DE4108842A1 - Combined fuel injection pump and injector - uses hollow plunger, spring pressurised needle and helical by=pass passages in plunger body - Google Patents

Combined fuel injection pump and injector - uses hollow plunger, spring pressurised needle and helical by=pass passages in plunger body

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DE4108842A1 DE19914108842 DE4108842A DE4108842A1 DE 4108842 A1 DE4108842 A1 DE 4108842A1 DE 19914108842 DE19914108842 DE 19914108842 DE 4108842 A DE4108842 A DE 4108842A DE 4108842 A1 DE4108842 A1 DE 4108842A1
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Abstract

The injector housing contains a hollow plunger (2), inside which is the injector needle (3). This is held against the nozzle (8) by a spring (4) bearing against the inside back wall of the plunger. A thin plate (6) limits the backward movement of the needle with respect to the plunger. Fuel is delivered to the pressure chamber through a channel (9) in the housing. On its downward stroke, the plunger first shuts off the fuel supply opening (10) and then pressurises the fuel sufficiently for it to unseat the needle and atomise through the nozzle. On the return plunger stroke, the increased spring pressure rapidly slams the needle shut against the nozzle. Rotation of the plunger body by an electric stepping motor (14) allows inclined pressure release passages (11,12) to regulate the fuel injection quantity. By-pass fuel re-enters the fuel line through passages (15,16) and a sealing ring (17) prevents fuel leakage outside the injector housing. ADVANTAGE - Space-saving; rapid shut-off at end of working stroke.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritz­ einrichtung mit direkt vereinigter Kraftstoff­ pumpe und Einspritzdüse.The invention relates to a fuel injection facility with directly combined fuel pump and injector.

Kraftstoffeinspritzeinrichtungen mit direkter Kombination von Pumpe und Düse sind in mannig­ fachen Ausführungen bekannt. Bei diesen Syste­ men sind der Pumpenkolben und die Düsennadel hintereinander angeordnet, wobei die große Bau­ länge nachteilig ist.Direct fuel injectors The combination of pump and nozzle are manifold known versions. With this system These are the pump piston and the nozzle needle arranged one behind the other, the big building length is disadvantageous.

Es ist ferner von Nachteil, daß die Vorspannung der Düsennadelfeder eine fest eingestellte Grö­ ße ist, so daß den Erfordernissen einer moder­ nen Dieseleinspritzung - Voreinspritzung weich mit kleinerer Vorspannung, Haupteinspritzung hart mit größerer Vorspannung - nicht Rechnung getragen werden kann.It is also disadvantageous that the bias the needle needle spring has a fixed size is so that the requirements of a moder Diesel injection - soft pre-injection with lower preload, main injection hard with greater preload - not bill can be worn.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die Kraft­ stoffpumpe und die Einspritzdüse in besonders kurzer Bauweise gestaltet sind und die Vorspan­ nung der Düsennadelfeder in für den Einspritz­ verlauf und die Schließkraft der Düsennadel vor­ teilhafterweise vom Pumpenkolbenhub abhängig ist. The invention has for its object a Fuel injector at the beginning mentioned type to develop, in which the force cloth pump and the injector in particular short design and the preload nozzle needle spring for injection and the closing force of the nozzle needle is partly dependent on the pump piston stroke.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß die Düsennadel innerhalb des Pumpen­ kolbens angeordnet ist und die Düsennadelfeder zwischen der Düsennadel und einer oberen Begren­ zungswand des hohlen Pumpenkolbens liegt und da­ mit bei zunehmendem Hub des Pumpenkolbens die Vorspannung der Düsennadelfeder in einer für den Einspritzverlauf vorteilhaften Weise erhöht und die Schließkraft der Düsennadel verstärkt ist. Auf diese Weise wird ohne zusätzliche Bauele­ mente eine "weiche" Voreinspritzung und eine "härtere" Haupteinspritzung erzielt und eine hohe Schließkraft der Düsennadelfeder erreicht. Dabei ist die Düsennadelfeder in ihrer Federcha­ rakteristik so ausgelegt, daß die für eine wei­ che Voreinspritzung erforderliche Vorspannung gerade dann erreicht ist, wenn die Druckbildung im Pumpenraum einsetzt. Dies geschieht dann, wenn die Saugbohrung vom Pumpenkolben verschlos­ sen wird, oder, falls Einspritzbeginn und Ein­ spritzende durch ein Hochdruckventil gesteuert werden, nach Abschluß des Pumpenraumes durch das Magnetventil.This object is thereby ge that triggers the nozzle needle inside the pump piston is arranged and the nozzle needle spring between the nozzle needle and an upper limb tongue wall of the hollow pump piston lies and there with the increasing stroke of the pump piston Preloading the nozzle needle spring in one for the Injection course advantageously increased and the closing force of the nozzle needle is increased. This way, there is no need for additional components elements a "soft" pilot injection and a "harder" main injection achieved and one high closing force of the nozzle needle spring reached. The nozzle needle spring is in its spring cha characteristics designed so that for a white pre-injection required pre-injection is reached when pressure builds up in the pump room. This happens if the suction bore is closed by the pump piston or, if the start of injection and on sprayed controlled by a high pressure valve after the pump room is closed the solenoid valve.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.In the drawing, an embodiment of the Invention shown.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Einspritzein­ richtung in der Ausgangsstellung, Fig. 1 shows a cross section through the Einspritzein direction in the starting position,

