DE3141547A1 - Pressure booster for a fuel injection system - Google Patents

Pressure booster for a fuel injection system

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DE3141547A1 DE19813141547 DE3141547A DE3141547A1 DE 3141547 A1 DE3141547 A1 DE 3141547A1 DE 19813141547 DE19813141547 DE 19813141547 DE 3141547 A DE3141547 A DE 3141547A DE 3141547 A1 DE3141547 A1 DE 3141547A1
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Abstract

A pressure booster for a fuel injection system has a control piston, the larger end face of which defines a first working chamber, connectable to the injection pump, and the smaller end face of which defines a second working chamber, connectable to the injection nozzle. The stepped piston comprises a first piston section of larger diameter and a second piston section of smaller diameter. A first spring tries to force the first piston section into the first working chamber and a second spring, which is weaker than the first spring, tries to hold the second piston section against the first piston section, thereby covering the through-holes in the first piston section. The second spring is supported on the first piston section and therefore moves with the first piston section so that a very short spring can be used.

Description

Druckverstärker für eine Kraftstoff-Einspritzanlage Pressure booster for a fuel injection system

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckverstärker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a pressure booster according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Druckverstärker ist i.n der n licht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 30 48 347.7 beschrieben. Bei Verwendung solcher Druckverstärker können Einspritzpumpen mit relativ ge,rillgem Förderdruck verwendet werden, da der Druckverstärker den Förderdruck auf den für das Abspritzen des Kraft stoffes erforderlichen hohen Kraftstoffdruck bringt. Dadurch werden die Kosten der Kraftstoff-Einspritzanlage erheblich verringert. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung solcher Druckverstärker liegt darin, daß die Einspritzpumpe mit größeren Fördermengen arbeiten kann, wodurch die Genauigkeit der Regelung gesteigert wird. Such a pressure intensifier is previously published in the n light German patent application P 30 48 347.7. When using such pressure intensifiers Injection pumps with relatively ge, grooved delivery pressure can be used, since the Pressure booster increases the delivery pressure to the level required for spraying the fuel brings high fuel pressure. This reduces the cost of the fuel injection system considerably reduced. Another advantage of using such pressure intensifiers is that the injection pump can work with larger flow rates, which the accuracy of the regulation is increased.

Bei dem Druckverstärker gemäß der genannten Patentanmeldung stützt sich sowohl die auf den ersten Teilkolben wirkende Feder als auch die auf den zweiten Teilkolben wirkende Feder am Gehäuse ab, so daß beide Federn den gesamten Hub des Stufenkolbens mitzumachen haben. Dies ist in Bezug auf die erste Feder ohne Bedeutung, schafft jedoch erhebliche Probleme für die zweite Feder, da diese erheblich schwächer als die erste sein und daher entsprechend geführt werden muß, um ein Ausknicken zu vermeiden. Dies bedingt einen relativ langen zweiten Teilkolben, der entsprechend schwer und trägheitsbehaftet ist uiid der außerdem relativ weit aus seiner. Bohrung herausragt und durch Seitenkräfte der Feder einseitig an die Wand der Bohrung angelegt weiden kann, was zu Reibung und Verschleiß führt.In the pressure booster according to the said patent application based both the spring acting on the first partial piston and the spring acting on the second Partial piston acting spring on the housing, so that both springs cover the entire stroke of the Graduated pistons have to take part. This is irrelevant in relation to the first spring, however, creates considerable problems for the second spring, since it is considerably weaker to be the first and must therefore be guided accordingly to avoid buckling to avoid. This requires a relatively long second part piston, which is accordingly heavy and subject to inertia, uiid is also relatively far from his. drilling protrudes and placed on one side of the wall of the bore by the side forces of the spring graze, which leads to friction and wear.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu überwinden und einen Druckverstärker zu schaffen, bei dem die Auslegung der zweiten Feder erleichtert und ihre Toleranzbreite vergrößert wird.The object of the invention is to overcome these difficulties and to provide a pressure intensifier which facilitates the design of the second spring and their tolerance range is increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich die zweite Feder <om ersten Teil kolben abstützt. This object is achieved in that the second Spring is supported on the first part of the piston.

