EP0342323A1 - Fuel injection system - Google Patents

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EP0342323A1
EP0342323A1 EP89103705A EP89103705A EP0342323A1 EP 0342323 A1 EP0342323 A1 EP 0342323A1 EP 89103705 A EP89103705 A EP 89103705A EP 89103705 A EP89103705 A EP 89103705A EP 0342323 A1 EP0342323 A1 EP 0342323A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
metering
valve
fuel injection
injection system
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89103705A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Günter Härtel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pierburg GmbH
Original Assignee
Pierburg GmbH
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Publication date
Application filed by Pierburg GmbH filed Critical Pierburg GmbH
Publication of EP0342323A1 publication Critical patent/EP0342323A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/12—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel comprising a fuel-displaced free-piston for intermittently metering and supplying fuel to injection nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/14—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel having cyclically-operated valves connecting injection nozzles to a source of fuel under pressure during the injection period
    • F02M69/147—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel having cyclically-operated valves connecting injection nozzles to a source of fuel under pressure during the injection period the valves being actuated mechanically, e.g. rotating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/46—Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
    • F02M69/50—Arrangement of fuel distributors, e.g. with means for supplying equal portion of metered fuel to injectors

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection system for internal combustion engines according to the preamble of patent claim 1.
  • Fuel injection systems of this type are intended for internal combustion engines that are used in vehicles and are therefore subject to high requirements with regard to accurate and trouble-free fuel metering.
  • OS 17 51 128 discloses an electronically controlled injection device with a metering system consisting of a cylinder section and a free piston that divides the cylinder section into two chambers, one of which can be connected to the fuel supply system or return system into the tank via controllable channels and the other Chamber can be connected either via a throttle to the supply system or to the connection or distribution system with injectors. 3-way valves are provided as the control device. The movement of the free piston is to be converted into an electrical signal by a position transmitter (displacement sensor), which is to be processed by electronic components.
  • a position transmitter displacement sensor
  • This injector is not suitable for sequential and selective injection in multi-cylinder engines.
  • An injector is known from OS 20 32 224, in which the fuel is metered by a free piston arranged in a cylinder section, which divides the cylinder section into two chambers, which can be connected via electric valves either to the fuel metering system or to a distributor system with injectors. It is controlled so that one chamber is connected to the fuel delivery system and the other to the distribution system. The movement of the free piston is limited by a control rod.
  • This injector has the disadvantage that two intake valves and 4 distributor valves are to be provided for a 4-cylinder engine and, in addition, due to the limitation of the free piston by means of a control rod, leaks on the free piston always have to occur when the free piston strikes the control rod, as a result of which the actual value is recorded injected amount of fuel is not possible.
  • both devices have the disadvantage that vapor bubbles occurring in the case of low-boiling fuels interrupt the fuel injection.
  • the object of the invention is to develop a fuel injection system specified in the preamble of claim 1 in such a way that fewer components are required, sequential and selective injection can be achieved and an exact actual value acquisition is possible.
  • the fuel injection system according to the invention is shown schematically in FIG. 1.
  • the fuel passes from a fuel tank 1 via a flow line 2 to the fuel pump 3 and from there under pressure via a fine filter 4 to a metering and distribution unit 5.
  • the excess fuel is fed from there via a return line 6, in which a differential pressure valve 7 ( Closing body with spring force against the direction of flow) and a fuel pressure regulator 8 are arranged, conveyed back into the fuel tank 1.
  • a partial flow of the excess amount of fuel is branched off when the metering unit is open and also reaches the return line 6 via a flushing line 9.
  • the metered fuel is supplied in a timed manner in accordance with the ignition sequence of the internal combustion engine from the metering and distributor unit 5 via distributor lines 10 to injection valves 11 and injected through this into cylinder inlet channels 12.
  • the device required for metering the fuel consists of a measuring system 13 for the fuel injection quantity with measured value lines 14, a metering valve 15 (FIG. 2) with control lines 16 and an electronic control unit 17.
  • the electronic control unit 17 is also connected to the fuel pump 3 via control lines 18 , Control lines 19 with a synchronous motor 20 (Fig. 2) and connected via inputs 21 for detecting the motor parameters and other measured variables.
  • valve closing body 22 When the valve closing body 22 is closed, all the fuel flowing in via the supply line 2 is conveyed back into the fuel tank 1 via the return line 6. If injection is to take place in one of the cylinder inlet ducts 12, the valve closing body 22 must first open against the force of a compression spring 23. This is done by actuating the metering valve 15 via the actuation lines 16. When actuated, a magnetic coil 24 is acted upon by electric current, as a result of which a magnetic field is formed and the valve closing body 22 opens up to a stop at a central pole 25.
  • the rotary valve 28 rotates one of the pilot bores 27 comes into congruence with one of two pilot bores 29, each one of which is offset by 180 ° on the 5th and 6th sectional planes, after a 90 ° rotation.
  • the metering valve 15 is switched off When the metering valve 15 is closed, the spraying process is terminated because fuel is no longer supplied and the valve closing body, which is acted upon by spring force in the closing direction, closes the opening cross section (not shown in the figures) of the injection valves 11, the injection pressure 11 of the injection valves 11 being approximately in the distributor lines 10 is maintained.
  • FIG. 5 shows, by way of example for a four-stroke four-cylinder engine with the firing sequence 1-2-4-3, a possible arrangement of the control cross sections of the rotary slide valve 28 for controlling the pre-distribution on the 5th and 6th cutting levels and the control cross sections on the 1st to 4th Cutting plane for the control of the sequential injection and the arrangement of the control cross sections on the 0th cutting plane for controlling the flushing processes.
  • the rotary valve 28 is driven in phase with the camshaft speed by means of a synchronous motor 20 (or a direct mechanical drive)
  • the arrangement of the control cross sections shown as an example ensures that the individual cylinders are supplied with fuel in accordance with the firing sequence (sequentially).
  • the pre-distribution takes place in the upper row - corresponding to a first work cycle - with the metering valve open from the pre-distributor camera 26 via the pre-distributor bore 27 of the rotary valve 28 and the pilot bore 29 into the side bore 31. From there the fuel passes 4 and at the same time via the return flow channel 38 into the supply channel 40, from which the fuel reaches the flushing line 9 via the open control section in the 0th cutting plane and from there into the return line 6, which leads to the fuel tank 1.
  • the fuel standing in the volume chamber 34 is pressurized and is conveyed through the opened control cross section in the 1st sectional plane into the distribution line 10 and out of this via the injection valve 11 into the relevant air inlet channel 12.
  • the control cross-section of the rotary valve results in the positions of the lower rows - corresponding to the 2nd - 4th work cycles - an equivalent flow in relation to the other three distribution lines 10.
  • the allocation can be made depending on the map and depending on other parameters, also phase-shifted, since spraying starts and - end by controlling the metering valve 15 to achieve optimal exhaust gas, consumption and performance values can be varied in a wide range.
  • control bores in rotary valve 28 in the 1st to 4th cutting plane as ring grooves on the circumference of the slide (similar to the 0th cutting plane) in order to cover the overlap angles of the control bores on 5th and 6th To enlarge the cutting plane.
  • the system also offers the option of cylinder-selective fuel metering for applications with cylinder-specific sensors and control strategies (knocking, lambda, ion current, light emission from combustion, uneven running, etc.).

