WO2003054379A1 - Pump jet unit - Google Patents

Pump jet unit Download PDF

Info

Publication number
WO2003054379A1
WO2003054379A1 PCT/DE2002/004426 DE0204426W WO03054379A1 WO 2003054379 A1 WO2003054379 A1 WO 2003054379A1 DE 0204426 W DE0204426 W DE 0204426W WO 03054379 A1 WO03054379 A1 WO 03054379A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
pump
valve
nozzle unit
unit according
Prior art date
Application number
PCT/DE2002/004426
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dejan Jovovic
Maximilian Kronberger
Original Assignee
Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg filed Critical Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg
Priority to DE50204124T priority Critical patent/DE50204124D1/en
Priority to EP02805256A priority patent/EP1451465B1/en
Publication of WO2003054379A1 publication Critical patent/WO2003054379A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/08Injectors peculiar thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/06Pumps peculiar thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/12Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship providing a continuous cyclic delivery with variable pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366Valves being actuated electrically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/21Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements

Definitions

  • the invention relates to a pump-nozzle unit for supplying fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, with a control and / or regulable fuel pump, a fuel injection nozzle which has a nozzle needle which can be moved back and forth between a closed position and an open position, one first pressure chamber, which can be filled by the fuel pump with fuel under a first pressure, a second pressure chamber, fuel in the second pressure chamber under a second pressure exerting a closing force on the nozzle needle, and a third pressure chamber that communicates with the first pressure chamber , wherein in the third pressure chamber a third pressure fuel exerts an opening force on the nozzle needle.
  • Pump-nozzle units of this type are used in particular in connection with pressure-controlled injection systems.
  • An essential feature of a pressure-controlled Eirtspritzsyste s is that the fuel injector opens as soon as an opening force that is at least influenced by currently prevailing pressures is exerted on the nozzle needle.
  • Pressure-controlled injection systems of this type are used for fuel metering, fuel conditioning, shaping the course of the injection and sealing the fuel supply against the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the time course of the volume flow can be controlled in an advantageous manner during the injection. This can have a positive impact on the performance, fuel consumption and pollutant emissions of the engine.
  • the fuel pump and the fuel injection nozzle are integrated in the generic pump-nozzle units Component trained. At least one pump-nozzle unit is provided for each combustion chamber of the internal combustion engine and is usually installed in the cylinder head.
  • the fuel pump typically comprises a fuel pump piston that can be moved back and forth in a fuel pump cylinder and is driven either directly by a tappet or indirectly by rocker arm of a camshaft of the internal combustion engine.
  • the section of the fuel pump cylinder which usually forms the first pressure chamber can be connected to a low-pressure fuel region via a control valve, fuel being sucked into the first pressure chamber from the low-pressure fuel region when the control valve is open and back into the low-pressure fuel region from the first pressure chamber when the control valve is still open - is pressed.
  • the fuel pump piston compresses the fuel located in the first pressure chamber and thus builds up pressure.
  • the control valve in the form of a solenoid valve.
  • solenoid valves usually have a relatively long response time, which is due in particular to the fact that the magnet armature of a solenoid valve cannot be accelerated as quickly as desired due to the inertia forces which are dependent on its mass.
  • the build-up of the magnetic field to generate the attraction force requires time.
  • a pump-nozzle unit equipped with a solenoid valve is known for example from EP 0 277 939 B1.
  • pump-nozzle units In order to avoid the problems caused by the use of solenoid valves, it is also known to equip pump-nozzle units with a control valve which is operated piezoelectrically. Such a pump nozzle unit is known for example from DE 198 35 494 AI.
  • an additional pre-injection quantity and / or an additional quantity during an injection process Introducing post-injection closely into the combustion chamber, it is also known to trigger a plurality of injection pulses which follow one another at short time intervals during an injection cycle. Furthermore, it may be advantageous to regulate the injection pressure by means of injection course shaping in such a way that high pressure peaks and thus hard burns are avoided.
  • an injection profile shaping injector is already known from DE 199 42 846 C1, for example, in which the pressure setting is to be improved by using compensating means.
  • the invention has for its object to develop the generic pump-nozzle units such that a defined control of the injection process and the injection pressure is made possible in a compact design.
  • the pump-nozzle unit according to the invention builds on the generic prior art in that a pressure limiting and holding valve is provided between the first pressure chamber and the second pressure chamber.
  • the pressure limiting and holding valve provided according to the invention makes it possible, in particular, to set the second pressure prevailing in the second pressure chamber in such a way that a closing force which acts on the nozzle needle and is suitable for the respective operating and load conditions of the internal combustion engine results.
  • the closing force counteracts an opening force likewise exerted on the nozzle needle, which depends on the third pressure prevailing in the third pressure chamber.
  • the level of the pressure which is kept essentially constant during the main injection, influences the length of the main injection.
  • the pressure limiting and holding valve is actuated by a pressure difference.
  • actuators assigned to the pressure limiting and holding valve can be omitted, which has a positive effect both in terms of the manufacturing costs and in terms of the required installation space.
  • the pressure difference is the difference between the first pressure and the second pressure.
  • the mode of operation is preferably such that the pressure prevailing in the first pressure chamber initially opens the pressure limiting and holding valve, as a result of which the second pressure in the second pressure chamber is increased.
  • the respective opening cross section preferably increases initially with a rising first
  • the pressure limiting and holding valve is closed, as a result of which the second pressure in the second pressure chamber is essentially constant, for example, during a main injection can be held.
  • the pressure limiting and holding valve is designed as a 2/3 valve.
  • a 2/3 valve has two connections, one of which can be assigned to the first pressure chamber and one to the second pressure chamber in the present context.
  • a 2/3 valve has three different switching states. Transferred to the present context, these three switching states can be assigned in particular to the closed valve, a valve opening with an opening cross section and an unstable valve opening with an opening cross section.
  • the pressure limiting and holding valve has a first working position in which it is closed.
  • the first working position is a rest position forced by spring forces.
  • the pressure limiting and holding valve has a second working position with an opening cross section.
  • the pressure limiting and holding valve has an unstable third working position with an opening cross section.
  • An unstable working position is to be understood here in particular as a position that is not a defined intermediate and end position.
  • the pressure limiting and holding valve has a fourth working position, different from the first working position, in which it is closed. It is advantageous that the pressure limiting and holding valve is in the fourth working position when the first pressure exceeds the second pressure by a predetermined value. As soon as the first pressure decreases again, the pressure limiting and holding valve preferably leaves the fourth working position and, in preferred embodiments, returns to the third, the second or the first working position, depending on the amount of the current difference between the first pressure and the second pressure - back.
  • a first spring is provided in the second pressure chamber, which exerts a closing force on the nozzle needle.
  • a first spring ensures, among other things, that the fuel supply 'relative to the combustion chamber of the internal combustion engine is sealed, when the unit injector is at rest.
  • the closing force exerted by the first spring on the nozzle needle is complemented by the closing force exerted on the nozzle needle by the second pressure in the second pressure chamber during operation of the pump-nozzle unit according to the invention.
  • the first spring is biased differently depending on different working positions of the pressure limiting and holding valve. It can be advantageous if the spring preload before a pre-injection is less than before a skin injection.
  • the respective pretensioning of the first spring is advantageously set via the pressure limiting and holding valve or one or more components assigned to it.
  • the pressure limiting and holding valve has a valve plate which is connected to a first valve seat. acts, which is provided adjacent to the first pressure chamber. It is considered to be particularly advantageous if at least the portion of the valve plate interacting with the first valve seat is rounded, in particular spherical. In this case, the geometry of the first valve seat is preferably adapted to that of the valve plate.
  • the pressure limiting and holding valve has a plate which interacts with a stop which is provided adjacent to the second pressure chamber.
  • the plate can for example be disc-shaped.
  • the valve plate and the plate are formed by separate parts.
  • valve plate continues to cooperate with a second valve seat, which is arranged between the first valve seat and the stop.
  • the pressure limiting and holding valve is then preferably closed both when the valve plate lies against the first valve seat and when the valve plate lies against the second valve seat.
  • a complete seal is not achieved when the plate rests on the second valve seat.
  • at least one hole can be provided in the plate.
  • the dimensions of the bore or the bores and / or the groove or the grooves are preferably selected in such a way that that they at least do not excessively delay the build-up of pressure in the second pressure chamber.
  • valve disk rests on the first valve seat in the first working position.
  • valve plate in the second working position does not rest on the first valve seat and not on the second valve seat, and that the plate in the second Working position is at the ' stop.
  • valve plate in the third working position does not rest on the first valve seat and not on the second valve seat, and that the plate in the third working position does not touch the stop.
  • valve plate rests on the second valve seat in the fourth working position and that the plate does not touch the stop in the fourth working position.
  • the first spring 'on the plate is supported. Since the plate in the third and fourth working position preferably moves towards the nozzle needle, the first spring is (further) biased depending on the movement of the plate.
  • An High bias of the first spring may be desirable, for example, to increase the opening pressure required for a main injection.
  • the fuel umpe has a fuel pump piston driven by the internal combustion engine.
  • the fuel pump piston can in particular be driven via a camshaft of the internal combustion engine.
  • the drive can take place directly via tappets or indirectly via rocker arms.
  • the fuel pump has a control valve with which the first pressure chamber can be completely or partially closed off from a low-pressure fuel region.
  • An open control valve enables fuel to be drawn in, while a closed control valve enables compression of the previously drawn-in fuel and thus pressure build-up.
  • control valve is operated piezoelectrically.
  • a piezoelectrically operated control valve for example in comparison to a solenoid valve, enables a much more precise and faster control.
  • the invention is based on the finding that the control, in particular of the nozzle opening pressure, can be improved compared to the prior art by setting a pressure which exerts a closing force on the nozzle needle via a pressure limiting and holding valve.
  • FIG. 1 shows a schematic embodiment of the pump nozzle unit according to the invention
  • Figure 2 is an enlarged view of the area of the pump-nozzle unit of Figure 1, in which the pressure limiting and holding valve is provided;
  • Figure 3 is a plan view of an embodiment of the plate
  • FIG. 4 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve according to FIG. 2 in its first working position, in which it is closed;
