DE1107024B - Fuel injection system for internal combustion engines - Google Patents

Description

Brennstoffeinspritzsystem für Verbrennungsmotoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffeinspritzsystem für Verbrennungsmotoren, und zwar auf ein solches mit kontinuierlichem Fluß, das sich vor allem zur Verwendung in Mehrzylinderverbrennungsmotoren eignet.Fuel injection systems for internal combustion engines The invention relates to on a fuel injection system for internal combustion engines, namely on a those with continuous flow, which are particularly suitable for use in multi-cylinder internal combustion engines suitable.

Brennstoffeinspritzsysteme mit kontinuierlichem Fluß sind für Mehrzylindermotore wünschenswert, insbesondere für Flugzeugmotore, weil sie verhältnismäßig einfach im Bau und im Betrieb sind und weil derartige Systeme die Vereisungsgefahr verringern. Jedoch waren diese Systeme bisher wenig leistungsfähig, wenn sie nicht entsprechend kompliziert aufgebaut waren. Andererseits unterliegen das Brennstoffzumeßventil und die dazugehörigen Teile eines solchen Systems um so leichter einem Versagen im Betrieb, je komplizierter sie werden, wobei sie außerdem teuer, schwer einzustellen und zu reparieren sind.Continuous flow fuel injection systems are for multi-cylinder engines desirable, particularly for aircraft engines, because they are relatively simple are under construction and in operation and because such systems reduce the risk of freezing. However, these systems have so far been inefficient if they are not appropriately were complex. On the other hand, the fuel metering valve is subject to and the associated parts of such a system more likely to fail in operation, the more complicated they become, and they are also expensive, difficult to set up and to be repaired.

Eine besondere Schwierigkeit, die bei Brennstoffeinspritzsystemen mit kontinuierlichem Fluß auftritt, liegt in der Tatsache, daß Veränderungen im Druck vor (stromauf) der Einspritzpumpe das Aufrechterhalten eines gleichmäßigen Einspritzpumpenabgabedruckes sehr schwierig machen.A particular difficulty encountered with fuel injection systems occurs with continuous flow lies in the fact that changes in the Pressure in front of (upstream) the injection pump maintaining a steady Making injection pump discharge pressure very difficult.

Zweck der Erfindung ist es, diese Schwierigkeit zu überwinden.The purpose of the invention is to overcome this difficulty.

Bekannt ist - und zur Lösung der gestellten Aufgabe kann hiervon ausgegangen werden - eine mit Förderpumpe und Einspritzpumpe ausgestattete Einrichtung zur kontinuierlichen Druckzerstäubung von Brennstoff in das Saugrohrsystem einer Brennkraftinaschine, bei welcher der Einspritzpumpe zwecks Konstanthaltens des Pumpendruckes ein mittels Federkraft auf seinen Sitz gedrücktes, den von der Pumpe zuv iel geförderten Brennstoff zu ihrer Saugseite (Raum zwischen Förderpumpe und Einspritzpumpe) zurückschickendes Überströmventil zugeordnet ist, auf dessen eine Fläche der konstant zu haltende Einspritzpumpendruck und auf dessen Gegenfläche der Druck vor der Einspritzpumpe einwirkt.Is known - and this can be used as a basis for solving the task at hand - a device equipped with a feed pump and injection pump for continuous Pressure atomization of fuel in the intake manifold of an internal combustion engine, in which the injection pump in order to keep the pump pressure constant a means Spring force on its seat, the too much fuel delivered by the pump to their suction side (space between feed pump and injection pump) Relief valve is assigned, on one surface of which is to be kept constant Injection pump pressure and, on its opposite surface, the pressure in front of the injection pump acts.

Die Erfindung selbst besteht in Einrichtungen, welche die Wirkung des zuletzt genannten Druckes auf das IJberströmventil dadurch herabsetzen bzw. gänzlich ausschalten, daß dieser Druck auch in entgegengesetzter Richtung zur Kraft der Ventilfeder auf den Ventilkörper zur Einwirkung gelangt.The invention itself consists in devices that have the effect reduce or decrease the last-mentioned pressure on the overflow valve. Completely turn off the fact that this pressure is also in the opposite direction to the force the valve spring acts on the valve body.

Eine über das Gebiet von Einspritzpumpen bei Brennkraftmaschinen hinausgehende Bedeutung kommt der Erfindung nicht zu.One that goes beyond the field of injection pumps in internal combustion engines The invention is irrelevant.

Weitere Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich an Hand der nachstehenden Beschreibung eines in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes.Further design features of the invention emerge from the hand the following description of one shown in the schematic drawings Embodiment of the subject matter of the invention.

