DE3131541A1 - Device for determining the start of fuel injection in an internal combustion engine with an injection nozzle - Google Patents
Device for determining the start of fuel injection in an internal combustion engine with an injection nozzleInfo
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Abstract
Description
"Einrichtung zur Bestimmung des Kraftstoffeinspritzbeginns"Device for determining the start of fuel injection
bei einer Brennkraftmaschine mit einer Einspritzdüse" Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung des Kraftstoffeinspritzbeginns bei einer Brennkraftmaschine mit einer Einspritzdüse, die eine gegen die Kraft einer Feder und entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffs öffnende Düsennadel aufweist, deren Bewegung beim Spritzbeginn mit Hilfe eines angeschlossenen Druckgebers ein Signal erzeugt.in an internal combustion engine with an injection nozzle " the The invention relates to a device for determining the start of fuel injection in an internal combustion engine with an injection nozzle, the one against the force of a Has a spring and a nozzle needle that opens against the direction of flow of the fuel, their movement at the start of injection with the help of a connected pressure transducer Signal generated.
Eine derartige Einrichtung ist aus der US-PS 2 331 156 bekannt.Such a device is known from US Pat. No. 2,331,156.
Dabei betätigt die Düsennadel bei der Bewegung zu Beginn des Einspritzens über eine mechanische Verbindung einen elektrischen Schalter, wodurch ein entsprechendes Signal erzeugt wird, das in ansich bekannter Weise weiter ausgewertet wird.The nozzle needle is actuated during the movement at the start of injection an electrical switch via a mechanical connection, whereby a corresponding Signal is generated, which is further evaluated in a manner known per se.
Da die Auslösung des Signals über einen elektrischen Schalter mit Hilfe mechanisch bewegter Teile erfolgt, entsteht einerseits ein hoher Verschleiß und andererseits ist eine ausreichende Genauigkeit nicht gewährleistet.Since the triggering of the signal via an electrical switch with With the help of mechanically moving parts, there is, on the one hand, a high level of wear and on the other hand, sufficient accuracy is not guaranteed.
Es ist ferner bekannt, an einem Anschluß für eine Leck-Kraftstoffleitung anstelle dieser Leitung den Druckraum eines Druckgebers anzuschließen, der aufgrund des durch die Bewegung der Düsennadel beim Einspritzbeginn im Druckraum des Gebers bewirkenden Druckanstieges das Einspritzbeginnsignal erzeugt (DE-PS 24 01 535).It is also known at a connection for a leak fuel line to connect the pressure chamber of a pressure transducer instead of this line, which is due to caused by the movement of the nozzle needle at the start of injection in the pressure chamber of the sender causing the pressure increase generated the start of injection signal (DE-PS 24 01 535).
Das damit ausgeübte Meßverfahren weist allerdings nur eine begrenzte Genauigkeit auf und ist aufwendig zu handhaben. Die Genauigkeit ist dadurch physikalisch begrenzt, daß die Bewegung der Düsennadel von einem Drucksignalgeber durch einen Druckanstieg in einer Leck-Ölleitung erkannt wird. Das Lecköl ist aber unterschiedlich stark mit Gas gemischt, so daß die Übertragungseigenschaften variieren. Die dadurch verursachten Laufzeiten zwischen Düsennadelhub und gemessenem Drucksignal können auch durch eine künstliche Spülung des Leckölraumes nur zum Teil kompensiert werden. Eine derartige zusätzliche Spülung ist aus der DE-AS 25 14 364 bekannt.The measuring method practiced with it, however, has only a limited one Accuracy and is complex to handle. The accuracy is therefore physical limited that the movement of the nozzle needle from a pressure transducer through a Pressure rise in a leak oil line is detected. The leakage oil is different, however strongly mixed with gas so that the transmission properties vary. The thereby caused transit times between the nozzle needle stroke and the measured pressure signal can only be partially compensated for by artificial flushing of the leakage oil chamber. Such an additional Flushing is known from DE-AS 25 14 364.
