EP0155404A1 - Regulating device for fuel injection pumps - Google Patents

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EP0155404A1
EP0155404A1 EP84116270A EP84116270A EP0155404A1 EP 0155404 A1 EP0155404 A1 EP 0155404A1 EP 84116270 A EP84116270 A EP 84116270A EP 84116270 A EP84116270 A EP 84116270A EP 0155404 A1 EP0155404 A1 EP 0155404A1
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EP
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valve
pressure
control
pump
internal combustion
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Josef Hain
Karl-Friedrich Rüsseler
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D1/00—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
    • F02D1/16—Adjustment of injection timing
    • F02D1/18—Adjustment of injection timing with non-mechanical means for transmitting control impulse; with amplification of control impulse
    • F02D1/183—Adjustment of injection timing with non-mechanical means for transmitting control impulse; with amplification of control impulse hydraulic

Definitions

  • the invention relates to a fuel pump for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • the pressure valve is a ball closing element which can be lifted off the valve seat either by the pin of a thermocouple or by the armature of a pressure magnet.
  • the spring-loaded armature of a pull magnet as a closing member; in particular, it has been found that the relatively small spring force causes an unstable anchor behavior; this in turn leads to pressure fluctuations in the delivered fuel and instability in the start of injection adjustment which adversely affects the function of the fuel injection pump.
  • the invention is based on the idea of producing the increase in pressure of the fuel causing the start of injection by means of the flow valve connected in series with the throttle of the control piston and of using the valve controlled by operating parameters no longer as a pressure control valve but only as a directional control valve.
  • FIG. 1 shows a block circuit diagram of the elements of a force which effect the start of injection fuel injection pump for internal combustion engines
  • FIG. 2 shows a speed-displacement diagram with the start of injection characteristic curve with normal function of the internal combustion engine and with early adjustment.
  • an adjusting piston 13 engages via a pin 12 for the adjustment of the start of injection.
  • the piston 13 is displaceable in a working space 14 against the force of a return spring 15 by means of a pressure fluid; a shift in the direction of the return spring 15 brings about an early adjustment of the start of injection of the internal combustion engine which is proportional to the piston travel.
  • a feed pump 16 sucks fuel via a line 8 from a container 17 into an interior 10 of the injection pump.
  • the interior 10 and the work space 14 are connected by a line 19 equipped with a throttle 18.
  • a pressure control valve 20 has a displaceable in a cylinder 23 control piston 24, one end face 22 controls a drain opening 21 of the cylinder 23 and forms a pressure chamber 27 with the cylinder 23, which has a pressure line 26 connection to the interior 10 of the injection pump 11.
  • Die Drain opening 21 is connected via a relief line 33 to a relief space formed by the container 17 or the suction side of the feed pump 16.
  • the rear 28 of the control piston 24 forms a control pressure chamber 29 with the cylinder 23, and a control spring 32 is clamped between the rear 28 and the bottom of the cylinder 23, so that, according to the principle of a spring-loaded slide valve, the pressure in the interior 10 as a function of the conveyed Amount of fuel can be changed automatically.
  • the control piston 24 has a control ring groove 34 which has a permanent connection to the control pressure chamber 29 via a plurality of radial branch channels 35 leading into a center bore 30.
  • the center bore 30 and the pressure chamber 27 connect a throttle bore 31.
  • a 2/2-way valve 38 is e.g. B. formed as a pull solenoid valve with an excitation coil 39 and an armature formed as a valve closing member 40, which a closing spring 41 presses when the excitation coil 39 is de-energized against a stationary valve seat 42; this is connected to the control pressure chamber 29 of the pressure control valve 20 by a relief line 43.
  • a relief line 43 ′ leads from the interior 44 to the relief space in the manner described above.
  • a control device 45 controls the excitation coil 39 via lines 46 as a function of operating parameters, such as, for example, temperature, pressure, start of speed injection, in such a way that it closes the valve in the voltage state member 40 holds in its open position and the control pressure chamber 29 is relieved.
  • the adjusting piston 13 moves from point 56 according to the partial characteristic curve 58 to point 57 on the characteristic curve 50, on which the further adjustment takes place.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)