Fig. 1 zeigt die schematische Ansicht eines Brennstoffeinspritzsystems; Fig. 2 ist eine Ansicht der Einspritzpumpeneinheit nach Fig. 1, wobei das erfindungsgemäße Überdruckventil der Einheit im Querschnitt gezeigt ist, und in Fig.3 ist der Querschnitt eines Brennstoffzumeßventils dargestellt.Fig. 1 shows the schematic view of a fuel injection system; FIG. 2 is a view of the injection pump unit of FIG. 1, the inventive Pressure relief valve of the unit is shown in cross section, and in Fig. 3 is the cross section a fuel metering valve shown.

In den Zeichnungen ist gezeigt, daß das System einen Brennstofftank 10 mit Hilfspumpe 11 aufweist, sowie einen Brennstoffilter 12, eine Einspritzpumpeneinheit 14, ein Brennstoffzumeßventil 15, einen Brennstoffverteiler 16 und eine Anzahl von Brennstoffeinspritzdüsen 17, die so beschaffen sind, daß sie Brennstoff in das Saugrohrsystem 18 einspritzen, wobei je eine Einspritzdüse für jeden Zylindereinlaß vorhanden ist. Eine Drosselklappe 19 ist verstellbar in einem Abschnitt 18 a der Ansaugleitung 18 angeordnet und durch ein Gestänge20 mit dem Brennstoffzumeßventil 15 verbunden.In the drawings the system is shown to have a fuel tank 10 having an auxiliary pump 11, as well as a fuel filter 12, an injection pump unit 14, a fuel metering valve 15, a fuel manifold 16 and a number of Fuel injection nozzles 17 which are designed to deliver fuel into the intake manifold 18, with one injection nozzle for each cylinder inlet. A throttle valve 19 is adjustable in a section 18 a of the intake line 18 and connected to the fuel metering valve 15 by a linkage 20.

Brennstoff wird aus dem Tank 10 durch Leitungen 25 und 26 zur Einlaßseite der Pumpeneinheit 14 gepumpt. Brennstoff unter Druck wird dann durch eine Leitung 28 zu dem Brennstoffäumeßventil 15 gepumpt, von wo ab eine zugemessene Menge Brennstoffes über eine Leitung 24 und den Verteiler 16 zu den Einspritzdüsen gelangt. Zur richtigen Bemessung kann ein Teil des Brennstoffes von dem Zumeßventil 15 durch eine Leitung 29 zur Pumpe 14 zurückgeführt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform des Zumeßventils 15 ist in Fig. 3 gezeigt und weist ein Ventilgehäuse 35 mit einer Brennstoffeinlaßöffnung 36 auf, die mit der Auslaßseite der Pumpe 14 durch die Leitung 28 verbunden ist; weiterhin ist eine Auslaßöffnung 37 vorgesehen, die mit dem Brennstoffverteilersystem 16 durch die Leitung24 verbunden ist, sowie eine Überströmbrennstoff-Auslaßöffnung 38, die mit der Einlaßseite der Pumpe 14 durch die Leitung 29 und einen Dampfblasen-Abscheider 55 verbunden ist.Fuel is pumped from the tank 10 through lines 25 and 26 to the inlet side of the pump unit 14. Fuel under pressure is then pumped through a line 28 to the fuel metering valve 15, from where a metered amount of fuel passes via a line 24 and the distributor 16 to the injection nozzles. For the correct measurement, part of the fuel can be returned from the metering valve 15 through a line 29 to the pump 14. A preferred embodiment of the metering valve 15 is shown in Fig. 3 and comprises a valve housing 35 with a fuel inlet port 36 which is connected to the outlet side of the pump 14 by the line 28; an outlet port 37 is also provided which is connected to the fuel distribution system 16 by the line 24 and an overflow fuel outlet port 38 which is connected to the inlet side of the pump 14 by the line 29 and a vapor trap 55.

Eine Längsbohrung 39 erstreckt sich durch das Gehäuse 35 und ist durch ein fest angeordnetes Trennelement 40 in zwei Bohrungsabschnitte 39 a und 39 b unterteilt. Ein Brennstoffkanal 41 in dem Trennelement 40 ist auf gegenüberliegenden Flächen dieses Elementes zu den Bohrungsabschnitten 39 a und 39 b hin offen.A longitudinal bore 39 extends through the housing 35 and is divided into two bore sections 39 a and 39 b by a fixed separating element 40. A fuel channel 41 in the separating element 40 is open on opposite surfaces of this element to the bore sections 39 a and 39 b.

