WO2009071401A1 - Compact injection device having two armatures - Google Patents

Compact injection device having two armatures Download PDF

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WO2009071401A1
WO2009071401A1 PCT/EP2008/064846 EP2008064846W WO2009071401A1 WO 2009071401 A1 WO2009071401 A1 WO 2009071401A1 EP 2008064846 W EP2008064846 W EP 2008064846W WO 2009071401 A1 WO2009071401 A1 WO 2009071401A1
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WO
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armature
injection device
fuel pump
working gap
seal
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PCT/EP2008/064846
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French (fr)
Inventor
Udo Sieber
Walter Maeurer
Harald Lang
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • 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
    • F02M57/022Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/027Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive electric
    • 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
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/007Layout or arrangement of systems for feeding fuel characterised by its use in vehicles, in stationary plants or in small engines, e.g. hand held tools

Definitions

  • the third housing part 25 c is also formed substantially cup-shaped and defines a pumping chamber 27, in which fuel by means of the second armature 23 can be placed under pressure.
  • a first check valve 29, a second check valve 30 and a third check valve 31 are arranged in the third housing part 25.
  • the three check valves have the same structure and differ only in different spring strengths of your return springs.
  • the first check valve 29 connects the suction region 32 to the pumping chamber 27.
  • the second check valve 30 connects the pumping chamber to a chamber in the injector 20c.
  • the third check valve 31 connects the pumping chamber 27 with a return region 33, from which the fuel return line 6b goes off.
  • the function of the injection module 2 according to the invention is as follows.
  • An intake phase of the fuel pump 20a is introduced through the second return element 24, wherein the rest position of the second return element 24 defines the end of the intake phase.
  • the first check valve 29 is opened and the second and third check valves 30, 31 are each closed. This allows fuel through the open first check valve 29 in the
  • the third check valve 31 opens in order to reduce such pressure peaks.
  • the third check valve 31 takes over the function of the pressure regulator 20b.
  • the first armature 22 of the air regulator 2Od is also attracted in the direction of the arrow B.
  • the air actuator opens 2Od, so that air can flow through the bypass line 12.
  • the air actuator 2Od opens before the fuel pump enters the pressure phase.
  • Housing component 25 c and the pot 23 a of the armature 23 is arranged.
  • the third return spring 45 is disposed between the armature 23, more precisely the pot 23 a and the armature-facing end of the piston 42.
  • the two return springs 24, 45 are arranged parallel to one another in the space 41.
  • the selected construction of the armature 23 with a separate piston 44 makes it possible that, after an obstruction of the coil 21, first the armature 23 is moved downwards, and the piston 42 still remains in its position. Only when the disc member 23 c of the armature 23 presses against the inner bottom surface of the piston 42, the piston 42 moved together with the armature 23, so that the fluid located in the pump chamber 27 is pressurized.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

The present invention relates to an injection device, comprising a fuel pump (20a), a pressure controller (20b), an injector (20c), and an air actuator (20d), characterized in that the fuel pump (20a), the pressure controller (20b), the injector (20c), and the air actuator (20d) are integral parts of an injection module (2), and the injection device further comprises exactly one actuator which simultaneously activates the fuel pump (20a) and the air actuator (20d), wherein the actuator comprises a coil (21), a first armature (22), and a second armature (23), and a first working gap (S1) is provided on the first armature (22) and a second working gap (S2) is provided on the second armature (23), and wherein a stationary seal (36) is disposed between the first armature (22) and the second armature (23) in order to seal a medium controlled by the first armature from a medium controlled by the second armature.

Description

Beschreibung description
Titeltitle
Kompakte Einspritzvorrichtung mit zwei AnkernCompact injector with two anchors
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung mit einer Kraftstoffpumpe, einem Druckregler, einem Injektor und einem Luftsteller in einer kompakten Bauweise.The present invention relates to an injection device with a fuel pump, a pressure regulator, an injector and an air actuator in a compact design.
Einspritzvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Insbesondere aus Kosten- und Bauraumgründen erfordern Kleinbrennkraftmaschinen, welche nur einen oder nur zwei Zylinder und einen kleinen Hubraum aufweisen, eigenständigeInjectors are known in the prior art in various configurations. Especially for cost and space reasons require small internal combustion engines, which have only one or only two cylinders and a small displacement, independent
Lösungen. Einsatzgebiete derartiger Kleinbrennkraftmaschinen sind beispielsweise Zweiräder oder Dreiräder, oder Rasenmäher usw. Bekannte Einspritzvorrichtungen umfassen üblicherweise in einem Tank eine Kraftstoffpumpe mit einem Druckregler, wobei die Kraftstoffpumpe Kraftstoff mit einem vorbestimmten Druck in eine Leitung, z.B. ein Rail o.a., fördert. Am Ende der Leitung ist ein Injektor angeordnet, welcher, gesteuert durch eine Steuereinrichtung, Kraftstoff in ein Saugrohr oder direkt in einen Brennraum einspritzt. Derartige Einspritzeinrichtungen sind jedoch sehr aufwendig und insbesondere teuer, so dass sie Kleinbrennkraftmaschinen ebenfalls sehr teuer machen.Solutions. Areas of use of such small internal combustion engines are, for example, two-wheelers or tricycles, or lawnmowers, etc. Known injectors usually comprise in a tank a fuel pump with a pressure regulator, the fuel pump injecting fuel at a predetermined pressure into a duct, e.g. a rail o.a., promotes. At the end of the line, an injector is arranged, which, controlled by a control device, injects fuel into a suction pipe or directly into a combustion chamber. However, such injectors are very expensive and especially expensive, so that they also make small internal combustion engines very expensive.
