DE2307435A1 - FUEL INJECTION DEVICE FOR COMBUSTION MACHINERY - Google Patents
FUEL INJECTION DEVICE FOR COMBUSTION MACHINERYInfo
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Description
R. 13 37R. 13 37
Anlage zurAttachment to
Patent- undPatent and
GebrauchsmusterhilfsanmeldungUtility model registration
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen, bei der der Pumpenarbeitsraum einer elektrisch angetriebenen Hubkolbenpumpe mit dem Druckraum mindestens eines hydraulisch betätigbaren federbelasteten Einspritzventils verbunden und über ein Zulaufventil an eine Druckquelle angeschlossen istThe invention relates to a fuel injector for internal combustion engines, in which the pump working space of an electrically driven reciprocating piston pump connected to the pressure chamber of at least one hydraulically actuated spring-loaded injection valve and is connected to a pressure source via an inlet valve
Einrichtungen zum Einspritzen von Kraftstoff in Dieseloder Otto-Motoren arbeiten entweder ganz mechanischhydraulisch oder es werden zur Steuerung der Pumpe oder der Einspritzventile zusätzlich Elektromagnete verwendet. So sind z.B. hydraulisch angetriebene Pumpen bekanntgeworden, deren hydraulischer Antrieb durch Magnetventile gesteuert wird.Devices for injecting fuel into diesel or Otto engines work either entirely mechanically and hydraulically or are used to control the pump or the injectors also use electromagnets. For example, hydraulically driven pumps have become known, whose hydraulic drive is controlled by solenoid valves.
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Es sind aber auch Kraftstoffeinspritzeinrichtungen der eingangs genannten Bauart bekannt, bei denen das Pumpglied einer Hubkolbenpumpe unter Umgehung eines hydraulischen Antriebes direkt von einem Elektromagneten angetrieben wird. Diese Pumpen sind jedoch nur für geringe Einspritzdrücke verwendbar, oder die Magnete werden so groß, daß der Bauraum am Motor nicht ausreicht und die Massenkräfte der Pumpe nicht mehr beherrschbar sind.But there are also known fuel injection devices of the type mentioned in which the pump member a reciprocating piston pump driven directly by an electromagnet while bypassing a hydraulic drive will. However, these pumps can only be used for low injection pressures, or the magnets are so large that the installation space on the motor is not sufficient and the inertia forces of the pump can no longer be controlled.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Kraftstoffeinspritzeinrichtung der eingangs genannten Bauart zu verbessern und eine Einrichtung zu schaffen, die die Nachteile bekannter elektrisch angetriebener Anlagen nicht hat.The invention is now based on the object of the fuel injection device to improve the type mentioned above and to create a device that has the disadvantages known electrically powered systems does not have.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das bewegliche Pumpglied der Hubkolbenpumpe von einem elektronisch angesteuerten Linearmotor antreibbar ist.According to the invention, this object is achieved in that the movable pumping element of the reciprocating piston pump is electronically controlled controlled linear motor can be driven.
Eine besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung, bei der die Hubkolbenpumpe mit dem Einspritzventil zu einer Pumpe-Düse zusammengebaut ist, ist derart, daß die Hubkolbenpumpe als bewegliches Pumpglied einen hülsenförmigen Pumpenzylinder hat, der längsverschiebbar um einen mit dem Pumpengehäuse fest verbundenen Pumpenkolben angeordnet ist und den Pumpenarbeitsraum enthält, der über einen als Längsbohrung im Pumpenkolben ausgebildeten Teil der Druckleitung und eine Druckleitung im Einspritzventil mit dem Druckraum des Einspritzventils verbunden ist. Dadurch ergeben sich kurze Leitungswege zwischen der Pumpe und dem Einspritzventil.A special embodiment of the fuel injection device according to the invention, in which the reciprocating piston pump is assembled with the injection valve to form a pump nozzle such that the reciprocating piston pump has a sleeve-shaped pump cylinder as a movable pumping member, which is longitudinally displaceable is arranged around a pump piston fixedly connected to the pump housing and contains the pump working chamber, which Via a part of the pressure line designed as a longitudinal bore in the pump piston and a pressure line in the injection valve is connected to the pressure chamber of the injection valve. This results in short lines between the pump and the injector.
Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist derart, daß der Linearmotor eine Serie von im Pumpengehäuse untergebrachter Antriebsspulen hat, die durch Polplatten voneinander getrennt sind, die zentrische Bohrungen haben,Another embodiment of the subject matter of the invention is such that the linear motor has a series of in the pump housing has housed drive coils that are separated from one another by pole plates that have central bores,
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in denen ein Weicheisenanker längsverschiebbar gelagert ist, der in seinem Innern den als Stahlhülse ausgebildeten Pumpenzylinder trägt.in which a soft iron anchor is mounted longitudinally displaceable, the inside of which is designed as a steel sleeve Pump cylinder carries.
Um die im Weicheisenanker induzierten Ströme zu verstärken, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes der Weicheisenanker von einer Kupferhülse umgeben.In order to increase the currents induced in the soft iron armature, in an advantageous embodiment of the subject matter of the invention, the soft iron armature is a copper sleeve surround.
In einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sind in der Längsachse des mindestens aus Pumpenzylinder und Weicheisenanker bestehende Pumpgliedes parallel zur Zylinderbohrung Längskanäle untergebracht, die über als Zulaufventil dienende Steuerbohrungen den Pumpenarbeitsraum mit der Druckquelle verbinden.In a further embodiment of the subject matter of the invention, at least one pump cylinder is in the longitudinal axis and soft iron anchors existing pumping member parallel to the cylinder bore housed longitudinal channels, which over as Inlet valve serving control bores connect the pump working space with the pressure source.
Des weiteren ist es vorteilhaft, daß die Längskanäle zwei den beiden Enden des Pumpgliedes benachbarte Räume miteinander verbinden, denn dadurch wird die Hin- und Herbewegung des Pumpgliedes erleichtert und eine durch Unterdruck in den Kraftstoffräumen entstehende Gasblasenbildung vermieden.Furthermore, it is advantageous for the longitudinal channels to interconnect two spaces adjacent to the two ends of the pump member connect, because this facilitates the back and forth movement of the pump member and a vacuum in Avoid the formation of gas bubbles in the fuel compartments.
Da die zur Erzielung von hohen Einspritzdrücken bei der Dieseleinspritzung oder bei der Direkteinspritzung in Ottomotoren benötigte elektrische Leistung vom Linearmotor nicht kurzzeitig aufgebracht werden kann, ist eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes derart, daß die Steuerbohrungen in der einen Endlage des Pumpenzylinders nach dem Saughub einen solchen Abstand von einer eine Steuerkante für das Zulaufventil bildenden Stirnseite des Pumpenkolbens haben, daß sich ein Leerhub ergibt, der ein Mehrfaches des maximalen Nutzhubes ist. Dadurch wird die Masse des Pumpgliedes durch den Linearmotor vor Beginn desThis is because it is used to achieve high injection pressures in diesel injection or direct injection in gasoline engines The required electrical power cannot be applied briefly by the linear motor, is an advantageous one Further development of the subject matter of the invention in such a way that the control bores are in one end position of the pump cylinder after the suction stroke such a distance from an end face of the forming a control edge for the inlet valve Pump pistons have an idle stroke that is a multiple of the maximum useful stroke. This will make the Mass of the pumping member by the linear motor before the start of the
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eigentlichen Pumphubes beschleunigt und die gespeicherte kinetische Energie zur Druckerhöhung im Pumpenarbeitsraum verwendet.The actual pump stroke is accelerated and the stored kinetic energy increases the pressure in the pump working area used.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the fuel injection device according to the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine zu einer Pumpe-Düse zusammengebauten Pumpe mit Einspritzventil und1 shows a cross section through a pump with an injection valve and assembled to form a pump-nozzle
Fig. 2 einen vereinfachten Schaltplan für den Linearmotor der Pumpe-Düse nach Fig. 1.FIG. 2 shows a simplified circuit diagram for the linear motor of the pump nozzle according to FIG. 1.