Abstract

Die Einrichtung für eine Frühverstellung des Spritzbeginns der Brennkraftmaschine, beispielsweise bei Kaltstart oder niedrigem Atmosphärendruck, wird von einem Wegeventil (38) gesteuert, dem eine entlastete Bypassleitung (43) mit einem verstellbaren Stromventil (48) parallel geschaltet ist, wobei die Verstellbarkeit eine Steuerung des Angleichbeginns der Pumpenkennlinie an die Kennlinie der Brennkraftmaschine ermöglicht. Darüber hinaus hat ein Drucksteuerventil (20) eine durch dessen Drucksteuerkolben (24) gesteuerte Abflußöffnung (36), wobei der jeweils gesteuerte Durchflußquerschnitt eine Angleichung der Pumpenkennlinie an die Kennlinie der Brennkraftmaschine bestimmt.The device for early adjustment of the start of spraying of the internal combustion engine, for example during a cold start or low atmospheric pressure, is controlled by a directional control valve (38) to which a relieved bypass line (43) with an adjustable flow valve (48) is connected in parallel, the adjustability being a control of the The beginning of the adjustment of the pump characteristic curve to the characteristic curve of the internal combustion engine is made possible. In addition, a pressure control valve (20) has a discharge opening (36) controlled by its pressure control piston (24), the flow cross section controlled in each case determining an adjustment of the pump characteristic curve to the characteristic curve of the internal combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Gattung ist das Druckventil ein Kugelschließglied, das entweder durch den Stift eines Thermoelementes oder durch den Anker eines Druckmagnetens vom Ventilsitz abhebbar ist. Auch ist es bekannt, den federbelasteten Anker eines Zugmagneten als Schließglied zu verwenden; insbesondere hierbei hat es sich herausgestellt, daß die verhältnismäßig kleine Federkraft ein labiles Ankerverhalten bewirkt; dies wiederum führt zu Druckschwankungen des geförderten Kraftstoffs und einer die Funktion der Kraftstoffeinspritzpumpe nachteiligen Instabilität der Spritzbeginnverstellung.The invention relates to a fuel pump for internal combustion engines according to the preamble of claim 1. In a known fuel injection pump of this type, the pressure valve is a ball closing element which can be lifted off the valve seat either by the pin of a thermocouple or by the armature of a pressure magnet. It is also known to use the spring-loaded armature of a pull magnet as a closing member; in particular, it has been found that the relatively small spring force causes an unstable anchor behavior; this in turn leads to pressure fluctuations in the delivered fuel and instability in the start of injection adjustment which adversely affects the function of the fuel injection pump.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mit der Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach der Erfindung wird das im vorerwähnten Stand der Technik dargelegte Problem mit einfachen technischen Mitteln im wesentlichen gelöst und vor allem die erforderliche Stabilität der Spritzbeginnverstellung erreicht. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die die Spritzbeginnverstellung bewirkende Druckerhöhung des Kraftstoffs durch das mit der Drossel des Steuerkolbens hintereinandergeschaltete Stromventil zu erzeugen und das von Betriebsparametern gesteuerte Ventil nicht mehr als Druckhalteventil, sondern nur noch als Wegeventil zu vervenden.With the fuel injection pump for internal combustion engines according to the invention, the problem set out in the aforementioned prior art is essentially solved with simple technical means and, above all, the requisite reached stability of the spray start adjustment. The invention is based on the idea of producing the increase in pressure of the fuel causing the start of injection by means of the flow valve connected in series with the throttle of the control piston and of using the valve controlled by operating parameters no longer as a pressure control valve but only as a directional control valve.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Mit der Weiterbildung nach Anspruch 2 wird ein im Aufbau einfaches und in der Funktion sicheres Stromventil vorgeschlagen. Das Toleranzfeld der beiden hintereinander geschalteten Drosseln kann u.U. derart ungünstig sein, daß die geforderte Angleichung, d.h. die drehzahlabhängige Anpassung des Spritzbeginns an die Kraftstoff-Bedarfskennlinie der Brennkraftmaschine, nicht oder nur ungenügend erreicht wird. Die geforderte Angleichung erreicht man in einfacher Weise mit der Weiterbildung der Einspritzpumpe nach Anspruch 3. Besteht darüber hinaus die Forderung, daß die Spritzbeginnanpassung innerhalb eines vorgegebenen Drehzahlbereichs der Brennkraftmaschine erfolgen muß, so wird dies mit der Weiterbildung der Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4 ermöglicht.Advantageous developments of the invention are described in the subclaims. With the development according to claim 2, a flow valve which is simple in structure and reliable in function is proposed. The tolerance range of the two chokes connected in series can possibly be so unfavorable that the required approximation, i.e. the speed-dependent adaptation of the start of spraying to the fuel demand characteristic of the internal combustion engine is not achieved or is achieved only insufficiently. The required adjustment can be achieved in a simple manner with the further development of the injection pump according to claim 3. If there is also the requirement that the start of injection adaptation must take place within a predetermined speed range of the internal combustion engine, this is made possible with the further development of the fuel injection pump according to claim 4.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein Blockschaltbild, der die Spritzbeginnverstellung bewirkenden Elemente einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen; und Figur 2 ein Drehzahl-Wegdiagramm mit der Spritzbeginn-Kennlinie bei Normalfunktion der Brennkraftmaschine und bei einer Frühverstellung.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the description of the figures. FIG. 1 shows a block circuit diagram of the elements of a force which effect the start of injection fuel injection pump for internal combustion engines; and FIG. 2 shows a speed-displacement diagram with the start of injection characteristic curve with normal function of the internal combustion engine and with early adjustment.

Beschreibung des AusführungsbeispielesDescription of the embodiment

In dem nicht dargestellten Nockentrieb einer Kraftstoffeinspritzpumpe 11 greift über einen Stift 12 ein Verstellkolben 13 für die Verstellung des Spritzbeginnzeitpunktes ein. Der Kolben 13 ist durch eine Druckflüssigkeit in einem Arbeitsraum 14 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 15 verschiebbar; eine Verschiebung in Richtung der Rückstellfeder 15 bewirkt eine dem Kolbenweg proportionale Frühverstellung des Spritzbeginnzeitpunktes der Brennkraftmaschine. Eine Förderpumpe 16 saugt Kraftstoff über eine Leitung 8 aus einem Behälter 17 in einen Innenraum 10 der Einspritzpumpe. Der Innenraum 10 und der Arbeitsraum 14 sind durch eine mit einer Drossel 18 ausgestattete Leitung 19 verbunden.In the cam drive (not shown) of a fuel injection pump 11, an adjusting piston 13 engages via a pin 12 for the adjustment of the start of injection. The piston 13 is displaceable in a working space 14 against the force of a return spring 15 by means of a pressure fluid; a shift in the direction of the return spring 15 brings about an early adjustment of the start of injection of the internal combustion engine which is proportional to the piston travel. A feed pump 16 sucks fuel via a line 8 from a container 17 into an interior 10 of the injection pump. The interior 10 and the work space 14 are connected by a line 19 equipped with a throttle 18.

Ein Drucksteuerventil 20 hat einen in einem Zylinder 23 verschiebbaren Steuerkolben 24, dessen eine Stirnfläche 22 eine Abflußöffnung 21 des Zylinders 23 steuert und mit dem Zylinder 23 einen Druckraum 27 bildet, der durch eine Druckleitung 26 Verbindung hat mit dem Innenraum 10 der Einspritzpumpe 11. Die Abflußöffnung 21 ist über eine Entlastungsleitung 33 mit einem vom Behälter 17 oder der Saugseite der Förderpumpe 16 gebildeten Entlastungsraum verbunden.A pressure control valve 20 has a displaceable in a cylinder 23 control piston 24, one end face 22 controls a drain opening 21 of the cylinder 23 and forms a pressure chamber 27 with the cylinder 23, which has a pressure line 26 connection to the interior 10 of the injection pump 11. Die Drain opening 21 is connected via a relief line 33 to a relief space formed by the container 17 or the suction side of the feed pump 16.

Die Rückseite 28 des Steuerkolbens 24 bildet mit dem Zylinder 23 einen Steuerdruckraum 29, und zwischen der Rückseite 28 und dem Boden des Zylinders 23 ist eine Steuerfeder 32 eingespannt, so daß nach dem Prinzip eines federbelasteten Schieberventils der Druck im Innenraum 10 in Abhängigkeit von der geförderten Kraftstoffmenge selbsttätig veränderbar ist.The rear 28 of the control piston 24 forms a control pressure chamber 29 with the cylinder 23, and a control spring 32 is clamped between the rear 28 and the bottom of the cylinder 23, so that, according to the principle of a spring-loaded slide valve, the pressure in the interior 10 as a function of the conveyed Amount of fuel can be changed automatically.

Der Steuerkolben 24 hat eine Steuerringnut 34, die über mehrere, in eine Mittenbohrung 30 führende, radiale Stichkanäle 35 dauernde Verbindung hat mit dem Steuerdruckraum 29. Die Mittenbohrung 30 und den Druckraum 27 verbinden eine Drosselbohrung 31. Im Zylinder 23 ist eine zweite über eine Entlastungsleitung 37 mit dem Entlastungsraum verbundene Abflußöffnung 36 angeordnet; deren Steuerquerschnitt ist derart bemessen, daß im Zusammenwirken mit der Steuerringnut 34 ein definierter Absteuerquerschnitt gebildet wird.The control piston 24 has a control ring groove 34 which has a permanent connection to the control pressure chamber 29 via a plurality of radial branch channels 35 leading into a center bore 30. The center bore 30 and the pressure chamber 27 connect a throttle bore 31. In the cylinder 23 there is a second via a relief line 37 arranged discharge opening 36 connected to the relief space; whose control cross-section is dimensioned such that a defined discharge cross-section is formed in cooperation with the control ring groove 34.

Ein 2/2-Wegeventil 38 ist z. B. als Zugmagnetventil ausgebildet mit einer Erregerspule 39 und einem als Ventilschließglied 40 ausgebildeten Anker, den eine Schließfeder 41 bei stromloser Erregerspule 39 an einen ortsfesten Ventilsitz 42 drückt; dieser ist durch eine Entlastungsleitung 43 mit dem Steuerdruckraum 29 des Drucksteuerventils 20 verbunden. Vom Innenraum 44 führt eine Entlastungsleitung 43' in vorbeschriebener Weise zum Entlastungsraum.A 2/2-way valve 38 is e.g. B. formed as a pull solenoid valve with an excitation coil 39 and an armature formed as a valve closing member 40, which a closing spring 41 presses when the excitation coil 39 is de-energized against a stationary valve seat 42; this is connected to the control pressure chamber 29 of the pressure control valve 20 by a relief line 43. A relief line 43 ′ leads from the interior 44 to the relief space in the manner described above.

Eine Steuereinrichtung 45 steuert in Abhängigkeit von Betriebsparametern, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Drehzahlspritzbeginn, über Leitungen 46 die Erregerspule 39 derart, daß diese im Spannungszustand das Ventilschließglied 40 in seiner dargestellten Öffnungsstellung hält und der Steuerdruckraum 29 entlastet ist.A control device 45 controls the excitation coil 39 via lines 46 as a function of operating parameters, such as, for example, temperature, pressure, start of speed injection, in such a way that it closes the valve in the voltage state member 40 holds in its open position and the control pressure chamber 29 is relieved.

