WO1993018297A1 - Kraftstoff-einspritzvorrichtung nach dem festkörper-energiespeicher-prinzip für brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoff-einspritzvorrichtung nach dem festkörper-energiespeicher-prinzip für brennkraftmaschinen Download PDF

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WO1993018297A1
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cylinder
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Wolfgang Heimberg
Wolfram Hellmich
Franz Kögl
Paul Malatinszky
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Ficht Gmbh
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    • F02M37/08Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F02M2037/085Electric circuits therefor
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Definitions

  • the invention relates to a device for injecting fuel for internal combustion engines of the type specified in the preamble of claim 1.
  • Injection devices whose electrically operated reciprocating pumps operate according to the so-called solid-state energy storage principle, have a delivery piston or cylinder which is accelerated in a certain way almost without resistance, fuel being generally moved before that delivery pressure builds up is required to spray the fuel through the injector. In this way, kinetic energy is absorbed or stored before the actual pressure build-up required for injection, which is then suddenly converted into a pressure increase in the fuel.
  • the fuel delivery chamber accommodating the delivery piston of the injection pump has axially parallel grooves in a first section the inner wall through which fuel can flow to the rear of the delivery piston when the delivery piston starts to move without any noticeable pressure build-up in the fuel.
  • the adjoining second section of the fuel delivery space is the actual pressure space, which has no grooves. If the accelerated delivery piston enters this pressure chamber, it is suddenly braked by the incompressible fuel, as a result of which the stored kinetic energy is converted into a pressure surge, through which the resistance of the injection valve is overcome, so that fuel is sprayed off .
  • the disadvantage here is that when the delivery plunger is immersed in the second section of the delivery space, because of unfavorable gap conditions, namely a relatively large gap width and a relatively small gap length, noticeably high pressure losses occur, which in particular reduce the possible speed and pressure level of the pressure build-up and thus make the spraying process unfavorable influence.
  • the pressure losses are caused by fuel flowing out of the pressure chamber into the pressure antechamber (first section of the fuel delivery chamber).
  • this disadvantage is to be avoided by mounting an impact body in the pressure chamber of the delivery cylinder on which the piston accelerates almost without resistance, so that the pressure loss during pressure build-up due to a relatively large gap length despite a relatively large gap width (large manufacturing tolerances ) between the impact body and the pressure chamber inner wall surface can be kept reasonably small.
  • the disadvantage here is that the impacting process leads to a high level of wear on the bodies that meet.
  • the impact body is set into longitudinal vibrations by the impact, which are transferred to the fuel and disrupt the injection process there as high-frequency pressure vibrations.
  • a particular disadvantage of these known solid-state energy storage injection devices is that the injection process can be controlled only to a very limited extent, that is to say it can be adapted to the load conditions of the engine only to a very limited extent.
  • a longitudinal bore in the pump piston is connected to the injection valve device.
  • a cross hole in the pump cylinder allows fuel to flow to the back of the cylinder when storing energy. Driving over the piston end edge with the bore leads to pressure build-up and thus to fuel spraying. In this case too, high gap losses occur when the pressure builds up.
  • the object of the invention is to provide a cost-effective, easy-to-manufacture device for injecting fuel of the type mentioned at the outset, with which fuel can be injected without any noticeable pressure losses during pressure build-up and can be precisely controlled depending on the load, and which in particular for high-speed internal combustion engines suitable is.
  • FIG. 20, 21 and 22 schematically shows a spraying device according to the invention the Ein ⁇ groundwork for forming fuel supply _ an engine start and an engine emergency operation without a battery,
  • FIG. 23 schematically shows a preferred circuit for controlling the coil of the injection device according to the invention, 24, 25 and 26 preferred embodiments of the injection valve of the injection device according to the invention in longitudinal section, and
  • an initial partial stroke of the delivery element of the injection pump in which the displacement of the fuel does not result in a pressure build-up
  • the delivery element partial stroke serving for energy storage expediently being carried out by a storage volume, e.g. is determined in the form of an empty volume and a stop element which, as will be explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments, can be designed differently, for example in the form of a spring-loaded membrane or a spring-loaded piston element against which fuel is delivered and which allow the displacement of fuel on a stroke path "X" of the delivery element; only when the spring-loaded element is pressed against a e.g. abuts a firm stop, an abrupt pressure build-up is generated in the fuel so that the fuel is displaced in the direction of the injection nozzle.
  • a suction line 4 branches off from the delivery line 2 and is connected to a fuel reservoir 5 (tank).
  • a volume storage element 6 is connected to the delivery line 2, for example in the area of the connection of the intake line 4, via a line 7.
  • the pump 1 is designed as a piston pump and has a housing 8 in which a magnet coil 9 is mounted, an armature 10 which is arranged in the region of the coil passage and is designed as a cylindrical body, for example as a solid body, and is guided in a housing bore 11. in the area of central is located along the longitudinal axis of the toroidal coil 9, and is pressed by means of a pressure spring 12 into an initial position in which it rests on the bottom 11a of the housing bore 11.
  • the compression spring 12 is supported on the end face of the armature 10 on the injection nozzle side and on an annular step 13 of the housing bore 11 opposite this end face.
  • the spring 12 comprises, with Sr.
  • a delivery piston 14 which is connected to the armature 10 on the end of the spring 12 acted upon anchor end face is firmly, for example in one piece, connected.
  • the delivery piston 14 plunges relatively deep into a cylindrical fuel delivery chamber 15, which is formed coaxially in the axial extension of the housing bore 11 in the pump housing 8 and is in transmission connection with the pressure line 2. Because of the depth of immersion Druckyerluste can be avoided during the sudden pressure increase, the manufacturing tolerances between " ⁇ ⁇ Lben 14 and cylinder 15 may even be relatively cross-country race only in the I, for example - need iridertstel millimeters to lie terbereiuh so that the production cost is low .
  • a check valve 16 is arranged in the intake line 4.
  • a ball 18 is arranged as a valve element, for example, which in its rest position is pressed by a spring 19 against its valve seat 20 at the end of the valve housing 17 on the reservoir side.
  • the spring 19 is supported on the one hand on the ball 18 and on the other hand on the wall of the housing 17 opposite the valve seat 20 in the region of the mouth 21 of the suction line 4.
  • the storage element 6 has, for example, a two-part housing 22, in the cavity of which a membrane 23 is tensioned as the organ to be displaced, which separates a space filled with fuel from the pressure line and which, in the relaxed state, the cavity in two adherences shares that are sealed against each other by the membrane.
  • a spring force acting on it acts in an empty space
  • the storage volume for example a spring 24, which acts as a return spring for the membrane 23 is set up.
  • the spring 24 is supported with its end opposite the membrane on an inner wall of the cylindrically widened empty cavity.
  • the empty cavity of the housing 22 is delimited by an arch-shaped wall which forms a stop surface 22a for the membrane 23.
  • the coil 9 of the pump 1 is connected to a control device 26, which serves as an electronic control for the injection device.
  • the armature 10 of the pump 1 is located on the base 11a due to the pretensioning of the spring 12.
  • the fuel supply valve 16 is closed and the storage membrane 23 is held in the housing cavity by the spring 24 in its position remote from the stop surface 22a.
  • the armature 10 with the piston 14 is moved in the direction of the injection valve 3 against the force of the spring 12.
  • the delivery piston 14 connected to the armature 10 displaces fuel from the delivery cylinder 15 into the space of the storage element 6.
  • the spring forces of the springs 12, 24 are relatively soft, so that fuel displaced by the delivery piston 14 during the first partial stroke of the delivery piston 14 presses the storage membrane 23 into the empty space almost without resistance.
  • the armature 10 can initially be accelerated almost without resistance until the storage volume or empty space volume of the storage element 6 is exhausted by the membrane 23 striking the arch wall 22a. The displacement of the fuel is suddenly stopped and the fuel is suddenly compressed due to the already high kinetic energy of the delivery piston 14.
  • the kinetic energy of the armature 10 with the delivery piston 14 acts on the liquid. This creates a pressure surge that travels through the pressure line 2 to the nozzle 3 and there leads to the spraying of fuel.
  • the coil 9 is switched off.
  • the armature 10 is moved back to the floor 11a by the spring 12.
  • the amount of liquid stored in the storage device 6 is sucked back into the delivery cylinder 15 via the lines 7 and 2 and the membrane 23 is pushed back into its starting position due to the action of the spring 24.
  • the fuel supply valve 16 opens, so that fuel is sucked out of the tank 5.
  • a valve 16a is expediently arranged in the pressure line 2 between the injection valve 3 and the branches 4, 7 and maintains a standing pressure in the space on the injection valve side, which e.g. is higher than the vapor pressure of the liquid at the maximum temperature, so that bubble formation is prevented.
  • the parking pressure valve can e.g. be designed as the valve 16.
  • a storage piston 31 can also be used as a displacement element for the storage element 6 instead of the membrane 23.
  • the stop which suddenly stops storing in this case can be designed to be adjustable according to the invention, so that the distance of the acceleration stroke of armature 10 and delivery piston 14 can be changed.
  • a cable pull for example coupled to the throttle valve of the engine, is preferably used for this adjustment.
  • the adjustment can expediently be controlled by the control device 26, for example by means of an actuating magnet.
  • Figure 2 shows e.g. an embodiment of the storage element 6 with a displacement piston 31 adjustable by a cable 40.
  • the storage element 6 has a cylindrical housing 30 which can be formed integrally with the pressure line 2.
  • a storage piston 31 is used, which is guided with a close fit on the inner wall of the cylinder housing 30, so that no significant leakage can occur, with an empty volume 33c being provided in the cylinder 30, into which the piston 31 can be displaced.
  • Existing leakage liquid speed can escape through a drain hole 32 from the empty volume space 33c and is supplied to the fuel tank 5 (see FIG. 1).
  • the drain hole 32 is formed in the cylinder wall of the housing 30 in the region of the housing cover 33, which lies opposite the housing wall 33a, which is integrally formed with a wall section of the pressure line 2.
  • the drain hole 32 extends approximately radially to the central longitudinal axis 33b of the cylindrical housing 30th
  • a compression spring 34 is clamped between the inside of the housing cover 33 and the end face of the piston 31 opposite this wall, which presses the piston 31 into its rest position against the opposite housing end wall 33a, in which a bore 35 is formed which " in the middle ⁇ longitudinal axis 33b of the housing 30 and opens into the pressure line 2.
  • the housing cover 33 of the housing 30 is extended in a tubular manner in the axial direction, and in the passage of the extension tube 36 a stop bolt 37 is slidably guided like a piston and has a ring 38 at the end located in the space 33c.
  • the piston 31 abuts against the underside of the ring 38 when it is moved from its rest position towards the housing cover 33.
  • This stop element 37 is preloaded by means of a spring 39.
  • the spring 39 is supported on the one hand on the inside of the cover 33 and on the other hand on the ring step of the ring 38 of the bolt 37.
  • a cable 40 is fastened to the part of the bolt 37 arranged outside the cylinder 30 and is connected, for example, to the throttle valve of the engine.
  • the stop pin 37 can be adjusted in the direction of the central longitudinal axis 33b of the housing 30 by means of the cable 40, so that the possible stroke of the piston 31 can also be varied in accordance with the position of the stop ring 38.
  • the stop bolt 37 can be adjusted depending on the required acceleration stroke of the armature 10 of the pump 1 (FIG. 1).
  • the mode of operation of the memory element 6 according to FIG. 2 essentially corresponds to that of the memory element 6
  • the adjustable stop pin 37 is also suitable for exclusively controlling the amount of fuel to be injected for certain engines.
  • the fuel supply valve (valve 16 in FIG. 1) is designed such that it additionally acts as a storage element (corresponding to storage element 6 in FIGS. 1 and 2), so that fuel is released during the first partial stroke of the Delivery pistons almost resistance-free
  • this storage element also
  • FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of a fuel feed valve designed in this way, which also ensures the function of a storage element for determining the first partial stroke of the delivery piston.
  • the valve 50 comprises an essentially cylindrical housing 51 which, in the exemplary embodiment shown, is formed in one piece with the pressure line 2.
  • a through hole 52 is made in the housing 51, which has a section 53 on the pressure line side, which opens into the pressure line 2 via an opening 53a, and a section 53b on the suction side, which is connected to the supply line to the fuel tank 5 (FIG. 1) .
  • a radially expanded valve space 54 is formed, which accommodates a shut-off valve element 55.
  • the valve element 55 consists of a circular disk 56 of large diameter and a circular disk 57 of small diameter, both circular disks being formed in one piece and the circular disk 57 having a smaller diameter being arranged on the side of the bore section 53.
  • a valve body return spring 58 presses the valve element 55 in the idle state against the pressure line end face 59 of the valve chamber 54, the spring 58 being supported on the one hand on the disk 56 of the valve element 55 and on the other on the bottom of an annular step 60 which is centrally located in the the end face 59 of the valve chamber 54 opposite end face 61 is arranged.
  • the disk 56 can thus sealingly come to rest against the end face 61 of the valve chamber 54.
  • the bore section 53 of the central longitudinal bore 52 is connected to the valve chamber 54 via grooves or grooves 62 which are arranged in the housing wall 51 and which can be designed to widen in a funnel shape in the direction of the valve chamber 54 (see FIG. 3).
  • the valve element 55 bears against the end face 59 of the valve chamber 54 due to the action of the spring 58 with the disk 57.
  • this position is the storage tank-side bore section 53b via the valve space 54 and the channels 62 and the bore section 53 in flow connection with the pressure line 2 and the delivery cylinder 15, the symbolically illustrated fuel tank device 5 displacing an empty space or storage volume into the fuel can be made available. If the delivery piston 14 is accelerated in the direction of the injection nozzle (arrow 3a) as a result of excitation of the coil, the displaced fuel can pass through the bore section 53, the grooves or grooves 62, the valve chamber 54 and the inlet bore 53b into the fuel reservoir almost without resistance 5 stream.
  • the flow conditions of the valve 50 are designed such that when a certain flow velocity of the fuel is reached, the flow forces on the valve element 55 which is flushed with the fuel become greater than the biasing force of the spring 58, so that it is pressed toward the bore 53b.
  • the valve element 55 closes with the disk 56 the inlet cross section of the bore 53b or the recess of the ring step 60, which results in an abrupt transfer of the kinetic energy of the armature 10 with the piston 14 to the fuel in the delivery cylinder 15 and in the pressure line 2, so that fuel is sprayed off via the nozzle 3 (see FIG. 1).
  • the energy storage path of the armature 10 with the piston 14 can be controlled by the excitation of the coil.
  • the valve element 55 lifts again through the pressure of the spring 58 from the mouth of the inlet line 53b when the piston 14 or the armature 10 moves back, so that fuel can be drawn in from the tank 5.
  • FIG. 4 shows a variant of the component described above with reference to FIG. 3, which takes over the function of both the fuel supply and the control of the fuel injection, the partial stroke of the delivery piston serving for energy storage also being controllable via the component.
  • An electrically controllable valve 70 is used for this purpose.
  • the pressure line 2 In the immediate vicinity of the pressure or delivery chamber 15 of the pump 1, the pressure line 2 has an opening 71 to which the fuel supply line 4 is connected, into which the electrically controllable valve 70 is inserted.
  • the valve 70 In a valve housing 77, the valve 70 has a spring-loaded valve plate 72, which is firmly connected to an armature 73.
  • the armature 73 has a central axis bore 74 and at least one transverse bore 75 in the region of the valve plate 72.
  • the valve 70 is opened in that the armature 73 is pressed into an end position on the pressure line side by a spring 76 pressing against the plate 72 is in which the Kraf material of the reservoir, not shown, through the bores 75 and 74 and the pressure line opening 71 with the fuel of the pressure chambers 15, 2 is in connection.
  • a coil 78 is also arranged, which surrounds the armature 73 at a distance.
  • the injection process takes place as follows.
  • the solenoid 9 of the pump 1 is excited, as a result of which the armature delivery piston element 10, 14 of the pump 1 is accelerated out of its rest position.
  • the fuel displaced by the piston 14 flows through the pressure line opening 71, the central bore 74, the transverse bore 75 around the valve plate 72 and into the tank-side part of the line 4 to the fuel tank.
  • valve 70 is activated by energizing coil 78 and moving armature 73 until valve plate 72 assumes its valve seat and blocks fuel eg.
  • the pressure line opening 71 is blocked suddenly or very quickly, so that no further fuel can escape via line 4.
  • armatures 10 with delivery pistons 14 are braked suddenly and release the stored kinetic energy to the incompressible fuel, which results in a pressure surge through which fuel is sprayed out of the pressure line 2 via the injection valve 3, as in the case of the others Embodiments of the invention of the armature 10 with piston 14 either its full Has reached the delivery stroke or is still being moved.
  • the injection valve 3 is hydraulically controlled in a manner known per se and is designed to be spring-loaded.
  • the valve 70 is preferably controlled via control electronics which jointly operate the pump 1 and the shut-off valve 70.
  • the integral storage element inlet valve 90 has a housing 91 which is constructed in a unitary manner with the housing 8 of the pump 1 and the pressure line 2.
  • a middle is located in the housing 91 ⁇ introduced longitudinal bore 92, which ends at one end via an opening 93a in the pressure line 2 and at the other end in a cylindrical valve chamber 93, wherein channels 94 similar to the channels 62 according to FIG. 3 lead from the bore 92 to the valve chamber 93.
  • the valve element is constructed in two parts and comprises a cylinder 95 guided in the valve chamber 93, in the cylindrical, continuous central step bore of which a piston 96 is displaceably guided. In the outer lateral surface of the cylinder 95, axially parallel grooves 97 are formed.
  • the cylinder 95 is pressed into its rest position by a spring 98, in which it rests with its one end face on the tank-side bottom of the valve chamber 93, into which a fuel supply line 99 coming from the fuel tank opens.
  • a spring 100 In the bore for receiving the piston 96 sits a spring 100 on the tank side, which presses the piston 96 against the pressure line side bottom of the valve chamber 93, so that the bore 92 is covered, a space 95a being formed for the piston 96 in the tank-side interior of the cylinder 95 becomes.
  • the valve 90 works as follows.
  • fuel is sucked out of the line 99 by the cylinder 95 being lifted from the tank-side bottom surface of the valve chamber 93 by the negative pressure against the pressure of the spring 98, so that fuel is drawn along the length ⁇ grooves 97, the valve chamber 93 and the grooves 94 and the bore 92 can flow into the pressure line 2.
  • the piston 96 lies the piston 96, as shown in FIG. 5, on the pressure line side bottom of the valve chamber 93.
  • the cylinder 95 is pressed by the spring 98 into the position shown in FIG. 5, in which the cylinder 95 rests sealingly on the tank-side bottom of the valve chamber 93.
  • the piston 96 guided in the cylinder 95 is moved out of its abutment on the pressure line-side bottom of the valve chamber 93 due to the relatively soft design of the spring force of the spring 100 and pressed into the free space 95a, whereby in the resulting additional space in the valve chamber 93 fuel flows from the pressure chamber 15, 2, which is displaced during the conveying movement of the delivery piston 14, fuel on the tank-side end face of the piston 96 from the piston 96 via line 99 into the tank is pushed back.
  • the delivery stroke of the delivery piston 14 is ended in that the piston 96 strikes the end of the piston 95 with its end face acted upon by the spring 100 against the step in the central longitudinal bore of the piston 95.
  • a storage piston 80 serves as the storage element, which is pressed in a first central longitudinal axis step bore section 14b on the pressure line side of a step bore 14a centrally through the piston 14 and the armature 10 against a stop (not shown) on the pressure line side by a spring 81.
  • the piston 80 projects in the rest position with its one end face into the pressure chamber 15.
  • the bore section 14b in the delivery piston 14 receiving the storage piston 80 sits after the step 14c towards the armature 10 in a further stepped bore section 14d, on the step 14e of which the compression spring 81 is supported, which presses against the end face of the piston 80 on the anchor side.
  • the bore 14a finally also passes through the armature 10 and opens into the empty armature space 11, so that air can be displaced.
  • the memory element of this embodiment works as follows. On a first part of the stroke of the delivery piston 14, the energy storage path, the storage piston 80 is forced into the bore of the delivery piston 14 provided for the piston, whereby an additional space for displaced fuel is available on the pressure chamber side, so that the armature 10 during the first stroke section together with the delivery piston 14 can be accelerated essentially without resistance.
  • the resistance-free acceleration of armature 10 and delivery piston 14 is ended when the armature-side end face of the storage piston 80 comes to bear against the annular shoulder 14c of the stepped bore 14a. The consequence of this is an abrupt pressure increase, by means of which fuel is sprayed off via the nozzle 3.
  • the variant of the injection device according to the invention described below with reference to FIGS. 7 and 8 has a structural unit of an electrically driven reciprocating piston pump and stop means.
  • a hydraulic valve and the pump and the pressure line 2 are accommodated in a common housing 121.
  • the function and the essential structure of the pump with electromagnetic drive essentially corresponds to the previously described embodiments of the pump 1 of the device according to the invention, the fuel being sucked in via a valve 122 which is fitted into the pump housing 121 and with the pressure line 2 in connection stands (Fig. 7).
  • the valve 122 closes automatically due to the Bernoulli effect at a certain flow rate.
  • the fuel flowing through the pressure line 2 during the acceleration phase passes through a gap 123 into the valve chamber 124.
  • a narrow annular gap is left, which is designed accordingly by a spring 126 acting on the valve cone 125 can be adjusted.
  • the static pressure in the annular gap has dropped so far that the valve cone 125 is attracted and the valve 122 closes, as a result of which the pressure surge required to eject the fuel via the injection nozzle is generated.
  • the pressure line 2 leading to the injection nozzle is connected to the outlet of a check valve 127, which is also structurally combined with the housing 121.
  • valve cone 128 of the valve 127 is pressed against the associated valve seat by pretensioning a spring 129, the spring 129 being designed such that the valve 127 is closed when the pressure in the pressure line 2 is below the value which increases leads to an emission of fuel via the injection nozzle, which is indirectly connected to the valve 127.
  • the check valve 127 also prevents the formation of bubbles in the pressure line 2 to the injector valve, because the check valve can ensure a standing pressure in the pressure line between the injector and the check valve which is higher than the vapor pressure of the fuel liquid.
  • the anchor 10 is in this embodiment with axially parallel. len slots 130 and 131 of different depths in the jacket, which are arranged distributed around the circumference of the substantially cylindrical armature. These slots prevent the formation of eddy currents when the solenoid 9 is excited and thus contribute to energy saving. With a line 120, that leads from the armature space 11 through the housing 121 to the outside, leakage oil that has penetrated into the armature space can be sucked out.
  • the armature of the injection pump is usually reset using the return spring provided.
  • the armature reset time must be kept short. This can be achieved, for example, by a correspondingly large spring force of the return spring. With a reduction in the reset time, however, the impact speed of the anchor at the anchor stop increases.
  • a disadvantage here can be the associated wear and / or the bouncing of the anchor on the anchor armature, as a result of which the total operating time is increased. It is therefore an object of the invention to keep the fall time of the armature short until it is at rest. According to the invention this goal is achieved by e.g. Hydraulic damping of the armature return movement reached in the last part of this movement.
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment of the injection pump, which essentially has the structure of the injection pump 1 according to FIG. 1.