  • FIG. 5 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve according to FIG. 2 in its second working position, in which it has an opening cross section;
  • FIG. 6 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve according to FIG. 2 in its unstable third working position in which it also has an opening cross section;
  • FIG. 7 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve according to FIG. 2 in its fourth working position, in which it is also closed;
  • FIG. 8 is a curve which illustrates a possible course of the second pressure within the second pressure chamber as a function of the crankshaft angle
  • FIG. 9 is a curve which illustrates a possible course of the third pressure within the third pressure space as a function of the crankshaft angle
  • Figure 10 is a curve illustrating a possible injection curve depending on the crankshaft angle.
  • FIG. 1 shows a schematic embodiment of the pump nozzle unit according to the invention.
  • the pump-nozzle unit shown for supplying fuel 10 into a combustion chamber 12 of an internal combustion engine has a fuel pump 14-22.
  • a fuel pump piston 14 is movable back and forth in a fuel pump cylinder 16.
  • the fuel pump piston 14 is driven directly or indirectly via a camshaft, not shown, of the internal combustion engine.
  • the compression space of the fuel pump cylinder 16 forms the first pressure space 28.
  • the first pressure space 28 is connected via a fuel line 20 to a piezoelectrically operated control valve 22 known per se.
  • the control valve 22 serves to either close the fuel line 20 or to connect it to a low-pressure fuel region 18 from which fuel 10 can be drawn.
  • the pump-nozzle unit shown further comprises a fuel injection nozzle, designated as a whole by 24, which has a nozzle needle 26 which can be moved back and forth between a closed position and an open position.
  • the upper end section of the nozzle needle 26 with respect to FIG. 1 has a nozzle needle piston 50 which is guided in a second pressure chamber 30, fuel 10 in the second pressure chamber 30 under a second pressure p 3 o having a pressure based on the illustration in FIG. 1 downward closing force exerts on the nozzle needle 26.
  • the nozzle needle piston 50 is preferably only so strongly sealed to the second pressure chamber 30, that the second pressure p 3 is degraded already again o before the start of a new injection cycle.
  • a further closing force is exerted on the nozzle needle 26 by a first spring 36, the first spring 36 being arranged in the second pressure chamber 30 and having its rear end supported on the nozzle needle piston 50.
  • a section of the nozzle needle 26 having a shoulder 58 is from a third pressure chamber
  • a third pressure p 32 is built up in the third pressure chamber 32 as a function of the throttling action of the connecting line 48 and, if appropriate, further throttling devices (not shown), depending on the first pressure p 28 prevailing in the first pressure chamber 28.
  • the nozzle needle 26 assumes its open position as long as a difference between the opening force caused by the third pressure p 3 and the sum of the closing force generated by the second pressure p 30 and the closing force generated by the first spring 36 exceeds a predetermined value.
  • a pressure limiting and holding valve 34 is provided between the first pressure chamber 28 and the second pressure chamber 30.
  • FIG. 2 shows an enlarged representation of the area of the pump-nozzle unit from FIG. 1, in which the pressure limiting and holding valve 34 is provided.
  • the pressure limiting and holding valve 34 has a valve plate 38, the upper side 60 of which is hemispherical.
  • the upper side 60 of the valve plate 38 is designed to cooperate with a first valve seat 40 provided adjacent to the first pressure chamber 28, which will be explained in more detail later with reference to FIG. 4.
  • the flat underside 62 of the valve plate 38 is designed to cooperate with a second valve seat 46, which will be explained in more detail later with reference to FIG. 7.
  • the valve plate 38 is guided with a game that allows movement up and down based on the representation.
  • this play defines the opening cross section of the pressure limiting and holding valve 34 in some position of the valve plate 38. If the diameter of the underside 62 of the valve plate 38 is five millimeters, the play for this purpose can be, for example, in the range from 20 to 100 micrometers.
  • the pressure limiting and holding valve 34 also has a plate 42 which is formed separately from the valve plate 38.
  • the first spring 36 provided in the second pressure chamber 30 is supported on the underside of the plate 42.
  • a shaft 68 extends from the top of the plate 42 and is surrounded by a second spring 56, which is supported both on the valve plate 38 and on the plate 42 and thus, based on the illustration in FIG exerts a directed force on the valve plate 38 and a downward force on the plate 42.
  • the plate 42 is designed to cooperate with a stop 44, which will be explained in more detail later with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the plate 42 has a bore 52 and a plurality of grooves 54, the mode of operation of which will be explained in more detail below with reference to FIG. 5.
  • FIG. 3 shows a top view of an embodiment of the valve plate. It can be seen here that the plate 42 in the embodiment shown has a bore 52 and three grooves 54, the mode of operation of which is explained with reference to FIG. 5.
  • FIG. 4 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve 34 according to FIG. 2 in its first working position, in which it is closed.
  • This first working position corresponds.
  • the rest position of the pressure limiting and holding valve 34 in which the first pressure p 2 8 in the first pressure chamber 28 corresponds to the second pressure p 3 o in the second pressure chamber 30.
  • the first spring 36 which is supported on the underside of the plate 42, generates a greater spring force than the second spring 56, which is located on the upper side 64 of the Plates 42 and the underside 62 of the valve plate 38 supports.
  • the valve plate 38 rests with its hemispherical surface 60 on the first valve seat 40, so that the pressure limiting and holding valve 34 is closed. Furthermore, the top 64 of the plate 42 bears against the stop 44.
  • the first working position shown in FIG. 4 corresponds to the rest position of the pressure limiting and holding valve, this working position can also be assumed in other operating states, provided that the pressure difference between the first pressure p 2 e and the second pressure p 30 is due to the spring constants of the first spring 36 and the second spring 56 does not exceed the specified value.
  • the first operating position may be menisernom- to the second pressure p 3 o to keep, when the first pressure p 28 is smaller in the first pressure chamber 28 than the second pressure P 30 in the second pressure chamber 30th
  • FIG. 5 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve 34 according to FIG. 2 in its second working position, in which it has an opening cross section.
  • the valve disc 38 has moved to, for example, 50 to 'downward, so that between the schkugelförmige ⁇ surface 60 of the valve disc 38 and the first valve seat an opening cross-section 40 is formed by the first under the pressure p 28 standing fuel 10 from can flow to the first pressure chamber 28.
  • the plate 42 lies in the second working position shown with its top 64 against the stop 44.
  • the plate 42 has a bore 52 and three grooves 54, a complete seal is not achieved by the surface 6 of the plate 42 resting against the stop 44. This is desirable so that the fuel 10 flowing between the valve plate 38 and the first valve seat 40 can flow into the second pressure chamber 30. It is possible to switch from the second working position of the pressure limiting and holding valve 34 shown in FIG. 5 either to the first working position explained with reference to FIG. 4 or to the third working position of the pressure limiting and holding valve explained below with reference to FIG. 6.
  • FIG. 6 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve according to FIG. 2 in its unstable third working position.
  • the valve plate 38 has moved downward, for example by 100 ⁇ m, with respect to the first working position, so that an opening cross section continues to exist between the hemispherical surface 60 of the valve plate 38 and the first valve seat 40.
  • This opening cross section is preferably defined by the radius of the hemispherical surface 60 of the valve disk 38.
  • the underside 62 of the valve plate 38 has exerted a force on the shaft 68, through which the plate 42, contrary to that through the first Spring 36 and the force caused by the second pressure p 3 o, for example, has been moved down by 50 ⁇ m, so that the top 64 of the plate 42 no longer abuts the stop 44. 6, the first spring 36 is further pretensioned, so that the third pressure p 32 required to open the nozzle needle 24 in the third pressure chamber 32 is increased.
  • FIG. 7 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve 34 according to FIG. 2 in its fourth working position, in which it is also closed.
  • This fourth working position corresponds to a pressure limiting position of the pressure limiting and holding valve 34.
  • Valve plates 38 on the second valve seat 4.6 so that the pressure limiting and holding valve is closed.
  • the valve plate 38 has moved downward, for example by 150 ⁇ m, with respect to its rest position. It was on the
  • the first spring 36 was further pretensioned in comparison to the third working position of the pressure limiting and holding valve 34 explained with reference to FIG. 6.
  • the further prestressing of the first spring 36 further increases the third pressure p 32 required to open the nozzle needle 26 in the third pressure chamber 32.
  • the adjustment of the opening of the nozzle needle 26 required in the third pressure chamber 32 third pressure p 32 can be used for example to provide different for a pilot injection and a main injection opening pressures.
  • FIG. 8 shows a curve which illustrates a possible course of the second pressure within the second pressure chamber as a function of the crankshaft angle
  • FIG. 9 shows
  • FIG. 10 shows a curve which illustrates a possible course of the third pressure within the third pressure chamber as a function of the crankshaft angle and a curve which illustrates a possible injection course as a function of the crankshaft angle.
  • the curves shown and other curves can be achieved in particular by a suitable control of the control valve 22.
  • the start of a pre-injection is marked with ° KW V
  • the start of the main injection is marked with ° KW H.
  • the second pressure is p 3 o in the second pressure chamber 30 is still relatively low, so that for opening the nozzle needle 26, a relatively low pilot injection opening pressure p 32 v in the third pressure chamber 32 is sufficient, which is shown in Figure 9 .
  • the pre-injection begins as soon as the pre-injection opening pressure p 32v is reached in the third pressure chamber 32, which can be seen from a comparison of FIGS . 9 and 10.
  • the pressure limiting and holding valve -34 is in its second or third working position, so that the second pressure ⁇ 3 o in the second pressure chamber 30 continues to increase, as shown in FIG.
  • the third pressure p 32 in the third pressure chamber 32 is also built up again after the pre-injection.
  • the third pressure p 32 H required in the third pressure chamber 32 to trigger the main injection is in comparison to that The pre-injection opening pressure p32v required for the pre-injection is significantly increased.
  • the main injection opening pressure p 32 H is reached in the third pressure chamber 32, the main injection begins, as can be seen from a comparison of FIGS. 9 and 10.
  • the second pressure p 30 is initially built up further in the second pressure chamber 30, as shown in FIG. 8.
  • the pressure limiting and holding valve 34 changes to its fourth working position.
  • the second pressure p 30 limits in the second pressure chamber 30 and kept approximately constant over the remaining period of the main injection.
  • the second pressure p 30 decreases again in the second pressure chamber 30, for example due to the play between the nozzle needle piston 50 and the second pressure chamber 30. This is advantageous in order to achieve defined initial conditions for the next injection cycle. If the play between the nozzle needle piston 50 and the second pressure chamber 30 is not sufficiently large for a sufficiently rapid reduction of the second pressure p 3 o, suitable bypasses can additionally or alternatively be provided.
  • the curve profiles shown in FIGS. 8 to 10 vary, for example, as a function of the control of the control valve 22, the particular type of internal combustion engine, the load conditions, rotational speeds and so on.
  • the invention can be summarized as follows:
  • the invention relates to a pump-nozzle unit for supplying fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • a pressure limiting and holding valve is provided between a first pressure chamber, which can be filled with fuel under a first pressure by a fuel pump, and a second pressure chamber the second pressure chamber under a second pressure fuel exerts a closing force on the nozzle needle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

The invention relates to a pump jet unit for the introduction of fuel (10) into the combustion chamber (12) of an internal combustion engine. According to the invention, a defined control of the injection process and the injection pressure is possible with a compact construction, whereby a pressure-limiting and -maintaining valve (34) is provided between a first pressure chamber (28), which may be filled with fuel (10) at a first pressure (p28) from a fuel pump (14-22) and a second pressure chamber (30). The fuel (10) at a second pressure (p30) in the second pressure chamber (30) exerts a closing force on the nozzle needle (26).

Description

Beschreibungdescription
Pumpe-Düse-EinheitPump-nozzle unit
Die Erfindung betrifft eine Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine, mit einer Steuer- und/oder regelbaren Kraftstoffpumpe, einer Kraftstoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her beweg- liehe Düsennadel aufweist, einem ersten Druckraum, der von der Kraftstoffpumpe mit unter einem ersten Druck stehendem Kraftstoff befüllbar ist, einem zweiten Druckraum, wobei in dem zweiten Druckraum unter einem zweiten Druck stehender Kraftstoff eine Schließkraft auf die Düsennadel ausübt, und einem dritten Druckraum, der mit dem ersten Druckraum kommuniziert, wobei in dem dritten Druckraum unter einem dritten Druck stehender Kraftstoff eine Öffnungskraft auf die Düsennadel ausübt.The invention relates to a pump-nozzle unit for supplying fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, with a control and / or regulable fuel pump, a fuel injection nozzle which has a nozzle needle which can be moved back and forth between a closed position and an open position, one first pressure chamber, which can be filled by the fuel pump with fuel under a first pressure, a second pressure chamber, fuel in the second pressure chamber under a second pressure exerting a closing force on the nozzle needle, and a third pressure chamber that communicates with the first pressure chamber , wherein in the third pressure chamber a third pressure fuel exerts an opening force on the nozzle needle.
Derartige Pumpe-Düse-Einheiten werden insbesondere im Zusammenhang mit druckgesteuerten Einspritzsystemen verwendet. Ein wesentliches Merkmal eines druckgesteuerten Eirtspritzsyste s besteht darin, dass die Kraftstoffeinspritzdüse öffnet, sobald eine zumindest von aktuell herrschenden Drücken beein- flusste Öffnungskraft auf die Düsennadel ausgeübt wird. Derartige druckgesteuerte Einspritzsysteme dienen der Kraft- stoffdosierung, der Kraftstoffaufbereitung, der Formung des Einspritzverlaufs und einer Abdichtung der KraftstoffZuführung gegen den Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine. Mit druckgesteuerten Einspritzsystemen lässt sich der zeitliche Verlauf des Mengenstroms während der Einspritzung in vorteilhafter Weise steuern. Damit kann ein positiver Einfluss auf die Leistung, den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemission des Motors genommen werden.Pump-nozzle units of this type are used in particular in connection with pressure-controlled injection systems. An essential feature of a pressure-controlled Eirtspritzsyste s is that the fuel injector opens as soon as an opening force that is at least influenced by currently prevailing pressures is exerted on the nozzle needle. Pressure-controlled injection systems of this type are used for fuel metering, fuel conditioning, shaping the course of the injection and sealing the fuel supply against the combustion chamber of the internal combustion engine. With pressure-controlled injection systems, the time course of the volume flow can be controlled in an advantageous manner during the injection. This can have a positive impact on the performance, fuel consumption and pollutant emissions of the engine.
Bei den gattungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheiten ist die Kraftstoffpumpe und die Kraftstoffeinspritzdüse als integriertes Bauteil ausgebildet. Für jeden Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine wird zumindest eine Pumpe-Düse-Einheit vorgesehen, die in der Regel in den Zylinderkopf eingebaut wird. Die Kraftstoffpumpe umfasst dabei typischerweise einen in einem Kraftstoffpumpenzylinder hin und her beweglichen Kraftstoffpumpenkolben, der entweder direkt über einen Stößel oder indirekt über Kipphebel von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Der üblicherweise den ersten Druckraum bildende Abschnitt des Kraftstoffpumpenzylinders ist über ein Steuerventil mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich verbindbar, wobei bei geöffnetem Steuerventil Kraftstoff von dem Kraftstoff-Niederdruckbereich in den ersten Druckraum angesaugt und bei weiterhin geöffnetem Steuerventil von dem ersten Druckraum in den Kraftstoff-Niederdruckbereich zurück- gedrückt wird. Sobald das Steuerventil geschlossen wird, erfolgt durch den Kraftstoffpumpenkolben eine Komprimierung des in dem ersten Druckraum befindlichen Kraftstoffs und somit ein Druckaufbau. Es ist bekannt, das Steuerventil in Form eines Magnetventils vorzusehen. Magnetventile weisen jedoch üb- licherweise eine relativ lange Ansprechzeit auf, was insbesondere dadurch bedingt ist, dass der Magnetanker eines Magnetventils aufgrund der von seiner Masse abhängigen Massenträgheitskräfte nicht beliebig schnell beschleunigt werden kann. Weiterhin erfordert auch der Aufbau des Magnetfeldes zur Erzeugung der Anzugskraft Zeit. Eine mit einem Magnetventil ausgestattete Pumpe-Düse-Einheit ist beispielsweise aus der EP 0 277 939 Bl bekannt.The fuel pump and the fuel injection nozzle are integrated in the generic pump-nozzle units Component trained. At least one pump-nozzle unit is provided for each combustion chamber of the internal combustion engine and is usually installed in the cylinder head. The fuel pump typically comprises a fuel pump piston that can be moved back and forth in a fuel pump cylinder and is driven either directly by a tappet or indirectly by rocker arm of a camshaft of the internal combustion engine. The section of the fuel pump cylinder which usually forms the first pressure chamber can be connected to a low-pressure fuel region via a control valve, fuel being sucked into the first pressure chamber from the low-pressure fuel region when the control valve is open and back into the low-pressure fuel region from the first pressure chamber when the control valve is still open - is pressed. As soon as the control valve is closed, the fuel pump piston compresses the fuel located in the first pressure chamber and thus builds up pressure. It is known to provide the control valve in the form of a solenoid valve. However, solenoid valves usually have a relatively long response time, which is due in particular to the fact that the magnet armature of a solenoid valve cannot be accelerated as quickly as desired due to the inertia forces which are dependent on its mass. Furthermore, the build-up of the magnetic field to generate the attraction force requires time. A pump-nozzle unit equipped with a solenoid valve is known for example from EP 0 277 939 B1.
Um die durch die Verwendung von Magnetventilen hervorgerufe- nen Probleme zu vermeiden, ist es weiterhin bereits bekannt, Pumpe-Düse-Einheiten mit einem Steuerungsventil auszustatten, das piezoelektrisch betrieben wird. Eine derartige Pumpe- Düse-Einheit ist beispielsweise aus der DE 198 35 494 AI bekannt .In order to avoid the problems caused by the use of solenoid valves, it is also known to equip pump-nozzle units with a control valve which is operated piezoelectrically. Such a pump nozzle unit is known for example from DE 198 35 494 AI.
Um bei einem Einspritzvorgang neben einer Haupteinspritzmenge eine zusätzliche Voreinspritzmenge und/oder eine zusätzliche Nacheinspritz enge in den Verbrennungsraum einzubringen, ist es weiterhin bekannt, während eines Einspritzzyklus mehrere, in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgende Einspritzimpulse auszulösen. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, den Ein- spritzdruck mittels einer Einspritzverlaufsformung so zu regeln, dass hohe Druckspitzen und damit harte Verbrennungsschläge vermieden werden. Zu diesem Zweck ist beispielsweise aus der DE 199 42 846 Cl bereits ein Einspritz-Verlaufs- Formungs-Injektor bekannt, bei dem die- Druckeinstellung durch die Verwendung von Ausgleichsmitteln verbessert werden soll.In addition to a main injection quantity, an additional pre-injection quantity and / or an additional quantity during an injection process Introducing post-injection closely into the combustion chamber, it is also known to trigger a plurality of injection pulses which follow one another at short time intervals during an injection cycle. Furthermore, it may be advantageous to regulate the injection pressure by means of injection course shaping in such a way that high pressure peaks and thus hard burns are avoided. For this purpose, an injection profile shaping injector is already known from DE 199 42 846 C1, for example, in which the pressure setting is to be improved by using compensating means.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheiten derart weiterzubilden, dass bei kompakter Bauweise eine definierte Steuerung des Einspritzverlaufs sowie des Einspritzdrucks ermöglicht wird.The invention has for its object to develop the generic pump-nozzle units such that a defined control of the injection process and the injection pressure is made possible in a compact design.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- düng ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous refinements and developments of the invention result from the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Pumpe-Düse-Einheit baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass zwischen dem ersten Druckraum und dem zweiten Druckraum ein Druckbegren- zungs- und -halteventil vorgesehen ist. Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Druckbegrenzungs- und -halteventil ist es insbesondere möglich, den in dem zweiten Druckraum herrschenden zweiten Druck derart einzustellen, dass sich eine für die jeweiligen Betriebs- und Lastverhältnisse der Brennkraftma- schine geeignete auf die Düsennadel wirkende Schließkraft ergibt. Die Schließkraft wirkt dabei einer ebenfalls auf die Düsennadel ausgeübten Öffnungskraft entgegen, die von dem in dem dritten Druckraum herrschenden dritten Druck abhängt. Somit ist es beispielsweise möglich, für eine Voreinspritzung in dem zweiten Druckraum einen relativ kleinen zweiten Druck einzustellen, so dass die Düsennadel bereits dann in eine Öf nungsstellung bewegt wird, wenn in dem dritten Druckraum ein die Öffnungskraft bedingender relativ geringer dritter Druck herrscht. Während der dritte Druck in dem dritten Druckraum während beziehungsweise nach der Voreinspritzung zunächst wieder abfällt, kann der Druck in dem zweiten Druck- räum weiter aufgebaut werden, wodurch sich die Düsennadel für die nachfolgende Haupteinspritzung erst dann wieder in die Öffnungsstellung bewegt, wenn der dritte Druck im dritten Druckraum auf einen relativ hohen Wert angestiegen ist. Während der Haupteinspritzung bleibt der zweite Druck in dem zweiten Druckraum aufgrund des Druckbegrenzungs- undThe pump-nozzle unit according to the invention builds on the generic prior art in that a pressure limiting and holding valve is provided between the first pressure chamber and the second pressure chamber. The pressure limiting and holding valve provided according to the invention makes it possible, in particular, to set the second pressure prevailing in the second pressure chamber in such a way that a closing force which acts on the nozzle needle and is suitable for the respective operating and load conditions of the internal combustion engine results. The closing force counteracts an opening force likewise exerted on the nozzle needle, which depends on the third pressure prevailing in the third pressure chamber. It is thus possible, for example, to set a relatively low second pressure for a pre-injection in the second pressure chamber, so that the nozzle needle is already moved into an opening position when in the third pressure chamber a relatively low third pressure prevailing due to the opening force. While the third pressure in the third pressure chamber initially drops again during or after the pre-injection, the pressure in the second pressure chamber can be built up further, as a result of which the nozzle needle for the subsequent main injection only moves back into the open position when the third pressure has risen to a relatively high value in the third pressure chamber. During the main injection, the second pressure remains in the second pressure chamber due to the pressure limitation and