Abstract

The fuel injection system has the following features; 1: an electromagnetically actuated metering valve (15) is provided as metering unit; 2: a rotary slide (28) running synchronously with the shafts of the internal-combustion engine is provided as distributor unit; 3: when the metering valve (15) has been opened, fuel under pressure is passed, on the one hand, via a purge line (9) into the fuel return line (6), upstream or downstream of the fuel pressure regulator (8) and, on the other hand, into one of two volume chambers (34, 35) on both sides of a free piston (36), the adjustment movement of the free piston (36) being determined by the measuring system (13) for the actual value of the fuel quantity injected. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a fuel injection system for internal combustion engines according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Brennstoffeinspritzsysteme sind für Brennkraftmaschinen vorgesehen, die in Fahrzeuge eingesetzt werden und daher hohen Anforderungen hinsichtlich einer genauen und störungsfreien Brennstoffzumessung unterliegen.Fuel injection systems of this type are intended for internal combustion engines that are used in vehicles and are therefore subject to high requirements with regard to accurate and trouble-free fuel metering.

Stand der TechnikState of the art

Die OS 17 51 128 offenbart eine elektronisch gesteuerte Einspritzvorrichtung mit ei­nem Zumeßsystem bestehend aus einem Zylinderabschnitt und einem Freikolben, der den Zylinderabschnitt in zwei Kammern aufteilt, von denen eine über steuerbare Kanäle entweder mit dem Brennstoffzuführsystem oder -rückführsystem in den Tank verbindbar ist und die andere Kammer entweder über eine Drossel mit dem Zuführsy­stem oder mit dem Anschluß- bzw. Verteilersystem mit Einspritzventilen verbindbar ist. Als Steuereinrichtung sind 3-Wegeventile vorgesehen. Die Bewegung des Freikol­bens soll durch einen Stellungsgeber (Wegmesser) in ein elektrisches Signal umgewan­delt werden, das durch elektronische Bausteine verarbeitet werden soll.OS 17 51 128 discloses an electronically controlled injection device with a metering system consisting of a cylinder section and a free piston that divides the cylinder section into two chambers, one of which can be connected to the fuel supply system or return system into the tank via controllable channels and the other Chamber can be connected either via a throttle to the supply system or to the connection or distribution system with injectors. 3-way valves are provided as the control device. The movement of the free piston is to be converted into an electrical signal by a position transmitter (displacement sensor), which is to be processed by electronic components.

Diese Einspritzvorrichtung eignet sich nicht für eine sequentielle und selektive Ein­spritzung bei Mehrzylindermotoren.This injector is not suitable for sequential and selective injection in multi-cylinder engines.

Aus der OS 20 32 224 ist eine Einspritzvorrichtung bekannt, bei der die Brennstoffzu­messung durch einen in einem Zylinderabschnitt angeordneten Freikolben erfolgt, der den Zylinderabschnitt in zwei Kammern aufteilt, die über elektrische Ventile entweder mit dem Brennstoffzumeßsystem oder mit einem Verteilersystem mit Einspritzventilen verbindbar sind. Die Steuerung erfolgt so, daß eine Kammer mit dem Brennstoffzu­führsystem und die andere mit dem Verteilersystem verbunden sind. Die Bewegung des Freikolbens wird durch eine Regelstange begrenzt.An injector is known from OS 20 32 224, in which the fuel is metered by a free piston arranged in a cylinder section, which divides the cylinder section into two chambers, which can be connected via electric valves either to the fuel metering system or to a distributor system with injectors. It is controlled so that one chamber is connected to the fuel delivery system and the other to the distribution system. The movement of the free piston is limited by a control rod.

Diese Einspritzvorrichtung weist den Nachteil auf, daß für einen 4-Zylindermotor zwei Einlaßventile und 4 Verteilerventile vorzusehen sind und darüber hinaus durch die Be­grenzung des Freikolbens mittels Regelstange Leckagen am Freikolben immer dann auftreten müssen, wenn der Freikolben an die Regelstange anschlägt, wodurch eine Ist­werterfassung der eingespritzten Brennstoffmenge nicht möglich ist. Darüber hinaus haftet beiden Vorrichtungen der Nachteil an, daß bei leichtsiedenden Brennstoffen auftretende Dampfblasen die Brennstoffeinspritzung unterbrechen.This injector has the disadvantage that two intake valves and 4 distributor valves are to be provided for a 4-cylinder engine and, in addition, due to the limitation of the free piston by means of a control rod, leaks on the free piston always have to occur when the free piston strikes the control rod, as a result of which the actual value is recorded injected amount of fuel is not possible. In addition, both devices have the disadvantage that vapor bubbles occurring in the case of low-boiling fuels interrupt the fuel injection.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenes Brennstoffeinspritzsystem derart weiterzubilden, daß weniger Bauteile benötigt, sequentielle und selektive Einspritzung erreichbar und eine genaue Istwerterfassung möglich werden. Darüber hinaus ist es Ziel der Erfindung, den Einsatz leichtsiedender Brennstoffe zu ermöglichen.Proceeding from this, the object of the invention is to develop a fuel injection system specified in the preamble of claim 1 in such a way that fewer components are required, sequential and selective injection can be achieved and an exact actual value acquisition is possible. In addition, it is an object of the invention to enable the use of low-boiling fuels.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merk­male gelöst.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of the patent claim.

Weitere Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angege­ben.Further features of advantageous developments are specified in the subclaims.

Mit der Erfindung erreichbare Vorteile sind in der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erwähnt.Advantages achievable with the invention are mentioned in the description of an embodiment shown in the drawing.