  • a cylindrical projection 10a is formed centrally on the back of the armature 10 in the manner of a piston-cylinder arrangement, which in the last section of the armature return movement suitably enters a pocket cylinder bore 11b in the base 11a which on the stop surface 11a for the armature 10 is formed in the housing 8.
  • Longitudinal grooves 10b are formed in the armature 10, which connect the armature-back space 11 to the armature-front space 11.
  • a medium for example air or fuel, which can flow through the grooves 10b when the armature 10 moves.
  • the depth of the blind cylinder bore 11b corresponds approximately to the length of the projection 10a (dimension Y in FIG. 12). Because the projection 10a can dip into the pocket cylinder bore 11b, the armature return movement in the last section is greatly delayed, as a result of which the desired hydraulic damping of the armature return movement is brought about by displacing the medium from the space 11b. 10a shows a variant of the hydraulic damping.
  • the pump chamber 11 through which the delivery piston 14 passes is connected in front of the armature 10 to the space 11 adjoining the rear side of the armature, specifically through holes 10 d that open into a central overflow channel 10 c in the region of the rear side of the armature.
  • a central pin 8a of a shock absorber 8b protrudes with its conical tip 8c in the direction of the mouth of the overflow channel 10c, reaches through a hole 8d in the bottom 11a at the rear, which opens into a damping space 8e, and ends in the damping space with a ring 8f, which has a larger diameter has than the hole 8d.
  • a spring 8g supported on the bottom of the damping space presses against the ring 8f and thus the pin 8a into its rest position (FIG. 10a).
  • a channel 8h connects the damping space 8e to the rear armature space 11.
  • the channels 10c and 10d allow the armature 10 to move almost without resistance during the acceleration phase.
  • the damping device 8b is ineffective in the acceleration movement of the armature 10, so that there is no impairment of the lifting phase.
  • the return movement In the return movement 'meets the mouth of the overflow channel on the cone apex 8c and is sen 29los ⁇ , so that the flow is chen through the channels 10c and lOd underbro ⁇ .
  • the armature 10 presses the pin 8a against the spring force and against the medium in the room 8e, which is also in the room 11 and flows out through the channel 8h into the room 11. The flows and spring forces are selected so that optimal damping is guaranteed.
  • a displacement bore 8i can be arranged centrally in the pin 8a according to FIG. 10b, through which the damping medium can be pressed into the overflow channel 10c.
  • the energy stored in the return spring 12 of the armature 10 is used to advantage in the return movement of the armature 10. According to the invention, this can take place, for example, in that the anchor at the default.
  • Pumping device operated which can be used for the fuel supply of the _Ininjetechnischvortechnisch to stabilize the system and to prevent bubbles or as a separate oil pump for engine lubrication.
  • 11 shows a corresponding exemplary embodiment of an oil pump 260 connected to the fuel injection pump 1.
  • the fuel injection device shown in FIG. 11 is otherwise designed in accordance with FIG. 4, that is to say has a fuel inflow and outflow control element for controlling the first partial stroke of the delivery piston 14.
  • the oil pump 260 is connected to the rear bottom 11a of the pump housing 8.
  • the oil pump 260 comprises a housing 261 which is connected to the housing 8 of the injection pump and in the pump chamber 261b of which a pump piston 262 is arranged, the piston rod 262a of which projects into the working chamber 11 of the armature 10
  • the piston 262 is acted upon by a return spring 263 which is supported on the housing base 261a in the region of an outlet 264.
  • the pump chamber 261b of the housing is connected to an oil reservoir 266 via an oil supply line 265.
  • a check valve 267 is used in the oil supply line 265, the structure of which is similar to the valve 16 in FIG. 1.
  • the oil pump 260 works as follows. If the armature 10 of the injection pump 1 is moved in the direction of the injection nozzle 3 during its working stroke, the volume of the pump chamber 11 in the housing 8 behind the armature 10 is increased, as a result of which the oil pump piston 262 is moved in the direction of the armature 10 and finally by action the return spring 263 is brought into its rest position. Oil is sucked in from the reservoir 266 into the working space 261b of the oil pump 26.0 via the valve 267. During the return movement of the armature 10 of the pump 1 in the direction of its stop 11a, the oil pump piston 262 is pushed into the oil pump chamber 261b at least over part of the return path of the armature 10. It is by the Pump pressure closes the valve 267 and oil is discharged via the outlet 264 in the direction of arrow 264a from the oil pump and pressed to the locations of the engine to be supplied with oil.
  • the oil pump 260 can alternatively also be used as a fuel back pressure pump, wherein the fuel can be supplied to the valve device 70. It is advantageous here that the pump 260 can generate a static pressure in the fuel supply system which prevents vapor bubbles from forming e.g. counteracts heating of the overall system.
  • the inventive design of the additional pump 260 on the pump 1 causes the armature 10 to be damped quickly, so that the armature 10 does not rebound at the stop 11a.
  • FIG. 12a and 12b show a particularly effective and simple damping device.
  • the structure of the pump device 1 is the same as that shown in FIG. 9.
  • the blind cylinder bore 11b according to FIG. 12a is larger in diameter than the diameter of the cylindrical projection 10a.
  • the projection 10a is surrounded by a sealing lip ring 10e projecting in the direction of the blind cylinder bore 11b and made of an elastic material which fits into the blind cylinder bore 11b.
  • An insertion bevel at the mouth of the blind cylinder bore 11b facilitates the entry of the lips of the sealing lip ring 10e into the blind cylinder bore 11b.
  • This damping device provides good damping when the armature 10 strikes and does not hinder the acceleration stroke of the armature.
  • the elastic damping element 10 with axially parallel projecting sealing lips plunges positively into the pocket cylinder bore 11b during the return stroke of the armature 10 and rests against the inside wall of the pocket cylinder bore 11b in a sealing manner to the outside.
  • the blind cylinder bore 11b according to FIG. 12b is also larger in diameter than the cylindrical projection 10a.
  • a sealing ring 10f made of elastic material sits positively on the wall of the blind cylinder bore 11b and points in the region of the Mouth inward-facing sealing lips 10g.
  • the cylindrical projection 10a is plunged into the elastic sealing element 10f, the sealing lips 10g being pressed against the cylindrical projection 10a as a result of the outflowing damping medium, so that particularly good damping of the armature 10 is achieved.
  • FIG. 13 shows a likewise compact design of the electrically operated reciprocating pump according to the invention with an integrated stop valve.
  • a coil 201 is arranged in a cylindrical, multi-part housing 200 in an interior 202 delimited by an outer jacket 200a and a cylindrical inner jacket 200b as well as an end wall 200c on the tank side and an end wall 200d on the pressure line side.
  • the cylindrical interior 202 of the housing 200 which is surrounded by the inner jacket 200b, is divided into a tank-side and a pressure line-side interior region by a ring 203 which extends radially inwards.
  • an annular bead 204 of a piston 205 is seated positively and firmly in this interior space against the ring edge of the ring 203, the piston 205 passing through the ring opening 206 of the ring 203 at a distance and projecting into the tank-side area of the interior 202.
  • the piston 205 is penetrated by a through bore 207, which is expanded in the tank-side end region of the piston and supports a valve 208 there, which is pressed against the valve seat 209a by a coil spring 209 in the direction of the tank side for the closed position, with the action a pressure acting from the tank side can be opened.
  • a pump cylinder 210 of the reciprocating piston pump is seated in a form-fitting and slidable manner 214 is pressed against a ring step 213 in the interior 202, a face 214 protruding valve stub 215 protrudes a little at a radial distance into the interior space 202a, which is radially narrowed in this area, and the end ring surface of the cylinder 210 on the pressure line side is arranged at a distance from the ring 203, thus creating a movement space for the cylinder 210.
  • the cylinder 210 seated in a form-fitting manner on the inner wall of the interior 202 has axially parallel, frontally open longitudinal grooves 216 in the lateral surface, the function of which is explained below.
  • the through bore 217 penetrating the pump cylinder 210 and receiving the piston 205 supports a tappet valve arranged in front of the piston 205 on the tank side, the tappet disc 218 of which is arranged at a distance from the end face of the piston 205 in a short bore extension and the tappet stem 219 of which is narrowed Bore 217a in valve stub 215, which supports itself against the inner wall of bore 217a, extends through and projects into narrowed interior space 202a.
  • a plate 220 is expediently fastened, which has holes 221, the function of which is explained below, the plunger stem 219 projecting a little further from the plate 220 and abutting the tank-side bottom surface 222 of the interior 202a.
  • the plunger stem 219 is chosen so long that the plunger plate 218 is lifted from its valve seat, the pressure line-side opening 223 of the narrowed bore 217a, so that a certain gap "X" is formed, the meaning and purpose of which below is explained.
  • a helical spring 224 stabilizes this position of the tappet valve in the rest position of the reciprocating pump shown, in which the spring 224 is supported at one end on the end face 214 of the cylinder 210 and at the other end against the plate 220.
  • axially parallel bores 225 extend into the bottom wall and open into an axial valve chamber 226, in which a valve plate 229, which is pressed against a valve seat 227 in the tank direction by a coil spring 228, is arranged, the grooves 230 which can be covered peripherally by the valve seat 227 has, so that the valve can be opened by a pressure on the tank connection side against the load of the spring 228 and a passage from the valve chamber 226 to the bores 225 is created.
  • the valve chamber 226 is connected to a fuel line leading to the fuel tank (not shown); a pressure line (not shown) is attached to the end wall 200d on the pressure line side or to an extended connecting piece of the inner wall 200b, which leads to the spray valve.
  • the arrows drawn in FIG. 13 indicate the path of the fuel.
  • the reciprocating pump shown in Figure 13 works as follows.
  • the excitation of the coil 201 accelerates the cylinder 210 from the rest position shown in the direction of the pressure line almost without resistance, fuel flowing out of the space 202 via the grooves 216 and from the bore 217 or the tappet plate space in the direction of the interior 202a.
  • the accelerated movement ends abruptly when the valve seat 223 strikes the valve plate 218, so that the stored energy of the cylinder 210 is transmitted to the fuel located in the tappet antechamber.
  • the valve 208 is opened and the pressure on the fuel located in the bore 207 or in the pressure line is propagated, as a result of which fuel is sprayed off through the injection nozzle.
  • the excitation is not yet switched off, fuel is sprayed off as long as the cylinder is being moved.
  • the tappet valve 218, 219 is entrained by the cylinder 210 and there is a negative pressure in the interior spaces 202, 202a and in the bores 225 and the antechamber of the valve space 226 delimited by the valve 229, so that the valve 229 is opened.
  • the fuel flows through the peripheral grooves 230 in the valve plate 229, the antechamber of the valve chamber 226, the bores 225 and the holes 221 in the plate 220 into the interior 202a and via the grooves 216 into the interior 202.
  • the valve 208 remains closed. It acts as a standing pressure valve and maintains a standing pressure in the fuel in the space between the injection valve (not shown) and the valve plate 208, which is - for example, higher than the vapor pressure of the liquid at the maximum temperature, so that bubbles do not form can be.
  • the piston 205 is formed in one piece with the end wall 200d and the auxiliary pressure valve 208, 209, which is shown in FIG is accommodated in a pipe socket 208a, covers the pressure line-side mouth of the bore 207 going through the piston 205.
  • the sliding pump cylinder 210 which acts as an anchor, is constructed in several parts for a simple possibility of mounting the valve tappet 218, 219. Since the multiple parts are not essential to the invention, the structure of the cylinder 210 is not described in detail.
  • the tappet stem 219 is made relatively short and can only protrude over the valve-side end ring surface 214 of the cylinder 210.
  • the end ring surface 214 abuts in the region of the end wall 200c against a plastic block 231 mounted there, which has through bores 232 which open peripherally in grooves 233 which are connected to the tank-side interior 202, with Boh ⁇ stanchions 234 lead to the enlarged bore area of bore 217 in cylinder 210.
  • the bores 232 open into the axial valve space 226 leading to the tank, which is accommodated in a pipe socket 226a.
  • the tappet valve 218, 219 is not spring-loaded.
  • the plunger stem being seated approximately in a form-fitting manner in the narrowed bore 217a.
  • the tappet valve is pressed against the plastic block 231 by the pressure acting on the tappet plate 218 in the spaces 202, 217, 207. If the cylinder 210 is accelerated, the tappet valve remains in this position until it is carried along by the valve seat 223. When the armature cylinder 210 is reset, the tappet stem 219 abuts against the plastic block 231, so that the tappet valve returns to the starting position shown.
  • the hole extension expediently forms the hole
  • annular step 235 on the pressure line side which in the rest position of the tappet valve is only a short distance in front of the tappet plate 218 and against which the tappet plate 218 bumps if the tappet is caused by inertia during the return movement of the cylinder 210 lifts off the valve seat and / or the valve should be rebounded from the plastic block 231 during the return movement of the cylinder 210.
  • Recesses 235a are made in the end face of the ring step 235, which ensure an unimpeded flow of the fuel. In this way, the rest position of the tappet valve is ensured with simple means.
  • the end ring surface 214 is arranged at a small distance "A" from the surface of the plastic block 231 (FIG. 15).
  • Support webs 214a which protrude from the end ring surface 214, rest on the surface of the plastic block 231 and provide the distance "A", so that there is no disruptive negative pressure effect when the anchor cylinder 210 is started between the end ring surface 214 and the surface of the plastic block 231 can occur.
  • Such support webs can be arranged for the same purpose on the end face of the plunger stem 219 (not shown).
  • the distance "A" is chosen to be so small that damping takes place during the return stroke by squeezing fuel out of the gap "A".
  • the embodiment of the reciprocating piston pump according to FIGS. 14 and 15 can be provided with a simply constructed, effective armature damping device, which is shown in FIG. 16.
  • the tappet stem 219 has in its free end region a flange ring 219a, which overlaps the end ring surface 214 a little laterally and can rest against the end ring surface 214.
  • a recess 231a corresponding to the flange ring 219a is made, into which the flange ring 219a fits approximately in a form-fitting manner, so that a piston-cylinder-like hydraulic damping device is formed.
  • the flange ring 219a is carried along with the end face surface 214. As soon as the flange ring 219a dips into the recess 231a, fuel is displaced therefrom and the armature cylinder 210 is braked. When the armature cylinder 210 accelerates, the armature cylinder moves almost without resistance. The flange ring 219a and thus the tappet valve 218, 219 initially remain in the recess 231a until the tappet valve is carried along by the valve seat.
  • the thickness of the flange ring 219a is expediently made somewhat larger than the depth of the recess 231a, so that the The end ring surface 214 remains in the rest position of the armature cylinder 210 at a distance from the surface of the plastic block 231 and support webs are not required in this respect.
  • a bore 236 is expediently arranged in the pressure line-side end wall 200d, which leads outwards from the pressure line-side interior 202 and onto which a connector 237 with a through-bore 238 is placed on the outside.
  • fuel is pumped out of the armature cylinder 210, so that the pump and / or the fuel supply line can be flushed out of air bubbles.
  • fuel can also be flushed during the injection activity of the pump, thereby dissipating heat, and blistering can be avoided.
  • the spring is compressed.
  • the spring 238 releases its stored spring force to the armature cylinder 210, so that it moves correspondingly accelerated into the rest position.
  • the cylinder 210 acts as a piston-like anchor element which is guided in the inner cylinder 200b in a liquid-tight manner.
  • FIG. 17 An injection pump 1 similar to the injection pump shown in FIG. 13 is shown in FIG. 17, the same parts being assigned the same reference numbers.
  • the piston 205a which is partially seated in the armature cylinder bore 217, is not fastened to the end wall 200d on the pressure line side, but is mounted so as to be axially movable and is part of the spray valve device 3.
  • the injection valve 3 has a valve cap 3b which fits into the front wall 200d of the housing 200 is screwed into the interior 202 on the injection valve side.
  • the valve cap has a central injection nozzle hole 3d. In its rest position, the piston 205a covers the injection nozzle bore 3a with an end face 205b with a reduced diameter.
  • the reduced surface area 205b merges with a truncated cone 205c into the cylindrical part of the piston 205a.
  • the piston 205a is pressed in the armature cylinder bore 217 by a compression spring 240 against the injection nozzle bore 3d, the compression spring 240 being supported at another end against an intermediate wall 241 arranged in the armature cylinder bore 217, which divides the bore 217 into an injection nozzle and a tank side Section.
  • At least one bore 242 leads from the end ring surface 212 through the armature cylinder 210 into the enlarged cylinder bore space of the tank-side region of the bore 217, in which the tappet plate 218 is received, and a bore 243 through the armature cylinder 210 from the region of the injection nozzle Bore 217 in the tank-side interior 202, the central region of the armature cylinder 210 being seated positively and almost liquid-tight on the inner wall of the interior 202.
  • the armature cylinder preferably has grooves in the tank-side region of the interior 202, the groove webs abutting the inner wall of the interior 202 and forming guides for the armature cylinder 210 there.
  • the pressure surge is transmitted to the conical surface of the truncated cone 205c and lifts the piston 205 against the pressure of the spring 240 from the nozzle 3a , so that fuel is sprayed off.
  • a negative pressure which also acts on the piston 205, but is much smaller amounts than the Fader ⁇ force of the spring 240 so that the piston so far remains unbeein ⁇ influ- created in the space 202a and ⁇ tank-side interior 202nd
  • the negative pressure opens the valve 229, so that fuel is sucked in.
  • valve 229 closes again due to the spring force of the spring 228 when the return movement of the armature cylinder 210 begins, so that fuel is then forced into the spaces of the bore 217 and the interior 202 by the armature cylinder movement.
  • the function of the valve 292 corresponds to the function of the same valve 229 in the embodiment of the injection pump 1 according to FIG. 13.
  • FIG. 18 A further embodiment of the injection pump 1 according to the invention, in which the injection nozzle 3 is accommodated directly in the end wall 200d in the housing 200 of the injection pump 1, results from FIG. 18. This embodiment is similar to that of FIG. 17, which is why the same parts are used same reference numerals are marked.
  • valve cap 3b forms a valve seat 3c for a tappet valve 244, the valve plate 245 of which is pulled from the outside against the valve seat 3c, and the tappet stem 246 of which engages freely through the cap bore 3d following the valve seat 3c or is supported radially by ribs 247 and freely through the Armature cylinder bore 217 goes and ends shortly before the enlarged area of bore 217, in which tappet plate 218 of tappet valve 218, 219 is received.
  • the anchor cylinder 210 only has the through hole 217 and no marginal grooves, but rests positively on the inner wall of the interior 202.
  • this injection pump which has no piston, functions as follows. If the tappet valve 218, 219 is taken away from the valve seat of the armature cylinder 210, the sudden pressure build-up in the fuel takes place in the space 202, 217 and 3d, so that the tappet valve 244 opens for spraying against the pressure of the return spring 250. The plunger plate 218 then hits the plunger stem 246 after a further stroke "H" and holds the valve 244 open.
  • FIG. 19 An embodiment of the injection pump 1 according to the invention which is similar to the embodiment shown in FIG. 18 is shown in FIG. 19, the same parts again being identified by the same reference numbers.
  • the tappet stem 246 of the tappet valve 244 is made shorter and in the rest position or starting position of the pump 1 extends only into the end region of the armature cylinder bore 217 on the injection valve side. Accordingly, the return spring 250 is also shortened. In addition, however, a further compression spring 251 presses against the ring 248a from the tank side, which is supported at one end against a wall 217e which has a central bore 217d and which divides the bore 217 into an injection valve-side and a tank-side region which via the bore 217d stay in contact.
  • the spring 251 supports the opening of the valve 244, as in the case of the embodiment according to FIG. 18, in which the opening is supported by the valve disk 218 which strikes the tappet stem 246.
  • the springs then also hold valve 244 in the open position, as long as the spring pressure of the spring 250 or 251 causes this.
  • an engine start without a battery and an engine emergency run without a battery can be operated. This possibility is described in more detail below with reference to FIGS. 20, 21, 22.
  • the electrically driven or electronically controlled injection requires sufficient electrical energy for starting and running.
  • the possibility according to the invention should be created to start engines with the injection according to the invention even without electrical energy, for example by means of a hand crank drive.
  • the necessary fuel is provided by an auxiliary device, as explained in more detail below. If the engine reaches a speed at which the generator provides sufficient energy, the auxiliary fuel device is switched off according to the invention and the injection is controlled electrically or electronically, the normal case. corresponding.
  • engines that are started without electrical energy, e.g. by hand or kick start device. These include small motors from hand tools, two-wheeled vehicles or outer borders. This starting device is required because there is no battery to start and / or run. In addition, engines should be able to be started without electrical energy, for example even when the battery is discharged.
  • the possibility of starting engines without electrical energy by means of an auxiliary device is achieved in that the fuel supply condition present on each engine, for example the inlet gradient or the pressure of the fuel feed pump at starting speed, is used.
  • the fuel is fed directly to the intake manifold or the overflow in two-stroke engines or a metering device. Then the engine reaches a speed at which the generator has sufficient energy for the Provides injection, a valve blocks the direct fuel supply to the engine, the fuel is fed to the injection device and this then takes over the fuel supply to the engine.
  • FIG. 20 shows an arrangement according to the invention for supplying fuel to an engine 500.
  • a fuel back pressure pump 501 which is connected on the suction side to a fuel reservoir 502
  • a branching of the fuel supply to the engine is provided.
  • an injection device 504 connected to a generator 503, which is constructed in accordance with one of the above exemplary embodiments, is inactive, and an, for example, electromagnetically operated control valve 505 is opened for the fuel supply to an atomizer 506 on the engine 500.
  • the fuel pressure supplied by the pre-pressure pump 501 is supplied to the atomizer 506 located on the engine 500 via the opened control valve 505.
  • the flow resistance of the control valve 505 and / or the atomizer 506 is dimensioned such that the supply of pressure from the admission pressure pump 501 at the starting speed covers the fuel requirement for the start.
  • an injection control 507 becomes active, which is also fed by the generator 503 and is connected to the injection device 504 via a control line.
  • the control valve 505 is closed by means of a current signal, so that no more fuel can be fed directly to the engine.
  • the injection device 504, controlled by the injection control 507 takes over the injection via the injection nozzle 508.
  • a hand pump 509 present on many motors can optionally also be used during the starting process for the direct fuel supply to the motor via the atomizer 506.
  • the Hand pump 509 is arranged in the connecting line 511 from the pump 501 to the control valve 505.
  • the control valve 505 is controlled by the injection control 507 via a control line 510.
  • FIG. 21 shows a modification of the arrangement according to FIG. 20, in which the control valve 505 is arranged in the injection line 511 between the injection device 504 and the injection nozzle 508.
  • the function of stormless starting corresponds to the function explained above with reference to FIG. 20.
  • the flow resistance of the injection device 504 is kept small. It is advantageous that the injection device 504 and the injection line 511 can be vented without problems. If the injection device be vented 504, the Steuer ⁇ is valve 505 via a switch 512 in the direction of '' he injection control 507 to the control valve 505 gemaci dead ... if it does not er ⁇ followed by the injection control 507. As a result, the control valve 505 is opened in the direction of the atomizer 506, and the air in the system can escape with simultaneous pumping, for example with the form pressure pump 501 or the hand pump 509.
  • FIGS. 20 and 21 can also be used for the emergency operation of the engine, in which, for example due to failure of the generator, there is insufficient energy available for the injection control and the injection device.
  • a quantity variation of the fuel takes place through a metering device, for example through an adjustable throttle in the control valve coupled to the throttle valve in the air intake pipe, which allows control of the engine load in a makeshift manner.
  • 22 shows a suitable embodiment of the control valve or the metering valve 505 in FIGS. 20 and 21.
  • the control valve 505 has a housing 520, into which a coil 521 is inserted, which serves to drive an armature 522, which is shown in FIG a bore 523 of the housing 520 is slidably mounted and in its rest position is pressed by a return spring 524 against an adjustable stop 525 arranged in the housing 520, to which a cable pull 526 is connected outside the housing.
  • Longitudinal grooves 527 are formed in the armature 522, which permit fuel in the bore 523 to communicate between the front and rear of the armature .522.
  • the piston-shaped stop 525 passes through the housing end wall 520b and is biased in the housing 520 by means of a spring 528 with respect to the housing end wall 520b.
  • a metering piston 527 is formed uniformly with the end face of the armature 522 opposite the stop 525. This end face is also acted upon by the return spring 524, which is supported at the other end against the end wall 520a of the housing 520.
  • the metering piston 527 protrudes with a conically tapering tip end into the delivery line 511, from which a connecting line 511a branches off to the atomizer 506.
  • the cable pull 526 which is connected to the stop 525 biased under spring force against the armature 522, is connected to the throttle valve 530 (see FIGS. 21, 22). The throttle valve position is thereby transmitted directly to the stop 525.
  • control valve 505 The function of the control valve 505 is as follows. In the de-energized state of the coil 521, the armature 522 and the metering piston 527 rest against the stop 525 by the return spring 524. The fuel can flow from the feed pump 501 through the feed line 511 to the atomizer 506. If the control valve 505 is excited by the control device, the armature 522 presses the metering piston 527 against the force of the spring 524 to the extent Delivery direction until the inlet cross section 531 of the delivery line 511 is closed.
  • the control valve 505 is de-energized and thus the inlet cross section 531 in the line 511 to the atomizer 506 is released.
  • the conical metering piston 527 is pressed more or less far into the bore of the inlet cross section 531 via the armature 522 through the stop 525.
  • the coupling to the throttle valve 530 is chosen so that the cross-section 531 opens more with increasing opening of the throttle valve 530. In the idle position of throttle valve 530, a minimal gap remains at cross section 531, which allows the amount of idle fuel to pass to atomizer 506.
  • FIG. 23 shows a preferred circuit for controlling the armature excitation coil of the injection pumps according to the invention, which ensures optimum acceleration of the armature.
  • the excitation that is to say the product of the number of turns of the coil and the current strength of the current which passes through the coil
  • the electromagnetomechanical energy conversion is particularly decisive for the electromagnetomechanical energy conversion.
  • an exclusive control of the current amplitude allows the switching behavior of the drive magnet to be independent of the effects of coil heating and a fluctuating supply voltage to be clearly defined.
  • such a control system takes into account in particular the electrical voltage conditions, which usually fluctuate strongly in motors, and the different temperature conditions.
  • FIG. 23 shows a two-point control circuit according to the invention for the current amplitude of the current controlling a pump drive coil 600.
  • the drive coil 600 is connected to a power transistor 601 which is connected to ground via a measuring resistor 602.
  • a comparator 603 with its output is applied to the control input of transistor 601, for example to the transistor base.
  • the non-inverting input. the comparator is acted upon by a current setpoint which is obtained, for example, by means of a microcomputer, and the inverting input of the comparator 603 is connected to the side of the measuring resistor which is connected to the transistor 601.
  • the current absorbed by the coil 600 is measured by the measuring resistor 602. If this current reaches the limit value specified by a microprocessor as the current setpoint, the comparator switches off the current for the coil 600 via the power transistor 601. As soon as the actual current value falls below the current setpoint, the transistor switches the coil current on again via the comparator.
  • the current rise delay caused by the inductance of the coil 600 prevents the maximum permissible current from being exceeded too quickly.
  • the next switching cycle can then begin, and this clocking of the coil current of the coil 600 takes place as long as the reference voltage supplying the current setpoint is present at the non-inverting input of the comparator 603.
  • the circuit represents a clocked current source, the clocking only after the microprocessor has uses the current setpoint.
  • the energy and thus the quantity control of the pump device 1 can take place with this circuit in combination of the duration and / or the amount of the reference voltage provided by the microprocessor.
  • injection nozzle e.g. nozzle 3 for the injection device according to the invention.
  • This injection nozzle comprises a valve seat tube 701, at the free lower end of which the membrane 70 is arranged, if appropriate a jet-shaping pin insert 702 (which is seated in a central hole in the membrane 704), a nozzle holder 703, a membrane plate 704 biased towards the valve seat, one Snap ring 705, a pressure line 706 which opens on the valve seat side into an annular channel 708 which is open to the membrane 704 and is covered by the membrane, a pressure screw 707, a seal 709 for the nozzle holder 703 and a receptacle 710 for the nozzle holder 703 .
  • the valve works almost without moving masses and is characterized by a specially designed metal membrane that works with a fixed flat valve seat.
  • the membrane - at the same time because of the preload of the valve spring - can be preloaded against the direction of opening (eg by arching) by means of suitable, defined and permanent deformation.
  • This allows fuel atomization at low pressures the nozzle opening which is formed by the central hole in the membrane 704, for example at low speeds and small injections (in low part-load operation). Machining the nozzle hole (rounding the edges, etc.) is easily possible from both directions.
  • the seat ring width of the flat seat (FIG. 25) can be coordinated with the pretension of the membrane plate.
  • the correct choice of the dimensions of the lower groove in the valve seat contributes to this, which results in the force acting on the membrane at a given standing pressure of the fuel in front of the valve seat.
  • the membrane is effectively cooled by the fuel stored in the ring groove or flowing through it.
  • the nozzle requires no lubrication and is therefore particularly suitable for petrol, alcohol and mixtures thereof. Because of the mode of operation - there is no volume downstream of the valve seat - comparatively lower hydrocarbon emissions from the engine are to be expected in this nozzle than with inwardly opening nozzles.
  • the nozzle consists of a few parts, so its mass production, maintenance, inspection and part replacement is very simple and inexpensive.
  • Fuel supply devices for fuel injection systems are flushed with fuel to cool them and to remove vapor bubbles during operation. This means that the fuel delivery pump provides a larger amount of fuel than is required by the engine. This additional quantity is returned to the tank via a line and is used for heat dissipation and for the removal of fuel vapor bubbles. Vapor bubbles occur during engine operation due to the effects of heat and can disrupt or even prevent the function of the injection system. A steam engine can also be used to restart the low-power engine. difficult or even prevented.
  • a fuel supply device with a fuel injection device according to the invention is therefore designed without a return line to the tank, although heat and steam bubbles can still be removed.
  • the invention solves this problem by using a second fuel pump, a gas separation chamber with a floating valve and a cooler.
  • This arrangement can be attached directly to the engine and thus avoids fuel lines under pressure outside the engine or the engine capsule. This is enough to meet the legal safety regulations.
  • a pump 801 sucks the fuel 802 from the tank 803 and feeds it through a fuel line 804 to a gas separation chamber 805.
  • the gas separation chamber 805 has a float 806 which operates a ventilation valve 807 which acts on a gas discharge line 808 arranged in the ceiling area above the liquid level 805a.
  • a fuel line 809 is branched off from the bottom of the gas separation chamber 805 and is connected to a pump 810 and leads to an injection valve 811 according to the invention, which is connected via a fuel line 812 to the gas separation container 805, which opens into the gas separation container 805 above the liquid level 805a.
  • a pressure regulator 813 and a cooler 814 are seated in the fuel line 812 starting from the injection valve 811.
  • the new fuel supply device for a fuel injection device according to the invention functions as follows: The pump 801 sucks the fuel 802 out of the tank 803 and feeds it to the gas separation chamber 805 until the vent valve 807 is closed by the float 806.
  • the pump 810 takes the fuel from the bottom of the gas separation chamber 805 and builds up the pressure required for the respective injection system upstream of the pressure regulator 813. In terms of its delivery characteristics, the pump 810 is designed such that it applies the amount of fuel required for cooling and flushing the injection valve 811 and supplies it to the gas separation chamber 805 via the cooler 814. If steam bubbles 805b are now discharged into the gas separation chamber 805, the fuel level 805a will decrease, the float 806 opens the vent valve 807 until the pump 801 has delivered to the original level 805a.
  • the vent valve 807 is connected to the air intake pipe 808 of the engine, so that the fuel vapors drawn from the air intake pipe cannot get unburned into the environment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, die nach dem Festkörper-Energiespeicher-Prinzip arbeitet, wobei ein in einem Pumpenzylinder einer mit einem Elektromagneten (9) angetriebenen Hubkolbenpumpe (1) geführtes Hubkolbenelement (10, 14) Teilmengen des abzuspritzenden Kraftstoffs während einer nahezu widerstandslosen Beschleunigungsphase, während der das Hubkolbenelement (10, 14) kinetische Energie speichert, vor dem Abspritzen im Pumpenbereich verdrängt und die Verdrängung plötzlich mit die Verdrängung unterbrechenden Mitteln (6) gestoppt wird, so dass ein Druckstoss im in einem abgeschlossenen Druckraum befindlichen Kraftstoff erzeugt wird, indem die gespeicherte kinetische Energie des Hubkolbenelements (10, 14) direkt auf den im Druckraum befindlichen Kraftstoff übertragen wird, und wobei der Druckstoss zum Abspritzen von Kraftstoff durch eine Einspritzdüseneinrichtung (3) verwendet wird, und wobei die die Verdrängung unterbrechenden, den Druckstoss erzeugenden Mittel ausserhalb des führenden flüssigkeitsdichten Kontaktbereichs zwischen Hubkolbenelement (10, 14) und Hubkolbenzylinder der Hubkolbenpumpe (1) angeordnet sind.

Description

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KRAFTSTOFF-EINSPRITZVORRICHTUNG NACH DEM FESTKORPER- ENERGIESPEICHER-PRINZIP FÜR BRENNKRAFTMÄSCHINEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff für Brennkraftmaschinen der im Oberbegriff des An¬ spruchs 1 angegebenen Art.
Einspritzvorrichtungen, deren elektrisch betriebene Hubkolben¬ pumpen nach dem sogenannten Festkörper-Energiespeicher-Prinzip arbeiten, weisen einen Förderkolben oder -zylinder auf, der auf einem bestimmten Weg nahezu widerstandslos beschleunigt wird, wobei in der Regel Kraftstoff bewegt wird, bevor derjenige För¬ derdruck aufgebaut wird, der zum Abspritzen des Kraftstoffes über die Einspritzdüse erforderlich ist. Auf diese Weise wird vor dem eigentlichen zum Einspritzen erforderlichen Druckaufbau kinetische Energie aufgenommen bzw. gespeichert, die dann schlagartig in einen Druckanstieg im Kraftstoff umgewandelt wird.
M Bei einem aus der DD-PS 120 514 bekannten sogenannten Pumpe- t Düse-Element, das nach dem Festkörper-Energiespeicher-Prinzip arbeitet, weist der den Förderkolben der Einspritzpumpe aufneh¬ mende Kraftstofförderraum in einem ersten Abschnitt axial par¬ allel angeordnete Nuten in der Innenwandung auf, durch die Kraftstoff zur Rückseite des Förderkolbens abfließen kann, wenn sich der Förderkolben in Bewegung setzt, ohne daß es zu einem merklichen Druckaufbau im Kraftstoff kommt. Der sich anschließende zweite Abschnitt des Kraftstofförderrau- mes ist der eigentliche Druckraum, der keine Nuten aufweist. Tritt der beschleunigte Förderkolben in diesen Druckraum ein, wird er durch den inkompressiblen Kraftstoff schlagartig abge¬ bremst, wodurch die gespeicherte kinetische Energie in einen Druckstoß umgewandelt wird, durch den der Widerstand des Ein¬ spritzventils überwunden wird, so daß es zum Abspritzen von Kraftstoff kommt. Nachteilig hierbei ist, daß beim Eintauchen des Förderkolbens in den zweiten Abschnitt des Förderraumes aufgrund ungünstiger Spaltbedingungen, nämlich einer relativ großen Spaltbreite und einer relativ kleinen Spaltlänge, spürbar hohe Druckverluste auftreten, die insbesondere die mögliche Geschwindigkeit und Druckhöhe des Druckaufbaus reduzieren und damit den Abspritzvorgang ungünstig beeinflussen. Die Druckver¬ luste werden durch Abfließen von Kraftstoff aus dem Druckraum in den Druckvorraum (erster Abschnitt des KraftStofförderraumes) verursacht.
Nach der DD-PS 213 472 soll dieser Nachteil vermieden werden, indem im Druckraum des Förderzylinders ein Schlagkörper gelagert wird, auf den der nahezu widerstandslos beschleunigte Kolben auftrifft, so daß der Druckverlust beim Druckaufbau durch eine relativ große Spaltlänge trotz relativ großer Spaltbreite (große Fertigungstoleranzen) zwischen dem Schlagkörper und der Druck- rauminnenwandungsflache vertretbar klein gehalten werden kann. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß es durch den Schlagvorgang zu einem hohen Verschleiß der aufeinandertreffenden Körper kommt. Zudem wird der Schlagkörper durch den Schlag in Longitudinal- schwingungen versetzt, die sich auf den Kraftstoff übertragen und dort als hochfrequente Druckschwingungen den Einspritzvor¬ gang stören.
Ein besonderer Nachteil dieser bekannten Festkörper-Energiespei¬ cher-Einspritzvorrichtungen besteht darin, daß der Einspritzvor¬ gang nur sehr begrenzt steuerbar ist, sich also nur sehr be¬ schränkt an die Lastverhältnisse des Motors anpassen läßt. Das Gleiche gilt für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der DE- OS 23 07 435, bei der die Hubkolbenpumpe als bewegliches Pum¬ penglied einen hülsenförmigen Pumpenzylinder hat, der längsver-
* schieblich auf einem im Pumpengehäuse fest sitzenden Pumpenkol¬ ben angeordnet ist und den Pumpendruckraum begrenzt, der über r. eine Längsbohrung im Pumpenkolben mit der Einspritzventilein¬ richtung in Verbindung steht. Eine Querbohrung im Pumpenzylinder ermöglicht das Abfließen von Kraftstoff auf die Rückseite des Zylinders beim Energiespeichern. Das Überfahren der Kolbenstirn¬ kante mit der Bohrung führt zum Druckaufbau und damit zum Ab¬ spritzen von Kraftstoff. Auch in diesem Fall treten hohe Spalt¬ verluste beim Druckaufbau auf.
Aufgabe der Erfindung ist, eine kostengünstige, einfach zu fer¬ tigende Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der ohne spürbare Druckverluste beim Druckaufbau verschleißfrei, sowie lastabhängig genau steu¬ erbar Kraftstoff eingespritzt werden kann und die insbesondere für Schnellaufende Brennkraftmaschinen geeignet ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher er¬ läutert. Es zeigen:
Fig. 1 bis 19 schematisch im Längsschnitt verschiedene Ausfüh¬ rungsformen der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung,
* Fig. 20, 21 und 22 schematisch eine der erfindungsgemäßen Ein¬ spritzvorrichtung zuarbeitende Kraftstoffzuführeinrichtung für _ einen Motorstart und einen Motor-Notlauf ohne Batterie,
Fig. 23 schematisch eine bevorzugte Schaltung zur Ansteuerung der Spule der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung, Fig. 24, 25 und 26 bevorzugte Ausführungsformen des Einspritz¬ ventils der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung im Längs¬ schnitt, und
Fig. 27 eine KraftstoffVersorgungseinrichtung ohne Rückleitung zum Tank.
Bei der Erfindung ist ein anfänglicher Teilhub des Förderele¬ ments der Einspritzpumpe vorgesehen, bei dem die Verdrängung des Kraftstoffes keinen Druckaufbau zur Folge hat, wobei der der Energiespeicherung dienende Förderelementteilhub zweckmäßiger¬ weise durch ein Speichervolumen z.B. in Form eines Leervolumens und ein Anschlagelement bestimmt wird, die, wie nachfolgend an¬ hand der Ausführungsbeispiele näher ausgeführt ist, unterschied¬ lich gestaltet sein können, beispielsweise in Form einer feder¬ belasteten Membran oder eines federbelasteten Kolbenelements, gegen die Kraftstoff- gefördert wird und die auf einem Hubweg "X" des Förderelements die Verdrängung von Kraftstoff zulassen; erst dann, wenn das federbelastete Element während der Verdrängung an einen z.B. festen Anschlag stößt, wird ein schlagartiger Druck¬ aufbau im Kraftstoff erzeugt, so daß eine Verdrängung des Kraft¬ stoffes in Richtung Einspritzdüse bewirkt wird.
Die Einspritzvorrichtung nach Fig. 1 weist eine elektromagne¬ tisch angetriebene Hubkolbenpumpe 1 auf, die über eine Förder¬ leitung 2 an eine Einspritzdüseneinrichtung 3 angeschlossen ist. Von der Förderleitung 2 zweigt eine Ansaugleitung 4 ab, die mit einem Kraftstoff-Vorratsbehälter 5 (Tank) in Verbindung steht. Zudem ist an die Förderleitung 2 etwa im Bereich des Anschlusses der Ansaugleitung 4 ein Volumenspeicherelement 6 über eine Lei¬ tung 7 angeschlossen.
Die Pumpe 1 ist als Kolbenpumpe ausgebildet und hat ein Gehäuse 8, in dem eine Magnetspule 9 lagert, einen im Bereich des Spu¬ lendurchgangs angeordneten Anker 10, der als zylindrischer Kör¬ per, beispielsweise als Vollkörper ausgebildet und in einer Gehäusebohrung 11 geführt ist, die sich im Bereich der Zentral- längsachse der Ringspule 9 befindet, und mittels einer Druckfe¬ der 12 in eine Ausgangsstellung gedrückt wird, in welcher er am Boden 11a der Gehäusebohrung 11 anliegt. Abgestützt ist die Druckfeder 12 an der einspritzdüsenseitigen Stirnfläche des Ankers 10 und einer dieser Stirnfläche gegenüberliegenden Ring¬ stufe 13 der Gehäusebohrung 11. Die Feder 12 umfaßt mit Sr. 1 einen Förderkolben 14, der mit dem Anker 10 an der von der Fe„_r 12 beaufschlagten Ankerstirnfläche fest, z.B. einstückig, ver¬ bunden ist. Der Förderkolben 14 taucht relativ tief in einen zylindrischen Kraftstofförderraum 15 ein, der koaxial in axialer Verlängerung der Gehäusebohrung 11 im Pumpengehäuse 8 ausgebil¬ det ist und in Übertragungsverbindung mit der Druckleitung 2 steht. Aufgrund der Eintauchtiefe können Druckyerluste während des schlagartigen Druckanstiegs vermieden werden, wobei die Fertigungstoleranzen zwischen " ~^lben 14 und Zylinder 15 sogar relativ croß sein können, z.B. lediglich im I--iridertstel Millime- terbereiuh zu liegen brauchen, so daß der Herstellungsaufwand gering ist.
In der Ansaugleitung 4 ist ein Rückschlagventil 16 angeordnet. Im Gehäuse 17 des Ventils 16 ist als Ventilelement beispiels¬ weise eine Kugel 18 angeordnet, die in ihrer Ruhestellung durch eine Feder 19 gegen ihren Ventilsitz 20 am vorratsbehälterseiti- gen Ende des Ventilgehäuses 17 gedrückt wird. Zu diesem Zweck ist die Feder 19 einerseits abgestützt an der Kugel 18 und ande¬ rerseits an der dem Ventilsitz 20 gegenüberliegenden Wandung des Gehäuses 17 im Bereich der Mündung 21 der Ansaugleitung 4.
Das Speicherelement 6 weist ein z.B. zweiteilig ausgebildetes Gehäuse 22 auf, in dessen Hohlraum als zu verdrängendes Organ eine Membran 23 gespannt ist, die von dem Hohlraum einen druck- leitungsseitigen, mit Kraftstoff gefüllten Raum abtrennt, und die im entspannten Zustand den Hohlraum in zwei Haften teilt, die durch die Membran gegeneinander abgedichtet sind. An der der Leitung 7 abgewandten Seite der Membran 23 greift in einem Leer¬ raum, dem Speichervolumen, eine diese beaufschlagende Federkraft z.B. eine Feder 24 an, die als Rückstellfeder für die Membran 23 eingerichtet ist. Die Feder 24 ist mit ihrem der Membran gegen¬ überliegenden Ende an einer Innenwandung des zylindrisch erwei¬ terten leeren Hohlraums gelagert. Der leere Hohlraum des Gehäu¬ ses 22 ist durch eine gewölbeförmige Wandung begrenzt, die eine Anschlagfläche 22a für die Membran 23 ausbildet.
Die Spule 9 der Pumpe 1 ist an eine Steuereinrichtung 26 ange¬ schlossen, die als elektronische Steuerung für die Einspritzvor¬ richtung dient.
Im stromlosen Zustand der Spule 9 befindet sich der Anker 10 der Pumpe 1 durch die Vorspannung der Feder 12 am Boden 11a. Das Kraftstoffzulaufventil 16 ist dabei geschlossen und die Spei¬ chermembran 23 wird durch die Feder 24 in ihrer von der An¬ schlagfläche 22a abgerückten Stellung im Gehäusehohlraum gehal¬ ten.
Bei Ansteuerung der Spule 9 über die Steuereinrichtung 26 wird der Anker 10 mit Kolben 14 gegen die Kraft der Feder 12 in Rich¬ tung Einspritzventil 3 bewegt. Dabei verdrängt der mit dem Anker 10 in Verbindung stehende Förderkolben 14 aus dem Förderzylinder 15 Kraftstoff in den Raum des Speicherelements 6. Die Federkräf¬ te der Federn 12, 24 sind relativ weich ausgebildet, so daß durch den Förderkolben 14 verdrängter Kraftstoff während des ersten Teilhubes des Förderkolbens 14 nahezu ohne Widerstand die Speichermembran 23 in den Leerraum drückt. Dadurch kann der Anker 10 zunächst fast Widerstandsfrei beschleunigt werden bis das Speichervolumen bzw. Leerraumvolumen des Speicherelements 6 durch Auftreffen der Membran 23 auf die Gewölbewandung 22a er¬ schöpft ist. Die Verdrängung des Kraftstoffs wird dadurch plötz¬ lich gestoppt und der Kraftstoff infolge der bereits hohen kine¬ tischen Energie des Förderkolbens 14 schlagartig verdichtet. Die kinetische Energie des Ankers 10 mit Förderkolben 14 wirkt auf die Flüssigkeit ein. Dabei entsteht ein Druckstoß, der durch die Druckleitung 2 zur Düse 3 wandert und dort zum Abspritzen von Kraftstoff führt. Für das Förderende wird die Spule 9 stromlos geschaltet. Der Anker 10 wird durch die Feder 12 zum Boden 11a zurückbewegt. Dabei wird die in der Speichereinrichtung 6 gespeicherte Flüs¬ sigkeitsmenge über die Leitungen 7 und 2 in den Förderzylinder 15 zurückgesaugt und die Membran 23 infolge der Wirkung der Feder 24 in ihre Ausgangsstellung zurückgedrückt. Gleichzeitig öffnet das Kraftstoffzulaufventil 16, so daß Kraftstoff aus dem Tank 5 nachgesaugt wird.
Zweckmäßigerweise ist in der Druckleitung 2 zwischen dem Ein¬ spritzventil 3 und den Abzweigungen 4, 7 ein Ventil 16a angeord¬ net, das in dem einspritzventilseitigen Raum einen Standdruck aufrecht erhält, der z.B. höher ist als der Dampfdruck der Flüs¬ sigkeit bei maximal auftretender Temperatur, so daß Blasenbil¬ dung verhindert wird. Das Standdruckventil kann z.B. wie das Ventil 16 ausgebildet sein.
Als Verdrängungorgan für das Speicherelement 6 kann anstelle der Membran 23 auch ein Speicherkolben 31 verwendet werden. Der An¬ schlag, der in diesem Fall das Speichern plötzlich stoppt, kann erfindungsgemäß verstellbar ausgebildet sein, so daß die Weglän¬ ge des Beschleunigungshubes von Anker 10 und Förderkolben 14 verändert werden kann. Zu dieser Verstellung wird bevorzugt ein beispielsweise mit der Drosselklappe des Motors gekoppelter Seilzug verwendet. Alternativ kann die Verstellung zweckmäßiger¬ weise durch die Steuereinrichtung 26, beispielsweise mittels eines Stellmagneten gesteuert werden. Fig. 2 zeigt z.B. ein Ausführungsbeispiel des Speicherelements 6 mit einem durch einen Seilzug 40 verstellbaren Verdrängungkolben 31.
Das Speicherelement 6 gemäß Fig. 2 hat ein zylindrisches Gehäuse 30, das integral mit der Druckleitung 2 ausgebildet sein kann. Als zu verdrängendes Organ dient ein Speicherkolben 31, der mit einem engen Paßsitz an der Innenwandung des Zylindergehäuses 30 geführt ist, so daß keine nennenswerte Leckage auftreten kann, wobei im Zylinder 30 ein Leervolumen 33c vorgesehen ist, in das der Kolben 31 verdrängt werden kann. Vorhandene Leckageflüssig- keit kann durch eine Abiaufbohrung 32 aus dem Leervolumenraum 33c entweichen und wird dem Kraftstoffbehälter 5 (s. Fig. 1) zugeführt. Die Ablaufbohrung 32 ist in der Zylinderwandung des Gehäuses 30 im Bereich des Gehäusedeckels 33 ausgebildet, die der Gehäusewand 33a gegenüberliegt, die integral ausgebildet ist mit einem Wandungsabschnitt der Druckleitung 2. Die Ablaufboh¬ rung 32 verläuft etwa radial zur Mittenlängsachse 33b des zylin¬ drischen Gehäuses 30.
Zwischen der Innenseite des Gehäusedeckels 33 und der dieser Wand gegenüberliegenden Stirnfläche des Kolbens 31 ist eine Druckfeder 34 eingespannt, die den Kolben 31 in seine Ruhestel¬ lung gegen die gegenüberliegende Gehäuseendwand 33a drückt, in welcher eine Bohrung 35 ausgebildet ist, die" in der Mitten¬ längsachse 33b des Gehäuses 30 liegt und in die Druckleitung 2 mündet.
Der Gehäusedeckel 33 des Gehäuses 30 ist in axialer Richtung rohrförmig verlängert, und im Durchgang des Verlängerungsrohres 36 ist kolbenartig ein Anschlagbolzen 37 gleitend geführt, der am im Raum 33c befindlichen Ende einen Ring 38 aufweist. Gegen die Unterseite des Rings 38 stößt der Kolben 31, wenn er aus seiner Ruhestellung in Richtung auf den Gehäusedeckel 33 bewegt wird. Dieses Anschlagelement 37 ist mittels einer Feder 39 vor¬ gespannt gelagert. Zu diesem Zweck stützt sich die Feder 39 einerseits an cler Innenseite des Deckels 33 und andererseits an der Ringstufe des Ringes 38 des Bolzens 37 ab. Am außerhalb des Zylinders 30 angeordneten Teil des Bolzens 37 ist ein Seilzug 40 befestigt, der beispielsweise mit der Drosselklappe des Motors verbunden ist. Über den Seilzug 40 ist der Anschlagbolzen 37 in Richtung der Mittenlängsachse 33b des Gehäuses 30 verstellbar, so daß auch der mögliche Hubweg des Kolbens 31 der Stellung des Anschlagringes 38 entsprechend variiert werden kann. Der An¬ schlagbolzen 37 kann je nach erforderlichem Beschleunigungshub des Ankers 10 der Pumpe 1 (Fig. 1) verstellt werden. Die Funktionsweise des Speicherelements 6 gemäß Fig. 2 ent¬ spricht im wesentlichen derjenigen des Speicherelements 6 nach
* Fig. 1. Bei einem ersten Teilhub des Förderkolbens 14 und des Ankers 10 (Fig. 1) wird der Speicherkolben 31 des Speicherele- ι>* ments 6 durch verdrängten Kraftstoff aus seiner in Fig. 2 ge¬ zeigten Ruhestellung gedrückt, wobei die Rückstellfeder 34 rela¬ tiv weich ausgebildet ist, so daß der durch den am Anker 10 sitzenden Förderkolben 14 bewegte Kraftstoff fast ohne Wider¬ stand des Speicherkolbens 31 verdrängt werden kann. Dadurch wird der Anker 10 mit Förderkolben 14 auf einem Teil des Hubes nahezu widerstandsfrei, d.h. im wesentlichen nur gegen die Federkraft der Federn 12, 34 beschleunigt, bis der Speicherkolben 31 mit seiner federbeauschlagten Stirnfläche gegen den Anschlagring 38 stößt, wodurch der im Förderzylinder 15 und in der Druckleitung 2 befindliche Kraftstoff schlagartig infolge der hohen kineti¬ schen Energie des Ankers 10 und Förderkolbens 14 verdichtet und diese kinetische Energie an die Flüssigkeit übertragen wirt . Der daraus resultierende Druckstoß führt dann zum Abspritzen von Kraftstoff über die Düse 3.
Der verstellbare Anschlagbolzen 37 eignet sich auch zur aus¬ schließlichen Steuerung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge für bestimmte Motoren.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, das Kraftstoffzulaufventil (Ventil 16 in Fig. 1) so auszubilden, daß es zusätzlich als Speicherelement wirkt (entsprechend Speicherelement 6 in Fig. 1 und 2), so daß Kraft¬ stoff beim ersten Teilhub des Förderkolbens fast widerstandsfrei
» aus dem Förderzylinder 15 und der Druckleitung 2 in ein Spei¬ chervolumen abgeleitet wird, wobei dieses Speieherelement auch
'<* die Wegstrecke des ersten Teilhubes des Förderkolbens 14 be¬ stimmt. Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform eines derart ausgebildeten Kraftstoffzulaufventils, das auch die Funktion eines Speicherelements zur Festlegung des ersten Teilhubes des Förderkolbens gewährleistet. Ein Vorteil dieser raumsparenden Variante der Erfindung besteht darin, daß anstelle von zwei Bauteilen gemäß Fig. 1 und 2, nämlich einem Kraftstoffzulaufven- til und einem separaten Speicherelement, lediglich ein einziges Bauteil vorhanden ist.
Das Ventil 50 umfaßt ein im wesentlichen zylindrisch ausgebilde¬ tes Gehäuse 51, das im dargestellten Ausführungsbeispiel ein¬ stückig mit der Druckleitung 2 ausgebildet ist. In dem Gehäuse 51 ist eine durchgehende Bohrung 52 eingebracht, die einen druckleitungsseitigen Abschnitt 53, der über eine Öffnung 53a in die Druckleitung 2 mündet, und einen ansaugseitigen Abschnitt 53b, der an die Zulaufleitung zum Kraftstoffbehälter 5 (Fig. 1) angeschlossen ist, aufweist. Zwischen den beiden koaxialen Boh¬ rungen 53 und 53b im Gehäuse 51 ist ein radial erweiterter Ven¬ tilraum 54 ausgebildet, der ein Absperrventilelement 55 auf¬ nimmt. Das Ventilelement 55 besteht aus einer Kreisscheibe 56 großen Durchmessers und einer Kreisscheibe 57 kleinen Durchmes¬ sers, wobei beide Kreisscheiben einstückig ausgebildet sind und wobei die Kreisscheibe 57 kleineren Druchmessers auf der Seite des Bohrungsabschnitts 53 angeordnet ist. Eine Ventilkörperrück¬ stellfeder 58 drückt das Ventilelement 55 im Ruhezustand gegen die druckleitungsseitige Stirnringfläche 59 des Ventilraums 54, wobei sich die Feder 58 einerseits an der Scheibe 56 des Ventil¬ elements 55 und andererseits am Boden einer Ringstufe 60 ab¬ stützt, die zentral in der der Stirnfläche 59 des Ventilraums 54 gegenüberliegenden Stirnfläche 61 angeordnet ist. Die Scheibe 56 kann somit dichtend zur Anlage an die Stirnfläche 61 des Ventil¬ raums 54 gelangen.
Der Bohrungsabschnitt 53 der Mittenlängsbohrung 52 steht in Verbindung mit dem Ventilraum 54 über in der Gehäusewandung 51 angeordnete Rinnen bzw. Nuten 62, die in Richtung Ventilraum 54 sich trichterförmig erweiternd ausgebildet sein können (s. Fig. 3).
In der in der Fig. 3 gezeigten Ausgangsstellung liegt das Ven¬ tilelement 55 durch die Wirkung der Feder 58 mit der Scheibe 57 an der Stirnfläche 59 des Ventilraums 54 an. In dieser Stellung steht der vorratstankseitige Bohrungsabschnitt 53b über den Ven¬ tilraum 54 und die Rinnen 62 sowie den Bohrungsabschnitt 53 in Strömungsverbindung mit der Druckleitung 2 und dem Förderzylin¬ der 15, wobei die symbolisch dargestellte Kraftstoffbehälter- einrichtung 5 ein Leerraumvolumen bzw. Speichervolumen, in das Kraftstoff verdrängt werden kann, zur Verfügung stellt. Wird der Förderkolben 14 infolge Erregung der Spule in Richtung der Ein¬ spritzdüse (Pfeil 3a) beschleunigt, kann der verdrängte Kraft¬ stoff fast widerstandsfrei durch den Bohrungsabschnitt 53, die Rinnen bzw. Nuten 62, den Ventilraum 54 und die Zulaufbohrung 53b in den Kraftstoffvorratsbehälter 5 strömen. Die Strömungs¬ verhältnisse des Ventils 50 sind dabei so gestaltet, daß bei Erreichen einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit des Kraft¬ stoffes die Strömungskräfte an dem vom Kraftstoff umspülten Ventilelement 55 größer werden als die Vorspannkraft der Feder 58, so daß es zur Bohrung 53b gedrückt wird. Dabei verschließt das Ventilelement 55 mit der Scheibe 56 den Zulaufquerschnitt der Bohrung 53b bzw. die Ausnehmung der Ringstufe 60, was eine schlagartige Übertragung der kinetischen Energie des Ankers 10 mit Kolben 14 auf den Kraftstoff im Förderzylinder 15 und in der Druckleitung 2 zur Folge hat, so daß Kraftstoff über die Düse 3 (s. Fig. 1) abgespritzt wird. Bei dieser Version der Ventilein¬ richtung 50 ist der Energiespeicherweg des Ankers 10 mit Kolben 14 durch die Erregung der Spule steuerbar. Das Ventilelement 55 hebt durch den Druck der Feder 58 von der Mündung der Zulauflei¬ tung 53b wieder ab, wenn der Kolben 14 bzw. der Anker 10 zurück¬ fährt, so daß Kraftstoff aus dem Tank 5 nachgesaugt werden kann.
Fig. 4 zeigt eine Variante des vorstehend anhand von Fig. 3 beschriebenen Bauelements, das die Funktion sowohl der Kraft¬ stoffzuführung als auch der Steuerung der Kraftstoffabspritzung übernimmt, wobei zusätzlich der der Energiespeicherung dienende Teilhub des Förderkolbens auch über das Bauelement steuerbar ist. Zu diesem Zweck wird ein elektrisch steuerbares Ventil 70 verwendet. Am Anfang der Druckleitung 2, in unmittelbarer Nähe zum Druck¬ bzw. Förderraum 15 der Pumpe 1 weist die Druckleitung 2 eine Öffnung 71 auf, an die die Kraftstoffzuführleitung 4 angeschlos¬ sen ist, in die das elektrisch steuerbare Ventil 70 eingesetzt ist. Das Ventil 70 weist in einem Ventilgehäuse 77 eine federbe¬ lastete Ventilplatte 72 auf, die mit einem Anker 73 fest ver¬ bunden ist. Der Anker 73 hat eine Mittelachsbohrung 74 und min¬ destens eine quer dazu angeordnete Bohrung 75 im Bereich der Ventilplatte 72. In der Ruhestellung ist das Ventil 70 geöffnet, indem der Anker 73 durch eine gegen die Platte 72 drückende Feder 76 in eine druckleitungsseitige Endlage gedrückt wird, in der der Kraf stoff des nicht dargestellten Vorratsbehälters über die Bohrungen 75 und 74 und die Druckleitungsöffnung 71 mit dem Kraftstoff der Druckräume 15, 2 in Verbindung steht.
Im Gehäuse 77 ist außerdem eine Spule 78 angeordnet, die den Anker 73 mit Abstand umgibt.
Der Einspritzvorgang läuft erfindungsgemäß wie folgt ab. Bei vollständig gefüllter Druckleitung 2 wird die Magnetspule 9 der Pumpe 1 erregt, wodurch das Anker-Förderkolbenelement 10, 14 der Pumpe 1 aus seiner Ruhelage heraus beschleunigt wird. Der vom Kolben 14 verdrängte Kraftstoff fließt durch die Drucklei ungs- öffnung 71, die Mittelbohrung 74, die Querbohrung 75 um die Ventilplatte 72 herum und in den tankseitigen Teil der Leitung 4 zum Kraftstoffbehälter ab. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird das Ventil 70 aktiviert, indem die Spule 78 erregt und der Anker 73 bewegt wird, bis die Ventilplatte 72 ihren Ventilsitz ein¬ nimmt und den Kraftstoff eg versperrt. Die Druckleitungsöffnung 71 wird schlagartig bzw. sehr schnell blockiert, so daß kein weiterer Kraftstoff über die Leitung 4 entweichen kann. Anker 10 mit Förderkolben 14 werden infolge davon schlagartig abgebremst und geben die gespeicherte kinetische Energie an den inkompres- siblen Kraftstoff ab, was einen Druckstoß zur Folge hat, durch den Kraftstoff aus der Druckleitung 2 über das Einspritzventil 3 abgespritzt wird, wobei wie bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung der Anker 10 mit Kolben 14 entweder seinen vollen Förderhub erreicht hat oder noch weiter bewegt wird. Das Ein¬ spritzventil 3 ist in an sich bekannter Weise hydraulisch ge¬ steuert und federbelastet ausgeführt. Die Ansteuerung des Ven¬ tils 70 erfolgt bevorzugt über eine Steuerelektronik, die ge¬ meinsam die Pumpe 1 und das Absperrventil 70 bedient.
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des Ventils nach Fig. 3. Das inte¬ grale Speicherelement-Zulaufventil 90 weist ein Gehäuse 91 auf, das baueinheitlich ausgebildet ist mit dem Gehäuse 8 der Pumpe 1 und der Druckleitung 2. In das Gehäuse 91 ist eine Mitten¬ längsbohrung 92 eingebracht, die einendig über eine Öffnung 93a in die Druckleitung 2 und anderendig in einen zylindrischen Ventilraum 93 mündet, wobei zudem Rinnen 94 ähnlich den Rinnen 62 gemäß Fig. 3 von der Bohrung 92 zum Ventilraum 93 führen. Das Ventilelement ist zweiteilig ausgebildet und umfaßt einen im Ventilraum 93 geführten Zylinder 95, in dessen zylindrischer, durchgehender Zentralstufenbohrung ein Kolben 96 verschiebbar geführt wird. In der Außenmantelfläche des Zylinders 95 sind axialparallel verlaufende Nuten 97 ausgebildet. Der Zylinder 95 wird durch eine Feder 98 in seine Ruhestellung gedrückt, in welcher er mit seiner einen Stirnfläche auf dem tankseitigen Boden des Ventilraums 93 aufsitzt, in den eine vom Kraftstoff¬ behälter kommende Kraftstoffzuführleitung 99 mündet. In der Bohrung zur Aufnahme des Kolbens 96 sitzt tankseitig eine Feder 100, die den Kolben 96 gegen den druckleitungsseitigen Boden des Ventilraums 93 drückt, so daß die Bohrung 92 abgedeckt ist, wobei im tankseitigen Innenraum des Zylinders 95 ein Freiraum 95a für den Kolben 96 gebildet wird.
Das Ventil 90 funktioniert wie folgt. Wenn der Förderkolben 14 einen Saughub ausführt, wird Kraftstoff aus der Leitung 99 da¬ durch angesaugt, daß der Zylinder 95 von der tankseitigen Boden¬ fläche des Ventilraums 93 durch den Unterdruck gegen den Druck der Feder 98 abgehoben wird, so daß Kraftstoff über die Längs¬ nuten 97, den Ventilraum 93 und die Rinnen 94 sowie die Bohrung 92 in die Druckleitung 2 fließen kann. Bei diesem Vorgang liegt der Kolben 96, wie in Fig. 5 gezeigt, an dem druckleitungsseiti¬ gen Boden des Ventilraums 93 an. Mit Beendigung des Saughubs wird der Zylinder 95 durch die Feder 98 in die in Fig. 5 gezeig¬ te Stellung gedrückt, in welcher der Zylinder 95 wieder am tank¬ seitigen Boden des Ventilraums 93 dichtend anliegt.
Mit Beginn des Förderhubs des Förderkolbens 14 wird der im Zy¬ linder 95 geführte Kolben 96 aufgrund der relativ weichen Aus¬ bildung der Federkraft der Feder 100 aus seiner Anlage am druck¬ leitungsseitigen Boden des Ventilraums 93 wegbewegt und in den Freiraum 95a gedrückt, wobei in den dadurch entstehenden zusätz¬ lichen Raum im Ventilraum 93 Kraftstoff aus dem Druckraum 15, 2 strömt, der bei der Förderbewegung des Förderkolbens 14 ver¬ drängt wird, wobei auf der tankseitigen Stirnseite des Kolbens 96 vom Kolben 96 Kraftstoff über die Leitung 99 in den Tank zurückgedrückt wird. Der Förderhub des Förderkolbens 14 wird dadurch beendet, daß der Kolben 96 mit seiner tankseitigen von der Feder 100 beaufschlagten Stirnfläche an der Stufe in der Mittenlängsbohrung des Kolbens 95 anschlägt. Infolge dieser abrupten Beendigung des im wesentlichen Widerstandsfreien Be¬ schleunigungshubes des Ankers 10 mit Förderkolben 14 wird die Ausbildung eines sehr steilen Druckanstiegs in der Druckleitung 2 bewirkt, wodurch Kraftstoff mit hohem Druck über die Düse 3 abgespritzt wird.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, das Speicherelement 6 baueinheitlich auszubilden mit dem Förderkol¬ ben der Hubkolbenpumpe 1. Ein dementsprechendes Ausführungsbei- spiel ist in Fig. 6 dargestellt. Als Speicherelement dient ein Speicherkolben 80, der in einem druckleitungsseitigen ersten Mittenlängsachsstufenbohrungsabschnitt 14b einer zentral durch den Kolben 14 und den Anker 10 gehenden Stufenbohrung 14a gegen einen druckleitungsseitigen Anschlag (nicht dargestellt) von einer Feder 81 gedrückt wird. Der Kolben 80 ragt dabei in der Ruhestellung mit seiner einen Stirnfläche in den Druckraum 15. Der den Speicherkolben 80 aufnehmende Bohrungsabschnitt 14b im Förderkolben 14 setzt sich nach der Stufe 14c zum Anker 10 hin in einem weiteren Stufenbohrungsabschnitt 14d fort, auf dessen Stufe 14e sich die Druckfeder 81 abstützt, die gegen die anker- seitige Stirnfläche des Kolbens 80 drückt. Die Bohrung 14a durchsetzt nach der Stufe 14e schließlich auch den Anker 10 und mündet in den leeren Ankerraum 11, so daß Luft verdrängt werden kann.
Das Speicherelement dieser Ausführungsform funktioniert wie folgt. Auf einem ersten Teil des Hubes des Förderkolbens 14, dem Energiespeicherweg, wird der Speicherkolben 80 in die für den Kolben vorgesehene Bohrung des Förderkolbens 14 hineingedrängt, wodurch druckraumseitig ein zusätzlicher Raum für verdrängten Kraftstoff zur Verfügung steht, so daß der Anker 10 während des ersten Hubabschnitts zusammen mit dem Förderkolben 14 im wesent¬ lichen widerstandsfrei beschleunigt werden kann. Die wider¬ standslose Beschleunigung von Anker 10 und Förderkolben 14 wird beendet, wenn die ankerseitige Stirnfläche des Speicherkolbens 80 gegen die Ringschulter 14c der Stufenbohrung 14a zur Anlage kommt. Die Folge hiervon ist ein schlagartiger Druckanstieg, durch welchen Kraftstoff über die Düse 3 abgespritzt wird.
Die nachfolgend anhand der Figuren 7 und 8 beschriebene Variante der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung weist eine bauliche Einheit von elektrisch angetriebener Hubkolbenpumpe und An¬ schlagmittel auf.
Beim in Fig. 7 und 8 abgebildeten Ausführungsbeispiel ist ein Hydraulikventil sowie die Pumpe und die Druckleitung 2 in einem gemeinsamen Gehäuse 121 untergebracht. Die Funktion sowie der wesentliche Aufbau der Pumpe mit elektromagnetischem Antrieb entspricht im wesentlichen den vorausgehend beschriebenen Aus¬ führungsformen der Pumpe 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Kraftstoffansaugung über ein Ventil 122 erfolgt, das in das Pumpengehäuse 121 eingepaßt ist und mit der Druckleitung 2 in Verbindung steht (Fig. 7) . Das Ventil 122 schließt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel selbsttätig aufgrund des Bernoulli-Effekts bei einer bestimmten Durchflußgeschwindigkeit. Der während der Beschleunigungsphase durch die Druckleitung 2 fließende Kraftstoff gelangt über einen Spalt 123 in den Ventilraum 124. Zwischen dem Ventilkegel 125 und dem zugehörigen Ventilsitz ist ein schmaler Ringspalt belas¬ sen, der sich durch entsprechende Auslegung einer den Ventilke¬ gel 125 beaufschlagenden Feder 126 einstellen läßt. Kraftstoff strömt durch diesen Ringspalt und erzeugt dort nach Bernoulli einen geringeren statischen Druck als in der Umgebung. Bei einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit ist der statische Druck im Ringspalt soweit abgefallen, daß der Ventilkegel 125 angezogen wird und das Ventil 122 schließt, wodurch der zum Ausstoßen des Kraftstoffes über die Einspritzdüse erforderliche Druckstoß erzeugt wird. Die zur Einspritzdüse führende Druckleitung 2 ist an den Ausgang eines Rückschlagventils 127 angeschlossen, das ebenfalls mit dem Gehäuse 121 baulich vereinigt ist.
Der Ventilkegel 128 des Ventils 127 ist durch Vorspannung einer Feder 129 gegen den zugehörigen Ventilsitz gepreßt, wobei die Feder 129 so ausgelegt ist, daß das Ventil 127 geschlossen ist, wenn der in der Druckleitung 2 anliegende Druck unterhalb desje¬ nigen Wertes liegt, der zu einem Ausstoß von Kraftstoff über die Einspritzdüse führt, die mittelbar an das Ventil 127 angeschlos¬ sen ist. Durch das Rückschlagventil 127 wird zudem eine Blasen¬ bildung in der Druckleitung 2 zum Einspritzdüsenventil vermie¬ den, weil durch das Rückschlagventil ein Standdruck in der Druckleitung zwischen Einspritzdüse und Rückschlagventil gewährleistet werden kann, der höher als der Dampfdruck der Kraftstofflüssigkeit ist.
Der Anker 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit achsparalle- . len Schlitzen 130 und 131 unterschiedlicher Tiefe im Mantel versehen, die am Umfang des im wesentlichen zylinderförmigen Ankers verteilt angeordnet sind. Diese Schlitze verhindern die Ausbildung von Wirbelströmen beim Erregen des Solenoids 9 und tragen damit zur Energieeinsparung bei. Mit einer Leitung 120, die vom Ankerraum 11 durch das Gehäuse 121 nach außen führt, kann in den Ankerraum eingedrungenes Lecköl abgesaugt werden.
Die Rückstellung des Ankers der Einspritzpumpe erfolgt in der Regel mittels der dafür vorgesehenen Rückstellfeder. Um große Spritzfrequenzen zu erreichen, ist die Rückstellzeit des Ankers klein zu halten. Dies läßt sich beispielsweise durch eine ent¬ sprechend große Federkraft der Rückstellfeder verwirklichen. Mit einer Verkleinerung der Rückstelldauer vergrößert sich jedoch die Aufprallgeschwindigkeit des Ankers am Ankeranschlag. Nach¬ teilig dabei kann der damit verbundene Verschleiß und/oder das Prellen des Ankers am Ankerarischlag sein, wodurch die Gesamt¬ arbeitsspieldauer vergrößert wird. Ein Ziel der Erfindung be¬ steht deshalb darin, die Abfallzeit des Ankers bis zur Ruhestel¬ lung klein zu halten. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch eine z.B. hydraulische Dämpfung der Ankerrückstellbewegung im letzten Teil dieser Bewegung erreicht.
Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Einspritzpumpe, die im wesentlichen den Aufbau der Einspritzpumpe 1 nach Fig. 1 auf¬ weist. Für die hydraulische Dämpfung ist nach Art einer Kolben¬ zylinderanordnung an der Rückseite des Ankers 10 zentral ein zylindrischer Vorsprung 10a ausgebildet, der im letzten Ab¬ schnitt der Ankerrückstellbewegung in eine Sackzylinderbohrung 11b im Boden 11a passend eintritt, die an der Anschlagfläche 11a für den Anker 10 im Gehäuse 8 ausgebildet ist. Im Anker 10 sind in Längsrichtung verlaufende Nuten 10b ausgebildet, die den ankerrückseitigen Raum 11 mit dem ankervordersei igen Raum 11 verbinden. Im Raum 11 befindet sich ein Medium, z.B. Luft oder Kraftstoff, das bei der Bewegung des Ankers 10 durch die Nuten 10b fließen kann. Die Tiefe der Sackzylinderbohrung 11b ent¬ spricht etwa der Länge des Vorsprungs 10a (Abmessung Y in Fig. 12). Dadurch, daß der Vorsprung 10a in die Sackzylinderbohrung 11b eintauchen kann, wird die Ankerrückbewegung im letzten Ab¬ schnitt stark verzögert, wodurch die erwünschte hydraulische Dämpfung der Ankerrückstellbewegung durch Verdrängung des Medi¬ ums aus dem Raum 11b bewirkt wird. Fig. 10a zeigt eine Variante der hydraulischen Dämpfung. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der vom Förderkolben 14 durchsetzte Pumpraum 11 vor dem Anker 10 verbunden mit dem an der Ankerrückseite angrenzenden Raum 11, und zwar durch Bohrun¬ gen lOd, die im Bereich der Ankerrückseite in einen zentralen Überströmkanal 10c münden. Ein zentraler Stift 8a eines Sto߬ dämpfers 8b ragt mit seiner Kegelspitze 8c in Richtung Mündung des Überströmkanals 10c, durchgreift rückwärtig ein Loch 8d im Boden 11a, das in einen Dämpfungsraum 8e mündet, und endet im Dämfungsraum mit einem Ring 8f, der einen größeren Druchmesser aufweist als das Loch 8d. Eine sich am Boden des Dämpfungsraums abstützende Feder 8g drückt gegen den Ring 8f und damit den Stift 8a in seine Ruhestellung (Fig. 10a). Ein Kanal 8h verbin¬ det den Dämfungsraum 8e mit dem rückwärtigen Ankerraum 11. Die Kanäle 10c und lOd ermöglichen dem Anker 10 eine nahezu wider¬ standsfreie Bewegung während der Beschleunigungsphase.
Die Dämpfungseinrichtung 8b ist bei der Beschleunigungsbewegung des Ankers 10 unwirksam, so daß keine Beeinträchtigung der Hubphase erfolgt. Bei der Rückstellbewegung' trifft die Mündung des Überströmkanals auf die Kegelspitze 8c und wird verschlos¬ sen, so daß die Strömung durch die Kanäle 10c und lOd unterbro¬ chen wird. Der Anker 10 drückt den Stift 8a gegen die Federkraft und gegen das im Raum 8e befindliche Medium, das sich auch im Raum 11 befindet und über den Kanal 8h ausströmt in den Raum 11. Dabei sind die Strömungen und Federkräfte so gewählt, daß eine optimale Dämpfung gewährleistet wird.
Anstelle des Kanals 8h kann gemäß Fig. 10b eine Verdrängungs- bohrung 8i zentral im Stift 8a angeordnet sein, durch die Dämp¬ fungsmedium in den Überströmkanal 10c gedrückt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungs¬ gemäßen Einspritzvorrichtung ist vorgesehen, die in der Rück¬ stellfeder 12 des Ankers 10 gespeicherte Energie bei der Rück¬ stellbewegung des Ankers 10 nutzbringend einzusetzen. Dies kann erfindungsgemäß beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Anker bei der Rückstellung ein. Pumpeinrichtung bedient, die für die Kraftstoffversorgung der _Iinspritzvorrichtung zur Stabilisierung des Systems sowie zur Verhinderung einer Blasenbildung oder als eine separate Ölpumpe für die Motorschmierung verwendet werden kann. Fig. 11 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel einer an die Kraftstoffeinspritzpumpe 1 angeschlossenen Ölpumpe 260.
Die in Fig. 11 gezeigte Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist im übrigen entsprechend Fig. 4 ausgebildet, weist also ein Kraft- stoffzu- und -abflußsteuerelement zur Steuerung des ersten Teil¬ hubes des Förderkolbens 14 auf. Die Ölpumpe 260 ist an den rück¬ wärtigen Boden 11a des Pumpengehäuses 8 angeschlossen. Im ein¬ zelnen umfaßt die Ölpumpe 260 ein Gehäuse 261, das mit dem Ge¬ häuse 8 der Einspritzpumpe verbunden ist, und in dessen Pumpen¬ raum 261b ein Pumpenkolben 262 angeordnet ist, dessen Kolben¬ stange 262a in den Arbeitsraum 11 des Ankers 10 ragt, wobei der Kolben 262 beaufschlagt wird von einer Rückstellfeder 263, die sich am Gehäuseboden 261a im Bereich eines Auslasses 264 ab¬ stützt.
Außerdem steht der Pumpenraum 261b des Gehäuses über eine Ölzu- fuhrleitung 265 in Verbindung mit einem Ölvorratsbehälter 266. In der Ölzufuhrleitung 265 ist ein Rückschlagventil 267 einge¬ setzt, dessen Aufbau dem Ventil 16 in Fig. 1 gleicht.
Die Ölpumpe 260 funktioniert wie folgt. Wird der Anker 10 der Einspritzpumpe 1 während seines Arbeitshubes in Richtung auf die Einspritzdüse 3 bewegt, wird der Pumpenraum 11 im Gehäuse 8 hinter dem Anker 10 bezüglich seines Volumens vergrößert, wo¬ durch der Ölpumpenkolben 262 in Richtung Anker 10 bewegt wird und schließlich durch Einwirkung der Rückstellfeder 263 in seine Ruhelage überführt wird. Dabei wird aus dem Vorratsbehälter 266 über das Ventil 267 Öl in den Arbeitsraum 261b der Ölpumpe 26.0 eingesaugt. Während der Rückstellbewegung des Ankers 10 der Pumpe 1 in Richtung auf seinen Anschlag 11a wird der Ölpumpen¬ kolben 262 zumindest auf einem Teil des Rückstellweges des An¬ kers 10 in den Olpumpenraum 261b geschoben. Dabei wird durch den Pumpendruck das Ventil 267 verschlossen und es wird Öl über den Auslaß 264 in Richtung des Pfeils 264a von der Ölpumpe abgegeben und an die mit Öl zu versorgenden Stellen des Motors gedrückt.
Die Ölpumpe 260 kann alternativ auch als Kraftstoffvordruckpumpe verwendet werden, wobei der Kraftstoff der Ventileinrichtung 70 zugeführt werden kann. Vorteilhaft ist dabei, daß die Pumpe 260 einen Standdruck im Kraftstoffversorgungssystem erzeugen kann, der einer Dampfblasenbildung z.B. bei Erwärmung des Gesamtsy¬ stems entgegenwirkt.
Außerdem bewirkt die erfindungsgemäße Ausbildung der zusätzli¬ chen Pumpe 260 an der Pumpe 1 eine schnelle Dämpfung des Ankers 10, so daß der Anker 10 am Anschlag 11a nicht nachprellt .'
Figuren 12a und 12b zeigen eine besonders effektive und einfache Dämpfungseinrichtung. Der Aufbau der Pumpeneinrichtung 1 gleicht dem in Figur 9 dargestellten. Die Sackzylinderbohrung 11b nach Figur 12a ist im Durchmesser größer als der Durchmesser des zylindrischen Vorsprungs 10a beträgt. Der Vorsprung 10a ist von einem in Richtung Sackzylinderbohrung 11b vorspringenden Dicht¬ lippenring lOe aus einem elastischen Material umgeben, der in die Sackzylinderbohrung 11b paßt. Eine Einführschräge an der Mündung der Sackzylinderbohrung 11b erleichtert den Eintritt der Lippen den Dichtlippenrings lOe in die Sackzylinderbohrung 11b. Diese Dämpfungseinrichtung erbringt eine gute Dämpfung beim Anschlag des Ankers 10 und behindert den Beschleunigungshub des Ankers nicht. Das elastische Dämpfungselement lOe mit achspar¬ allel abstehenden Dichtlippen taucht beim Rückstellhub des An¬ kers 10 in die Sackzylinderbohrung 11b formschlüssig ein und legt sich nach außen dichtend an der Innenwandung der Sackzylin¬ derbohrung 11b an.
Die Sackzylinderbohrung 11b nach Fig. 12b ist im Durchmesser ebenfalls größer als der zylindrische Vorsprung 10a. Ein Dicht¬ ring lOf aus elastischem Material sitzt formschlüssig an der Wandung der Sackzylinderbohrung 11b und weist im Bereich der Mündung einwärts gerichtete Dichtlippen 10g auf. In das elasti¬ sche Dichtelement lOf taucht der zylindrische Vorsprung 10a kolbenartig ein, wobei die Dichtlippen 10g infolge des ausströ¬ menden Dämpfungsmediums gegen den zylindrischen Vorsprung 10a gepreßt werden, so daß eine besonders gute Dämpfung des Ankers 10 erreicht wird.
Die Figur 13 zeigt eine ebenfalls kompakte Bauform der erfin¬ dungsgemäßen elektrisch betriebenen Hubkolbenpumpe mit integriertem Anschlagventil. Dabei ist in einem zylindrischen mehrteiligen Gehäuse 200 in einem von einem Außenmantel 200a und einem zylindrischen Innenmantel 200b sowie einer tankseitigen Stirnwandung 200c und einer druckleitungsseitigen Stirnwandung 200d begrenzten Innenraum 202 eine Spule 201 angeordnet. Der vom Innenmantel 200b umgebene zylindrische Innenraum 202 des Gehäu¬ ses 200 wird durch einen sich radial nach innen erstreckenden Ring 203 in einen tankseitigen und einen druckleitungsseitigen Innenraumbereich abgeteilt. Druckleitungsseitig ist gegen die Ringkante des Rings 203 ein formschlüssig und fest in diesem Innenraum sitzender Ringwulst 204 eines Kolbens 205 gesetzt, wobei der Kolben 205 die Ringöffnung 206 des Rings 203 mit Ab¬ stand durchgreift und in den tankseitigen Bereich des Innenraums 202 ragt. Der Kolben 205 ist von einer durchgehenden Bohrung 207 durchsetzt, die im tankseitigen Endbereich des Kolbens erweitert ausgebildet ist und dort ein Ventil 208 lagert, das von einer Schraubenfeder 209 in Richtung Tankseite für die Schließstellung gegen einen Ventilsitz 209a gedrückt wird, mit hin durch die Einwirkung eines von der Tankseite wirkenden Druckes geöffnet werden kann.
Auf dem im tankseitigen Innenraumbereich des Innenraums 202 befindlichen Teil des Kolbens 205 sitzt formschlüssig und gleit¬ bar ein Pumpenzylinder 210 der Hubkolbenpumpe, der von einer sich einendig auf dem Ring 203 und anderendig an einer Ringstufe 212 des Zylinders 210 abstützenden Schraubenfeder 211 mit seiner tankseitigen Stirnringfläche 214 gegen eine Ringstufe 213 im Innenraum 202 gedrückt wird, wobei ein die Stirnfläche 214 über- ragender Ventilstutzen 215 mit radialem Abstand ein Stück in den in diesem Bereich radial verengten Innenraum 202a ragt und wobei die druckleitungsseitige Stirnringfläche des Zylinders 210 im Abstand vom Ring 203 angeordnet ist und somit ein Bewegungsraum für den Zylinder 210 geschaffen wird. Der formschlüssig an der Innenwandung des Innenraums 202 geführt sitzende Zylinder 210 weist achsparallele, stirnseitig offene Längsnuten 216 in der Mantelfläche auf, deren Funktion weiter unten erläutert wird.
Die den Pumpenzylinder 210 durchsetzende, durchgehende, den Kol¬ ben 205 aufnehmende Bohrung 217 lagert tankseitig ein dem Kolben 205 vorgeordnetes Stößelventil, dessen Stößelteller 218 im Ab¬ stand von der Stirnringfläche des Kolbens 205 in einer kurzen Bohrungserweiterung angeordnet ist und dessen Stößelstiel 219 die verengte Bohrung 217a im Ventilstutzen 215, sich gegen die Innenwandung der Bohrung 217a abstützend, durchgreift und in den verengten Innenraum 202a ragt.
Am freien Ende des Stößelstils 219 ist zweckmäßigerweise ein Teller 220 befestigt, der Löcher 221 aufweist, deren Funktion weiter unten erläutert wird, wobei der Stößelstiel 219 noch ein Stück über den Teller 220 hinausragt und gegen die tankseitige Bodenfläche 222 des Innenraums 202a stößt. Dabei ist der Stößel¬ stiel 219 so lang gewählt, daß der Stößelteller 218 von seinem Ventilsitz, der druckleitungsseitigen Öffnung 223 der verengten Bohrung 217a, abgehoben ist, so daß ein bestimmter Spalt "X" ge¬ bildet wird, dessen Sinn und Zweck weiter unten erläutert wird. Eine Schraubenfeder 224 stabilisiert diese Stellung des Stößel¬ ventils in der abgebildeten Ruhestellung der Hubkolbenpumpe, in dem sich die Feder 224 einendig auf der Stirnringfläche 214 des Zylinders 210 und anderendig gegen den Teller 220 abstützt.
Von der Bodenfläche 222 erstrecken sich achsparallele Bohrungen 225 in die Bodenwandung und münden in einen axialen Ventilraum 226, in dem ein von einer Schraubenfeder 228 in Tankrichtung gegen einen Ventilsitz 227 gedrückter Ventilteller 229 angeord¬ net ist, der peripher vom Ventilsitz 227 abdeckbare Rillen 230 aufweist, so daß das Ventil durch einen tankanschlußseitigen Druck gegen die Belastung der Feder 228 geöffnet werden kann und einen Durchgang vom Ventilraum 226 zu den Bohrungen 225 geschaf¬ fen wird.
Der Ventilraum 226 steht mit einer zum Kraftstofftank führenden Kraftstoffleitung in Verbindung (nicht dargestellt); an die druckleitungsseitige Stirnwandung 200d bzw. an einen verlänger¬ ten Stutzen der Innenwandung 200b wird eine Druckleitung ange¬ setzt (nicht dargestellt), die zum Abspritzventil führt. Die in der Figur 13 gezeichneten Pfeile deuten den Weg des Kraftstoffes an.
Die in Figur 13 abgebildete Hubkolbenpumpe funktioniert wie folgt. Durch die Erregung der Spule 201 wird der Zylinder 210 aus der abgebildeten Ruhestellung in Richtung Druckleitung nahe¬ zu widerstandslos beschleunigt, wobei aus dem Raum 202 über die Nuten 216 und aus der Bohrung 217 bzw. dem Stößeltellerraum Kraftstoff in Richtung Innenraum 202a abfließt. Die beschleunig¬ te Bewegung endet mit dem Auftreffen des Ventilsitzes 223 auf dem Ventilteller 218 abrupt, so daß die gespeicherte Energie des Zylinders 210 auf den in dem Stößelvorraum befindlichen Kraft¬ stoff übertragen wird. Das Ventil 208 wird geöffnet und der Druck auf den in der Bohrung 207 bzw. in der Druckleitung be¬ findlichen Kraftstoff fortgepflanzt, wodurch ein Abspritzen von Kraftstoff durch die Einspritzdüse erfolgt. Wenn die Erregung dann noch nicht abgeschaltet ist, wird so lange Kraftstoff abge¬ spritzt, wie der Zylinder bewegt wird. Das Stößelventil 218, 219 wird dabei vom Zylinder 210 mitgenommen und es entsteht ein Unterdruck in den Innenräumen 202, 202a sowie in den Bohrungen 225 und dem vom Ventil 229 abgegrenzten Vorraum des Ventilraums 226, so daß das Ventil 229 geöffnet wird. Der Kraftstoff fließt vom Tank kommend durch die peripheren Rillen 230 im Ventilteller 229, den Vorraum des Ventilraums 226, die Bohrungen 225 und die Löcher 221 im Teller 220 in den Innenraum 202a sowie über die Nuten 216 in den Innenraum 202. Nach dem Abschalten der Erregung wird der Zylinder von der Feder 211 in seine Ruhe- bzw. Aus- gangsstellung zurückgedrückt, wobei vorher der Stößelstiel 219 gegen die Bodenwandung 222 stößt und das Stößelventil geöffnet wird, so daß Kraftstoff durch den Zwischenraum zwischen dem Stößelstiel und der Bohrung 217a in den Stößeltellervorraum 217 fließen kann. Dabei bleibt das Ventil 208 geschlossen. Es wirkt als Standdruckventil und hält in dem zwischen dem Einspritzventil (nicht dargestellt) und dem Ventilteller 208 befindlichen, mit Kraftstoff gefüllten Raum einen Standdruck im Kraftstoff aufrecht, der- z.B. höher ist als der Dampfdruck der Flüssigkeit bei maximal auftretender Temperatur, so daß Blasenbildung verhindert werden kann.
Bei der in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform der Einspritz¬ pumpe, die der Ausführungsform nach Fig. 13 gleicht, weshalb gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist der Kolben 205 einstückig mit der Stirnwandung 200d ausgebildet und das Standdruckventil 208, 209, das in einem Rohrstutzen 208a untergebracht ist, deckt die druckleitungsseitige Mündung der durch den Kolben 205 gehenden Bohrung 207 ab.
Der als Anker wirkende gleitende Pumpenzylinder 210 ist für eine einfache Möglichkeit der Montage des Ventilstößels 218, 219 mehrteilig aufgebaut. Da die Mehrteiligkeit nicht erfindungs¬ wesentlich ist, wird der Aufbau des Zylinders 210 nicht näher beschrieben.
Der Stößelstiel 219 ist relativ kurz ausgebildet und kann über die tankseitige Stirnringfläche 214 des Zylinders 210 nur um das Ventilspiel herausragen. Die Stirnringfläche 214 stößt im Be¬ reich der Stirnwandung 200c gegen einen dort gelagerten Kunst¬ stoffblock 231, der Durchgangsbohrungen 232 aufweist, die peri- pher in Nuten 233 münden, die mit dem tankseitigen Innenraum 202 in Verbindung stehen, wobei vom tankseitigen Innenraum 202 Boh¬ rungen 234 zum erweiterten Bohrungsbereich der Bohrung 217 im Zylinder 210 führen. Die Bohrungen 232 münden in den zum Tank' führenden axialen Ventilraum 226, der in einem Rohrstutzen 226a untergebracht ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Stößelventil 218, 219 nicht federbelastet. Es funktioniert aufgrund von Träg¬ heitskräften, wobei der Stößelstiel etwa formschlüssig in der verengten Bohrung 217a sitzt. In die in Fig. 14 dargestellte Stellung wird das Stößelventil durch den auf den Stößelteller 218 wirkenden in den Räumen 202, 217, 207 herrschenden Druck gegen den Kunststoffblock 231 gedrückt. Wird der Zylinder 210 beschleunigt, verharrt das Stößelventil in dieser Stellung, bis es vom Ventilsitz 223 mitgenommen wird. Bei der Rückstellbewe¬ gung des Ankerzylinders 210 stößt der Stößelstiel 219 gegen den Kunststoffblock 231, so daß das Stößelventil wieder in seine dargestellte Ausgangsstellung gelangt.
Zweckmäßigerweise bildet die Bohrungserweiterung der Bohrung
217, in der der Stößelteller 218 aufgenommen ist, druckleitungs- seitig eine Ringstufe 235, die sich in der Ruhestellung des Stößelventils nur in geringem Abstand vor dem Stößelteller 218 befindet und gegen die der Stößelteller 218 stößt, wenn der Stößel trägheitsbedingt bei der Rückstellbewegung des Zylinders 210 vom Ventilsitz abhebt und/oder das Ventil vom Kunststoff¬ block 231 bei der Rückstellbewegung des Zylinders 210 zurückge¬ prellt werden sollte. In der Stirnfläche der Ringstufe 235 sind Ausnehmungen 235a eingebracht, die einen ungehinderten Durchfluß des Kraftstoffs gewährleisten. Auf diese Weise ist die Ruhestel¬ lung des Stößelventils mit einfachen Mitteln sichergestellt.
Während der Beschleunigung des Anker-Zylinders 210 fließt bei dieser Ausführungsform der Einspritzpumpe Kraftstoff aus dem druckleitungsseitigen Innenraum 202 über die Nuten 216 in den tankseitigen Innenraum 202 sowie aus den Bohrungen 207, 217 durch die Ausnehmungen 235a am 3 ößelteller 218 vorbei durch die Ventilsitzöffnung in die Bohrungen 235 ebenfalls in den tanksei¬ tigen Innenraum 202. Die Verdrängung des Kraftstoffs wird durch das Schließen des Stößelventils 218, 219 plötzlich unterbrochen, wodurch der beabsichtigte Druckstoß erwirkt wird. Bei der Rück¬ stellbewegung des Anker-Zylinders 210 öffnet das Stößelventil
218, 219 und der Kraftstoff fließt in umgekehrter Richtung. Damit die Startbewegung des Anker-Zylinders 210 aus der Ruhe¬ stellung nicht beeinträchtigt werden kann, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Stirnringfläche 214 mit geringem Abstand "A" von der Oberfläche des Kunststoffblocks 231 angeordnet ist (Fig. 15). Abstützstege 214a, die von der Stirnringfläche 214 vorste¬ hen, liegen an der Oberfläche des Kunststoffblocks 231 an und sorgen für den Abstand "A", so daß kein störender Unterdruck¬ effekt beim Start des Anker-Zylinders 210 zwischen der Stirn¬ ringfläche 214 und der Oberfläche des Kunststoffblocks 231 auf¬ treten kann. Ebensolche Abstützstege können zum gleichen Zweck auf der Stirnfläche des Stößelstiels 219 angeorndet sein (nicht dargestellt). Darüberhinaus ist der Abstand "A" so klein ge¬ wählt, daß beim Rückstellhub eine Dämpfung durch Ausquetschen von Kraftstoff aus dem Spalt "A" erfolgt.
Die Ausführungsform der Hubkolbenpumpe nach Fig. 14 und 15 kann mit einer einfach aufgebauten wirkungsvollen Ankerdämpfungsein¬ richtung versehen sein, die in Fig. 16 dargestellt ist. Dabei weist der Stößelstiel 219 in seinem freien Endbereich einen Flanschring 219a auf, der die Stirnringfläche 214 ein Stück seitlich übergreift und an der Stirnringfläche 214 anliegen kann. In die Oberfläche des Kunststoffblocks 231 ist eine dem Flanschring 219a entsprechende Ausnehmung 231a eingebracht, in die der Flanschring 219a etwa formschlüssig paßt, so daß eine kolbenzylinderartige hydraulische Dämpfeinrichtung gebildet wird. Bei der Rückstellbewegung des Anker-Zylinders 210 wird der Flanschring 219a mit Anhang von der Stirnringfläche 214 mitge¬ nommen. Sobald der Flanschring 219a in die Ausnehmung 231a ein¬ taucht, wird Kraftstoff daraus verdrängt und eine Abbremsung des Anker-Zylinders 210 bewirkt. Bei der Beschleunigung des Anker- Zylinders 210 bewegt sich der Anker-Zylinder fast widerstands¬ los. Der Flanschring 219a und damit das Stößelventil 218, 219 verharrt zunächst in der Ausnehmung 231a bis die Mitnahme des Stößelventils durch den Ventilsitz erfolgt.
Zweckmäßigerweise ist die Dicke des Flanschrings 219a etwas größer als die Tiefe der Ausnehmung 231a ausgeführt, so daß die Stirnringfläche 214 in der Ruhestellung des Anker-Zylinders 210 im Abstand von der Oberfläche des Kunststoffblocks 231 bleibt und Abstütztstege insoweit nicht benötigt werden.
Zweckmäßigerweise ist in der druckleitungsseitigen Stirnwand 200d eine Bohrung 236 angeordnet, die vom druckleitungsseitigen Innenraum 202 nach außen führt und auf die außenseitig ein Stut¬ zen 237 mit einer Durchgangsbohrung 238 gesetzt ist. Durch die Bohrung 236 und den Ablaufstutzen 237 kann z.B. während der Startphase der Pumpe bzw. des Motors Kraftstoff vom Anker-Zylin¬ der 210 abgepumpt werden, so daß die Pumpe und/oder die Kraft¬ stoffZuleitung von Luftblasen freigespült werden kann. Durch den Ablauf 236, 237 kann aber auch während der Einspritzaktivität der Pumpe Kraftstoff umgespült werden und dadurch Wärme abge¬ führt, sowie Blasenbildung vermieden werden.
Zweckmäßigerweise ist an der Innenwandung des druckleitungssei¬ tigen Innenraums 202 eine sich an der Stirnwandung 200b abstüt¬ zende Druckfeder 238 angeordnet, gegen die bei der Beschleuni¬ gung des Anker-Zylinders 210 eine Stirnringfläche 239 des Anker- Zylinders erst stößt, wenn ein großer Hub für eine große abzu¬ spritzende Kraftstoffmenge initiiert wird. Die Feder wird dabei komprimiert. Bei der Rückstellbewegung des Anker-Zylinders 210 gibt die Feder 238 ihre gespeicherte Federkraft an den Anker- Zylinder 210 ab, so daß sich dieser entsprechend beschleunigt in die Ruhestellung bewegt.
Bei den im folgenden anhand der Figuren 17, 18, 19 beschriebenen Hubkolbenpumpen wirkt der Zylinder 210 als kolbenartiges Anker¬ element, das im Innenzylinder 200b flüssigkeitsdicht geführt wird.
Eine der in der Fig. 13 abgebildeten Einspritzpumpe ähnelnde Einspritzpumpe 1 wird in Fig. 17 dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern belegt sind. Der teilweise in der Anker-Zylinderbohrung 217 sitzende Kolben 205a ist nicht an der druckleitungsseitigen Stirnwand 200d befe¬ stigt, sondern axial bewegbar gelagert und Teil der Abspritzven¬ tileinrichtung 3. Das Einspritzventil 3 weist eine Ventilkappe 3b auf, die in die Sirnwand 200d des Gehäuses 200 in den ein- spritzventilseitigen Innenraum 202 greifend eingeschraubt ist. Die Ventilkappe verfügt zentral über eine Einspritzdüsenbohrung 3d. Der Kolben 205a deckt in seiner Ruhestellung mit einer im Durchmesser reduzierten Stirnfläche 205b die Einspritzdüsenboh¬ rung 3a ab. Die im Durchmesser reduzierte Fläche 205b geht mit einem Kegelstumpf 205c in den zylindrischen Teil des Kolbens 205a über. Der Kolben 205a wird in der Ankerzylinderbohrung 217 von einer Druckfeder 240 gegen die Einspritzdüsenbohrung 3d gedrückt, wobei sich die Druckfeder 240 anderendig gegen eine in der Anker-Zylinderbohrung 217 angeordnete Zwischenwand 241 ab¬ stützt, die die Bohrung 217 in einen einspritzdüsenseitigen und in einen tankseitigen Bereich abteilt. Dabei führt mindestens eine Bohrung 242 von der Stirnringfläche 212 durch den Anker- Zylinder 210 in den erweiterten Zylinderbohrungsraum des tank¬ seitigen Bereichs der Bohrung 217, in dem der- Stößelteller 218 aufgenommen ist, und eine Bohrung 243 durch den Ankerzylinder 210 vom einspritzdüsenseitigen Bereich der Bohrung 217 in den tankseitigen Innenraum 202, wobei der mittlere Bereich des An¬ ker-Zylinders 210 formschlüssig und nahezu flüssigkeitsdicht an der Innenwandung des Innenraums 202 sitzt. Vorzugsweise weist der Anker-Zylinder im tankseitigen Bereich des Innenraums 202 Nuten auf, wobei die Nutenstege an der Innenwandung des Innen¬ raums 202 anliegen und dort Führungen für den Anker-Zylinder 210 bilden.
Die Einspritzpumpe nach Fig. 17 funktioniert wie folgt. Wird der Anker-Zylinder 210 aus der dargestellten Ruhestellung zunächst widerstandslos beschleunigt, fließt Kraftstoff über die Bohrung 242 in den tankseitigen Raum der Bohrung 217 und von dort in den Raum 202a, wobei das Ventil 229 geschlossen bleibt. Zudem fließt Kraftstoff durch die Bohrung 243 aus dem einspritzventilseitigen Raum der Bohrung 217 in den tankseitigen Innenraum 202 und von dort - da der Anker-Zylinder 210 von der Stirnringfläche 213 abgehoben hat - durch den dadurch gebildeten Spalt ebenfalls in den Raum 202a. Sobald das Stößelventil 218, 219 vom Ventilsitz erfaßt wird, entsteht der gewünschte Druckstoß im einspritzven- tilseitigen Innenraum 202. Der Druckstoß wird auf die Kegelflä¬ che des Kegelstumpfes 205c übertragen und hebt den Kolben 205 gegen den Druck der Feder 240 von der Düse 3a ab, so daß Kraft¬ stoff abgespritzt wird. Gleichzeitig entsteht im Raum 202a und imtankseitigen Innenraum 202 ein Unterdruck, der auch auf den Kolben 205 wirkt, der aber sehr viel geringer ist als die Fader¬ kraft der Feder 240 beträgt, so daß der Kolben insofern unbeein¬ flußt bleibt. Der Unterdruck öffnet aber das Ventil 229, so daß Kraftstoff nachgesaugt wird. Das Ventil 229 schließt aufgrund der Federkraft der- Feder 228 wieder, wenn die Rückstellbewegung des Ankerzylinders 210 beginnt, so daß dann durch die Anker- Zylinderbewegung Kraftstoff in die Räume der Bohrung 217 und des Innenraums 202 gedrängt wird. Die Funktion des Ventils 292 ent¬ spricht der Funktion des gleichen Ventils 229 in der Ausführungsform der Einspritzpumpe 1 nach Fig. 13.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einspritzpum¬ pe 1, bei der die Einspritzdüse 3 unmittelbar in der Stirnwand 200d im Gehäuse 200 der Einspritzpumpe 1 untergebracht ist, ergibt sich aus Fig. 18. Diese Ausführungsform ähnelt der nach Fig. 17, weshalb wiederum gleiche Teile mit gleichen Bezugszif¬ fern gekennzeichnet sind.
Die Ventilkappe 3b bildet in diesem Fall einen Ventilsitz 3c für ein Stößelventil 244, dessen Ventilteller 245 von außen gegen den Ventilsitz 3c gezogen wird, und dessen Stößelstiel 246 die dem Ventilsitz 3c nachfolgende Kappenbohrung 3d frei oder durch Rippen 247 radial abgestützt durchgreift sowie frei durch die Ankerzylinderbohrung 217 geht und kurz vor dem erweiterten Be¬ reich der Bohrung 217 endet, in dem der Stößelteller 218 des Stößelventils 218, 219 aufgenommen ist. Am freien Ende des Stö¬ ßelstiels 246 ist ein Löcher oder randliche Ausnehmung 248 auf¬ weisender Ri g 248a befestigt, gegen den sich ...inspritzventil- seitig eine Druckfeder 250 abstützt, die anderendig an der Stirnwand 200d des Gehäuses 200 bzw. an der Ventilkappe 3b an¬ liegt. Wesentlich ist bei dieser Ausführungsform, daß der Anker¬ zylinder 210 lediglich die Durchgangsbohrung 217 und keine rand¬ lichen Nuten aufweist, sondern formschlüssig an der Innenwandung des Innenraums 202 anliegt.
Diese Einspritzpumpe, die keinen Kolben aufweist, funktioniert im Unterschied zur Ausführungsform nach Fig. 17 wie folgt. Wenn das Stößelventil 218, 219 vom Ventilsitz des Ankerzylinders 210 mitgenommen wird, erfolgt der plötzliche Druckaufbau im Kraft¬ stoff im Raum 202, 217 und 3d, so daß das Stößelventil 244 zum Abspritzen gegen den Druck der Rückstellfeder 250 öffnet. An¬ schließend trifft der Stößelteller 218 nach einem weiteren Hub¬ weg "H" auf den Stößelstiel 246 und hält das Ventil 244 offen.
Eine der in Fig. 18 dargestellten Ausführungsform ähnelnde Aus- führungsform der erfindungsgemäßen Einspritzpumpe 1 ist in Fig. 19 abgebildet, wobei gleiche Teile wiederum mit gleichen Bezugs¬ ziffern bezeichnet sind.
Der Stößelstiel 246 des Stößelventils 244 ist kürzer ausgeführt und reicht in der Ruhestellung bzw. Ausgangsstellung der Pumpe 1 nur bis in den einspritzventilseitigen Endbereich der Anker¬ zylinderbohrung 217. Demgemäß ist auch die Rückstellfeder 250 verkürzt ausgeführt. Zusätzlich drückt jedoch eine weitere Druckfeder 251 von der Tankseite her gegen den Ring 248a, die sich einendig gegen eine eine zentrale Bohrung 217d aufweisende Wandung 217e abstützt, die die Bohrung 217 in einen einspritz¬ ventilseitigen und einen tankseitigen Bereich unterteilt, die über die Bohrung 217d in Verbindung stehen.
Bei dieser Version der Einspritzpumpe 1 unterstützt die Feder 251 das Aufstoßen des Ventils 244 wie im Falle der Ausführungs¬ form nach Fig. 18, bei der das Aufstoßen durch den Ventilteller 218 unterstützt wird, der auf den Stößelstiel 246 stößt. Die Federn halten dann auch das Ventil 244 in der Offenstellung, solange der Federdruck der Feder 250 bzw. 251 dies bewirkt.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung läßt sich ein Motorstart ohne Batterie sowie ein Motornotlauf ohne Batte¬ rie betreiben. Anhand der Fig. 20, 21, 22 wird diese Möglichkeit im folgenden näher beschrieben.
Die elektrisch angetriebene bzw. elektronisch gesteuerte Ein¬ spritzung benötigt zum Start und Lauf ausreichend elektrische Energie. Für den Fall, daß die elektrische Energie nicht in ausreichender Größe zur Verfügung steht, soll erfindungsgemäß die Möglichkeit geschaffen werden, Motoren mit der erfindungs¬ gemäßen Einspritzung auch ohne elektrische Energie zu starten, beispielsweise per Handkurbeltrieb. Der erforderliche Kraftstoff wird dabei, wie nachstehend näher ausgeführt, durch eine Hilfs- einrichtung zur Verfügung gestellt. Erreicht der Motor eine Drehzahl, bei der der Generator ausreichend Energie bereit¬ stellt, wird die Kraftstoffhilfseinrichtung erfindungsgemäß abgeschaltet und die Einspritzung rfolgt elektrisch bzw. elek¬ tronisch gesteuert, dem Normalfal_. entsprechend.
Es gibt Motoren, die ohne elektrische Energie gestartet werden, z.B. durch Hand- oder Kickstarteinrichtung. Dazu gehören kleine Motoren von Handarbeitsgeräten, Zweiradfahrzeugen oder Außen¬ border. Diese Starteinrichtung ist erforderlich, weil keine Batterie zum Starten und/oder Laufen vorhanden ist. Darüber hinaus sollen Motoren, beispielsweise auch bei entladener Batte¬ rie ohne elektrische Energie startfähig sein.
Erfindungsgemäß wird die Möglichkeit, Motoren ohne elektrische Energie per Hilfseinrichtung zu starten dadurch erreicht, daß die an jedem Motor vorhandene Kraftstoffzuführbedingung, z.B. das Zulaufgefälle oder der Druck der Kraftstofförderpumpe bei Startdrehzahl genutzt wird. Dabei wird der Kraftstoff dem Saug¬ rohr bzw. den Überströmern bei Zweitaktmotoren oder einer Do¬ siereinrichtung direkt zugeführt. Erreicht der Motor dann eine Drehzahl, bei der der Generator ausreichende Energie für die Einspritzung bereit stellt, sperrt ein Ventil die direkte Kraft¬ stoffZuführung zum Motor, der Kraftstoff wird der Einspritzvor¬ richtung zugeführt und diese übernimmt dann die Kraftstoffver¬ sorgung des Motors.
Fig. 20 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung zur KraftstoffVer¬ sorgung eines Motors 500. Dabei ist nach einer Kraftstoffvor- druckpumpe 501, die ansaugseitig mit einem Kraftstoffvorrats- behälter 502 verbunden ist, eine Verzweigung des KraftstoffZu¬ laufs zum Motor vorgesehen. Im stromlosen Zustand ist eine an einen Generator 503 angeschlossene Einspritzvorrichtung 504, die entsprechend einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele aufge¬ baut ist, inaktiv, und ein beispielsweise elektromagnetisch betätigtes Steuerventil 505 ist für den Kraftstoffzulauf zu einem Zerstäuber 506 am Motor 500 geöffnet.
Beim Start des Motors 500 wird der von der Vordruckpumpe 501 gelieferte Kraftstoffdruck über das geöffnete Steuerventil 505 dem am Motor 500 befindlichen Zerstäuber 506 zugeführt. Der Strömungswiderstand des Steuerventils 505 und/oder des Zerstäu¬ bers 506 ist dabei so bemessen, daß mit dem Druckangebot der Vordruckpumpe 501 bei Startdrehzahl der für den Start erforder¬ liche Kraftstoffbedarf gedeckt wird. Erreicht der mit dem Motor gekoppelte Generator 503 eine Drehzahl, bei der der für die Einspritzvorrichtung 504 erforderliche Energiebedarf gedeckt ist, wird eine Einspritzsteuerung 507 aktiv, die ebenfalls vom Generator 503 gespeist wird und über eine Steuerleitung an die Einspritzvorrichtung 504 angeschlossen ist. Dazu wird mittels eines Stromsignals das Steuerventil 505 geschlossen, so daß kein Kraftstoff mehr dem Motor direkt zugeführt werden kann. Gleich¬ zeitig übernimmt die Einspritzvorrichtung 504, gesteuert durch die Einspritzsteuerung 507, über die Einspritzdüse 508 die Ein¬ spritzung.
Eine an vielen Motoren vorhandene Handpumpe 509 kann gegebenen¬ falls zusätzlich beim Startvorgang für die direkte Kraftstoff¬ zuführung zum Motor über den Zerstäuber 506 benutzt werden. Die Handpumpe 509 ist in der Verbindungsleitung 511 von der Pumpe 501 zum Steuerventil 505 angeordnet. Die Ansteuerung des Steuer¬ ventils 505 erfolgt durch die Einspritzsteuerung 507 über eine Steuerleitung 510.
Fig. 21 zeigt eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 20, bei der das Steuerventil 505 in der Einspritzleitung 511 zwischen der Einspritzvorrichtung 504 und der Einspritzdüse 508 angeord¬ net ist. Die Funktion des stormlosen Startens entspricht der vorstehend anhand von Fig. 20 erläuterten Funktion.
Um das Durchströmen des Kraftstoffes ohne Pumpunterstützung der Einspritzvorrichtung 504 zu gewährleisten, ist der Strömungs¬ widerstand der Einspritzvorrichtung 504 klein gehalten. Vorteil¬ haft ist dabei, daß das Entlüften der Einspritzvorrichtung 504 und der Einspritzleitung 511 problemlos möglich ist. Soll die Einspritzvorrichtung 504 entlüftet werden, so wird das Steuer¬ ventil 505 über einen Ausschalter 512 in der Leitung von ''er Einspritzsteuerung 507 zum Steuerventil 505 stromlos gemaci... soweit dies nicht durch die Einspritzsteuerung 507 bereits er¬ folgt ist. Dadurch ist das Steuerventil 505 in Richtung Zerstäu¬ ber 506 geöffnet, und die im System befindliche Luft kann bei gleichzeitigem Pumpen, beispielsweise mit der Vordruckpumpe 501 oder der Handpumpe 509, entweichen.
Anhand von Fig. 22 wird nachfolgend der erfindungsgemäß vorgese¬ hene Motornotlauf ohne Batterie näher beschrieben werden.
Die in den Fig. 20 und 21 dargestellte Anordnung kann auch für den Notbetrieb des Motors verwendet werden, bei dem beispiels¬ weise durch Ausfall des Generators kein ausreichendes Energie¬ angebot für die Einspritzsteuerung und die Einspritzvorrichtung vorhanden ist. Dabei erfolgt erfindungsgemäß durch eine Dosier¬ einrichtung, beispielsweise durch eine verstellbare, mit der Drosselklappe im Luftansaugrohr gekoppelten Drossel im Steuer¬ ventil eine Mengenvariation des Kraftstoffes, was eine Steuerung der Motorlast notdürftig erlaubt. Fig. 22 zeigt ein hierfür geeignetes Ausführungsbeispiel des Steuerventils bzw. des Dosierventils 505 in den Fig. 20 und 21. Das Steuerventil 505 weist ein Gehäuse 520 auf, in das eine Spule 521 eingesetzt ist, die zum Antrieb eines Ankers 522 dient, der in einer Bohrung 523 des Gehäuses 520 verschiebbar gelagert ist und in seiner Ruhestellung durch eine Rückstell¬ feder 524 gegen einen im Gehäuse 520 angeordneten, einstellbaren Anschlag 525 gedrängt ist, an den außerhalb des Gehäuses ein Seilzug 526 angeschlossen ist. Im Anker 522 sind peripher Längs¬ nuten 527 ausgebildet, die eine Kommunikation von in der Bohrung 523 vorhandenem Kraftstoff zwischen der Vorderseite und Rücksei¬ te des Ankers .522 zulassen. Der kolbenförmig ausgebildete An¬ schlag 525 durchgreift die Gehäusestirnwandung 520b und ist im Gehäuse 520 mittels einer Feder 528 gegenüber der Gehäusestirn¬ wandung 520b vorgespannt.
Einheitlich ausgebildet mit der dem Anschlag 525 gegenüberlie¬ genden Stirnseite des Ankers 522 ist ein Dosierkolben 527. Diese Stirnseite ist zudem von der Rückstellfeder 524 beaufschlagt, die sich anderendig gegen die Stirnwand 520a des Gehäuses 520 abstützt. Der Dosierkolben 527 ragt mit einem konisch zulaufen¬ den Spitzende in die Förderleitung 511, von der außerdem eine Verbindungsleitung 511a zum Zerstäuber 506 abzweigt.
Der Seilzug 526, der an dem unter Federkraft gegen den Anker 522 vorgespannten Anschlag 525 angeschlossen ist, ist mit der Dros¬ selklappe 530 (s. Fig. 21, 22) verbunden. Die Drosselklappen¬ stellung wird dadurch unmittelbar auf den Anschlag 525 übertra¬ gen.
Die Funktion des Steuerventils 505 ist wie folgt. Im entregten Zustand der Spule 521 liegen Anker 522 und Dosierkolben 527 durch die Rückstellfeder 524 am Anschlag 525 an. Der Kraftstoff kann dabei von der Förderpumpe 501 kommend durch die Förderlei- tung 511 zum Zerstäuber 506 fließen. Wird das Steuerventil 505 durch die Steuereinrichtung erregt, drückt der Anker 522 den Dosierkolben 527 entgegen der Kraft der Feder 524 soweit in Förderrichtung, bis der Zulaufquerschnitt 531 der Förderleitung 511 verschlossen ist.
Wird der Motor im Notbetrieb ohne Einspritzung betrieben, ist das Steuerventil 505 stromlos und somit der Zulaufquerschnitt 531 in der Leitung 511 zum Zerstäuber 506 freigegeben. Ent¬ sprechend der Drosselklappenstellung wird der konische Dosier¬ kolben 527 über den Anker 522 durch den Anschlag 525 mehr oder weniger weit in die Bohrung des Zulaufquerschnitts 531 gedrückt. Die Kopplung zur Drosselklappe 530 ist dabei so gewählt, daß mit zunehmender Öffnung der Drosselklappe 530 der Querschnitt 531 mehr geöffnet, wird. In der LeerlaufStellung der Drosselklappe 530 verbleibt ein minimaler Spalt am Querschnitt 531, der die Leerlaufmenge des Kraftstoffs zum Zerstäuber 506 durchläßt.
Fig. 23 zeigt eine bevorzugte Schaltung zur Ansteuerung der Ankererregerspule der erfindungsgemäßen Einspritzpumpen, die eine optimale Beschleunigung des Ankers gewährleistet.
Bekannt ist, die Dosierung der abzuspritzenden Kraftstoffmenge beispielsweise zeitlich gesteuert vorzunehmen. Eine rein zeitli¬ che Steuerung hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, weil das Zeitfenster, welches sich zwischen minimal und maximal abzu¬ spritzender Kraftstoffmenge ergibt, zu klein ist, um das im Motorbetrieb erforderliche Mengenspektrum differenziert und reproduzierbar genug zu beherrschen. Über die erfindungsgemäße reine Intensitätssteuerung des Stromflusses läßt sich jedoch eine genügend differenzierbare Mengendosierung erreichen.
Im Falle des elektromagnetischen Antriebes der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen ist insbesondere die Erregung, d.h. das Produkt aus Windungszahl der Spule und Stromstärke des. Stroms, der die Spule durchsetzt, bestimmend für die elektro- magnetomechanische Energieumwandlung. Das heißt, eine aus¬ schließliche Steuerung der Stromamplitude erlaubt es, das Schaltverhalten des Antriebmagneten unabhängig von Einflüssen der Spulenerwärmung und einer schwankenden Versorgungsspannung eindeutig definiert zu gestalten. Damit trägt eine derartige Steuerung insbesondere den bei Motoren üblicherweise stark schwankenden elektrischen Spannungsverhältnissen und den unter¬ schiedlichen Temperaturverhältnissen Rechnung.
Fig. 23 zeigt eine erfindungsgemäße Zweipunktregelungsschaltung für die Stromamplitude des eine Pumpenantriebsspule 600 steuern¬ den Stroms. Die Antriebsspule 600 ist an einen Leistungstransi¬ stor 601 angeschlossen, der über einen Meßwiderstand 602 an Masse liegt. An den Steuereingang des Transistors 601, bei¬ spielsweise an die Transistorbasis, ist ein Komparator 603 mit seinem Ausgang angelegt. Der nicht invertierende Eingang . des Komparators wird von einem Stromsollwert beaufschlagt, der bei¬ spielsweise mittels eines Mikrocomputers gewonnen wird, und der invertierende Eingang des Komparators 603 ist an der Seite des Meßwiderstands angeschlossen, die mit dem Transistor 601 ver¬ bunden ist.
Um den Energiefluß in der Antriebsspule 600 unabhängig von der Versorgungsspannung zu steuern, wird der von der Spule 600 auf¬ genommene Strom durch den Meßwiderstand 602 gemessen. Erreicht dieser Strom den von einem Mikroprozessor als Stromsollwert vorgegebenen Grenzwert, schaltet der Komparator über den Lei¬ stungstransistor 601 den Strom für die Spule 600 aus. Sobald der Stromistwert unter den Stromsollwert sinkt, schaltet der Transi¬ stor über den Komparator den Spulenstrom wieder ein. Die durch die Induktivität der Spule 600 bedingte Stromanstiegsverzögerung verhindert ein zu schnelles Überschreiten des maximal zulässigen Stroms.
Danach kann der nächste Schaltzyklus beginnen, und dieses Takten des Spulenstroms der Spule 600 findet so lange statt, wie die den Stromsollwert liefernde Referenzspannung am nicht invertie¬ renden Eingang des Komparators 603 anliegt.
Die Schaltung stellt eine getaktete Stromquelle dar, wobei das Takten erst nach Erreichen des vom Mikroprozessor bereitgestell- ten Stromsollwerts einsetzt. Die Energie- und damit die Mengen¬ steuerung der Pumpeinrichtung 1 kann mit dieser Schaltung in Kombination von Dauer oder/und Höhe der vom Mikroprozessor be¬ reitgestellten Referenzspannung erfolgen.
Die Fig. 24, 25 und 26 zeigen besonders vorteilhafte Ausfüh¬ rungsformen der Einspritzdüse (z.B. Düse 3) für die erfindungs¬ gemäße Einspritzvorrichtung.
Diese Einspritzdüse umfaßt ein Ventilsitzrohr 701, an dessen freiem unteren Ende die Membran 70 angeordnet ist, gegebenen¬ falls einen strahlformenden Zapfeneinsatz 702 (der in einem zentralen Loch der Membran 704 sitzt), einen Düsenhalter 703, eine in Richtung Ventilsitz vorgespannte Membranplatte 704, einen Sprengring 705, eine Druckleitung 706, die ventilsitzsei- tig in einen zur Membran 704 hin offenen, von der Membran abge¬ deckten Ringkanal 708 mündet, eine Druckschraube 707, eine Dich¬ tung 709 für den Düsenhalter 703 und eine Aufnahme 710 für den Düsenhalter 703.
Mit der in den Fig. 24, 25 und 26 gezeigten Membran-Flachsitzdü¬ se mit Düsenzapfen 702 (Fig. 25) und ohne Düsenzapfen 702 (Fig. 26) wird eine gute BrennstoffZerstäubung auf der Oberfläche eines gewölbten Kegelmantels erreicht. Die Form und Abmessungen dieses Mantels sind u.a. von den Abmessungen und der Gestaltung der Austrittsöffnung in der Membran (Fig. 25) abhängig und kön¬ nen gegebenenfalls mit Hilfe eines Richtzapfens oder Drossel¬ zapfens mit den bekannten Funktionsvorteilen den Erfordernissen des Motorbetriebes zusätzlich angepaßt werden.
Das Ventil arbeitet fast ohne bewegte Massen und ist durch eine speziell ausgebildete Metallmembran gekennzeichnet, die mit einem feststehenden flachen Ventilsitz zusammenarbeitet. Die Membran - zugleich wegen der Vorspannung Ventilfeder - kann durch geeignete, definierte und bleibende Deformation gegen die Richtung des Öffnens (z.B. durch Wölbung) vorgespannt werden. Damit kann die Brennstoffzerstäubung bei niedrigen Drücken vor der Düsenöffnung, die durch das zentrale Loch in der Membran 704 gebildet wird, z.B. bei niedrigen Drehzahlen und kleinen Ein¬ spritzungen (in niedrigem Teillastbetrieb), verbessert werden. Die Bearbeitung des Düsenloches (Rundung der Kanten etc. ) ist von beiden Richtungen leicht möglich.
Um den guten Schließeffekt am Ventil der nach außen öffnenden Einspritzdüse zu verstärken, kann die Sitzringbreite des Flach¬ sitzes (Fig. 25) mit der Vorspannung der Membranplatte abge¬ stimmt werden. Hierzu trägt die richtige Wahl der Abmessungen des unteren Ringeinstiches im Ventilsitz bei, wodurch sich bei gegebenem Standdruck des Brennstoffes vor Ventilsitz die auf die Membran wirkende Kraft ergibt. Andererseits wird die Membran durch den im Ringeinstich lagernden bzw. den hier durchströmen¬ den Brennstoff wirksam gekühlt.
Die Düse bedarf keiner Schmierung und ist deshalb für Benzin, Alkohol und dessen Mischungen besonders geeignet. Aufgrund der Funktionsweise - es- ist kein dem Ventilsitz nachgeschaltetes Volumen vorhanden - sind in dieser Düse vergleichsweise niedri¬ gere Kohlenwasserstoff-Emissionen des Motors zu erwarten als mit nach innen öffnenden Düsen.
Die Düse besteht aus wenigen Teilen, ihre Herstellung in Massen¬ produktion, Wartung, Überprüfung und Teileaustausch ist deshalb sehr einfach und preiswert.
Kraftstoffversorgungseinrichtungen für Kraftstoffeinspritzanla¬ gen werden zu deren Kühlung und zur Abfuhr von Dampfblasen wäh¬ rend des Betriebs mit Kraftstoff durchspült. Das heißt, die Kraftstoff-Förderpumpe stellt eine größere Menge Kraftstoff bereit, als vom Motor benötigt wird. Diese Mehrmenge wird über eine Leitung zum Tank zurückgeführt und dient zur Wärmeabfuhr und zur Abfuhr von Kraftstoff-Dampfblasen. Dampfblasen entstehen im Motorbetrieb durch Wärmeeinwirkung und können die Funktion der Einspritzanlage stören oder gar verhindern. Auch ein erneu¬ tes Starten des noch betriebs armen Motors kann durch Dampfbla- sen erschwert oder gar verhindert werden.
Bei bestimmten Motoranwendungen, z.B. als Außenbordmotor an Booten, ist jedoch eine Rückleitung zum Tank aus Sicherheits¬ gründen vom Gesetzgeber nicht zugelassen.
Eine Kraftstoffversorgungseinrichtung mit einer erfindungsgemä¬ ßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung deshalb ohne Rückleitung zum Tank ausgebildet, wobei dennoch Wärme und Dampfblasen abgeführt wer¬ den können.
Die Erfindung löst dieses Problem durch Verwendung einer zweiten Kraftstoffpumpe, einer Gasabscheidekammer mit Schwimmventil und eines Kühlers. Diese Anordnung kann direkt am Motor angebracht werden und vermeidet damit rter Druck stehende Kraftstofflei¬ tungen außerhalb des Motorrε __es oder der Motorkapsel. Damit ist den gesetzlichen Sicherheitsbestimmungen genüge getan.
Anhand der Fig. 27 wird diese KraftstoffVersorgungseinrichtung im folgenden beispielhaft näher erläutert.
Eine Pumpe 801 saugt den Kraftstoff 802 aus dem Tank 803 und führt ihn durch eine Kraftstoffleitung 804 einer Gasabscheide¬ kammer 805 zu. Die Gasabscheidekammer 805 weist einen Schwimmer 806 auf, der ein Entlüftungsventil 807 bedient, das auf eine im Deckenbereich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 805a angeordnete Gasabführleitung 808 einwirkt.
Vom Boden der Gasabscheidekammer 805 ist eine Kraftstoffleitung 809 abgezweigt, die mit einer Pumpe 810 in Verbindung steht und zu einem erfindungsgemäßen Einspritzventil 811 führt, das über eine Kraftstoffleitung 812 mit dem Gasabscheidebehälter 805 verbunden ist, die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 805a in den Gasabscheidebehälter 805 mündet. In der Kraftstoffleitung 812 sitzt in der Folge vom Einspritzventil 811 ausgehend ein Druck¬ regler 813 und ein Kühler 814. Die neue Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine erfindungs¬ gemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung funktioniert wie folgt: Die Pumpe 801 saugt den Kraftstoff 802 aus den Tank 803 und führt ihn der Gasabscheidekammer 805 zu, bis das Entlüftungs¬ ventil 807 vom Schwimmer 806 geschlossen wird. Die Pumpe 810 entnimmt am Boden der Gasabscheidekammer 805 den Kraftstoff und baut vor dem Druckregler 813 den für das jeweilige Einspritzsy¬ stem erforderlichen Druck auf. In ihrer Fördercharakteristik ist die Pumpe 810 so ausgelegt, daß sie die zur Kühlung und Durch¬ spülung des Einspritzventils 811 erforderliche Menge an Kraft¬ stoff aufbringt und über den Kühler 814 der Gasabscheidekammer 805 zuführt. Werden nun Dampfblasen 805b in die Gasabscheidekam¬ mer 805 abgeführt, so wird das Kraftstoffniveau 805a sinken, der Schwimmer 806 öffnet das Entlüftungsventil 807 so lange, bis die Pumpe 801 zum ursprünglichen Niveau 805a nachgefördert hat. Das Entlüftungsventil 807 steht in Verbindung mit dem Luftansaugrohr 808 des Motors, so daß die aus dem Luftansaugrohr abgezogenen Kraftstoffdämpfe nicht unverbrannt in die Umwelt gelangen kön¬ nen.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, die nach dem Festkörper- Energiespeicher-Prinzip arbeitet, wobei ein in einem Pum¬ penzylinder einer mit einem Elektromagneten angetriebenen Hubkolbenpumpe geführtes Hubkolbenelement Teilmengen des abzuspritzenden Kraftstoffs während einer nahezu wider¬ standslosen Beschleunigungsphase, während der das Hubkol¬ benelement kinetische Energie speichert, vor dem Abspritzen im Pumpenbereich verdrängt und die Verdrängung plötzlich mit die Verdrängung unterbrechenden Mitteln gestoppt wird, so daß ein Druckstoß im in einem abgeschlossenen Druckraum befindlichen Kraftstoff erzeugt wird, indem die gespeicher¬ te kinetische Energie des Hubkolbenelements direkt auf den im Druckraum befindlichen Kraftstoff übertragen wird, und wobei der Druckstoß zum Abspritzen von Kraftstoff durch eine Einspritzdüseneinrichtung verwendet wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die die Verdrängung unterbrechenden, den Druckstoß erzeugenden Mittel außerhalb des führenden flüssigkeits¬ dichten Kontaktbereichs zwischen Hubkolbenelement und Hub¬ kolbenzylinder der Hubkolbenpumpe angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mittel zur Unterbrechung der Verdrängung bzw. zum Erzeugen des Druckanstiegs als eine ein Anschlagmittel aufweisende Einrichtung (6, 50, 70, 90, 125, 218/223) aus¬ gebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Anschlagmittel (z.B. 37) positionsverstellbar aus¬ geführt ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß für die Verdrängung von Kraftstoff während der Be¬ schleunigungsphase ein Volumenspeicherelement (6) vorgese¬ hen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , • daß sie eine elektromagnetisch angetriebene Hubkolbenpumpe (1) aufweist, die über eine Förderleitung (2) an eine Ein¬ spritzdüseneinrichtung (3) angeschlossen ist, wobei von der Förderleitung (2) eine Ansaugleitung (4) abzweigt, die mit einem Kraftstoffvorratsbehälter (5) in Verbindung steht und wobei an die Förderleitung (2) das Volumenspeicherelement (6) über eine Leitung (7) angeschlossen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Pumpe (1) ein Gehäuse (8) aufweist, in dem eine Ringspule (9) lagert, wobei im Bereich des Spulendurchgangs ein Anker (10) angeordnet ist, der als zylindrischer Körper ausgebildet und in einem Gehäusezylinder geführt ist, der sich im Bereich der Zentrallängsachse der Ringspule (9) be¬ findet und mittels einer Druckfeder (12) in eine Ausgangs¬ stellung gedrückt wird, in der er am Boden (11a) des Ge¬ häusezylinders anliegt, wobei an der einspritzdüsenseitigen Stirnfläche des Ankers (10) ein Förderkolben (14) angesetzt ist, der relativ tief in einen zylindrischen Kraftstoff- örderraum (15) eintaucht, der koaxial zum Gehäusezylinder angeordnet ist und in Übertragungsverbindung mit der Druck-- leitung (2) steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und/oder 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Ansaugleitung (4) ein Rückschlagventil (16) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Speicherelement (6) ein Gehäuse (22) aufweist, in dessen Hohlraum als zu verdrängendes Organ eine Membran (23) gespannt ist, die von dem Hohlraum einen drucklei¬ tungsseitigen, mit Kraftstoff gefüllten Raum abtrennt, und die im entspannten Zustand den Hohlraum in zwei Hälften teilt, die durch die Membran gegeneinander abgedichtet sind, wobei an der der Leitung (7) abgewandten Seite der Membran ein Leerraum angeordnet ist, der eine gewölbeförmi- ge Wandung (22a) als Anschlagmittel für die Membran (23) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an der der Leitung (7) abgewandten Seite der Membran
(23) in dem Leerraum eine die Membran beaufschlagende Feder
(24) angeordnet ist, die als Rückstellfeder für die Membran (23) wirkt. .
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Druckleitung (2) zwischen dem Einspritzventil (3) und dem Druckraum vor den Abzweigungen (4, 7) ein Rück¬ schlagventil (16a) angeordnet ist, das in dem einspritzven- tilseitigen Raum einen Stauraum zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Standdrucks im Kraftstoff bildet.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7 und 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als Verdrängungsorgan für das Speicherelement (6) ein in einem mit der Leitung 7 in Verbindung stehenden zylin¬ drischen Gehäuse (30) geführter Speicherkolben (31) ver¬ wendet wird, wobei der Zylinder (30) ein Leervolumen (33c) zur Verfügung stellt, in das der Kolben (31) vom Kraftstoff verdrängt werden kann.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Bereich des Leerraumvolumens (33c) eine Ablaufboh- rung (32) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 und/oder 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß im Leerraumvolumen (33c) eine Druckfeder (34) einge¬ spannt ist, die den Kolben (31) in seine Ruhestellung gegen eine druckleitungsseitige Gehäusewandung (33a) drückt.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß im Leerraumvolumen (33c) ein axial verstellbarer An¬ schlagbolzen (37) für den Kolben (31) angeordnet ist, der die Gehäusewandung durchgreift und außerhalb des Gehäuses mit einem Verstellmittel in Verbindung steht.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 und 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Kraftstoffzulaufventil (16) auch als Speicherele¬ mentventil (50) ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Ventil (50) ein zylindrisches Gehäuse (51) auf¬ weist, in das eine durchgehende Bohrung (52) eingebracht ist, die einen druckleitungsseitigen Abschnitt (53) und einen ansaugseitigen Abschnitt (53b) aufweist, wobei da- zwischen ein radiόl erweiterter Ventilraum (54) ausgebildet ist, der ein Absperrventilelement (55) aufnimmt, das ein¬ stückig aus einer Kreisscheibe (56) großen Durchmessers und einer Kreisscheibe (57) kleinen Durchmessers besteht, wobei die Kreisscheibe (57) auf der Seite des Bohrungsabschnitts
(53) angeordnet ist und wobei eine Ventilkörperrückstell¬ feder (58) das Ventilelement im Ruhezustand gegen eine druckleitungsseitige Stirnringfläche (59) des Ventilraums
(54) drückt, die sich einerseits an der Kreisscheibe (56) und andererseits am Boden einer Ringstufe (60) abstützt, die zentral in der der Stirnfläche (59) des Ventilraums (54) gegenüberliegenden Stirnfläche (61) angeordnet ist, so daß die Kreisscheibe (56) dichtend zur Anlage an die Stirn¬ fläche (61) des Ventilraums (54) gelangen kann und wobei der Bohrungsabschnitt (53) in Verbindung mit dem Ventilraum (54) über in der Gehäusewandung (51) angeordnete Rinnen oder Nuten (62) steht, die zweckmäßigerweise in Richtung Ventilraum (54) sich trichterförmig erweiternd ausgebildet sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 , g e k e n n z e i c h n e t durch ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil (70) .
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch' g e k e n n z e i c h n e t , daß das Ventil (70) in einem Ventilgehäuse (77) eine Ring¬ spule (78) aufweist, in deren Innenraum eine Zylinderboh¬ rung (74) vorgesehen ist, in der ein Anker (73) geführt wird, der mit einer federbelasteten Ventilplatte (72) in Verbindung steht und mindestens eine quer zur Längsver- streckung des Ankers verlaufende Bohrung (75) im Bereich der Ventilplatte aufweist, wobei der Anker (73) durch eine gegen die Platte (72) drückende Feder (76) in eine druck¬ leitungsseitige Endlage gedrückt wird, in der der Kraft¬ stoff über die Bohrungen (75) und (74) und die Drucklei¬ tungsöffnung (71) mit dem Kraftstoff der Druckräume (15, 2) in Verbindung steht.
19. Vorrichtung nach Anspruch 15, g e k e n n z e i c h n e t durch eine integrale Speicherlement-Zulaufventileinrichtung (90), die ein Gehäuse (91) aufweist, in das eine Mittenlängsboh¬ rung (92) eingebracht ist, die einendig über eine Öffnung (93a) in die Druckleitung (2) und anderendig in einen zy¬ lindrischen Ventilraum (93) mündet, wobei zudem Rinnen (94) von der Bohrung (92) zum Ventilraum (93) führen und wobei das Ventilelement zweiteilig ausgebildet ist und einen im Ventilraum (93) geführten Zylinder (95) umfaßt, in dessen zylindrischer durchgehender Zentralstufenbohrung ein Kolben
(96) verschiebbar geführt wird und wobei in der Außenman¬ telfläche des Zylinders (95) achsparallel verlaufende Nuten
(97) ausgebildet sind und wobei der Zylinder (95) durch eine Feder (98) in seine Ruhestellung gedrückt wird, in welcher er mit seiner einen Stirnfläche auf dem tankseiti¬ gen Boden des Ventilraums (93) aufsitzt, in den eine vom Kraftstoffbehälter kommende Kraftstoffzuführleitung (99) mündet, und wobei in der Bohrung zur Aufnahme des Kolbens (96) tankseitig eine Feder (100) sitzt, die den Kolben (96) gegen den druckleitungsseitigen Boden den Ventilraums (93) drückt, so daß die Bohrung (92) abgedeckt ist, wobei im tankseitigen Innenraum des Zylinders (95) ein Freiraum (95a) für den Kolben (96) gebildet wird.
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 und 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Speicherelement (6) baueinheitlich mit dem Förder¬ kolben (14) der Hubkolbenpumpe (1) ausgebildet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als Speicherelement ein Speicherkolben (80) dient, der in einem druckleitungsseitigen ersten Mittenlängsachsstu- fenbohrungsabschnitt (14b) einer zentral durch den Kolben (14) und den Anker (10) gehenden Stufenbohrung (14a) gegen einen druckleitungsseitigen Anschlag von einer Feder (81) gedrückt wird, wobei der Kolben (80) in der Ruhestellung mit seiner einen Stirnfläche in den Druckraum (15) ragt und der den Speicherkolben (80) aufnehmende Bohrungsabschnitt (14b) im Förderkolben (14) sich nach einer Stufe (14c) zum Anker (10) hin in einem weiteren Stufenbohrungsabschnitt (14d) fortsetzt, auf dessen Stufe (14e) sich eine Druckfe¬ der (81) abstützt, die gegen die ankerseitige Stirnfläche des Kolbens (80) drückt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein tankseitiges Hydraulikventil zusammen mit der Pumpe (1) und der Druckleitung (2) in einem gemeinsamen Gehäuse (121) untergebracht sind und ein in der Kraftstoffzufuhr- leitung sitzendes hydraulisch gesteuertes Kraftstoffzulauf- ventil (122) ist, das selbsttätig aufgrund des Bernoulli- Effekts bei einer bestimmten Durchflußgeschwindigkeit schließt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kraftstoff über einen Spalt (123) in einen Ventil¬ raum (124) des Ventils (122) gelangt, in dem zwischen einem Ventilkegel (125) und dem zugehörigen Ventilsitz ein schma¬ ler Ringspalt belassen ist, der sich durch entsprechende Auslegung einer den Ventilkegel (125) beaufschlagenden Feder (126) einstellen läßt.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 und/oder 23, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zur Einspritzdüse führende Druckleitung (2) an den Ausgang eines Rückschlagventils (127) angeschlossen ist, das ebenfalls in dem Gehäuse (121) baulich vereinigt an¬ geordnet ist und über das der Kraftstoffweg zur Einspritz- düse 3 führt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rückschlagventil (127) einen Ventilkegel (128) auf¬ weist, der durch Vorspannung einer Feder (129) gegen einen zugehörigen Ventilsitz gepreßt wird, wobei die Feder (129) so ausgelegt ist, daß das Ventil (127) geschlossen ist, wenn der in Richtung Druckleitung (2) anliegende Druck unterhalb desjenigen Wertes liegt, der zu einem Ausstoß von Kraftstoff über die Einspritzdüse (3) führt, die mittelbar an das Ventil (127) angeschlossen ist.
26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25, g e k e n n z e i c h n e t durch eine hydraulische Dämpfungseinrichtung für das Ankerelement
(10) der Hubkolbenpumpe.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die hydraulische Dämpfeinrichtung nach Art einer Kol¬ benzylinderanordnung aufgebaut ist, wobei auf dem Anker (10) zentral ein zylindrischer Vorsprung (10a) ausgebildet ist, der im letzten Abschnitt der Ankerrückstellbewegung in eine Sackzylinderborhung (11b) im Boden (11a) des Zylinders paßt, wobei im Anker (10) in Längsrichtung verlaufende Nuten (10b) angeordnet sind, die den ankerrückseitigen Raum mit dem ankervorderseitigen Raum im Pumpenzylinder verbin¬ den.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der vom Förderkolben (14) durchsetzte Pumpenraum (11) vor dem Kolben (10) verbunden ist mit dem an der Ankerrück¬ seite angrenzenden Raum (11) durch Bohrungen (lOd), die im Bereich der Ankerrückseite in einen zentralen Überströmka- nal (10c) münden, wobei ein zentraler Stift (8a) eines Stoßdämpfers (8b) mit einer Kegelspitze (8c) in Richtung Mündung des Überströmkanals (10c) ragt.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der zentrale Stift (8a) rückwärtig ein Loch (8d) im Boden (11a) durchgreift, das in einen Dämpfungsraum (8e) mündet, wobei der Stift (8a) im Dämpfungsraum mit einem Ring (8f) endet, der einen größeren Durchmesser aufweist als das Loch (8d), und wobei sich am Boden des Dämpfungs¬ raums eine Feder (8g) abstützt, die gegen den Ring (8f) drückt, und wobei ein Kanal (8h) den Dämpfungsraum (8e) mit dem rückwärtigen Ankerraum (11) verbindet.
30. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß im Stift (8a) zentral eine durchgehende Verdrängungs¬ bohrung (8i) angeordnet ist, durch die Dämpfungsmedium in den Überströmkanal (10c) gedrückt werden kann.
31. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anker (10) bei der Rückstellbewegung eine Pumpein¬ richtung bedient, die gleichzeitig eine Dämpfungseinrich¬ tung für den Anker (10) gewährleistet.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Ölpumpe (260) an dem rückwärtigen Boden (11a) des Pumpengehäuses (8) angeschlossen ist, die ein Gehäuse (261) aufweist, in dessen Pumpenraum (261b) ein Pumpenkolben (262) angeordnet ist, dessen Kolbenstange (262a) in den Arbeitsraum (11) des Ankers (10) ragt, wobei der Kolben (262) beaufschlagt wird von einer Rückstellfeder (263), die sich am Gehäuseboden (261a) im Bereich eines Auslasses (264) abstützt.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Pumpenraum (261b) über eine Ölzufuhrleitung (265) in Verbindung mit einem Ölvorratsbehälter (266) steht, wobei in die Ölzufuhrleitung (265) ein Rückschlagventil (267) eingesetzt ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 26 und/oder 27, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sackzylinderbohrung (11b) im Durchmesser größer als der Durchmesser des zylindrischen Vorsprungs (10a) ist und der Vorsprung (10a) oder die Sackzylinderbohrung (11b) einen Dichtlippenring (lOe) bzw. (lOd) aufweisen, wobei die Dichtlippenringe die Kolbenabdichtung für den Vorsprung (10a) bilden.
35. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 und 26 bis 34, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anker als Pumpenzylinder (210) ausgebildet ist, wobei der Gehäuseinnenraum (202) durch einen sich radial nach innen erstreckenden Ring (203) in einen tankseitigen und einen druckleitungsseitigen Innenraumbereich abgeteilt wird und wobei druckleitungssei ig gegen eine Ringkante des Rings (203) ein formschlüssig und fest in diesem Innenraum sitzender Ringwulst (204) eines Kolbens (205) der Hubkol¬ benpumpe (1) gesetzt ist, der die Ringöffnung (206) des Rings (203) mit Abstand durchgreift und in den tankseitigen Bereich des Innenraums (202) ragt, wo er in eine durchge¬ hende Bohrung (217) des AnkerZylinders (210) eingreift.
36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kolben (205) von einer durchgehenden Bohrung (207) duchsetzt ist, die im tankseitigen Endbereich des Kolbens erweitert ausgebildet ist und dort ein Rückschlagventil (208) lagert, das von einer Schraubenfeder (209) in Rieh- tung Tankseite für die Schließstellung gegen einen Ventil¬ sitz (209a) gedrückt wird.
37. Vorrichtung nach Anspruch 35 und/oder 36, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß auf dem im tankseitigen Innenraumbereich des Innenraums (202) befindlichen Teil des Kolbens (205) formschlüssig und gleitbar der Pumpenzylinder (210) der Hubkolbenpumpe sitzt, der von einer sich einendig auf dem Ring (203) und anderen¬ dig an einer Ringstufe (212) des Zylinders (210) abstützen¬ den Schraubenfeder (211) mit seiner tankseitigen Stirnring¬ fläche (214) gegen eine Ringstufe (213) im Innenraum (202) gedrückt wird, wobei ein die Stirnringfläche (214) über¬ ragender Ventilstutzen (215) mit radialem Abstand ein Stück in den in diesem Bereich radial verengten Innenraum (202) ragt und wobei die druckleitungsseitige Stirnringfläche des Zylinders (210) im Abstand vom Ring (203) angeordnet ist und somit ein Bewegungsraum für den Zylinder (210) geschaf¬ fen wird.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der formschlüssig an der Innenwandung des Innenraums (202) geführt sitzende Zylinder (210) achsparallele stirn¬ seitig offene Längsnuten (216) in der Mantelfläche auf¬ weist, und daß die den Pumpenzylinder (210) durchsetzende, durchgehende, den Kolben (205) aufnehmende Bohrung (217) tankseitig ein dem Kolben 205 vorgeordnetes Stößelventil lagert, dessen Stößelteller (218) im Abstand von der Stirn¬ ringfläche des Kolbens (205) in einer kurzen Bohrungserwei¬ terung angeordnet ist und dessen Stößelstiel (219) die verengte Bohrung (217a) im Ventilstutzen (215) - sich gegen die Innenwandung der Bohrung (217a) abstützend - durch¬ greift und in den verengten Innenraum (202a) ragt.
39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß am freien Ende des Stößelstiels (219) ein Teller (220) befestigt ist, der Löcher (221) aufweist, wobei der Stößel¬ stiel (219) noch ein Stück über den Teller (220) hinaus¬ ragt, und gegen die tanksei ige Bodenfläche (222) des In¬ nenraums (202a) stößt, wobei der Stößelstiel (219) so lang gewählt ist, daß der Stößelteller (218) von seinem Ventil¬ sitz (223) der verengten Bohrung (217a) abgehoben ist, so daß ein bestimmter Spalt "X" gebildet wird.
40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Schraubenfeder (224) die Stellung des StößelVen¬ tils in der Ruhestellung der Hubkolbenpumpe stabilisiert, indem sich die Feder (224) einendig auf der Stirnringfläche (214) des Zylinders (210) und anderendig gegen den Teller (220) abstützt.
41. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 40, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß von der Bodenfläche (222) sich achsparallele Bohrungen (225) in die Bodenwandung erstrecken und in einen axialen Ventilraum (226) münden, in dem ein von einer Schraubenfe¬ der (228) in Tankrichtung gegen einen Ventilsitz (227) gedrückter Ventilteller (229) angeordnet ist, der peripher vom Ventilsitz (227) abdeckbare Rillen (230) aufweist, so daß das Ventil durch einen tankanschlußseitigen Druck gegen die Belastung der Feder (228) geöffnet werden kann und einen Durchgang vom Ventilraum (226) zu den Bohrungen (225) geschaffen wird.
42. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kolben (205) einstückig mit der Stirnwandung (200d) des Gehäuses (200) ausgebildet ist, wobei das Standdruck¬ ventil (208, 209) druckleitungsseitig dem Kolben (205) in einem Rohrstutzen (208a) vorgeordnet ist und die drucklei- tungsseitige Mündung der durch den Kolben (205) gehenden Bohrung (207) abdeckt.
43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stößelstiel (219) relativ kurz ausgebildet ist und über die tankseitige Stirnringfläche (214) des Zylinders (210) nur um das Ventilspiel herausragen kann.
44. Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stirnringfläche (214) im Bereich der Stirnwandung (200c) gegen einen dort gelagerten Kunststoffblock (231) stößt, der Durchgangsbohrungen (232) aufweist, die peripher in Nuten (233) münden, die mit dem tankseitigen Innenraum (202) in Verbindung stehen, wobei vom tankseitigen Innen¬ raum (202) Bohrungen (234) zum erweiterten Bohrungsbereich der Bohrung (217) im Zylinder (210) führen und wobei die Bohrungen (232) in den zum Tank führenden axialen Ventil¬ raum (226) münden, der in einem Rohrstutzen (226a) unterge¬ bracht ist.
45. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bohrungserweiterung der Bohrung (217) in der der Stößelteller (218) aufgenommen ist, druckleitungsseitig eine Ringstufe (235) bildet, die sich in der Ruhestellung des Stößelventils nur in geringem Abstand vor dem Stößel¬ teller (218) befindet und gegen die der Stößelteller (218) stößt, wenn der Stößel trägheitsbedingt bei der Rückstell- bewegung des Zylinders (210) vom Ventilsitz abhebt und/oder das Ventil vom Kunststoffblock (231) bei der Rückstellbewe¬ gung des Zylinders (210) rückgeprellt werden sollte.
46. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Stirnfläche der Ringstufe (235) Ausnehmungen (235a) eingebracht sind, die einen ungehinderten Durchfluß des Kraftstoffs gewährleisten.
47. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 44 bis 46, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stirnringfläche (214) mit geringem Abstand von der
Oberfläche des Kunststoffblocks (231) angeordnet ist.
48. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der Stirnringfläche (214) vorstehende Abstützstege
(214a) angeordnet sind.
49. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 48, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Ankerdämpfungseinrichtung im freien Endbereich des Stößelstiels (219), wobei dort ein Flanschring (219a) an¬ geordnet ist, der die Stirnringfläche (214) ein Stück seit¬ lich übergreift und an der Stirnringfläche (214) anliegen kann, und wobei in der Oberfläche des Kunststoffblocks (231) eine dem Flanschring (219a) entsprechende Ausnehmung (231a) eingebracht ist, in die der Flanschring (219a) etwa formschlüssig paßt.
50. Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dicke des Flanschrings (219a) etwas größer als die
Tiefe der Ausnehmung (231a) ausgeführt ist.
51. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 50, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in der druckleitungsseitigen Stirnwand (200d) eine Bohrung (234) angeordnet ist, die vom druckleitungsseitigen Innenraum (202) nach außen führt und auf die zweckmäßiger- weise außenseitig ein Stutzen (237) mit einer Durchgangs¬ bohrung (238) gesetzt ist, wobei durch die Bohrung (236) und den Ablaufstutzen (237) während der Startphase der Pumpe 1 bzw. des Motors oder laufend Kraftstoff vom Anker- Zylinder (210) abgepumpt werden kann.
52. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 34 bis 51, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an der Innenwandung des druckleitungsseitigen Innen¬ raums (202) eine sich an der Stirnwandung (200b) abstützen¬ de Druckfeder (238a) angeordnet ist, gegen die bei der.Be¬ schleunigung des Ankerzylinders (210) eine Stirnringfläche (239) des AnkerZylinders stößt und dabei die Feder kompri¬ miert.
53. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 52, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zylinder (210) als kolbenartiges Ankerelement im
Innenraum (202) flüssigkeitsdicht geführt wird.
54. Vorrichtung nach Anspruch 53, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein teilweise in der Ankerzylinderbohrung (217) sitzen¬ der Kolben (205a) axial bewegbar gelagert ist und Teil der Abspritzventileinrichtung (3) ist.
55. Vorrichtung nach Anspruch 54, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abspritzventileinrichtung (3) eine Ventilkappe (3b) aufweist, die in die Stirnwand (200d) des Gehäuses (200) in den einspritzventilseitigen Innenraum (202) greifend einge¬ schraubt ist, der Kolben (205a) in seiner Ruhestellung mit einer im Durchmesser reduzierten Stirnfläche (205b) die Einspritzdüsenbohrung (3d) abdeckt und die im Durchmesser reduzierte Fläche (205b) mit einem Kegelstumpf (205c ) in den zylindrischen Teil des Kolbens (205a) übergeht.
56. Vorrichtung nach Anspruch 55, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kolben (205a) in der Ankerzylinderbohrung (217) von einer Druckfeder (240) gegen die Einspritzdüsenbohrung (3d) gedrückt wird, wobei sich die Druckfeder (240) anderendig gegen eine in der Ankerzylinderbohrung (217) angeordnete Zwischenwand (241) abstützt, die die Bohrung (217) in einen einspritzdüsenseitigen und in einen tankseitigen Bereich abteilt.
57. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens eine Bohrung (242) von der Stirnringfläche (212) durch den Ankerzylinder (210) in den erweiterten Zylinderbohrungsraum des tankseitigen Bereichs der Bohrung (217) führt, in dem der Stößelteller (218) aufgenommen ist, und daß eine Bohrung (243) durch den Ankerzylinder (210) vom einspritzdüsenseitigen Bereich der Bohrung (217) in den tankseitigen Innenraum (202) geht, wobei der mittlere Be¬ reich des Anker-Zylinders (210) formschlüssig und nahezu flüssigkeitsdicht an der Innenwandung des Innenraums (202) sitzt.
58. Vorrichtung nach Anspruch 57, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anker-Zylinder (210) im tankseitigen Bereich des Innenraums (202) Nuten aufweist, wobei die Nutstege an der Innenwandung des Innenraums (202) anliegen und dort Führun¬ gen für den Anker-Zylinder (210) bilden.
59. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 53, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einspritzdüse (3) unmittelbar in der Stirnwand
(200d) des Gehäuses (200) untergebracht ist und eine Ven- tilkappe (3b) mit einem Ventilsitz (3c) für ein Stößelven¬ til (244) aufweist, dessen Ventilteller (245) von außen gegen den Ventilsitz (3c) gezogen wird und dessen Stößel¬ stiel (246) die dem Ventilsitz (3c) nachfolgende Kappenboh¬ rung (3d) frei oder durch Rippen (247) radial abgestützt durchgreift sowie frei durch die Ankerzylinderbohrung (217) geht und kurz vor dem erweiterten Bereich der Bohrung (217) endet, in dem der Stößelteller (218) des Stößelventils (218, 219)aufgenommen ist, wobei am freien Ende des Stößel¬ stiels (246) ein Löcher oder radiale Ausnehmungen (248) aufweisender Ring (248a) befestigt ist, gegen den sich einspritzventilseitig eine Druckfeder (250) abstützt, die anderendig an der Stirnwand (200d) des Gehäuses (200) bzw. an der Ventilkappe (3b) anliegt, wobei der Ankerzylinder (210) lediglich die Durchgangsbohrung (217a) und keine ra¬ dialen Nuten aufweist, sondern formschlüssig und flüssig¬ keitsdicht an der Innenwandung des Innenraums (202) anliegt und wobei der Stößelteller (218) nach einem bestimmten Hubweg auf den Stößelstiel (246) bei der Pumpbewegung stößt.
60. Vorrichtung nach Anspruch 59, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Stößelstiel (246) des Stößelventils (244) kürzer ausgeführt ist und in der Ruhestellung der Pumpe (1) nur bis in den einspritzventilseitigen Endbereich der Anker¬ zylinderbohrung (217) reicht, wobei zusätzlich eine weitere Druckfeder (251) von der Tankseite her gegen den Ring (248a) drückt, die sich einendig gegen eine eine zentrale Bohrung (217d) aufweisende Wandung (217e) abstützt, die die Bohrung (217) in einen einspritzventilseitigen und einen tankseitigen Bereich unterteilt, die über die Bohrung (217d) in Verbindung stehen.
61. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 60, g e k e n n z e i c h n e t durch eine HilfsStarteinrichtung, die ein an einen Zerstäuber (506) des Motors (500) angeschlossenes, vom Kraftstofftank
(502) mit Kraftstoff beaufschlagtes Steuerventil aufweist, dessen Strömungswiderstand zusammen mit demjenigen des Zerstäubers (506) so bemessen ist, daß mit dem Druckangebot einer Vordruckpumpe (501) bei Startdrehzahl der für den Start erforderliche Kraftstoffbedarf auch ohne elektrische Energiezufügung zur Einspritzvorrichtung (504) gedeckt werden kann.
62. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß nach der Kraftstoffvordruckpumpe (501), die ansaugsei- tig mit dem Kraftstoffvorratsbehälter (502) verbunden ist, eine Verzweigung des Kraftstoffzulaufs zum Motor vorgesehen ist, wobei im stromlosen Zustand eine an einen Generator
(503) angeschlossene Einspritzvorrichtung (504), die ent¬ sprechend der Erfindung insbesondere einem der erfindungs¬ gemäßen Ausführungsbeispiele aufgebaut ist, inaktiv ist und das beispielsweise elektromagnetisch betätigte Steuerventil (505) für den KraftstoffZulauf zu dem Zerstäuber (506) am Motor (500) geöffnet ist.
63. Vorrichtung nach Anspruch 61 und/oder 62, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine am Motor vorhandene Handpumpe (509) zusätzlich beim Startvorgang für die direkte Kraftstoffzuführung zum Motor über den Zerstäuber (506) verwendet wird, die in der Verbindungsleitung (511) von der Pumpe (501) zum Steuerven¬ til (505) angeordnet ist, wobei die Ansteuerung des Steuer¬ ventils (505) durch die Einspritzsteuerung (507) über eine Steuerleitung (510) erfolgt.
64. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Steuerventil (505) in der Einspritzleitung (511) zwischen der Einspritzvorrichtung (504) und der Einspritz- düse (508) angeordnet ist.
65. Vorrichtung nach Anspruch 64, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Ausschalter in der Leitung von der Einspritzsteuerung (507) zum Steuerventil (505) .
66. Vorrichtung nach Anspruch 64 und/oder 65, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die erfindungsgemäße Hilfsstarteinrichtung für den Notbetrieb des Motors verwendet wird, wobei ein Dosierven¬ til (505) eine Mengenvariation des Kraftstoffes bewirkt.
67. Vorrichtung nach Anspruch 66, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Dosierventil (505) ein Gehäuse (520) aufweist, in das eine Snule (521) eingesetzt ist, die zum Antrieb eines Ankers (5 _) dient, der in einer Bohrung (523) des Gehäuses (520) verschiebbar gelagert ist und in seiner Ruhestellung durch eine Rückstellfeder (524) gegen ein im Gehäuse (520) angeordneten einstellbaren Anschlag (525) gedrängt ist, an den außerhalb des Gehäuses ein Seilzug (526) angeschlossen ist, wobei im Anker (522) peripher Längsnuten (527) ausge¬ bildet sind, die eine Kommunizierung vom in der Bohrung i 523) vorhandenem Kraftstoff zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Ankers (522) zulassen, und wobei der kol¬ benförmig ausgebildete Anschlag (525) die Gehäusestirnwan¬ dung (520b) durchgreift und im Gehäuse (520) mittels einer Feder (528) gegenüber der Gehäusestirnwandung (520b) vor¬ gespannt ist, und wobei mit der dem Anschlag (525) gegen¬ überliegenden Stirnseite des Ankers (522) ein Dosierkolben (527) einheitlich ausgebildet ist, und wobei diese Stirn¬ seite zudem von der Rückstellfeder (524) beaufschlagt ist, die sich anderendig gegen die Stirnwand (520a) des Gehäuses (520) abstützt, und wobei der Dosierkolben (527) mit einem konisch zulaufenden Spitzende in die Förderleitung (511) ragt, von der außerdem eine Verbindungsleitung (511a) zum Zerstäuber (506) abzweigt, und wobei der Seilzug (526), der an den unter Federkraft gegen den Anker (522) vorgespannten Anschlag (525) angeschlossen ist, mit der Drosselklappe (530) verbunden ist.
68. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 67, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Schaltung zur Ansteuerung der Ankererregerspule (9, 600), die an einen Leistungstransistor (601) angeschlossen ist, der über einen Meßwiderstand (602) an Masse anliegt, wobei an den Steuereingang des Transistors (601), bei¬ spielsweise an die Transistorbasis, ein Komparator (603) mit seinem Ausgang angelegt ist, und wobei der nicht inver¬ tierende Eingang des Komparators (603) von einem Stromsoll¬ wert beaufschlagt wird, der beispielsweise mittels eines Mikrocomputers gewonnen wird und wobei der invertierende Eingang des Komparators (603) an der Seite des Meßwider¬ standes angeschlossen ist, die mit dem Transistor (601) verbunden ist.
69. Einspritzdüse für eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 68, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Ventilsitzrohr (701) mit einem endseitigen Ringkanal (708), eine in Richtung Ventilsitz vorgespannte Membran¬ platte (704) mit zentralem Loch, die den Ringkanal (708) abdeckt, gegebenenfalls einen Zapfeneinsatz (702) im Loch der Membrane (704), einen Sprengring (705) und eine Druck¬ leitung (706).
70. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 69, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Kraftstoffversorgungseinrichtung ohne Rückleitung zum Tank, wobei eine zweite Kraftstoffpumpe, eine Gasabscheide¬ kammer mit Schwimmventil und ein Kühler verwendet wird.
71. Vorrichtung nach Anspruch 69, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Gasabscheidekammer (805), in die aus einem Tank (803) Kraftstoff (802) mittels einer Pumpe (801) über eine Lei¬ tung (804) gepumpt wird, aus der mittels einer Pumpe (810) über eine Kraftstoffleitung (809) Kraftstoff einem Ein¬ spritzventil (811) zugeführt wird, wobei vom Einspritzven¬ til (811) eine Leitung (812) in die Gasabscheidekammer (805) zurückgeführt wird, in der ein Druckregler (813) und ein Kühler (814) angeordnet sind, wobei im Gasabscheider (805) ein Schwimmer (806) vorgesehen ist, der ein Entlüf¬ tungsventil (807) bedient, das in einer Ablaufleitung (808) sitzt, die in die Gasabscheidekammer (805). mündet.
72. Vorrichtung nach Anspruch 71, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kraftstoffleitung (812) oberhalb des Flüssigkeits¬ spiegels (805a) in die Gasabscheidekammer (805) mündet.
73. Vorrichtung nach Anspruch 71 und/oder 72, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Entlüftungsleitung (808) oberhalb des Flüssigkeits¬ spiegels (805a) in die Gasabscheidekammer (805) mündet.
74. Kraftversorgungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 71 bis 73, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kraftstoffleitung (804) oberhalb des Flüssigkeits¬ spiegels (805a) in die Gasabscheidekammer (805) einmündet.
75. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 71 bis 74, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bis auf denk Tank (803) alle Einrichtungen der Kraft¬ stoffeinspritzanlage im Motorraum (815) angeordnet sind.
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