DE2931987A1

DE2931987A1 - FUEL INJECTION PUMP FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DE2931987A1
Application number: DE19792931987
Authority: DE
Inventors: Karl Konrath
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-08-07
Filing date: 1979-08-07
Publication date: 1981-02-26
Also published as: GB2056716B; JPS5629028A; GB2056716A

Description

κ. 5619κ. 5619

6.8.1979 Su/Kö6.8.1979 Su / Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 Fuel injection pump for internal combustion engines State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art wird der den Spritzbeginn ändernde, normalerweise sich mit der Drehzahl ändernde Druck durch ein in Abhängigkeit von Motorkenngrößen arbeitendes Ventil geändert. Durch diese Änderung wird beispielsweise beim Kaltstart der Spritzbeginn so
weit auf Früh verschoben, daß dadurch für die Aufbereitung des Kraftstoffes genügend Zeit bleibt und eine entsprechend bessere Zündung bzw. Verbrennung erfolgt. Hierb'ei wird entweder das bewegliche Ventilglied des Druckventils durch das Steuerglied unmittelbar geöffnet, oder es wird die Vorspannung der Feder geändert. Die Regelgenauigkeit reicht jedoch für manche Anforderungen, insbesondere bezüglich der Abgasentgiftung nicht aus, da das System eine gewisse Trägheit bezüglich der Nachregelung
aufweist, die bei schnellen Lastwechseln lediglich zu
einem Mittelwert in der Drucksteuerung führen.The invention is based on a fuel injection pump according to the preamble of the main claim. In a known fuel injection pump of this type, the pressure which changes the start of injection and which normally changes with the speed is changed by a valve which operates as a function of engine parameters. Due to this change, the start of injection becomes like this, for example with a cold start
Postponed far to early, so that there is enough time for the preparation of the fuel and a correspondingly better ignition or combustion takes place. In this case, either the movable valve member of the pressure valve is opened directly by the control member, or the preload of the spring is changed. However, the control accuracy is not sufficient for some requirements, in particular with regard to exhaust gas decontamination, since the system has a certain inertia with regard to readjustment
has, which only increases with rapid load changes
lead to an average value in the pressure control.

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R. 5 6 19R. 5 6 19

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Reaktionszeit verhältnismäßig kurz ist und zudem das Druckhalteventil in Baukastenart nachträglich anbaubar ist. Durch das Gegeneinanderwirken von Bimetallfeder und Ventilfeder ist eine äußerst genaue Druckeinstellung möglich mit einem sehr feinen und verhältnismäßig großen Reaktionsvermögen.The fuel injection pump according to the invention with the Characteristic features of the main claim has the advantage that the response time is proportionate is short and the pressure control valve can be retrofitted as a modular system. By working against each other of bimetallic spring and valve spring, an extremely precise pressure setting is possible with a very fine and relatively great responsiveness.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine Prinzipzeichnung der Einspritzpumpe mit einem Bimetall-gesteuerten Druckhalteventil in vergrößertem Maßstab, Figur 2 ein Funktionsdiagramm und Figur 3 ein etwas anders arbeitendes Bimetallventil.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in simplified form in the drawing and below described in more detail. FIG. 1 shows a basic drawing of the injection pump with a bimetal-controlled one Pressure holding valve on an enlarged scale, FIG. 2 a functional diagram and FIG. 3 a somewhat different one working bimetal valve.

Description of the example of the invention

Sei der in Figur 1 dargestellten Anlage greift in den Nockentrieb einer Kraftstoffeinspritzpumpe 1 über einen Stift 2 für die Verstellung des Spritzbeginnzeitpunktes ein Verstellkolben 3 ein. Der Verstellkolben 3 ist durch in einem Arbeitsraum 4 befindliche Druckflüssigkeit entgegen einer Rückstellfeder 5 verschiebbar, wobei je weiter der Kolben in Richtung Feder verschoben wird, der Spritzzeitpunkt bezüglich des oberen Totpunktes des Motorkolbens nach Früh verschoben wird. Eine Förderpumpe 6Be the system shown in Figure 1 engages in the cam drive of a fuel injection pump 1 via a Pin 2 for adjusting the injection start time an adjusting piston 3. The adjusting piston 3 is through pressure fluid located in a working space 4 against a return spring 5 displaceable, the further the piston is displaced in the direction of the spring Injection time is shifted to early with respect to the top dead center of the engine piston. A feed pump 6