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Fig. 1 hat mindestens eine Pumpe-Düse 10, die über eine Zulaufleitung 11 an eine mit 12 bezeichnete Druckquelle angeschlossen ist. Diese Druckquelle 12 hat im wesentlichen eine Förderpumpe 13, deren Förderdruck durch ein Druckbegrenzungsventil l4 auf einem gewünschten Zulaufdruck, z.B. 2 bar, gehalten wird, und die den zu fördernden Kraftstoff aus einem Tank 15 ansaugt. Evtl. noch notwendige Filter und Druckspeicher sind bekannt und deshalb nicht näher dargestellt. The fuel injection device according to FIG. 1 has at least one pump nozzle 10, which is connected via a feed line 11 is connected to a pressure source designated by 12. This pressure source 12 essentially has a feed pump 13, the delivery pressure of which is set to a desired inlet pressure, e.g. 2 bar, through a pressure relief valve l4, is held, and which sucks the fuel to be pumped from a tank 15. Possibly still necessary filters and Pressure accumulators are known and are therefore not shown in detail.
Die Pumpe-Düse 10 hat ein Pumpengehäuse 16, durch das ein mit 17 bezeichnetes, an sich bekanntes hydraulisch betätigtes und federbelastetes Einspritzventil und eine elektrisch angetriebene Hubkolbenpumpe 18 zu einer Baueinheit, d.h. zu der Pumpe-Düse 10, zusammengehalten sind.The pump nozzle 10 has a pump housing 16 through which a hydraulically actuated and spring-loaded injection valve, which is known per se and is designated by 17, and a electrically driven reciprocating piston pump 18 are held together to form a structural unit, i.e. the pump nozzle 10.
Die Hubkolbenpumpe 18 hat als bewegliches Pumpglied einen hülsenförmigen Pumpenzylinder 19, der längsverschiebbar um einen mit dem Pumpengehäuse 16 fest verbundenen Pumpenkolben 21 angeordnet ist und einen mit 22 bezeichnetenThe reciprocating piston pump 18 has, as a movable pumping member, a sleeve-shaped pump cylinder 19 which is longitudinally displaceable is arranged around a pump piston 21 fixedly connected to the pump housing 16 and one designated by 22
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Pumpenarbeitsraum enthält. Der Pumpenarbeitsraum 22 ist über eine Druckleitung 23, 24 mit einem Druckraum 25 des Einspritzventils 17 verbunden. Der eine mit 23 bezeichnete Teil der Druckleitung 23, 21I ist eine Längsbohrung 2 3 im Pumpenkolben 21 und der andere Teil der Druckleitung 23, 24 ist die Druckleitung 24 im Einspritzventil 17. Der als bewegliches Pumpglied dienende Pumpenzylinder 19 ist in einen Weicheisenanker 26 eingeschrumpft, der von einer Kupferhülse 27 umgeben ist. Der den Pumpenzylinder 19 enthaltende und von der Kupferhülse 27 umgebene WeicheisenankerContains pump work space. The pump working chamber 22 is connected to a pressure chamber 25 of the injection valve 17 via a pressure line 23, 24. One part of the pressure line 23, 2 1 I labeled 23 is a longitudinal bore 2 3 in the pump piston 21 and the other part of the pressure line 23, 24 is the pressure line 24 in the injection valve 17. The pump cylinder 19, which serves as a movable pumping element, is inserted into a soft iron armature 26 shrunk, which is surrounded by a copper sleeve 27. The soft iron armature containing the pump cylinder 19 and surrounded by the copper sleeve 27
26 ist das bewegliche Teil eines mit 28 bezeichneten Linearmotors, der eine Serie, hier im Beispiel sechs, Antriebsspulen 29 hat, die im Pumpengehäuse 16 untergebracht sind, und die durch Polplatten 31 voneinander getrennt sind. Die Polplatten 31 haben je nach ihrer Größe sechs bis zwölf radiale Schlitze 32 und in ihrer Mitte zentrische Bohrungen 33, in denen der mit der Kupferhülse 27 umgebene Weicheisenanker 26 längsverschiebbar gelagert ist. Durch die elektronisch angesteuerten Antriebsspulen 29 des Linearmotors 28 werden in der Kupferhülse26 is the moving part of a linear motor denoted by 28, which has a series, here in the example six, drive coils 29, which are accommodated in the pump housing 16, and which are separated from one another by pole plates 31. the Depending on their size, pole plates 31 have six to twelve radial slots 32 and central bores 33 in which the soft iron armature 26 surrounded by the copper sleeve 27 is mounted so as to be longitudinally displaceable. With the electronically controlled Drive coils 29 of the linear motor 28 are in the copper sleeve
27 des Weicheisenankers 26 Ströme induziert, die aufgrund der besonderen elektrischen Schaltung (siehe Fig. 2) der Antriebsspulen ein lineares magnetisches Wanderfeld ergeben. 27 of the soft iron armature 26 induces currents which, due to the special electrical circuit (see FIG. 2) of the drive coils, result in a linear traveling magnetic field.