Fig. 2 einen Schnitt analog Fig. 1 nach einem Teilhub des Pumpenkolbens, Fig. 2 shows a section analogous to FIG. 1 after a partial stroke of the pump piston,

Fig. 3 einen Schnitt analog Fig. 1 nach vollem Hub des Pumpenkolbens. Fig. 3 shows a section analogous to FIG. 1 after the pump piston has reached its full stroke.

In der Fig. 1 ist im Pumpengehäuse (1) der Pum­ penkolben (2) spielarm eingepaßt und innerhalb des Pumpenkolbens (2) die Düsennadel (3) ebenso spiel­ arm geführt. Die Düsennadelfeder (4) stützt sich einerseits gegen die obere Begrenzungswand (5) des Pumpenkolbens (2) ab. Eine im Pumpenkolben (2) fest eingesetzte Platte (6) dient zur Be­ grenzung des Endhubes der Düsennadel (3).In Fig. 1, the pump piston ( 2 ) is fitted with little play in the pump housing ( 1 ) and within the pump piston ( 2 ) the nozzle needle ( 3 ) is also guided with little play. The nozzle needle spring ( 4 ) is supported on the one hand against the upper boundary wall ( 5 ) of the pump piston ( 2 ). A plate ( 6 ) fixed in the pump piston ( 2 ) serves to limit the end stroke of the nozzle needle ( 3 ).

Der Pumpendruckraum (7) liegt in für einen schnellen und verzögerungsfreien Druckaufbau vorteilhafter Weise unmittelbar vor den Kraft­ stoffaustrittsbohrungen (8). Der Kraftstoff fließt über den Kanal (9) und die Saugbohrung (10) dem Pumpendruckraum (7) zu.The pump pressure chamber ( 7 ) is advantageously for a quick and instantaneous pressure build-up immediately before the fuel outlet bores ( 8 ). The fuel flows to the pump pressure chamber ( 7 ) via the channel ( 9 ) and the suction bore ( 10 ).

In der Darstellung nach Fig. 2 hat der Pumpen­ kolben (2) einen Teilhub ausgeführt und schließt die Saugbohrung (10) gerade ab. Nun setzt im Pumpendruckraum (7) die Druckbildung ein und durch Anheben der Düsennadel (3) beginnt - ver­ zögerungsärmer als bei herkömmlichen Systemen - die Kraftstoffeinspritzung. Zu diesem Zeitpunkt hat die mit dem Teilhub des Pumpenkolbens (2) angestiegene Vorspannung der Düsennadelfeder (4) gerade den Wert erreicht, welcher erforderlich ist für den Beginn einer weichen Voreinspritzung. Mit Fortschreiten des Pumpenhubes und damit des Einspritzvorganges wird die Vorspannung der Dü­ sennadelfeder (4) weiter erhöht und damit der Einspritsdruck zunehmend größer, die Einspritzung härter.In the illustration of FIG. 2, the pump has piston (2) carried out a partial stroke and closes the suction hole (10) straight off. Now pressure builds up in the pump pressure chamber ( 7 ) and the fuel injection begins with less deceleration than with conventional systems by lifting the nozzle needle ( 3 ). At this point in time, the preload of the nozzle needle spring ( 4 ), which has risen with the partial stroke of the pump piston ( 2 ), has just reached the value which is necessary for the start of a soft pre-injection. As the pump stroke and thus the injection process progresses, the pretension of the nozzle needle spring ( 4 ) is increased further and the injection pressure becomes increasingly larger and the injection harder.

In der Fig. 3 hat der Pumpenkolben (2) den vol­ len Pumpenhub erreicht. Die Düsennadel (3) liegt an der Platte (6) an, die Vorspannung der Düsen­ nadelfeder (4) ist weiter erhöht worden. Damit ist zugleich die Schließkraft für die Düsenna­ del (3) gesteigert und die Nachspritzgefahr ver­ ringert worden. Mit dem Anschlagen der Düsenna­ del (3) an die Platte (6) kann die Düsennadel (3) bereits in der letzten Hubphase des Pumpenkol­ bens (2) mit diesem in Richtung Schließen der Düsennadel (3) bewegt und damit der Einspritz­ verlauf zusätzlich gesteuert werden. Dabei kann der Anschlag an die Platte (6) auch elastisch z. B. durch eine Tellerfeder erfolgen.In Fig. 3 the pump piston ( 2 ) has reached the full pump stroke. The nozzle needle ( 3 ) lies against the plate ( 6 ), the pretension of the nozzle needle spring ( 4 ) has been increased further. At the same time, the closing force for the nozzle needle del ( 3 ) has been increased and the post-injection risk has been reduced. By striking the nozzle needle del ( 3 ) on the plate ( 6 ), the nozzle needle ( 3 ) can already be moved in the last stroke phase of the pump piston ( 2 ) with this in the direction of closing the nozzle needle ( 3 ) and thus the injection process is additionally controlled will. The stop on the plate ( 6 ) can also be elastic z. B. done by a plate spring.

In der Fig. 3 ist die Düsennadel (3) noch etwas von ihrem Sitz abgehoben dargestellt.In Fig. 3 the nozzle needle ( 3 ) is shown somewhat lifted from its seat.

Die Einspritzung ist beendet, wenn die auf dem Umfang des Pumpenkolbens (2) angeordnete schräge Steuernut (11) die Saugbohrung (10) erreicht hat. Die Steuernut (11) steht mit einer Längsnut (12) in Verbindung. Zur Regulierung der Fördermenge kann der Pumpenkolben (2) in herkömmlicher Weise verdreht werden, beispielsweise über ein Zahnrad­ segment (13) und einen elektrischen Schrittmo­ tor (14). Dabei wird die Druckkraft zum Betä­ tigen der Einspritzeinrichtung punktförmig auf den Pumpenkolben (2) aufgebracht. Es kann aber auch die Absteuerung der Fördermenge und zugleich die Verlegung des Enspritzzeitpunktes über ein Hochdruckmagnetventil erfolgen, wel­ ches in geeigneter und bekannter Weise mit dem Pumpendruckraum (7) korrespondiert.The injection is ended when the oblique control groove ( 11 ) arranged on the circumference of the pump piston ( 2 ) has reached the suction bore ( 10 ). The control groove ( 11 ) is connected to a longitudinal groove ( 12 ). To regulate the flow rate, the pump piston ( 2 ) can be rotated in a conventional manner, for example via a gear segment ( 13 ) and an electrical stepper motor ( 14 ). The pressure force for actuating the injection device is applied point-wise to the pump piston ( 2 ). However, it is also possible to control the delivery rate and at the same time to change the injection timing via a high-pressure solenoid valve, which corresponds in a suitable and known manner to the pump pressure chamber ( 7 ).

Der Leckkraftstoff, welcher aus den Paarungen Pumpengehäuse (1)/Pumpenkolben (2) und Pum­ penkolben (2)/Düsennadel (3) austritt, wird über die Rückflußbohrungen (15) und (16) dem Kanal (9) wieder zugeführt. Eine Abdichtung (17) verhindert das Austreten von Leckkraftstoff aus der Einspritzeinrichtung.The leak fuel, which emerges from the pairings of pump housing ( 1 ) / pump piston ( 2 ) and pump piston ( 2 ) / nozzle needle ( 3 ) is fed back through the return flow bores ( 15 ) and ( 16 ) to the channel ( 9 ). A seal ( 17 ) prevents leakage fuel from escaping from the injection device.

Die Düsennadelfeder (4) dient zugleich als Rückhubfeder für den Pumpenkolben (2). The nozzle needle spring ( 4 ) also serves as a return spring for the pump piston ( 2 ).

Aufstellung der BezugszeichenList of reference numbers

 (1) Pumpengehäuse
 (2) Pumpenkolben
 (3) Düsennadel
 (4) Düsennadelfeder
 (5) Obere Begrenzungswand des Pumpenkolbens (2)
 (6) Platte
 (7) Pumpendruckraum
 (8) Kraftstoffaustrittsbohrung
 (9) Kanal
(10) Saugbohrung
(11, 12) Steuernuten
(13) Zahnradsegment
(14) elektrischer Schrittmotor
(15, 16) Rückflußbohrungen
(17) Abdichtung( 1 ) Pump housing
( 2 ) pump piston
( 3 ) nozzle needle
( 4 ) Nozzle needle spring
( 5 ) Upper boundary wall of the pump piston ( 2 )
( 6 ) plate
( 7 ) Pump pressure room
( 8 ) Fuel outlet hole
( 9 ) channel
( 10 ) suction hole
( 11, 12 ) tax grooves
( 13 ) gear segment
( 14 ) electric stepper motor
( 15, 16 ) return holes
( 17 ) sealing

Claims (6)

1. Kraftstoffeinspritzeinrichtungen mit direkt vereinigter Kraftstoffpumpe und Einspritz­ düse, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen­ nadel (3) innerhalb des Pumpenkolbens (2) angeordnet ist und die Düsennadelfeder (4) zwischen Düsennadel (3) und einer oberen Begrenzungswand (5) des hohlen Pumpenkolbens (2) liegt, dergestalt, daß mit zunehmendem Hub des Pumpenkolbens (2) die Vorspannung der Düsennadelfeder (4) in einer für den Einspritzverlauf vorteilhaften Weise er­ höht und die Schließkraft der Düsennadel (3) verstärkt ist.1. Fuel injection devices with a directly combined fuel pump and injection nozzle, characterized in that the nozzle needle ( 3 ) is arranged inside the pump piston ( 2 ) and the nozzle needle spring ( 4 ) between the nozzle needle ( 3 ) and an upper boundary wall ( 5 ) of the hollow pump piston ( 2 ) is such that with increasing stroke of the pump piston ( 2 ) the bias of the nozzle needle spring ( 4 ) in an advantageous manner for the injection process, it increases and the closing force of the nozzle needle ( 3 ) is increased. 2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel­ feder (4) so ausgelegt ist, daß beim Abschluß der Saugbohrung (10) durch den Pumpenkol­ ben (2) oder beim Abschluß des Pumpendruck­ raumes (7) durch ein elektromagnetisches Hoch­ druckventil die Vorspannung der Düsennadelfe­ der (4) gerade den für eine weiche Vorein­ spritzung erforderlichen Wert erreicht hat.2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the nozzle needle spring ( 4 ) is designed such that ben at the end of the suction bore ( 10 ) by the pump piston ( 2 ) or at the end of the pump pressure chamber ( 7 ) by an electromagnetic high pressure valve the bias of the nozzle needle ( 4 ) has just reached the value required for a soft injection. 3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen­ nadel (3) in der letzten Hubphase des Pumpen­ kolbens (2) über Mittel (6) mit diesem ge­ koppelt und der Einspritzverlauf durch diese Koppelung zusätzlich gesteuert ist. 3. Fuel injection device according to claim 1 and 2, characterized in that the nozzle needle ( 3 ) in the last stroke phase of the pump piston ( 2 ) via means ( 6 ) coupled with this ge and the injection process is additionally controlled by this coupling. 4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach An­ spruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Absteuerung der Fördermenge durch auf dem Umfang des Pumpenkolbens (2) angeordne­ te Steuernuten (11, 12) oder durch ein mit dem Pumpendruckraum (7) korrespondierendes Hochdruckmagnetventil erfolgt.4. Fuel injection device according to claim 1 to 3, characterized in that the discharge of the delivery rate by on the circumference of the pump piston ( 2 ) arranged te control grooves ( 11 , 12 ) or by a with the pump pressure chamber ( 7 ) corresponding high pressure solenoid valve. 5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach An­ spruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Krafteinleitung auf den Pumpenkolben (2) punktförmig erfolgt.5. Fuel injection device according to claim 1 to 4, characterized in that the introduction of force to the pump piston ( 2 ) is punctiform. 6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach An­ spruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadelfeder für den Pumpenkolben (2) fungiert.6. Fuel injection device according to claim 1 to 5, characterized in that the nozzle needle spring acts for the pump piston ( 2 ).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10211201A1 (en) * 2002-03-14 2003-09-25 Volkswagen Ag Pump nozzle element for a combustion engine, especially for motor vehicle fuel injection, can alter distance between two buffers

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