DE1048742B - Injection system for fuel in the intake manifold of externally ignited internal combustion engines - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Einspritzanlage für Kraftstoff in das Saugrohr von fremdgezündeten Brennkraftmaschinen mit einer Pumpe, die ständig Kraftstoff über ein Überströmventil zu ihrer Saugseite fördert, wobei vor dem Überströmventil ein zur Einspritzung bestimmter Teilstrom abgezweigt ist.The invention relates to an injection system for fuel in the intake manifold of externally ignited Internal combustion engines with a pump that constantly supplies fuel to its suction side via an overflow valve promotes, with a partial flow intended for injection being branched off in front of the overflow valve.

Bei einer bekannten Anlage dieser Art wird zur Änderung der je Zeiteinheit eingespritzten Kraftstoffmenge der Kraftstoffdruck vor den offenen Einspritzdüsen geändert. Dies wird durch Änderung des Öffnungsdruckes des Überströmventils erreicht. Der Nachteil bei dieser Anordnung besteht darin, daß zur Erzielung einer linearen Änderung der Kraftstoffmenge der Druck quadratisch geändert werden muß. Da nun aber der Druck bei großer Menge wegen der Beanspruchung der Teile der Anlage nicht beliebig hoch gewählt werden darf, ergibt sich bei der kleinsten einzuspritzenden Kraftstoffmenge ein sehr niedriger Druck, so daß die im Saugrohr der Brennkraftmaschine auftretenden Druckunterschiede die Regelung der Kraftstoff menge unzulässig stark beeinflussen können. Daher ist bei kleinen Einspritzmengen eine einwandfreie Regelung der Einspritzmenge durch Änderung des Öffnungsdruckes des Überströmventils nicht gewährleistet. Bei einer anderen bekannten Anlage der eingangs beschriebenen Art wird zur Änderung der eingespritzten Kraftstoffmenge die Öffnungszeit der geschlossenen Einspritzdüsen verändert. Um bei Mehrzylinderbrennkraftmaschinen eine gleichmäßige Verteilung auf die einzelnen Zylinder zu erhalten, muß in diesem Fall die Öffnungszeit jeder einzelnen Einspritzdüse gesteuert werden. Dazu ist aber eine verhältnismäßig teuere Anlage erforderlich. Eine genaue Steuerung der Öffnungszeit macht außerdem bei hohen Drehzahlen beachtliche Schwierigkeiten, da beispielsweise bei elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen die Genauigkeit der Zeitsteuerung durch die Ansprechzeit der die Einspritzdüse betätigenden Elektromagnete begrenzt ist.In a known system of this type, the fuel pressure in front of the open injection nozzles is used to change the amount of fuel injected per unit of time changed. This is achieved by changing the opening pressure of the overflow valve. Of the The disadvantage of this arrangement is that in order to achieve a linear change in the amount of fuel the pressure must be changed quadratically. But now the pressure with a large amount because of the The stress on the parts of the system may not be arbitrarily high, results from the smallest The amount of fuel to be injected has a very low pressure, so that in the intake manifold of the internal combustion engine Pressure differences that occur have an impermissibly strong influence on the regulation of the fuel quantity can. Therefore, with small injection quantities, the injection quantity is properly regulated Change of the opening pressure of the overflow valve not guaranteed. In another known system of the type described at the outset, the opening time is used to change the amount of fuel injected of the closed injectors changed. In order to achieve a uniform In this case, the opening time of each individual cylinder must be maintained to obtain distribution over the individual cylinders Injector can be controlled. However, this requires a relatively expensive system. One precise control of the opening time also makes considerable difficulties at high speeds because For example, in the case of electrically controlled injection nozzles, the accuracy of the timing by the Response time of the injector actuating electromagnet is limited.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, die geschilderten Nachteile der bekannten Anlage zu vermeiden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß im Weg des vor dem Überströmventil abzweigenden Teilstroms eine Drosselstelle mit regelbarem Durchflußquerschnitt angeordnet ist und daß der Druck hinter der Drosselstelle an einer gleich oder mindestens annähernd gleich großen Fläche des beweglichen Gliedes des Überströmventils in Schließrichtung angreift wie der in Öffnungsrichtung auf das bewegliche Glied des Überströmventils wirkende Druck vor jener Drosselstelle.The object of the invention is now to avoid the disadvantages of the known system described. This is achieved according to the invention in that in the path of the branching off in front of the overflow valve Partial flow a throttle point is arranged with a controllable flow cross-section and that the pressure behind the throttle point on an area of the same or at least approximately the same size of the movable Member of the overflow valve acts in the closing direction like that in the opening direction on the movable one Element of the overflow valve acting pressure before that throttle point.