Am Außenumfang des Weicheisenankers 26 sind Längskanäle 34 eingearbeitet, die parallel zu einer mit 35 bezeichneten Zylinderbohrung im Pumpenzylinder 19 verlaufen und über als Zulaufventil dienende Steuerbohrungen 36 den Pumpenarbeitsraum 22 mit der Druckquelle 12 verbinden. Die Längskanäle 34 erstrecken sich über die gesamte Länge des Pumpgliedes 19, 26, 27 und verbinden zwei Räume 37 und 38 im Innern des Pumpengehäuses 16 miteinander, wobei der eine Raum 37 einem der Zulaufleitung 11 zugewandten Ende 19a des Pumpgliedes 19, 26, 27 benachbart ist und direkt mit der Zulaufleitung 11 und damitLongitudinal channels 34 are incorporated on the outer circumference of the soft iron anchor 26, which run parallel to a cylinder bore designated by 35 in the pump cylinder 19 and serve as an inlet valve Serving control bores 36 the pump working space 22 with the pressure source 12 connect. The longitudinal channels 34 extend extend over the entire length of the pump member 19, 26, 27 and connect two spaces 37 and 38 inside the pump housing 16 with one another, the one space 37 being adjacent to an end 19a of the pump member 19, 26, 27 facing the inlet line 11 is and directly to the feed line 11 and thus
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mit der Druckquelle 12 verbunden ist. Der andere Raum 38 ist dem anderen dem Einspritzventil 17 zugev/andten Ende 19b des Pumpgliedes 19, 26, 27 benachbart, und der in diesem Raum enthaltene Kraftstoff fließt beim Niedergehen des Pumpgliedes 19, 26, 27 durch die Längskanäle 31I in den der Zulauf leitung zugewandten Raum 37· Dadurch wird das beim Einspritzhub sich nach unten bewegende Pumpglied 19, 26, 27 nicht in seiner Bewegung gehindert.is connected to the pressure source 12. The other space 38 is adjacent to the other end 19b of the pump member 19, 26, 27 facing the injection valve 17, and the fuel contained in this space flows through the longitudinal channels 3 1 I into the when the pump member 19, 26, 27 descends In this way, the movement of the pumping element 19, 26, 27, which moves downwards during the injection stroke, is not prevented.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Steuerbohrungen 36 in der Wand des Pumpenzylinders 19 in der gezeichneten einen Endlage des Pumpenzylinders nach dem Saughub einen solchen Abstand von einer eine Steuerkante für das Zulaufventil 26 bildenden Stirnseite 39 des Pumpenkolbens 21, daß sich ein Leerhub HL ergibt, der ein Mehrfaches des maximalen Nutzhubes HV ist. Durch den Leerhub HL ergibt sich entsprechend der Energiezufuhr des Linearmotors und aufgrund der kinetischen Energie der Masse des Pumpgliedes 19, 26, 27 bis zum Verschließen der Steuerbohrung 36 durch die Stirnseite 39 des Pumpenkolbens 21 eine so große Kraft, daß während des nach dem Schließen der Steuerbohrung beginnenden Nutzhubes HN der Kraftstoffdruck, d.h. in diesem Falle der Einspritzdruck, beträchtlich höher ist als der Zulaufdruck von der Druckquelle 12 her. Im Raum 37 ist noch eine Tellerfeder kl angebracht, die der Rückgewinnung eines Teils der während des Saughubes gespeicherten Energie dient. Eine zweite Tellerfeder im Raum 38 bewirkt den Schutz des Pumpgliedes und des Gehäuses l6 für den Fall, daß mit dem Kraftstoff Luft angesaugt wird und das Pumpglied 19, 26, 27 mit großer Wucht am Ende des Pumphubes unten aufprallt. Die beiden Räume 37 und 38 sind außer durch die Längskanäle J>k im Purnpglied 19, 26, 27 auch über die Schlitze 32 in den Polplatten 31 miteinander verbunden, so daß der Austausch des Kraftstoffes zwischen den beiden Räumen bei der Bewegung des Pumpgliedes 19, 26, leicht möglich ist.In the embodiment shown in Fig. 1, the control bores 36 in the wall of the pump cylinder 19 in the drawn one end position of the pump cylinder after the suction stroke have such a distance from an end face 39 of the pump piston 21 that forms a control edge for the inlet valve 26 that an idle stroke occurs HL results, which is a multiple