Parallel zum Wegeventil 38 ist eine Bypassleitung 47 zwischen den beiden Entlastungsleitungen 43 und 43' angeordnet. Die Bypassleitung 47 weist als Stromventil ein verstellbares Drosselventil 48 oder verstellbares Blendenventil auf. Der Druck des im Innenraum 10 der Einspritzpumpe 11 eingeschlossenen Kraftstoff wird anhand des Wege-Drehzahl(Druck)-Diagramms wie folgt gesteuert:

  • Bei geöffnetem Wegeventil 38 (dargestellt) beaufschlagt der drehzahlabhängige Druck des Kraftstoffs im Innenraum 10 den Verstellkolben 13 gemäß der Kennlinie 50 in Figur 2. Erfolgt durch einen Betriebsparameter - beispielsweise Temperatur oder Drehzahl der Brennkraftmaschine, Atmosphärendruck - über die Steuereinrichtung 45 eine Entregung der Erregerspule 39 des Wegeventils 38, so schließt der Anker 40 den Ventilsitz 42, so daß die Entlastung des Steuerdruckraumes 29 nur noch über das Drosselventil 48 der Bypassleitung 47 erfolgt. Hierdurch erhöht sich der Druck im Innenraum 10 und es erfolgt eine Frühverstellung des Einspritzzeitpunktes gemäß der Teilkennlinie 51. Bei Punkt 52, den der jeweilige Durchflußquerschnitt des verstellbaren Drosselventils 48 bestimmt, beginnt die der Kennlinie der Brennkraftmaschine angeglichene Teillinie 53; deren Steigung bestimmt der durch den Steuerkolben 24 aufgesteuerte Durchflußquerschnitt der zweiten Abflußöffnung 36 des Drucksteuerventils 20. Die ab Punkt 54 beginnende Teilkennlinie 55 verläuft annähernd parallel zur Kennlinie 50.
A bypass line 47 is arranged parallel to the directional control valve 38 between the two relief lines 43 and 43 '. The bypass line 47 has an adjustable throttle valve 48 or adjustable orifice valve as a flow valve. The pressure of the fuel enclosed in the interior 10 of the injection pump 11 is controlled as follows on the basis of the travel speed (pressure) diagram:
  • When the directional valve 38 (shown) is open, the speed-dependent pressure of the fuel in the interior 10 acts on the adjusting piston 13 in accordance with the characteristic curve 50 in FIG. 2 of the directional control valve 38, the armature 40 closes the valve seat 42, so that the relief of the control pressure chamber 29 takes place only via the throttle valve 48 of the bypass line 47. This increases the pressure in the interior 10 and there is an early adjustment of the injection point in accordance with the partial characteristic curve 51. At point 52, which is determined by the respective flow cross section of the adjustable throttle valve 48, the partial line 53, which is adjusted to the characteristic curve of the internal combustion engine, begins; the slope of which is determined by the flow cross-section of the second discharge opening 36 of the pressure control valve 20, which is controlled by the control piston 24. The partial characteristic curve 55 starting from point 54 runs approximately parallel to the characteristic curve 50.

Erfolgt durch die Steuereinrichtung 45 ein Öffnen des Wegeventils 38 beispielsweise bei der Drehzahl n1, so bewegt sich der Verstellkolben 13 ab Punkt 56 gemäß der Teilkennlinie 58 bis Punkt 57 auf der Kennlinie 50, auf der die weitere Verstellung erfolgt.If the directional valve 38 is opened by the control device 45, for example at the speed n 1 , then the adjusting piston 13 moves from point 56 according to the partial characteristic curve 58 to point 57 on the characteristic curve 50, on which the further adjustment takes place.

