pressure in the filling bore 46, the inlet valve 44 and opens Fuel flows from the filling bore 46 into the pump work space 41 and moves the pump piston 37 and servo piston 3 / ^^ oh above. The effect of the throttle 51 arises such a large pressure drop that the servo piston 34 arrives at its upper stop 35 in a damped manner. By a This can be coordinated between the inlet valve 44 and the throttle 51 The filling stroke can be extended until shortly before the start of the next injection stroke. The immediately after the discharge of the The filling stroke, which starts in the pressure line, prevents the so dreaded with rapid pressure relief and with negative pressure in the Cavitation generated by the pump.
Der durch die Drossel 51 verursachte Druckabfall in der Füllbohrung 46 und im Pumpenarbeitsraum 41 besteht nur solange, wie sich Pumpenkolben 37 und Servokolben 34 nach oben bewegen. Sind diese Kolben an ihrem oberen Anschlag 35 angelangt, steigt der Druck in der Füllbohrung 46, im Pumpenarbeitsraum 41 sowie in der Druckleitung 56 wieder auf den Servodruck an (siehe Fig. 1). Dies hat den Vorteil,The pressure drop caused by the throttle 51 in the Filling bore 46 and in the pump working space 41 only exist as long as the pump piston 37 and servo piston 34 follow move up. When these pistons have reached their upper stop 35, the pressure in the filling bore 46 increases in the Pump working space 41 and in the pressure line 56 again on the servo pressure (see Fig. 1). This has the advantage
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daß der vor Beginn jeder Einspritzung zwischen Pumpenarbeitsraum 41 und Ringraum 57 verbleibende Druck (Standdruck) durch entsprechende Festlegung des Servodruckes genau bestimmt werden kann. Wenn der Servodruck so ausgelegt wird, daß er nur wenig niedriger ist als der Düsenöffnungsdruck, erfolgt das Öffnen der Düse infolge kurzen Einspritzverzuges sehr rasch. ■ that the pressure remaining between the pump working chamber 41 and the annular chamber 57 before the start of each injection (static pressure) precisely determined by setting the servo pressure accordingly can be. If the servo pressure is designed so that it is only slightly lower than the nozzle opening pressure, the opening of the nozzle takes place very quickly as a result of the short injection delay. ■
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Pumpe-Düse besteht darin, daß die Abweichung der Einspritzmenge vom Sollwert (Mengenstreuung) von Einspritzung zu Einspritzung infolge der Flächenübersetzung von Servokolben zu Pumpenkolben·erheblich verringert wird. Bekanntlich haben Magnetventile eine zeitliche Streuung, d.h. Offnungs- und Schließzeitpunkt sind bei gleich langen Steuerzeiten nicht immer ganz ge nau gleich. Diese zeitliche Streuung führt auch zu einer, entsprechenden Mengenstreuung der Pumpe-Düse. Da im vorliegenden Fall die vom Magnetventil gesteuerte Menge dem Servokolben zugeführt wird, vermindert sich im Pumpenkolben die Mengenstreuung im Verhältnis der Flächenübersetzung. / ·■There is another advantage of the pump-nozzle described in that the deviation of the injection quantity from the target value (Quantity variation) from injection to injection due to the area ratio of servo pistons to pump pistons · considerable is decreased. It is well known that solenoid valves vary over time, i.e. the opening and closing times are not always very good given the same length of control times exactly the same. This variation over time also leads to a corresponding variation in the quantity of the unit injector. As in the present If the amount controlled by the solenoid valve is fed to the servo piston, it is reduced in the pump piston the quantity spread in relation to the area ratio. / · ■
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