of the maximum useful stroke HV. Due to the idle stroke HL, according to the energy supply of the linear motor and due to the kinetic energy of the mass of the pump member 19, 26, 27 until the control bore 36 is closed by the end face 39 of the pump piston 21, a force so great that during the after closing the The fuel pressure, that is to say in this case the injection pressure, is considerably higher than the inlet pressure from the pressure source 12 at the beginning of the effective stroke HN of the control bore. In space 37, a plate spring kl is also attached, which is used to recover part of the energy stored during the suction stroke. A second disc spring in space 38 protects the pump element and the housing 16 in the event that air is sucked in with the fuel and the pump element 19, 26, 27 hits the bottom with great force at the end of the pump stroke. The two spaces 37 and 38 are connected to one another not only through the longitudinal channels J> k in the pump element 19, 26, 27 but also through the slots 32 in the pole plates 31, so that the exchange of fuel between the two spaces when the pump element 19, 26, is easily possible.
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Die während des Pumphubes des Pumpgliedes 19, 26, 27 benötigte elektrische Energie ist bei der vorliegenden Pumpe-Düse 10 dadurch kleingehalten, daß zur Erzeugung des nötigen Einspritzdruckes die kinetische Energie des Pumpgliedes ausgenützt wird, Um störende ölsäulenschwingungen in der Druckleitung 23, zwischen dem Pumpenarbeitsraum 22 und dem Druckraum 25 des Einspritzventils 17 weitgehend zu verhindern, ist die Hubkolbenpumpe 18 mit dem Einspritzventil 17 zu der beschriebenen Pumpe-Düse 10 zusammengefaßt.The electrical energy required during the pumping stroke of the pump member 19, 26, 27 is in the present pump nozzle 10 kept small in that the kinetic energy of the pump element is used to generate the necessary injection pressure, To prevent disturbing oil column vibrations in the pressure line 23, between the pump working chamber 22 and the pressure chamber 25 of the To largely prevent injection valve 17, the reciprocating piston pump 18 with the injection valve 17 is similar to that described Pump-nozzle 10 combined.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt nur eine über die Zulaufleitung 11 an die Druckquelle 12 angeschlossene Pumpe-Düse 10, weitere Pumpe-Düsen für die anderen Zylinder des Motors sind in bekannter Weise über weitere Zulaufleitungen 11a, 11b und lic an die gleiche Druckquelle 12 angeschlossen. Dies gilt für einen Vier-Zylinder-Motor, und bei anderen Zylinderzahlen ändert sich entsprechend die Anzahl der zugehörigen Pumpe-Düsen 10.The embodiment shown in FIG. 1 shows only one connected to the pressure source 12 via the supply line 11 Pump-nozzle 10, further pump-nozzles for the other cylinders of the engine are in a known manner via further supply lines 11a, 11b and lic are connected to the same pressure source 12. This applies to a four-cylinder engine, and at With other numbers of cylinders, the number of associated pump nozzles 10 changes accordingly.
Das in Fig. 2 vereinfacht dargestellte Schaltbild der elektronischen Ansteuerung des Linearmotors 28 der Pumpe-Düse zeigt die sechs Antriebsspulen 29, die in Gruppen zu je drei Spulen an zwei Leistungsverstärker 51 und 52 angeschlossen sind. Die Antriebsspulen 29 haben, hier nicht näher dargestellt, miteinander verbundene Mittelanzapfungen, die in ebenfalls nicht näher dargestellter Weise an einem Pol der Speisespannungsquelle liegen.The circuit diagram of the electronic circuit shown in simplified form in FIG Control of the linear motor 28 of the pump nozzle shows the six drive coils 29, which are in groups of three Coils connected to two power amplifiers 51 and 52 are. The drive coils 29 have, not shown in detail here, interconnected center taps, which in also not shown in detail at one pole of the supply voltage source.