Da das Druckgefälle, welches durch die Drosselstelle im Kraftstoffstrom erzielt wird, bei allen Betriebszuständen konstant bleibt, hat bei der erfindungs-Einspritzanlage für KraftstoffBecause the pressure gradient, which is achieved by the throttle point in the fuel flow, in all operating states remains constant in the case of the fuel injection system of the invention

in das Saugrohr von
frerndgezündeten Brennkraftmaschineninto the suction pipe of
fire-ignited internal combustion engines

Anmelder:Applicant:

Robert Bosch G.m.b.H.,
Stuttgart-W, Breitscheidstr. 4Robert Bosch GMBH,
Stuttgart-W, Breitscheidstr. 4th

Ulrich Aldinger, Stuttgart,
ist als Erfinder genannt wordenUlrich Aldinger, Stuttgart,
has been named as the inventor

gemäßen Anlage im Gegensatz zu der oben zuerst beschriebenen bekannten Anlage der Kraftstoffdruck vor den Düsen keinen Einfluß auf die Einspritzmenge. Diese ist lediglich von der Größe des an der Drosselstelle jeweils eingestellten Durchflußquerschnitts abhängig. Diese Abhängigkeit ist dann völlig linear, wenn die Fläche des beweglichen Gliedes des Überströmventils, an welcher der vor der Drosselstelle herrschende Druck angreift, genau gleich bemessen ist wie diejenige Fläche dieses Gliedes, auf die der hinter der Drosselstelle herrschende Druck einwirkt.According to the system, in contrast to the known system first described above, the fuel pressure the nozzles have no effect on the injection quantity. This is only dependent on the size of the flow cross-section set in each case at the throttle point. This dependence is completely linear if the area of the movable member of the overflow valve, at which the pressure prevailing in front of the throttle point acts is exactly the same like that area of this member on which the pressure behind the throttle point acts.

Gegenüber der oben an zweiter Stelle beschriebenen bekannten Anlage fällt die sehr umfangreiche Einrichtung zur Steuerung der Öffnungszeit der Einspritzdüsen weg, da nur die Drosselstelle zu steuern ist.Compared to the known system described in the second place above, the very extensive facility falls to control the opening time of the injection nozzles, since only the throttle point has to be controlled.

Sofern bei der erfindungsgemäßen Anlage der zur Einspritzung bestimmte Teilstrom sich in mehrere zu je einer Einspritzöffnung führende Zweigströme aufteilt, wird auch bei einer kleinen zur Brennkraftmaschine geförderten Kraftstoffmenge eine genaue Verteilung auf die einzelnen Düsen gewährleistet, wenn in Weiterbildung dieser Anlage jede der Einspritzöffnungen durch je einen Schieber gesteuert wird, der dem auf ihn in Öffnungsrichtung wirkenden Kraft- , stoffdruck des Zweigstromes eine ebenso große Angriffsfläche bietet wie einem auf ihn in Schließrichtung wirkenden, in gleicher Größe an allen Schiebern angreifenden hydraulischen Druck. Die Anordnung gemäß dieser Weiterbildung läßt sich übrigens auch für sich allein mit Vorteil bei der zuerst beschriebenen bekannten Anlage zur Erzielung einer genauen Verteilung anwenden. Ein vom Hauptgedanken der Er-If, in the system according to the invention, the partial flow intended for injection is divided into several dividing branch flows each leading to an injection opening becomes an internal combustion engine even with a small one ensures an exact distribution of the fuel quantity delivered to the individual nozzles, if, in a further development of this system, each of the injection openings is controlled by a slide each, the force acting on it in the opening direction, substance pressure of the branch flow offers as large an area of attack as one on it in the closing direction acting hydraulic pressure acting in the same size on all slides. The arrangement according to this further development can also be used with advantage on its own in the case of the first described known system to achieve an accurate distribution use. One of the main ideas of the

809 729/92809 729/92

findung (Patentanspruch 1) losgelöster Schutz wird für diese Weiterbildung jedoch nicht beansprucht.Finding (claim 1) detached protection is not claimed for this development.

In der Zeichnung sind in denIn the drawing are in the

Fig. 1 und 2 je ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt;
. Fig. 3 zeigt ebenfalls schematisch eine Einzelheit des Beispieles nach Fig. 2 in größerem Maßstab.1 and 2 each show an embodiment of the subject matter of the invention schematically;
. FIG. 3 also shows schematically a detail of the example according to FIG. 2 on a larger scale.