Die Zeichnung zeigt:

  • Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzsystems;
  • Fig. 2, 3, 4 die Zumeß- und Verteilereinheit in Schnitten;
  • Fig. 5 zeigt die Stellungen der Steuerquerschnitte des Drehschiebers der Zumeß- und Vertei­lereinheit in Beziehung zu den Arbeitstakten eines 4-Zylindermotors.
The drawing shows:
  • Figure 1 is a schematic representation of the fuel injection system according to the invention.
  • Figures 2, 3, 4 the metering and distribution unit in sections;
  • 5 shows the positions of the control cross sections of the rotary valve of the metering and distribution unit in relation to the operating cycles of a 4-cylinder engine.

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzsystem ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Der Brennstoff gelangt aus einem Brennstoffbehälter 1 über eine Vorlaufleitung 2 zur Brennstoffpumpe 3 und von dort unter Druck über einen Feinfilter 4 zu einer Zumeß- und Verteilereinheit 5. Der im Überschuß geförderte Brennstoff wird von dort über eine Rücklaufleitung 6, in welcher ein Differenzdruckventil 7 (Schließkörper mit Federkraft gegen die Strömungsrichtung schließend) und ein Brennstoffdruckregler 8 angeordnet sind, in den Brennstoffbehälter 1 zurückgefördert. Ein Teilstrom der im Überschuß geförderten Brennstoffmenge wird bei geöffneter Zumeßeinheit abgezweigt und gelangt über eine Spülleitung 9 ebenfalls in die Rücklaufleitung 6. Der zugemessene Brennstoff wird in zeitlicher Folge entsprechend der Zündfolge der Brennkraftmaschine von der Zumeß- und Verteilereinheit 5 über Verteilerleitungen 10 Einspritzventilen 11 zugeführt und durch diese in Zylindereinlaßkanäle 12 eingespritzt. Die für die Zumessung des Brennstoffes benötigte Einrichtung besteht aus einem Meßsystem 13 für die Brennstoffeinspritzmenge mit Meßwertleitungen 14, einem Zumeßventil 15 (Fig. 2) mit Ansteuerleitungen 16 und einem elektronischen Steuergerät 17. Das elektronische Steuergerät 17 ist weiterhin über Ansteuerleitungen 18 mit der Brennstoffpumpe 3, Ansteuerleitungen 19 mit einem Synchronmotor 20 (Fig. 2) und über Eingänge 21 zur Erfassung der Motorparameter und sonstiger Meßgrößen verbunden.The fuel injection system according to the invention is shown schematically in FIG. 1. The fuel passes from a fuel tank 1 via a flow line 2 to the fuel pump 3 and from there under pressure via a fine filter 4 to a metering and distribution unit 5. The excess fuel is fed from there via a return line 6, in which a differential pressure valve 7 ( Closing body with spring force against the direction of flow) and a fuel pressure regulator 8 are arranged, conveyed back into the fuel tank 1. A partial flow of the excess amount of fuel is branched off when the metering unit is open and also reaches the return line 6 via a flushing line 9. The metered fuel is supplied in a timed manner in accordance with the ignition sequence of the internal combustion engine from the metering and distributor unit 5 via distributor lines 10 to injection valves 11 and injected through this into cylinder inlet channels 12. The device required for metering the fuel consists of a measuring system 13 for the fuel injection quantity with measured value lines 14, a metering valve 15 (FIG. 2) with control lines 16 and an electronic control unit 17. The electronic control unit 17 is also connected to the fuel pump 3 via control lines 18 , Control lines 19 with a synchronous motor 20 (Fig. 2) and connected via inputs 21 for detecting the motor parameters and other measured variables.