Ein Brennstoffzumeßventil42 ist drehbar im Bohrungsteil 39 a gelagert und liegt an der benachbarten Fläche des festen Trennelementes 40 an. Ein weiteres verstellbares Brennstoffzumeßventil43 ist drehbar in dem Bohrungsabschnitt 39 b angeordnet und liegt an der gegenüberliegenden Fläche des Trennelementes 40 an. Das Ventil 43 ist mit einem Hebel 44 versehen, der mit dem in Fig. 1 gezeigten Gestänge verbunden zu denken ist, um zusammen mit der Drossel 19 betätigt zu werden.A fuel metering valve 42 is rotatably mounted in the bore part 39 a and abuts the adjacent surface of the fixed partition member 40. Another one adjustable fuel metering valve 43 is rotatable in the bore portion 39 b arranged and rests against the opposite surface of the separating element 40. The valve 43 is provided with a lever 44 which is connected to the linkage shown in FIG connected is to think to be operated together with the throttle 19.

Eine ringförmige Nut 45 ist in dem Ventilteil 42 vorgesehen und steht in ständiger Verbindung mit einem Brennstoffeinlaßkanal46 (durch gestrichelte Linien in Fig. 3 gezeigt), der in dem Gehäuse 35 angeordnet und mit der Einlaßöffnung 36 verbunden ist. Der Kanal 46 erstreckt sich von der Einlaßöffnung 36 aufwärts hinter dem Teil 42 entlang (Fig.3) und schneidet die Seite der Bohrung 39, die durch den Teil 42 abgedeckt ist, an. Eine Nut 47 ist an demjenigen Ende des Ventilteiles 42 vorgesehen, das an dem Trennelement 40 anliegt, und ein Brennstoffkanal 48 im Ventilteil 42 verbindet die Nut 47 mit der ringförmigen Nut 45. So wird Brennstoff kontinuierlich von der Öffnung 36 durch den dazugehörigen Kanal zu der Nut 45 und von dort durch den Kanal 48 zu der bogenförmigen Nut 47 geleitet.An annular groove 45 is provided in the valve part 42 and stands in constant communication with a fuel inlet port 46 (by dashed lines shown in Fig. 3), which is arranged in the housing 35 and with the inlet opening 36 connected is. The channel 46 extends from the inlet port 36 upwardly behind the part 42 along (Figure 3) and intersects the side of the bore 39 through the Part 42 is covered. A groove 47 is at that end of the valve part 42 provided, which rests against the separating element 40, and a fuel channel 48 in the valve part 42 connects the groove 47 with the annular groove 45. Thus, fuel becomes continuous from the opening 36 through the associated channel to the groove 45 and from there through passed the channel 48 to the arcuate groove 47.

Ein Brennstoffüberlaufkanal 50 im Gehäuse 35 verbindet den Bohrungsabschnitt 39 a mit der Überströmbrennstoff-Auslaßöffnung 38. Die Nut 47 des Ventilteiles 42 ist so angeordnet, daß die winkelmäßige Verstellung des Teiles 42 den Überlaufkanal öffnet und schließt, wenn der Zumeßkanal 41 geschlossen und geöffnet wird.A fuel overflow channel 50 in housing 35 connects the bore section 39 a with the overflow fuel outlet opening 38. The groove 47 of the valve part 42 is arranged so that the angular adjustment of the part 42 the overflow channel opens and closes when the metering channel 41 is closed and opened.

In derjenigen Stellung des Ventilteiles 42, in welcher reiches Gemisch zugeführt wird, ist der Zumeßkanal 41 voll geöffnet und der Überlaufkanal50 ist vollständig geschlossen. Es ist dann ein ungemindertes Fließen von Brennstoff durch den Zumeßkana141 möglich. In derjenigen Stellung des Ventilteiles 42, in welcher mageres Gemisch gebildet werden soll, ist der Zumeßkanal 41 teilweise geschlossen, und der Überlaufkanal ist teilweise offen. In der Brennstoffabsperrstellung des Ventils 42 ist der Zumeßkanal 41 vollständig geschlossen und der Überlaufkana150 vollständig geöffnet, wodurch sich ein volles Rücklaufen des gesamten Brennstoffes zur Einlaßseite der Pumpe 14 ergibt. Ein Hebel 51 zur Hand- oder automatischen Betätigung ist am äußeren Ende des Ventilteiles 42 vorgesehen. _ Das Ende des Zumeßventils 43, das an dem Trennelement 40 anliegt, ist mit einer Nut 52 versehen, die bei Betätigung des Ventils43 in Abhängigkeit von der Betätigung der Drossel willkürlich den Brennstoffzumeßkanal 41 öffnet und schließt, um die Zumessung von Brennstoff zu bewirken. Ein Brennstoffkanal 53, der den Bohrungsabschnitt 39 b mit der Brennstoff-Auslaßöffnung 37 verbindet, ist zur Nut 52 hin offen angeordnet. Der'Dampfblasen-Abscheider55 ist im wesentlichen eine Kammer, in der der Brennstoff aus der Leitung 26 und einer Leitung 59a umhergewirbelt wird, bevor er in den Kanal eintritt, der zur Einlaßseite 56 a der Pumpe 56 führt. So sammelt sich Dampf in der Mitte der Kammer und wird mit Hilfe eines Venturirohres 55a abgesaugt, durch welches unter Druck stehender Brennstoff von einem Kanal 55 b zu einem Kanal 55 c strömt, welch letzterer zum Brennstofftank 10 führt. Ein Umgehungskanal 55d ist ebenfalls vorgesehen. Der Gasabscheider selbst ist jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.In that position of the valve part 42 in which rich mixture is supplied, the metering channel 41 is fully open and the overflow channel 50 is completely closed. There is then an unabated flow of fuel through the metering channels141 possible. In that position of the valve part 42 in which If a lean mixture is to be formed, the metering channel 41 is partially closed, and the overflow channel is partially open. In the fuel shut-off position of the Valve 42, the metering channel 41 is completely closed and the overflow channel 150 completely open, which means that all of the fuel flows back completely to the inlet side of the pump 14 results. A lever 51 for manual or automatic actuation is provided at the outer end of the valve part 42. _ The end of the metering valve 43, which rests against the separating element 40, is provided with a groove 52 which, when actuated of the valve43 depending on the actuation of the throttle arbitrarily the fuel metering channel 41 opens and closes to effect the metering of fuel. A fuel channel 53, which connects the bore section 39 b with the fuel outlet opening 37, is arranged to be open towards the groove 52. Der'Dampfbubble-Abscheider55 is essentially a chamber in which fuel swirls from line 26 and line 59a before it enters the channel which leads to the inlet side 56 a of the pump 56. So steam collects in the middle of the chamber and is released with the help of a venturi tube 55a sucked through which pressurized fuel from a channel 55 b flows to a channel 55 c, the latter leading to the fuel tank 10. A bypass channel 55d is also provided. However, the gas separator itself is not an issue of the present invention.

Vielmehr bezieht sich diese,wie sich aus Fig. 2 ergibt, auf das Überdruckventil 58. Dieses weist ein zweiteiliges Gehäuse 59 mit einem Ventilkörper 60 auf. Eine Kammer 61, die mit dem Überströmkanal 58a in Verbindung steht, wird bei der axialen Bewegung des Ventilkörpers 60 (in offener Stellung gezeigt) geöffnet und geschlossen, um überschüssigen Brennstoffdruck in eine Auslaßkammer 62 abzulassen, die mit einem Rückströmkanal 58 b verbunden ist.Rather, as can be seen from FIG. 2, this relates to the pressure relief valve 58. This has a two-part housing 59 with a valve body 60 . A chamber 61, which is in communication with the overflow channel 58a, is opened and closed with the axial movement of the valve body 60 (shown in the open position) to release excess fuel pressure into an outlet chamber 62 which is connected to a return flow channel 58b.

Eine Kammer 63 unter atmosphärischem Druck ist von der Kammer 62 durch eine Membran 64 getrennt, die zwischen dem Ventilkörper 60 und dem Gehäuse 59 liegt. Die Membran 64 hat einen wirksamen Bereich, der gleich dem wirksamen Bereich des Ventilkörpers 60 ist. Ein Federelement65 hat das Bestreben, den Ventilkörper 60 in seine geschlossene Stellung zu drücken. Die Kammer 63 steht durch eine Öffnung 66 mit der Außenluft in Verbindung, so daß die von der Membran abgegebene Kraft aus einer Differenz von Brennstoffdruck (in der Kammer 62) und Atmosphärendruck resultiert. Auf diese Art und Weise werden Brennstoffdruckänderungen stromaufwärts der Pumpe 56 wirksam vom Ventilkörper 60 abgehalten und beeinträchtigen den Einspritzpumpenabgabedruck nicht, der auf einem im wesentlichen gleichmäßigen Höchstwert während des normalen Betriebes des Systems bleibt, wobei dieser Höchstwert wie bei einem üblichen Überdruckventil von dem Druck bestimmt wird, der von der Feder 65 ausgeübt wird. Da die Abgabe von der Pumpe 56 her im allgemeinen immer größer ist als der Bedarf des Motors, ist das Überdruckventil 58, 60 normalerweise ständig offen und gestattet es überschüssigem Brennstoff zurück zur Einlaßseite der Pumpe 56 zurückzufließen. Eine kalibrierte Öffnung 57 ist vorgesehen, um einen unerwünscht hohen Flüssigkeitsstrom durch das Überdruckventil 58 zu vermeiden.An atmospheric pressure chamber 63 is passed from the chamber 62 a diaphragm 64, which lies between the valve body 60 and the housing 59. The membrane 64 has an effective area which is equal to the effective area of the Valve body 60 is. A spring element 65 tends to move the valve body 60 to push into its closed position. The chamber 63 stands through an opening 66 in communication with the outside air, so that the force emitted by the membrane from a difference between fuel pressure (in chamber 62) and atmospheric pressure results. In this way, fuel pressure changes become upstream of the pump 56 are effectively held off the valve body 60 and affect the injection pump discharge pressure not that at a substantially uniform peak during normal Operation of the system remains, with this maximum value as with a conventional pressure relief valve is determined by the pressure exerted by the spring 65. Since the delivery of of the pump 56 is generally always greater than the demand of the motor the pressure relief valve 58, 60 normally open all the time, allowing excess Fuel to flow back to the inlet side of the pump 56. A calibrated Opening 57 is provided to prevent an undesirably high flow of liquid through the Avoid overpressure valve 58.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Mit Förderpumpe und Einspritzpumpe ausgestattete Einrichtung zur kontinuierlichen Druckzerstäubung von Brennstoff in das Saugrohrsystem einer Brennkraftmaschine, bei welcher der Einspritzpumpe zwecks Konstanthaltens des Pumpendruckes ein mittels Federkraft auf seinen Sitz gedrücktes, den von der Pumpe zuviel geförderten Brennstoff zu ihrer Saugseite (Raum zwischen FörderpumpeundEinspritzpumpe) zurückschickendes Überströmventil zugeordnet ist, auf dessen eine Fläche der konstant zu haltende Einspritzpumpendruck und auf dessen Gegenfläche der Druck vor der Einspritzpumpe einwirkt, gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche die Wirkung des zuletzt genannten Druckes auf das Überströmventil (58, 60) dadurch herabsetzen bzw. gänzlich ausschalten, daß dieser Druck auch in entgegengesetzter Richtung zur Kraft der Ventilfeder (65) auf den Ventilkörper (60) zur Einwirkung gelangt. PATENT CLAIMS: 1. Equipped with feed pump and injection pump Device for the continuous pressure atomization of fuel into the suction pipe system an internal combustion engine, in which the injection pump for the purpose of keeping it constant of the pump pressure is pressed onto its seat by means of spring force Pump too much pumped fuel to your suction side (space between feed pump and injection pump) Returning overflow valve is assigned, on one surface of which the constant The injection pump pressure to be maintained and the pressure in front of the injection pump on its opposite surface acts, characterized by facilities that have the effect of the latter Reduce the pressure on the overflow valve (58, 60) or completely switch off, that this pressure is also in the opposite direction to the force of the valve spring (65) comes into action on the valve body (60). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der entgegengesetzt zur Kraft der Feder (65) wirkende Anteil des Brennstoffdruckes auf eine Membran (64) einwirkt, deren wirksamer Bereich gleich dem wirksamen Bereich des Ventils (60) ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the opposite to the force of the spring (65) acting Part of the fuel pressure acts on a membrane (64) whose effective area is equal to the effective area of the valve (60). 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Membran (64) abgegebene Kraft aus einer Differenz von Brennstoffdruck (Druck in der Kammer 62) und Atmosphärendruck (Druck in derKammer 63) resultiert. 3. Device according to claim 2, characterized in that the force emitted by the membrane (64) from a Difference between fuel pressure (pressure in chamber 62) and atmospheric pressure (pressure in chamber 63) results. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Wege des Überströmbrennstoffes, in Richtung dessen Strömung gesehen, »vor« dem Überströmventil (58, 60) eine kalibrierte Düse (57) vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 708 343, 841829; deutsche Auslegeschrift Nr. 1048 742; britische Patentschrift Nr. 537 428.4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that by way of the overflow fuel, seen in the direction of its flow, a calibrated nozzle (57) is provided "in front of" the overflow valve (58, 60). Considered publications: German Patent Specifications No. 708 343, 841 829; German Auslegeschrift No. 1 048 742; British Patent No. 537,428.