Aus der EP 1 340 906 Bl ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit elektronischer Steuerung bekannt, bei der ein Injektor nahe einem Pumpenkolben angeordnet ist. Ferner ist hierbei ein Vordruckventil zum Ausüben eines Vordrucks auf den Kraftstoff in einer Anfangsphase eines Druckhubes des Kolbens in der Rückleitung des Kraftstoffs zum Tank vorgesehen. Das Vordruckventil evakuiert dabei einen Teil des in einer Druckkammer befindlichen Kraftstoffs in die Rückleitung. Hierdurch kann insbesondere die Bildung von Dampfblasen im Injektor reduziert werden. Allerdings ist der Aufbau relativ kompliziert und die Vorrichtung nimmt einen großen Bauraum ein.From EP 1 340 906 B1 a fuel injection device with electronic control is known in which an injector is arranged close to a pump piston. Further, in this case, a pre-pressure valve is provided for exerting an admission pressure on the fuel in an initial phase of a pressure stroke of the piston in the return line of the fuel to the tank. The admission valve evacuates a part of the fuel located in a pressure chamber in the return line. In this way, in particular the formation of vapor bubbles in the injector can be reduced. However, the structure is relatively complicated and the device takes up a large amount of space.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie einen sehr kompakten Aufbau aufweist. Ferner kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden. Dadurch kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung insbesondere beiThe injection device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that it has a very compact structure. Furthermore, the injection device according to the invention can be produced in a particularly simple and cost-effective manner. As a result, the injection device according to the invention in particular at
Kleinbrennkraftmaschinen, z.B. bei Zweirädern oder Rasenmähern o.a., verwendet werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Einspritzvorrichtung eine Kraftstoffpumpe, einen Druckregler zur Regelung eines Einspritzdrucks, einen Injektor und einen Luftsteller umfasst, welche integrale Bestandteile eines Einspritzmoduls sind. Das Einspritzmodul ist ein kompaktes, kleinbauendes Bauteil, in welchem die Kraftstoffpumpe, der Druckregler, der Injektor und der Luftsteller angeordnet sind. Die Einspritzvorrichtung umfasst genau einen Aktuator, welcher gleichzeitig die Kraftstoffpumpe und den Luftsteller betätigt. Dadurch kann insbesondere jeweils ein separater Aktuator für den Luftsteller bzw. die Kraftstoffpumpe entfallen, so dass die Bauteileanzahl signifikant reduziert wird. Hierdurch ergibt sich selbstverständlich auch eine Kostenreduktion. Somit übernimmt der gemeinsame Aktuator erstens die Funktion des Pumpenantriebs und zweitens die Funktion des Stellantriebs für den Luftsteller. Der gemeinsame Aktuator kann eine gleichzeitige oder aufeinanderfolgende Betätigung der Kraftstoffpumpe und des Luftstellers durchführen, wobei der Aktuator eine Spule, einen ersten Anker und einen zweiten Anker umfasst. Hierbei ist der erste Anker der Kraftstoffpumpe zugeordnet und der zweite Anker dem Luftsteller, und beide Anker können mittels der gemeinsamen Spule aktiviert werden. Weiter umfasst die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung am ersten Anker einen ersten Arbeitsspalt und am zweiten Anker einen zweiten Arbeitsspalt sowie eine ortsfeste Dichtung. Die ortsfeste Dichtung ist dabei an einem Bereich zwischen dem Luftsteller und der Kraftstoffpumpe angeordnet, um eine Dichtungsfunktion zwischen den Medien des Luftstellers (Luft) und der Kraftstoffpumpe (Kraftstoff) bereitzustellen. Dies hat insbesondere den großen Vorteil, dass eine stationäre Dichtung zur Trennung der beiden Medienströme verwendet werden kann. Somit kann die Dichtung sehr einfach und kostengünstig ausgestaltet werden und weist zudem eine verbesserte Lebensdauer und geringere Ausfallwahrscheinlichkeit auf. Neben der Kompaktheit des Einspritzmoduls ist ein weiterer großer Vorteil, dass auch andere Bauteile für das Einspritzmodul minimiert werden können.Small internal combustion engines, e.g. used in two-wheeled or lawnmowers or similar. This is inventively achieved in that the injection device comprises a fuel pump, a pressure regulator for controlling an injection pressure, an injector and an air actuator, which are integral components of an injection module. The injection module is a compact, small-sized component, in which the fuel pump, the pressure regulator, the injector and the air actuator are arranged. The injection device comprises exactly one actuator which simultaneously actuates the fuel pump and the aerator. As a result, in each case a separate actuator for the aerator or the fuel pump can be omitted in each case, so that the number of components is significantly reduced. Of course, this also results in a cost reduction. Thus, the common actuator assumes first the function of the pump drive and secondly the function of the actuator for the air actuator. The common actuator may perform a simultaneous or sequential actuation of the fuel pump and the air actuator, wherein the actuator comprises a coil, a first armature and a second armature. Here, the first armature of the fuel pump is assigned and the second armature the air actuator, and both anchors can be activated by means of the common coil. Furthermore, the injection device according to the invention comprises at the first anchor a first working gap and at the second anchor a second working gap and a stationary seal. The stationary seal is arranged at a region between the air plate and the fuel pump to provide a sealing function between the media of the air regulator (air) and the fuel pump (fuel). This has the great advantage, in particular, that a stationary seal can be used to separate the two media streams. Thus, the seal can be made very simple and inexpensive and also has an improved life and lower probability of failure. In addition to the compactness of the injection module is another great advantage that other components for the injection module can be minimized.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.
Vorzugsweise umfasst der Aktuator ein erstes Rückstellelement für den ersten Anker und ein zweites Rückstellelement für den zweiten Anker, welche unterschiedliche Federkonstanten aufweisen, so dass bei einer Bestromung der Spule der erste und zweite Arbeitsspalt nacheinander geschlossen werden.Preferably, the actuator comprises a first return element for the first armature and a second return element for the second armature, which have different spring constants, so that when energizing the coil of the first and second working gap are closed sequentially.
Weiter bevorzugt ist der erste Anker mit dem ersten Arbeitsspalt dem Luftsteller zugeordnet und der zweite Anker mit dem zweiten Arbeitsspalt der Kraftstoffpumpe zugeordnet. Dabei wird vorzugsweise der erste Arbeitsspalt vor dem zweiten Arbeitsspalt geschlossen. Um einen möglichst einfachen und kostengünstigen Aufbau aufzuweisen, ist die stationäre Dichtung vorzugsweise ein O-Ring.More preferably, the first armature is associated with the first working gap the air actuator and associated with the second armature with the second working gap of the fuel pump. In this case, the first working gap is preferably closed before the second working gap. In order to have a simple and inexpensive construction, the stationary seal is preferably an O-ring.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Dichtung zwischen dem ersten Anker und dem zweiten Anker an einem ortsfesten Gehäusebauteil angeordnet und dichtet dort ab.According to a further preferred embodiment of the present invention, the seal between the first anchor and the second anchor is arranged on a stationary housing component and seals there.
Besonders bevorzugt weist das ortsfeste Gehäuse beim Bauteil dabei eine im wesentliche topfförmige Gestalt auf und die Dichtung ist an einem zum ersten Anker gerichteten Bodenbereich des Gehäusebauteils angeordnet. Besonders bevorzugt wird eine Höhe des ersten Arbeitsspalts dabei durch eine Höhe der Dichtung bestimmt.Particularly preferably, the stationary housing in the case of the component has a substantially cup-shaped form and the seal is arranged on a directed to the first armature bottom portion of the housing component. Particularly preferably, a height of the first working gap is determined by a height of the seal.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Dichtung an einem topfförmigen, ortsfesten Gehäusebauteil an dessen radialem Mantelbereich angeordnet. Hier ist vorzugsweise eine Nut im Mantelbereich zur Aufnahme der Dichtung vorgesehen.According to an alternative embodiment of the present invention, the seal is arranged on a pot-shaped, fixed housing component at its radial jacket region. Here, a groove is preferably provided in the jacket region for receiving the seal.
Vorzugsweise umfasst die Kraftstoffpumpe eine Pumpkammer und ferner ein erstes, ein zweites und ein drittes Rückschlagventil, welche an Zuleitungen bzw. Ableitungen der Pumpkammer angeordnet sind. Hierbei ist das erste Rückschlagventil zwischen einem Zuleitungsbereich für Kraftstoff und der Pumpkammer angeordnet. Das zweite Rückschlagventil ist zwischen der Pumpkammer und dem Injektor angeordnet und das dritte Rückschlagventil ist zwischen der Pumpkammer und einem Ableitungsbereich bzw. Rückleitungsbereich von Überdruckspitzen angeordnet. Die Verwendung der Pumpkammer ermöglicht dabei einen besonders kompakten und somit platzsparenden und kostengünstigen Aufbau. Die Pumpenkammer ist vorzugsweise auf einer gemeinsamen Achse mit dem ersten und zweiten Anker angeordnet werden. Die Pumpkammer weist dabei vorzugsweise ein Volumen auf, welches einem Volumen einer maximalen einspritzbaren Kraftstoffmenge bei maximalem Einspritzdruck entspricht. Weiter bevorzugt sind der Ansaugbereich und der Rücklaufbereich miteinander verbunden und bilden einen gemeinsamen größeren Raum. Hierdurch können insbesondere auch Druckschwankungen aufgrund des vergrößerten Raumvolumens, insbesondere während der Ansaugphase der Kraftstoffpumpe, vermieden werden.Preferably, the fuel pump comprises a pumping chamber and further a first, a second and a third check valve, which are arranged on supply lines or outlets of the pumping chamber. Here, the first check valve between a supply area for fuel and the pumping chamber is arranged. The second check valve is disposed between the pumping chamber and the injector, and the third check valve is disposed between the pumping chamber and a discharge area of overpressure peaks. The use of the pumping chamber allows a particularly compact and thus space-saving and cost-effective design. The pump chamber is preferably arranged on a common axis with the first and second armatures. The pumping chamber preferably has a volume which corresponds to a volume of a maximum injectable amount of fuel at maximum injection pressure. More preferably, the intake area and the return area are connected to each other and form a common larger space. As a result, in particular, pressure fluctuations due to the increased volume of space, in particular during the intake phase of the fuel pump can be avoided.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine, welche genau einen Zylinder oder genau zwei Zylinder sowie eine erfmdungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung umfasst. Besonders bevorzugt umfasst die Brennkraftmaschine einen Kraftstofftank, welcher oberhalb des Einspritzmoduls angeordnet ist. Dadurch kann insbesondere die Kraftstoffpumpe sehr klein ausgelegt werden. ZeichnungFurthermore, the present invention relates to an internal combustion engine which comprises exactly one cylinder or exactly two cylinders and a fuel injection device according to the invention. Particularly preferably, the internal combustion engine comprises a fuel tank, which is arranged above the injection module. As a result, in particular, the fuel pump can be designed very small. drawing
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Kleinmotors mit einer Einspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,1 shows a schematic view of a small motor with an injection device according to a first embodiment of the invention,
Figur 2 eine schematische Ansicht der Einspritzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, undFigure 2 is a schematic view of the injection device according to the first embodiment, and
Figur 3 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.Figure 3 is a schematic view of an injection device according to a second embodiment of the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ein Kleinmotor 1 mit einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben.Hereinafter, a small motor 1 with an injection device according to the invention according to a first embodiment will be described in detail with reference to Figures 1 and 2.
Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau des Kleinmotors 1 , welcher als Einzylindermotor ausgebildet ist. Der Kleinmotor 1 umfasst einen Zylinder 3, einen darin hin- und her bewegbaren Kolben 4, eine Steuereinheit 5 und einen Tank 6. Der Tank 6 ist über eine Kraftstoffzuleitung 6a mit einem Einspritzmodul 2 verbunden. Eine Kraftstoffrückleitung 6b geht von dem Einspritzmodul 2 zurück zum Tank 6. Wie aus Figur 1 schematisch ersichtlich ist, ist der Tank 6 über dem Einspritzmodul 2 angeordnet. Dadurch läuft der Kraftstoff durch die Kraftstoffzuleitung 6a aufgrund der Schwerkraft zum Einspritzmodul 2. Das Einspritzmodul 2 ist sehr schematisch dargestellt und umfasst eine Kraftstoffpumpe, einen Druckregler, einen Injektor und einen Luftsteller, so dass das Einspritzmodul 2 sehr kompakt aufgebaut ist.Figure 1 shows schematically the structure of the small motor 1, which is designed as a single-cylinder engine. The small engine 1 comprises a cylinder 3, a reciprocating piston 4, a control unit 5 and a tank 6. The tank 6 is connected to an injection module 2 via a fuel supply line 6a. A fuel return line 6b goes from the injection module 2 back to the tank 6. As can be seen schematically from FIG. 1, the tank 6 is arranged above the injection module 2. As a result, the fuel passes through the fuel supply line 6a due to gravity to the injection module 2. The injection module 2 is shown very schematically and includes a fuel pump, a pressure regulator, an injector and an air actuator, so that the injection module 2 is very compact.
Der Kleinmotor 1 umfasst ferner eine Drosselklappe 7, welche in einem Saugrohr 8 angeordnet ist. Am Zylinder 3 sind ferner eine Zündkerze 9, ein Einlassventil 10 und ein Auslassventil 11 angeordnet. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Bypassleitung für Luft, welche Luft vom Saugrohr 8 von einem Bereich in Strömungsrichtung der Luft vor der Drosselklappe 7 abzweigt und direkt zum in das Einspritzmodul 2 integrierten Luftsteller führt. Ein Auslass der Bypassleitung 12 liegt dabei unmittelbar benachbart zum Injektor des Einspritzmoduls 2. Der Kleinmotor 1 umfasst ferner eine Abgasleitung 13, welche durch das Auslassventil 11 freigegeben bzw. verschlossen wird. Ferner ist ein Sauerstoffsensor 14 an der Abgasleitung 13 vorgesehen, welcher mit der Steuereinheit 5 verbunden ist, und die Steuereinheit 5 ist ferner mit einem Kühlwassersensor 15, einem Öltemperatursensor 16 und einer Sensoreinheit 17 für dieThe small engine 1 further comprises a throttle valve 7, which is arranged in a suction pipe 8. On the cylinder 3, a spark plug 9, an intake valve 10 and an exhaust valve 11 are further arranged. The reference numeral 12 designates a bypass line for air, which branches off air from the intake manifold 8 from a region in the flow direction of the air in front of the throttle valve 7 and leads directly to the integrated into the injection module 2 air actuator. An outlet of the bypass line 12 lies directly adjacent to the injector of the injection module. 2 The small engine 1 further comprises an exhaust pipe 13, which is released or closed by the exhaust valve 11. Further, an oxygen sensor 14 is provided on the exhaust pipe 13 which is connected to the control unit 5, and the control unit 5 is further provided with a cooling water sensor 15, an oil temperature sensor 16 and a sensor unit 17 for the
Erfassung einer Drosselposition, einer Temperatur im Saugrohr 8 und eines Drucks im Saugrohr 8 verbunden. Die Steuereinheit 5 steuert dabei anhand der erhaltenen Signale das Einspritzmodul 2.Detecting a throttle position, a temperature in the intake manifold 8 and a pressure in the intake manifold 8 connected. The control unit 5 controls the injection module 2 on the basis of the received signals.
Die erfmdungsgemäße Einspritzvorrichtung ist somit als Einspritzmodul 2 mit einer Kraftstoffpumpe 20a, einem Druckregler 20b, einem Injektor 20c und einem Luftsteller 2Od vorgesehen, und kann besonders kompakt und kleinbauend ausgelegt werden. Ferner kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung sehr kostengünstig hergestellt werden und insbesondere schon im voraus als komplettes Einspritzmodul vormontiert werden, so dass es lediglich in den Kleinmotor 1 als Kompaktbaugruppe eingebaut werden muss. Durch die Integration der vier Einzelteile Kraftstoffpumpe, Druckregler, Injektor und Luftsteller ist somit eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit gewährleistet. Die Kraftstoffpumpe und der Luftsteller werden dabei von einem gemeinsamen Aktuator betätigt. Dadurch kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung 2 beispielsweise in Kleinmotoren von Zweirädern oder Rasenmähern verwendet werden.The inventive injection device is thus provided as an injection module 2 with a fuel pump 20a, a pressure regulator 20b, an injector 20c and an aerator 2Od, and can be designed to be particularly compact and physically small. Furthermore, the injection device according to the invention can be produced very inexpensively and in particular be pre-assembled in advance as a complete injection module, so that it only needs to be installed in the small engine 1 as a compact assembly. The integration of the four items fuel pump, pressure regulator, injector and air actuator thus a simple and inexpensive manufacturability is guaranteed. The fuel pump and the air actuator are actuated by a common actuator. As a result, the injection device 2 according to the invention can be used, for example, in small engines of two-wheelers or lawnmowers.
Figur 2 zeigt das Einspritzmodul 2 im Detail. Im Einspritzmodul 2 sind die Kraftstoffpumpe 20a, der Druckregler 20b, der Injektor 20c und der Luftsteller 2Od integriert. Hierzu ist ein mehrteiliges Gehäuse 25 vorgesehen. Ein gemeinsamer Aktuator betätigt dabei gleichzeitig die Kraftstoffpumpe 20a und den Luftsteller 2Od. Der gemeinsame Aktuator umfasst dabei eine Spule 21, einen ersten Anker 22 und einen zweiten Anker 23. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist der erste Anker 22 Teil des Luftstellers 2Od, wobei der Anker 22 an einem Ende als Ventilglied 22a ausgebildet ist, welches an einem Ventilsitz 12a einer Bypassleitung 12 die Bypassleitung 12 freigeben bzw. verschließen kann. Dem Luftsteller 2Od ist ferner eine erste Rückstellfeder 28 zugeordnet. Der Aktuator umfasst ferner einen zweiten Anker 23, welcher in diesem Ausführungsbeispiel ein Teil der Kraftstoffpumpe 20a ist. Hierbei ist der zweite Anker 23 der Kolben der Kraftstoffpumpe 20a. Der zweite Anker 23 ist ein zylindrisches Bauteil und weist an einem in Richtung des Luftstellers 2Od gerichteten Ende eine Hülse 23 a auf, welche neben einer Führungsfunktion auch eine Abstützfunktion für eine zweite Rückstellfeder 24 zur Rückstellung des zweiten Ankers 23 aufweist. Die Spule 21 betätigt dabei, wenn sie bestromt wird, sowohl den ersten Anker 22 als auch den zweiten Anker 23. Nach Wegfall der Bestromung der Spule 21 stellen die erste Rückstellfeder 28 bzw. die zweite Rückstellfeder 24 die beiden Anker wieder in die in Figur 2 gezeigten Ausgangspositionen zurück. Die in Figur 2 gezeigte Position ist dabei eine Position am Ende eines Ansaughubes der Kraftstoffpumpe 20a. Das Einspritzmodul 2 umfasst ferner ein mehrteiliges Gehäuse 25, umfassend ein erstes Gehäuseteil 25a, ein zweites Gehäuseteil 25b, ein drittes Gehäuseteil 25c und ein viertes Gehäuseteil 25d. Das vierte Gehäuseteil 25d ist dabei zwischen der Kraftstoffpumpe 20a und dem Luftsteller 2Od angeordnet. Dabei weist das vierte Gehäuseteil 25d eine im Wesentliche topfförmige Form auf und weist an einem inneren Bodenbereich zusätzlich noch einen Anschlag 26 auf. Der Anschlag 26 ist dabei fest am inneren Boden des vierten Gehäuseteils 25d befestigt und dient als Anschlag für die Hülse 23a des zweiten Ankers. Alternativ kann der Anschlag 26 auch am Anker 23a befestigt werden. Wie ferner aus Figur 2 ersichtlich ist, ist an einer äußeren Grundfläche des vierten Gehäuseteils 25d die erste Rückstellfeder 28 angeordnet und stützt sich gegen diesen äußeren Grundbereich ab. Wie in Figur 2 dargestellt, ist das vierte Gehäuseteil 25d dabei innerhalb der Spule 21 ortsfest angeordnet und über eine Hülse 34 mit dem zweiten Gehäuseteil 25b verbunden. Im zweiten Gehäuseteil 25b sind Anschlüsse für die Kraftstoffzuleitung 6a sowie für eine Kraftstoffrückleitung 6b angeordnet. Die Kraftstoffzuleitung 6a mündet dabei in einem Ansaugbereich 32 und die Kraftstoffrückleitung 6b geht von einem Rücklaufbereich 33 im Gehäuse aus ab. Hierbei sind der Ansaugbereich 32 und der Rücklaufbereich 33 miteinander verbunden und bilden einen großvo lumigen Raum 40, welcher insbesondere Druckschwankungen, welche z.B. bei der Ansaugphase der Kraftstoffpumpe 20a auftreten können, vollständig oder zumindest teilweise ausgleichen kann. Hierbei sei angemerkt, dass es auch möglich ist, dass der Ansaugbereich 32 getrennt vom Rücklaufbereich 33 vorgesehen ist. Ferner kann die Kraftstoffrückleitung 6b nicht zurück in einen Tank führen, sondern alternativ mit der Kraftstoffzuleitung 6a verbunden sein.FIG. 2 shows the injection module 2 in detail. In the injection module 2, the fuel pump 20a, the pressure regulator 20b, the injector 20c and the aerator 2Od are integrated. For this purpose, a multi-part housing 25 is provided. A common actuator simultaneously actuates the fuel pump 20a and the aerator 2Od. The common actuator comprises a coil 21, a first armature 22 and a second armature 23. As can be seen from FIG. 2, the first armature 22 is part of the air actuator 2Od, wherein the armature 22 is formed at one end as a valve member 22a on a valve seat 12a of a bypass line 12, the bypass line 12 can release or close. The aerator 2Od is further associated with a first return spring 28. The actuator further includes a second armature 23, which in this embodiment is a part of the fuel pump 20a. Here, the second armature 23 is the piston of the fuel pump 20a. The second armature 23 is a cylindrical member and has at a directed in the direction of the air actuator 2Od end a sleeve 23 a, which in addition to a guide function also has a support function for a second return spring 24 for resetting the second armature 23. The coil 21 actuates, when energized, both the first armature 22 and the second armature 23. After eliminating the energization of the coil 21, the first return spring 28 and the second return spring 24, the two anchors back into the in Figure 2 back home positions shown. The position shown in Figure 2 is a position at the end of a suction stroke of the fuel pump 20a. The injection module 2 further comprises a multi-part housing 25, comprising a first housing part 25a, a second housing part 25b, a third housing part 25c and a fourth housing part 25d. The fourth housing part 25d is arranged between the fuel pump 20a and the aerator 2Od. In this case, the fourth housing part 25d has a substantially cup-shaped form and additionally has a stop 26 on an inner bottom area. The stop 26 is fixedly attached to the inner bottom of the fourth housing part 25d and serves as a stop for the sleeve 23a of the second armature. Alternatively, the stop 26 can also be attached to the armature 23a. As can also be seen from FIG. 2, the first return spring 28 is arranged on an outer base surface of the fourth housing part 25d and is braced against this outer base region. As shown in Figure 2, the fourth housing part 25d is arranged stationary within the coil 21 and connected via a sleeve 34 with the second housing part 25b. In the second housing part 25b connections for the fuel supply line 6a and 6b are arranged for a fuel return line. The fuel supply line 6a opens into an intake region 32 and the fuel return line 6b starts from a return region 33 in the housing. Here, the intake area 32 and the return area 33 are connected to each other and form a großvo lumigen space 40, which in particular pressure fluctuations, which may occur, for example, in the intake phase of the fuel pump 20a, completely or at least partially compensate. It should be noted that it is also possible that the suction region 32 is provided separately from the return region 33. Further, the fuel return line 6b can not lead back into a tank, but alternatively be connected to the fuel supply line 6a.
Das dritte Gehäuseteil 25c ist ebenfalls im Wesentlichen topfförmig ausgebildet und definiert eine Pumpkammer 27, in welcher Kraftstoff mittels des zweiten Ankers 23 unter Druck setzbar ist. Dabei sind im dritten Gehäuseteil 25 ein erstes Rückschlagventil 29, ein zweites Rückschlagventil 30 und ein drittes Rückschlagventil 31 angeordnet. Die drei Rückschlagventile weisen dabei den gleichen Aufbau auf und unterscheiden sich lediglich in unterschiedlichen Federstärken Ihrer Rückstellfedern. Das erste Rückschlagventil 29 verbindet den Ansaugbereich 32 mit der Pumpkammer 27. Das zweite Rückschlagventil 30 verbindet die Pumpkammer mit einer Kammer im Injektor 20c. Das dritte Rückschlagventil 31 verbindet die Pumpkammer 27 mit einem Rücklaufbereich 33, von welchem aus die Kraftstoffrückleitung 6b abgeht. Das dritte Rückschlagventil 31 bildet dabei den Druckregler 20b, um einen gegebenenfalls in der dritten Pumpkammer 27 entstehenden Überdruck abzubauen. Das zweite Rückschlagventil 30 ist weiter derart ausgelegt, dass es ab einem vorbestimmten Druck in der Pumpkammer 27 öffnet, so dass Kraftstoff zum Injektor 20c strömen kann. Der Injektor 20c öffnet ab einem vorbestimmten Druck gegen eine Rückstellkraft einer Feder automatisch oder kann alternativ über eine nicht gezeigte Steuereinrichtung geöffnet werden. Der Injektor 20c spritzt dabei Kraftstoff in das Saugrohr 8 ein. Die Pumpkammer 27, der erste Anker 22 und der zweite Anker 23 liegen dabei auf einer gemeinsamen Achse X-X. Wie weiter aus Figur 2 ersichtlich ist, ist dem ersten Anker 22 ein erster Arbeitsspalt Sl zugeordnet und dem zweiten Anker 23 ein zweiter Arbeitsspalt S2 zugeordnet. Der erste Arbeitsspalt Sl wird durch eine Unterlegscheibe 35 definiert. Die Unterlegscheibe 35 ist zwischen einem Gehäuse des Luftstellers 2Od und dem Gehäusebauteil 25d angeordnet. An der radialen Innenseite derThe third housing part 25 c is also formed substantially cup-shaped and defines a pumping chamber 27, in which fuel by means of the second armature 23 can be placed under pressure. In this case, a first check valve 29, a second check valve 30 and a third check valve 31 are arranged in the third housing part 25. The three check valves have the same structure and differ only in different spring strengths of your return springs. The first check valve 29 connects the suction region 32 to the pumping chamber 27. The second check valve 30 connects the pumping chamber to a chamber in the injector 20c. The third check valve 31 connects the pumping chamber 27 with a return region 33, from which the fuel return line 6b goes off. The third check valve 31 in this case forms the pressure regulator 20b in order to reduce an overpressure possibly arising in the third pumping chamber 27. The second check valve 30 is further configured to open from a predetermined pressure in the pumping chamber 27 so that fuel can flow to the injector 20c. The injector 20c opens automatically from a predetermined pressure against a restoring force of a spring or alternatively can be opened via a control device, not shown. The injector 20c injects fuel into the intake manifold 8. The pumping chamber 27, the first armature 22 and the second armature 23 lie on a common axis XX. As can further be seen from FIG. 2, the first armature 22 is assigned a first working gap S1 and the second armature 23 is assigned a second working gap S2. The first working gap Sl is defined by a washer 35. The washer 35 is disposed between a housing of the air actuator 2Od and the housing member 25d. At the radial inside of the
Unterlegscheibe 35 ist ferner eine Dichtung 36 in Form eines O-Ringes vorgesehen. Die Dichtung 36 dichtet dabei den Luftsteller 2Od von den anderen Bereichen des Einspritzmoduls, welcher mit dem Kraftstoff in Kontakt kommen, ab. Die Dichtung 36 ist dabei ortsfest angeordnet, so dass sie keinen dynamischen Belastungen unterliegt. Auch ist die Dichtung 36 derart vorgesehen, dass sie keine großen Druckunterschiede zwischen der Luft im Luftsteller 2Od und dem Kraftstoff erfahren muss, da sich die Pumpkammer 27 der Kraftstoffpumpe 20a im topfförmigen Gehäusebauteil 25c befindet. Somit kann die Dichtung 36 sehr einfach und kostengünstig aufgebaut werden. Es sei angemerkt, dass die Dichtung 36 alternativ auch an der radialen Außenseite der Unterlegscheibe 35 angeordnet sein kann.Washer 35 is further provided a seal 36 in the form of an O-ring. The seal 36 seals the air actuator 2Od from the other regions of the injection module, which come into contact with the fuel. The seal 36 is arranged stationary, so that it is not subject to dynamic loads. Also, the seal 36 is provided such that it does not need to experience large pressure differences between the air in the aerator 2Od and the fuel, since the pumping chamber 27 of the fuel pump 20a is located in the cup-shaped housing member 25c. Thus, the seal 36 can be constructed very easily and inexpensively. It should be noted that the seal 36 may alternatively be disposed on the radially outer side of the washer 35.
Die Funktion des erfindungsgemäßen Einspritzmoduls 2 ist dabei wie folgt. Eine Ansaugphase der Kraftstoffpumpe 20a wird durch das zweite Rückstellelement 24 eingeleitet, wobei die Ruhestellung des zweiten Rückstellelements 24 das Ende der Ansaugphase definiert. Während der Ansaugphase ist das erste Rückschlagventil 29 geöffnet und das zweite und dritte Rückschlagventil 30, 31 sind jeweils geschlossen. Dadurch kann Kraftstoff über das geöffnete erste Rückschlagventil 29 in dieThe function of the injection module 2 according to the invention is as follows. An intake phase of the fuel pump 20a is introduced through the second return element 24, wherein the rest position of the second return element 24 defines the end of the intake phase. During the suction phase, the first check valve 29 is opened and the second and third check valves 30, 31 are each closed. This allows fuel through the open first check valve 29 in the
Pumpkammer 27 strömen. Anschließend erfolgt eine Bestromung der Spule 21, so dass der zweite Anker 23 in Richtung des Pfeils A bewegt wird, um das sich in der Pumpkammer 27 befindliche Fluid unter Druck zu setzen. Dadurch schließt das erste Rückschlagventil 29, und solange noch ein geringes Druckniveau in der Pumpkammer 27 herrscht, bleiben das zweite und das dritte Rückschlagventil 30, 31 ebenfalls geschlossen. Dieser Zustand ist in Figur 2 gezeigt. Durch die Bestromung der Spule 21 wird auch der erste Anker 22 angezogen und in Richtung des Pfeils B bewegt, so dass der Luftsteller 2Od öffnet. Ab einem vorbestimmten Druckniveau in der Pumpenkammer 27 öffnet dann das zweite Rückschlagventil 30, so dass unter Druck stehendes Fluid zum Injektor 20c strömen kann und von dort bei Bedarf eingespritzt werden kann. Sollte ein Druck in der Pumpkammer 27 zu groß werden, d.h., größer als ein Referenzwert, öffnet das dritte Rückschlagventil 31 , um derartige Druckspitzen abzubauen. Somit übernimmt das dritte Rückschlagventil 31 die Funktion des Druckreglers 20b. Gleichzeitig mit der Betätigung der Kraftstoffpumpe 20a wird bei einer Bestromung der Spule 21 daher auch der erste Anker 22 des Luftstellers 2Od in Richtung des Pfeils B angezogen. Hierdurch öffnet der Luftsteller 2Od, so dass Luft durch die Bypassleitung 12 strömen kann. Wenn die Rückstellkraft des ersten Rückstellelements 28 kleiner als die des zweiten Rückstellelements 24 gewählt ist, öffnet der Luftsteller 2Od, bevor die Kraftstoffpumpe in die Druckphase übergeht. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist dabei ein möglicher Hub des ersten Ankers 22 und des zweiten Ankers 23 begrenzt. Der erste Anker 22 kann einen maximalen Hub, entsprechend dem ersten Arbeitsspalt S 1 ausführen, bis der erste Anker 22 an die nach außen gerichtete Grundfläche des vierten Gehäuseteils 25d stößt. Die Höhe des Spaltes Sl wird dabei durch die Dicke derPumping chamber 27 flow. The coil 21 is then energized so that the second armature 23 is moved in the direction of the arrow A in order to pressurize the fluid in the pumping chamber 27. This closes the first check valve 29, and as long as there is still a low pressure level in the pumping chamber 27, the second and the third check valve 30, 31 also remain closed. This condition is shown in FIG. By the energization of the coil 21 and the first armature 22 is attracted and moved in the direction of arrow B, so that the air actuator opens 2Od. From a predetermined pressure level in the pump chamber 27 then opens the second check valve 30 so that fluid under pressure to the injector 20c can flow and can be injected from there if necessary. Should a pressure in the pumping chamber 27 become too great, ie greater than a reference value, the third check valve 31 opens in order to reduce such pressure peaks. Thus, the third check valve 31 takes over the function of the pressure regulator 20b. Simultaneously with the actuation of the fuel pump 20a, therefore, when the coil 21 is energized, the first armature 22 of the air regulator 2Od is also attracted in the direction of the arrow B. As a result, the air actuator opens 2Od, so that air can flow through the bypass line 12. When the restoring force of the first return member 28 is set smaller than that of the second return member 24, the air actuator 2Od opens before the fuel pump enters the pressure phase. As can be seen from FIG. 2, a possible stroke of the first armature 22 and of the second armature 23 is limited. The first armature 22 can perform a maximum lift, corresponding to the first working gap S 1, until the first armature 22 abuts the outwardly directed base surface of the fourth housing part 25d. The height of the gap Sl is determined by the thickness of the
Unterlegscheibe 35 bestimmt. Am zweiten Anker 22 ist der zweite Arbeitsspalt S2 vorgesehen, welcher größer als der Arbeitsspalt Sl des ersten Ankers 22 ist. Somit ist jedem Anker ein eigener Arbeitsspalt zugeordnet. Hierbei ist jeder dieser Arbeitsspalte ein Teil des Magnetkreises der Spule 21. Um nun trotz dieser magnetischen Koppelung der Anker 22, 23 keinen oder einen nur sehr geringen Zeitverlust während eines Kraftaufbaues im zweiten Arbeitsspalt S2 (und gegebenenfalls im dritten, vierten usw. Arbeitsspalt) zu haben, wird die erste Rückstellfeder 28 derart ausgelegt, dass in Betriebszuständen des Kleinmotors 1, in welchem keine Verzögerung beim Kraftaufbau im zweiten Arbeitsspalt S2 auftreten darf, diese Verzögerung minimiert oder komplett verhindert wird. Ein derartiger Betriebszustand ist beispielsweise ein Lastbetrieb des Kleinmotors 1. Im Unterschied zu diesem Betriebszustand ist in einem Leerlaufbetriebszustand gewünscht, dass der Luftsteller 2Od nicht ständig geöffnet ist. Somit ist die Rückstellkraft des ersten Rückstellelements 28 derart zu wählen, dass die Rückstellkraft bei niedrigen Drehzahlen ausreicht, um zwischen einzelnen Ansteuerungen der Spule 21 im Leerlaufbetrieb des Kleinmotors den Luftsteller 2Od wieder zu schließen. Bei hohen Drehzahlen erfolgt im Unterschied zum Leerlaufzustand eine schnellere Ansteuerung der Spule 21. Dadurch reicht die Zeit für das erste Rückstellelement 28 nicht mehr aus, um den Luftsteller 2Od wieder vollständig zu schließen. Dadurch ist der Luftsteller 2Od bei hohen Drehzahlen fast immer vollständig geöffnet. Für den Betrieb des Kleinmotors 1 ist dieser Zustand dabei ohne Nachteil bzw. von Vorteil, da über den geöffneten Bypass 12 zusätzliche Luft kurz vor das Einlassventil 10 geführt werden kann.Washer 35 is determined. At the second armature 22, the second working gap S2 is provided, which is greater than the working gap Sl of the first armature 22. Thus, each anchor is assigned its own working gap. In this case, each of these working column is a part of the magnetic circuit of the coil 21. Now, despite this magnetic coupling of the armature 22, 23 no or only a very small loss of time during a force build-up in the second working gap S2 (and possibly in the third, fourth, etc. working gap) have, the first return spring 28 is designed such that in operating conditions of the small motor 1, in which no delay in the power buildup may occur in the second working gap S2, this delay is minimized or completely prevented. Such an operating state is, for example, a load operation of the small engine 1. In contrast to this operating state, it is desired in an idle operating state that the air actuator 2Od is not constantly open. Thus, the restoring force of the first return element 28 is to be selected such that the restoring force at low speeds is sufficient to close the air actuator 2Od between individual activations of the coil 21 in the idle mode of the small motor. At high speeds, in contrast to the idle state, a faster activation of the coil 21 occurs. As a result, the time for the first return element 28 is no longer sufficient to fully close the air actuator 2Od again. As a result, the aerator 2Od almost always fully open at high speeds. For the operation of the small motor 1, this state is without any disadvantage or an advantage, since over the open bypass 12 additional air can be performed just before the inlet valve 10.
Somit ist bei hohen Drehzahlen eine Verzögerung beim Kraftaufbau am zweiten Arbeitsspalt S2 deutlich geringer, da der erste Arbeitsspalt Sl nicht erst komplett geschlossen werden muss.Thus, at high speeds, a delay in the buildup of force at the second working gap S2 is significantly lower, since the first working gap Sl does not first have to be completely closed.
Somit weist erfindungsgemäß das Einspritzmodul 2 einen gemeinsamen Aktuator für die Kraftstoffpumpe 20a und den Luftsteller 2Od auf. Hierdurch ist lediglich eine Spule und eine einzige elektrische Endstufe mit Verkabelung in die Kraftstoffpumpe 20a und den Luftsteller 2Od notwendig. Ferner kann der Luftsteller 2Od in den Betriebszuständen des Kleinmotors 1, in denen er benötigt wird, d.h., üblicherweise im Leerlauf, öffnen und schließen und in Betriebszuständen, in denen er nicht zwingend benötigt wird, kann sichergestellt werden, dass trotz des gemeinsamen Aktuators mit der Kraftstoffpumpe 20a eine Betätigung der Kraftstoffpumpe 20a nicht verzögert oder anderweitig behindert wird. Ferner kann eine einfache statische Dichtung zur Abdichtung der beiden Medienströme voneinander vorgesehen werden, wobei die Dichtung derart am Gehäusebauteil der Einspritzvorrichtung angeordnet ist, dass sie kein bzw. nur ein sehr geringes Druckgefälle zwischen den beiden Medien abzudichten hat.Thus, according to the invention, the injection module 2 has a common actuator for the fuel pump 20a and the aerator 2Od. As a result, only one coil and a single electric power amplifier with wiring in the fuel pump 20a and the aerator 2Od is necessary. Furthermore, in the operating states of the small engine 1 in which it is required, ie usually idle, the aerator 2Od can open and close and in operating states in which it is not absolutely required, it can be ensured that despite the common actuator with the Fuel pump 20 a actuation of the fuel pump 20 a is not delayed or otherwise hindered. Furthermore, a simple static seal for sealing the two media streams can be provided from each other, wherein the seal on the housing component of the Injector is arranged that it has no or only a very small pressure gradient between the two media has to seal.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 3 eine Einspritzvorrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausfuhrungsbeispiel bezeichnet.In the following, an injection device 1 according to a second exemplary embodiment of the invention will be described in detail with reference to FIG. Identical or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the first exemplary embodiment.
Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel beim zweiten Ausführungsbeispiel die Dichtung 36 an einer radialen äußeren Mantelfläche des Gehäusebauteils 25d angeordnet ist. Hierbei ist imThe second embodiment substantially corresponds to the first embodiment, wherein, in contrast to the first embodiment in the second embodiment, the seal 36 is disposed on a radially outer circumferential surface of the housing member 25d. Here is in the
Gehäusebauteil 25d eine Ringnut 37 vorgesehen, in welcher die als O-Ring ausgebildete Dichtung 36 angeordnet ist. Somit kann die Dichtung 36 sicher im ortsfesten Gehäusebauteil 25d gehalten werden.Housing member 25d provided an annular groove 37, in which the formed as an O-ring seal 36 is arranged. Thus, the seal 36 can be securely held in the stationary housing member 25d.
Ferner umfasst das Einspritzmodul gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel einen zweiten Dichtring 38, welcher den Ansaugbereich 32 bzw. den Rücklaufbereich 33 gegenüber der Umgebung abdichtet. Der zweite Dichtring ist dabei im dritten Gehäuseteil 25c in einer entsprechend gebildeten Nut angeordnet.Furthermore, the injection module according to the second embodiment comprises a second sealing ring 38, which seals the suction region 32 and the return region 33 from the environment. The second sealing ring is arranged in the third housing part 25c in a correspondingly formed groove.
Ferner ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel beim zweiten Ausführungsbeispiel das dritte, im Wesentlichen topfformige, Gehäusebauteil 25c etwas länger in Axialrichtung X-X ausgebildet. Dadurch wird ein Raum 41 definiert, in welchem der zweite Arbeitsspalt S2 zwischen dem zweiten Anker 23 und dem dritten Gehäusebauteil 25c definiert ist. Der Raum 41 ist über eine Stichleitung 46 mit dem Rücklaufbereich 33 verbunden. Wie weiter aus Figur 3 ersichtlich ist, ist der zweite Anker 23 aus einem topfformigen Grundteil 23 a und einer Stange 23b gebildet. Am Ende der Stange 23b ist ein Scheibenelement 23c vorgesehen, über welches der zweite Anker 23 mit dem Kolben 42 verbunden ist. Im Kolben 42 ist eine zentrale Ausnehmung 43 gebildet, in welcher das Scheibenelement 23c des zweiten Ankers angeordnet ist. Das Scheibenelement 23c wird dabei durch eine Hinterschneidung 44 am Kolben gehalten. Ferner sind zwei Rückstellfedern 24 und 45 vorgesehen. Die Rückstellfeder 24 stellt dabei den Anker 23 in seine Ausgangsstellung zurück, wobei die Rückstellfeder 24 zwischen einem Absatz im drittenFurther, unlike the first embodiment in the second embodiment, the third, substantially cup-shaped, housing member 25c is formed slightly longer in the axial direction X-X. This defines a space 41 in which the second working gap S2 between the second armature 23 and the third housing component 25c is defined. The space 41 is connected via a branch line 46 with the return area 33. As can further be seen from FIG. 3, the second armature 23 is formed from a cup-shaped base part 23 a and a rod 23 b. At the end of the rod 23b, a disc element 23c is provided, via which the second armature 23 is connected to the piston 42. In the piston 42, a central recess 43 is formed, in which the disc element 23c of the second armature is arranged. The disc element 23c is held by an undercut 44 on the piston. Further, two return springs 24 and 45 are provided. The return spring 24 thereby returns the armature 23 in its initial position, wherein the return spring 24 between a paragraph in the third
Gehäusebauteil 25c und dem Topf 23 a des Ankers 23 angeordnet ist. Die dritte Rückstellfeder 45 ist zwischen dem Anker 23, genauer dem Topf 23 a und dem zum Anker gerichteten Ende des Kolbens 42, angeordnet. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, sind die beiden Rückstellfedern 24, 45 parallel zueinander im Raum 41 angeordnet. Die gewählte Konstruktion des Ankers 23 mit separatem Kolben 44 ermöglicht es dabei, dass nach einer Betromung der Spule 21 zuerst der Anker 23 nach unten bewegt wird, und der Kolben 42 noch in seiner Position verbleibt. Erst wenn das Scheibenelement 23c des Ankers 23 gegen die innere Bodenfläche des Kolbens 42 drückt, wird der Kolben 42 gemeinsam mit dem Anker 23 bewegt, so dass das im Pumpenraum 27 befindliche Fluid unter Druck gesetzt wird. Somit kann ein verzögertes Ansprechen der Kolbenpumpe 20a realisiert werden. Die Rückstellung des Kolbens 42 erfolgt dann ebenfalls zeitverzögert, da die zweite Rückstellfeder 24 zuerst den Anker 23 zurückstellt, welcher dann über die Hinterschneidung 44 am Kolben 42 den Kolben mitnimmt. Es sei angemerkt, dass die dritte Rückstellfeder 45 auch derart ausgelegt werden kann, dass sie eine relativ hohe Steifigkeit und somit eine hohe Federkraft bereitstellt, so dass kurz nach einer Betätigung des zweiten Ankers 23 der Kolben 42 über die dritte Rückstellfeder 45 bewegt werden kann.Housing component 25 c and the pot 23 a of the armature 23 is arranged. The third return spring 45 is disposed between the armature 23, more precisely the pot 23 a and the armature-facing end of the piston 42. As can be seen from FIG. 3, the two return springs 24, 45 are arranged parallel to one another in the space 41. The selected construction of the armature 23 with a separate piston 44 makes it possible that, after an obstruction of the coil 21, first the armature 23 is moved downwards, and the piston 42 still remains in its position. Only when the disc member 23 c of the armature 23 presses against the inner bottom surface of the piston 42, the piston 42 moved together with the armature 23, so that the fluid located in the pump chamber 27 is pressurized. Thus, a delayed response of the piston pump 20a can be realized. The provision of the piston 42 is then also delayed, since the second return spring 24 first resets the armature 23, which then takes over the undercut 44 on the piston 42 the piston. It should be noted that the third return spring 45 can also be designed so that it provides a relatively high rigidity and thus a high spring force, so that shortly after actuation of the second armature 23, the piston 42 can be moved via the third return spring 45.
Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.Otherwise, this embodiment corresponds to the previous embodiment, so that reference can be made to the description given there.
Zu allen Ausführungsbeispielen sei angemerkt, dass die Einspritzvorrichtung sehr kompakt und kostengünstig aufgebaut ist und das Einspritzmodul 2 jeweils als integrale Bestandteile eine Kraftstoffpumpe 20a, einen Druckregler 20b, einen Injektor 20c und einen Luftsteller 2Od umfassen. Hierbei ist insbesondere ein gemeinsamer Aktuator für den Luftsteller 2Od und die Kraftstoffpumpe 20a mit zwei Ankern 22, 23 vorgesehen. In den Ausführungsbeispielen wurde als Aktuator dabei jeweils ein magnetischer Aktuator durch Bestromung einer Spule beschrieben. Es sei jedoch angemerkt, dass grundsätzlich auch andere mögliche Aktuatoren verwendet werden können, z.B. ein Piezoaktuator. Ferner sei angemerkt, dass das beschriebene Schließelement 22a des Luftstellers 2Od auch als sich verjüngender, insbesondere konischer, Endbereich des Ankers 22 ausgeführt sein kann, oder auch in einer beliebig anderen Weise, beispielsweise als Kugel oder Teilkugel. For all embodiments, it should be noted that the injection device is constructed very compact and inexpensive and the injection module 2 each comprise as integral components a fuel pump 20a, a pressure regulator 20b, an injector 20c and an aerator 2Od. Here, in particular, a common actuator for the aerator 2Od and the fuel pump 20a with two anchors 22, 23 is provided. In the embodiments, in each case a magnetic actuator by energizing a coil has been described as an actuator. It should be noted, however, that in principle other possible actuators may be used, e.g. a piezoactuator. It should also be noted that the described closure element 22a of the air actuator 2Od can also be designed as a tapering, in particular conical, end region of the armature 22, or in any other way, for example as a sphere or part sphere.

Claims

Ansprüche claims
1. Einspritzvorrichtung, umfassend eine Kraftstoffpumpe (20a), einen Druckregler (20b), einen Injektor (20c) und einen Luftsteller (2Od), dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (20a), der Druckregler (20b), der Injektor (20c) und der Luftsteller (2Od) integraler Bestandteil eines Einspritzmoduls (2) sind, und die Einspritzvorrichtung ferner genau einen Aktuator umfasst, welcher gleichzeitig die Kraftstoffpumpe (20a) und den Luftsteller (2Od) betätigt, wobei der Aktuator eine Spule (21), einen ersten Anker (22) und einen zweiten Anker (23) umfasst, und am ersten Anker (22) ein erster Arbeitsspalt (Sl) und am zweiten Anker (23) ein zweiter Arbeitsspalt (S2) vorgesehen ist, und wobei zwischen dem ersten Anker (22) und dem zweiten Anker (23) eine ortsfeste Dichtung (36) angeordnet ist, um ein vom ersten Anker gesteuertes Medium von einem vom zweiten Anker gesteuerten Medium abzudichten.An injection apparatus comprising a fuel pump (20a), a pressure regulator (20b), an injector (20c) and an aerator (20d), characterized in that the fuel pump (20a), the pressure regulator (20b), the injector (20c) and the air actuator (2Od) are an integral part of an injection module (2), and the injector further comprises precisely one actuator which simultaneously actuates the fuel pump (20a) and the air actuator (2Od), the actuator comprising a coil (21), a first one Anchor (22) and a second armature (23), and at the first armature (22) a first working gap (Sl) and the second armature (23) a second working gap (S2) is provided, and wherein between the first armature (22 ) and the second armature (23) a stationary seal (36) is arranged to seal a medium controlled by the first anchor from a medium controlled by the second anchor.
2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator ein erstes Rückstellelement (28) für den ersten Anker (22) und ein zweites Rückstellelement (24) für den zweiten Anker (23) umfasst, wobei das erste und zweite Rückstellelement unterschiedliche Federkonstanten aufweisen, derart, dass bei einer Bestromung der Spule (21) der erste und zweite Arbeitsspalt (Sl, S2) nacheinander geschlossen werden.2. Injection device according to claim 1, characterized in that the actuator comprises a first return element (28) for the first armature (22) and a second return element (24) for the second armature (23), wherein the first and second return element different spring constants have such that when energizing the coil (21) of the first and second working gap (Sl, S2) are closed sequentially.
3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anker (22) mit dem ersten Arbeitsspalt (Sl) dem Luftsteller (2Od) zugeordnet ist und der zweite Anker (23) mit dem zweiten Arbeitsspalt (S2) der Kraftstoffpumpe (20a) zugeordnet ist, und der erste Arbeitsspalt (Sl) vor dem zweiten Arbeitsspalt (S2) geschlossen wird.3. Injection device according to claim 2, characterized in that the first armature (22) with the first working gap (Sl) is associated with the air actuator (2Od) and the second armature (23) with the second working gap (S2) of the fuel pump (20a) is assigned, and the first working gap (Sl) before the second working gap (S2) is closed.
4. Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (36) ein O-Ring mit einem kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt ist.4. Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the seal (36) is an O-ring with a circular or rectangular cross-section.
5. Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Anker (22) und dem zweiten Anker (23) ein ortsfestes Gehäusebauteil (25d) angeordnet ist und die Dichtung (36) an dem Gehäusebauteil (25d) abdichtet.5. Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that between the first armature (22) and the second armature (23) a stationary housing member (25d) is arranged and the seal (36) on the housing member (25d) seals.
6. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil (25d) im Wesentlichen eine topfförmige Gestalt aufweist und die Dichtung (36) an einem zum ersten Anker (22) gerichteten Bodenbereich des Gehäusebauteils (25d) angeordnet ist. 6. Injection device according to claim 5, characterized in that the housing component (25d) has a substantially cup-shaped shape and the seal (36) on a first armature (22) directed bottom portion of the housing member (25d) is arranged.
7. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil (25d) im Wesentlichen eine topfförmige Gestalt aufweist und die Dichtung (36) an einem radialen Mantelbereich des Gehäusebauteils (25d), insbesondere in einer Ringnut (37), angeordnet ist.7. Injection device according to claim 5, characterized in that the housing component (25d) has a substantially cup-shaped form and the seal (36) on a radial jacket portion of the housing component (25d), in particular in an annular groove (37) is arranged.
8. Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (20a) eine Pumpkammer (27) umfasst, und die Kraftstoffpumpe (20a) ferner ein erstes Rückschlagventil (29), ein zweites Rückschlagventil (30) und ein drittes Rückschlagventil (31) umfasst, wobei das erste Rückschlagventil (29) zwischen einem Ansaugbereich (32) und der Pumpkammer (27) angeordnet ist, das zweite Rückschlagventil (30) zwischen der Pumpkammer (27) und dem Injektor (20c) angeordnet ist, und das dritte Rückschlagventil (31) zwischen der Pumpkammer (27) und einem Rücklaufbereich (33) angeordnet ist.8. Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel pump (20a) comprises a pumping chamber (27), and the fuel pump (20a) further comprises a first check valve (29), a second check valve (30) and a third check valve (20). 31), wherein the first check valve (29) is disposed between a suction region (32) and the pumping chamber (27), the second check valve (30) is disposed between the pumping chamber (27) and the injector (20c), and the third one Check valve (31) between the pumping chamber (27) and a return region (33) is arranged.
9. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugbereich (32) und der Rücklaufbereich (33) einen gemeinsamen Raum (40) bilden und die Pumpkammer (27) insbesondere ein Volumen aufweist, welches einer maximal einspritzbaren Kraftstoffmenge bei einem maximalen Einspritzdruck entspricht.9. Injection device according to claim 8, characterized in that the intake region (32) and the return region (33) form a common space (40) and the pumping chamber (27) in particular has a volume which corresponds to a maximum injectable amount of fuel at a maximum injection pressure ,
10. Brennkraftmaschine, umfassend genau einen oder genau zwei Zylinder und eine Einspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.10. Internal combustion engine comprising exactly one or exactly two cylinders and an injection device according to one of the preceding claims.
11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, ferner umfassend einen Kraftstofftank (6), welcher oberhalb des Einspritzmoduls (2) angeordnet ist. 11. Internal combustion engine according to claim 10, further comprising a fuel tank (6), which is arranged above the injection module (2).
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