-halteventils annährend konstant. Die Höhe des während der Haupteinspritzung im Wesentlichen konstantgehaltenen Druckes beeinflusst dabei die Länge der Haupteinspritzung.holding valve almost constant. The level of the pressure, which is kept essentially constant during the main injection, influences the length of the main injection.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit ist vorgesehen, dass das Druckbegrenzungsund -halteventil durch eine Druckdifferenz betätigt wird. Auf diese Weise können dem Druckbegrenzungs- und -halteventil zugeordnete Stellglieder entfallen, was sich sowohl hinsicht- lieh der Herstellungskosten als auch hinsichtlich des erforderlichen Bauraums positiv auswirkt.In preferred embodiments of the pump-nozzle unit according to the invention it is provided that the pressure limiting and holding valve is actuated by a pressure difference. In this way, actuators assigned to the pressure limiting and holding valve can be omitted, which has a positive effect both in terms of the manufacturing costs and in terms of the required installation space.
In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die Druckdifferenz die Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck ist. Dabei ist die Betriebsweise vorzugsweise derart, dass der in dem ersten Druckraum herrschende Druck das Druckbegrenzungs- und -halteventil zunächst öffnet, wodurch der zweite Druck in dem zweiten Druckraum erhöht wird. Dabei vergrößert sich der jeweilige Öffnungsquer- schnitt vorzugsweise zunächst mit einem steigenden erstenIn this context, it is preferably further provided that the pressure difference is the difference between the first pressure and the second pressure. The mode of operation is preferably such that the pressure prevailing in the first pressure chamber initially opens the pressure limiting and holding valve, as a result of which the second pressure in the second pressure chamber is increased. The respective opening cross section preferably increases initially with a rising first
Druck. -Sobald eine unter anderem durch die Wahl der jeweiligen Öffnungsquerschnitte beeinflussbare Druckdifferenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck erreicht ist, wird das Druckbegrenzungs- und -halteventil geschlossen, wo- durch der zweite Druck in dem zweiten Druckraum beispielsweise während einer Haupteinspritzung im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. In vielen Fällen ist es vorteilhaft, wenn das Druckbegrenzungs- und -halteventil als 2/3-Ventil ausgelegt wird. Ein 2/3-Ventil weist zwei Anschlüsse auf, von denen im vorliegen- den Zusammenhang einer dem ersten Druckraum und einer dem zweiten Druckraum zugeordnet sein kann. Weiterhin weist ein 2/3-Ventil drei unterschiedliche Schaltzustände auf. Übertragen auf den vorliegenden Zusammenhang können diese drei Schaltzustände insbesondere dem geschlossenen Ventil, einer Ventilöffnung mit einem Öffnungsquerschnitt und einer unstabilen Ventilöffnung mit einem Öffnungsquerschnitt zugeordnet werden.Print. As soon as a pressure difference between the first pressure and the second pressure, which can be influenced, inter alia, by the choice of the respective opening cross sections, is reached, the pressure limiting and holding valve is closed, as a result of which the second pressure in the second pressure chamber is essentially constant, for example, during a main injection can be held. In many cases it is advantageous if the pressure limiting and holding valve is designed as a 2/3 valve. A 2/3 valve has two connections, one of which can be assigned to the first pressure chamber and one to the second pressure chamber in the present context. Furthermore, a 2/3 valve has three different switching states. Transferred to the present context, these three switching states can be assigned in particular to the closed valve, a valve opening with an opening cross section and an unstable valve opening with an opening cross section.
Unabhängig von der speziellen Ausgestaltung des Druckbegren- zungs- und -halteventils ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil eine erste Arbeitsstellung aufweist, in der es geschlossen ist.Regardless of the special configuration of the pressure limiting and holding valve, it is preferably provided that the pressure limiting and holding valve has a first working position in which it is closed.
In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft er- achtet, wenn vorgesehen ist, dass die erste Arbeitsstellung eine durch Federkräfte erzwungene Ruhestellung ist.In this context, it is considered to be particularly advantageous if it is provided that the first working position is a rest position forced by spring forces.
Weiterhin wird bevorzugt, dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil eine zweite Arbeitsstellung mit einem Öffnungs- querschnitt aufweist.It is further preferred that the pressure limiting and holding valve has a second working position with an opening cross section.
In diesem Zusammenhang wird es als vorteilhaft erachtet, wenn zusätzlich vorgesehen ist, dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil eine unstabile dritte Arbeitsstellung mit einem Öffnungsquerschnitt aufweist. Unter unstabiler Arbeitsstellung ist hierbei insbesondere eine Stellung zu verstehen, die keine definierte Zwischen- und Endstellung ist.In this context, it is considered advantageous if it is additionally provided that the pressure limiting and holding valve has an unstable third working position with an opening cross section. An unstable working position is to be understood here in particular as a position that is not a defined intermediate and end position.
Eine ebenfalls bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Er- findung sieht vor, dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil eine von der ersten Arbeitsstellung verschiedene vierte Arbeitsstellung aufweist, in der es geschlossen ist. Dabei ist es vorteilhaft, dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil die vierte Arbeitsstellung einnimmt, wenn der erste Druck den zweiten Druck um einen vorgegebenen Wert übersteigt. Sobald der erste Druck wieder abnimmt, verlässt das Druckbegrenzungs- und -halteventil die vierte Arbeitsstellung vorzugsweise wieder und kehrt bei bevorzugten Ausführungsformen, je nach Höhe der aktuellen Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck, in die dritte, die zweite oder die erste Arbeitsstellung- zurück.Another preferred development of the present invention provides that the pressure limiting and holding valve has a fourth working position, different from the first working position, in which it is closed. It is advantageous that the pressure limiting and holding valve is in the fourth working position when the first pressure exceeds the second pressure by a predetermined value. As soon as the first pressure decreases again, the pressure limiting and holding valve preferably leaves the fourth working position and, in preferred embodiments, returns to the third, the second or the first working position, depending on the amount of the current difference between the first pressure and the second pressure - back.
Es wird als besonders vorteilhaft für die erfindungsgemäße Pumpe-Düse-Einheit angesehen, wenn vorgesehen ist, dass in dem zweiten Druckraum eine erste Feder vorgesehen ist, die eine Schließkraft auf die Düsennadel ausübt. Eine derartige an sich bekannte erste Feder stellt unter anderem sicher, dass die KraftstoffZuführung ' gegenüber dem Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine abgedichtet ist, wenn sich die Pumpe- Düse-Einheit im Ruhezustand befindet. Die von der ersten Fe- der auf die Düsennadel ausgeübte Schließkraft ergänzt sich im Betrieb der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit mit der durch den zweiten Druck in dem zweiten Druckraum auf die Düsennadel ausgeübten Schließkraft.It is considered particularly advantageous for the pump-nozzle unit according to the invention if it is provided that a first spring is provided in the second pressure chamber, which exerts a closing force on the nozzle needle. Such a known per se first spring ensures, among other things, that the fuel supply 'relative to the combustion chamber of the internal combustion engine is sealed, when the unit injector is at rest. The closing force exerted by the first spring on the nozzle needle is complemented by the closing force exerted on the nozzle needle by the second pressure in the second pressure chamber during operation of the pump-nozzle unit according to the invention.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die erste Feder in Abhängigkeit von unterschiedlichen Arbeitsstellungen des Druckbegrenzungs- und -halteventils unterschiedlich vorgespannt ist. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Federvorspannung vor einer Voreinspritzung geringer als vor einer Hautpeinsprit- zung ist. Die Einstellung der jeweiligen Vorspannung der ersten Feder erfolgt in vorteilhafter Weise über das Druckbegrenzungs- und -halteventil beziehungsweise eine oder mehrere diesem zugeordnete Komponenten.It may be advantageous if the first spring is biased differently depending on different working positions of the pressure limiting and holding valve. It can be advantageous if the spring preload before a pre-injection is less than before a skin injection. The respective pretensioning of the first spring is advantageously set via the pressure limiting and holding valve or one or more components assigned to it.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil einen Ventilteller aufweist, der mit einem ersten Ventilsitz zusammen- wirkt, der benachbart zum ersten Druckraum vorgesehen ist. Dabei wird es als besonders vorteilhaft erachtet, wenn zumindest der mit dem ersten Ventilsitz zusammenwirkende Abschnitt des Ventiltellers abgerundet ausgebildet ist, insbesondere sphärisch. In diesem Fall ist die Geometrie des ersten Ventilsitzes vorzugsweise an die des Ventiltellers angepasst.In a particularly preferred embodiment, it is provided that the pressure limiting and holding valve has a valve plate which is connected to a first valve seat. acts, which is provided adjacent to the first pressure chamber. It is considered to be particularly advantageous if at least the portion of the valve plate interacting with the first valve seat is rounded, in particular spherical. In this case, the geometry of the first valve seat is preferably adapted to that of the valve plate.
Insbesondere in diesem Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil einen Teller aufweist, der mit einem Anschlag zusammenwirkt, der benachbart zum zweiten Druckraum vorgesehen ist. Der Teller kann beispielsweise scheibenförmig ausgebildet sein. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit sind der Ventilteller und der Teller durch separate Teile gebildet.In this connection, in particular, it is preferably further provided that the pressure limiting and holding valve has a plate which interacts with a stop which is provided adjacent to the second pressure chamber. The plate can for example be disc-shaped. In particularly preferred embodiments of the pump-nozzle unit according to the invention, the valve plate and the plate are formed by separate parts.
Im vorstehend erläuterten Zusammenhang ist bei bevorzugten Ausführungsformen weiterhin vorgesehen, dass der Ventilteller weiterhin mit einem zweiten Ventilsitz zusammenwirkt, der zwischen dem ersten Ventilsitz und dem Anschlag angeordnet ist. Das Druckbegrenzungs- und -halteventil ist dann vorzugsweise sowohl dann geschlossen, wenn der Ventilteller an dem ersten Ventilsitz anliegt, als auch, wenn der Ventilteller an dem zweiten Ventilsitz anliegt.In the context explained above, it is further provided in preferred embodiments that the valve plate continues to cooperate with a second valve seat, which is arranged between the first valve seat and the stop. The pressure limiting and holding valve is then preferably closed both when the valve plate lies against the first valve seat and when the valve plate lies against the second valve seat.
Insbesondere im vorstehend erläuterten Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass beim Anliegen des Tellers am zweiten Ventilsitz keine vollständige Abdichtung erzielt wird. Zu diesem Zweck kann beispielsweise zumindest ei- ne Bohrung in dem Teller vorgesehen werden. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, auf der dem Anschlag zugewandten Seite des Tellers Nuten oder dergleichen vorzusehen. Eine ä- quivalente Wirkung lässt sich erzielen, wenn der Anschlag mit entsprechenden Nuten ausgestattet ist. Die Abmessungen der Bohrung beziehungsweise der Bohrungen und/oder der Nut beziehungsweise der Nuten sind dabei vorzugsweise derart gewählt, dass sie den Druckaufbau in dem zweiten Druckraum zumindest nicht übermäßig verzögern.In the context explained above, in particular, it is preferably further provided that a complete seal is not achieved when the plate rests on the second valve seat. For this purpose, for example, at least one hole can be provided in the plate. Additionally or alternatively, it is possible to provide grooves or the like on the side of the plate facing the stop. An equivalent effect can be achieved if the stop is equipped with appropriate grooves. The dimensions of the bore or the bores and / or the groove or the grooves are preferably selected in such a way that that they at least do not excessively delay the build-up of pressure in the second pressure chamber.
Hinsichtlich der bereits erwähnten ersten Arbeitsstellung, in der das Druckbegrenzungs- und -halteventil geschlossen ist, wird bevorzugt, dass der Ventilteller in der ersten Arbeitstellung am ersten Ventilsitz anliegt.With regard to the already mentioned first working position, in which the pressure limiting and holding valve is closed, it is preferred that the valve disk rests on the first valve seat in the first working position.
Hinsichtlich der ebenfalls bereits erwähnten zweiten Arbeits- Stellung, in der das Druckbegrenzungs- und -halteventil einen Öffnungsquerschnitt aufweist, wird bevorzugt, dass der Ventilteller in der zweiten Arbeitstellung nicht am ersten Ventilsitz und nicht am zweiten Ventilsitz anliegt, und dass der Teller in der zweiten Arbeitsstellung am 'Anschlag anliegt.With regard to the second working position, also mentioned above, in which the pressure limiting and holding valve has an opening cross section, it is preferred that the valve plate in the second working position does not rest on the first valve seat and not on the second valve seat, and that the plate in the second Working position is at the ' stop.
Hinsichtlich der ebenfalls bereist erwähnten unstabilen dritten Arbeitsstellung, in der das Druckbegrenzungs- und -halteventil einen Öffnungsquerschnitt aufweist, wird bevorzugt, dass der Ventilteller in der dritten Arbeitstellung nicht am ersten Ventilsitz und nicht am zweiten Ventilsitz anliegt, und dass der Teller in der dritten Arbeitsstellung nicht am Anschlag anliegt.With regard to the already unstable third working position, in which the pressure limiting and holding valve has an opening cross section, it is preferred that the valve plate in the third working position does not rest on the first valve seat and not on the second valve seat, and that the plate in the third working position does not touch the stop.
Schließlich wird hinsichtlich der sich von der ersten Ar- beitsstellung unterscheidenden, ebenfalls bereits erwähnten vierten Arbeitsstellung, in der -das Druckbegrenzungs- und -halteventil ebenfalls geschlossen ist, bevorzugt, dass der Ventilteller in der vierten Arbeitstellung am zweiten Ventilsitz anliegt, und dass der Teller in der vierten Arbeitsstel- lung nicht am Anschlag anliegt.Finally, with regard to the fourth working position, which already differs from the first working position and in which the pressure limiting and holding valve is also closed, it is preferred that the valve plate rests on the second valve seat in the fourth working position and that the plate does not touch the stop in the fourth working position.
Bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse- Einheit ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich die erste Feder ' an dem Teller abstützt. Da sich der Teller in der dritten und vierten Arbeitsstellung vorzugsweise in Richtung auf die Düsennadel zu bewegt, wird die erste Feder in Abhängigkeit von der Bewegung des Tellers (weiter) vorgespannt. Eine er- höhte Vorspannung der ersten Feder kann beispielsweise erwünscht sein, um den für eine Haupteinspritzung erforderlichen Öffnungsdruck zu erhöhen.In all embodiments of the pump-nozzle unit according to the invention is preferably provided that the first spring 'on the plate is supported. Since the plate in the third and fourth working position preferably moves towards the nozzle needle, the first spring is (further) biased depending on the movement of the plate. An High bias of the first spring may be desirable, for example, to increase the opening pressure required for a main injection.
Wie dies an sich bekannt ist, ist auch bei der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Kraftstoff umpe einen von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftstoffpumpenkolben aufweist. Der Kraft- stoffpumpenkolben kann dabei insbesondere über eine Nocken- welle der Brennkraftmaschine angetrieben werden. Dabei kann der Antrieb, direkt über Stößel oder indirekt über Kipphebel erfolgen.As is known per se, it is also advantageously provided in the pump-nozzle unit according to the invention that the fuel umpe has a fuel pump piston driven by the internal combustion engine. The fuel pump piston can in particular be driven via a camshaft of the internal combustion engine. The drive can take place directly via tappets or indirectly via rocker arms.
Vorzugsweise ist in diesem Zusammenhang weiterhin vorgesehen, dass die Kraftstoffpumpe ein Steuerventil aufweist, mit dem der erste Druckraum ganz oder teilweise gegenüber einem Kraftstoff-Niederdruckbereich verschließbar ist. Dabei ermöglicht ein geöffnetes Steuerventil, dass Kraftstoff angesaugt wird, während ein geschlossenes Steuerventil eine Kompression des vorher angesaugten Kraftstoffes und damit einen Druckaufbau ermöglicht.In this context, it is preferably also provided that the fuel pump has a control valve with which the first pressure chamber can be completely or partially closed off from a low-pressure fuel region. An open control valve enables fuel to be drawn in, while a closed control valve enables compression of the previously drawn-in fuel and thus pressure build-up.
Hinsichtlich der Kraftstoffpumpe ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass das Steuerventil piezoelektrisch betrieben wird. Wie eingangs erwähnt-, ermöglicht ein piezoelektrisch betriebenes Steuerventil, beispielsweise im Vergleich zu einem Magnetventil, eine sehr viel präzisere und schnellere An- steuerung. . ••With regard to the fuel pump, it is preferably further provided that the control valve is operated piezoelectrically. As mentioned at the beginning, a piezoelectrically operated control valve, for example in comparison to a solenoid valve, enables a much more precise and faster control. , ••
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Steuerung insbesondere des Düsenöffnungsdruckes im Vergleich zum Stand der Technik verbessert werden kann, indem ein eine Schließkraft auf die Düsennadel ausübender Druck über ein Druckbegrenzungs- und -halteventil eingestellt wird. Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The invention is based on the finding that the control, in particular of the nozzle opening pressure, can be improved compared to the prior art by setting a pressure which exerts a closing force on the nozzle needle via a pressure limiting and holding valve. The invention will now be explained by way of example with reference to the accompanying drawings using preferred embodiments.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine schematische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit;1 shows a schematic embodiment of the pump nozzle unit according to the invention;
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs der Pumpe-Düse-Einheit von Figur 1, in dem das Druckbegrenzungs- und -halteventil vorgesehen ist;Figure 2 is an enlarged view of the area of the pump-nozzle unit of Figure 1, in which the pressure limiting and holding valve is provided;
Figur 3 eine Draufsicht einer Ausführungsform des Tellers;Figure 3 is a plan view of an embodiment of the plate;
Figur 4 eine schematische Detailansicht des Druckbegrenzungs- und -halteventils gemäß Figur 2 in seiner ersten Arbeitsstellung, in der es geschlossen ist;FIG. 4 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve according to FIG. 2 in its first working position, in which it is closed;
Figur 5 eine schematische Detailansicht des Druckbegrenzungs- und -halteventils gemäß Figur 2 in seiner zweiten Arbeitsstellung, in der es einen Öffnungsquerschnitt aufweist;FIG. 5 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve according to FIG. 2 in its second working position, in which it has an opening cross section;
Figur 6 eine schematische Detailansicht des Druckbegrenzungs- und -halteventils gemäß Figur 2 in seiner unstabilen dritten Arbeitsstellung in der es ebenfalls einen Öffnungsquerschnitt aufweist;FIG. 6 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve according to FIG. 2 in its unstable third working position in which it also has an opening cross section;
Figur 7 eine schematische Detailansicht des Druckbegrenzungs- und -halteventils gemäß Figur 2 in seiner vierten Arbeitsstellung, in der es ebenfalls geschlossen ist;FIG. 7 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve according to FIG. 2 in its fourth working position, in which it is also closed;
Figur 8 eine Kurve, die einen möglichen Verlauf des zweiten Drucks innerhalb des zweiten Druckraums in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel veranschaulicht; Figur 9 eine Kurve, die einen möglichen Verlauf des dritten Drucks innerhalb des dritten Druckraums in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel veranschaulicht; undFIG. 8 is a curve which illustrates a possible course of the second pressure within the second pressure chamber as a function of the crankshaft angle; FIG. 9 is a curve which illustrates a possible course of the third pressure within the third pressure space as a function of the crankshaft angle; and
Figur 10 eine Kurve, die einen möglichen Einspritzverlauf in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel veranschaulicht.Figure 10 is a curve illustrating a possible injection curve depending on the crankshaft angle.
Figur 1 zeigt eine schematische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit. Die dargestellte Pumpe-Düse- Einheit zum Zuführen von Kraftstoff 10 in einen Verbrennungsraum 12 einer Brennkraftmaschine weist eine Kraftstoffpumpe 14-22 auf. Dabei ist ein Kraftstoffpumpenkolben 14 in einem Kraftstoffpu penzylinder 16 hin und her bewegbar. Der Kraftstoffpumpenkolben 14 wird direkt oder indirekt über eine nicht dargestellte Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben. Der Kompressionsraum des Kraftstoffpumpenzylinders 16 bildet den ersten Druckraum 28. Der erste Druckraum 28 ist über eine Kraftstoffleitung 20 mit einem an sich bekannten, piezoelektrisch betriebenen Steuerventil 22 verbunden. Das Steuerventil 22 dient dazu, die Kraftstoffleitung 20 entweder zu verschließen oder mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 zu verbinden, aus dem Kraftstoff 10 angesaugt werden kann. In seiner geöffneten Ruhestellung wird bei einer bezogen auf Figur 1 nach oben gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens Kraftstoff 10 aus dem Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 in den ersten Druckraum 28 angesaugt. Sofern das Steuerventil 22 sich bei einer bezogen auf Figur 1 nach unten ge- richteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 14 noch in seiner geöffneten Ruhestellung befindet, kann vorher in den ersten Druckraum 28 angesaugter Kraftstoff 10 wieder zurück in den Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 gedrückt werden. Bei einer Ansteuerung des Steuerventils 22 verschließt dieses die Kraftstoffleitung 20. Dadurch wird der in den ersten Druckraum 28 angesaugte Kraftstoff 10 bei einer nach unten gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 14 komprimiert, wodurch der erste Druck in dem ersten Druckraum 28 erzeugt wird. Die dargestellte Pumpe-Düse-Einheit umfasst weiterhin eine insgesamt mit 24 bezeichnete Kraftstoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungs- Stellung hin und her bewegliche Düsennadel 26 aufweist. Der bezogen auf Figur 1 obere Endabschnitt der Düsennadel 26 weist einen Düsennadelkolben 50 auf, der in einem zweiten Druckraum 30 geführt ist, wobei in dem zweiten Druckraum 30 unter einem zweiten Druck p3o stehender Kraftstoff 10 eine bezogen auf die Darstellung von Figur 1 nach unten gerichtete Schließkraft auf die Düsennadel 26 ausübt. Der Düsennadelkolben 50 ist dabei vorzugsweise gegenüber dem zweiten Druckraum 30 nur so stark abgedichtet, dass der zweite Druck p3o vor Beginn eines neuen Einspritzzyklus bereits wieder abgebaut ist. Eine ebenfalls nach unten gerichtete weitere Schließkraft wird durch eine erste Feder 36 auf die Düsennadel 26 ausgeübt, wobei die erste Feder 36 in dem zweiten Druckraum 30 angeordnet ist und sich mit ihrem hinteren Ende an dem Düsennadelkolben 50 abstützt. Ein eine Schulter 58 aufweisender Abschnitt der Düsennadel 26 ist von einem dritten DruckraumFigure 1 shows a schematic embodiment of the pump nozzle unit according to the invention. The pump-nozzle unit shown for supplying fuel 10 into a combustion chamber 12 of an internal combustion engine has a fuel pump 14-22. A fuel pump piston 14 is movable back and forth in a fuel pump cylinder 16. The fuel pump piston 14 is driven directly or indirectly via a camshaft, not shown, of the internal combustion engine. The compression space of the fuel pump cylinder 16 forms the first pressure space 28. The first pressure space 28 is connected via a fuel line 20 to a piezoelectrically operated control valve 22 known per se. The control valve 22 serves to either close the fuel line 20 or to connect it to a low-pressure fuel region 18 from which fuel 10 can be drawn. In its open rest position, fuel 10 is drawn from the low-pressure fuel region 18 into the first pressure chamber 28 when the fuel pump piston moves upward in relation to FIG. 1. If the control valve 22 is still in its open rest position when the fuel pump piston 14 moves downward with respect to FIG. 1, fuel 10 previously drawn into the first pressure chamber 28 can be pressed back into the low-pressure fuel region 18. When the control valve 22 is actuated, it closes the fuel line 20. As a result, the fuel 10 drawn into the first pressure chamber 28 is compressed when the fuel pump piston 14 moves downward. whereby the first pressure is generated in the first pressure chamber 28. The pump-nozzle unit shown further comprises a fuel injection nozzle, designated as a whole by 24, which has a nozzle needle 26 which can be moved back and forth between a closed position and an open position. The upper end section of the nozzle needle 26 with respect to FIG. 1 has a nozzle needle piston 50 which is guided in a second pressure chamber 30, fuel 10 in the second pressure chamber 30 under a second pressure p 3 o having a pressure based on the illustration in FIG. 1 downward closing force exerts on the nozzle needle 26. The nozzle needle piston 50 is preferably only so strongly sealed to the second pressure chamber 30, that the second pressure p 3 is degraded already again o before the start of a new injection cycle. A further closing force, likewise directed downward, is exerted on the nozzle needle 26 by a first spring 36, the first spring 36 being arranged in the second pressure chamber 30 and having its rear end supported on the nozzle needle piston 50. A section of the nozzle needle 26 having a shoulder 58 is from a third pressure chamber
