DE2512231C2 - Electromagnetically operated fuel injector for an internal combustion engine - Google Patents

Electromagnetically operated fuel injector for an internal combustion engine

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Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigte Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electromagnetically operated fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Einspritzvorrichtung ist in dem älteren deutschen Patent 24 53 411 vorgeschlagen worden. Sie hat gegenüber einer zum bekannten Stande der Technik gehörenden Vorrichtung (GB-PS 3 97 403) den Vorteil, daß sie eine hohe Austrittsgeschwindigkeit an der Einspritzdüse bei einer kompakteren und weniger aufwendigen Bauweise der Einspritzvorrichtung sowie einer wirkungsvolleren Ausnutzung des von den Magnetspulen derselben erzeugten magnetischen Feldes erlaubtSuch an injection device has been proposed in the earlier German patent 2,453,411. she has the advantage over a device belonging to the known state of the art (GB-PS 3 97 403), that they have a high exit speed at the injection nozzle with a more compact and less expensive Design of the injection device and a more effective use of the solenoid coils the same generated magnetic field allowed

Beim Gegenstand des älteren Patents werden zwar Angaben bezüglich der Pumpenausbiidung allgemein gemacht, nicht jedoch im Hinblick auf eine Kraftstoffanreicherung bei bestimmten Betriebszuständen wie z. B. beim Start, insbesondere Kaltstart der Brennkraftmaschine. Wegen der niedrigen Startdrehzah! der Brennkraftmaschine sind die Zylinder derselben besonders gut mit Luft gefüllt. Der Kraftstoff hingegen lagert sich gerade bei diesem Betriebszustand und dem kaltem Motor auf kalten Wandungen ab, d. h. die in die Brennkraftmaschinenzylinder gelangende Kraftstoffmenge verringert sich.In the subject of the earlier patent, information relating to the pump design is general made, but not with a view to fuel enrichment in certain operating conditions such. B. when starting, in particular cold starting the internal combustion engine. Because of the low starting speed! the internal combustion engine the cylinders of the same are particularly well filled with air. The fuel, on the other hand, is stored especially in this operating state and with the cold engine on cold walls, d. H. those in the engine cylinder the amount of fuel arriving is reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einspritzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die Kraftstoffmenge beim Anlassen der Brennkraftmaschine auf einfache Weise zu erhöhen.The invention is based on the object of an injection device according to the preamble of the patent claim 1 to increase the amount of fuel when starting the internal combustion engine in a simple manner.

Der Lösung dieser Aufgabe dienen erfindungsgemäß die im Kennzeichen des Patentanspruchs I angegebenen Merkmale. Durch die wenigstens zweifache Betätigung der Pumpenkolben wird während des Anlassens, und nur dann, die wenigstens doppelte Kraftstoff menge je Arbeitsspiel des Motors eingespritzt und somit auf einfache Weise die Kraftstoffmenge in diesem Betriebszustand vergrößtert.According to the invention, those specified in the characterizing part of claim I serve to achieve this object Characteristics. By actuating the pump pistons at least twice during starting, and only then, at least twice the amount of fuel injected per working cycle of the engine and thus the amount of fuel in this operating state in a simple manner enlarged.

Es ist zwar bereits aus der US-PS 28 75 744 bekannt, durch die Doppelerregung von Elektromagneten die Einspritzmenge während des Anlaßvorganges zu erhöhen. Bei dieser Einspritzvorrichtung erfolgt jedoch eine Doppelerregung des die Ventilnadel eines Einspritzventils betätigenden Elektromagneten während einer motorabhängig gesteuerten und dabei nicht unterbrochenen Kontaktverbindung zum jeweiligen Einspritzventilmagneten durch elektronische Mittel.Although it is already known from US-PS 28 75 744, to increase the injection quantity during the starting process by double excitation of electromagnets. In this injection device, however, double excitation of the valve needle of an injection valve takes place actuating electromagnet during a motor-dependent controlled and not interrupted Contact connection to the respective injection valve magnet by electronic means.

In vorteilhafter Ausgestaltung erfolgt die wenigstens zweifache Erregung der Elektromagnete auf die im Kennzeichen des Patentanspruchs 2 angegebene Weise.In an advantageous embodiment, the at least double excitation of the electromagnets in the manner indicated in the characterizing part of claim 2.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellt darThe invention is described below with reference to the drawing explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Einspritzvorrichtung mit vier Pumpenkolben,1 shows a schematic plan view of an injection device with four pump pistons,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 111-111 in Fig. 1 undFIG. 2 shows a section along the line 111-111 in FIG. 1 and

Fig. 3 ein Schaltbild einer elektronischen Schaltung zur Erregung der Elektromagnete.Fig. 3 is a circuit diagram of an electronic circuit to excite the electromagnets.