Fig. 2, 3 und 4 zeigen die Zumeß- und Verteilereinheit 5 im Detail mit dem Zumeß­ventil 15 mit einem Ventilschließkörper 22. Bei geschlossenem Ventilschließkörper 22 wird der gesamte über die Vorlaufleitung 2 zuströmende Brennstoff über die Rücklauf­leitung 6 wieder in den Brennstoffbehälter 1 zurückgefördert. Soll in einen der Zylindereinlaßkanäle 12 eingespritzt werden, so muß zunächst der Ventilschließkörper 22 gegen die Kraft einer Druckfeder 23 öffnen. Dies erfolgt durch Ansteuerung des Zumeßventils 15 über die Ansteuerleitungen 16. Bei Ansteuerung wird eine Magnetspule 24 mit elektrischem Strom beaufschlagt, wodurch sich ein Magnetfeld ausbildet und den Ventilschließkörper 22 bis zum Anschlag an einen Zentralpol 25 öffnet. Dadurch gelangt Brennstoff unter Systemdruck in eine Vorverteilerkammer 26, welche bei dem in den Figuren gezeigten Beispiel für einen 4-Zylinder-Viertaktmotor, insgesamt vier Vorverteilerbohrungen 27 aufweist, die in der Wandung eines Dreh­schiebers 28 in der 5. und 6. Schnittebene jeweils um 90° versetzt angeordnet sind, wie auch in Fig. 5 dargestellt ist. Bei Rotation des Drehschiebers 28 gelangt jeweils nach 90° Drehung eine der Vorverteilerbohrungen 27 in Deckung mit einer von zwei Vorsteuerbohrungen 29, wovon jeweils eine auf der 5. und 6. Schnittebene um 180° versetzt angeordnet ist. Damit wird erreicht, daß der über das Zumeßventil 15 in die Vorverteilerkammer 26 einströmende Brennstoff abwechselnd in Seitenbohrungen 30 und 31 strömt und aus diesen jeweils im gleichen Takt weiter über Zulaufkanäle 32 und 33 in Volumenkammern 34 und 35, welche in einer zylindrischen Bohrung angeord­net sind und durch einen schwimmenden Freikolben (Molch) 36 voneinander getrennt sind (Fig. 4). Die Anordnung der Steuerquerschnitte im Drehschieber 28 auf der 1. bis 4. Schnittebene wurde so gewählt, daß zum Zeitpunkt der Brennstoffströmung durch eine der beiden Volumenkammern 34 oder 35 jeweils auf dieser Seite keine hydrau­lische Wirkverbindung über Rückstromkanal 37 bzw. 38 und einen Versorgungskanal 39 bzw. 40 besteht. Lediglich ein kleinerer Teilstrom der Brennstoffmenge gelangt auf dieser Seite über einen geöffneten Steuerquerschnitt des Drehschiebers 28 auf der 0. Schnittebene über eine Drossel 41 und die Spülleitung 9 in die Rücklaufleitung 6 zwischen dem Differenzdruckventil 7 und dem Brennstoffdruckregler 8, wahlweise kann auch eine Einmündung stromab des Brennstoffdruckreglers 8 vorgesehen werden. Der Spülmengenstrom ergibt sich dabei aus dem freien Querschnitt der Drossel 41 und der Druckdifferenz am Differenzdruckventil 7. Damit wird erreicht, daß einerseits abwechselnd die eine und andere Seite des Kanalsystems von eventuell vorhandenen Dampfblasen (insbesondere bei Start nach längeren Standzeiten des Motors bei hohen Motorraumtemperaturen) freigespült wird und andererseits sich in der jeweils gerade durchspülten Volumenkammer 34, 35 Druck aufbaut, der den Abspritzdruck der Einspritzventile 11 übersteigt. Da sich der Druck über den schwimmenden Freikolben 36 auch jeweils sofort in die andere Volumenkammer überträgt, und auf dieser anderen Seite jeweils einer der Steuerquerschnitte auf einer 1. bis 4. Schnittebene geöffnet ist, wird beim Überschreiten des Abspritzdruckes Brennstoff abgespritzt. Entsprechend dem abgespritzten Volumen bewegt sich der schwimmende Freikolben 36 in Richtung der abspritzenden Seite, wodurch sich die jeweils durchströmte Volumenkammer in gleichem Maße mit Brennstoff füllt. Sobald durch die fortlaufend durchzuführende Messung der Freikolben positiv mittels des Meßsystems 13 für den Verstellweg des Freikolbens 36 im Steuergerät 17 die Positionsänderung gegenüber Spritzbeginn erkannt wird, die mit dem vom Steuergerät errechneten Sollwert für die abzuspritzende Brennstoffmenge übereinstimmt, erfolgt die Abschaltung des Zumeßventils 15. Durch Schließen des Zumeßventils 15 wird der Abspritzvorgang abgebrochen, da keine Nachförderung von Brennstoff mehr erfolgt und die mit Federkraft in Schließrichtung beaufschlagten Ventilschließkörper den Öffnungsquerschnitt (nicht in den Fig. dargestellt) der Einspritzventile 11 schließen, wobei in den Verteilerleitungen 10 etwa der Abspritzdruck der Einspritzventile 11 beibehalten wird.2, 3 and 4 show the metering and distributor unit 5 in detail with the metering valve 15 with a valve closing body 22. When the valve closing body 22 is closed, all the fuel flowing in via the supply line 2 is conveyed back into the fuel tank 1 via the return line 6. If injection is to take place in one of the cylinder inlet ducts 12, the valve closing body 22 must first open against the force of a compression spring 23. This is done by actuating the metering valve 15 via the actuation lines 16. When actuated, a magnetic coil 24 is acted upon by electric current, as a result of which a magnetic field is formed and the valve closing body 22 opens up to a stop at a central pole 25. As a result, fuel enters the pre-distributor chamber 26 under system pressure, which in the example shown in the figures for a 4-cylinder four-stroke engine has a total of four pre-distributor bores 27, each in the wall of a rotary valve 28 in the 5th and 6th sectional planes by 90 ° are arranged offset, as is also shown in Fig. 5. When the rotary valve 28 rotates, one of the pilot bores 27 comes into congruence with one of two pilot bores 29, each one of which is offset by 180 ° on the 5th and 6th sectional planes, after a 90 ° rotation. It is thereby achieved that the fuel flowing into the pre-distribution chamber 26 via the metering valve 15 flows alternately into side bores 30 and 31 and from these in each case continues in the same cycle via inlet channels 32 and 33 in volume chambers 34 and 35, which are arranged in a cylindrical bore and are separated from one another by a floating free piston (pig) 36 (FIG. 4). The arrangement of the control cross sections in the rotary valve 28 on the 1st to 4th sectional plane was chosen so that at the time of the fuel flow through one of the two volume chambers 34 or 35 there was no hydraulic connection on this side via return flow channels 37 or 38 and a supply channel 39 or 40 exists. Only a smaller partial flow of the fuel quantity reaches an open control cross-section of the rotary valve 28 on the 0th sectional plane via a throttle 41 and the flushing line 9 into the return line 6 between the differential pressure valve 7 and the fuel pressure regulator 8, optionally an outlet downstream of the Fuel pressure regulator 8 are provided. The purge flow rate results from the free cross-section of throttle 41 and the pressure difference at differential pressure valve 7. This ensures that on the one hand one side and the other of the duct system alternate with any steam bubbles that may be present (especially when starting after longer engine downtimes at high engine compartment temperatures) is flushed free and, on the other hand, pressure builds up in the volume chamber 34, 35 which has just been flushed through and exceeds the spray pressure of the injection valves 11. Since the pressure across the floating free piston 36 is also immediately transferred to the other volume chamber, and one of the control cross sections on a 1st to 4th cutting plane is open on this other side, fuel is sprayed off when the spray pressure is exceeded. In accordance with the sprayed volume, the floating free piston 36 moves in the direction of the spraying side, as a result of which the volume chamber flowed through in each case fills with fuel to the same extent. As soon as the change in position of the free piston 36 in the control unit 17 is recognized by the measuring system 13 for the adjustment path of the free piston 36 in the control unit 17, which corresponds to the setpoint value calculated by the control unit for the fuel quantity to be sprayed off, the metering valve 15 is switched off When the metering valve 15 is closed, the spraying process is terminated because fuel is no longer supplied and the valve closing body, which is acted upon by spring force in the closing direction, closes the opening cross section (not shown in the figures) of the injection valves 11, the injection pressure 11 of the injection valves 11 being approximately in the distributor lines 10 is maintained.