32 umgeben, der mit dem ersten Druckraum 28 über eine Verbindungsleitung 48 kommuniziert. In Abhängigkeit von der Drosselwirkung der Verbindungsleitung 48 und gegebenenfalls weiterer nicht dargestellter Drosseleinrichtungen wird in Abhän- gigkeit von dem in dem ersten Druckraum 28 herrschenden ersten Druck p28 in dem dritten Druckraum 32 ein dritter Druck p32 aufgebaut. Der in dem dritten Druckraum 32 unter dem dritten Druck p32 stehende Kraftstoff 10 übt eine bezogen auf die Darstellung von Figur 1 nach oben gerichtete Öffnungs- kraft auf die Düsennadel 26 aus. Die Düsennadel 26 nimmt ihre Öffnungsstellung ein, solange eine Differenz zwischen der durch den dritten Druck p3 verursachten Öffnungskraft und der Summe aus der durch den zweiten Druck p30 erzeugten Schließkraft und der durch die erste Feder 36 erzeugten Schließkraft einen vorgegebenen Wert überschreitet. Über den zweiten Druck p3o in dem zweiten Druckraum 30 kann somit der Düsenöffnungsdruck beeinflusst werden. Um den zweiten Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 auf jeweils geeignete Werte zu begrenzen und zu halten ist ein Druckbegrenzungs- und -halteventil 34 zwischen dem ersten Druckraum 28 und dem zweiten Druckraum 30 vorgesehen.Surround 32, which communicates with the first pressure chamber 28 via a connecting line 48. A third pressure p 32 is built up in the third pressure chamber 32 as a function of the throttling action of the connecting line 48 and, if appropriate, further throttling devices (not shown), depending on the first pressure p 28 prevailing in the first pressure chamber 28. The fuel 10, which is under the third pressure p 32 in the third pressure chamber 32, exerts an opening force on the nozzle needle 26 that is directed upward in relation to the illustration in FIG. 1. The nozzle needle 26 assumes its open position as long as a difference between the opening force caused by the third pressure p 3 and the sum of the closing force generated by the second pressure p 30 and the closing force generated by the first spring 36 exceeds a predetermined value. 3 p o in the second pressure chamber 30 via the second pressure can hence the nozzle opening pressure can be influenced. To the second pressure To limit and maintain p 30 in the second pressure chamber 30 to appropriate values, a pressure limiting and holding valve 34 is provided between the first pressure chamber 28 and the second pressure chamber 30.
Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Bereichs der Pumpe-Düse-Einheit von Figur 1, in dem das Druckbegrenzungsund -halteventil 34 vorgesehen ist. Dabei weist das Druckbegrenzung- und -halteventil 34 einen Ventilteller 38 auf, des- sen Oberseite 60 halbkugelförmig ausgebildet ist. Die Oberseite 60 des Ventiltellers 38 ist dazu ausgelegt, mit einem benachbart zum ersten Druckraum 28 vorgesehenen ersten Ventilsitz 40 zusammenzuwirken, was später anhand von Figur 4 noch näher erläutert wird. Die flache Unterseite 62 des Ven- tiltellers 38 ist dazu ausgelegt, mit einem zweiten Ventilsitz 46 zusammenzuwirken, was später anhand von Figur 7 noch näher erläutert wird. Der Ventilteller 38 ist mit einem Spiel geführt, das bezogen auf die Darstellung eine Bewegung nach oben und unten ermöglicht. Gleichzeitig legt dieses Spiel in einigen Stellung des Ventiltellers 38 den Öffnungsquerschnitt des Druckbegrenzungs- und -halteventils 34 fest. Wenn der Durchmesser der Unterseite 62 des Ventiltellers 38 fünf Millimeter beträgt, kann das Spiel zu diesem Zweck beispielsweise im Bereich von 20 bis 100 Mikrometern liegen. Das Druck- begrenzungs- und -halteventil 34 weist weiterhin einen Teller 42 auf, der separat vom Ventilteller 38 gebildet ist. An der Unterseite des Tellers 42 stützt sich die in dem zweiten Druckraum 30 vorgesehene erste -Feder 36 ab. Von der Oberseite des Tellers 42 aus erstreckt sich ein Schafft 68, der von ei- ner zweiten Feder 56 umgeben ist, die sich sowohl an dem Ventilteller 38 als auch an dem Teller 42 abstützt und bezogen auf die Darstellung von Figur 2 somit eine nach oben gerichtete Kraft auf den Ventilteller 38 und eine nach unten gerichtete Kraft auf den Teller 42 ausübt. Der Teller 42 ist dazu ausgelegt, mit einem Anschlag 44 zusammenzuwirken, was später anhand der Figuren 4 und 5 näher erläutert wird. Der Teller 42 weist eine Bohrung 52 sowie eine Mehrzahl von Nuten 54 auf, deren Wirkungsweise später anhand von Figur 5 näher erläutert wird.FIG. 2 shows an enlarged representation of the area of the pump-nozzle unit from FIG. 1, in which the pressure limiting and holding valve 34 is provided. In this case, the pressure limiting and holding valve 34 has a valve plate 38, the upper side 60 of which is hemispherical. The upper side 60 of the valve plate 38 is designed to cooperate with a first valve seat 40 provided adjacent to the first pressure chamber 28, which will be explained in more detail later with reference to FIG. 4. The flat underside 62 of the valve plate 38 is designed to cooperate with a second valve seat 46, which will be explained in more detail later with reference to FIG. 7. The valve plate 38 is guided with a game that allows movement up and down based on the representation. At the same time, this play defines the opening cross section of the pressure limiting and holding valve 34 in some position of the valve plate 38. If the diameter of the underside 62 of the valve plate 38 is five millimeters, the play for this purpose can be, for example, in the range from 20 to 100 micrometers. The pressure limiting and holding valve 34 also has a plate 42 which is formed separately from the valve plate 38. The first spring 36 provided in the second pressure chamber 30 is supported on the underside of the plate 42. A shaft 68 extends from the top of the plate 42 and is surrounded by a second spring 56, which is supported both on the valve plate 38 and on the plate 42 and thus, based on the illustration in FIG exerts a directed force on the valve plate 38 and a downward force on the plate 42. The plate 42 is designed to cooperate with a stop 44, which will be explained in more detail later with reference to FIGS. 4 and 5. The plate 42 has a bore 52 and a plurality of grooves 54, the mode of operation of which will be explained in more detail below with reference to FIG. 5.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht einer Ausführungsform des Ven- tiltellers. Dabei ist zu erkennen, dass der Teller 42 bei der dargestellten Ausführungsform eine Bohrung 52 und drei Nuten 54 aufweist, deren Wirkungsweise wie erwähnt anhand von Figur 5 erläutert wird.FIG. 3 shows a top view of an embodiment of the valve plate. It can be seen here that the plate 42 in the embodiment shown has a bore 52 and three grooves 54, the mode of operation of which is explained with reference to FIG. 5.
Figur 4 zeigt eine schematische Detailansicht des Druckbegrenzungs- und -halteventils 34 gemäß Figur 2 in seiner ersten Arbeitsstellung, in der es geschlossen ist. Diese erste Arbeitsstellung entspricht. (auch) der Ruhestellung des Druckbegrenzungs- und -halteventils 34, in der der erste Druck p28 in dem ersten Druckraum 28 dem zweiten Druck p3o in dem zweiten Druckraum 30 entspricht. Damit die in Figur 4 dargestellte Arbeitsstellung der Ruhestellung entspricht, ist es erforderlich, dass die erste Feder 36, die sich an der Unterseite des Tellers 42 abstützt, eine größere Federkraft er- zeugt als die zweite Feder 56, die sich an der Oberseite 64 des Tellers 42 und der Unterseite 62 des Ventiltellers 38 abstützt. Durch eine derartige Auslegung der ersten Feder 36 und der zweiten Feder 56 liegt der Ventilteller 38 mit seiner halbkugelförmigen Oberfläche 60 an dem ersten Ventilsitz 40 an, so dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil 34 geschlossen ist. Weiterhin liegt die Oberseite 64 des Tellers 42 an dem Anschlag 44 an. Obwohl die in Figur 4 dargestellte erste Arbeitsstellung der Ruhestellung des Druckbegrenzungsund -halteventils entspricht, kann diese Arbeitsstellung auch bei anderen Betriebszuständen eingenommen werden, sofern die Druckdifferenz zwischen dem ersten Druck p2e und dem zweiten Druck p30 einen durch die Federkonstanten der ersten Feder 36 und der zweiten Feder 56 festgelegten Wert nicht überschreitet. Beispielsweise kann die erste Arbeitsstellung eingenom- men werden, um den zweiten Druck p3o zu halten, wenn der erste Druck p28 in dem ersten Druckraum 28 kleiner als der zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 ist. Figur 5 zeigt eine schematische Detailansicht des Druckbegrenzungs- und -halteventils 34 gemäß Figur 2 in seiner zweiten Arbeitsstellung, in der es einen Öffnungsquerschnitt aufweist. In dieser zweiten Arbeitsstellung hat sich der Ventilteller 38 um beispielsweise 50 um 'nach unten bewegt, so dass zwischen der halbkugelförmigeή Oberfläche 60 des Ventiltellers 38 und dem ersten Ventilsitz 40 ein Öffnungsquerschnitt gebildet wird, durch den unter dem ersten Druck p28 stehender Kraftstoff 10 aus dem ersten Druckraum 28 strömen kann. Der Teller 42 liegt in der dargestellten zweiten Arbeitsstellung mit seiner Oberseite 64 an dem Anschlag 44 an. Da der Teller 42 jedoch eine Bohrung 52 und drei Nuten 54 aufweist, wird durch das Anliegen der Oberfläche 6^ des Tel- lers 42 an dem Anschlag 44 keine vollständige Abdichtung erzielt. Dies ist erwünscht, damit der zwischen dem Ventilteller 38 und dem ersten Ventilsitz 40 hindurchströmende Kraftstoff 10 in den zweiten Druckraum 30 strömen kann. Aus der in Figur 5 dargestellten zweiten Arbeitsstellung des Druck- begrenzungs- und -halteventils 34 kann entweder in die anhand von Figur 4 erläuterte erste Arbeitsstellung oder in die nachfolgend anhand von Figur 6 erläuterte dritte Arbeitsstellung des Druckbegrenzungs- und -halteventils gewechselt werden.FIG. 4 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve 34 according to FIG. 2 in its first working position, in which it is closed. This first working position corresponds. (also) the rest position of the pressure limiting and holding valve 34, in which the first pressure p 2 8 in the first pressure chamber 28 corresponds to the second pressure p 3 o in the second pressure chamber 30. In order for the working position shown in FIG. 4 to correspond to the rest position, it is necessary that the first spring 36, which is supported on the underside of the plate 42, generates a greater spring force than the second spring 56, which is located on the upper side 64 of the Plates 42 and the underside 62 of the valve plate 38 supports. Through such a design of the first spring 36 and the second spring 56, the valve plate 38 rests with its hemispherical surface 60 on the first valve seat 40, so that the pressure limiting and holding valve 34 is closed. Furthermore, the top 64 of the plate 42 bears against the stop 44. Although the first working position shown in FIG. 4 corresponds to the rest position of the pressure limiting and holding valve, this working position can also be assumed in other operating states, provided that the pressure difference between the first pressure p 2 e and the second pressure p 30 is due to the spring constants of the first spring 36 and the second spring 56 does not exceed the specified value. For example, the first operating position may be men eingenom- to the second pressure p 3 o to keep, when the first pressure p 28 is smaller in the first pressure chamber 28 than the second pressure P 30 in the second pressure chamber 30th FIG. 5 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve 34 according to FIG. 2 in its second working position, in which it has an opening cross section. In this second working position of the valve disc 38 has moved to, for example, 50 to 'downward, so that between the halbkugelförmigeή surface 60 of the valve disc 38 and the first valve seat an opening cross-section 40 is formed by the first under the pressure p 28 standing fuel 10 from can flow to the first pressure chamber 28. The plate 42 lies in the second working position shown with its top 64 against the stop 44. However, since the plate 42 has a bore 52 and three grooves 54, a complete seal is not achieved by the surface 6 of the plate 42 resting against the stop 44. This is desirable so that the fuel 10 flowing between the valve plate 38 and the first valve seat 40 can flow into the second pressure chamber 30. It is possible to switch from the second working position of the pressure limiting and holding valve 34 shown in FIG. 5 either to the first working position explained with reference to FIG. 4 or to the third working position of the pressure limiting and holding valve explained below with reference to FIG. 6.