7.wei Paare von Elektromagneten 2 sind durch Bolzen f) starr an einer Gestcllplatlc 1 befestigt, leder der llekliomnynelc enthält einen aus einem Stapel von Weich eisenplatten 24 aulgebauten Kern IO und eine den Kern7. Two pairs of electromagnets 2 are rigidly attached to a frame 1 by bolts f), leather of the llekliomnynelc contains a core IO constructed from a stack of soft iron plates 24 and a core

10 umgebende Erregerspule 14. Die Bolzen 6 greifen um die Weicheisenplatten 24 herum. Jeder Elektromagnet 2 ist in einen Kunststoffblock 36 eingebettet Zwischen jedem Paar abwechselnd erregter Elektromagnete 2 ist eine Ankerplatte 18 um ein Gelenk 3 schwenkbar angeordnet. Jede Ankerplatte 18 ist mit eViem Ende 4 an vorstehenden Laschen 37 der Weicheisenplatte 24 eines jeden der Paare von Elektromagneten 2 angelenkt. Am freien Ende 5 trägt jede Ankerplatte 18 ein Verbindungsstück 20, an dem zwei Pumpenkolben 22 zweier Einspritzpumpen befestigt sind. Der Hub der Pumpenkolben 22 wird durch beiderseits der Verbindungsstükke 20 angeordnete, einstellbare und in Form von zwei Keilen ausgebildete Anschläge 26 und 33 begrenzt.10 surrounding excitation coil 14. The bolts 6 grip around the soft iron plates 24. Each electromagnet 2 is embedded in a plastic block 36. Between each pair of alternately energized electromagnets 2 is an anchor plate 18 is arranged pivotably about a joint 3. Each anchor plate 18 is at the eViem end 4 projecting tabs 37 of the soft iron plate 24 of each of the pairs of electromagnets 2 are hinged. At the Free end 5, each anchor plate 18 carries a connecting piece 20 on which two pump pistons 22 of two Injection pumps are attached. The stroke of the pump piston 22 is through both sides of the connecting pieces 20 arranged, adjustable and designed in the form of two wedges stops 26 and 33 limited.

Jeder Pumpenkolben 22 begrenzt einen Pumpenarbeitsraum 29 mit einem Saugventil 39 und einem Druckventil 41. Eine Kraftstoffspeisepumpe versorgt jeden Pumpenarbeitsraum über eine angeschlossene Kraftstoifeinlaßleitung 27 und über Anschlüsse 28 wird der von den Pumpenkolben verdrängte Kraftstoif über Ein-Spritzleitungen zu je einer Einspritzdüse des Verbrennungsmotors geführt. Die die Pumpenzylinder aufnehmenden Zy'iinderblöcke 42, 42' stehen paarweise einander gegenüber und sind durch Verbindungsmittel in einem Abstand Λ voneinander angeordnet.Each pump piston 22 delimits a pump working space 29 with a suction valve 39 and a pressure valve 41. A fuel feed pump supplies each pump working space via a connected fuel inlet line 27 and via connections 28, the fuel displaced by the pump pistons is injected via injection lines each led to an injection nozzle of the internal combustion engine. The ones receiving the pump cylinders Cylinder blocks 42, 42 'face each other in pairs and are in one by connecting means Distance Λ arranged from each other.

Diese Verbindungsmittel bestehen aus Paßstiften 61 und Bolzen 62, welche die Zylinderblöcke 42,42' fest mit der Gestellplatte 1 verbinden. In der Unterseite der Zylinderblöcke 42,42' sind ringförmige Nuten 83 zur Aufnahme von Kautschuk-O-Ringen 82 zur Abdichtung der Zylinderblöcke mit Bezug auf die Gestellplatte 1 vorgesehen. Die einander gegenüberliegenden Flächen 60 der Zylinderblöcke 42, 42' werden durch die Paßstifte 61 genau parallel zueinander gehalten.These connecting means consist of dowel pins 61 and bolts 62, which the cylinder blocks 42,42 'firmly with connect the frame plate 1. In the underside of the cylinder blocks 42, 42 'are annular grooves 83 for receiving of rubber O-rings 82 for sealing the cylinder blocks with respect to the frame plate 1. The opposing surfaces 60 of the cylinder blocks 42, 42 'are defined by the dowel pins 61 held exactly parallel to each other.