Eine Kraftstofförderpumpe 1, die in einem Kraftstoffbehälter 2 untergebracht ist, saugt Kraftstoff an und fördert diesen durch eine Leitung 3 zu einem Überströmventil 4 mit Ventilschieber 5. Ein Teil des angesaugten Kraftstoffes fließt durch die Leitung 6 zurück zum Kraftstoffbehälter. Vor dem Überströmventil 4 zweigt eine Leitung 7 ab, durch die ein zur Einspritzung bestimmter Teilstrom des angesaugten Kraftstoffes zu einer Drosseleinrichtung 9 geführt wird, deren bewegliches Drosselglied 10 den Durchflußquerschnitt der Drosselstelle 11 dieser Drosseleinrichtung zu ändern gestattet. Hinter der Drosselstelle 11 führt eine Leitung 12 zu einem Verteilerstück 14. Von diesem gehen Zweigleitungen 15, 16, 17, 18 zu offenen Einspritzdüsen 20, 21, 22, 23.A fuel feed pump 1, which is accommodated in a fuel tank 2, sucks in fuel and conveys this through a line 3 to an overflow valve 4 with valve slide 5. Part of the The fuel sucked in flows through line 6 back to the fuel tank. Before the overflow valve 4 branches off a line 7 through which a partial flow of the sucked in intended for injection Fuel is fed to a throttle device 9, the movable throttle member 10 of the flow cross-section the throttle point 11 of this throttle device is allowed to change. Behind the throttle point 11 A line 12 leads to a distributor piece 14. From this branch lines 15, 16, 17, 18 go to open ones Injectors 20, 21, 22, 23.

Durch diese Düsen wird der Kraftstoff in die zu den einzelnen Zylindern der nicht dargestellten Brennkraftmaschine führenden Abschnitte der Saugleitung 24 eingespritzt.The fuel is fed through these nozzles to the individual cylinders of the internal combustion engine (not shown) leading sections of the suction line 24 injected.

Hinter der Drosselstelle 11 der Drosseleinrichtung führt außerdem eine Leitung 25 zu dem Überströmventil 4, und zwar in den eine Feder 26 enthaltenden Raum des Überströmventils. Der Schieber 5 des Überströmventils bietet dem von der Kraftstoffpumpe 1 geförderten Kraftstoff und dem von der Drosseleinrichtung 9 kommenden Kraftstoff jeweils eine gleich große Angriffsfläche.Behind the throttle point 11 of the throttle device, a line 25 also leads to the overflow valve 4, namely in the space of the overflow valve containing a spring 26. The slide 5 of the overflow valve provides the fuel delivered by the fuel pump 1 and that of the throttle device 9 coming fuel each have an equally large area of attack.