Figur 6 zeigt eine schematische Detailansicht des Druckbegrenzungs- und -halteventils gemäß Figur 2 in seiner unstabilen dritten Arbeitsstellung. In dieser dritten Arbeitsstellung hat sich der Ventilteller 38 bezogen auf die erste Ar- beitsstellung um beispielsweise 100 μm nach unten bewegt, so dass zwischen der halbkugelförmigen Oberfläche 60 des Ventiltellers 38 und dem ersten Ventilsitz 40 weiterhin ein Öffnungsquerschnitt vorliegt. Dieser Öffnungsquerschnitt wird vorzugsweise durch den Radius der halbkugelförmigen Oberflä- ehe 60 des Ventiltellers 38 definiert. Die Unterseite 62 des Ventiltellers 38 hat dabei eine Kraft auf den Schafft 68 ausgeübt, durch die der Teller 42, entgegen der durch die erste Feder 36 und der durch den zweiten Druck p3o verursachten Kraft, um beispielsweise 50 μm nach unten bewegt wurde, so dass die Oberseite 64 des Tellers 42 nicht länger an dem Anschlag 44 anliegt. Durch die bezogen auf Figur 6 nach unten gerichtete Bewegung des Tellers 42 wird die erste Feder 36 weiter vorgespannt, so dass der zum Öffnen der Düsennadel 24 in dem dritten Druckraum 32 erforderliche dritte Druck p32 vergrößert wird.FIG. 6 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve according to FIG. 2 in its unstable third working position. In this third working position, the valve plate 38 has moved downward, for example by 100 μm, with respect to the first working position, so that an opening cross section continues to exist between the hemispherical surface 60 of the valve plate 38 and the first valve seat 40. This opening cross section is preferably defined by the radius of the hemispherical surface 60 of the valve disk 38. The underside 62 of the valve plate 38 has exerted a force on the shaft 68, through which the plate 42, contrary to that through the first Spring 36 and the force caused by the second pressure p 3 o, for example, has been moved down by 50 μm, so that the top 64 of the plate 42 no longer abuts the stop 44. 6, the first spring 36 is further pretensioned, so that the third pressure p 32 required to open the nozzle needle 24 in the third pressure chamber 32 is increased.
Figur 7 zeigt eine schematische Detailansicht des Druckbegrenzungs- und -halteventils 34 gemäß Figur 2 in seiner vierten Arbeitsstellung, in der es ebenfalls geschlossen ist. Diese vierte Arbeitsstellung entspricht einer Druckbegrenzungsstellung des Druckbegrenzungs- und -halteventils 34. In dieser Arbeitsstellung liegt die flache Unterseite 62 desFIG. 7 shows a schematic detailed view of the pressure limiting and holding valve 34 according to FIG. 2 in its fourth working position, in which it is also closed. This fourth working position corresponds to a pressure limiting position of the pressure limiting and holding valve 34. In this working position, the flat underside 62 of the
Ventiltellers 38 an dem zweiten Ventilsitz 4.6 an, so dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil geschlossen ist. Um die dargestellte vierte Arbeitsstellung zu erreichen, hat sich der Ventilteller 38- bezogen auf seine Ruhestellung um bei- spielsweise 150 μm nach unten bewegt. Dabei wurde auf denValve plates 38 on the second valve seat 4.6, so that the pressure limiting and holding valve is closed. In order to achieve the fourth working position shown, the valve plate 38 has moved downward, for example by 150 μm, with respect to its rest position. It was on the
Schafft 68 eine Kraft ausgeübt, die den Teller 42 bezogen auf seine in den Figuren 4 und 5 dargestellte Ruhestellung um beispielsweise 100 μm nach unten bewegt. Dadurch wurde die erste Feder 36 im Vergleich zur anhand von Figur 6 erläuter- ten dritten Arbeitsstellung des Druckbegrenzungs- und -halteventils 34 weiter vorgespannt. Durch die weitere Vorspannung der ersten Feder 36 wird der zum Öffnen der Düsennadel 26 in dem dritten Druckraum 32 erforderliche dritte Druck p32 weiter erhöht. Die Einstellung des zum Öffnen der Düsennadel 26 in dem dritten Druckraum 32 erforderlichen dritten Drucks p32 kann beispielsweise herangezogen werden, um für eine Voreinspritzung und eine Hautpeinspritzung unterschiedliche Öffnungsdrücke vorzusehen.Creates 68 a force that moves the plate 42 downward, for example, 100 μm with respect to its rest position shown in FIGS. 4 and 5. As a result, the first spring 36 was further pretensioned in comparison to the third working position of the pressure limiting and holding valve 34 explained with reference to FIG. 6. The further prestressing of the first spring 36 further increases the third pressure p 32 required to open the nozzle needle 26 in the third pressure chamber 32. The adjustment of the opening of the nozzle needle 26 required in the third pressure chamber 32 third pressure p 32 can be used for example to provide different for a pilot injection and a main injection opening pressures.
Figur 8 zeigt eine Kurve, die einen möglichen Verlauf des zweiten Drucks innerhalb des zweiten Druckraums in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel veranschaulicht, Figur 9 zeigt eine Kurve, die einen möglichen Verlauf des dritten Drucks innerhalb des dritten Druckraums in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel veranschaulicht, und Figur 10 zeigt eine Kurve, die einen möglichen Einspritzverlauf in Abhängigkeit vom Kur- belwellenwinkel veranschaulicht. Die dargestellten und andere Kurvenverläufe lassen sich insbesondere durch eine geeignete Ansteuerung des Steuerventils 22 erzielen. In den Figuren 8 bis 10 ist der Beginn einer Voreinspritzung mit °KWV gekennzeichnet, während der Beginn der Haupteinspritzung mit °KWH gekennzeichnet ist. Zu Beginn der Voreinspritzung ist der zweite Druck p3o in dem zweiten Druckraum 30 noch relativ gering, so dass zum Öffnen der Düsennadel 26 ein relativ geringer Voreinspritz-Öffnungsdruck p32v in dem dritten Druckraum 32 ausreichend ist, was Figur 9 zu entnehmen ist. Die Vorein- spritzung beginnt, sobald der Voreinspritz-Öffnungsdruck p32v in dem dritten Druckraum 32 erreicht ist, was einem Vergleich der Figuren 9 und 10 zu entnehmen ist. Nach dem Beginn der Voreinspritzung befindet sich das Druckbegrenzungs- und -halteventil -34 in seiner zweiten oder dritten Arbeitsstellung, so dass der zweite Druck ρ3o in dem zweiten Druckraum 30 weiter ansteigt, wie dies in Figur 8 dargestellt ist. Auch der dritte Druck p32 in dem dritten Druckraum 32 wird nach der Voreinspritzung erneut aufgebaut. Aufgrund des nun höheren zweiten Drucks p30 in dem zweiten Druckraum 30 und einer auf- grund der Stellung des Tellers 42 weiter vorgespannten ersten Feder 36 ist der zum Auslösen der Haupteinspritzung erforderliche dritte Druck p32H.in dem dritten Druckraum 32 im Vergleich zu dem für die Voreinspritzung erforderlichen Voreinspritz-Öffnungsdruck p32v deutlich erhöht. Sobald dieser Haupteinspritz-Öffnungsdruck p32H in dem dritten Druckraum 32 erreicht ist, beginnt die Haupteinspritzung, wie dies durch einen Vergleich der Figuren 9 und 10 zu erkennen ist. Auch nach dem Beginn der Haupteinspritzung wird der zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 zunächst noch weiter aufge- baut, wie dies in Figur 8 gezeigt ist..Bei der Kurbelwellenstellung °KWA4 wechselt das Druckbegrenzungs- und -halteventil 34 in seine vierte Arbeitsstellung. Dadurch wird der zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 begrenzt und über den verbleibenden Zeitraum der Haupteinspritzung in etwa konstant gehalten. Nach der Haupteinspritzung nimmt der zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 wieder ab, bei- spielsweise aufgrund des Spiels zwischen dem DüsennadeIkolben 50 und dem zweiten Druckraum 30. Dies ist vorteilhaft, um für den nächsten Einspritzzyklus definierte Anfangsbedingungen zu erzielen. Falls das Spiel zwischen dem Düsennadelkolben 50 und dem zweiten Druckraum 30 für einen ausreichend schnellen Abbau des zweiten Drucks p3o nicht ausreichend groß ist, können zusätzlich oder alternativ geeignete Beipässe vorgesehen werden. Selbstverständlich variieren die in den Figuren 8 bis 10 dargestellten Kurvenverläufe beispielsweise in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Steuerventils 22, vom jeweiligen Brennkraftmaschinentyp, den Lastzuständen, Drehzahlen und so weiter.FIG. 8 shows a curve which illustrates a possible course of the second pressure within the second pressure chamber as a function of the crankshaft angle, FIG. 9 shows FIG. 10 shows a curve which illustrates a possible course of the third pressure within the third pressure chamber as a function of the crankshaft angle and a curve which illustrates a possible injection course as a function of the crankshaft angle. The curves shown and other curves can be achieved in particular by a suitable control of the control valve 22. In Figures 8 to 10, the start of a pre-injection is marked with ° KW V , while the start of the main injection is marked with ° KW H. At the start of the pilot injection, the second pressure is p 3 o in the second pressure chamber 30 is still relatively low, so that for opening the nozzle needle 26, a relatively low pilot injection opening pressure p 32 v in the third pressure chamber 32 is sufficient, which is shown in Figure 9 , The pre-injection begins as soon as the pre-injection opening pressure p 32v is reached in the third pressure chamber 32, which can be seen from a comparison of FIGS . 9 and 10. After the start of the pre-injection, the pressure limiting and holding valve -34 is in its second or third working position, so that the second pressure ρ 3 o in the second pressure chamber 30 continues to increase, as shown in FIG. The third pressure p 32 in the third pressure chamber 32 is also built up again after the pre-injection. Due to the now higher second pressure p 30 in the second pressure chamber 30 and a first spring 36 which is further biased due to the position of the plate 42, the third pressure p 32 H required in the third pressure chamber 32 to trigger the main injection is in comparison to that The pre-injection opening pressure p32v required for the pre-injection is significantly increased. As soon as this main injection opening pressure p 32 H is reached in the third pressure chamber 32, the main injection begins, as can be seen from a comparison of FIGS. 9 and 10. Even after the start of the main injection, the second pressure p 30 is initially built up further in the second pressure chamber 30, as shown in FIG. 8. When the crankshaft position ° KW A4 , the pressure limiting and holding valve 34 changes to its fourth working position. This will make the second pressure p 30 limited in the second pressure chamber 30 and kept approximately constant over the remaining period of the main injection. After the main injection, the second pressure p 30 decreases again in the second pressure chamber 30, for example due to the play between the nozzle needle piston 50 and the second pressure chamber 30. This is advantageous in order to achieve defined initial conditions for the next injection cycle. If the play between the nozzle needle piston 50 and the second pressure chamber 30 is not sufficiently large for a sufficiently rapid reduction of the second pressure p 3 o, suitable bypasses can additionally or alternatively be provided. Of course, the curve profiles shown in FIGS. 8 to 10 vary, for example, as a function of the control of the control valve 22, the particular type of internal combustion engine, the load conditions, rotational speeds and so on.
Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen: Die Erfindung betrifft eine Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von Kraft- stoff in einen Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine. Um bei einer kompakten Bauweise eine definierte Steuerung des Einspritzverlaufs sowie des Einspritzdrucks zu ermöglichen, ist zwischen einem ersten Druckraum, der von einer Kraftstoffpumpe mit unter einem ersten Druck stehendem Kraftstoff befüllbar ist, und einem zweiten Druckraum ein Druckbegrenzungs- und -halteventil vorgesehen, wobei in dem zweiten Druckraum unter einem zweiten Druck stehender Kraftstoff eine Schließkraft auf die .Düsennadel ausübt.The invention can be summarized as follows: The invention relates to a pump-nozzle unit for supplying fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. In order to enable a defined control of the injection process and the injection pressure in a compact design, a pressure limiting and holding valve is provided between a first pressure chamber, which can be filled with fuel under a first pressure by a fuel pump, and a second pressure chamber the second pressure chamber under a second pressure fuel exerts a closing force on the nozzle needle.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. The features of the invention disclosed in the above description, in the drawings and in the claims can be essential for realizing the invention both individually and in any combination.