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saugt aus einem Kraftstoffbehälter 7 Kraftstoff an und fördert ihn in einen Saugraum 8 der Einspritzpumpe 1, aus welchem - nicht näher dargestellt - die eigentliche Kraftstoffeinspritzpumpe mit Kraftstoff versorgt wird und welcher über eine Bohrung 9 im Verstellkolben 3 mit dem Arbeitsraum H verbunden ist. Die Bohrung 9 weist eine Drosselstelle 10 auf. Über ein Drucksteuerventil wird der Förderdruck der Förderpumpe 6 und damit der Druck im Saugraum 8 drehzahlabhängig gesteuert, wobei mit zunehmender Drehzahl der Druck proportional steigt. Dieser drehzahlabhängige Druck herrscht auch im Arbeitsraum 4, so daß bei zunehmender Drehzahl und somit zunehmendem Druck der Spritzverstellkolben 3 in Richtung Früh verschoben wird.sucks in fuel from a fuel tank 7 and conveys it into a suction chamber 8 of the injection pump 1, from which - not shown in detail - the actual fuel injection pump is supplied with fuel and which is connected to the working chamber H via a bore 9 in the adjusting piston 3. The bore 9 has a throttle point 10. The delivery pressure of the delivery pump 6 and thus the pressure in the suction chamber 8 is controlled as a function of the speed via a pressure control valve, the pressure increasing proportionally with increasing speed. This speed-dependent pressure also prevails in the working chamber 4, so that with increasing speed and thus increasing pressure, the injection adjusting piston 3 is displaced in the advance direction.

In Figur 2 ist ein Diagramm dargestellt, bei dem über der Drehzahl η (Abszisse) der Hub s (Ordinate) des Verstellkolbens dargestellt ist. Mit I ist die Kennlinie erfaßt für die Spritzbeginnverstellung, für die der Hub und damit die Verstellung in Richtung Früh linear mit der Drehzahl zunimmt. Für manche Motoren ist es wünschenswert bzw. erforderlich, insbesondere um ein schnelles Hochlaufen oder eine Verbesserung des Abgases zu erreichen, den Spritzbeginnzeitpunkt bei kalter Maschine oder unter sonstigen Voraussetzungen auf Früh bzw. Spät zu verstellen, zumindest bis zu einer bestimmten Drehzahl. Durch die in Figur 2 dargestellte Kurve II ist gezeigt, wie vorübergehend der Spritzbeginn, insbesondere bei niederen Drehzahlen verstärkt auf Früh verstellbar ist.FIG. 2 shows a diagram in which the stroke s (ordinate) of the adjusting piston is plotted against the speed η (abscissa) is shown. With I the characteristic curve is recorded for the injection start adjustment for which the stroke and thus the adjustment in the advance direction increases linearly with the speed. For some engines it is desirable or required, in particular to achieve a rapid run-up or an improvement in the exhaust gas, the injection start time on a cold machine or under other conditions to early or late adjust, at least up to a certain speed. The curve II shown in Figure 2 shows how the start of injection can be temporarily adjusted to advance, especially at low speeds.

Erfindungsgemäß erfolgt dieser Eingriff über ein Druckhalteventil 13, das im dargestellten Beispiel im Abfluß-According to the invention, this intervention takes place via a pressure holding valve 13, which in the example shown in the drain

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kanal 14 des Drucksteuerventils 11 angeordnet ist. Dieser Abflußkanal 14 zweigt von einem Raum 15 ab, in dem die Rückstellfeder 16 eines Steuerkolbens 17 angeordnet ist. Der Steuerkolben 17 wird von dem durch die Pumpe 6 erzeugten Kraftstoffdruck beaufschlagt und entsprechend dem Druck gegen die Rückstellfeder 16 verschoben, wobei eine Steueröffnung 18 mehr oder weniger freigegeben wird. Im Steuerkolben 17 ist eine Bohrung 19 mit einer Drosselstelle 20 angeordnet, über die Kraftstoff zum Federraum abströmen kann. Sobald also das Druckhalteventil 13 im Abflußkanal 14 stärker drosselt, wird der Steuerkolben 17 nach links verschoben, wodurch die Steueröffnung 18 verkleinert wird und entsprechend der Druck im Saugraum 8 und damit im Arbeitsraum 4 des Spritzverstellkolbens 3 erhöht wird. Eine Erhöhung des Druckes bedeutet jedoch - wie oben beschrieben - eine Verschiebung des Spritsbeginns in Richtung Früh.channel 14 of the pressure control valve 11 is arranged. This drainage channel 14 branches off from a space 15 in which the Return spring 16 of a control piston 17 is arranged. The control piston 17 is generated by the pump 6 Fuel pressure is applied and shifted according to the pressure against the return spring 16, wherein a control opening 18 is more or less released. In the control piston 17 is a bore 19 with a throttle point 20 arranged, via which fuel can flow to the spring chamber. As soon as the pressure holding valve 13 in the drainage channel 14 throttles more, the control piston 17 is moved to the left, whereby the control opening 18 is reduced and accordingly the pressure in the suction chamber 8 and thus in the working chamber 4 of the injection adjusting piston 3 is increased will. However, an increase in pressure means - as described above - a shift in the start of fueling in the direction of Early.

Das Druckhalteventil 13 weist eine Steuermembran 21 auf, die einen Ringraum 22 abdeckt, in den eine Zuflußleitung 23 mündet und die außerdem die Mündung 24 einer Abflußleitung 25 steuert. Die Membran wird in Richtung Mündung bzw. Ringraum 22 durch eine Feder 26 belastet, deren Kraft über eine Stelze 27 auf die Membran 21 übertragen wird. über die Stelze 27 greift gabelartig eine Bimetallfeder 28, die diirch einen Heizwiderstand 29 in der Vorspannung änderbar ist. Je nachdem, ob der öffnungsdruck des Ventils von einer Kraft bestimmt werden soll, die größer oder kleiner als die Kraft der Feder 26 ist, je nachdem ist die Bimetallfeder 28 in der Wirkrichtung gegen oder mit der Kraft der Feder 26 geschaltet. Soll beispielsweise mit zunehmender Temperatur eine Verringerung des Drucks im Arbeitsraum 4 erzielt werden, so muß mit zunehmenderThe pressure holding valve 13 has a control membrane 21 which covers an annular space 22 into which an inflow line 23 opens and which also controls the mouth 24 of a discharge line 25. The diaphragm is directed towards the mouth or the annular space 22 is loaded by a spring 26, the force of which is transmitted to the membrane 21 via a stilt 27. A bimetallic spring 28 engages over the stilt 27 like a fork, the diirch a heating resistor 29 in the bias can be changed is. Depending on whether the opening pressure of the valve is to be determined by a force that is greater or greater is smaller than the force of the spring 26, depending on the bimetallic spring 28 is in the direction of action against or with the force of the spring 26 switched. Should, for example, a decrease in pressure with increasing temperature be achieved in the workspace 4, so must with increasing

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-Ji- R. -Ji- R.

Temperatur der Staudruck im Federraum 15 verkleinert werden, d.h., der durch das Druckhalteventil 13 bewirkte Staudruck muß verringert werden. Dies wird dadurch erreicht, daß bei Aufheizen oder, falls die Funktion umgekehrt ist, bei Abkühlen des Heizwiderstands 29 die Bimetallfeder 28 der Ventilfeder 26 entgegenwirkt, so daß die endgültige Ventilfederkraft verringert wird. Hierdurch ist beispielsweise von der Kennlinie II in Figur ein entsprechender übergang zur Kennlinie 1 möglich, für · die der Drosselwiderstand des Druckhalteventils 13 nahezu Null ist.Temperature of the back pressure in the spring chamber 15 can be reduced, i.e. that caused by the pressure holding valve 13 Back pressure must be reduced. This is achieved by heating up or, if the function is reversed is, when the heating resistor 29 cools, the bimetal spring 28 of the valve spring 26 counteracts so that the final valve spring force is reduced. Through this For example, a corresponding transition from characteristic curve II in FIG. 1 to characteristic curve 1 is possible for which the throttle resistance of the pressure holding valve 13 is almost zero.

In Figur 3 ist ein etwas anders arbeitendes Bimetallventil dargestellt. Statt einem Membranventil handelt es sich hier um ein Kugelventil, bei dem die als bewegliches Ventilteil dienende Kugel 31 durch eine Ventilfeder 32 auf einen Ventilsitz 33 gepreßt wird. Die Feder 32 stützt sich an einem Schieber 3^ ab, der axial beweglich und zum Gehäuse hin über eine Ringdichtung 35 abgedichtet ist. Dieser Schieber 3^ wird durch eine Stützfeder 36 belastet, die entgegen einer Bimetallfeder 37 wirkt. Die Lage der Bimetallfeder 37 wird durch eine Heizwicklung 38 bestimmt, die in 39 ihren elektrischen Anschluß hat. Die gestrichelte Lage von der Bimetallfeder 37 entspricht aufgeheiztem'Zustand. In diesem aufgeheizten Zustand ist der Schieber 3^ durch die Stützfeder 36 in die gestrichelt dargestellte Lage geschoben. In dieser Lage ist die Ventilfeder 32 derart entspannt, daß das bewegliche Ventilglied 31 dem Kraftstoffstrom nahezu keinen Widerstand entgegensetzt. Im Verhältnis zu den Kräften der Stützfeder 36 oder gar der Bimetallfeder 37 sind die Kräfte der Ventilfeder 32 auch in dem dargestellten,In Figure 3, a slightly different working bimetal valve is shown. Instead of a diaphragm valve, it is here a ball valve in which the ball 31 serving as a movable valve part is supported by a valve spring 32 is pressed onto a valve seat 33. The spring 32 is supported on a slide 3 ^ which is axially movable and is sealed to the housing via a ring seal 35. This slide 3 ^ is supported by a support spring 36 loaded, which acts against a bimetal spring 37. the The position of the bimetallic spring 37 is determined by a heating coil 38 determined, which has its electrical connection in 39. The dashed position of the bimetal spring 37 corresponds heated 'state. It is in this heated state the slide 3 ^ by the support spring 36 in the dashed line position shown pushed. In this position, the valve spring 32 is relaxed so that the movable Valve member 31 the fuel flow almost none Opposes resistance. In relation to the forces of the support spring 36 or even the bimetal spring 37 are the forces of the valve spring 32 also in the one shown,

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R.R.

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vorgespannten Zustand verhältnismäßig gering, so daß sie auf die eigentlich temperaturabhängige Lage des Schiebers 3^]f keinen Einfluß hat. Bei dem in Figur 3 dargestellten Beispiel ist in warmem Zustand der Durchflußwiderstand gering, d.h. der im Saugraum 8 bzw. Arbietsraum 4 herrschende Druck ist verhältnismäßig gering, so daß eine Spätverstellung erfolgt. Das Druckhalteventil 13 arbeitet hier also als Warmlaufregler. Erfindungsgemäß ist es jedoch auch vorstellbar, daß das Druckhalteventil 13 unmittelbar vom Förderdruck der Förderpumpe 6 beaufschlagt wird, also dem Drucksteuerventil 11 parallelgesehaltet ist.preloaded condition is relatively low, so that it has no effect on the actual temperature-dependent position of the slide 3 ^{] f.} In the example shown in FIG. 3, the flow resistance is low in the warm state, ie the pressure prevailing in the suction chamber 8 or working chamber 4 is relatively low, so that a retarded adjustment takes place. The pressure holding valve 13 works here as a warm-up regulator. According to the invention, however, it is also conceivable that the pressure holding valve 13 is acted upon directly by the delivery pressure of the delivery pump 6, that is, the pressure control valve 11 is held in parallel.

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Claims

R- 56 19R- 56 19

March 6, 1979 Su / Xö

ROBERT BOSCH 3MBH, 7OOO Stuttgart 1

Expectations

1 / fuel injection pump for internal combustion engines with for the purpose of adjusting the start of injection by means of a liquid, a pump that promotes the speed proportionally to the speed is opposed a restoring force adjustable adjusting piston and with Drehsahl-proportional control of the fluid pressure via a pressure control valve, which has a between Pressure space and restoring space against a restoring force having displaceable and a control piston determining a discharge cross-section and with a fluid pressure additionally influencing depending on engine parameters controlled by a control element and at least Pressure valve operating with a valve spring, characterized in that the pressure valve (13) is a Pressure holding valve is used, the opening pressure of which has a electrically heatable bimetallic spring (28, 37) serving as a control element, which determines the effective force the valve spring (32) influences.

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2. Fuel injection pump according to claim 1, characterized in that that in a manner known per se, the pressure control valve (11) has a throttle connection (19, 20) between Pressure chamber and pedal space (15) and a discharge channel (14) of the pedal space (15) and that the pressure holding valve (13) is switched into the drainage channel (l4).

3 · Fuel injection pump according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the valve spring (32) has a radial stop in the housing (30) of the pressure holding valve a sealingly guided slide (34) is used, on whose side facing away from the valve spring (32) the bimetallic spring (37) attacks.

4. Fuel injection pump according to claim 3, characterized in that that on the slide (34) via an abutment one of the force of the bimetallic spring which is supported on the housing (30) (37) developing support spring (36) engages.

5. Fuel injection pump according to claim 4, characterized in that that the valve spring preload can be lowered to zero by the support spring (36) and bimetal spring (37) is.

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R.

56 1 §56 1 §

6. Fuel injection pump according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the pressure holding valve (13) has a control membrane (21) which is pushed by the fuel in the opening direction is applied.

7. Fuel injection pump according to claim 6 _5, characterized in that the outflow (24) controlled by the membrane (21) is designed as a flat seat valve.

8. Fuel injection pump according to claim 6 or 7, characterized characterized in that the Yentilzufluß (22) in an annular space (22) bounded on one side by the membrane (21) flows out.

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