Der Abstützpunkt der zweiten Feder ist also nicht wie bei der Ausführung gemäß der genannten Patentanmeldung ortsfest, sondern er wandert mit dem ersten Teilkolben mit, so daß eine schr kurze Feder verwendet werden kann, die nicht ziim Ausknicken neigt, iind der zweite Tcilkolben kurz und leicht gehalten werden kann.The support point of the second spring is not like in the execution stationary according to the patent application mentioned, but it migrates with the first Partial piston with, so that an obliquely short spring can be used, which is not ziim It tends to buckle if the second oil flask can be kept short and light.

Ein Au sführungsbeispiel der Erfindung wird in folgendem unter Bezugnahme auf die Zeichnung bescllrieben, in der ein Druckverstärker kombiniert mit einer Einspritzdüse im Längsschnitt dargestellt ist.An exemplary embodiment of the invention is hereinafter referred to described on the drawing, in which a pressure intensifier combined with a Injection nozzle is shown in longitudinal section.

Mit 1 ist ein Düsenkörper bezeichnet, der zusammen mit einem Zwischenteil 2 mittels einer Überwurfmutter 3 mit einem Düsenträger 4 verbunden ist. Tn einer axialen Bohrung 5 des Düsenkörpers 1 ist axial verschiebbar eine Düsennadel G 6 angeordnet, die an ihrem rückseitigen Ende mit einem Federteller 7 verbunden ist, auf dem sich eine Rückstellfeder 8 abstützt, die bestrebt ist, die Ventilnadel 6 gegen ihren die Abspritzöffnung 9 umgebenden Sitz 10 zu drücken.1 with a nozzle body is referred to, which together with an intermediate part 2 is connected to a nozzle carrier 4 by means of a union nut 3. Tn one A nozzle needle G 6 is axially displaceable in the axial bore 5 of the nozzle body 1 arranged, which is connected at its rear end to a spring plate 7, on which a return spring 8 is supported, which strives to move the valve needle 6 to press against their seat 10 surrounding the spray opening 9.

An den Diisenträger 4 ist axial ein Druckverstärker 11 angesetzt, der ein angesch@aubtes Gehäuse 12 mit einer Bohrung 15,außweist, in der ein Eins@tz Bangeordnet ist. Der Einsatz 1.3 hat eine Längsbohrung 14, die zu der Bohrung 15 des Gehäuses 12 koaxial ist. Der Druckverstärker 11 enthä@t einen Stufenkolben 16, der s.ich aus einem ersten Teilkolben 17 größeren Durchmessers und einem zweiten Teilkolben 18 kleineren Durchmessers zusammensetzt. Der größere Teilkolben 17 gleitet in der Bohrung 15 des Gehäuses 12, während der kleinere Teilkolben 18 in der Bohnung 14 des Einsatzes 13 gleitet. Die Bohrung 15 ist mit einem Anschluß 19 verbunden, der durch eine Leitung 20 mit einem Rückschlagventil 21 mit einer Verteilereinspritzpumpe 22 verbunden ist, der durch eine Vorförderpumpe 23 Kraftstoff unter geringem Druck zugeführt wird.A pressure booster 11 is attached axially to the diaphragm carrier 4, which has a screwed-on housing 12 with a bore 15, in which an insert Is arranged. The insert 1.3 has a longitudinal bore 14 which leads to the bore 15 of the housing 12 is coaxial. The pressure booster 11 contains a stepped piston 16, which is composed of a first partial piston 17 of larger diameter and a second Partial piston 18 composed of smaller diameter. The larger partial piston 17 slides in the bore 15 of the housing 12, while the smaller part piston 18 in the Bohnung 14 of the insert 13 slides. The bore 15 is connected to a connection 19, through a line 20 with a check valve 21 with a Distributor injection pump 22 is connected to the fuel through a feed pump 23 is fed under low pressure.