Claims

Patentansprüche claims
1. Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von Kraftstoff (10) in einen Verbrennungsraum (12) einer Brennkraftmaschine, mit1. Pump-nozzle unit for supplying fuel (10) in a combustion chamber (12) of an internal combustion engine, with
einer Steuer- und/oder regelbaren Kraftstoffpumpe (14- 22),a control and / or adjustable fuel pump (14-22),
einer Kraftstoffeinspritzdüse (24) , die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her bewegliche Düsennadel 826) aufweist,a fuel injection nozzle (24) which has a nozzle needle 826) which can be moved back and forth between a closed position and an open position,
einem ersten Druckraum (28), der von der Kraftstoffpumpe (14-22) mit unter einem ersten Druc (p2s) stehendem Kraftstoff (10) befüllbar ist,a first pressure chamber (28) which can be filled by the fuel pump (14-22) with fuel (10) under a first pressure (p 2 s),
einem zweiten Druckraum (30), wobei in dem zweiten Druckraum (30) unter einem zweiten Druck (p3o) stehender Kraftstoff (10) eine Schließkraft auf die Düsennadel (26) ausübt, unda second pressure chamber (30), fuel (10) in the second pressure chamber (30) under a second pressure (p 3 o) exerting a closing force on the nozzle needle (26), and
einem dritten Druckraum (32) , der mit dem ersten Druckraum (28) kommuniziert, wobei in dem dritten Druckraum (32) unter einem dritten Druck (p3 ) stehender Kraft- stoff (10) eine Öffnungskraft auf die Düsennadel (26) ausübt,a third pressure chamber (32) which communicates with the first pressure chamber (28), fuel (10) under a third pressure (p 3 ) in the third pressure chamber (32) exerting an opening force on the nozzle needle (26),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem ersten Druckraum (28) und dem zweiten Druckraum (30) ein Druckbegrenzungs- und -halteventil (34) vorgesehen ist.that a pressure limiting and holding valve (34) is provided between the first pressure chamber (28) and the second pressure chamber (30).
2. Pumpe-Düse-Einheit nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil (34) durch eine Druckdifferenz betätigt wird.2. Pump-nozzle unit according to claim 1, so that the pressure limiting and holding valve (34) is actuated by a pressure difference.
3. Pumpe-Düse-Einheit nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Druckdifferenz die Differenz zwischen dem ersten Druck (p2β) und dem zweiten Druck (p3o) ist.3. Pump-nozzle unit according to claim 2, characterized in that the pressure difference is the difference between the first pressure (p 2 β) and the second pressure (p 3 o).
4. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil (34) ein 2/3-Ventil ist.4. Pump-nozzle unit according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the pressure limiting and holding valve (34) is a 2/3 valve.
5. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil eine erste Arbeitsstellung aufweist, in der es geschlossen ist.5. Pump-nozzle unit according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the pressure limiting and holding valve has a first working position in which it is closed.
6. Pumpe-Düse-Einheit nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Arbeitsstellung eine durch Federkräfte erzwungene Ruhestellung ist.6. Pump-nozzle unit according to claim 5, so that the first working position is an idle position forced by spring forces.
7. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil (34) eine zweite Arbeitsstel- lung mit einem Öffnungsquerschnitt aufweist.7. Pump-nozzle unit according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the pressure limiting and holding valve (34) has a second working position with an opening cross section.
8. Pumpe-Düse-Einheit nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil (34) eine unstabile dritte Ar- beitsstellung mit einem Öffnungsquerschnitt aufweist.8. Pump-nozzle unit according to claim 7, so that the pressure limiting and holding valve (34) has an unstable third working position with an opening cross-section.
9. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Druck- begrenzungs- und -halteventil (34) eine von der ersten Arbeitsstellung verschiedene vierte Arbeitsstellung aufweist, in der es geschlossen ist. 9. Pump-nozzle unit according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure limiting and holding valve (34) has a fourth working position different from the first working position, in which it is closed.
10. Pumpe-Düse-Einheit nach Anspruch 3 und 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil (34) die vierte Arbeitsstellung einnimmt, wenn der erste Druck (p2s) den zweiten Druck (p30) um einen vorgegebenen Wert übersteigt.10. Pump-nozzle unit according to claim 3 and 9, characterized in that the pressure limiting and holding valve (34) assumes the fourth working position when the first pressure (p 2 s), the second pressure (p 30 ) by a predetermined value exceeds.
11. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in dem zweiten Druckraum (30) eine erste Feder (36) vorgesehen ist, die eine Schließkraft auf die Düsennadel (26) ausübt.11. Pump-nozzle unit according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that in the second pressure chamber (30) a first spring (36) is provided which exerts a closing force on the nozzle needle (26).
12. Pumpe-Düse-Einheit nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Feder (36) in Abhängigkeit von unterschiedlichen Arbeitsstellungen des Druckbegrenzungs- und -halteventils (34) unterschiedlich vorgespannt ist.12. Pump-nozzle unit according to claim 11, so that the first spring (36) is biased differently depending on different working positions of the pressure limiting and holding valve (34).
13. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Druckbegrenzungs- und -halteventil (34) einen Ventilteller (38) aufweist, der mit einem ersten Ventilsitz (40) zusammenwirkt, der benachbart zum ersten Druckraum (28) vorgesehen ist.13. Pump-nozzle unit according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure limiting and holding valve (34) has a valve plate (38) which cooperates with a first valve seat (40) which is adjacent to the first pressure chamber (28) is provided.
14. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Druck- begrenzungs- und -halteventil (34) einen Teller (42) aufweist, der mit einem Anschlag (44) zusammenwirkt, der benachbart zum zweiten Druckraum (30) vorgesehen ist.14. Pump-nozzle unit according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure limiting and holding valve (34) has a plate (42) which cooperates with a stop (44) which is adjacent to the second pressure chamber ( 30) is provided.
15. Pumpe-Düse-Einheit nach Anspruch 13 und 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ventilteller (38) weiterhin mit einem zweiten Ventilsitz (46) zusammenwirkt, der zwischen dem ersten Ventilsitz (40) und dem Anschlag (44) angeordnet ist.15. Pump-nozzle unit according to claim 13 and 14, characterized in that the valve plate (38) further with a second valve seat (46) cooperates, which is arranged between the first valve seat (40) and the stop (44).
16. Pumpe-Düse-Einheit nach Anspruch 15 und 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass beim Anliegen des Tellers (42) am Anschlag (44) keine vollständige Abdichtung erzielt wird.16. Pump-nozzle unit according to claim 15 and 16, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that when the plate (42) against the stop (44) does not achieve a complete seal.
17. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der Ansprüche 5 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der' Ventilteller (38) in der ersten Arbeitstellung am ersten Ventilsitz (40) anliegt.17. Pump-nozzle unit according to one of claims 5 to 16, characterized in that the ' valve plate (38) bears in the first working position on the first valve seat (40).
18. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der Ansprüche 7 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t-, dass der Ventilteller (38) in der zweiten Arbeitstellung nicht am ersten Ventilsitz (40) und nicht am zweiten Ventilsitz (46) anliegt, und dass der Teller (42) in der zweiten Arbeitsstellung am Anschlag (44) anliegt.18. Pump-nozzle unit according to one of claims 7 to 17, characterized in that the valve disk (38) in the second working position does not rest on the first valve seat (40) and not on the second valve seat (46), and that Plate (42) abuts the stop (44) in the second working position.
19. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der Ansprüche 7 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ventilteller (38) in der dritten Arbeitstellung nicht am ersten Ventilsitz (40) und nicht am zweiten Ventilsitz ' (46) ' anliegt, und dass der Teller (42) in der dritten Arbeitsstellung nicht am Anschlag (44) anliegt.19. Pump-nozzle unit according to one of claims 7 to 18, characterized in that the valve plate (38) in the third working position is not on the first valve seat (40) and not on the second valve seat ' (46)', and that the plate (42) does not rest against the stop (44) in the third working position.
20. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der Ansprüche 9 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ven- tilteller (38) in der vierten Arbeitstellung am zweiten Ventilsitz (46) anliegt, und dass der Teller (42) in der vierten Arbeitsstellung nicht am Anschlag (44) anliegt.20. Pump-nozzle unit according to one of claims 9 to 19, characterized in that the valve plate (38) abuts the second valve seat (46) in the fourth working position, and that the plate (42) in the fourth working position is not on Stop (44) is present.
21. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der Ansprüche 9 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich die erste Feder (36) an dem Teller (42) abstützt. 21. Pump-nozzle unit according to one of claims 9 to 20, characterized in that the first spring (36) is supported on the plate (42).
22. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kraftstoffpumpe (14-22) einen von der Brennkraftmaschine angetrie- benen Kraftstoffpumpenkolben (14) aufweist.22. Pump-nozzle unit according to one of the preceding claims, that the fuel pump (14-22) has a fuel pump piston (14) driven by the internal combustion engine.
23. Pumpe-Düse-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kraft- stoffpumpe (14-22) ein Steuerventil (22) aufweist, mit dem der erste Druckraum (28) ganz oder teilweise gegenüber einem Kraftstoff-Niederdruckbereich (18) verschließbar ist.23. Pump-nozzle unit according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel pump (14-22) has a control valve (22) with which the first pressure chamber (28) in whole or in part with respect to a low-pressure fuel region (18 ) is lockable.
24. Pumpe-Düse-Einheit nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Steuerventil (22) piezoelektrisch betrieben wird. 24. Pump-nozzle unit according to claim 22, so that the control valve (22) is operated piezoelectrically.
PCT/DE2002/004426 2001-12-07 2002-12-03 Pump jet unit WO2003054379A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE50204124T DE50204124D1 (en) 2001-12-07 2002-12-03 PUMP-NOZZLE UNIT
EP02805256A EP1451465B1 (en) 2001-12-07 2002-12-03 Pump jet unit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10160080.1 2001-12-07
DE2001160080 DE10160080A1 (en) 2001-12-07 2001-12-07 Pump-nozzle unit for supplying fuel to combustion chamber of internal combustion engine has three chambers with different pressures and has pressure limiting and holding valve between first and second pressure chambers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003054379A1 true WO2003054379A1 (en) 2003-07-03

Family

ID=7708334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2002/004426 WO2003054379A1 (en) 2001-12-07 2002-12-03 Pump jet unit

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1451465B1 (en)
DE (2) DE10160080A1 (en)
WO (1) WO2003054379A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003106836A1 (en) * 2002-06-13 2003-12-24 Siemens Aktiengesellschaft Unit injector system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1662133A1 (en) * 2004-11-26 2006-05-31 Siemens AG Injection valve

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0277939A2 (en) * 1987-02-04 1988-08-10 Robert Bosch Ag Fuel injection device
EP0987431A2 (en) * 1998-09-18 2000-03-22 Lucas Industries Limited Fuel injector
WO2001069076A1 (en) * 2000-03-15 2001-09-20 Robert Bosch Gmbh Injection device comprising an actuator for controlling the needle stroke

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3411406A1 (en) * 1983-07-29 1985-02-07 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart PUMP NOZZLE FOR FUEL INJECTION IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES
DE19835494C2 (en) * 1998-08-06 2000-06-21 Bosch Gmbh Robert Pump-nozzle unit
DE19844891A1 (en) * 1998-09-30 2000-04-06 Bosch Gmbh Robert Fuel injection valve for internal combustion engines
DE19942846C1 (en) * 1999-09-08 2000-11-16 Bosch Gmbh Robert Pressure-controlled fluid injection device e.g. for diesel engine fuel injection system, has pressure compensation device for providing intermediate pressure in feed region for injection jet between injection cycles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0277939A2 (en) * 1987-02-04 1988-08-10 Robert Bosch Ag Fuel injection device
EP0987431A2 (en) * 1998-09-18 2000-03-22 Lucas Industries Limited Fuel injector
WO2001069076A1 (en) * 2000-03-15 2001-09-20 Robert Bosch Gmbh Injection device comprising an actuator for controlling the needle stroke

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003106836A1 (en) * 2002-06-13 2003-12-24 Siemens Aktiengesellschaft Unit injector system

Also Published As

Publication number Publication date
EP1451465B1 (en) 2005-08-31
DE10160080A1 (en) 2003-06-26
DE50204124D1 (en) 2005-10-06
EP1451465A1 (en) 2004-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19519192C1 (en) Injector
EP1507972B1 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
EP1135603A1 (en) Fuel-injection valve for internal combustion engines
DE102006017034B4 (en) Piezo actuator, method for producing a piezo actuator and injection system with such
WO1995025888A1 (en) Injection valve for internal combustion engines
EP1456525A1 (en) Fuel injection device for an internal combustion engine
DE19752851C1 (en) Hydraulic 2/2-way control valve for automobile fuel injection system
EP1310666A2 (en) Fuel injection system for internal combustion engine
EP1451465A1 (en) Pump jet unit
EP1488089B1 (en) Method and device for controlling the piezo-actuator of a piezo-control valve of a pump nozzle unit
WO2006125689A1 (en) Injector for a fuel-injection system
EP1356200A1 (en) 3/2 directional control valve
WO2003106836A1 (en) Unit injector system
WO2009146974A1 (en) Fuel injector with perforated seat nozzle
DE19947196A1 (en) Fuel injection device for diesel engine has control valve for regulating fuel feed from high pressure space to injection valve
DE10310585A1 (en) Pump-nozzle unit
DE19939446A1 (en) Fuel injection device for internal combustion engines
EP1472455B1 (en) Method and device for controlling a control valve of a pump-nozzle unit
WO2004057176A1 (en) Pump-nozzle unit
EP1430219A1 (en) Fuel injection device for an internal combustion engine
WO2002075149A1 (en) Fuel-injection valve for internal combustion engines
EP1601870A1 (en) Fuel injection valve for an internal combustion engine
EP0752060A1 (en) Injection valve
WO2003052259A1 (en) Fuel injection device for a combustion engine
WO2001063119A2 (en) Injection device

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE SI SK TR

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002805256

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002805256

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2002805256

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP