DE3700353A1 - Fuel injection device for internal combustion engines, especially a unit fuel injector - Google Patents

Fuel injection device for internal combustion engines, especially a unit fuel injector

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DE3700353A1 DE19873700353 DE3700353A DE3700353A1 DE 3700353 A1 DE3700353 A1 DE 3700353A1 DE 19873700353 DE19873700353 DE 19873700353 DE 3700353 A DE3700353 A DE 3700353A DE 3700353 A1 DE3700353 A1 DE 3700353A1
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Abstract

Fuel injection device for internal combustion engines, especially a unit fuel injector, in which a pump chamber (5) of a pump piston (1) preferably driven by way of a cam (7), is defined by a drag piston (4), which on the other side defines a delivery chamber (11), from which the delivery line leads to the injection nozzle, the fuel being metered to the pump chamber (5) and to the delivery chamber (11) by only one metering duct (26), in which a solenoid valve (24) is arranged, and which, in its delivery stroke limit position, is opened by the drag piston (4) to the pump chamber (5) and in its suction stroke limit position is opened by the drag piston (4) to the delivery chamber (11). <IMAGE>

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzein­ richtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Pumpedüse nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a fuel injection direction for internal combustion engines, in particular pump nozzle according to the genus of the main claim.

Mit derartigen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, ins­ besondere den Pumpedüsen wird ein höherer Freiheitsgrad bezüglich der Regel - und Steuereingriffe in den gesamten zur Einspritzung gehörenden Ablauf erreicht, als dies bei Verteilereinspritzpumpen oder Reiheneinspritzpumpen möglich ist. Dieser höhere Freiheitsgrad ist meist auch verbunden mit einem höheren Arbeitsdruck, besonders für den Einsatz von schnellaufenden Direkteinspritzmotoren. Außerdem wird zum Antrieb des Pumpenkolbens die Nockenwelle des Motors verwendet, so daß zusätzliche Antriebsverluste eingespart werden und höhere Antriebskräfte für möglicher­ weise erforderliche höhere Einspritzdrücke verfügbar sind.With such a fuel injection devices, in particular the pump nozzle, a higher degree of freedom is the rule about - reached and control interventions in the whole belonging to the injection procedure than is possible with distributor injection or injection pumps. This higher degree of freedom is usually also associated with a higher working pressure, especially for the use of high-speed direct injection engines. In addition, the camshaft of the engine is used to drive the pump piston, so that additional drive losses are saved and higher driving forces are available for higher injection pressures that may be required.

Besonders bei den Pumpedüsen gibt es eine Vielzahl von Varianten, auch der gattungsgemäßen Einspritzein­ richtung, die jeweils einen Zwischenkolben verwenden und mit Steuerung der Volumina des Pumpraums und des Druckraums. Bei diesen Einspritzeinrichtungen erfolgt die Spritzmengensteuerung und die Förderbeginnverstel­ lung ohne Regelstange und nur über ein Steuerventil, das eine Kraftstoffmenge zeitgerecht in mindestens einen dieser Räume zumißt, unter Mitwirkung von Steuer­ kanten des Pumpenkolbens oder Zwischenkolbens und von Rückschlagventilen. Wenn im weiteren von Rückschlag­ ventilen die Rede ist, sind hiermit auch Rückström­ verhinderungsventile denkbarer Art gemeint, also auch solche Ventile, die keinen Ventilsitz aufweisen, sondern als Schieberventil ausgebildet sind. Gemeinsam für alle betrachteten Einspritzeinrichtungen ist die vor jedem Einspritzzyklus sich einstellende gleiche Ausgangs­ situation, wie beispielsweise die gleiche Ausgangslage des Zwischenkolbens und des Pumpenkolbens zu Beginn des Saughubes entsprechend der Nockengrundfläche.There is a large number of pump nozzles in particular of variants, including the generic injection direction, each using an intermediate piston and with control of the volumes of the pump room and the Pressure chamber. With these injection devices the spray quantity control and the start of delivery adjustment without control rod and only via a control valve, that a quantity of fuel in time at least measures one of these rooms, with the participation of tax edges of the pump piston or intermediate piston and of check valves. If further from setback valves, there is also backflow Prevention valves of a conceivable kind meant, also such valves that have no valve seat, but are designed as a slide valve. Together for all the injection devices considered is the one before same output occurring every injection cycle situation, such as the same starting point of the intermediate piston and the pump piston at the beginning of the suction stroke according to the cam base area.

Bei einer bekannten Pumpedüse der gattungsgemäßen Art (US-PS 42 35 374) wird die Spritzmenge und der Förderbeginn durch Öffnen und Schließen eines nur zum Pumpraum führenden Zumesskanals bestimmt, indem während eines ersten Teiles des Saughubes des Pumpenkol­ bens der Zumesskanal zum Pumpraum gesperrt ist, so daß in dieser Zeit über ein Rückschlagventil in einer Fülleitung des Druckraumes solange Kraftstoff in diesen Druckraum strömt, bis das gesteuerte Ventil im Zumesska­ nal zum Pumpraum wieder öffnet, wonach der Zwischenkol­ ben stehenbleibt. Während des verbleibenden Saughubes des Pumpenkolbens strömt Kraftstoff über dieses gesteu­ erte Ventil in den Pumpraum und füllt diesen auf, was spätestens dann erreicht wird, wenn der Pumpenkolben seine Saughubendlage einnimmt, d. h. die Grundfläche des Antriebsnockens wirksam ist. Der Förderbeginn wird bei dieser bekannten Pumpedüse bestimmt, indem das Magnetventil zu Beginn des Druckhubes, nämlich dann, wenn die Förderung beginnen soll, schließt, so daß das im Pumpraum eingeschlossene Volumen den Zwischenkolben antreibt, um den im Druckraum zugemes­ senen Kraftstoff zur Einspritzdüse zu fördern. Bei diesem ersten Druckhubabschnitt wird der entsprechende Teil des im Pumpraum befindlichen Kraftstoffes zurück über das Magnetventil in die Versorgungsleitung gescho­ ben.In a known pump nozzle of the generic type Type (US-PS 42 35 374) is the spray quantity and the  Start of funding by opening and closing only one to the pumping chamber leading metering channel determined by during a first part of the pump piston suction stroke bens the metering channel to the pump room is blocked, so that during this time via a check valve in a Filling the pressure chamber as long as there is fuel in it Pressure chamber flows until the controlled valve in the Zumesska nal to the pump room opens again, after which the intermediate col ben stops. During the remaining suction stroke of the pump piston fuel flows through this in a controlled manner valve into the pump chamber and fills it up, which is achieved at the latest when the pump piston takes its suction stroke end position, d. H. the footprint of the drive cam is effective. The start of funding is determined in this known pump nozzle by the solenoid valve at the beginning of the pressure stroke, namely then when the funding is supposed to start, so that the volume enclosed in the pump chamber Intermediate piston drives to the admixed in the pressure chamber deliver its fuel to the injector. At this first pressure stroke section becomes the corresponding one Part of the fuel in the pump chamber back shot into the supply line via the solenoid valve ben.

Diese bekannte Pumpedüse hat mehrere Nachteile. Dadurch, daß das Magnetventil den Förderbeginn während des Druckhubes steuert, ist es unmittelbar hochdruckbela­ stet. Es muß also während des Fördervorganges des Pumpenkolbens schließen, was verhältnismäßig schnell erfolgen muß, um keine Verschleppung des Förderbeginnes zu bewirken, da die Schließdauer eines Magnetventils unabhängig von der Drehzahl erfolgt, hingegen die Fördergeschwindigkeit des Pumpenkolbens unmittel­ bar drehzahlabhängig ist. Hinzu kommt der Nachteil, daß das Magnetventil in beiden Richtungen durchströmbar sein muß, nämlich einerseits für den Kraftstoffstrom in den Pumpraum und andererseits bei der Förderbeginn­ steuerung für den Kraftstoffstrom aus dem Pumpraum. Diese Forderung ist unumgehbar, wenn diese Art der Förderbeginnsteuerung während der Hochdruckphase durch das Magnetventil erfolgen soll. Vom Magnetventil fordert dieses, daß es entweder druckausgeglichen arbeitet, oder außerordentlich hohe Stellkräfte haben muß, um zu vermeiden, daß besonders bei hohen Drehzahlen Drossel­ effekte auftreten, mit entsprechenden Fehlern des vorgesehenen Förderbeginns. Das für einen exakten Förderbeginn erforderliche schnelle Schließen dieses Ventils und dieses zudem unter hohem Druck, ist somit nur unter erheblichem Aufwand verwirklichbar. Da wie oben erwähnt, der Förderbeginnzeitpunkt sehr präzise eingehalten werden soll, wirkt sich als Nachteil aus, daß die Förderbeginnsteuerung während des ohnehin kurzen Druckhubabschnittes erfolgt. This known pump nozzle has several disadvantages. Thereby, that the solenoid valve the start of delivery during Pressure stroke controls, it is immediately high pressure  continuous So it must during the funding process Pump pistons close, which is relatively quick must take place in order not to delay the start of funding to cause the closing time of a solenoid valve regardless of the speed, the Conveying speed of the pump piston immediately bar is speed-dependent. Added to this is the disadvantage that the solenoid valve can flow in both directions must be, namely on the one hand for the fuel flow in the pump room and on the other hand at the start of delivery control of the fuel flow from the pump room. This requirement is unavoidable if this type of Start of delivery control during the high pressure phase the solenoid valve is to take place. Requires the solenoid valve this that it works either pressure balanced, or must have extremely high actuating forces in order to avoid throttle especially at high speeds effects occur with corresponding errors of the planned start of funding. That for an exact Funding required to close this quickly Valve and this is also under high pressure can only be realized with considerable effort. There like mentioned above, the start of funding very precise should be observed, has a disadvantage that the start of funding control during the anyway short pressure stroke section takes place.  

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Pumpedüse besteht darin, daß der Antrieb des Zwischenkolbens über die Volumensteuerung des Pumpraumes erfolgt, d. h. daß sich besonders bei höheren Drehzahlen die Massenträgheit des Zwischenkolbens und Drosselwirkungen in den Zuström­ kanälen nachteilig auswirken. So muß beispielsweise eine sehr genaue Abstimmung zwischen dem Drosseleffekt des Magnetventils, jenem des Rückschlagventils zum Druckraum und den Arbeitsflächen des Zwischenkolbens bzw. der den Zwischenkolben in Druckhubrichtung belasten­ den Feder bestehen. Nur mit einer derartigen, exakten Abstimmung kann erreicht werden, daß bei geschlossenem Magnetventil der Zwischenkolben tatsächlich mit dem Saughub des Pumpenkolbens mitgeht und die gewünschte Spritzmenge in den Druckraum strömt. Diese Abstimmung muß dann auch dafür ausreichen, daß bei geöffnetem Magnetventil der Zwischenkolben tatsächlich stehen­ bleibt, d. h. daß die hydraulischen und mechanischen Kräfte stärker sind als die am Zwischenkolben angreifen­ den Massenkräfte.Another disadvantage of this known pump nozzle is in that the drive of the intermediate piston over the Volume control of the pump room takes place, d. H. that the inertia especially at higher speeds of the intermediate piston and throttling effects in the inflow affect channels adversely. For example a very precise match between the throttle effect of the solenoid valve, that of the check valve to Pressure chamber and the working surfaces of the intermediate piston or the load the intermediate piston in the pressure stroke direction pass the feather. Only with such an exact Voting can be achieved that when closed Solenoid valve of the intermediate piston actually with that Suction stroke of the pump piston and the desired Spray volume flows into the pressure chamber. This vote must then also be sufficient for that when open The solenoid valve of the intermediate piston is actually standing remains, d. H. that the hydraulic and mechanical Forces are stronger than those acting on the intermediate piston the mass forces.

Vorteil der ErfindungAdvantage of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich die Steuerung der Spritzmenge und die des Förderbeginns gegenseitig nicht beeinflussen, obwohl beide Steuerungen über nur ein Steuerventil bzw. einen Zumesskanal erfolgen. Während die Zumessung des Kraftstoffes zur Bestimmung des Förderbeginns während eines bestimmten Abschnittes des Druckhubes des Pumpenkolbens erfolgt, wobei der Schleppkolben noch in seiner Ausgangslage verharrt, wird die Zumessung der Spritzmenge nach Beendigung des Saughubes durchgeführt, solange nämlich nur die Grundfläche des Antriebsnockens mit dem Pumpenkolben zusammenwirkt, also der Pumpenkolben seine Raststellung einnimmt. Aufgrund der Schleppverbindung besteht eine Zwangssteuerung des Zumesskanals, so daß das Steuerven­ til in dieser durch den Schleppkolben bewirkten Zumess­ kanalsteuerung geöffnet bleiben kann. Dadurch ergibt sich, daß das Steuerventil während eines Einspritzzyklus nur einmal geöffnet und geschlossen werden muß. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich auch durch die Vermeidung der Nachteile der bekannten Einspritzeinrich­ tungen. So ist beispielsweise eine Feinabstimmung zwischen den Drosselwirkungen bei der Kraftstoff­ zumessung und den Wirkflächen des Schleppkolbens bzw. der an diesem Kolben angreifenden Feder nicht erforder­ lich, da aufgrund der Schleppkopplung diese entspre­ chende Zwangssteuerung des Schleppkolbens vorhanden ist. Hinzu kommt der Vorteil, daß die Kraftstoffzumes­ sung "gegen Dampfdruck" erfolgt, der bei allen Zumeßsi­ tuationen der gleiche ist. Während bei der Förderbeginn­ steuerung die Öffnung des Steuerventils immer bezüglich des Drehwinkels des Antriebsnockens zum gleichen Punkt erfolgt, so daß der sich danach bildende Dampfdruck bei gleichem Förderbeginn auch gleich ist, ist bei der Zumessung der Spritzmenge der Dampfdruck im Druck­ raum aufgrund der Wirkung des Nockenrastabschnittes stets gleich.The fuel injection device according to the invention with the characteristic features of the main claim has the advantage that the control the spray quantity and that of the start of delivery to each other not affect, although both controls over  only one control valve or metering channel. During the metering of the fuel for determination the start of funding during a certain section of the pressure stroke of the pump piston takes place, the Trailing piston still in its initial position, the metering of the spray quantity after completion of the suction stroke, as long as only that Base area of the drive cam with the pump piston interacts, i.e. the pump piston is in its locked position occupies. Due to the towing connection there is a Forced control of the metering channel, so that the Steuererven til in this metering caused by the trailing piston channel control can remain open. This results in that the control valve during an injection cycle only needs to be opened and closed once. Further Advantages of the invention also result from the Avoiding the disadvantages of the known injection device exercises. For example, it is fine-tuned between the throttling effects at the fuel measurement and the effective areas of the trailing piston or the spring acting on this piston is not required Lich, because this corresponds to the towing coupling The positive control of the trailing piston is available is. Added to this is the advantage that the fuel additives Solution "against steam pressure" takes place in all Zumeßsi tuations is the same. While at the start of funding control the opening of the control valve always with respect of the angle of rotation of the drive cam at the same point  takes place, so that the steam pressure that forms thereafter with the same start of funding is also the same with the metering of the spray quantity the vapor pressure in the pressure space due to the effect of the cam detent section always the same.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Zumesskanal ein definierter Steuerquerschnitt (Drossel) vorhanden und es steht der Kraftstoff unter konstantem Förderdruck. Hierdurch wird erreicht, daß bei durch den Schleppkolben sowie das Steuerventil geöffnetem Zumesskanal die in den jeweiligen Raum strömende Kraftstoffmenge exakt der Aufsteuerdauer entspricht. Zwar ist die Steuerung von Kraftstoffmengen über einen Zeitquerschnitt ein an sich bekannter Vor­ gang, nur ist die Mengensteuerung bei den bekannten Einspritzeinrichtungen durch sich dauernd ändernde Faktoren belastet, wie beispielweise drehzahlabhängige Faktoren. Die Steuerung über den Zeitquerschnitt hat den großen Vorteil bei der Verwendung eines elektroni­ schen Steuergerätes, daß die umzusetzenden Motorkenn­ größen lediglich in eine Zeitgröße umgesetzt werden müssen, die dann dem Steuerventil eingegeben wird.According to an advantageous embodiment of the invention is a defined control cross-section in the metering channel (Throttle) is present and the fuel is below constant delivery pressure. This ensures that at by the drag piston and the control valve open metering channel in the respective room flowing fuel quantity exactly the opening time corresponds. Although the control of fuel quantities over a time cross-section a known per se gear, only the quantity control in the known Injectors due to constantly changing Factors such as speed-dependent Factors. The control over the time cross-section has the great advantage of using an electroni rule control unit that the engine code to be implemented sizes are only converted into a time size which is then entered into the control valve.

Nach einer wichtigen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient als Steuerventil ein Magnetventil. Die Erfindung kommt der Verwendung eines Magnetventils in mehrerer Hinsicht entgegen. Es lassen sich die Druckräume derart vom Magnetventil abkoppeln, beispiels­ weise durch ein Rückschlagventil im Zumesskanal, so daß keine Hochdruckbelastung des Magnetventils besteht. Da die Kraftstoffzumessung zudem nur während des Saughu­ bes des Pumpenkolbens oder während seiner Rastzeit erfolgt, braucht das Magnetventil keine hohen Stell­ kräfte aufzuweisen. Außerdem kann durch die Mitwirkung des Schleppkolbens bei der Umschaltung des Zumesskanals vom Pumpraum zum Druckraum und umgekehrt das Magnetven­ til in dieser Umschaltphase offenbleiben, so daß auch die Schaltgeschwindigkeit des Magnetventils nicht unnötig hoch zu sein muß. Bei Magnetventilen ist für die magnetische Erregung und damit Stellkrafterzeugung eine Mindestzeit erforderlich, die von der Aufwendigkeit der Konstruktion insbesondere aber dem Spulenaufwand abhängt, so daß bei den hier verwendbaren Magnetventilen der Aufwand verhältnismäßig gering gehalten werden kann.After an important advantageous embodiment of the Invention serves as a control valve, a solenoid valve. The invention comes from the use of a solenoid valve opposed in several ways. They can be  Decouple the pressure chambers from the solenoid valve, for example wise through a check valve in the metering channel, so that there is no high pressure load on the solenoid valve. Because the fuel metering only during the suction bes of the pump piston or during its rest period the solenoid valve does not need a high setting to have strength. In addition, through participation of the trailing piston when switching the metering channel from the pump room to the pressure room and vice versa the magnetic vein til remain open in this switching phase, so that too the switching speed of the solenoid valve is not must be unnecessarily high. For solenoid valves is for the magnetic excitation and thus the generation of actuating force a minimum time required by the elaborate the construction but especially the amount of spools depends, so that in the solenoid valves that can be used here the effort is kept relatively low can.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Feder als Schraubenfeder ausgebildet und stützt sich einerseits am Schleppkolben, andererseits am Pumpenkolben ab. Der maximale Abstand zwischen den beiden Kolben entspricht somit dem maximalen Federhub - anders, als wenn sich die Feder am Pumpenzylinder abstützen würde.According to a further embodiment of the invention, the spring is designed as a helical spring and is supported on the one hand on the drag piston and on the other hand on the pump piston. The maximum distance between the two pistons thus corresponds to the maximum spring stroke - differently than if the spring were supported on the pump cylinder.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Pumpraum gegen Ende des Druckhubes über den Zumess­ kanal druckentlastbar, indem der Zumesskanal durch den Zwischenkolben aufgesteuert ist. Hierdurch wird gleichzeitig ein Ende der Hochdruckförderung erreicht, also ein Förderende, was nach einer alternativen Ausge­ staltung der Erfindung auch dadurch erzielt werden kann, indem der Schleppkolben gegen Ende des Druckhubes den Pumpraum zu einem Entlastungskanal hin druckent­ lastet, in welchem ein Rückschlagventil vorhanden ist, das während des Saughubes des Pumpenkolbens verhin­ dert, daß Kraftstoff über den Entlastungskanal in den Pumpraum strömt.According to a further embodiment of the invention the pump chamber towards the end of the pressure stroke via the metering  can be relieved of pressure by using the metering channel the intermediate piston is turned on. This will at the same time an end to high-pressure production has been reached, So a sponsor, what an alternative staltung the invention can also be achieved can by moving the trailing piston towards the end of the pressure stroke depressurizes the pump chamber towards a relief channel in which a check valve is present that prevents during the suction stroke of the pump piston changes that fuel in through the relief channel the pump room flows.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft ein Teil des Zumesskanals zum Druck­ raum hin im Schleppkolben und es ist in diesem Teil der definierte Steuerquerschnitt vorhanden. Hierdurch ist es möglich, für die Kraftstoffzumessung zu den beiden Räumen unterschiedliche Steuerquerschnitte zu erhalten. Während nämlich zur Änderung des Förderbe­ ginns verhältnismäßig kleine Unterschiede der in den Pumpraum zugemessenen Kraftstoffmengen erforderlich sind, weisen die in den Druckraum zuzumessenden Kraft­ stoffmengen ein Verhältnis von etwa 1:30 zwischen Leerlauf und Vollast auf. Es muß also auch noch bei Vollast eine große Kraftstoffmenge innerhalb der Öffnungs­ zeit zugemessen werden, wobei besonders bei hohen Drehzahlen und Vollast diese Öffnungszeit entsprechend kurz ist, so daß der Steuerquerschnitt eine Mindestgröße aufweisen muß. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist es möglich, den zum Pumpraum wirkenden Drosselquerschnitt kleiner zu machen, als den Hauptsteuerquerschnitt, welcher dann nur bei der Zumessung in den Druckraum wirksam ist.According to a further advantageous embodiment of the Invention extends part of the metering channel for printing space in the trailing piston and it is in this part the defined control cross-section is available. Hereby it is possible to for the fuel metering different tax areas in both rooms to obtain. While changing the Förderbe ginns relatively small differences in the Amounts of fuel allocated to the pump chamber are, the force to be measured in the pressure chamber amounts of substances a ratio of about 1:30 between Idle and full load on. So it also has to Full load a large amount of fuel within the opening time, especially at high Speeds and full load correspond to this opening time is short so that the tax cross section is a minimum size  must have. Because of this configuration, it is possible, the throttle cross section acting to the pump chamber to make it smaller than the main control cross section, which is then only when metering into the pressure chamber is effective.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations the invention are the following description, the drawing and the claims can be removed.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in zwei Varianten in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Längsschnitt durch eine Pumpedüse einer ersten Variante, Fig. 2 ein Funktionsdiagramm, bei dem die Kolbenhübe h (Ordinate) über dem Drehwinkel α der Nockenwelle (NW) (Abszisse) aufgetragen sind und Fig. 3 die zweite Variante des Ausführungsbei­ spiels mit einem diese Variante betreffenden Ausschnitt der in Fig. 1 dargestellten Pumpedüse.An embodiment of the object of the invention is shown in two variants in the drawing and described in more detail below. In the drawings Fig. 1, the fuel injection device according to the invention with a longitudinal section of a unit fuel injector to a first variant, Fig. 2 is a functional diagram in which the piston strokes h (ordinate) over the rotation angle α of the camshaft (NW) (abscissa) are plotted and Fig. 3 the second variant of the Ausführungsbei game with a section of this variant of the pump nozzle shown in Fig. 1.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Bei der dargestellten Kraftstoffeinspritzeinrichtung arbeitet ein Pumpenkolben 1 in einer Zylinderbohrung 2 einer Zylinderbüchse 3 und begrenzt dort mit einem Schleppkolben 4 einen Pumpraum 5. Die beiden Kolben 1 und 4 weisen eine im Pumpraum 5 angeordnete Schlepp­ kopplung 6 auf, durch die der Schleppkolben 4 für einen wesentlichen Teil des Saughubes durch den Pumpen­ kolben 1 in die dargestellte Saughubendlage kraftschlüs­ sig gezogen wird. Diese Saughubendlage ist auch die Druckhubausgangslage. Bei dem nach unten gerichteten Druckhub hingegen wirkt sich diese Schleppkopplung 6 nicht aus, sondern nur das im Pumpraum 5 eingeschlos­ sene Flüssigkeitsvolumen.In the fuel injection device shown, a pump piston 1 works in a cylinder bore 2 of a cylinder liner 3 and delimits a pump chamber 5 there with a drag piston 4 . The two pistons 1 and 4 have a towing coupling 6 arranged in the pump chamber 5 , through which the towing piston 4 for a substantial part of the suction stroke by the pumping piston 1 is force-drawn into the illustrated suction stroke end position. This suction stroke end position is also the pressure stroke starting position. With the downward pressure stroke, however, this drag coupling 6 does not have an effect, but only the liquid volume enclosed in the pump chamber 5 .

Der Pumpenkolben 1 wird durch einen Nocken 7 einer Nockenwelle 8 entgegen der Kraft eine Rückstellfeder 9 zwangsangetrieben.The pump piston 1 is driven by a cam 7 of a camshaft 8 against the force of a return spring 9 .

Unterhalb des Schleppkolbens 4 ist in der Zylinderboh­ rung 2 ein Druckraum 11 vorhanden, der über eine in der Zylinderbüchse 3, einer Zwischenplatte 12 und einem Düsenkörper 13 verlaufenden Druckkanal 14 mit dem Düsendruckraum 15 verbunden ist, in welchem eine Ventilnadel 16 arbeitet, die Spritzöffnungen 17 steuert und durch eine in einem entsprechenden Raum der Zwischen­ platte 12 vorhandene Schließfeder 18 belastet ist. Im Druckkanal 14 ist ein Rückschlagventil 19 vorhanden.Below the drag piston 4 a pressure space 11 is in the Zylinderboh tion 2 is present, which is connected via a extending in the cylinder liner 3, an intermediate plate 12 and a nozzle body 13 pressure passage 14 with the nozzle pressure chamber 15, working in which a valve needle 16, the injection openings 17 controls and is loaded by an existing in an appropriate space of the intermediate plate 12 closing spring 18 . A check valve 19 is present in the pressure channel 14 .

Die Pumpedüse wird von einer als Kraftstoffquelle niederen Drucks dienenden Förderpumpe 21 mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 22 versorgt, wobei in dieser Förderleitung 23 zwischen Förderpumpe 21 und Pumpedüse ein Magnetventil 24 angeordnet ist. Der Förderdruck wird durch ein Druckhalteventil 25 konstant gehalten, so daß auch bei geschlossenem Magnetventil 24 der von der Förderpumpe 21 geförderte Kraftstoff zurück in den Kraftstoffbehälter 22 fließen kann.The pump nozzle is supplied with fuel from a fuel tank 22 by a feed pump 21 serving as a low-pressure fuel source, a magnetic valve 24 being arranged in this feed line 23 between the feed pump 21 and the pump nozzle. The delivery pressure is kept constant by a pressure holding valve 25 , so that the fuel delivered by the delivery pump 21 can flow back into the fuel tank 22 even when the solenoid valve 24 is closed.

Die Förderleitung 23 mündet in einen in der Zylinder­ büchse 3 verlaufenden Zumesskanal 26, in dem eine Drossel 27 konstanten Querschnitts angeordnet ist und dessen Mündung 28 einerseits durch die untere Stirnkante 29 und andererseits durch eine Steuernut 31 des Schleppkolbens 4 gesteuert wird. Die Steuernut 31 ist über eine Radialbohrung 32 und eine Sackbohrung 33 mit dem Pumpraum 5 verbunden, so daß der Schleppkolben 4 in der gezeigten einen Endlage den Zumesskanal 26 mit dem Druckraum 11 verbindet und in der anderen Endlage, nämlich nach dem Druckhub, den Zumesskanal 26 über die Steuernut 31, die Radialbohrung 32 und die Sackbohrung 33 mit dem Pumpraum 5 verbindet. In den Zwischenstellungen des Schleppkolbens 4 ist die Mündung 28 des Zumesskanals 26 durch den Schleppkolben gesperrt.The feed line 23 opens into a metering channel 26 running in the cylinder liner 3 , in which a throttle 27 of constant cross section is arranged and its mouth 28 is controlled on the one hand by the lower end edge 29 and on the other hand by a control groove 31 of the drag piston 4 . The control groove 31 is connected via a radial bore 32 and a blind bore 33 with the pump chamber 5, so that the drag flask 4 connects in the shown one end position the metering passage 26 to the pressure chamber 11 and in the other end position, namely after the pressure stroke, the metering passage 26 connects to the pump chamber 5 via the control groove 31 , the radial bore 32 and the blind bore 33 . In the intermediate positions of the drag piston 4 , the mouth 28 of the metering channel 26 is blocked by the drag piston.

Zwischen dem Pumpenkolben 1 und dem Schleppkolben 4 ist eine Feder 34 vorhanden, die bestrebt ist, die beiden Kolben auseinanderzuschieben, also die Schleppkopp­ lung 6 in Eingriff zu halten.Between the pump piston 1 and the trailing piston 4 there is a spring 34 which tends to push the two pistons apart, that is to say to keep the trailing coupling 6 in engagement.

In der Mantelfläche des Schleppkolbens 4 ist außerdem eine Entlastungsnut 35 angeordnet, die mit einer Entla­ stungsbohrung 36 in der Zylinderbüchse 3 zusammenwirkt und über einen im Schleppkolben 4 verlaufenden Kanal 37 mit dem Druckraum 11 verbunden ist. Die Entlastungs­ bohrung 36 ist mit einer Entlastungsleitung 38 verbun­ den, die zum Kraftstoffbehälter 22 führt und in der ein Rückschlagventil 39 vorhanden ist.In the lateral surface of the drag piston 4 , a relief groove 35 is also arranged, which cooperates with a discharge hole 36 in the cylinder liner 3 and is connected to the pressure chamber 11 via a channel 37 running in the drag piston 4 . The relief bore 36 is connected to a relief line 38 which leads to the fuel tank 22 and in which a check valve 39 is present.

Das Magnetventil 24 wird durch ein elektronisches Steuergerät 41 angesteuert, mit dem über die Öffnungs­ und Schließzeiten des Magnetventils die Motordreh­ zahl geregelt wird. In dieses elektronische Steuergerät 41 wird über einen Gaspedalgeber 42 die Last und über einen Drehwinkelgeber 43 die jeweilige Drehlage des Nockens 7 der Nockenwelle 8 eingegeben. Zusätzlich werden über nicht im einzelnen dargestellte Geberan­ schlüsse 44 im elektronischen Steuergerät 41 weitere Motorkenngrößen, wie beispielsweise die Drehzahl n, die Temperatur T, der Außendruck usw. eingegeben.The solenoid valve 24 is controlled by an electronic control unit 41 , with which the engine speed is regulated via the opening and closing times of the solenoid valve. The load is input into this electronic control unit 41 via an accelerator pedal sensor 42 and the respective rotational position of the cam 7 of the camshaft 8 via a rotary angle sensor 43 . In addition, further engine parameters, such as the rotational speed n , the temperature T , the external pressure, etc., are entered in the electronic control unit 41 via donor connections 44 which are not shown in detail.

Die Ausgänge 45 des elektronischen Steuergerätes 41, von denen vier dargestellt sind, entsprechend einer 4-Zylinderbrennkraftmaschine, führen jeweils zu einem Magnetventil 24, von dem dann ebenfalls vier vorhanden sind, die allerdings gemeinsam von nur einer Förderpumpe 21 mit Kraftstoff versorgt werden.The outputs 45 of the electronic control unit 41 , four of which are shown, corresponding to a 4-cylinder internal combustion engine, each lead to a solenoid valve 24 , of which four are then also present, which, however, are supplied with fuel by only one feed pump 21 .

Die Funktion der beschriebenen Einspritzeinrichtung wird im folgenden anhand des in Fig. 2 dargestellten Funktionsdiagramms erläutert und zwar für zwei Pump­ zyklen, wobei die zu einer solchen Einspritzeinrichtung gehörenden zusätzlichen Pumpedüsen hier nicht näher erläutert werden - grundsätzlich aber gleich funktionie­ ren, nur um eine entsprechende Phase verschoben, die durch die Kurbelwelle des Motors festgelegt ist.The function of the described injection device is explained below with reference to the function diagram shown in FIG. 2, namely for two pump cycles, the additional pump nozzles belonging to such an injection device not being explained in detail here - in principle, however, they function the same, only by a corresponding phase shifted, which is determined by the crankshaft of the engine.

In dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm ist über den Drehwinkel α in Grad Nockenwelle (° NW) - Abszisse - der Hub h (in mm) des Pumpenkolbens 1 - Ordinate - aufgetragen. Außerdem ist zur Verdeutlichung der Zumessabläufe über der Abszisse die Zeit t (in sec.) der Steuerung des Zumesskanals 26 aufgetragen. Die Werte von ° NW, mm und sec. sind jedoch nicht maßstabge­ treu aufgetragen.In the diagram shown in FIG. 2 , the stroke h (in mm) of the pump piston 1 - ordinate - is plotted over the angle of rotation α in degrees camshaft (° NW) - abscissa. In addition, in order to clarify the metering processes, the time t (in sec.) Of the control of the metering channel 26 is plotted on the abscissa. However, the values of ° NW, mm and sec. Are not drawn true to scale.

Der Pumpenkolben 1 nimmt in Fig. 1 die Ausgangsstellung vor dem Druckhub ein, wie sie dem Ursprung des Dia­ gramms in Fig. 2 entspricht. In dieser Stellung ist der Grundkreis 46 des Nockens 7 wirksam, d. h. daß der Pumpenkolben 1 gerade eine Raststellung einnimmt. Dieser Grundkreis 46 ist jedoch bezüglich der durch den Pfeil 47 angedeuteten Drehrichtung des Nockens am Ende. Es beginnt gerade der Abschnitt 48 des Nockens, für den der Pumpenkolben in Druckhubrichtung entgegen der Rückstellfeder 9 angetrieben wird.The pump piston 1 in FIG. 1 assumes the starting position before the pressure stroke, as it corresponds to the origin of the diagram in FIG. 2. In this position, the base circle 46 of the cam 7 is effective, that is to say that the pump piston 1 is currently in a locking position. However, this base circle 46 is at the end with respect to the direction of rotation of the cam indicated by the arrow 47 . Section 48 of the cam for which the pump piston is driven in the direction of the pressure stroke counter to the return spring 9 is just beginning.

Der Druckhubabschnitt 48 des Nockens 7 entspricht dem Kurvenabschnitt X 1 zwischen dem Ursprung des Dia­ gramms und α=0° und dem Drehwinkel a 1. Für α=0° wurde der Punkt gewählt, ab dem der Druckhub des Pumpen­ kolbens und damit eigentlich der Pumpzyklus beginnt. Bevor sich im Druckraum 11 ein Einspritzdruck einstellen kann, muß erstens der Zumesskanal verschlossen sein und es müssen zweitens die Hohlräume ausgeglichen werden. Der Pumpenkolben 1 legt zuerst entsprechend einem Drehwinkel M der Nockenwelle 8 einen Hub h v zurück, bevor die Mündung 28 des Zumesskanals 26 vom Schleppkolben 4 verschlossen ist. Für diesen Vorhub h v -Abschnitt wird Kraftstoff aus dem Druckraum 11 über die Mündung 28 dem Zumesskanal 26, die Förder­ leitung 23 einschließlich Magnetventil 24 und das Druckhalteventil 25 zurück in den Kraftstoffbehälter 22 gefördert. Erst nach Schließen dieser Mündung 28 kann sich theoretisch der Einspritzdruck im Druckraum 11 aufbauen. Die zwischen den Kolben 1 und 4 vorhandene Feder 34 hält bis zum Schließen der Mündung 28 die Kolben in der kraftschlüssigen gezeigten Stellung der Schleppkopplung 6.The pressure stroke section 48 of the cam 7 corresponds to the curve section X 1 between the origin of the diagram and α = 0 ° and the angle of rotation a 1 . For α = 0 °, the point was chosen from which the pressure stroke of the pump piston and thus the pump cycle actually begins. Before an injection pressure can occur in the pressure chamber 11 , the metering channel must first be closed and secondly the cavities must be compensated for. The pump piston 1 first travels a stroke h v in accordance with an angle of rotation M of the camshaft 8 before the orifice 28 of the metering channel 26 is closed by the drag piston 4 . For this preliminary stroke h v section, fuel from the pressure chamber 11 via the mouth 28 to the metering channel 26 , the delivery line 23 including the solenoid valve 24 and the pressure control valve 25 is conveyed back into the fuel tank 22 . The injection pressure can theoretically build up in the pressure chamber 11 only after this mouth 28 has been closed. The spring 34 present between the pistons 1 and 4 holds the pistons in the non-positive position of the towing coupling 6 shown until the mouth 28 closes.

Bei Fortsetzung des Druckhubes des Pumpenkolbens 1 entsprechend der Abwicklung des Nockenabschnitts 48 wird zuerst ein möglicher Hohlraum im Pumpraum 5 ausge­ glichen, wobei die Feder 34 entsprechend zusammengescho­ ben wird und die Schleppkopplung 6 auseinandergeht. Dieser dem Spritzbeginn entsprechende Hub ist mit h s bezeichnet. Der maximale Spritzbeginnhub h s max. hängt von dem freien Abstand ab zwischen dem Pumpenkol­ ben 1 und dem Schleppkolben 4, wie er in Fig. 1 eingetra­ gen ist. Erst wenn dieser Hohlraum im Pumpraum 5 ausge­ glichen ist und durch das dort eingeschlossene Kraftstoff­ volumen der Schleppkolben 4 durch den Pumpenkolben 1 auch zur Übertragung hoher Kräfte verschoben wird, stellt sich im Druckraum 11 der für die Einspritzung erforderliche Hochdruck ein, so daß der Kraftstoff über den Druckkanal 14 und das Rückschlagventil 19 in den Düsendruckraum 15 gefördert wird, um nach Abheben der Ventilnadel 16 entgegen der Kraft der Schließfeder 18 über die Spritzöffnungen 17 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt zu werden.Continuing the pressure stroke of the pump piston 1 corresponding to the development of the cam portion 48 , a possible cavity in the pump chamber 5 is first compensated, the spring 34 being pushed together accordingly and the towing coupling 6 diverge. This stroke corresponding to the start of injection is denoted by h s . The maximum spray start stroke h s max . depends on the free distance between the Pumpenkol ben 1 and the trailing piston 4 , as it is in Fig. 1 gene. Only when this cavity in the pump chamber 5 is equalized and is displaced by the pump piston 1 also for the transmission of high forces due to the included fuel volume of the trailing piston 4 , does the high pressure required for the injection in the pressure chamber 11 set , so that the fuel is above the pressure channel 14 and the check valve 19 is conveyed into the nozzle pressure chamber 15 in order to be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine via the spray openings 17 against the force of the closing spring 18 after the valve needle 16 has been lifted off.

Wenn der Druckraum 11 nach Schließen der Mündung 28 noch einen etwaigen Hohlraum von der noch zu beschrei­ benden Kraftstoffzumessung her aufweist, wird dieser zuerst ausgeglichen, bevor oben beschriebener Ausgleich im Pumpraum mit Trennung der Schleppkopplung 6 erfolgt. Dieser Unterschied wird automatisch vom elektronischen Steuergerät bei der Errechnung des gewünschten Förderbe­ ginns errechnet und ist im Spritzbeginnhub berücksich­ tigt. If after closing the mouth 28 the pressure chamber 11 still has a possible cavity from the fuel metering to be described below, this is first compensated for before the compensation described above takes place in the pump chamber with separation of the towing coupling 6 . This difference is automatically calculated by the electronic control unit when calculating the desired start of delivery and is taken into account in the injection start stroke.

Für die Einspritzung legt dann der Pumpenkolben 1 und der Schleppkolben 4 wie eine Einheit einen Einspritz­ hub h e zurück, bis die Entlastungsnut 35 in Überdeckung mit der Entlastungsbohrung 36 gelangt, wodurch über den Kanal 37 der Druckraum 11 zur Entlastungsleitung 38 hin entlastet wird.For the injection, the pump piston 1 and the trailing piston 4 then cover an injection stroke h e as one unit until the relief groove 35 overlaps the relief bore 36 , whereby the pressure chamber 11 is relieved to the relief line 38 via the channel 37 .

Kurz nach dieser Entlastung gelangt die Steuernut 31 in Überdeckung mit der Mündung 28, so daß nunmehr eine Verbindung des Zumesskanals 26 zum Pumpraum 4 besteht. Inzwischen wirkt der Scheitelpunkt 49 des Nockens 7 auf den Pumpenkolben 1, wonach dann der Saughubabschnitt 51 des Nockens 7 in Funktion tritt und den Pumpenkolben 1 durch die Rückstellfeder 9 angetrieben zurücklaufen läßt. In Fig. 2 ist dieser Saughubabschnitt mit X 2 bezeichnet. Durch die Feder 34 belastet bleibt der Schleppkolben 4 zuerst in seiner unteren Endlage, nämlich solange, bis die Schleppkopp­ lung 6 kraftschlüssig in Funktion tritt und für den weiteren Saughub des Pumpenkolbens 1 den Schleppkolben 4 nach oben in die gezeigte Stellung zieht.Shortly after this relief, the control groove 31 overlaps the mouth 28 , so that there is now a connection of the metering channel 26 to the pump chamber 4 . Meanwhile, the apex 49 of the cam 7 acts on the pump piston 1 , after which the suction stroke section 51 of the cam 7 comes into operation and allows the pump piston 1 to run back driven by the return spring 9 . In Fig. 2, this suction stroke section is designated X 2 . Loaded by the spring 34 , the trailing piston 4 initially remains in its lower end position, namely until the trailing coupling 6 comes into positive engagement and pulls the trailing piston 4 upward into the position shown for the further suction stroke of the pump piston 1 .

Zu Beginn dieses Saughubes des Pumpenkolbens 1, solange also der Zumesskanal 26 über die Steuernut 31 mit dem Pumpraum 5 verbunden ist, strömt entsprechend der Öffnungszeit des Magnetventils 24 Kraftstoff in den Pumpraum 5, wodurch für den nachfolgenden Förderhub der Spritzbeginn entsprechend dem im Pumpraum 5 einge­ schlossenen Kraftstoffvolumen bestimmt wird. Für den weiteren Saughub des Pumpenkolbens 1 ist dann spätestens nach Zurücklegen des maximalen Spritzbeginnhubes h s max. die Mündung 28 des Zumesskanals 26 gesperrt, so daß zur Steuerung des Spritzbeginns das Magnetventil 24 bereits vorher gesperrt haben muß.At the beginning of this suction stroke of the pump piston 1 , as long as the metering channel 26 is connected to the pump chamber 5 via the control groove 31 , fuel flows into the pump chamber 5 in accordance with the opening time of the solenoid valve 24 , so that for the subsequent delivery stroke the injection begins correspondingly to that in the pump chamber 5 closed fuel volume is determined. For the further suction stroke of the pump piston 1 , h s max. the mouth 28 of the metering channel 26 is blocked, so that the solenoid valve 24 must have been blocked beforehand in order to control the start of spraying.

Der Schleppkolben 4 wird im weiteren Saughub in die in Fig. 1 dargestellte Endlage gezogen, in der die Mündung 28 des Zumesskanals 26 freigelegt ist, so daß nach Öffnen des Magnetventils 24 die Spritzmenge in den Druckraum 11 zugemessen und für die Einspritzung vorgelagert werden kann. Wie in Fig. 2 gezeigt, kann das Öffnen des Magnetventils an der Stelle α 2 erfolgen, also noch vor 180° NW, aber beispielsweise auch erst bei α 2, nämlich kurz vor Beginn des Druckhubes, der durch den Kurvenabschnitt X 1 dargestellt ist. Je später das Magnetventil 24 öffnet, umso kürzer ist der zur Versorgung zur Verfügung stehende Zeitabschnitt und entsprechend kleiner ist die zugemessene Kraftstoff­ menge. Diese Menge entspricht unmittelbar der Öffnungs­ zeit, da durch die Drossel 27, den konstanten Förderpum­ pendruck und die Öffnungszeit des Magnetventils 24 eine zeitabhängige Kraftstoffmenge zugemessen wird. Obwohl das Magnetventil 24 noch offen ist, wird dann zu Beginn des Druckhubes durch den Schleppkolben 4 bei α° NW die Mündung 28 gesperrt, die dann erst wieder wie oben beschrieben durch die Steuernut 31 geöffnet wird, wenn bereits über die Entlastungsnut 35 und die Entlastungsbohrung 36 der Druckraum 11 druckentlastet ist. Über das immer noch offene Magnet­ ventil 24 strömt bei dem darauffolgenden Saughub dann wie oben beschrieben Kraftstoff in den Pumpraum 4, solange bis das Magnetventil 24 schließt, wodurch der Spritzbeginn wieder festgelegt wird.The trailing piston 4 is pulled in the further suction stroke into the end position shown in Fig. 1, in which the mouth 28 of the metering channel 26 is exposed, so that after opening the solenoid valve 24, the amount of spray can be metered into the pressure chamber 11 and pre-stored for the injection. As shown in FIG. 2, the solenoid valve can be opened at the point α 2 , that is to say even before 180 ° NW, but for example only at α 2 , namely shortly before the start of the pressure stroke, which is represented by the curve section X 1 . The later the solenoid valve 24 opens, the shorter the time period available for supply and the correspondingly smaller the amount of fuel metered. This amount corresponds directly to the opening time, since a time-dependent fuel amount is metered by the throttle 27 , the constant delivery pump pressure and the opening time of the solenoid valve 24 . Although the solenoid valve 24 is still open, the mouth 28 is then blocked at the beginning of the pressure stroke by the trailing piston 4 at α ° NW, which is then only opened again by the control groove 31 as described above, if already via the relief groove 35 and the relief bore 36 the pressure chamber 11 is depressurized. About the still open solenoid valve 24 then flows in the subsequent suction stroke as described above, fuel in the pump chamber 4 until the solenoid valve 24 closes, whereby the start of injection is determined again.

In Fig. 3 ist eine Variante des Ausführungsbeispiels dargestellt, bei der der Schleppkolben 104 anders gestaltet ist und bei dem der Zumesskanal 126 eine andere Lage aufweist, wie bei der ersten Variante und außerdem keine Drossel hat. Im übrigen ist die Kraftstoffzumeßsteuerung insbesondere in die Räume 5 und 11 wie bei der ersten Variante durchgeführt. FIG. 3 shows a variant of the exemplary embodiment in which the drag piston 104 is designed differently and in which the metering channel 126 has a different position than in the first variant and also has no throttle. Otherwise, the fuel metering control is carried out in particular in rooms 5 and 11 as in the first variant.

Im Schleppkolben 104 ist eine Sackbohrung 52 vorhanden, die zum Druckraum 11 hin offen ist und von der der Kanal 137 abzweigt, der zur Entlastungsnut 135 führt, die wiederum mit der Entlastungsbohrung 36 zusammen­ wirkt. Die Entlastungsnut 135 ist im Unterschied zur vorherigen Variante als Ringnut ausgebildet, so daß der Schleppkolben 106 keine Verdrehsicherung benötigt.In the drag piston 104 there is a blind bore 52 which is open to the pressure chamber 11 and from which the duct 137 branches off, which leads to the relief groove 135 , which in turn interacts with the relief bore 36 . In contrast to the previous variant, the relief groove 135 is designed as an annular groove, so that the trailing piston 106 does not require an anti-rotation device.

Der Zumesskanal 126 wird statt von der unteren Stirn­ kante von der oberen Stirnkante 53 des Schleppkol­ bens 106 gesteuert, so daß die Mündung 128 des Zumesska­ nals 126 durch den Schleppkolben 106 zum Pumpraum hin aufgesteuert ist, wenn der Schleppkolben 104 seine untere Endlage einnimmt. Die Steuerung des Zumess­ kanals 126 zum Druckraum 11 hingegen erfolgt über eine Ringnut 54, an die sich ein im Schleppkolben 104 verlaufender Zumesskanalabschnitt 55 anschließt, der in die Sackbohrung 52 mündet. In diesem Zumesskanal­ abschnitt 55 ist die Drossel 127 angeordnet. Die Drossel 127 ist somit nur bei der Zumessung von Kraftstoff in den Druckraum 11 wirksam, während bei der Zumessung von Kraftstoff in den Pumpraum 5 der volle Querschnitt des Zumesskanals 126 zur Verfügung steht. Hiermit wird berücksichtigt, daß bei der Kraftstoffzumessung der Spritzmenge in den Druckraum 11 mehr Zeit zur Verfügung steht (Rast des Antriebsnockens 7) als bei der Zumessung von Kraftstoff in den Pumpraum 5 während des ersten Abschnittes des Saughubes.The metering channel 126 is controlled instead of the lower end edge of the upper end edge 53 of the Schleppkol bens 106 , so that the mouth 128 of the Zumesska channel 126 is opened by the trailing piston 106 to the pump chamber when the trailing piston 104 assumes its lower end position. The metering channel 126 to the pressure chamber 11, on the other hand, is controlled via an annular groove 54 , which is adjoined by a metering channel section 55 which runs in the drag piston 104 and opens into the blind bore 52 . In this metering channel section 55 , the throttle 127 is arranged. The throttle 127 is thus only effective when metering fuel into the pressure chamber 11 , while the full cross section of the metering channel 126 is available when metering fuel into the pump chamber 5 . This takes into account that more time is available when metering the amount of spray into the pressure chamber 11 (detent of the drive cam 7 ) than when metering fuel into the pump chamber 5 during the first section of the suction stroke.

Alle in der Beschreibung den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All in the description of the following claims and the features shown in the drawing can both individually, as well as in any combination with each other be essential to the invention.  

 1Pumpenkolben  2Zylinderbohrung  3Zylinderbuchse  4, 104Schleppkolben  5Pumpraum  6Schleppkopplung  7Nocken  8Nockenwelle  9Rückstellfeder 10- 11Druckraum 12Zwischenplatte 13Düsenkörper 14Druckkanal 15Düsendruckraum 16Ventilnadel 17Spritzöffnungen 18Schließfeder 19Rückschlagventil 20- 21Förderpumpe 22Kraftstoffbehälter 23Förderleitung 24Magnetventil 25Druckhalteventil 26, 126Zumeßkanal 27, 127Drossel 28, 128Mündung v. 26 29untere Stirnkante 30- 31Steuernut 32Radialbohrung 33Sackbohrung 34Feder 35, 135Entlastungsnut 36Entlastungsbohrung 37, 137Kanal 38Entlastungsleitung 39Rückschlagventil 40- 41el. Steuergerät 42Gaspedalgeber 43Drehwinkelgeber 44sonstige Geberanschlüsse 45Ausgänge 46Grundkreis 47Pfeil 48Abschnitt Hochdruck 49Scheitelpunkt 50- 51Saughubabschnitt 52Sackbohrung 53obere Stirnkante 54Ringnut 55Zumeßkanalabschnitt 1 pump piston 2 cylinder bore 3 cylinder bushing 4, 104 drag piston 5 pump chamber 6 drag coupling 7 cam 8 camshaft 9 return spring 10 - 11 pressure chamber 12 intermediate plate 13 nozzle body 14 pressure channel 15 nozzle pressure chamber 16 valve needle 17 spray ports 18 closing spring 19 check valve 20 - 21 feed pump 22 fuel tank 23 delivery line 24 solenoid valve 25 pressure control valve 26, 126 metering channel 27, 127 throttle 28, 128 mouth of 26 29 lower front edge 30 - 31 control groove 32 radial bore 33 blind bore 34 spring 35, 135 relief groove 36 relief bore 37, 137 channel 38 relief line 39 check valve 40 - 41 el. Control unit 42 accelerator pedal 43 rotary encoder 44 other encoder connections 45 outputs 46 base circle 47 arrow 48 section high pressure 49 apex 50 - 51 suction stroke section 52 blind bore 53 upper end edge 54 annular groove 55 metering channel section

X₁Kurvenabschnitt Druckhub X₂Kurvenabschnitt Saughub hKolbenhub h v Vorhub von Schleppkolben h s Spritzbeginnhub h s maxmax. Spritzbeginnhub h e Einspritzhub αDrehwinkel von Nockenwelle [°NW] α₁Druckhubende von Pumpenkolben a₂Saughubende von Pumpenkolben α₃spätes Öffnen von Magnetventil α M Schließen von Zumeßkanal/Mündung von Zumeßkanal tZeit [sec] X ₁Kurvenabschnitt pressure stroke X ₂Kurvenabschnitt suction stroke piston stroke h h v forward stroke of drag piston h s h s Spritzbeginnhub max max. Injection start stroke h e injection stroke α rotation angle of camshaft [° NW] α ₁ pressure stroke end of pump piston a ₂ suction stroke end of pump piston α ₃ late opening of solenoid valve α M closing of metering channel / mouth of metering channel t time [sec]

Claims (7)

1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung, insbesondere Pumpe­ düse,
  • - mit einem Pumpraum (5) eines vorzugsweise über einen Nocken (7) angetriebenen Pumpenkolbens (1),
  • - mit einem eine Einspritzdüse (13-18) über einen Druckkanal (14) mit Kraftstoff versorgenden Druck­ raum (11)
  • - mit einem den Pumpraum (5) vom Druckraum (11) hydraulisch trennenden Zwischenkolben (4, 104), welcher gegen Druckhubende zur Druckentlastung des Druckraums (11) einen Entlastungskanal (35 -38, 135, 137) aufsteuert,
  • - mit Zumessung von Kraftstoff einer Förderpumpe (21) während des Saughubs des Pumpenkolbens (1) in den Pumpraum (4) über einen Zumeßkanal (26, 55, 126) und einem den Kraftstoffstrom zum Zumeß­ kanal steuernden Steuerventil (24),
  • - und mit einer von der Lage des Zwischenkolbens (4, 104) abhängigen Spritzmengesteuerung in den Druckraum (11) dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Zwischenkolben als Schleppkolben (4, 104) ausgebildet und durch den Pumpenkolben (1) nach Zurücklegung eines Differenzhubes (h s ) in Saugrichtung kraftschlüssig mitgeschleppt wird,
  • - daß der Zumeßkanal (26, 126) vom Schleppkolben (4, 104) in dessen Endlagen aufsteuerbar, im übrigen aber zugesteuert ist,
  • - daß der Schleppkolben (4, 104) in seiner Druck­ hubendlage bzw. Saughubausgangslage den Zumeß­ kanal (26, 126) zum Pumpraum (5) hin aufsteuert und
  • - daß der Schleppkolben (4, 104) in seiner durch den Schleppvorgang bewirkten Saughubendlage bzw. Druckhubausgangslage den Zumeßkanal (26, 126) zum Druckraum (11) hin aufgesteuert hat
  • - so daß mengengesteuerter Kraftstoff zu Beginn des Saughubes des Pumpenkolbens (1) und zur För­ derbeginnbestimmung in den Pumpraum (5) strömt und gegen Ende des Saughubes zur Spritzmengen­ bestimmung in den Druckraum (11) strömt.
1. fuel injection device, in particular pump nozzle,
  • - With a pump chamber ( 5 ) of a pump piston ( 1 ), preferably driven by a cam ( 7 ),
  • - With an injection nozzle ( 13-18 ) via a pressure channel ( 14 ) with fuel supply pressure chamber ( 11 )
  • - With an intermediate piston ( 4 , 104 ) hydraulically separating the pump chamber ( 5 ) from the pressure chamber ( 11 ), which opens a relief channel ( 35 -38, 135, 137 ) towards the end of the pressure stroke to relieve the pressure in the pressure chamber ( 11 ),
  • - With metering of fuel from a feed pump ( 21 ) during the suction stroke of the pump piston ( 1 ) into the pump chamber ( 4 ) via a metering channel ( 26 , 55 , 126 ) and a control valve ( 24 ) controlling the fuel flow to the metering channel,
  • - and characterized by a spray volume control depending on the position of the intermediate piston ( 4 , 104 ) in the pressure chamber ( 11 ) ,
  • - The intermediate piston is designed as a drag piston ( 4 , 104 ) and is non-positively entrained in the suction direction by the pump piston ( 1 ) after covering a differential stroke ( h s ),
  • - That the metering channel ( 26 , 126 ) can be opened by the trailing piston ( 4 , 104 ) in its end positions, but is otherwise controlled,
  • - That the trailing piston ( 4 , 104 ) in its pressure stroke end position or suction stroke starting position controls the metering channel ( 26 , 126 ) towards the pump chamber ( 5 ) and
  • - That the trailing piston ( 4 , 104 ) in its suction stroke end position or pressure stroke starting position caused by the towing operation has opened the metering channel ( 26 , 126 ) towards the pressure chamber ( 11 )
  • - So that quantity-controlled fuel flows at the beginning of the suction stroke of the pump piston ( 1 ) and for the start of the determination in the pump chamber ( 5 ) and flows towards the end of the suction stroke for determining the spray volume in the pressure chamber ( 11 ).
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß im Zumesskanal (26, 126) ein definierter Steuerquerschnitt (27, 127) (Drossel) vorhanden ist und daß der Kraftstoff unter konstantem Förderdruck steht.2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that a defined control cross-section ( 27 , 127 ) (throttle) is present in the metering channel ( 26 , 126 ) and that the fuel is at a constant delivery pressure. 3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerventil ein Magnetventil (24) dient.3. Fuel injection device according to claim 1 or 2, characterized in that a solenoid valve ( 24 ) serves as the control valve. 4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkolben (4, 104) in Druckhubrichtung durch eine Feder (34) belastet ist, die vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildet sich einerseits am Schleppkolben (4, 104) und andererseits am Pum­ penkolben (1) abstützt.4. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate piston ( 4 , 104 ) is loaded in the pressure stroke direction by a spring ( 34 ), which is preferably designed as a coil spring on the one hand on the trailing piston ( 4 , 104 ) and on the other hand on the pump piston ( 1 ) supports. 5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpraum (5) gegen Ende des Druckhubes und nach Druckentlastung des Druckraumes (11) über den Zumesskanal (26, 126) druckentlastet ist.5. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the pump chamber ( 5 ) towards the end of the pressure stroke and after pressure relief of the pressure chamber ( 11 ) via the metering channel ( 26 , 126 ) is relieved of pressure. 6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpraum über den Schleppkolben gegen Ende des Druckhubes zu einem Entlastungskanal druckentla­ stet ist (nicht dargestellt). 6. Fuel injection device according to one of the An sayings 1 to 4, characterized in that the Pump room over the trailing piston towards the end of the Relieve pressure stroke to a relief channel is steady (not shown).   7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß für die Zumeßsteuerung zum Druckraum (11) hin im Schleppkolben (104) ein Abschnitt (55) des Zumeß­ kanals verläuft, in welchem der definierte Quer­ schnitt (127) vorhanden ist, so daß der vom Schlepp­ kolben (104) gesteuerte Abschnitt des Zumeßkanals (126) bei entsprechender Steuerstellung des Schlepp­ kolbens (104) ungedrosselt zum Pumpraum (5) führt.7. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that for the metering control to the pressure chamber ( 11 ) in the trailing piston ( 104 ) runs a section ( 55 ) of the metering channel, in which the defined cross section ( 127 ) is present, so that the piston from the tow (104) controlled portion of the Zumeßkanals (126) piston (104) leads unthrottled to the pump chamber (5) with a corresponding control position of the drag.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5172311A (en) * 1988-11-11 1992-12-15 Mannesmann Rexroth Gmbh Electrical amplifier for controlling valves

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US5172311A (en) * 1988-11-11 1992-12-15 Mannesmann Rexroth Gmbh Electrical amplifier for controlling valves

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