jeweils zwei Pumpenkolben 22 sind durch ein Verbindungsstück 20 miteinander gekuppelt. Jedes Verbindungsstück 20 ist durch einen Stift 68 mit der Ankerplatte 18 gelenkig gekuppelt. Das Verdrängervolumen jedes Pumpenkolbens wird durch den Hub des Verbindungsstücks 20 begrenzt, das mit einem Anschlagarm 79 zwisehen den keilförmigen Anschlägen 26 und 33 hin- und herbewegt wird. Zum Aufrechterhalten der genauen Einstellung dieses Hubes sind der Anschlagarm 79 sowie die Anschläge 26 und 33 aus Hartstahl hergestellt.two pump pistons 22 in each case are coupled to one another by a connecting piece 20. Every connector 20 is articulated to anchor plate 18 by a pin 68. The displacement volume of each The pump piston is limited by the stroke of the connecting piece 20, which is connected with a stop arm 79 the wedge-shaped stops 26 and 33 is moved back and forth. To maintain the exact Setting this stroke, the stop arm 79 and the stops 26 and 33 are made of high carbon steel.

Die keilförmigen Anschläge 26 und 33 dienen zur gemeinsamen Einstellung der Einspritzmenge für zwei spiegelbildlich auf der Gestellplatte montierte Pumpeneinheiten mit jeweils zwei Pumpenkolben.The wedge-shaped stops 26 and 33 are used to jointly set the injection quantity for two Pump units mounted mirror-inverted on the frame plate, each with two pump pistons.

Jeder Elektromagnet ist in einer in F i g. 3 schemalisch dargestellten Schaltung 17 einer Steuervorrichtung an- w geordnet. Die Transistoren TR\ und TR7 bilden gemeinsam mit den zugehörenden Widerständen R\, R2, Rs, Ra und /?5 und dem Kondensator C einen monostabilen Multivibrator. Der Widerstand R\ und der Kondensator C bestimmen die Zeitkonstante. Der Kollektorausgang des Transistors TR2 liegt über den Widerstand Rt an der Basis des Transistors 77?3, der als Verstärker des der Spule 14 eines der vier Elektromagnete 2 zuzuführenden Stromes dient. Parallel zur Spule 14 ist eine Löschdiode D\ geschaltet. An die Eingangsklemmen K1 und K? wi wird die Speisestromquelle 35 angeschlossen, während der Eingang Ks für die Zufuhr eines Steuerimpulses dienl. der von einem Impulsgeber 34 erzeugt wird. Der Impulsgeber 34 ist /.. B. mit der Nockenwelle 13 (F i g. 3) des Verbrennungsmotors gekuppelt und hat einen rolie- μ rendcn Dauermagneten 15. der abwechselnd eine der vier Spulen 16a. \bb. 16c und 16c/passiert, um in Rcihenlulgc die vier Elektromagnet 2 /u erregen. |ede dieser vier Stcucrspulen 16a, 166,16c und Iac/ ist zwischen den Eingangsklemmen K1 und K\ je einer zugehörigen Schaltung 17 angebracht. In dieser Weise wird in jedem Zyklus des Verbrennungsmotors zu dern erforderlichen Zeitpunkt der für jeden Verbrennupgszylinder erforderliche Kraftstoff von einer Einspritzdüse eingespritzt.Each electromagnet is in one in FIG. 3 schematically illustrated circuit 17 of a control device is arranged. The transistors TR \ and TR7 together with the associated resistors R \, R 2 , R s , Ra and /? 5 and the capacitor C form a monostable multivibrator. The resistor R \ and the capacitor C determine the time constant. The collector output of the transistor TR2 is connected to the base of the transistor 77 via the resistor R t? 3 , which serves as an amplifier of the current to be supplied to the coil 14 of one of the four electromagnets 2. A quenching diode D \ is connected in parallel with the coil 14. To the input terminals K 1 and K? wi the supply current source 35 is connected, while the input Ks serves for the supply of a control pulse. which is generated by a pulse generator 34. The pulse generator 34 is / ... e.g. coupled to the camshaft 13 (FIG. 3) of the internal combustion engine and has a rolling permanent magnet 15. which alternates one of the four coils 16a. \ bb. 16c and 16c / happened to excite the four electromagnets 2 / u in Rcihenlulgc. Each of these four plug coils 16a, 166, 16c and Iac / is attached to an associated circuit 17 between the input terminals K 1 and K 1. In this way, in each cycle of the internal combustion engine, the fuel required for each combustion cylinder is injected from an injection nozzle at the required point in time.

