DE2148500A1 - Fuel injection system and fuel pressure regulator for it - Google Patents
Fuel injection system and fuel pressure regulator for itInfo
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Description
DR. HUGO WILCKEN · DIPL.-ING. THOMAS WiLCKENDR. HUGO WILCKEN DIPL.-ING. THOMAS WICKEN
Case 175Case 175
28.9.1971 Cz./Sch. Anmelder:September 28, 1971 Cz./Sch. Applicant:
Associated Engineering Limited, Leamington Spa (Warwickshire), Kenilworth Road 60 (Großbritannien)Associated Engineering Limited, Leamington Spa (Warwickshire), Kenilworth Road 60 (UK)
Brennstoffeinspritzsystem und BrennstoffdruckreglerFuel injection system and fuel pressure regulator
dafürTherefore
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzsystem und einen Brennstoffdruckregler für dieses System.The invention relates to a fuel injection system and a fuel pressure regulator for this system.
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Brennstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von unter Druck stehendem Brennstoff in einen Einlaßkanal oder in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine vorgesehen, das sich kennzeichnet durch eine Bemessungsöffnung für strömenden Brennstoff, die mit dem unter Druck stehenden Brennstoff gespeist wird und die auf ihrer Abströmseite dem vom Einlaßkanal erhaltenen Druck ausgesetzt ist3 und durch einen Brennstoffdruckregler zur Begelung des Brennstoffes auf einer Druck, der dan Einlaßkanaldruck um einen ß-etrag überschreitet, dar mit größer werdendem absoluten Einlaßkanaldruck zunimmt.According to one aspect of the invention, a fuel injection system for injecting pressurized fuel into an inlet duct or into the suction line of an internal combustion engine is provided, which is characterized by a metering opening for flowing fuel, which is fed with the pressurized fuel and which is on its downstream side is exposed to the pressure obtained from the inlet duct 3 and by a fuel pressure regulator to control the fuel to a pressure which exceeds the inlet duct pressure by a β-amount, which increases as the absolute inlet duct pressure increases.
Zweckmäßigerweise wird die Brennstofflieferung zur Bemessungsöffnung für vorbestimmte Zeiten periodiach unterbrochen, um die Strömung des Brennstoffes zu steuern.The fuel delivery to the metering opening is expediently interrupted periodically for predetermined times control the flow of fuel.
9 LObedt (0451) 7 58 88, Privoti Dr. H. Wilden, Curau (04505) 210 · Dipl.-Ing. Th. Wlldcen, Lübeck (0451) 2 51 59 Bank ι Commerzbank A. G., FiI. Lübeck, Kto.-Nr. 39 0187 Postscheck: Hamburg 1381 19 9 LObedt (0451) 7 58 88, Privoti Dr. H. Wilden, Curau (04505) 210 Dipl.-Ing. Th. Wlldcen, Lübeck (0451) 2 51 59 Bank ι Commerzbank AG, FiI. Lübeck, account no. 39 0187 Post check: Hamburg 1381 19
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Geeigneterweise wird die Unterbrechung der Brennstofflieferung durch ein solenoidbetätigtes Injektorventil bewirkt.Appropriately, the fuel supply interruption effected by a solenoid operated injector valve.
Nach einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Brennstoffdruckregler zur Verwendung in einem Brennstoffeinspritzsystem von der Art vorgesehen, die unter Druck stehenden Brennstoff in einen Luftkanal oder in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine einzuspritzen in der Lage ist, der sich kennzeichnet durch ein Glied mit einer dem zu regelnden Brennstoffdruck unterworfenen Fläche, wobei der Brennstoffdruck eine auf das Glied wirkendeIn another aspect of the invention is a fuel pressure regulator intended for use in a fuel injection system of the type which uses pressurized fuel in is able to inject an air duct or into the intake line of an internal combustion engine, which is characterized by a Member with a surface subjected to the fuel pressure to be regulated, the fuel pressure being one acting on the member
Kraft erzeugt, die zum Bewegen des Gliedes neigt, um zwecks Ver-Generated force that tends to move the limb in order to
iminderung des Brennstoffdruckes eine Bemessungsöffnung su offnen,In reducing the fuel pressure, open a measurement opening,
und durch eine andere Fläche in üem. Regler, die dem Luftdruckand through another area in üem. Regulator that adjusts the air pressure
!in dem Kanal ausgesetzt ist, wobei ciie andere Fläche mit dem Glied in einer Weise verbunden ist, nach d*■:.·» eine größere Kraft auf dasis exposed in the canal, with the other face with the limb connected in a way according to d * ■:. · »a greater force on that
Glied erzeugt würde als die entgegengesetzte, auf das Glied durch die erstgenannte Fläche erzeugte Kraft, wenn beide Flächen demiselben Druck unterworfen wären* Vorzugsweise sind die beidenLimb would be generated as the opposite force generated on the limb by the former surface if both surfaces were the same Would be subject to pressure * Preferably the two are
'Flächen direkt verbunden, Jedoch Ist dia weitergenannts Fläche'Areas directly connected, but the area is also called a surface
!größer als die erstgenannte Fläche,! larger than the first mentioned area,
iDie Erfindung ist nachstehend Isclglicii im ¥ege eines Aueführungsjbeispleles mit Bezug auf die arillegar.de zeichnung näher* erläutert,The invention is described below in the context of an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the arillegar.de drawing *,
die einen Axialschnitt durch eine Aueführungsform der Erfindung zeigt.which is an axial section through an embodiment of the invention shows.
Nach der Zeichnung besteht ein Ventil zum Regeln des Druckes der Brennstoffflüssigkeit, die zum Injektor eines Brennstoffeinspritz-According to the drawing, there is a valve for regulating the pressure of the fuel liquid that is fed to the injector of a fuel injection
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systems einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, aus einem Ventilgehäuse 10, in dem ein Einlaß- und ein Auslaßweg 11 bzw. 12 für Brennstoffflüssigkeit ausgebildet sind. Die Wege 11 und 12 sind durch eine Bohrung 13 miteinander verbunden, die in einer größeren konzentrischen Bohrung Ik angrenzend an den Aulaßweg 12 endet. Die Verbindungsstelle der Bohrungen 13 und Ik miteinander ist eine Schulter mit einer scharfen Ecke bzw. Kante 15.system is supplied to an internal combustion engine, from a valve housing 10 in which an inlet and an outlet path 11 and 12 are formed for fuel liquid. The paths 11 and 12 are connected to one another by a bore 13 which ends in a larger concentric bore Ik adjacent to the Aulaßweg 12. The connection point of the bores 13 and Ik with one another is a shoulder with a sharp corner or edge 15.
Ein hohler zylinderischer Plungsrkolben 16 sitzt in einem genauen Schiebesitz in der Bohrung 13 und wird in Richtung auf das geschlossene Ende 17 der Bohrung 13 durch eine mit einem niedrigen Wert vorgespannte Schraubenfeder 18 gedrückt.A hollow cylindrical plunger piston 16 sits in a precise one Sliding fit in the bore 13 and is towards the closed end 17 of the bore 13 by a with a low Value pretensioned coil spring 18 pressed.
Die Feder 18 wirkt gegen ein fingerhutartiges Teil 19 zurück, das am Ende einer Einstellschraube 20 angeordnet ist. Die letztere ist in eine Endkappe 21 eingeschraubt, die am Ventilgehäuse 10 durch eine überwurfmutter- 22 gehalten wird, um das Auslaßende der Bohrungen 13 und Ik zu schließen. Der Plungerkolben 16 besitzt eine umfangsmäßige Nut 23, die mit einer scharfen Kante 24 ausgebildet ist, die mit der scharfen Kante 15 fluchtet, wenn der Plungerkolben mit dem geschlossenen Ende 17 des Ventilgehäuses in Beührung kommt. Die Nut 23 kommuniziert mit dem Einlaßweg 11 durch Längsnuten 25, die in dem Plungerkolben 16 ausgebildet sind.The spring 18 acts back against a thimble-like part 19 which is arranged at the end of an adjusting screw 20. The latter is screwed into an end cap 21 which is held on the valve housing 10 by a union nut 22 to close the outlet end of the bores 13 and Ik. The plunger 16 has a circumferential groove 23 formed with a sharp edge 24 which is aligned with the sharp edge 15 when the plunger comes into contact with the closed end 17 of the valve housing. The groove 23 communicates with the inlet path 11 through longitudinal grooves 25 formed in the plunger 16.
Wenn das Ventil unter Druck steht, wird Brennstoff durch den Einlaßweg 11 zugeführt, und dieser erzeugt eine axiale Kraft auf den Plungerkolben 16, der sich in Bezug auf die Zeichnung nach rechts bewegt, um eine Durchflußöffnung bzw. Bemessungsöffnung zwischenWhen the valve is pressurized, fuel will pass through the inlet path 11 is supplied, and this generates an axial force on the plunger 16, which is to the right in relation to the drawing moved to a flow opening or orifice between
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den scharfen Kanten 15 und 24 zu öffnen. Infolge des niedrigen Wertes der Feder 18 vergrößert der Druck des einströmenden Brennstoffs die genannte öffnung, bis der dadurch strömende Brennstoff den gewünschten regulierten Einlaßdruck aufweist.the sharp edges 15 and 24 to open. As a result of the low The value of the spring 18 increases the pressure of the inflowing fuel said opening until the fuel flowing through it has the desired regulated inlet pressure.
Brennstoff, der die regelnde öffnung bzw. die Bemessungsöffnung passiert hat, tritt durch die größere Bohrung 14 und den Auslaßweg 12 aus.Fuel, which is the regulating opening or the dimensioning opening has happened, exits through the larger bore 14 and the outlet path 12.
Das Innere des Plungerkolbens 16 und der an die Endkappe 21 an-The interior of the plunger 16 and the end cap 21
jgrenzende Endraum 28 der Bohrung 14 wird durch eine Bohrung 26 'in der Einstellschraube 20, die durch eine gesicherte Mutter 27 •fixiert ist, mit dem Ansaugleitungsdruck beaufschlagt. Der Plunger- |kolben 16 ist zum Ventilgehäuse abgedichtet, und zwar durch Vorsehen einer Membran aus Gummi oder einem anderen geeigneten Material. Die Membran 29 wird gegen eine Endfläche des Ventilgehäuses 'durch eine Distanzhülse 40 gehalten, die durch eine weitere Membran !4l aus Gummi oder einem gummiähnlichen Material und durch die Endkappe 21 eingefaßt ist. Die Membran 29 wird gegen die in Bezug auf die Zeichnung rechte Endfläche des Plungerkolbens 16 durch eine mit einer Schulter versehene Hülse 42, die in den Kolben geschraubt ist.und durch die weitere Membran 41 gehalten, die durch eine mit einer Schulter versehene Hülse 30 abgedichtet ist, die in die Hülse 42 eingeschraubt ist.The adjoining end space 28 of the bore 14 is subjected to the suction line pressure through a bore 26 ′ in the adjusting screw 20, which is fixed by a secured nut 27. The plunger | piston 16 is sealed off from the valve housing by providing a membrane made of rubber or another suitable material. The membrane 29 is held against an end face of the valve housing 'by a spacer sleeve 40, which is supported by a further membrane ! 4l made of rubber or a rubber-like material and surrounded by the end cap 21. The diaphragm 29 is held against the end face of the plunger 16 on the right in relation to the drawing by a sleeve 42 provided with a shoulder which is screwed into the piston and by the further diaphragm 41 which is sealed by a sleeve 30 provided with a shoulder which is screwed into the sleeve 42.
Auf der Abströmseite der Bemessungsöffnung des Plungerkolbens besitzt dieser einen reduzierten Durchmesserabschnitt 31. Jeder Rückdruck, der vom Auslaßweg 12 erhalten wird, wird tätig seinOn the downstream side of the dimensioning opening of the plunger this has a reduced diameter portion 31. Any back pressure received from outlet path 12 will be active
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aufgrund der Differenz in der Fläche bzw. in den Flächen zwischen dem Plungerkolben 16 an der scharfen Schulter 24 und dem reduzierten Durchmesserabschnitt 31, um eine Kraft zu erzeugen, die dazu neigt, den Plungerkolben 16 in Bezug auf die Zeichnung nach links zu drücken. Gleichzeitig wirkt der Auslaßrückdruck auf die Membran 29, um auf den Plungerkolben 16 eine Kraft auszuüben, die dazu neigt, den Kolben nach rechts zu bewegen. Bei sorgfältiger Wahl der inneren und äußeren Durchmesser desjenigen Teils derdue to the difference in area or areas between the plunger 16 on the sharp shoulder 24 and the reduced diameter portion 31 to generate a force that tends to push the plunger 16 to the left in relation to the drawing. At the same time, the outlet back pressure acts on the Diaphragm 29 to exert a force on plunger 16 which tends to move the piston to the right. With careful Choice of the inner and outer diameter of that part of the
ι Membran 29, der dem Auslaßrückdruck ausgesetzt, ist es möglich, die gegeneinander auf den Kolben 16 wirkenden, vom Auslaßrück- j druck hervorgerufenen Kräfte auszugleichen. Durch diese Einrichtung wird das Druckregelventil den Druck in seinem Einlaßweg 11 auf einen Wert einstellen, der im wesentlichen von jeden Änderun- | gen des Druckes des Brennstoffes, der durch den Auslaßweg 12 , ι membrane 29, which is exposed to the outlet back pressure, it is possible to compensate for the forces acting against one another on the piston 16 and caused by the outlet back pressure. By means of this device, the pressure regulating valve will adjust the pressure in its inlet path 11 to a value which is essentially dependent on any change gene of the pressure of the fuel, which through the outlet path 12,
strömt,unabhängig ist.flows, is independent.
Der Raum 43 zwischen den Membranen 29 und 41 ist über einen Weg !und einem Rohr 45 mit einer Druckwelle verbunden, die im wesentliehen konstant ist im Vergleich zum Brennstoffdruck und demThe space 43 between the membranes 29 and 41 is via a path ! and a pipe 45 connected to a pressure wave, which essentially is constant compared to the fuel pressure and the
Ansaugleitungsdruck. Eine solche Druckwelle kann ein Behälter mit einem hohen Vakuum, das darin abgedichtet ist, sein, oder ee kann , in einigen Fällen atmosphärischer Druck vorgesehen sein.Suction line pressure. Such a pressure wave can be a container with a high vacuum sealed in it, or ee, in some cases atmospheric pressure may be provided.
Es ist verständlich, daß die wirksame Querschnittsfläche der Membran 29 gleich ist der Querschnittsfläche zwischen den scharfen Kanten 15 und 24. Es ist ebenfalls verständlich, daß die wirksame Querschnittsfläche der Membran 41 und dem daran befestigten Plungerkolben 16, die dem Ansaugleitungsdruck ausgesetzt ist,It will be understood that the effective cross-sectional area of the Membrane 29 is equal to the cross-sectional area between the sharp edges 15 and 24. It is also understood that the effective Cross-sectional area of the diaphragm 41 and attached plunger 16 exposed to suction line pressure,
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größer ist als die Querschnittsfläche der scharfen Kante 15.is larger than the cross-sectional area of the sharp edge 15.
Im Betrieb wird der Brennstoffdruck in dem Einlaßweg 11 den Kolben 16 bewegen, und zwar bis die gemäß dem Brennstoffdruck auf den Kolben wirkende Kraft die aus anderen Ursachen auf den Kolben wirkenden resultierenden Kräfte ausgleicht. Die Kraft gemäß dem Brennstoff gleicht den Brennstoff druck aus, der mit der Querschnittsfläche der scharfen Kante 15 multipliziert wird. Die resultierenden Kräfte gemäß den anderen Ursachen gleichen die Kraft der Feder 18 (im wesentlichen konstant) plus der Kraft im Raum 43, multiplijziert mit der Querschnittsdifferenz der Membranen 29,1Il (ebenfalls im wesentlichen konstant) plus dem Ansaugleitungsdruck, multipliziert mit der wirksamen Querschnittsfläche der Membran 4l und des Plungerkolbens 16, aus.In operation, the fuel pressure in the inlet path 11 will move the piston 16 until the force acting on the piston in accordance with the fuel pressure balances the resulting forces acting on the piston from other causes. The force according to the fuel offsets the fuel pressure, which is multiplied by the cross-sectional area of the sharp edge 15. The resulting forces according to the other causes of same, the force of the spring 18 (substantially constant) plus the force in the chamber 43, multiplijziert with the difference in cross section of the membranes 29, 1 Il (also substantially constant) plus the intake pipe pressure multiplied by the effective cross-sectional area the membrane 4l and the plunger 16 from.
Gemäß der wirksamen Querschnittsfläche der Membran 4l,die größer ist als die Querschnittsfläche der Schulter bzw. der scharfen Kante 15, ergibt sich, daß der Brennstoffdruck im Einlaßweg 11 !immer über dem absoluten Ansaugleitungsdruck liegen wird, und derAccording to the effective cross-sectional area of the membrane 4l, the larger is than the cross-sectional area of the shoulder or the sharp edge 15, it follows that the fuel pressure in the inlet path 11 ! will always be above the absolute suction line pressure, and the
!Brennstoffdruck wird den Ansaugleitungsdruck um einen Betrag überschreiten, der mit sich vergrößerndem absoluten Ansaugleitungsdruck zunimmt.! Fuel pressure will exceed intake line pressure by an amount which increases as the absolute suction line pressure increases.
Auf diese Weise vergrößert sich die Druckdifferenz über jedem Brennstoff injektor, der vom Einlaßweg 11 aus^gespeist wird und in die Ansaugleitung einspritzt, mit größer werdendem absoluten Ansaugleitungsdruck.In this way, the pressure difference increases across each fuel injector that is fed from the inlet path 11 and into the suction line injects with increasing absolute suction line pressure.
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Statt der Membranen 29 oder 41 können auch andere geeignete Arten von in axialer Richtung frei beweglichen Abschlüssen benutzt werden, z.B. wenn die Hülse k2 an ihrem linken Ende mit einem vergrößerten Endbereich versehen ist und in einer entsprechenden Bohrung im Gehäuse 10 gleitend gelagert ist.Instead of the membranes 29 or 41, other suitable types of axially movable closures can also be used, for example if the sleeve k 2 is provided with an enlarged end region at its left end and is slidably mounted in a corresponding bore in the housing 10.
Wenn es vorgezogen wird, können weiterhin die Flächen, die entsprechend dem Brennstoffdruck und dem Ansaugleitungsdruck unterworfen sind, von gleicher Größe sein, jedoch kann die Fläche, die dem Ansaugleitungsdruck unterworfen ist, mit dem Plungerkolben 16 über einen kräftevervielfachenden Hebel oder ein äquivalentes System verbunden sein.If preferred, you can continue to use the land accordingly the fuel pressure and the intake manifold pressure can be of the same size, but the area that is subjected to the intake manifold pressure with the plunger 16 via a force multiplying lever or equivalent Be connected to the system.
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Legal Events
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