DE2709162A1 - DEVICE FOR INJECTION OF FUEL FOR AIR COMPRESSING COMBUSTION MACHINES - Google Patents
DEVICE FOR INJECTION OF FUEL FOR AIR COMPRESSING COMBUSTION MACHINESInfo
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Description
ίο/ία·ίο / ία ·
Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AktiengesellschaftMaschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft
Nürnberg, 24. Febr. 1977Nuremberg, February 24, 1977
Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff für luftverdichtende BrennkraftmaschinenDevice for injecting fuel for air-compressing internal combustion engines
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff für luftverdichtende Brennkraftmaschinen, welche im wesentlichen aus wenigstens einem Einspritzpumpenelement mit einem Pumpendruckventil, einem federbelasteten Einspritzventil, einer Lecköl-Rückführleitung und einer das Einspritzpumpenelement bzw. das Pumpendruckventil mit dem Einspritzventil, vorzugsweise direkt mit dessen DUsennadelrlngspalt verbindenden Kraftstoff -Zufuhrleitung besteht, wobei möglichst nahe am Einspritzventil bzw. am DUsennadelringspalt ein Entlastungsventil in der Kraftstoff-Zufuhrleitung vorgesehen 1st.The invention relates to a device for injecting fuel for air-compressing internal combustion engines, which essentially consists of at least one injection pump element with a pump pressure valve, a spring-loaded injection valve, a leakage oil return line and one the injection pump element or the pump pressure valve with the injection valve, preferably exists directly with the fuel supply line connecting the DUsennadelrlngspalt, being as close as possible to the Injection valve or a relief valve on the needle ring gap provided in the fuel supply line 1st.
Eine derartige Einrichtung wurdebereits vorgeschlagen, wobei das nahe am Einspritzventil bzw. am DUsennadelringspalt angeordnete Entlastungsventil dazu dient, den Druckabbau im DUsennadelringspalt beim Schließen der Düsennadel zu beschleunigen. Es ist bekannt, daß die Schließbewegung der Düsennadel bei direkter Kraftstoff-Such a device has already been proposed, this being close to the injection valve or the DUsennadelringpalt arranged relief valve is used to reduce the pressure in the DUsennadelringpalt when closing the To accelerate jet needle. It is known that the closing movement of the nozzle needle with direct fuel
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«.85,5«.85.5
einspritzung in Brennkraftmaschinen von wesentlicher Bedeutung für die Motorkenndaten ist. So erfolgt beispielsweise mit zunehmender Geschwindigkeit des Schließvorganges hauptsächlich eine Verminderung der Rußerzeugung, weil ein Nachtropfen von Kraftstoff weitgehend ausgeschlossen wird. Ausgelöst wird die Schließbewegung der Düsennadel bei Einspritzende durch den Druckabfall am Einspritzpumpenelement. Die Düsennadelbewegung wird also durch die Länge und Auslegung der Einspritzleitung, durch die in ihr auftretenden Druckwellen und deren Reflexionen sowie duroh die Elastizität des gesamten Systems beeinflußt.injection in internal combustion engines is of essential importance for the engine characteristics. For example with increasing speed of the closing process mainly a reduction in soot production, because dripping of fuel is largely ruled out. The closing movement of the nozzle needle is triggered at the end of injection due to the pressure drop at the injection pump element. The nozzle needle movement is thus determined by the length and design of the injection line, through the pressure waves occurring in it and their reflections as well as duroh affects the elasticity of the entire system.
Um diese Nachteile zu vermelden und ein schnelles Schließen der Düsennadel zu erreichen, ist es heute allgemein bekannt, am Pumpendruckventil das richtige Entlastungsvolumen zu wählen, ein möglichst kleines Leitungsvolumen zwischen dem Pumpenelement und dem Einspritzventil vorzusehen, die zu bewegenden Massen am Einspritzventil zu reduzieren und die Ventilfederkraft durch Vergrößerung der wirksamen Ringspaltfläche an der Nadelführung (kleiner Nadelsitzdurohmesser) zu erhöhen.To report these disadvantages and a quick closing To achieve the nozzle needle, it is now generally known to apply the correct relief volume at the pump pressure valve choose the smallest possible line volume between the pump element and the injection valve to reduce the masses to be moved at the injection valve and the valve spring force by increasing the effective annular gap area on the needle guide (small needle seat diameter) to increase.
Da all diese Maßnahmen jedoch zu keinem wesentlichen Erfolg führten, wurde schließlich der bereits erwähnte Vorschlag gemacht, ein zusätzliches Entlastungsventil einzubauen. Hierdurch wurde zwar ein beschleunigter Druckabbau im DUsennadelrlngspalt erreicht, der jedoch, über den gesamten Drehzahl- und Lastbereich eines Motors gesehen, immer noch bestimmte Nachteile mit sich bringt.However, since none of these measures led to any significant success, the aforementioned proposal was finally adopted made to install an additional relief valve. This resulted in an accelerated pressure reduction reached in the long needle gap, which, however, seen over the entire speed and load range of an engine, still has certain disadvantages.
Hler setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff der eingangs beschriebenen Art dahingehend welterzuentwickeln, daß im unteren Drehzahl- und Lastbereich eine Verbesserung der Kraftstoffzerstäubung und im oberen Drehzahl- und Lastbereich vor allem ein zeltliches Abkürzen des Schließvorganges am Einspritzventil erreicht wird, woduroh überHler now uses the invention on which the object is based is to develop a device for injecting fuel of the type described above to the effect that that in the lower speed and load range an improvement in fuel atomization and in the upper speed and Load range mainly a temporary shortening of the closing process at the injection valve what is achieved over
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den gesamten Betriebsbereich des Motors günstigere Kenndaten zu erwarten sind.More favorable characteristics can be expected over the entire operating range of the engine.
Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, daß möglich nahe an der DUsenbohrung oder den DUsenbohrungen im Einspritzventil eine zusätzliche Abströmbohrung angebracht ist, und daß die Querschnittsfläche des Kolbens im Einspritzpumpenelement wenigstens derart groß gewählt wird, daß die durch die Abströmbohrung abfließende Kraftstoffmenge ohne Verlängerung der Einspritzzeit zusätzlich zur Verfugung steht.According to the invention it is proposed that as close as possible to the DUsenbohrung or the DUsenbohrungen in the injection valve an additional discharge bore is attached, and that the cross-sectional area of the piston in the injection pump element is chosen to be at least so large that the amount of fuel flowing out through the outflow bore is also available without extending the injection time.
Hierdurch wird das angestrebte Ziel bereits voll erreicht. Durch den im unteren Drehzahl- und Lastbereich nunmehr auftretenden höheren Kraftstoffdruck erfolgt eine bessere Zerstäubung, andererseits wird durch den zusätzlichen, praktisch ohne auftretenden Gegendruck möglichen Kraftstoffabfluß ein sehr schnelles Schließen der Düsennadel möglieh und Druckwellen bleiben unwirksam.As a result, the desired goal is already fully achieved. Due to the now in the lower speed and load range occurring higher fuel pressure results in better atomization, on the other hand, the additional, fuel drainage possible with practically no counter pressure occurring it is possible to close the nozzle needle very quickly and pressure waves remain ineffective.
Zweckmäßigerwelse wird die Abströmöffnung derart angeordnet, daß sie unmittelbar im DUsennadelringspalt einmündet, wodurch ein kürzester Ablaufweg geschaffen 1st. Um den Kraftstoff in vorteilhafter Weise ohne großen Aufwand wieder zum Einspritzpumpenelement zurückzuführen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Abströmöffnung durch eine üraführungsleitung mit der ohnehin vorhandenen Lecköl-RückfUhrleitung zu verbinden.The discharge opening is expediently arranged in such a way that that it opens directly into the DUsennadelringpalt, which creates the shortest possible drainage path. In order to return the fuel to the injection pump element in an advantageous manner without great effort, is proposed according to the invention, the outflow opening through an ura leadership with the already existing one To connect the leakage oil return line.
Welter wird vorgeschlagen, was sich als günstig erwiesen hat, den freien Querschnitt der Abströmöffnung derart zu wählen, daß er dem freien Querschnitt der DUsenbohrung oder der DUsenbohrungen entspricht. Es erscheint hier noch der Hinweis angebracht, daß Abweichungen, die sich daraus er-Welter is suggested what proved to be beneficial has to choose the free cross section of the discharge opening such that it corresponds to the free cross section of the DUsenbohrung or corresponds to the nozzle bores. It seems appropriate to note here that deviations resulting from this
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geben, daß die Abströmbohrung nicht wie die Düsenbohrung ventilgesteuert ist, bei der Auslegung selbstverständlich berücksichtigt werden können bzw. zu berücksichtigen sind.give that the discharge hole is not valve-controlled like the nozzle hole, of course in the design can or must be taken into account.
Als Weiterbildung der Erfindung wird schließlich noch vorgeschlagen, unmittelbar hinter der Abströmöffnung ein wahl weise betätigbares Absperrorgan vorzusehen, welches vorzugsweise nur bei Leerlauf und im unteren Drehzahl- und Lastbereich in Schließstellung gebracht wird, wobei die Betätigung zweckmäßigerweise durch an sich bekannte Mittel in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und/oder der Motorlast erfolgt.As a further development of the invention, it is finally proposed that to provide an optionally actuatable shut-off device immediately behind the discharge opening, which preferably is only brought into the closed position when idling and in the lower speed and load range, whereby the Actuation expediently by means known per se as a function of the engine speed and / or the engine load he follows.
Es ist, wie auch eingangs bereits angedeutet, bekannt, daß die Auslegung einer Einspritzeinrichtung an einen im oberen Drehzahl- und Lastbereich laufenden Motor ungünstigere Verhältnisse ergibt, wenn im unteren Drehzahloder Lastbereich gefahren wird. Besonders gilt dies bei Leerlauf. Mit der gegebenen DUsenbohrung in Verbindung mit der verkleinerten Einspritzmenge bei verminderter Geschwindigkeit des Kolbens im Einspritzpumpenelement wird nur ein relativ niedriger Druck im Leitungssystem erreicht. Die für eine gute Gemischbildung im Leerlauf besonders wichtige Kraftstoffzerstäubung wird dadurch ungünstig beeinflußt. Dies gilt insbesondere für Motoren mit einem weiten Drehzahlbereich.Die noch vorgeschlagene Absperrung der Abströmöffnung in Verbindung mit dem vergrößerten Durchmesser des Kolbens im Pumpenelement bewirkt bei niedriger Kolbengeschwindigkeit eine erhöhte Fördergeschwindigkeit, so daß Druckaufbau und Kraftstoff-Zerstäubung an der DUsenbohrung verbessert werden.As already indicated at the outset, it is known that the design of an injection device is based on a The engine running in the upper speed and load range results in less favorable conditions if in the lower speed or Load range is driven. This is especially true when idling. In connection with the given nozzle bore with the reduced injection quantity at reduced speed of the piston in the injection pump element, only a relatively low pressure is achieved in the line system. The fuel atomization, which is particularly important for good mixture formation when idling, is thereby achieved adversely affected. This is especially true for engines with a wide speed range. The still proposed Cuts off the discharge opening in connection with the enlarged diameter of the piston in the pump element at low piston speed an increased delivery speed, so that pressure build-up and fuel atomization to be improved at the nozzle bore.
Weitere Einzelheiten der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung von zwei in den Zeichnungen schematisch dargestellten AusfUhrungsbeispielen entnommen werden. Es zeigen:Further details of the invention can be found in the following description of two in the drawings schematically can be taken from the illustrated examples. Show it:
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.γ. 27Ü9I62 .γ. 27Ü9I62
Fig. 1 den generellen Aufbau einer Einspritzeinrichtung nach der Erfindung, wobei die Stellung des Pumpenelementes Im unteren Drehzahl- und Lastbereich noch einmal separat dargestellt ist,1 shows the general structure of an injection device according to the invention, the position of the pump element Is shown again separately in the lower speed and load range,
Fig. 2 die Einspritzeinrichtung nach Pig. I in verbesserter Ausführung, ebenfalls mit zusätzlich angedeutetem Pumpenelement im unteren Drehzahl- und Lastbereich.Fig. 2 shows the Pig injection device. I in improved Execution, also with an additional indicated pump element in the lower speed and Load range.
In den Fig. 1 und 2 sind ein Einspritzpumpenelement mit 1, ein an diesem vorgesehenes Pumpendruckventil mit 2, eine Kraftstoff-Zuführleitung mit 3, ein Entlastungsventil mit 4, ein Einspritzventil mit 5 und eine Lecköl- RückfUhrleitung mit 6 bezeichnet.1 and 2 are an injection pump element with 1, a provided on this pump pressure valve with 2, a Fuel supply line with 3, a relief valve with 4, an injection valve with 5 and a leakage oil return line denoted by 6.
Das Einspritzpumpenelement 1 besteht im wesentlichen aus einem in einem Zylinder 7 axial verschiebbaren und Je nach der Drehzahl und dem Lastbereich des Motors einen unterschiedlichen Hub aufweisenden Kolben 8, wobei der bei Vollast erreichbare Hub mit H und der bei Leerlauf gedrosselte Hub mit h angedeutet ist. Das Pumpendruckventil 2 und das Entlastungsventil 4 sorgen dafür, daß kein Kraftstoff zurückfließen kann, vor allem aber, daß bei Jedem Druckabfall die Kraftstoffzufuhr zum Einspritzventil 5 sofort unterbunden wird. Durch das Entlastungsventil 4 werden außerdem noch in der Kraftstoff-Zufuhrleitung 3 auftretende Druckwellen und deren Reflexionen vom Einspritzventil 5 ferngehalten. Letzteres weist eine in einem angedeuteten Düsenkörper 9 axial verschiebbare, durch oeine Feder 10 in Schließstellung gehaltene Düsennadel Il auf, durch die der Durcht itt des Kraftstoffes von einem DUsennadelrlngspalt 12 zur DUsenöffnung 13 druckabhängig steuerbar 1st.The injection pump element 1 consists essentially of an axially displaceable in a cylinder 7 and depending on the speed and the load range of the engine having a different stroke piston 8, the at The stroke that can be reached at full load is indicated by H and the stroke that is throttled when idling is indicated by h. The pump pressure valve 2 and the relief valve 4 ensure that no fuel can flow back, but above all that with everyone Pressure drop the fuel supply to the injector 5 is stopped immediately. Through the relief valve 4 are also still in the fuel supply line 3 occurring pressure waves and their reflections are kept away from the injection valve 5. The latter has a hinted at Nozzle body 9 axially displaceable nozzle needle II held in the closed position by a spring 10, through which the passage of the fuel from a long needle needle gap 12 to the nozzle opening 13 controllable as a function of pressure 1st.
Durch die Führung der Düsennadel 11 u.a. sohwer abzudichtende Stellen anfallendes unvermeidbares Lecköl sammelt sich im hinteren Teil des Einspritzventile 5 und wirdThrough the guidance of the nozzle needle 11, among other things, areas that need to be sealed collects unavoidable leakage oil located in the rear of the injectors 5 and will
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Λ-Λ-
durch die Lecköl-RückfUhrleitung 6 zusammen mit neuem Kraftstoff 14 wieder dem Einspritzpumpenelement 1 zugeführt.through the leakage oil return line 6 together with new fuel 14 fed back to the injection pump element 1.
Schließlich ist im DUsennadelringspalt 12 noch eine Abströmöffnung 15 vorgesehen, durch die ein Teil des in ersterem eingebrachten Kraftstoffes sofort über eine Umführungsleitung 16 wieder in die Lecköl-Rückführleitung 6 abgeführt wird. Der Durchmesser des Kolbens 8 des Einspritzpumpenelementes 1 ist dabei derart ausgelegt, daß diese unmittelbar aus dem DUsennadelringspalt 12 wieder abgeführte Kraftstoffmenge zusätzlich gefördert wird. Diese Menge ist im Beispiel leicht zu ermitteln, weil der freie Querschnitt der Abströmöffnung 15 gleich dem freien Querschnitt der Düsenbohrung 13 entspricht.Finally, there is also an outflow opening in the outer needle ring gap 12 15 provided, through which part of the fuel introduced in the former immediately via a Bypass line 16 is discharged again into the leakage oil return line 6. The diameter of the piston 8 of the Injection pump element 1 is designed in such a way that it emerges directly from the DUsennadelringpalt 12 The amount of fuel discharged again is additionally promoted. This amount is easy to determine in the example, because the free cross section of the discharge opening 15 is the same corresponds to the free cross section of the nozzle bore 13.
Sobald nun der durch das Einspritzpumpenelement 1 erzeugte Druck absinkt, schließen sofort das Pumpendruckventil 2 und das Entlastungsventil 4, der im DUsennadelringspalt 12 noch herrschende Druck wird durch die Abströmöffnung 15, nachdem kein neuer Kraftstoff zufließt, schnellstens abgebaut, wodurch die Düsennadel 11 sofort schließt.As soon as the pressure generated by the injection pump element 1 drops, the pump pressure valve close immediately 2 and the relief valve 4, the pressure still prevailing in the DUsennadelringpalt 12 is through the discharge opening 15, after no new fuel flows in, degraded as quickly as possible, as a result of which the nozzle needle 11 closes immediately.
In Fig. 2 ist unmittelbar hinter der Abströmöffnung 15 in der Umführungsleitung 16 noch ein Absperrorgan 17 angeordnet, welches durch bekannte, hier nicht dargestellte Mittel in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Last in den unteren Bereichen in die rechts in Fig. gezeigte Abschlußstellung gebracht wird. Hierdurch baut sich im unteren Drehzahl- und Lastbereich, in dem wenig Kraftstoff eingebracht wird, ein erhöhter Druck im Einspritzventil 5 auf, durch den eine bessere Zerstäubung des Kraftstoffes erreicht wird. Insofern ist es, wie aus dem rechts angedeuteten Einspritzpumpenelement hervorgeht, sogar möglich, daß bei dem im Durchmesser vergrößerten Kolben 8 des Einspritzpumpenelementes I der Hub des Kolbens 8 bei Leerlauf des Motors nur etwa die Hälfte gegenüber dem normalen Hub betragen kann.In Fig. 2 is immediately behind the discharge opening 15 in the bypass line 16 a shut-off device 17 is arranged, which by known, not shown here Mean as a function of the engine speed and the load in the lower ranges in the right in Fig. shown final position is brought. This builds up in the lower speed and load range, in which little Fuel is introduced, an increased pressure in the injection valve 5, through which a better atomization of the Fuel is achieved. In this respect, as can be seen from the injection pump element indicated on the right, it is even possible that with the enlarged diameter piston 8 of the injection pump element I the stroke of the piston 8 can only be about half of the normal stroke when the engine is idling.
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Claims (8)
AktiengesellschaftMaschinenfabrik Augsburg-Nürnberg
Corporation
8535809836/0228
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| EP0016718A1 (en) * | 1979-01-19 | 1980-10-01 | Stanadyne Inc. | Fuel injection system snubber valve assembly |
| DE3106769A1 (en) * | 1981-02-18 | 1982-10-28 | Gebrüder Sulzer AG, 8401 Winterthur | Device for the injection of liquid fuel for a reciprocating piston internal combustion engine |
| DE3117665A1 (en) * | 1981-05-05 | 1982-11-18 | Audi Nsu Auto Union Ag, 7107 Neckarsulm | Fuel injection nozzle for injection internal combustion engines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53109016A (en) | 1978-09-22 |
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| GB1592134A (en) | 1981-07-01 |
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| RO77290A (en) | 1981-06-22 |
| HU176285B (en) | 1981-01-28 |
| IT7820688A0 (en) | 1978-02-28 |
| FR2382586B1 (en) | 1983-11-10 |
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