Das Drosselglied 10 für die Drosselstelle 11 wird durch eine nur schematisch angedeutete Regeleinrichtung 27 so eingestellt, daß die Brennkraftmaschine die jeweilig erwünschte Kraftstoff menge zugeführt erhält. - Stellt die Regeleinrichtung 27 einen größeren Durchflußqüerschnitt an der Drosselstelle 11 ein, so fließt der Brennkraftmaschine eine größere Kraftstoff menge je Zeiteinheit zu. Diese größere Kraftstoffmenge erzeugt jedoch vor den Einspritzdüsen 20 bis 23, deren Durchflußqüerschnitt gleichbleibt, einen höheren Druck, der sich sowohl hinter der Drosselstelle 11 als auch in dem die Feder 26 enthaltenden Raum des Überströmventils 4 einstellt. Dadurch wird der Ventilschieber 5 in Schließrichtung stärker belastet. Demzufolge erhöht sich auch der in Öffnungsrichtung wirkende, vor dem Ventilschieber und damit auch voider Drosselstelle 11 herrschende Pumpendruck um den gleichen Betrag, so daß der Druckunterschied vor und hinter der Drosselstelle 11 konstant bleibt. Somit ändert sich die Menge, welche durch die Drosselstelle 11 fließt, linear mit der Änderung des Durchflußquerschnittes der Drosselstelle 11.The throttle element 10 for the throttle point 11 is controlled by a control device which is only indicated schematically 27 set so that the internal combustion engine receives the respectively desired amount of fuel supplied. - If the control device 27 provides a larger flow cross section at the throttle point 11, the internal combustion engine flows a larger amount of fuel per unit of time. However, this larger amount of fuel generated before the injection nozzles 20 to 23, their Flow cross section remains the same, a higher pressure, both behind the throttle point 11 as also in the space of the overflow valve 4 containing the spring 26. This causes the valve spool 5 more heavily loaded in the closing direction. As a result, the acting in the opening direction also increases in front of the valve slide and thus also in front of the throttle point 11, the pump pressure prevailing by the the same amount, so that the pressure difference upstream and downstream of the throttle point 11 remains constant. Consequently the amount which flows through the throttle point 11 changes linearly with the change in the flow cross section the throttle point 11.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die mit dem Beispiel nach Fig. 1 übereinstimmenden Teile mit den gleichen Ziffern bezeichnet. Das Verteilerstück 34 des zweiten Ausführungsbeispiels, enthält am Beginn von Zweigleitungen 35, 36, 37, 38 Drosselstellen 41, 42, 43, 44. Die Zweigleitungen führen zu geschlossenen Einspritzdüsen, sogenannten Einspritzventilen 45, 46, 47, 48, die unter sich gleich sind und von denen^eines in Fig. 3 schematisch im Schnitt dargestellt ist. Jedes der Ein.spritzventile enthält als bewegliches Ventilglied einen zylindrischen Schieber 49, der ein das Ventilgehäuse durchdringendes Spritzloch 50 steuert und an dessen beiden gleich großen Stirnflächen Kraftstoffdruck angreift.In the second exemplary embodiment according to FIG. 2, those are the same as in the example according to FIG. 1 Parts designated with the same numerals. The manifold 34 of the second embodiment contains at the beginning of branch lines 35, 36, 37, 38 throttling points 41, 42, 43, 44. The branch lines lead to closed injection nozzles, so-called injection valves 45, 46, 47, 48, which are the same among themselves are and of which ^ one is shown schematically in Fig. 3 in section. Each of the injectors contains as a movable valve member a cylindrical slide 49, which has a valve housing penetrating Injection hole 50 controls and fuel pressure acts on its two equally large end faces.

Auf die eine dieser Stirnflächen wirkt der in der zugehörigen Zweigleitung, z.B. 35, herrschende Kraftstoffdruck ein und auf die andere der Kraftstoffdruck, der in einer zu allen Einspritzventilen führenden Leitung 51 herrscht. Diese Leitung ist an ein Druckreduzierventil 52 angeschlossen, in dem- ein durch eine Feder 53 belasteter Schieber 54 geführt ist, der eine Ringnut 55 aufweist. In der in Fig. 2 gezeichneten Stellung des Schiebers steht die Ringnut mit einer inThe fuel pressure in the associated branch line, e.g. 35, acts on one of these end faces and the fuel pressure acts on the other, which prevails in a line 51 leading to all injection valves. This line is connected to a pressure reducing valve 52 connected, in which a slide 54 loaded by a spring 53 is guided, the one Has annular groove 55. In the position of the slide shown in Fig. 2, the annular groove is with an in

ίο das Druckreduzierventil mündenden Leitung 56 in Verbindung. Die Leitung 56 zweigt von der Leitung 3, also vor dem Überströmventil 4, ab. Ein im Schieber 54 verlaufender, abgewinkelter Kanal 57 verbindet die Ringnut 55 mit einem mit 58 bezeichneten Raum imίο the pressure reducing valve opening line 56 in Link. The line 56 branches off from the line 3, that is to say upstream of the overflow valve 4. One in the slider 54 extending, angled channel 57 connects the annular groove 55 with a space designated 58 in the

!5 Reduzierventil, an den die Leitung 51 angeschlossen ist. Vom Kanal 57 zweigt ein Drosselkanal 60 zu dem die Feder 53 enthaltenden Raum 61 ab, von dem eine Leitung 62 zum Behälter 2 zurückführt.! 5 reducing valve to which line 51 is connected is. A throttle channel 60 branches off from the channel 57 to the space 61 containing the spring 53, one of which Line 62 leads back to container 2.

