Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung
betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, bei der in einer mit dem Arbeitsraum
eines jeden Brennkraftmaschinenzylinders durch eine Düsenbohrung in Verbindung stehenden
Kammer bei jedem Arbeitsspiel Kraftstoff eingelagert und mittels eines in der Kammer
erzeugten elektrischen Funkens während der Einspritzperiode durch die Düsenbohrung
in den Arbeitsraum des betreffenden Brennkraftmaschinenzylinders hinein verdrängt
wird, wobei zur Kraftstofförderung eine mengengeregelte Pumpe vorgesehen ist.Fuel injector for internal combustion engines The invention
relates to a fuel injection device in which in one with the working space
of each internal combustion engine cylinder communicating through a nozzle bore
Chamber fuel stored in each work cycle and by means of one in the chamber
generated electrical spark during the injection period through the nozzle bore
displaced into the working space of the internal combustion engine cylinder in question
is, a volume-regulated pump is provided for fuel delivery.
Ein einwandfreier Betrieb läßt sich mit einer solchen Kraftstoffeinspritzeinrichtung
nur dann durchführen, wenn dafür gesorgt wird, daß die Einspritzung ohne Verzug
beginnt, sobald ein Überschlag zwischen den Elektroden der Funkenkammer erfolgt
ist und jeweils genau die der Belastung des betreffenden Arbeitszylinders entsprechende
Menge eingespritzt wird. Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung erfüllt
diese Bedingungen dadurch, daß das Volumen der Funkenkammer veränderlich ist, indem
deren Inneres mit dem Arbeitsraum eines federbelasteten Ausweichorgans, beispielsweise
eines Kolbens oder einer Membran, in ungedrosselter Verbindung steht, wobei das
Ausweichorgan in einen flüssigkeitsgefüllten und mit einer stark gedrosselten Speiseleitung
in Verbindung stehenden Raum hinaus ausweicht und bei der sowohl das Volumen der
Kammer als auch das Hubvolumen des Ausweichorgans so bemessen sind, daß in Ausgangsstellung
des Ausweichorgans die Funkenkammer gerade die Leerlaufkraftstoffmenge oder etwas
weniger und bei voll belasteter Maschine und bis zum Anschlag ausgewichenem Ausweichorgan
gerade die Vollastkraftstoffmenge oder etwas mehr aufnehmen kann. Das Volumen der
Funkenkammer
wird also der einzulagernden Kraftstoffmenge laufend
angepaßt. Mit dem Funkenüberschlag nimmt die Einspritzung unbeeinflußt von der eingelagerten
Kraftstoffmenge schlagartig ihren Anfang, da kein mit Kraftstoff nicht angefüllter
Raum vorhanden ist und die eingespritzte Kraftstoffmenge auch nicht von einer ein
Vielfaches betragenden, vorher in der Funkenkammer selbst und gegebenenfalls in
mit dieser in Verbindung stehenden Räumen eingelagerten Kraftstoffmenge abgespalten
wird. Bei Einlagern einer ein Vielfaches der Einspritzmenge betragenden Kraftstoffmenge
in der Funkenkammer wäre nicht mehr die Gewähr gegeben, daß bei jeder Einspritzung
auch die richtige Menge eingespritzt wird. Die Einspritzmenge würde weitgehend abhängig
sein von der Intensität des Funkens. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung
der eingangs beschriebenen Art ist das Volumen der Funkenkammer unveränderlich.
Letztere steht bei einer Ausführungsform über ständig offene Einspritzbohrungen
mit dem Arbeitsraum des Zylinders in Verbindung. Inder Funkenkammer bleibt stets
ein nicht mit Ki#aftstoff angefüllter elastischer Raum, so daß sich je nach Größe
der eingelagerten Kraftstoffmenge nach erfolgtem Überschlag in der Kammer der zum
Auswerfen des Kraftstoffes in den Arbeitsraum des Zylinders erforderliche Druck
erst nach einiger Zeit einstellt, wodurch ein mehr oder weniger großer Zündverzug
verursacht wird. Bei einigen anderen Ausführungsformen dieser bekannten Einrichtung
wird die - Einspritzöffnung durch ein Nadelventil bzw. durch Rückschlagventile gesteuert.
Im ersten Fall ist das Nadelventil mit einem Kolben verbunden, der den Einlagerungsraum
für den Kraftstoff im Ventil in die eigentliche Funkenkammer und einen Ausweichraum
für den federbelasteten Kolben aufteilt. Beide Räume stehen über Drosselkanäle am
Umfang des Kolbens miteinander in Verbindung. Für die Dauer der Einlagerung des
Kraftstoffes bleibt der Kolben in Ruhe. Er hebt die Nadel erst bei Anwachsen des
Druckes in der Funkenkammer nach erfolgtem Überschlag an und gibt damit die Einspritzbohrung
frei. Sowohl bei der Nadelsteuerung als auch bei der Rückschlagventilsteuerung wird
jeweils in dem Intervall zwischen zwei Einspritzungen der Einspritzöffnung mehr
Kraftstoff vorgelagert, als nachher eingespritzt wird.Correct operation can be achieved with such a fuel injection device
Carry out only if care has been taken to ensure that the injection occurs without delay
begins as soon as a flashover occurs between the electrodes of the spark chamber
is and in each case exactly the one corresponding to the load on the working cylinder in question
Amount is injected. The fuel injection device according to the invention fulfills
these conditions in that the volume of the spark chamber is variable by
their interior with the working space of a spring-loaded escape organ, for example
a piston or a diaphragm, is in unthrottled connection, the
Alternative organ in a liquid-filled and with a strongly throttled feed line
connecting space evades and in both the volume of the
Chamber and the stroke volume of the escape organ are dimensioned so that in the starting position
of the bypass organ the spark chamber just the idle fuel amount or something
less and with the machine fully loaded and the evasive organ evaded as far as it will go
can take just the full load fuel amount or a little more. The volume of the
Spark chamber
So the amount of fuel to be stored is ongoing
customized. With the sparkover, the injection takes place unaffected by the stored one
Amount of fuel abruptly begins, as there is no one that is not filled with fuel
Space is available and the amount of fuel injected is not even from one
Multiple amounts, previously in the spark chamber itself and, if necessary, in
split off with this connected rooms stored amount of fuel
will. When storing an amount of fuel that is a multiple of the injection amount
in the spark chamber there would no longer be a guarantee that with every injection
also the correct amount is injected. The injection quantity would be largely dependent
be of the intensity of the spark. In a known fuel injection device
of the type described above, the volume of the spark chamber is invariable.
In one embodiment, the latter is provided by continuously open injection bores
in connection with the working space of the cylinder. Always remains in the spark chamber
an elastic space not filled with plastic, so that depending on the size
the amount of fuel stored after the rollover has taken place in the chamber of the
Ejecting the fuel into the working space of the cylinder required pressure
takes some time to set, causing a more or less large ignition delay
caused. In some other embodiments of this known device
the - injection opening is controlled by a needle valve or non-return valves.
In the first case, the needle valve is connected to a piston that forms the storage space
for the fuel in the valve in the actual spark chamber and an escape room
for the spring-loaded piston. Both rooms are on throttle channels
Circumference of the piston in connection with each other. For the duration of the storage of the
Fuel, the piston remains at rest. He only raises the needle when the
Pressure in the spark chamber after the flashover has taken place and thus indicates the injection hole
free. Both with the needle control and with the check valve control is
each in the interval between two injections of the injection opening more
Fuel upstream than is injected afterwards.
Der der Funkenkammer zugewandte Arbeitsraum des Ausweichorgans kann
entweder über eine weite Öffnung mit der Funkenkammer in Verbindung stehen oder
auch in das Innere der Funkenkammer hineinverlegt werden. Ein Kolben könnte also
beispielsweise in seiner Ausgangsstellung in die Kammer hineinragen bzw. eine Membran
einen Teil der Kammerwandung bilden.The working space of the backup organ facing the spark chamber can
either communicate with the spark chamber via a wide opening or
can also be laid inside the spark chamber. So a piston could
for example, in its starting position, protrude into the chamber or a membrane
form part of the chamber wall.
Zwecks Abführung der in der Kammer entwickelten Wärme empfiehlt es
sich, letztere zu kühlen. Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die Anordnung
nur einer einzigen Funkenstrecke beschränkt. Es wäre denkbar, daß zur Verstärkung
der Wirkung oder einer partiellen Beeinflussung des Kammerinhaltes mehrere Funkenstrecken
angeordnet sind, deren Überschläge entweder gleichzeitig oder nacheinander ausgelöst
werden.It is recommended to dissipate the heat developed in the chamber
to cool the latter. The application of the invention is not to the arrangement
limited to a single spark gap. It would be conceivable that for reinforcement
the effect or a partial influence of the chamber contents several spark gaps
are arranged whose flashovers are triggered either simultaneously or one after the other
will.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens beispielsweise dargestellt.In the drawing is an embodiment for carrying out the invention
Procedure shown for example.
Die Abb. i und :2 zeigen eine an den Brennraum der nicht gezeichneten
Brennkraftmaschine anzuschließende Funkenkammer i, deren Düsenbohrung 2 ein durch
eine Feder 3 belastetes Rückschlagventil q. vorgeschaltet ist. Die Kraftstoffzuleitung
5 ist an ihrer Mündung in der Kammer i ebenfalls durch- ein federbelastetes Rückschlagventil
6 abgeschlossen. Durch isolierende Büchsen 7 und 8 ragen in die Funkenkammer zwei
mit einer Gleichstromquelle S1 hoher Spannung verbundene Elektroden 9 und io hinein.
Zwischen den Elektroden ist eine Blende i i angeordnet, deren Zuleitung nach außen
führt und die durch eine abschaltbare Spannungsquelle S2 auf ein hohes Potential
gegenüber der Elektrode 9 gebracht werden kann. Die Wirkungsweise der Einrichtung
ist folgende: In der Zeit zwischen zwei Einspritzungen wird von einer nicht gezeichneten,
von der Brennkraftmaschine angetriebenen Förderpumpe Kraftstoff in der Kammer i
eingelagert. Die Spannung der Stromquelle S1 ist so gewählt, daß sie gerade unterhalb
der Überschlagspannung liegt. Erst dann, wenn die Spannungsquelle S2 wirksam wird
und die Blende i i auf ein hohes Potential gegenüber der Elektrode 9 gebracht wird,
wird die Funkenstrecke ionisiert, und es erfolgt ein Überschlag unter Entladung
des zur Spannungsquelle S1 parallel geschalteten Kondensators C. Durch die Entladung
wird der in der Kammer befindliche Kraftstoff schlagartig ganz oder teilweise durch
die Düsenbohrung 2 in den Arbeitsraum des Zylinders geschleudert. Um eine Regelung
der Einspritzmenge bewerkstelligen- zu können, ist an die Kammer i ein durch eine
Feder 12 belasteter Ausweichkolben 13 angeschlossen, dessen Arbeitsraum 14 durch
die weite Öffnung 15 mit dem Innern der Kammer i in ungedrosselter Verbindung steht.
Bei seiner Ausweichbewegung verdrängt der Kolben 13 aus einem Raum 16 Flüssigkeit
- durch eine enge Drosselbohrung 17 in eine Leitung 18 hinein. Bei geringer Belastung
oder Leerlauf fördert die nicht gezeichnete Pumpe so wenig Kraftstoff zu, daß der
Ausweichkolben überhaupt nicht oder nur wenig ausweicht. Bei starker Belastung dagegen
wird mehr Kraftstoff vorgelagert, wobei der Kolben 13 in entsprechendem Ausmaß ausweicht.
Dadas Ausweichen verhältnismäßig langsam erfolgt, bleibt die durch die Drosselbohrung
17 an sich erzwungene Bremsung vernachlässigbar klein. Bei dem nachfolgenden schlagartigen
Verdrängen des Kraftstoffes durch den Funkenüberschlag allerdings wird der Kolben
13 infblge der nun stark wirksamen Bremsung an einem weiteren Ausweichen gehindert.Fig. I and: 2 show one of the combustion chamber of the not shown
Internal combustion engine to be connected spark chamber i, the nozzle hole 2 a through
a spring 3 loaded check valve q. is upstream. The fuel supply line
5 is also through a spring-loaded check valve at its mouth in the chamber i
6 completed. Through insulating sleeves 7 and 8, two protrude into the spark chamber
electrodes 9 and io connected to a high voltage direct current source S1.
A diaphragm i i is arranged between the electrodes, the feed line of which leads to the outside
leads and which can be switched off by a voltage source S2 to a high potential
can be brought opposite the electrode 9. How the facility works
is as follows: In the time between two injections, a not shown,
by the internal combustion engine driven feed pump fuel in the chamber i
stored. The voltage of the current source S1 is chosen so that it is just below
the flashover voltage is. Only when the voltage source S2 becomes effective
and the diaphragm i i is brought to a high potential with respect to the electrode 9,
the spark gap is ionized, and a flashover occurs with discharge
of the capacitor C connected in parallel to the voltage source S1. By the discharge
the fuel in the chamber is suddenly wholly or partially through
the nozzle bore 2 is thrown into the working space of the cylinder. To a scheme
the injection quantity to be able to accomplish, is to the chamber i a through a
Spring 12 loaded bypass piston 13 connected, the working space 14 through
the wide opening 15 is in unthrottled communication with the interior of the chamber i.
During its evasive movement, the piston 13 displaces liquid from a space 16
- Through a narrow throttle bore 17 into a line 18. With low loads
or idling, the pump, not shown, delivers so little fuel that the
Avoidance piston does not evade at all or only slightly. On the other hand, under heavy loads
more fuel is stored upstream, the piston 13 giving way to a corresponding extent.
Since the evasion takes place relatively slowly, that remains through the throttle bore
17 forced braking in itself negligibly small. In the subsequent sudden
However, the piston is displaced by the sparkover
13 infblge of the now strongly effective braking prevented from further evasive action.
Neben dieser beschriebenen Art der Einspritzmengenregelung wäre es
auch noch denkbar, die jeweils zu verdrängende Einspritzmenge durch eine entsprechende
Regelung der Überschlagsdauer dem
jeweiligen Belastungszustand der
Brennkraftmaschine anzupassen.In addition to this type of injection quantity control described, it would be
it is also conceivable that the injection quantity to be displaced in each case by a corresponding one
Regulation of the rollover period dem
respective load condition of
Adapt internal combustion engine.