Fig. 5 zeigt beispielhaft für einen Viertakt-Vierzylindermotor mit der Zündfolge 1-2-4-3 eine mögliche Anordnung der Steuerquerschnitte des Drehschiebers 28 für die Steuerung der Vorverteilung auf der 5. und 6. Schnittebene sowie die Steuerquer­schnitte auf der 1. bis 4. Schnittebene für die Steuerung der sequentiellen Einspritzung und die Anordnung der Steuerquerschnitte auf der 0. Schnittebene zur Steuerung der Spülvorgänge. Unter der Voraussetzung, daß der Drehschieber 28 mittels Synchronmo­tor 20 (oder einem direkten mechanischen Antrieb) phasenrichtig mit Nockenwellen­drehzahl angetrieben wird, ist mit der beispielhaft gezeigten Anordnung der Steuer­querschnitte gewährleistet, daß entsprechend der Zündfolge die einzelnen Zylinder mit Brennstoff versorgt werden (sequentiell). Wie aus Fig. 5 ersichtlich, erfolgt die Vorver­teilung in der oberen Reihe - entsprechend einem 1. Arbeitstakt - bei geöffnetem Zu­meßventil aus der Vorverteilerkamer 26 über die Vorverteilerbohrung 27 des Dreh­schiebers 28 und die Vorsteuerbohrung 29 in die Seitenbohrung 31. Von dort gelangt der Brennstoff über den Zulaufkanal 33 in die in Fig. 4 ersichtliche Volumenkammer 35 und gleichzeitig über den Rückstromkanal 38 in den Versorgungskanal 40, von dem aus über den geöffneten Steuerschnitt in der 0. Schnittebene der Brennstoff in die Spülleitung 9 und aus diesem in die Rücklaufleitung 6 gelangt, die zum Brennstoffbe­hälter 1 führt.5 shows, by way of example for a four-stroke four-cylinder engine with the firing sequence 1-2-4-3, a possible arrangement of the control cross sections of the rotary slide valve 28 for controlling the pre-distribution on the 5th and 6th cutting levels and the control cross sections on the 1st to 4th Cutting plane for the control of the sequential injection and the arrangement of the control cross sections on the 0th cutting plane for controlling the flushing processes. Assuming that the rotary valve 28 is driven in phase with the camshaft speed by means of a synchronous motor 20 (or a direct mechanical drive), the arrangement of the control cross sections shown as an example ensures that the individual cylinders are supplied with fuel in accordance with the firing sequence (sequentially). As can be seen from FIG. 5, the pre-distribution takes place in the upper row - corresponding to a first work cycle - with the metering valve open from the pre-distributor camera 26 via the pre-distributor bore 27 of the rotary valve 28 and the pilot bore 29 into the side bore 31. From there the fuel passes 4 and at the same time via the return flow channel 38 into the supply channel 40, from which the fuel reaches the flushing line 9 via the open control section in the 0th cutting plane and from there into the return line 6, which leads to the fuel tank 1.

Durch den in die Volumenkammer 35 einströmenden Brennstoff wird der in der Volu­menkammer 34 stehende Brennstoff unter Druck gesetzt und durch den geöffneten Steuerquerschnitt in der 1. Schnittebene in die Verteilerleitung 10 und aus dieser über das Einspritzventil 11 in den betreffenden Lufteinlaßkanal 12 gefördert. Steuerquer­schnitt des Drehschiebers ergeben in den Stellungen der unteren Reihen - entsprechend den 2. - 4. Arbeitstakten - eine sinngemäß gleiche Durchströmung bezogen auf die anderen drei Verteilerleitungen 10. Die Zuteilung kann kennfeldabhängig und in Abhängigkeit von weiteren Parametern auch phasenverschoben erfolgen, da Spritzbeginn und -ende durch die Ansteuerung des Zumeßventils 15 zur Erreichung optimaler Abgas-, Verbrauchs- und Leistungswerte in weiten Bereichen variiert werden können. Zur Erweiterung des Öffnungsfensters ist es gegebenenfalls notwendig, die Steuerbohrungen im Drehschieber 28 in der 1. bis 4. Schnittebene als Ringnuten am Umfang des Schiebers auszuführen (ähnlich wie in der 0. Schnittebene), um die Überdeckungswinkel der Steuerbohrungen auf der 5. und 6. Schnittebene zu vergrößern.By the fuel flowing into the volume chamber 35, the fuel standing in the volume chamber 34 is pressurized and is conveyed through the opened control cross section in the 1st sectional plane into the distribution line 10 and out of this via the injection valve 11 into the relevant air inlet channel 12. The control cross-section of the rotary valve results in the positions of the lower rows - corresponding to the 2nd - 4th work cycles - an equivalent flow in relation to the other three distribution lines 10. The allocation can be made depending on the map and depending on other parameters, also phase-shifted, since spraying starts and - end by controlling the metering valve 15 to achieve optimal exhaust gas, consumption and performance values can be varied in a wide range. To expand the opening window, it may be necessary to design the control bores in rotary valve 28 in the 1st to 4th cutting plane as ring grooves on the circumference of the slide (similar to the 0th cutting plane) in order to cover the overlap angles of the control bores on 5th and 6th To enlarge the cutting plane.