Der eine Leistungsverstärker 51 ist an einem Oszillator 53 angeschlossen, der eine annähernd sinusförmige Ausgangsspannung mit einer Frequenz von etwa 300 bis 500 Hz erzeugt. Um die zur Erzielung des Wanderfeldes im Linearmotor 28 notwendige phasenverschobene Wechselspannung aufzubauen, sind zwei Phasenschieber 51* und 55 parallel zueinander an den Oszillator 53 angeschlossen und über je einen PhasenschalterOne power amplifier 51 is connected to an oscillator 53 which generates an approximately sinusoidal output voltage with a frequency of approximately 300 to 500 Hz. In order to build up the phase-shifted alternating voltage necessary to achieve the traveling field in the linear motor 28, two phase shifters 5 1 * and 55 are connected in parallel to one another to the oscillator 53 and each via a phase switch
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56 und 57 und einen Zwischentransformator 58 gelangt diese Spannung zum Leistungsverstärker 52. Mit dem Phasenschieber 5Ί und Phasenschalter 56 wird synchron zur Nockenwellendrehzahl der Vorlauf- bzw. Druckhub des Pumpgliedes 19, 26, 27 (Fig. 1) und mit dem Phasenschieber 55 und Phasenschalter der Rücklauf- bzw. Saughub des Pumpgliedes 19, 26, 27 gesteuert, das als Anker des Linearmotors 2 8 dient. Die dazu benötigten Taktimpulse gelangen von einem, bei Mehrzylinder-Motoren von mehreren, von der Nockenwelle 60 angetriebenen induktiven Impulsgeber 59 zu einer monostabilen Kippstufe56 and 57 and an intermediate transformer 58 this arrives Voltage to the power amplifier 52. With the phase shifter 5Ί and phase switch 56 is synchronized with the camshaft speed the advance or pressure stroke of the pump member 19, 26, 27 (Fig. 1) and with the phase shifter 55 and phase switch the return or suction stroke of the pump member 19, 26, 27 is controlled, which serves as the armature of the linear motor 28. The to it The required clock pulses come from one, in multi-cylinder engines from several, driven by the camshaft 60 inductive pulse generator 59 to a monostable multivibrator
61 (monostabiler Multivibrator), an die in Reihe zwei weitere monostabile Kippstufen 62 und 63 angeschlossen sind, wobei das Ausgangssignal Sl der ersten Kippstufe als Eingangssignal der zweiten Kippstufe 62 und das Ausgangssignal S2 der zweiten Kippstufe 62 als Eingangssignal der dritten Kippstufe 63 dient. Das Ausgangssignal S2 betätigt gleichzeitig den Phasenschalter61 (monostable multivibrator), two more in series monostable flip-flops 62 and 63 are connected, the output signal Sl of the first flip-flop as the input signal of the second flip-flop 62 and the output signal S2 of the second flip-flop 62 is used as the input signal of the third flip-flop 63. The output signal S2 simultaneously actuates the phase switch
57 für den Rücklauf- bzw. den Saughub des Pumpgliedesl9, 26, 27.57 for the return or suction stroke of the pumping element 9, 26, 27
Das Ausgangssignal S3 der dritten Kippstufe 63 betätigt den Phasenschalter 56 für den Vorlauf bzw. den Druckhub des Pumpgliedes 19, 26, 27.The output signal S3 of the third flip-flop 63 actuates the phase switch 56 for the advance or the pressure stroke of the pump element 19, 26, 27.
Die Länge der Ausgangssignale Sl, S2, S3 der drei Kippstufen 6l, 62, 63 wird lastabhängig über die Zusatzeingänge 6h, und 66 gesteuert und zur Regelung der Leerlauf- bzw. Enddrehzahl ist ein zweiter Zusatzeingang 67 der ersten Kippstufe mit einer Leerlaufreglerschaltung 68 verbunden und jeweils ein zweiter Zusatzeingang 69 bzw. 71 der zweiten KippstufeThe length of the output signals Sl, S2, S3 of the three flip-flops 6l, 62, 63 is controlled depending on the load via the additional inputs 6h, and 66, and a second additional input 67 of the first flip-flop is connected to an idle control circuit 68 to regulate the idle or final speed a second additional input 69 or 71 of the second flip-flop stage
62 bzw. der dritten Kippstufe 63 sind an eine elektronische Enddrehzahlreglerschaltung 72 angeschlossen. Die Impulszeitlängen der beiden Kippstufen 62 und 63 bestimmen die Vorlaufbzw. Rücklaufimpulszeit und damit die Größe der durch die Be-62 or the third flip-flop 63 are connected to an electronic final speed controller circuit 72. The pulse time lengths of the two tilting stages 62 and 63 determine the Vorlaufbzw. Return pulse time and thus the size of the
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wegung des Pumpgliedes gespeicherten Energie. Ist diese Energie durch die Einspritzung aufgebraucht, dann ist das Ende der Einspritzdauer erreicht.movement of the pumping member stored energy. If this energy is used up by the injection, then the end is reached the injection duration.
Die Zusatzeingänge 64, 65, 66 der drei monostabilen Kippstufen 6l, 62 und 63 sind in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Schaltung für die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung lastabhängig steuerbar und stehen deshalb, wie gestrichelt angedeutet, mit einem Gaspedal 72I in Wirkverbindung.The additional inputs 64, 65, 66 of the three monostable multivibrators 6l, 62 and 63 of a circuit for the inventive fuel injection device are a function of load can be controlled in the example shown in FIG. 2 embodiment, and are therefore, as indicated by dashed lines, to an accelerator pedal 7 2 I in operative connection.
Ein mit 75 bezeichneter Drehzahlgeber wird wie der Impulsgeber 59 von der Nockenwelle 60 des Motors angetrieben und ist über eine monostabile Kippstufe 76 und einen Tiefpaßfilter 77 an die Leerlauf- und Enddrehzahlreglerschaltungen 68 und 72 angeschlossen, wobei der Drehzahlgeber 75, Kippstufe 76 und Tiefpaßfilter 77 als Drehzahlmesser die für die Regelung der Einspritzzeiten benötigten Drehzahlsignale liefern.A speed sensor designated 75 is driven like the pulse generator 59 from the camshaft 60 of the engine and is via a monostable multivibrator 76 and a low-pass filter 77 to the idle and maximum speed controller circuits 68 and 72 connected, the tachometer 75, flip-flop 76 and low-pass filter 77 as the tachometer for the Control of the injection times provide the required speed signals.
Im folgenden wird ein Arbeitsgang der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit der Pumpe-Düse 10 während eines Arbeitstaktes des Motors anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben: The following is an operation of the fuel injection device according to the invention with the pump nozzle 10 during a working cycle of the engine with reference to Figures 1 and 2:
In Fig. 1 steht das Pumpglied 19, 26, 27 in seiner oberen Totpunktlage nach dem Ende des Saughubes und vor Beginn des Druckhubes. Der Druckhub beginnt, wenn bei geschlossenem Phasenschalter 56 (Fig. 2) die drei an den Leistungsverstärker 52 angeschlossenen Antriebsspulen 29 in der durch die monostabile Kippstufe 63 gesteuerten Impulszeit die für die Bewegung des Pumpgliedes 19, 26, 27 benötigte Energie zugeführt bekommen. Die Dauer der Energiezufuhr zu den Antriebsspulen 29 wird von der Länge des Ausgangssignales S3 der dritten In Fig. 1, the pump member 19, 26, 27 is in its top dead center position after the end of the suction stroke and before the start of the Pressure stroke. The pressure stroke begins when, with the phase switch 56 (FIG. 2) closed, the three are connected to the power amplifier 52 connected drive coils 29 in the pulse time controlled by the monostable flip-flop 63 get supplied for the movement of the pump member 19, 26, 27 required energy. The duration of the energy supply to the drive coils 29 depends on the length of the output signal S3 of the third
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monostabilen Kippstufe 63 bestimmt, wobei diese Länge last- und drehzahlabhängig über die beiden Zusatzeingänge 66 und 71 gesteuert wird. Beim Druckhub legt das Pumpglied 19, 26, zuerst einen Leerhub HL zurück, während dem der entsprechende Teil des im Pumpenarbeitsraum 23 befindlichen Kraftstoffes · über die Steuerbohrungen 36 und die Längskanäle 3** aus den Pumpenarbeitsraum verdrängt wird. Nachdem die als Steuerkante dienende obere Stirnseite 39 des Pumpenkolbens 21 die Steuerbohrungen 36 verschlossen hat, beginnt der Nutzhub HN, während dem die Einspritzung stattfindet, indem der jetzt verdrängte Kraftstoff über die Druckleitungen 23 und 2k in den Druckraum 25 des Einspritzventils gedruckt wird und dort in bekannter Weise das Ventilglied des Einspritzventils 17 anhebt, und der Kraftstoff wird in den Motorbrennraum eingespritzt. Dadurch, daß der Leerhub HL ein Mehrfaches des Nutzhubes HN beträgt, wird durch die gespeicherte kinetische Energie des Pumpgliedes 19, 26, 27 der zum Einspritzventil geförderte Kraftstoff auf den benötigten Einspritzdruck angehoben. Die Einspritzung ist beendet, wenn, wie bereits beschrieben, die Energie aufgebraucht ist, die bei geschlossenem Phasenschalter 56 über den Leistungsverstärker 52 den an diesen Leistungsverstärker angeschlosenen Antriebsspulen 29 zugeführt wurde.Monostable flip-flop 63 is determined, this length being controlled as a function of load and speed via the two additional inputs 66 and 71. During the pressure stroke, the pump member 19, 26 first covers an idle stroke HL, during which the corresponding part of the fuel in the pump working chamber 23 is displaced from the pump working chamber via the control bores 36 and the longitudinal channels 3 **. After the upper end face 39 of the pump piston 21, which serves as the control edge, has closed the control bores 36, the useful stroke HN begins, during which the injection takes place, in that the now displaced fuel is pressed via the pressure lines 23 and 2k into the pressure chamber 25 of the injection valve and there into In a known manner, the valve member of the injection valve 17 is raised, and the fuel is injected into the engine combustion chamber. Because the idle stroke HL is a multiple of the useful stroke HN, the stored kinetic energy of the pump member 19, 26, 27 raises the fuel delivered to the injection valve to the required injection pressure. The injection is ended when, as already described, the energy has been used up which, when the phase switch 56 was closed, was fed via the power amplifier 52 to the drive coils 29 connected to this power amplifier.
Vor dem Beginn der nächsten Einspritzung erfolgt der Rücklauf bzw. Saughub des Pumpgliedes 19, 26, 27, indem durch das Ausgangssignal S2 der zweiten monostabilen Kippstufe 62 der Phasenschalter 57 geschlossen wird, wodurch die drei an den Leistungsverstärker 53 angeschlossenen Antriebsspulon ihre Antriebsenergie über den Zwischentransformator 58 in umgekehrter Wirkrichtung erhalten. Die Dauer dieses Saughubes ist ebenfalls wie der Druckhub last- und drehzahlabhängig und wird über die Zusatzeingänge 65 und 69 an der zweiten monostabilen Kippstufe 62 gesteuert. Das Ende des Ausgangs-Before the start of the next injection, the return or suction stroke of the pump member 19, 26, 27 takes place by through the output signal S2 of the second monostable multivibrator 62 of the phase switch 57 is closed, whereby the three drive pulon connected to the power amplifier 53 their drive energy via the intermediate transformer 58 in obtained reverse direction of action. The duration of this suction stroke, like the pressure stroke, depends on the load and speed and is controlled via the additional inputs 65 and 69 on the second monostable multivibrator 62. The end of the original
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signales S2 öffnet v/ieder den Phasenschalter 57 und betätigt die dritte monostabile Kippstufe 63, womit der eingangs beschriebene Druckhub beginnt, indem das Ausgangssignal S3 den Phasenschalter 56 öffnet.signal S2 opens again the phase switch 57 and actuated the third monostable multivibrator 63, which is the one described above The pressure stroke begins when the output signal S3 opens the phase switch 56.
Da die drei monostabilen Kippstufen 6l, 62, 63 in Reihe geschaltet sind, bestimmt die monostabile Kippstufe 61 den Spritzbeginn indirekt durch die Steuerung des Anfangs des Saughubes mittels seines Signals Sl, das die monostabile Kippstufe 62 betätigt.Because the three monostable flip-flops 6l, 62, 63 are connected in series are, the monostable flip-flop 61 determines the start of injection indirectly by controlling the start of the suction stroke by means of its signal S1, which actuates the monostable multivibrator 62.
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