Die Stirnfläche 25 des ersten Teilkolbens 17 begrenzt mit der Wand der Bohrung 15 eine erste Arbeitskammer 26, und die Stirnfläche 27 des zweiten Teilkolbens 18 begrenzt mit der Wand der Bohrung 14 eine zweite Arbeitskammer 28. Die zweite Arbeitskammer 28 ist über einem Kanal 29 im Düsenträger 4, einen sich daran anschließenden Kanal 30 im Zwischenteil 2 und einen Kanal 31 im Düsenkörper mit dem Raum 32 vor der Abspritzöffnung 9 in Verbindung. Die Unterseite 42 des ersten Teilkolbens 17 begrenzt mit der Wand der Bohrung 15 einen Raum 33, der über Kanäle 34 und 35 mit einem Rückflußanschluß 36 in Verbindung steht. Eine erste Feder 38, die sich an dem Einsatzteil 13 abstützt, wirkt auf den ersten Teilkolben 17 und ist bestrebt, diesen in die in der Zeichnung dargestellte obere Endlage zu drücken. Eine zweite Feder 39, die erheblich schwächer ist als die Feder 38, stützt sich über einen im Querschnitt Z-förmigen Teller 40 mit Durchbrüchen 40a am ersten Teilkolben 17 ab, indem dieser Teller 40 von der Feder 38 gegen eine Schulter 41 des Teilkolbens 17 angedrückt wird. Die Feder 39 liegt an einer Schulter 43 des zweiten Teilkolbens 18 an und ist bestrebt, diesen in Anlage an die Unterseite 42 des ersten Teilkolbens 17 zu drücken. Der erste Teilkolben 17 ist von mehreren Bohrungen 44 durchdrungen, die in der dargestellten Lage des zweiten Teilkolbens 18 von dessen Stirnflähe abgedeckt sind. Der zweite Teilkolben 18 hat ferner einen durchgehenden Längskanal 45, der in die zweite Arbeitskammer 28 mündet.The end face 25 of the first partial piston 17 delimits the wall the bore 15 has a first working chamber 26, and the end face 27 of the second partial piston 18 delimits a second working chamber 28 with the wall of the bore 14. The second Working chamber 28 is above a channel 29 in the nozzle carrier 4, one adjoining it Channel 30 in the intermediate part 2 and a channel 31 in the nozzle body with the space 32 in front the spray opening 9 in connection. The underside 42 of the first partial piston 17 bounded with the wall of the bore 15 a space 33, which via channels 34 and 35 with a reflux port 36 is in communication. A first spring 38 that is attached to supports the insert part 13, acts on the first piston part 17 and strives to to push this into the upper end position shown in the drawing. A second Spring 39, which is considerably weaker than spring 38, is supported by an im Cross-section of the Z-shaped plate 40 with openings 40a on the first partial piston 17, in that this plate 40 is held by the spring 38 against a shoulder 41 of the sub-piston 17 is pressed. The spring 39 rests on a shoulder 43 of the second partial piston 18 and strives to make this in contact with the underside 42 of the first partial piston 17 to press. The first partial piston 17 is penetrated by several bores 44, which in the illustrated position of the second partial piston 18 is covered by its end face are. The second partial piston 18 also has a continuous longitudinal channel 45, the opens into the second working chamber 28.

Die Arbeitsweise des dargestellten Druckverstärkers ist folgende: Ausgehend von der Annahme, daß das gesamte Einspritzsystem mit Kraftstoff gefüllt ist, wird bei einer Druckbeaufschlagung des Kraftstoffzuführkanals 20 durch die Verteilereinspritzpumpe 22 der aus den beiden Teilkolben 17 und 18 bestehende Stufenkolben entgegen der Wirkung der Feder 38 in der Zeichmung nach unten gedrückt, wobei sich in der zweiten Arbeitskammer 28 und in den mit dieser Kammer in Verbindung stehenden Kanälen 29, 31 sowie in dem Raum 32 ein entsprechend dem Flächenverhältnis der Stirnflächen 25 und 27 des Stufenkolbens verstärkter Druck einstellt. Dieser Druck hebt die Düsennadel 6 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 8 an, so daß durch die Abspritzöffnung 9 eine dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepaßte Kraftstoffmenge abgespritzt werden kann.The mode of operation of the pressure booster shown is as follows: Assuming that the entire injection system is filled with fuel is, when the fuel supply channel 20 is pressurized by the Distributor injection pump 22 of the stepped piston consisting of the two sub-pistons 17 and 18 contrary to the Effect of the spring 38 pressed down in the drawing, and in the second Working chamber 28 and in the channels 29 connected to this chamber, 31 as well as in the space 32 a corresponding to the area ratio of the end faces 25 and 27 of the stepped piston set increased pressure. This pressure lifts the nozzle needle 6 against the action of the return spring 8, so that through the spray opening 9 an amount of fuel adapted to the respective operating state of the internal combustion engine can be hosed.

Bei Beendigung des Förderhubes der Verteilereinspritzpumpe 22 fällt der Druck in dem Druckraum 32 und in den Kanälen 31, 30 und 29 sowie in der zweiten Arbeitskammer 28 ab, so daß die von der Rückstellfeder 8 belastete Düsennadel 6 wieder in die Schließstellung zurückbewegt wird. Da auch inn dem Kraftstoffzufuhrkanal 20 eine Druck entlastung stattfindet, wird der Stufenkolben 17, 18 von der Feder 38 in die in der Zeichnung gezeigte Ausgangsstellung zurückgedrückt. Diese Rückbewegung der beiden Teilkolben 17 und 18 erfolgt jedoch nicht als Ei@@ heit, sondern getrennt. Dabei si@d zunächst der größere Teilkolben 17 unter der Wirkung der feder 38 in seine Au@gangsstellung zurückgedrückt, wobei er sich von dem kleineren Teilkolben 18 abhebt. Dieses Abhehen ergibt sich dadurch, daß der kleinere Teilkolben 11 von dem Druck belastet wird, der sich beim Rückgang des Teilkolbens 17 in dem Zufuhrkana120 aufhaut und durch die Bohrung 43 auf die obere Stirnfläche des kleineren Teilkolbens 18 wirken kann und diesen entgegen der Wirkung der Feder 39 von der inneren Stirnfläche 42 des ersten Teilkolbens 17 abhebt. Dadurch kann der von dem ersten Teilkolben 17 verdrängte Kraftstoff einerseits in den Raum 33 und von dort durch die Rücklaufleitung 36 zurück zur Verteilereinspritzpumpe 22 und andererseits durch die Bohrung 44 in die zweite Arbeitsk@mmer 28 g@langen und diese auffüllen. Wenn auf diese Weise der Druck in der ersten Arbeitskammer 25 entsprechend abgebaut ist, kann die Zweite Feder 39 den zweiten Teilkolben 18 zur Anlage an der inneren Stirnfläche 42 des ersten Teilkolbens 17 bringen und damit die Boh@@@gen 43 absperren. Dann ist die Vorrichtung für den nächsten Einspritzvorgang bereit.At the end of the delivery stroke of the distributor injection pump 22 falls the pressure in the pressure chamber 32 and in the channels 31, 30 and 29 as well as in the second Working chamber 28 so that the nozzle needle 6 is moved back into the closed position. Since also in the fuel supply channel 20 a pressure relief takes place, the stepped piston 17, 18 from the spring 38 pushed back into the starting position shown in the drawing. This backward movement the two partial pistons 17 and 18, however, are not carried out as egg, but rather separately. In this case, the larger sub-piston 17 is initially under the action of the spring 38 in pushed back into its initial position, moving away from the smaller part-piston 18 takes off. This Abhehen results from the fact that the smaller sub-piston 11 of the pressure is loaded, which is when the partial piston 17 in the supply channel 120 decreases skin and through the bore 43 on the upper face of the smaller piston part 18 can act and this against the action of the spring 39 from the inner end face 42 of the first partial piston 17 lifts off. This allows the part of the first piston 17 displaced fuel on the one hand into the space 33 and from there through the return line 36 back to the distributor injection pump 22 and on the other hand through length the hole 44 in the second working chamber 28 g and fill it up. if in this way the pressure in the first working chamber 25 is reduced accordingly, the second spring 39 can move the second partial piston 18 to bear against the inner end face Bring 42 of the first partial piston 17 and thus shut off Boh @@@ gen 43. then the device is ready for the next injection process.

Aufgrund des Umstandes, daß das Widerlager der zweiten Feder 39, das beißt der Teller 40, mit dem ersten Teilkolben 17 mitwandert, kann die zweite Feder 39 sehr kurz bemessen werden im Gegensatz zu einer Ausführung, bei der sich diese Feder wie die erste Feder an einem ortsfesten Teil abstützt.Due to the fact that the abutment of the second spring 39, the if the plate 40 bites and moves with the first partial piston 17, the second spring can 39 are very short in contrast to a version in which this Like the first spring, the spring is supported on a stationary part.

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Claims (2)

Druckverstärker für eine Kraftstoff-Einspritzanlage P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Druckverstärker für eine Kraftstoff-Einspritzanlage, mit - einem Gehäuse mit einer Zylinderbohrung, die einen ersten Abschnitt mit größerem Durchmesser und einen zweiten Abschnitt mit kleinerem Durchmesser aufweist. Pressure booster for a fuel injection system P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Pressure booster for a fuel injection system, with - one Housing with a cylinder bore that has a first larger diameter section and a second smaller diameter portion. - einem in der Bohrung verschiebbaren Stufenkolben, der aus einem ersten, in dem ersten Bohrungsabschnitt angeordneten Teilkolben mit größerem Durchmesser und einem zweiten, in dem zweiten Bohrungsabschnitt angeordneten Teilkolben mit kleinerem Durchmesser besteht, - einer ersten Arbeitskammer, die von der Wand des ersten Bohrungsabschnittes und der größeren Stirnfläche des Stufenkolbens begrenzt und mit einer Einspritzpumpe verbindbar ist, - einer zweiten Arbeitskammer, die von der Wand des zweiten Bohrungsabschnittes und der kleineren Stirnfläche des Stufenkolbens begrenzt und mit einer Einspritzdüse verbindbar ist, - einer Ringkammer, die von der Wand des ersten Bohrungsabschnittes, der Umfangswand des zweiten Teilkolbens und der der ersten Arbeitskammer abgewandten Stirnfläche des ersten Teilkolbens begrenzt ist und mit einer Rücklaufleitung in Verbindung steht, - eillel ersten Feder, die bestrebt ist, den ersten Teilkolben in die erste Arbeitskammer zu schieben, - Pi einer zweiten Feder, die schwächer ist als die erste Feder und bestrebt ist, den zweiten Teilkolben in Anlage an den ersten Teilkolben zu halten und dadurch Durchgangsbohrungen im ersten Teilkolben abzudecken, und - einer Ver0>indung zwischen der Ringkammer und der zweiten Arbeitskammer, die wjhrend des Arbeitshubes des Stufenkolbens versperrt ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß sich die zweite Feder (39) an dem ersten Teilkolben (17) abstützt. - A stepped piston displaceable in the bore, which consists of a first, arranged in the first bore section partial piston with a larger diameter and a second piston part arranged in the second bore section smaller diameter consists, - a first working chamber, which from the wall of the limited first bore section and the larger end face of the stepped piston and can be connected to an injection pump, - a second working chamber, which from the wall of the second bore section and the smaller end face of the stepped piston limited and with a Injection nozzle is connectable, - an annular chamber, that of the wall of the first bore section, the peripheral wall of the second partial piston and the end face of the first partial piston facing away from the first working chamber is limited and communicates with a return line, - eillel first Spring that tries to push the first partial piston into the first working chamber, - Pi of a second spring, which is weaker than the first spring and strives to to keep the second partial piston in contact with the first partial piston and thereby Cover through holes in the first piston section, and - a connection between the annular chamber and the second working chamber during the working stroke the stepped piston is blocked, d u r c h e -k e n n n z e i c h n e t that the second spring (39) is supported on the first partial piston (17). 2. Druckverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite Feder (39) an einem Federteller (40) abstützt, der von der ersten Feder (38) in Anlage an einer Schulter (41) am ersten Teilkolben (17) gehalten ist.2. Pressure booster according to claim 1, characterized in that the second spring (39) is supported on a spring plate (40) which is supported by the first spring (38) is held in contact with a shoulder (41) on the first partial piston (17).
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