Durch die zusätzliche Spülung wird die Meßgenauigkeit nicht ausreichend erhöht, um den Anforderungen der heutigen Kraftfahrzeug-Meßtechnik zu genügen. Außerdem stellt die Anbringung einer Spülvorrichtung sowohl von der Herstellung als auch von der Handhabung einen gegenüber anderen Meßsystemen schwer vertretbaren Aufwand dar.The measurement accuracy is not sufficient due to the additional flushing increased to meet the requirements of today's automotive measurement technology. aside from that provides the attachment of a flushing device both from manufacture and in terms of handling an expense that is difficult to justify compared to other measuring systems represent.
Es ist ferner bekannt, zur Bestimmung des zeitlichen Verlaufes des Einspritzvorganges entweder den Druckverlauf in der Einspritzpumpe mit Hilfe eines integrierten Drucksensors oder in bzw. auf der Einspritzleitung durch Bestimmung der Dehnung der Einspritzleitung mit Hilfe eines fest aufgebrachten Dehnmeßstreifens oder Piezoelementeslzu messen.It is also known to determine the time course of the Injection process either the pressure curve in the injection pump with the help of a integrated pressure sensor or in or on the injection line by determination the expansion of the injection line with the help of a firmly attached strain gauge or piezo elementsl to measure.
Messungen im Einspritzsystem sind nicht ohne konstruktive Maßrahmen an der Einspritzpumpe möglich und deshalb für den Werkstatt-Test ungeeignet. Ferner kann aus dem Druckverlauf im Einspritzsystem der Beginn des Einspritzzeitpunktes nicht ausreichend exakt bestimmt werden.Measurements in the injection system are not without a constructive framework possible on the injection pump and therefore unsuitable for the workshop test. Further the start of the injection time can be determined from the pressure curve in the injection system cannot be determined with sufficient accuracy.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und deren Ursachen zu umgehen, so daß bei einer Einrichtung der eingangs erläuterten Art die Genauigkeit erhöht, der Aufbau vereinfacht und die Anwendungsmöglichkeiten vergrößert werden.The invention is based on the disadvantages of the known To avoid facilities and to bypass their causes, so that at a facility of the type explained above increases the accuracy, simplifies the structure and the application possibilities are increased.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß ein Drucksignalgeber durch die Öffnung im Düsenhalter hindurch eine Kraft in Richtung Düsennadel gegen die vorgespannte Feder ausübt, dabei - ohne die Federvorspannung wirksam zu verändern - einen Teil des durch die vorgespannte Feder zwischen Einstellscheibe und Düsenhalter wirkenden An- preßdruckes übernimmt, und so bei Einspritzbeginn aufgrund des durch die Bewegung der Düsennadel verursachten Anstiegs des Anpreßdruckes das Einspritzbeginnsignal erzeugt.According to the invention, this object is essentially achieved by that a pressure transducer through the opening in the nozzle holder through a force in In the direction of the nozzle needle against the pre-tensioned spring, while doing so - without the spring pre-tension effective to change - part of the by the preloaded spring between the shim and nozzle holder acting press pressure takes over, and so on Start of injection due to the increase caused by the movement of the nozzle needle of the contact pressure generates the start of injection signal.
Durch die erfindungsgemäße Einrichtung mißt der Drucksignalgeber den durch die Düsennadelbewegung verursachten Druckimpuls nicht mehr über das Lecköl sondern über die Feder.By the device according to the invention, the pressure signal transmitter measures the The pressure pulse caused by the movement of the nozzle needle no longer passes through the leakage oil but about the pen.
~Dazu übernimmt der Drucksignalgeber einen Teil des Anpreßdruckes zwischen einer Einstellscheibe und Düsenhalter, der durch die Feder verursacht wird.~ For this purpose, the pressure signal transmitter takes over part of the contact pressure between a shim and nozzle holder caused by the spring.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die vom Drucksignalgeber gegen die Feder gerichtete Kraft über ein Distanzstück, vorzugsweise einen Stahlstift, ausgeübt, dessen durch die Öffnung hindurch in Richtung Düsennadel geführtes Ende an dem nicht auf dem Düsenhalter aufliegenden äußeren Rand gegen die Einstellscheibe drückt.According to a preferred embodiment of the invention, the Force directed by the pressure signal transmitter against the spring via a spacer, preferably a steel pin, exercised, its through the opening towards the nozzle needle guided end against the outer edge not resting on the nozzle holder the dial presses.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Drucksignalgeber außerhalb der Öffnung mit einer Haltevorrichtung verbunden ist, die fest an dem Düsenhalter angebracht, vorzugsweise zwischen dem Leckkraftstoffanschluß, der Überwurfmutter der Einspritzleitung und dem Düsenhalter eingespannt ist. It is particularly advantageous if the pressure signal transmitter is outside the opening is connected to a holding device which is fixed to the nozzle holder attached, preferably between the leak fuel connection, the union nut the injection line and the nozzle holder is clamped.
In vorteilhafter Weise ist die Kraft, die vom Drucksignalgeber gegen die Feder ausgeübt wird, an der Haltevorrichtung mit einer Einstellvorrichtung einstellbar und wird für jeden Meßvorgang auf einen konstanten Wert gehalten, so daß der Drucksignalgeber reproduzierbar gleichwertige Einspritzbeginn ssignale liefert. The force exerted by the pressure signal transmitter is advantageously counteracted the spring is exerted, adjustable on the holding device with an adjustment device and is kept at a constant value for each measurement process, so that the pressure signal transmitter reproducibly delivers equivalent start of injection signals.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die gegen die Einstellscheibe drückende Stirnfläche des Stahlstiftes eine konkave Form aufweist und einen Winkel gegenüber der Stiftachse, der eine Lageveränderung des Stiftes gcgenüber der Einstellscheibe während des Meßvorganges ausschließt.According to a further feature of the invention, it is advantageous if the end face of the steel pin pressing against the adjusting disk is concave Has shape and an angle with respect to the pin axis, which changes in position of the pin opposite the adjusting disk during the measuring process.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Stahlstift, der die Kraft vom Drucksignalgeber auf die Einstellscheibe überträgt, zwischen Drucksignalgeber und Einstellscheibe derart angeordnet, daß er während des Meßvorganges keinen festen Kontakt zum Düsenhalter und der Öffnung sowie der Halterung aufweist.According to an expedient embodiment of the invention, the steel pin is which transmits the force from the pressure transducer to the adjusting disk, between the pressure transducer and adjusting washer arranged in such a way that it does not become fixed during the measuring process Has contact to the nozzle holder and the opening and the holder.
In besonders zweckmäßiger Weise ist der Stahlstift in der Haltevorrichtung durch O-Ringe abgestützt.The steel pin is particularly expediently in the holding device supported by O-rings.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Anwendung an einer Einspritzdüse, deren Leck-Kraftstoff-Anschluß einen direkten mechanischen Kontakt zur Druckeinstellscheibe ermöglicht, sodaß dieser Anschluß als Öffnung für den Anschluß des Druckgeberes verwendet wird.In a preferred embodiment of the invention, this takes place Use on an injection nozzle with a direct leak fuel connection mechanical contact to the pressure adjustment disc allows, so that this connection is used as an opening for connecting the pressure transducer.
Bei anderen Ausführungsformen der Einspritzdüse, die noch keinen direkten Druckkontakt zur Einstellscheibe ermöglichen, wird vorteilhaft zur Anwendung des Meßverfahrens lediglich eine zusätzliche Bohrung, vorzugsweise Gewindebohrung, durch das Gehäuse zur Einstellschraube vorgesehen, in der entsprechend dem beschriebenen Klemm-Modell die Haltevorrichtung für den Drucksignalgeber festgeschraubt wird.In other embodiments of the injection nozzle that are not yet direct Allow pressure contact with the adjusting disk is advantageous for the application of the Measuring method only an additional hole, preferably a threaded hole the housing provided for the adjustment screw in the corresponding to the one described Clamp model the holding device for the pressure signal transmitter is screwed tight.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die einen Teil-(,schnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung zeigt.Further details, advantages and features of the invention will be based on the drawing explained in more detail, the part - (, cut through an inventive Facility shows.
In der Zeichnung ist eine ansich bekannte Einspritzdüse in einem Düsenhalter 1 dargestellt. Die Einspritzdüse weist eine Düsennadel 2 auf, die mit einer Druckschulter 18 in einem Druckraum angeordnet ist, dem über einen strichliert dargestellten Kanal von einer Einspritzleitung 11 Kraftstoff zugeführt wird. Andererseits kann sich die Düsennadel 2 mit ihrer Schulter 17 gegen einen Bund in der Düse 1 abstützen. Mit der Düsennadel 2 verbunden ist ein Teller 3, auf den sich eine Feder 4 abstützt, während sie am anderen Ende sich an einer Einstellscheibe 5 abstützt, die auf einer Auflagefläche 15 im Düsenkörper aufliegt.In the drawing, an injection nozzle known per se is in a nozzle holder 1 shown. The injection nozzle has a nozzle needle 2 with a pressure shoulder 18 is arranged in a pressure chamber, the over a dashed line shown channel 11 fuel is supplied from an injection line will. on the other hand the nozzle needle 2 can move with its shoulder 17 against a collar in the nozzle 1 prop up. Connected to the nozzle needle 2 is a plate 3 on which there is a spring 4 is supported, while at the other end it is supported on an adjusting disk 5, which rests on a support surface 15 in the nozzle body.
Der Bund 16 begrenzt den Hub der Düsennadel 2.The collar 16 limits the stroke of the nozzle needle 2.
Sobald über die Einspritzleitung 11 Kraftstoff zugeführt wird steigt der Druck im Druckraum. Übersteigt dieser Druck eine bestimmte Grenze, dann wird die Düsennadel 2 gegen die Kraft der Feder 4 angehoben. Damit beginnt das Einspritzen des Kraftstoffes in einen (nicht dargestellten) Brennraum einer Brennkraftmaschine.As soon as fuel is supplied via the injection line 11, it increases the pressure in the pressure chamber. If this pressure exceeds a certain limit, then the nozzle needle 2 is raised against the force of the spring 4. This is how the injection begins of the fuel in a (not shown) combustion chamber of an internal combustion engine.
In einer Öffnung 7 der Einspritzdüse ist erfindungsgemäß ein Stahlstift 6 angeordnet und vorzugsweise durch O-Ringe 14 zentrisch gehalten. Der Stahlstift 6 führt weiterhin zentriert mit einem O-Ring 14 in einer Haltevorrichtung 9 zu einem Drucksignalgeber 8, beispielsweise einem Piezo-Element. Das eine Ende des Stahlstiftes 6 steht damit in Berührung mit der Einstellscheibe 5, das andere mit dem Drucksignalgeber 8. Der Drucksignalgeber 8 mißt den durch die Bewegung der Düsennadel 2 verursachten und über die Feder 4 und die Einstellscheibe 5 weitergeleiteten Druckimpuls. Dazu übernimmt der Drucksignalgeber 8 einen Teil des Anpreßdruckes zwischen Einstellscheibe 5 und Düsenhalter 1, der durch die Feder 4 verursacht wird. Dies geschieht dadurch, daß der Drucksignalgeber 8 seinerseits über den Stahlstift 6 einen Anpreßdruck gegen die Einstellscheibe 5 durch die Öffnung 7 hindurch erzeugt. Bei Bewegung der Düsennadel 2 verändert sich die Federspannung und somit der Anpreßdruck und ebenso der partielle Anpreßdruck, der durch den Drucksignalgeber 8 aufgenommen wird.According to the invention, a steel pin is located in an opening 7 of the injection nozzle 6 arranged and preferably held centrally by O-rings 14. The steel pin 6 also leads centered with an O-ring 14 in a holding device 9 to a Pressure signal transmitter 8, for example a piezo element. One end of the steel pin 6 is thus in contact with the adjusting disk 5, the other with the pressure signal transmitter 8. The pressure signal transmitter 8 measures the pressure caused by the movement of the nozzle needle 2 and via the spring 4 and the adjusting disk 5 forwarded pressure pulse. In addition the pressure signal transmitter 8 takes over part of the contact pressure between the adjusting disk 5 and nozzle holder 1, which is caused by the spring 4. This is done by that the pressure signal transmitter 8 in turn against a contact pressure via the steel pin 6 the adjusting disk 5 is generated through the opening 7. When the nozzle needle moves 2 changes the spring tension and thus the contact pressure and also the partial Contact pressure which is received by the pressure signal transmitter 8.
Die Kraft, mit der der Drucksignalgeber 8 über den Stahlstift 6 gegen die Einstellscheibe 5 drückt muß konstant sein, um reproduzierbare Meßergebnisse zu bekommen.The force with which the pressure signal transmitter 8 counteracts the steel pin 6 the adjusting disk 5 presses must be constant in order to obtain reproducible measurement results to get.
Die vorgenannte Kraft kann durch eine Einstellvorrichtung 12 genau vorgegeben werden. Als Widerlager zur Erzeugung und Einstellung dieser Kraft dient die Haltevorrichtung 9, die starr mit dem Düsenhalter 1 gekoppelt ist. Die Wirkungsweise dieser Anordnung besteht somit also darin, daß sie virtuell -d.h. nicht wirklich - von außen her durch die Öffnung 7 einen Drucksignalgeber 8 zwischen die Einstellscheibe 5 und die Auflagefläche 15 in den Düsenhalter 1 einbringt, ohne die Lage der Einstellscheibe 5 und ohne die Vorspannung der Feder 4 zu verändern.The aforementioned force can be precisely adjusted by means of an adjusting device 12 can be specified. Serves as an abutment for generating and adjusting this force the holding device 9, which is rigidly coupled to the nozzle holder 1. The mode of action This arrangement therefore consists in the fact that it is virtually - i.e. not really - From the outside through the opening 7, a pressure signal transmitter 8 between the setting disk 5 and brings the support surface 15 into the nozzle holder 1, without the position of the adjusting disk 5 and without changing the preload of the spring 4.
Da Feder 4, Einstellscheibe 5 und Stahlstift 6 praktisch konstante Übertragungszeiten im Arbeitsbereich der Meßvorgänge haben, kann das Meßsignal mit einer festen Laufzeit der Bewegung der Düsennadel 2 zugeordnet werden.Because spring 4, shim 5 and steel pin 6 are practically constant Have transmission times in the working range of the measuring processes, the measuring signal can with a fixed running time of the movement of the nozzle needle 2 can be assigned.
Die Druckänderung bei Beginn des Einspritzvorganges wird somit durch Übertragungsglieder zum Drucksignalgeber 8 übertragen, nämlich durch die Feder 4, die Einstellscheibe 5 und den Stahlstift 6. Die Feder 4 ist zwischen den beiden Einstellscheiben, nämlich Teller 3, der Düsennadel 2 und Einstellscheibe 5 eingespannt und hat eine hohe Spannung, beispielsweise 600 N. Demzufolge liegt die Einstellscheibe 5 mit großem Druck auf der Auflagefläche 15 auf. Vom Stahlstift 6 wird wegfrei ein Partialdruck des Anpreßdruckes aufgenommen.The pressure change at the beginning of the injection process is thus through Transmission elements are transmitted to the pressure signal transmitter 8, namely by the spring 4, the adjusting washer 5 and the steel pin 6. The spring 4 is between the two Adjusting disks, namely plate 3, the nozzle needle 2 and adjusting disk 5 clamped and has a high voltage, for example 600 N. As a result, the adjusting washer lies 5 with great pressure on the support surface 15. From the steel pin 6 is a path-free Partial pressure of the contact pressure added.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Haltevorrichtung 9 in einem Leckölanschluß 7 angeordnet. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch bei Einspritzdüsen ohne derartige Lecköl-Anschlüsse eingesetzt werden, wenn in dem Düsen- halter vorzugsweise eine Gewindebohrung angebracht wird, die von außen einen mechanischen Kontakt zur Einstellschraube 5 ermöglicht.In the illustrated embodiment, the holding device is 9 arranged in a leakage oil connection 7. The device according to the invention can also be used in injection nozzles without such leakage connections if in the Nozzle holder preferably a threaded hole is attached, which enables mechanical contact to the adjusting screw 5 from the outside.
Der Stahl stift 6 weist in vorteilhafter Weise an seiner gegen die Einstellscheibe 5 drückenden Stirnfläche eine konkave Form auf und ist unter einem Winkel gegen seine Achse geneigt, um eine Lageveränderung des Stahl stiftes 6 während der Messung zu verhindern.The steel pin 6 advantageously has at its against the Adjusting washer 5 pressing face has a concave shape and is under one Angle inclined to its axis to a change in position of the steel pin 6 during to prevent the measurement.
Die Einspritzleitung 11 ist in ansich bekannter Weise an der Einspritzdüse mit Hilfe einer Überwurfmutter 10 befestigt. Die Einspritzdüse der hier beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform besitzt einen zweiten Lecköl-Anschluß 13, der unverändert den Abfluß des Lecköls gestattet, wobei allerdings die beiden Lecköl-Leitungen 21 und 22 über einen Verteiler 20 und den Anschlußschlauch 19 am Leckölanschluß 13 angeschlossen werden.The injection line 11 is in a manner known per se on the injection nozzle fastened with the aid of a union nut 10. The injection nozzle of the described here, preferred embodiment has a second leakage oil connection 13, which is unchanged allowed the drainage of the leakage oil, although the two leakage oil lines 21 and 22 via a distributor 20 and the connection hose 19 at the leakage oil connection 13 be connected.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandiungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.The invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments limited, it also includes all specialist modifications as well as partial and sub-combinations the features and measures described and / or shown.
Bezugszeichenliste 1 Düsenhalter 41 2 Düsennadel 42 3 Teller von 2 43 4 Feder 44 5 Einstellscheibe 45 6 Stahlstift 46 7 Öffnung 47 8 Drucksignalgeber 48 9 Haltevorrichtung 49 lo Überwurfmutter 11 Einspritzleitung 51 12 Einstellvorrichtung 13 Leckölanschluß 53 14 O-Ringe 54 15 Auflagefläche von 5 55 16 Bund 56 17 Schulter 57 18 Druckschulter 58 19 Anschlußschlauch 59 20 Verteiler 60 21 Lecköl-Leitung 1 61 22 Lecköl-Leitung 2 62 23 63 25 65 26 66 27 67 28 68 29 69 30 70 31 71 32 72 33 73 34 74 35 75 36 76 T7 77 38 78 39 79 4° 80LIST OF REFERENCE NUMERALS 1 nozzle holder 41 2 nozzle needle 42 3 plate from FIG 43 4 Spring 44 5 Adjusting washer 45 6 Steel pin 46 7 Opening 47 8 Pressure signal transmitter 48 9 Holding device 49 lo Union nut 11 Injection line 51 12 Adjustment device 13 Leak oil connection 53 14 O-rings 54 15 Contact surface of 5 55 16 Collar 56 17 Shoulder 57 18 Pressure shoulder 58 19 Connection hose 59 20 Distributor 60 21 Leak oil line 1 61 22 Leak oil line 2 62 23 63 25 65 26 66 27 67 28 68 29 69 30 70 31 71 32 72 33 73 34 74 35 75 36 76 T7 77 38 78 39 79 4 ° 80
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LIESS, HANS-DIETER, PROF. DR.-ING., 8025 UNTERHACH |
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