Die Abmessungen des Drosselkanals 60 sind so gewählt, daß im Raum 58 auch noch bei der kleinsten je Zeiteinheit eingespritzten Kraftstoff menge ein Druck verbleibt, der etwas kleiner ist als der Druck in den Zweigleitungen 35, 36, 37, 38, also vor den Einspritzventilen 45, 46, 47, 48. Die Feder 53 des Druckreduzierventils ist so bemessen, daß während des Betriebes der Anlage der Schieber 54 stets eine Lage einnimmt, in der seine Nut 55 mit der Leitung 56 verbunden ist.The dimensions of the throttle channel 60 are chosen so that in space 58 even with the smallest per unit of time injected fuel quantity a pressure remains, which is slightly less than the pressure in the branch lines 35, 36, 37, 38, that is, upstream of the injection valves 45, 46, 47, 48. The spring 53 of the pressure reducing valve is dimensioned so that during operation the system, the slide 54 always assumes a position in which its groove 55 is connected to the line 56.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß alleThis arrangement ensures that all

Einspritzventile beim gleichen Druck öffnen, und zwar auch dann, wenn die Durchmesser der einzelnen Ventilschieber 49 nicht genau gleich groß sein sollten, denn der in Schließrichtung auf die Schieber 49 wirkende hydraulische Druck ist bei jedem Einspritzvorgang für alle Einspritzventile übereinstimmend.Injectors open at the same pressure, even if the diameter of each Valve slide 49 should not be exactly the same size because that acting on slide 49 in the closing direction hydraulic pressure is the same for all injection valves during each injection process.

Die Drosselstellen 41 bis 44 bewirken auch bei der kleinsten je Zeiteinheit durchfließenden Kraftstoffmenge einen Druckabfall, der so bemessen ist, daß der in das Verteilerstück 34 strömende Kraftstoff in gleiche, zu den einzelnen Einspritzventilen führende Zweigströme unterteilt wird.Even with the smallest amount of fuel flowing through per unit of time, the throttling points 41 to 44 cause a pressure drop which is dimensioned so that the In the distributor piece 34 flowing fuel into the same, leading to the individual injection valves Branch streams is divided.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Einspritzanlage für Kraftstoff in das Saugrohr von fremdgezündeten Brennkraftmaschinen mit einer Pumpe, die ständig Kraftstoff über ein Überströmventil zu ihrer Saugseite fördert, wobei vor dem Überströmventil ein zur Einspritzung bestimmter Teilstrom abgezweigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des Teilstroms eine Drosselstelle (11) mit regelbarem Durchflußquerschnitt angeordnet ist und daß der Druck hinter der Drosselstelle an einer gleich oder mindestens annähernd gleich großen Fläche des beweglichen Gliedes (5) des Überströmventils (4) in Schließrichtung angreift wie der in Öffnungsrichtung auf das bewegliche Glied des Überströmventils wirkende Druck vor jener Drosselstelle.1. Injection system for fuel in the intake manifold of externally ignited internal combustion engines with a pump that constantly delivers fuel to its suction side via an overflow valve, whereby A partial flow intended for injection is branched off upstream of the overflow valve, characterized in that that in the path of the partial flow a throttle point (11) with a controllable flow cross-section is arranged and that the pressure downstream of the throttle point is equal to or at least approximately the same size area of the movable member (5) of the overflow valve (4) acts in the closing direction as that in the opening direction the movable member of the overflow valve acting pressure before that throttle point. 2. Einspritzanlage nach Anspruch 1, bei der der Teilstrom sich in mehrere zu je einer Einspritzstelle führende Zweigströme aufteilt, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Einspritzstellen durch je einen Schieber (49) gesteuert wird, der dem auf ihn in Öffnungsrichtung wirkenden Kraftstoffdruck des Zweigstromes eine ebenso große Angriffsfläche bietet wie einem auf ihn in Schließrichtung wirkenden, in gleicher Größe' an allen Schiebern angreifenden hydraulischen Druck.2. Injection system according to claim 1, in which the partial flow is divided into several, each with one injection point dividing leading branch flows, characterized in that each of the injection points through each a slide (49) is controlled, which acts on it in the opening direction of the fuel pressure of the branch flow offers as large an area of attack as one on it in the closing direction acting 'in the same size' on all Hydraulic pressure acting on the valves. 3. Einspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Schieber (49) wirkende hydraulische Schließdruck über ein Druckreduzierventil (52) von dem vor dem Überströmventil (4) herrschenden Kraftstoffdruck abgeleitet wird.3. Injection system according to claim 2, characterized in that the one acting on the slide (49) hydraulic closing pressure via a pressure reducing valve (52) from the one in front of the overflow valve (4) the prevailing fuel pressure is derived. 4. Einspritzanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem Beginn jedes Zweigstromes jeweils eine Drosselstelle (41, 42, 43, 44) vorgesehen ist und der hydraulische Widerstand jeder dieser Drosselstellen gleich ist.4. Injection system according to claim 2 or 3, characterized in that near the beginning each branch flow is provided with a throttle point (41, 42, 43, 44) and the hydraulic Resistance of each of these throttling points is the same. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings