DE4222485C2

DE4222485C2 - High pressure injector with almost full relief of the injection nozzle and full fuel exchange

Info

Publication number: DE4222485C2
Application number: DE19924222485
Authority: DE
Inventors: Rolf Backhaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2012-07-10
Also published as: DE4222485A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Hochdruckinjektor für eine Verbrennungskraftmaschine, der über einen Kraft stoffzulauf mit einer Kraftstoffquelle verbunden ist, mit einem Einspritzpumpenkolben, der hin- und herbe wegbar im Pumpraum angeordnet ist, und einer Einspritz düse, wie er aus der DE-OS 19 07 316 bekannt ist.The invention relates to a high-pressure injector for an internal combustion engine that has a power feed is connected to a fuel source, with an injection pump piston that reciprocates is arranged movably in the pump chamber, and an injection nozzle as it is known from DE-OS 19 07 316.

Die Untersuchung der bekannten Einspritzanlagen mit den unterschiedlichsten Konstruktionen von Einspritz pumpen und Einspritzdüsen mit Leitungen, Reglern und Spritzverstellern ergibt, daß ein jeder Kraftstoff, der dem Druckraum einer Einspritzdüse zugeführt wurde, nur über den Dichtkegel in den Verbrennungsraum einer Ver brennungskraftmaschine entweichen kann. Einen Rückfluß von der Druckkammer, der gleichzeitig den Kraftstoff austauscht und für gleiche Temperaturen sorgt, gibt es nicht, abgesehen von der Ausführungsform gemäß DE 38 04 368 A1.The investigation of the known injection systems with the most varied designs of injection pumps and injectors with lines, regulators and Spray adjusters shows that each fuel that was fed to the pressure chamber of an injection nozzle, only via the sealing cone into the combustion chamber of a ver internal combustion engine can escape. A reflux from the pressure chamber, which is the fuel at the same time exchanges and ensures the same temperatures, there is not, except for the embodiment according to DE 38 04 368 A1.

Die DE 38 04 368 A1 schlägt eine Niederdruckeinsprit zung vor, bei der der statische Abspritzdruck nur 5-10 bar entspricht. Der Hochdruckinjektor ist mit ei ner normalen Einspritzdüse ausgerüstet, die in geänder ter Form einen Kraftstoffaustausch gewährleistet und einen statischen Abspritzdruck von ca. 100 bar bis auf 300 bar und darüber geben kann.DE 38 04 368 A1 proposes a low pressure injection tongue at which the static spray pressure only Corresponds to 5-10 bar. The high pressure injector is with egg ner normal injector equipped in the changed ter form ensures a fuel exchange and a static spray pressure of approx. 100 bar up to Can give 300 bar and above.

Der Trend im Dieselmotorenbau geht dahin, daß hohe Ein spritzdrücke an den Einspritzdüsen verwandt werden, um schädliche Emissionen zu vermeiden. Doch je höher die Einspritzdrücke werden, desto höher werden die Spitzen drücke in den Einspritzleitungen, die darin stehende Kraftstoffsäule muß von der Geschwindigkeit NULL aus bis auf 1500 m/s beschleunigt werden, was zu Spitzen drücken und Schallwellen führt, die für die Einsprit zung selbst nicht gewollt waren.The trend in diesel engine construction is that high in injection pressures at the injectors are used to to avoid harmful emissions. But the higher the Injection pressures become, the higher the peaks become in the injection lines, press the one inside The fuel column must be at zero speed can be accelerated up to 1500 m / s, leading to peaks press and leads sound waves that are for the injection were not wanted.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Injektor der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 an gegebenen Merkmale gelöst. It is therefore an object of the present invention to Improve injector of the type mentioned. This object is achieved by the in claim 1 given characteristics solved.

Hierdurch wird u. a. erreicht, daß Festschwingungen des Kraftstoffes wegen der Kürze der Kraftstoffsäule zur Einspritzdüse nicht auftreten können, da kein Druckent lastungsventil die beschleunigte Kraftstoffsäule zur Entlastung in die entgegengesetzte Richtung beim Ab steuern des Einspritzpumpenkolbens über die Steuerkante zwingt oder beeinflußt. Letztlich wird auch die bei Vollast und hoher Drehzahl entstehende Mehrmenge von heutigen Einspritzanlagen, die durch die hohen Kraft stoffgeschwindigkeiten in den Einspritzrohren und dem Druckventil entstehen, vermieden, da die Besonderheit des Hochdruckinjektors, kennzeichnend im Hochdruckteil, ein kurzer Weg ist, so daß bekannte Angleichungen hier entfallen.This will u. a. achieved that fixed vibrations of the Due to the shortness of the fuel column Injector can not occur because there is no pressure load valve the accelerated fuel column Relief in the opposite direction when down control the injection pump piston via the control edge forces or influences. Ultimately, the at Full load and high speed resulting excess of today's injection systems by the high power material speeds in the injection pipes and the Pressure valve arise, avoided because of the special feature of the high pressure injector, characteristic in the high pressure part, is a short way so that known approximations here omitted.

In der Einleitung wurde auf die DE 38 04 368 A1 zum Stand der Technik hingewiesen, einem Niederdruckin jektor. Aus der zugehörigen Patentschrift könnte der Antrieb für den Einspritzpumpenkolben, die Regelung der Einspritzmenge sowie die Veränderung des Einspritzmomen tes übernommen werden, drei Themen, die immer gern von den Herstellern selbst gemacht werden, die sie ihre eigenen Ideen haben.In the introduction to DE 38 04 368 A1 State of the art, a low pressure ejector. From the associated patent, the Drive for the injection pump piston, the regulation of the Injection quantity and the change in injection torque tes, three topics that are always fond of the manufacturers themselves who make theirs have your own ideas.

Es ist auch möglich, einen Einspritzpumpenkolben mit einer Steuerkante zu benutzen.It is also possible to have an injection pump piston to use a control edge.

Die Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Hoch druckinjektors sind:The advantages and features of the high according to the invention pressure injector are:

1. The fuel flow in the entire high-pressure injector at bottom dead center.
2. The pressurized space in the high pressure injector after closing the fuel inlet and of the fuel return.
3. The cooling of the pressure chamber, the entire Druckbe opened space, after the injection. A Injector without fuel exchange has essential Lich higher temperatures in the pressure room.
4. The advantage is that when the pumping movement of the injection pump piston builds up the pressure bore, the pressure chamber, the return bore and the pump room form a very short path. The external extremely cheap short path of the pressurized Space does not lead to any measurable pressure waves Injection systems with an injection pipe and the Pressure relief valve arise. The fact is that hardly Pressure waves can arise through the membrane-like Behavior of the injection pipe, since it is under the Injection pressure expands and some of the fuel far above the speed of sound through the on spray pipe runs back.
5. Through the short path of the pressurized room is hardly an extra at full load and high speed amount arise, as with injection systems with one Injection pipe and a pressure relief valve.

Um eine weitere Mehrmengenreduzierung zu erreichen, könnte man selbstverständlich auf das Steuerungsnut verzichten und statt dessen vom Zulauf des Kraftstoffes ein Rückschlagventil, evtl. mit Tauchkolben, vorzuse hen. Das muß jedoch technisch erprobt werden. Es würde aber die angestrebte Einspritzcharakteristik verändern, die ohne Druckwellen und der Dehnung der Kraftstoff rohre arbeitet.To achieve a further reduction in excess quantities, you could of course click the control groove dispense with and instead of the fuel supply a check valve, possibly with a plunger hen. However, this has to be tested technically. It would but change the desired injection characteristics, those without pressure waves and the stretching of the fuel tubes works.

In der Zeichnung sind alle wichtigen Teile des Hoch druckinjektors 100 aufgeführt. Auf Gehäuseform, Befe stigungen, Leitungsanschlüsse, Regler, Spritzverstel ler und Antrieb ist bewußt verzichtet worden, da diese fast immer vom Hersteller individuell vorgesehen wer den.In the drawing, all important parts of the high pressure injector 100 are listed. Housing form, fastenings, line connections, controllers, spray adjusters and drives have been deliberately omitted, since these are almost always provided individually by the manufacturer.

Es können jedoch bestimmte Charakteriken aus dem Pa tent DE 38 04 368 C2 übernommen werden. Der Kraftstoff gelangt mit einem Vordruck durch die Bohrung des Kraft stoffzulaufes 3 zu dem Steuerungsnut 4 des Einspritzpum penkolbens 1, der im unteren Totpunkt immer das Steue rungsnut 4 offen hält.However, certain characteristics from the patent DE 38 04 368 C2 can be adopted. The fuel passes with a pre-pressure through the bore of the fuel supply 3 to the control groove 4 of the injection pump piston piston 1 , which always keeps the control groove 4 open at bottom dead center.

In der Zeichnung ist der Einspritzpumpenkolben 1 als Vollkolben dargestellt, so daß die Fördermenge durch Hubbegrenzung bestimmt wird. Es kann aber auch ein Einspritzpumpenkolben mit einer Steuerkante verwandt werden, der einen festen Hub braucht.In the drawing, the injection pump piston 1 is shown as a full piston, so that the delivery rate is determined by stroke limitation. However, an injection pump piston with a control edge that needs a fixed stroke can also be used.

Danach gelangt der Kraftstoff in die Zulaufbohrung 5, in den Druckraum 6 unterhalb der Düsennadel 10, in die Rücklaufbohrung 7 zu dem Pumpraum 8. Dort kann die Kraftstoff Zufuhr mit dem Vordruck durch den Einspritz pumpenkolben 1 zum Kraftstoffrücklauf 9 abgesperrt werden. The fuel then passes into the inlet bore 5 , into the pressure chamber 6 below the nozzle needle 10 , into the return bore 7 to the pump chamber 8 . There, the fuel supply can be shut off with the admission pressure through the injection pump piston 1 to the fuel return 9 .

Somit ist hier ein Kraftstoffkreislauf geschaffen, der zur Auswechslung ohne Ventile auskommt, denn Ventile reagieren immer mit einem Zeitverzug, der minimal sein kann, aber vorhanden ist.Thus, a fuel cycle is created here to replace it without valves, because valves always respond with a time delay that may be minimal can, but is present.

Wenn der Pumpraum 8 und das Steuerungsnut 4 verschlos sen sind und der Einspritzpumpenkolben 1 sich weiter abwärts bewegt, baut sich ein Druck auf, der die Dü sennadel 10 gegen die vorgespannte Feder 11 und dem eingestellten Abspritzdruck preßt und überwindet. Die Einspritzung findet statt, ohne daß durch eine lange Einspritzleitung Schwingungen entstehen können und Ventile fehlen.When the pump chamber 8 and the control groove 4 are closed and the injection pump piston 1 moves further downward, a pressure builds up that presses and overcomes the nozzle needle 10 against the prestressed spring 11 and the set spray pressure. The injection takes place without vibrations resulting from a long injection line and valves missing.

Die Einspritzung endet mit dem Absteuern des Einspritz pumpenkolbens, da keine beschleunigte Kraftstoffsäule nachträglich Kraftstoff nachschieben kann. Auch die bekannten Mehrmengen bei gleicher Regelstangenstellung und hoher Drehzahl, die zur Mengenangleichung geführt haben, wird unterbleiben. Der Druck im Druckraum, Zu lauf- und Rücklaufbohrung fällt theoretisch auf unter NULL, denn der Einspritzkolben geht zurück und weder das Steuerungsnut noch der Kraftstoffrücklauf ist frei. Erst wenn diese wieder frei sind, baut sich der Vor druck wieder auf.The injection ends when the injection is shut off pump piston since there is no accelerated fuel column can add fuel later. Also the known additional quantities with the same control rod position and high speed, which led to volume adjustment will be omitted. The pressure in the pressure room, zu The running and return bore is theoretically less than ZERO, because the injection piston goes back and neither the control groove and the fuel return is free. Only when these are free again, the front is built print again.

Zwischen Düsennadel 10 und Düsenhülse 13 gleitet Leck Öl in den Raum der Druckfeder 11, das über eine Leck ölbohrung 12 in den Kraftstoffrücklauf 9 entsorgt wird.Leak oil slides between the nozzle needle 10 and nozzle sleeve 13 into the space of the compression spring 11 , which is disposed of via a leak oil hole 12 in the fuel return 9 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Einspritzpumpenkolben
2 Einspritzpumpenhülse
3 Kraftstoffzulauf
4 Steuerungsnut
5 Zulaufbohrung
6 Druckraum
7 Rücklaufbohrung
8 Pumpraum
9 Kraftstoffrücklauf
10 Düsennadel
11 Druckfeder m. Teller
12 Leckölbohrung
13 Düsenhülse
14 Zwischenstück 1 injection pump piston
2 injection pump sleeves
3 fuel supply
4 control groove
5 inlet bore
6 pressure room
7 return hole
8 pump room
9 fuel return
10 nozzle needle
11 compression spring m. Plate
12 drain hole
13 nozzle sleeve
14 intermediate piece

Claims

1. high-pressure injector ( 100 ) for an internal combustion engine, which is connected to a fuel source via a fuel inlet ( 3 ), with an injection pump piston ( 1 ) which is arranged to be able to move back and forth in the pump chamber ( 8 ), and an injection nozzle, characterized in that at the bottom dead center of the injection pump piston ( 1 ) the fuel from the fuel inlet ( 3 ) via a control groove ( 4 ) an inlet bore ( 5 ), a pressure chamber ( 6 ), a return bore ( 7 ) and via the pump chamber ( 8 ) in a fuel return ( 9 ) arrives, a pre-pressure at the fuel inlet ( 3 ) of 1.5 to 5 bar and a completely pressure-relieved fuel after the fuel return ( 9 ) can be determined.

2. High-pressure injector according to claim 1, characterized in that the control groove ( 4 ) and a bore of the fuel return ( 9 ) during the pumping movement of the injection pump piston ( 1 ) are closed simultaneously, so that the inlet bore ( 5 ), pressure chamber ( 6 ) , Rücklaufboh tion ( 7 ) and pump chamber ( 8 ) to a pressurized part.

3. High-pressure injector according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature in the pressure chamber ( 6 ) is constantly cooled by the fuel exchange taking place.