Claims (4)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einer zur Einspritzpumpe synchron angetriebenen Kraftstofförderpumpe, deren Druckseite mit einem Arbeitsraum vor einem der Spritzbeginnverstellung dienenden, von einer Rückstellkraft beaufschlagten Verstellkolben verbunden ist und ferner über eine von einem Steuerkolben eines Drucksteuerventils gesteuerten Abflußöffnung mit einem Entlastungsraum zur Erzeugung eines drehzahlabhängigen Steuerdrucks verbunden ist, wobei der Steuerkolben auf der Rückseite von einer Rückstellkraft beaufschlagt ist, und ein auf der Rückseite des Steuerkolbens befindlicher Steuerdruckraum über eine Drosselleitung mit der Druckseite der Förderpumpe und über eine Entlastungsleitung mit dem Entlastungsraum verbunden ist, und mit einem in der Entlastungsleitung angeordneten und in Abhängigkeit von Betriebsparamentern steuerbaren Wegeventil, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Wegeventil (38) parallele Bypassleitung (47) mit einem Stromventil (48) den Drucksteuerraum (29) des Drucksteuerventils (20) mit dem Entlastungsraum verbindet./1.Fuel injection pump for internal combustion engines with a fuel feed pump driven synchronously with the injection pump, the pressure side of which is connected to a working space in front of an adjusting piston which serves to adjust the start of injection and is actuated by a restoring force, and furthermore via a discharge opening controlled by a control piston of a pressure control valve with a relief chamber for generating a speed-dependent control pressure is connected, wherein the control piston is acted upon by a restoring force on the rear side, and a control pressure chamber located on the rear side of the control piston is connected to the pressure side of the feed pump via a throttle line and to the relief chamber via a relief line, and to one arranged in the relief line and Directional control valve controllable as a function of operating parameters, characterized in that a bypass line (47) parallel to the directional control valve (38) with a flow control valve (48) controls the pressure expensive space (29) of the pressure control valve (20) connects to the relief space. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromventil in der Bypassleitung (47) als Drosselventil (48) oder als Blendenventil ausgebildet ist.2. Pump according to claim 1, characterized in that the flow valve in the bypass line (47) is designed as a throttle valve (48) or as an orifice valve. 3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (48) oder das Blendenventil in der Bypassleitung (47) verstellbar ausgebildet ist für die Steuerung des Angleichbeginns der Pumpenkennlinie an die Kennlinie der Brennkraftmaschine.3. Pump according to claim 2, characterized in that the throttle valve (48) or the orifice valve in the bypass line (47) is designed to be adjustable for controlling the beginning of the adjustment of the pump characteristic to the characteristic of the internal combustion engine. 4. Pumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksteuerraum (29) des Drucksteuerventils (20) durch eine zweite Abflußöffnung (36) mit dem Entlastungsraum verbunden ist, daß eine Steuerkante (34) im Mantel des Steuerkolbens (24) die zweite Abflußöffnung (36) steuert und daß der vom Steuerkolben (24) gesteuerte Durchflußquerschnitt der zweiten Abflußöffnung (36) die Angleichung der Pumpenkennlinie (53) an die Kennlinie der Brennkraftmaschine bestimmt.4. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure control chamber (29) of the pressure control valve (20) is connected to the relief chamber by a second drain opening (36) in that a control edge (34) in the jacket of the control piston (24) controls the second discharge opening (36) and that the flow cross-section of the second discharge opening (36) controlled by the control piston (24) determines the alignment of the pump characteristic curve (53) with the characteristic curve of the internal combustion engine.
EP84116270A 1984-03-20 1984-12-22 Regulating device for fuel injection pumps Expired EP0155404B1 (en)

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DE19843410146 DE3410146A1 (en) 1984-03-20 1984-03-20 FUEL INJECTION PUMP FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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EP0155404B1 EP0155404B1 (en) 1988-09-14

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EP (1) EP0155404B1 (en)
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