Eine Verstellung des Einspritzzeitpunkts erfolgt mittels eines Drehzahl-, Drehmoment- und/oder temperaturempfindlichen Regelorgans 99, das einen ringförmigen Träger 100 für den Steuerspulensatz 16a, 16£>, 16c und 16c/in den Pfeilrichtungen 101 verstellt (F i g. 3).The injection timing is adjusted by means of a speed, torque and / or temperature sensitive device Control element 99, which has an annular carrier 100 for the control coil set 16a, 16 £>, 16c and 16c / adjusted in the directions of arrows 101 (FIG. 3).

Der Träger 100 trägt außerdem einen Satz von Steuerspulen 102a, 1026,102c und 102c/, die durch Kontakte a, b, c bzw. d eines Anlaßschalters 103 zwischen den Eingangsklemmen K\ und Ki zuschaltbar sind. Der Anlaßschalter 103 wird durch einen Anlaßknopf 104 betätigt. Beim Einschalten des Anlaßschalters 103 wird gleichzeitig mit dem Zuschalten der Spulen 102a, 1026, 102c und 102c/ ein Schalter 81 zum Einschalten des elektrischen Anlaßmotors 96 betätigt Auf diese Weise wird während des Anlassens jeder Elektromagnet 2 zweimal und im darauffolgenden Normalbetrieb des Motors, d. h. dann, wenn der Anlaßschalter 103 wieder in seiner »Aus«-Stellung steht, nur einmal pro Motorarbeitsspiel erregt. Während des Anlassens wird somit pro Motorarbeitsspiel zweimal hintereinander die maximale Einspritzmenge von jeder Einspritzpumpe abgegeben.The carrier 100 also carries a set of control coils 102a, 1026, 102c and 102c /, which can be switched on by contacts a, b, c and d of a starter switch 103 between the input terminals K \ and Ki . The starter switch 103 is operated by a starter button 104. When the starter switch 103 is switched on, at the same time as the coils 102a, 1026, 102c and 102c / are switched on, a switch 81 for switching on the electric starter motor 96 is actuated when the starter switch 103 is back in its "off" position, energized only once per engine cycle. During starting, the maximum injection quantity is thus delivered twice in succession by each injection pump per engine work cycle.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektromagnetisch betätigte Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einer Einspritzpumpe mit zwei jeweils in einem Pumpenzylinder axial hin- und herbeweglich angeordneten, mit Hilfe von zwei durch eine von der Brennkraftmaschine synchronisierte Steuervorrichtung wechselweise erregten Elektromagneten über eine Ankerplatte angetriebenen Pumpenkolben, die Kraftstoff beim Saughub über ein Ventil in den jeweiligen Pumpenarbeitsraum saugen und beim Druckhub aus diesem heraus über ein weiteres Ventil fördern, und deren Hub durch zwei Anschläge, von denen wenigstens einer in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine einstellbar ist, begrenzt wird, indem die beidnn Anschläge mit einem Verbindungsstück zusammenwirken, das gelenkig mit dem einen Ende der an ihrem anderen Ende um ein Gelenk schwenkbar und zwischen den einander gegenüberliegenden Elektromagneten mit kleinen Luftspalten angeordneten Ankerplatte verbunden ist, und das die zwei in Schwenkrichtung der Ankerplatte am Verbindungsstück befestigten Pumpenkolben trägt, die, zueinander fluchtend, so am Verbindungsstück befestigt sind, daß der eine Kolben bei seinem Saughub Kraftstoff über das seinen Pumpenarbeitsraum begrenzende Saugventil ansaugt, während der andere KoI-ben bei seinem Druckhub Kraftstoff über das dem Pumpenarbeitsraum dieses Kolbens begrenzende, als Druckventil ausgebildete weitere Ventil zu einer Einspritzdüse hin verdrängt und umgekehrt, wobei die am Verbindungsstück voneinander weg gerichtet befestigten Pumpenkolben in Pumpenzylindern aufgenommen werden, die in je einem zusammen mit den beiden Elektromagneten und dem Schwenkgelenk für die Ankerplatte beiderseits des Verbindungsstücks auf einer Gestellplatte montierten Zylinderblock untergebracht sind, und wohci zwischen den beiden Zylinderblöcken zu beiden Seiten des Verbindungsstücks die mit diesem zusammenwirkenden Anschläge angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung zur wechselweisen Erregung der über die Ankerplatte (18) und das Verbindungsstück (20) die Pumpenkolben (22) betätigenden Elektromagnete (2) mit einem Anlaßschalter (103) versehen ist, in dessen einen Anlaßmotor (96) zum Anlassen der Brennkraftmaschine einschaltenden Stellung die Steuervorrichtung so geschaltet ist, daß für die Vergrößerung der Einspritzkraftstoffmenge beim Anlaßvorgang die Elektromagnete je Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine über die einmalige Erregung für den Normalbetrieb der Brennkraftmaschine hinaus wenigstens noch ein zweites Mal erregt werden.1. Electromagnetically operated fuel injector for an internal combustion engine, consisting from an injection pump with two axially reciprocable in a pump cylinder arranged, with the help of two by one of the internal combustion engine synchronized control device alternately excited electromagnets via an armature plate driven pump piston, the Suck fuel into the respective pump working space via a valve during the suction stroke and during the Promote the pressure stroke out of this via another valve, and its stroke through two stops, of which at least one as a function of the respective operating state of the internal combustion engine is adjustable, is limited by the two stops interacting with a connecting piece, the articulated with one end of the pivotable at its other end about a hinge and between the opposing electromagnets with small air gaps arranged armature plate is connected, and that the two in the pivoting direction of the anchor plate on the connecting piece attached pump piston carries, which, in alignment with each other, so attached to the connector are that the one piston on its intake stroke of fuel through the one that delimits its pump working space Suction valve sucks in, while the other KoI-ben on its pressure stroke fuel over the dem The pump working space of this piston, designed as a pressure valve, delimits a further valve to form a Injection nozzle displaced towards and vice versa, with those on the connecting piece directed away from one another attached pump pistons are included in pump cylinders, each of which is combined with the two electromagnets and the swivel joint for the anchor plate on both sides of the connector Cylinder block mounted on a frame plate are housed, and between the two cylinder blocks on both sides of the connecting piece which cooperate with this Stops are arranged, characterized in that the control device for alternate excitation of the pump piston via the anchor plate (18) and the connecting piece (20) (22) actuating electromagnet (2) is provided with a starter switch (103) in which a starter motor (96) to start the internal combustion engine switching position, the control device so it is connected that the electromagnets are used to increase the amount of fuel injected during the starting process per working cycle of the internal combustion engine via the one-time excitation for normal operation the internal combustion engine are also excited at least a second time. 2. Elektromagnetisch betätigte Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Elektromagnete mit Hilfe eines Impulsgebers (34) erfolgt, der aus einem umlaufenden, von der Brennkraftmaschine angetriebenen Dauermagneten (15) besteht, welcher mit einem der Anzahl der Elektromagnete (2) entsprechenden Steuerspulensat/. (16a, 166, 16c. 16c^ μ für den Norniiilbctrieb der Brennkraftmaschine und zur zweifachen Erregung mil einem weiteren, zah-IcnmäUig gleich grollen und vom Anlab\challer(IO3) während des Anlaßvorganges über Kontakle (a. b. c. d) zuschaltbare Steuerspulensatz (102a, 1026, 102c, 102<#zusammenwirkL2. Electromagnetically actuated fuel injection device according to claim 1, characterized in that the excitation of the electromagnets takes place with the aid of a pulse generator (34) which consists of a rotating permanent magnet (15) driven by the internal combustion engine, which with one of the number of electromagnets (2 ) corresponding control coil set /. (16a, 166, 16c. 16c ^ μ for normal operation of the internal combustion engine and for double excitation with another, countlessly equal rumble and from the starter (IO3) during the starting process via contacts (abc d) switchable control coil set (102a, 1026, 102c, 102 <#cooperativeL
DE2512231A 1974-03-22 1975-03-20 Electromagnetically operated fuel injector for an internal combustion engine Expired DE2512231C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

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NL7403913A NL7403913A (en) 1974-03-22 1974-03-22 INJECTOR FOR DELIVERING FUEL TO A COMBUSTION ENGINE.

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Publication Number Publication Date
DE2512231A1 DE2512231A1 (en) 1975-09-25
DE2512231C2 true DE2512231C2 (en) 1984-09-06

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FR2264976A1 (en) 1975-10-17
JPS517331A (en) 1976-01-21
GB1499126A (en) 1978-01-25

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