Weiterhin bietet das System die Möglichkeit der zylinderselektiven Brennstoffmengen­dosierung für Anwendungen mit zylinderspezifischer Sensorik und Regelstrategien (Klopfen, Lambda, Ionenstrom, Lichtemission der Verbrennung, Laufunruhe u.a.).The system also offers the option of cylinder-selective fuel metering for applications with cylinder-specific sensors and control strategies (knocking, lambda, ion current, light emission from combustion, uneven running, etc.).

Claims (5)

1. Brennstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen bestehend aus einem druckge­regelten Brennstoffzuführsystem, einer Zumeß- und Verteilereinheit mit Verteilerlei­tungen und Einspritzventilen, einem den Istwert der eingespritzten Brennstoffmenge erfassenden Meßsystem, mit dessen Signal unter Einbeziehung weiterer Motorpara­metersignale in einem elektronischen Steuergerät ein Zumeßsignal gebildet und an das Zumeßsystem ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet,
daß als Zumeßeinheit ein elektromagnetisch betätigtes Zumeßventil (15) vorgesehen ist,
daß als Verteilereinheit ein synchron mit den Brennkraftmaschinenwellen laufender Drehschieber (28) vorgesehen ist,
daß bei geöffnetem Zumeßventil (15) unter Druck stehender Brennstoff einmal über eine Spülleitung (9) in die Brennstoffrücklaufleitung (6) stromauf oder stromab des Brennstoffdruckreglers (8) und zum anderen in eine von zwei Volumenkammern (34, 35) beiderseits eines Freikolbens (36) geleitet wird, wobei die Verstellbewegung des Freikolbens (36) durch das Meßsystem für den Istwert der eingespritzten Brennstoff­menge festgestellt wird.1.Fuel injection system for internal combustion engines consisting of a pressure-controlled fuel supply system, a metering and distributor unit with distributor lines and injection valves, a measuring system which detects the actual value of the injected fuel quantity, the signal of which, with the inclusion of further engine parameter signals, is used to form a metering signal in an electronic control unit and is output to the metering system , characterized ,
that an electromagnetically operated metering valve (15) is provided as the metering unit,
that a rotary slide valve (28) running synchronously with the internal combustion engine shafts is provided as the distributor unit,
that when the metering valve (15) is open, fuel under pressure is once via a flushing line (9) into the fuel return line (6) upstream or downstream of the fuel pressure regulator (8) and on the other hand into one of two volume chambers (34, 35) on both sides of a free piston (36 ) is passed, the adjustment movement of the free piston (36) being determined by the measuring system for the actual value of the injected fuel quantity. 2. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der vom Zumeßventil (15) zum Brennstoffbehälter (1) führenden Rücklaufleitung (6) stromauf der Einmündung der Spülleitung (9) ein Differenzdruckventil (7) angeordnet ist.2. Fuel injection system according to claim 1, characterized in that a differential pressure valve (7) is arranged in the return line (6) leading from the metering valve (15) to the fuel tank (1) upstream of the mouth of the flushing line (9). 3. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spülleitung (9) eine Drossel (41) angeordnet ist.3. Fuel injection system according to claim 1 or 2, characterized in that a throttle (41) is arranged in the flushing line (9). 4. Brennstoffeinspritzsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Drehschieber in einer Steuerebene (0. Schnittebene) die die Volu­menkammer (34 bzw. 35) füllenden Bohrungen gleichzeitig mit der Spülleitung (9) verbinden.4. Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary slide valve in a control plane (0th sectional plane) connect the bores filling the volume chamber (34 or 35) simultaneously with the flushing line (9). 5. Brennstoffeinspritzsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Meßsystem für den Istwert der eingespritzten Brennstoffmenge (13) aus einem Wegmesser gebildet ist, der mit Laserstrahl, Ultraschall, Lichtstrahl oder Induktion arbeitet.5. Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring system for the actual value of the amount of fuel injected (13) is formed from a displacement sensor which works with a laser beam, ultrasound, light beam or induction.
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