EP1284360B1 - Fuel injection device for an internal combustion engine - Google Patents
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- F02M63/0003—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure
- F02M63/0007—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure using electrically actuated valves
Definitions
- the invention is based on a Fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
- Such a fuel injector is through the DE 28 08 731 C2 or US 5,771,865-A known.
- This fuel injection device has a fuel injection valve, the one in a Bore of a valve body slidably guided Injection valve member, through which at least one Injection opening is controlled.
- the injection valve member is by the in a pressure room of the Fuel injection valve prevailing pressure against the Force of a arranged in a spring chamber closing spring in an opening direction for releasing the at least one Injection opening movable.
- In the spring room is a maintained predetermined pressure, wherein the spring chamber For example, be connected to a low pressure area can.
- the pressure chamber of the fuel injection valve is the Fuel injection from a high pressure fuel source fed under high pressure.
- an electric controlled valve becomes at least indirectly a connection the pressure chamber or the high pressure source with a Relief space controlled.
- Fuel injection becomes the connection through the valve opened with the discharge space, so that the pressure in the Pressure chamber drops and the fuel injector closes.
- the pressure in the pressure chamber falls off very sharply, so that under certain circumstances, the vapor pressure of the fuel is exceeded, so that cavitation occurs. this leads to to a lot of wear and noise, what should be avoided.
- the fuel injection device according to the invention with the Features according to claim 1 has the advantage that through the check valve, a pressure equalization between the Pressure chamber and the spring chamber is possible when the pressure in the pressure chamber is less than in the spring chamber. This will avoided that the pressure in the pressure chamber is below the vapor pressure of the fuel drops, so that no cavitation occurs.
- the wear and noise emission of the Fuel injection device according to the invention is characterized reduced.
- FIG. 1 shows a Fuel injection device for an internal combustion engine in a schematic representation
- Figure 2 a in Figure 1 with II designated section of the Fuel injection device in an enlarged view according to a first embodiment
- Figure 3 the Section II of the fuel injection device according to a second embodiment
- Figure 4 the Fuel injection device according to a third Embodiment.
- FIG 1 is a fuel injection device for a Internal combustion engine, for example, a motor vehicle shown.
- the internal combustion engine is a self-igniting Internal combustion engine and has one or more cylinders on.
- the fuel injector points to each Cylinder on a fuel injection valve 12.
- At the in Figure 1 illustrated embodiment of Fuel injector has this for everyone Cylinder of the internal combustion engine one High-pressure fuel pump 10 on.
- the High-pressure fuel pump 10 and the Fuel injection valve 12 are a so-called Combined pump-nozzle unit.
- the High-pressure fuel pump 10 and the However, fuel injector 12 may also be disconnected be arranged from each other and via a line be connected to each other.
- the high-pressure fuel pump 10th has a pump body 14, in which in a Cylinder bore 16 a pump piston 18 is tightly guided, by a cam of a camshaft of Internal combustion engine against the force of a return spring 19 is driven in a lifting movement.
- the pump piston 18 limited in the cylinder bore 16 a Pump work chamber 22, in which the delivery stroke of Pump piston 18 fuel is compressed under high pressure.
- the pump working chamber 22 is at the suction stroke of the pump piston 18 fuel from a fuel tank 24th fed, for example by means of a feed pump.
- Of the Pump work chamber 22 has a connection with a Relief space on, as the example of the Can serve fuel tank 24, and that of a electrically controlled valve 23 is controlled.
- the electrically controlled valve 23 is connected to a Control device 25 connected.
- the fuel injection valve 12 has a valve body 26 on, which is explained in more detail below is formed in several parts, and with the pump body 14th connected is.
- a valve body 26 In the valve body 26 is in a bore 30th an injection valve member 28 guided longitudinally displaceable.
- the Bore 30 extends at least approximately parallel to Cylinder 16 of the pump body 14, but may also be inclined to go to this.
- the valve body 26 has at its the Combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine facing End region at least one, preferably several Injection openings 32.
- the injection valve member 28 has at its the combustion chamber end facing a For example, about conical sealing surface 34, which with one in the valve body 26 in the combustion chamber facing End region trained, for example, also about conical valve seat 36 cooperates, from or after the discharge the injection openings 32.
- valve body 26 is between the injection valve member 28th and the bore 30 to the valve seat 36 toward an annular space 38th present, in its the valve seat 36 facing away End region by a radial extension of the bore 30 in a pressure chamber 40 surrounding the injection valve member 28 passes.
- the injection valve member 28 has the height of the Pressure chamber 40 by a cross-sectional reduction to the Valve seat 36 facing pressure shoulder 42 on.
- a prestressed closing spring 44 At the Combustion chamber facing away from the injection valve member 28th engages a prestressed closing spring 44, through which the Injection valve member 28 is pressed to the valve seat 36 back.
- the closing spring 44 is arranged in a spring chamber 46, which connects to the bore 30.
- the pressure chamber 40 is via a passage 48 extending through the valve body 26 connected to the pump working chamber 22.
- the closing spring 44 is supported on the one hand at least indirectly, for example via a spring plate, on Injector valve member 28 and on the other hand at least indirectly, for example, also via a spring plate 51, on a bypass piston 50 from.
- the bypass piston 50 is guided in a bore 80 of a housing part 81 and has at its the closing spring 44 facing end a Shank portion 52 which, through a connecting hole 53 in a partition wall 54 of the housing part 81 between the Spring chamber 46 and one of these in the housing part 81st subsequent memory space 55 passes.
- the connecting hole 53 has a smaller diameter than the spring chamber 46 and the Storage space 55.
- the bypass piston 50 has in the storage space 55 an area 56 with a larger diameter than that Connecting hole 53, so that a lifting movement of the Ausweichkolbens 50 in the spring chamber 46 in thereby is limited, that the area 56 of the bypass piston 50 at the partition 54 comes to rest as a stop.
- the spring chamber 46 is as Hole formed in a housing part 82, which is a part of the valve body 26 forms.
- the channel 48 passes through the Housing part 82 offset to the spring chamber 46 approximately parallel this.
- a bore 58 to the pump working space 22nd in the housing part 81 from.
- the bore 58 has a smaller diameter than the bore 80th
- the Evasive piston 50 points to the bore 58 to the area 56th then a sealing surface 60, for example is formed approximately conical.
- the sealing surface 60 acts with the mouth of the bore 58 in the storage space 55 am Housing part 81 as a seat together, which is also about may be formed cone-shaped.
- the bypass piston 50 has a projecting into the bore 58 shaft 62, whose Diameter smaller than that of the area 56.
- the shaft 62 has the sealing surface 60 then first a much smaller diameter than the bore 58 and towards its free end then a shaft area 64 with a diameter that is only slightly smaller than that Diameter of the bore 58.
- the shaft portion 64 can on its periphery have one or more flats 65, through the openings between the shaft portion 64 and the Bore 58 are formed by the fuel in the Memory space 55 can get.
- a Intermediate disc 83 is arranged, in which a bore 84th is formed, through which the bore 58 in the housing part 81st is connected to the pump working chamber 22.
- the bore 84 represents a throttle point over which the bore 58 with the pump working chamber 22 is connected.
- the alternate piston 50 limited in the bore 58 to the washer 83 out an antechamber 85, via the throttle point 84 with the Pump workspace 22 is connected.
- a further housing part 86 as part of the Valve body 26 is arranged, which has a bore 87, through the one end portion of the injection valve member 28 passes and projects into the spring chamber 46.
- the Injection valve member 28 is supported by its end in the Spring chamber 46 via a spring plate 88 on the closing spring 44 off.
- the end portion of the injection valve member 28 has a smaller diameter than that in the bore 30th guided area.
- the bore 30, the pressure chamber 40 as well the annular space 38, at the lower end of the valve seat 34th and the injection openings 32 are arranged are in one a part of the valve body 26 forming the valve housing 89th educated.
- Between the housing part 86 and the Valve housing 89 is an intermediate disc 90 with less Thickness arranged.
- the washer 90 has a bore 91, through which the end portion of the injection valve member 28 passes.
- the channel 48 extends from the pressure chamber 40 through the Valve housing 89, the washer 90, the housing part 86th and the housing part 82.
- the housing part 82 has on its the intermediate disc 83 side facing a groove 92, in the channel 48 opens and connected to the vestibule 85 is.
- the channel 48 is thus on the groove 92, the vestibule 85th and the bore 84 is connected to the pump working space 22.
- the channel 48 under Bypassing the anteroom 85 directly-via a hole in the Washer 83 is connected to the pump working chamber 22 is.
- the washer 83 may-while on its the Pump body 14 facing side have a groove, the towards the pump working chamber 22 is open and in the channel 48 opens.
- the groove may, for example, approximately radially to the Cylinder bore 16 extend and extends from the Cylinder bore 16 outward to the area of Washer 83, in which the channel 48 through this runs.
- the connection of the pressure chamber 40 of the Fuel injection valve 12 with the pump working space 22nd through the channel 48 takes place in this case directly below Bypassing of the anteroom 85, of the escape piston 50 in the Bore 58 is limited to the intermediate disc 83 out.
- the fuel injection valve 12 and the High-pressure fuel pump 10 are by means of a clamping sleeve 94th connected with each other.
- the clamping sleeve 94 engages over Valve housing 89 and is in a threaded hole 95 in Pump body 14 screwed.
- the washer 83, the Housing parts 81,82,86 and the washer 90 are between the valve housing 89 and the pump body 14th clamped.
- the spring chamber 46 is connected to a low-pressure region, for example, with the fuel tank 24 or with an area where a slightly elevated pressure, for example, 2 to 5 bar is maintained.
- Pressure chamber 40 of the fuel injection valve 12 introduces another channel 100 to the intermediate disc 90 down from, to the Channel 48 is offset in the circumferential direction and this for example, approximately diametrically opposite.
- the channel 100 continues through the washer 90 and the housing part 86 and opens into the spring chamber 46 in the housing part 82nd Im Channel 100, a check valve 102 is arranged, the Pressure chamber 40 opens.
- the check valve 102 has a by a closing spring 104 in the closing direction acted upon valve member 106.
- the check valve 102 is between arranged the valve housing 89 and the washer 90.
- the channel 100 is in the valve housing 89 to the washer 90th enlarged in diameter and in this is the Closing spring 104 and the valve member 106 is arranged.
- the Channel 100 has a smaller one in the intermediate disk 90 Cross-section as the valve member 106, wherein the mouth of the channel 100 on the valve housing 89 side facing the intermediate disc 90 forms a valve seat 108, with the the valve member 106 cooperates and against the Valve member 106 is pressed by the closing spring 104.
- FIG. 3 shows a second exemplary embodiment, in which the check valve 102 in the washer 90th is arranged to receive the check valve 102nd has a slightly greater thickness than the first Embodiment.
- the channel 100 may be in the valve housing 89th run with a constant cross section and goes into the Washer 90 over.
- the channel 100 has in the housing part 86 a smaller cross section than the valve member 106, wherein the Mouth of the channel 100 at the intermediate disc 90th facing side of the housing part 86 a valve seat 108th forms, with which the valve member 106 cooperates and against the valve member 106 is pressed by the closing spring 104 becomes.
- the Fuel injector 12 is only for a short time Time period will be open and it will only be a small amount Fuel as a pilot injection into the combustion chamber injected.
- the injected fuel quantity is in essentially from the opening pressure of the bypass piston 50 determined, that is the pressure in the pump working chamber 22 and in the Anteroom 85, in which the bypass piston 50 his Dodge stroke begins.
- the opening stroke of the Injection valve member 28 during the pilot injection can be hydraulically limited by a damping device.
- the pressure in the pump working chamber 22 continues to rise below in accordance with the profile of the pump piston 18th driving cam, so that on the Injection valve member 28 acting pressure force in Opening direction 29 increases again and due to the increased bias of the closing spring 44 increased Closing force exceeds, so that the Fuel injector 12 opens again.
- the duration and the injected during this main injection Fuel quantity are determined by the time at which the control valve 23 by the control device 25 again is opened. After opening the control valve 23 is the Pump workspace 22 again with the Fuel tank 24 connected so that this is relieved and the fuel injection valve 12 closes.
- the bypass piston 50 with the shaft portion 52 is replaced by the Force of the closing spring 44 back to its original position moved back.
- the fuel injection device according to A third embodiment shown in which the Formation of the fuel injection valve 12 with the Check valve 102 is the same as the first or second Embodiment, but instead of High-pressure fuel pump 10, a high-pressure accumulator 110 as High-pressure source is used, from the fuel under high pressure supplied to the pressure chamber 40 of the fuel injection valve 12 becomes.
- a high-pressure accumulator 110 is by a High pressure pump 112 fuel delivered.
- an electrically controlled Valve 123 arranged by a control device 125th is controlled.
- the high-pressure accumulator 110 serves as Pressure source for multiple fuel injection valves 12 or for all fuel injection valves 12 of the Internal combustion engine.
- the function of the Fuel injection valve 12 with the check valve 102nd is the same as explained above.
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on a Fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE 28 08 731 C2 oder die US 5,771,865-A bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist ein Kraftstoffeinspritzventil auf, das ein in einer Bohrung eines Ventilkörpers verschiebbar geführtes Einspritzventilglied aufweist, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert wird. Das Einspritzventilglied ist durch den in einem Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils herrschenden Druck gegen die Kraft einer in einem Federraum angeordneten Schließfeder in einer Öffnungsrichtung zur Freigabe der wenigstens einen Einspritzöffnung bewegbar. Im Federraum wird ein vorgegebener Druck aufrechterhalten, wobei der Federraum beispielsweise mit einem Niederdruckbereich verbunden sein kann. Dem Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils wird zur Kraftstoffeinspritzung von einer Hochdruckquelle Kraftstoff unter hohem Druck zugeführt. Durch ein elektrische gesteuertes Ventil wird zumindest mittelbar eine Verbindung des Druckraums oder der Hochdruckquelle mit einem Entlastungsraum gesteuert. Zur Beendigung der Kraftstoffeinspritzung wird durch das Ventil die Verbindung mit dem Entlastungsraum geöffnet, so daß der Druck im Druckraum abfällt und das Kraftstoffeinspritzventil schließt. Der Druck im Druckraum fällt dabei sehr stark ab, so daß unter Umständen der Dampfdruck des Kraftstoffs unterschritten wird, so daß Kavitation auftritt. Dies führt zu einem starken Verschleiß und zu starkem Geräusch, was vermieden werden sollte.Such a fuel injector is through the DE 28 08 731 C2 or US 5,771,865-A known. This fuel injection device has a fuel injection valve, the one in a Bore of a valve body slidably guided Injection valve member, through which at least one Injection opening is controlled. The injection valve member is by the in a pressure room of the Fuel injection valve prevailing pressure against the Force of a arranged in a spring chamber closing spring in an opening direction for releasing the at least one Injection opening movable. In the spring room is a maintained predetermined pressure, wherein the spring chamber For example, be connected to a low pressure area can. The pressure chamber of the fuel injection valve is the Fuel injection from a high pressure fuel source fed under high pressure. By an electric controlled valve becomes at least indirectly a connection the pressure chamber or the high pressure source with a Relief space controlled. To end the Fuel injection becomes the connection through the valve opened with the discharge space, so that the pressure in the Pressure chamber drops and the fuel injector closes. The pressure in the pressure chamber falls off very sharply, so that under certain circumstances, the vapor pressure of the fuel is exceeded, so that cavitation occurs. this leads to to a lot of wear and noise, what should be avoided.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das Rückschlagventil ein Druckausgleich zwischen dem Druckraum und dem Federraum ermöglicht ist, wenn der Druck im Druckraum geringer ist als im Federraum. Hierdurch wird vermieden, daß der Druck im Druckraum unter den Dampfdruck des Kraftstoffs absinkt, so daß keine Kavitation auftritt. Der Verschleiß und die Geräuscheimission der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist dadurch verringert.The fuel injection device according to the invention with the Features according to claim 1 has the advantage that through the check valve, a pressure equalization between the Pressure chamber and the spring chamber is possible when the pressure in the pressure chamber is less than in the spring chamber. This will avoided that the pressure in the pressure chamber is below the vapor pressure of the fuel drops, so that no cavitation occurs. The wear and noise emission of the Fuel injection device according to the invention is characterized reduced.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben.In the dependent claims are advantageous Embodiments and developments of the invention Fuel injector specified.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung, Figur 2 einen in Figur 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung in vergrößerter Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 3 den Ausschnitt II der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und Figur 4 die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.Several embodiments of the invention are in the Drawing shown and in the following description explained in more detail. FIG. 1 shows a Fuel injection device for an internal combustion engine in a schematic representation, Figure 2 a in Figure 1 with II designated section of the Fuel injection device in an enlarged view according to a first embodiment, Figure 3 the Section II of the fuel injection device according to a second embodiment and Figure 4 the Fuel injection device according to a third Embodiment.
In Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine
Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeugs
dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist eine selbstzündende
Brennkraftmaschine und weist einen oder mehrere Zylinder
auf. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist für jeden
Zylinder ein Kraftstoffeinspritzventil 12 auf. Bei der in
Figur 1 dargestellten Ausführung der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist diese für jeden
Zylinder der Brennkraftmaschine eine
Kraftstoffhochdruckpumpe 10 auf. Die
Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und das
Kraftstoffeinspritzventil 12 sind zu einer sogenannten
Pumpe-Düse-Einheit zusammengefaßt. Die
Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und das
Kraftstoffeinspritzventil 12-können jedoch auch getrennt
voneinander angeordnet sein und über eine Leitung
miteinander verbunden sein. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10
weist einen Pumpenkörper 14 auf, in dem in einer
Zylinderbohrung 16 ein Pumpenkolben 18 dicht geführt ist,
der durch einen Nocken einer Nockenwelle der
Brennkraftmaschine entgegen der Kraft einer Rückstellfeder
19 in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben
18 begrenzt in der Zylinderbohrung 16 einen
Pumpenarbeitsraum 22, in dem beim Förderhub des
Pumpenkolbens 18 Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet wird.
Dem Pumpenarbeitsraum 22 wird beim Saughub des Pumpenkolbens
18 Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 24
zugeführt, beispielsweise mittels einer Förderpumpe. Der
Pumpenarbeitsraum 22 weist eine Verbindung mit einem
Entlastungsraum auf, als der beispielsweise der
Kraftstoffvorratsbehälter 24 dienen kann, und die von einem
elektrisch gesteuerten Ventil 23 gesteuert wird. Das
elektrisch gesteuerte Ventil 23 ist mit einer
Steuereinrichtung 25 verbunden.In Figure 1 is a fuel injection device for a
Internal combustion engine, for example, a motor vehicle
shown. The internal combustion engine is a self-igniting
Internal combustion engine and has one or more cylinders
on. The fuel injector points to each
Cylinder on a
Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen Ventilkörper 26
auf, der wie nachfolgend noch näher erläutert wird
mehrteilig ausgebildet ist, und der mit dem Pumpenkörper 14
verbunden ist. Im Ventilkörper 26 ist in einer Bohrung 30
ein Einspritzventilglied 28 längsverschiebbar geführt. Die
Bohrung 30 verläuft zumindest annähernd parallel zum
Zylinder 16 des Pumpenkörpers 14, kann jedoch auch geneigt
zu diesem verlaufen. Der Ventilkörper 26 weist an seinem dem
Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine zugewandten
Endbereich wenigstens eine, vorzugsweise mehrere
Einspritzöffnungen 32 auf. Das Einspritzventilglied 28 weist
an seinem dem Brennraum zugewandten Endbereich eine
beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 34 auf, die mit
einem im Ventilkörper 26 in dessen dem Brennraum zugewandtem
Endbereich ausgebildeten, beispielsweise ebenfalls etwa
kegelförmigen Ventilsitz 36 zusammenwirkt, von dem oder nach
dem die Einspritzöffnungen 32 abführen.The
Im Ventilkörper 26 ist zwischen dem Einspritzventilglied 28
und der Bohrung 30 zum Ventilsitz 36 hin ein Ringraum 38
vorhanden, der in seinem dem Ventilsitz 36 abgewandten
Endbereich durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 in
einen das Einspritzventilglied 28 umgebenden Druckraum 40
übergeht. Das Einspritzventilglied 28 weist auf Höhe des
Druckraums 40 durch eine Querschnittsverringerung eine zum
Ventilsitz 36 weisende Druckschulter 42 auf. Am dem
Brennraum abgewandten Ende des Einspritzventilglieds 28
greift eine vorgespannte Schließfeder 44 an, durch die das
Einspritzventilglied 28 zum Ventilsitz 36 hin gedrückt wird. In the
Die Schließfeder 44 ist in einem Federraum 46 angeordnet,
der sich an die Bohrung 30 anschließt. Der Druckraum 40 ist
über einen durch den Ventilkörper 26 verlaufenden Kanal 48
mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden.The
Die Schließfeder 44 stützt sich einerseits zumindest
mittelbar, beispielsweise über einen Federteller, am
Einspritzventilglied 28 und andererseits zumindest
mittelbar, beispielsweise ebenfalls über einen Federteller
51, an einem Ausweichkolben 50 ab. Der Ausweichkolben 50 ist
in einer Bohrung 80 eines Gehäuseteils 81 geführt und weist
an seinem der Schließfeder 44 zugewandten Endbereich einen
Schaftteil 52 auf, der durch eine Verbindungsbohrung 53 in
einer Trennwand 54 des Gehäuseteils 81 zwischen dem
Federraum 46 und einem an diesen im Gehäuseteil 81
anschließenden Speicherraum 55 hindurchtritt. An dem in den
Federraum 46 ragenden Ende des Schaftteils 52 stützt sich
der Federteller 51 ab. Die Verbindungsbohrung 53 weist einen
kleineren Durchmesser auf als der Federraum 46 und der
Speicherraum 55. Der Ausweichkolben 50 weist im Speicherraum
55 einen Bereich 56 mit größerem Durchmesser auf als die
Verbindungsbohrung 53, so daß eine Hubbewegung des
Ausweichkolbens 50 in den Federraum 46 hinein dadurch
begrenzt ist, daß der Bereich 56 des Ausweichkolbens 50 an
der Trennwand 54 als Anschlag zur Anlage kommt. Der
Ausweichkolben 50 ist mit seinem Bereich 56 in der Bohrung
80 mit gegenüber der Verbindungsbohrung 53 entsprechend
größerem Durchmesser dicht geführt. Der Federraum 46 ist als
Bohrung in einem Gehäuseteil 82 ausgebildet, das einen Teil
des Ventilkörpers 26 bildet. Der Kanal 48 verläuft durch das
Gehäuseteil 82 versetzt zum Federraum 46 etwa parallel zu
diesem.The
Vom Speicherraum 55 führt von dessen dem Federraum 46
abgewandtem Ende eine Bohrung 58 zum Pumpenarbeitsraum 22
hin im Gehäuseteil 81 ab. Die Bohrung 58 weist einen
kleineren Durchmesser auf als die Bohrung 80. Der
Ausweichkolben 50 weist zur Bohrung 58 hin an den Bereich 56
anschließend eine Dichtfläche 60 auf, die beispielsweise
etwa kegelförmig ausgebildet ist. Die Dichtfläche 60 wirkt
mit der Mündung der Bohrung 58 in den Speicherraum 55 am
Gehäuseteil 81 als Sitz zusammen, die ebenfalls etwa
kegelförmig ausgebildet sein kann. Der Ausweichkolben 50
weist einen in die Bohrung 58 ragenden Schaft 62 auf, dessen
Durchmesser kleiner als der des Bereichs 56 ist. Der Schaft
62 weist an die Dichtfläche 60 anschließend zunächst einen
wesentlich kleineren Durchmesser auf als die Bohrung 58 und
zu seinem freien Ende hin anschließend einen Schaftbereich
64 mit einem Durchmesser, der nur wenig kleiner ist als der
Durchmesser der Bohrung 58. Der Schaftbereich 64 kann an
seinem Umfang eine oder mehrere Abflachungen 65 aufweisen,
durch die Öffnungen zwischen dem Schaftbereich 64 und der
Bohrung 58 gebildet werden, durch die Kraftstoff in den
Speicherraum 55 gelangen kann.From the
Zwischen dem Gehäuseteil 81-und-dem Pumpenkörper 14 ist eine
Zwischenscheibe 83 angeordnet, in der eine Bohrung 84
ausgebildet ist, durch die die Bohrung 58 im Gehäuseteil 81
mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden ist. Die Bohrung 84
stellt eine Drosselstelle dar, über die die Bohrung 58 mit
dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden ist. Der Ausweichkolben
50 begrenzt in der Bohrung 58 zur Zwischenscheibe 83 hin
einen Vorraum 85, der über die Drosselstelle 84 mit dem
Pumpenarbeitsraum 22 verbunden ist.Between the
Wenn sich der Ausweichkolben 50 in einer Ausgangsstellung
befindet, in der dieser mit seiner Dichtfläche 60 am
Dichtsitz an der Mündung der Bohrung 58 anliegt, so ist der
Speicherraum 55 vom Vorraum 85 und damit vom
Pumpenarbeitsraum 22 getrennt. In der Ausgangsstellung des
Ausweichkolbens 50 wirkt der im Pumpenarbeitsraum 22
herrschende Druck auf die Stirnfläche des Schaftbereichs 64
und durch die Öffnungen zwischen dem Schaftbereich 64 und
der Bohrung 58 auf die Dichtfläche 60 des Speicherkolbens 50
entsprechend dem Durchmesser der Bohrung 58. Der
Ausweichkolben 50 wird durch die Kraft der Schließfeder 44
gegen den im Pumpenarbeitsraum 22 und damit im Vorraum 85
herrschenden Druck in seiner Ausgangsstellung gehalten, wenn
die durch den Druck im Pumpenarbeitsraum 22 auf den
Speicherkolben 50 ausgeübte Kraft geringer ist als die Kraft
der Schließfeder 44.When the
Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und damit im Vorraum
85 so stark ansteigt, daß die auf den Ausweichkolben 50
erzeugte Kraft größer ist als die Kraft der Schließfeder 44,
so bewegt sich der Ausweichkolben 50 und mit diesem der
Schaftteil 52 in einer Ausweichbewegung in den Speicherraum
55, wobei sich der Schaftteil 52 in den Federraum 46 bewegt.
Bei der Ausweichbewegung des Ausweichkolbens 50 wird
Kraftstoff aus dem Speicherraum 55 in den Federraum 46
verdrängt, der durch einen-Ringspalt zwischen dem Schaftteil
52 des Ausweichkolbens 50 und der Verbindungsbohrung 53
hindurchtreten muß. Hierdurch wird eine Dämpfung der
Ausweichbewegung des Schaftteils 52 und damit des
Ausweichkolbens 50 erreicht.When the pressure in the
Zum Kraftstoffeinspritzventil 12 hin anschließend ist an das
Gehäuseteil 82 ein weiteres Gehäuseteil 86 als Teil des
Ventilkörpers 26 angeordnet, das eine Bohrung 87 aufweist,
durch die ein Endbereich des Einspritzventilglieds 28
hindurchtritt und in den Federraum 46 ragt. Das
Einspritzventilglied 28 stützt sich mit seinem Endbereich im
Federraum 46 über einen Federteller 88 an der Schließfeder
44 ab. Der Endbereich des Einspritzventilglieds 28 weist
einen kleineren Durchmesser auf als dessen in der Bohrung 30
geführter Bereich. Die Bohrung 30, der Druckraum 40 sowie
der Ringraum 38, an dessen unterem Ende der Ventilsitz 34
und die Einspritzöffnungen 32 angeordnet sind, sind in einem
einen Teil des Ventilkörpers 26 bildenden Ventilgehäuse 89
ausgebildet. Zwischen dem Gehäuseteil 86 und dem
Ventilgehäuse 89 ist eine Zwischenscheibe 90 mit geringer
Dicke angeordnet. Die Zwischenscheibe 90 weist eine Bohrung
91 auf, durch die der Endbereich des Einspritzventilglieds
28 hindurchtritt.To the
Der Kanal 48 verläuft vom Druckraum 40 aus durch das
Ventilgehäuse 89, die Zwischenscheibe 90, das Gehäuseteil 86
und das Gehäuseteil 82. Das Gehäuseteil 82 weist auf seiner
der Zwischenscheibe 83 zugewandten Seite eine Nut 92 auf, in
die der Kanal 48 mündet und die mit dem Vorraum 85 verbunden
ist. Der Kanal 48 ist somit über die Nut 92, den Vorraum 85
und die Bohrung 84 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß der Kanal 48 unter
Umgehung des Vorraums 85 direkt-über eine Bohrung in der
Zwischenscheibe 83 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden
ist. Die Zwischenscheibe 83 kann-dabei auf ihrer dem
Pumpenkörper 14 zugewandten Seite eine Nut aufweisen, die
zum Pumpenarbeitsraum 22 hin offen ist und in die der Kanal
48 mündet. Die Nut kann beispielsweise etwa radial zu der
Zylinderbohrung 16 verlaufen und erstreckt sich von der
Zylinderbohrung 16 nach außen bis in den Bereich der
Zwischenscheibe 83, in dem der Kanal 48 durch diese
verläuft. Die Verbindung des Druckraums 40 des
Kraftstoffeinspritzventils 12 mit dem Pumpenarbeitsraum 22
durch den Kanal 48 erfolgt in diesem Fall direkt unter
Umgehung des Vorraums 85, der vom Ausweichkolben 50 in der
Bohrung 58 zur Zwischenscheibe 83 hin begrenzt wird.The
Das Kraftstoffeinspritzventil 12 und die
Kraftstoffhochdruckpumpe 10 sind mittels einer Spannhülse 94
miteinander verbunden. Die Spannhülse 94 übergreift das
Ventilgehäuse 89 und ist in eine Gewindebohrung 95 im
Pumpenkörper 14 eingeschraubt. Die Zwischenscheibe 83, die
Gehäuseteile 81,82,86 sowie die Zwischenscheibe 90 sind
zwischen dem Ventilgehäuse 89 und dem Pumpenkörper 14
eingespannt.The
Der Federraum 46 ist mit einem Niederdruckbereich verbunden,
beispielsweise mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 oder mit
einem Bereich, in dem ein etwas erhöhter Druck,
beispielsweise 2 bis 5 bar aufrechterhalten wird. Vom
Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12 führt ein
weiterer Kanal 100 zur Zwischenscheibe 90 hin ab, der zum
Kanal 48 in Umfangsrichtung versetzt ist und diesem
beispielsweise etwa diametral gegenüberliegt. Der Kanal 100
setzt sich durch die Zwischenscheibe 90 und das Gehäuseteil
86 fort und mündet in den Federraum 46 im Gehäuseteil 82. Im
Kanal 100 ist ein Rückschlagventil 102 angeordnet, das zum
Druckraum 40 hin öffnet. Das Rückschlagventil 102 weist ein
durch eine Schließfeder 104 in Schließrichtung
beaufschlagtes Ventilglied 106 auf.The
Bei einem in Figur 2 dargestellten ersten
Ausführungsbeispiel ist das Rückschlagventil 102 zwischen
dem Ventilgehäuse 89 und der Zwischenscheibe 90 angeordnet.
Der Kanal 100 ist im Ventilgehäuse 89 zur Zwischenscheibe 90
hin im Durchmesser vergrößert und in diesem ist die
Schließfeder 104 und das Ventilglied 106 angeordnet. Der
Kanal 100 weist in der Zwischenscheibe 90 einen kleineren
Querschnitt auf als das Ventilglied 106, wobei die Mündung
des Kanals 100 an der dem Ventilgehäuse 89 zugewandten Seite
der Zwischenscheibe 90 einen Ventilsitz 108 bildet, mit dem
das Ventilglied 106 zusammenwirkt und gegen den das
Ventilglied 106 durch die Schließfeder 104 gepresst wird. In a first shown in Figure 2
Embodiment, the
In Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt,
bei dem das Rückschlagventil 102 in der Zwischenscheibe 90
angeordnet ist, die zur Aufnahme des Rückschlagventils 102
eine etwas größere Dicke aufweist als beim ersten
Ausführungsbeispiel. Der Kanal 100 kann im Ventilgehäuse 89
mit konstantem Querschnitt verlaufen und geht in die
Zwischenscheibe 90 über. Zu der dem Gehäuseteil 86
zugewandten Seite der Zwischenscheibe 90 hin weist der Kanal
100 einen größeren Querschnitt auf und in diesem Bereich des
Kanals 100 ist die Schließfeder 104 und das Ventilglied 106
angeordnet. Der Kanal 100 weist im Gehäuseteil 86 einen
kleineren Querschnitt auf als das Ventilglied 106, wobei die
Mündung des Kanals 100 an der der Zwischenscheibe 90
zugewandten Seite des Gehäuseteils 86 einen Ventilsitz 108
bildet, mit dem das Ventilglied 106 zusammenwirkt und gegen
den das Ventilglied 106 durch die Schließfeder 104 gepresst
wird.FIG. 3 shows a second exemplary embodiment,
in which the
Nachfolgend wird die Funktion der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung erläutert. Der
Pumpenarbeitsraum 22 wird während des Saughubs des
Pumpenkolbens 18 mit Kraftstoff gefüllt. Beim Förderhub des
Pumpenkolbens 18 ist das Steuerventil 23 zunächst geöffnet,
so daß sich im Pumpenarbeitsraum 22 kein Hochdruck aufbauen
kann. Wenn die Kraftstoffeinspritzung beginnen soll, so wird
das Steuerventil 23 durch die Steuereinrichtung 25
geschlossen, so daß der Pumpenarbeitsraum 22 vom
Kraftstoffvorratsbehälter 24 getrennt ist und sich in diesem
Hochdruck aufbaut. Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum 22
und im Druckraum 40 so hoch ist, daß die über die
Druckschulter 42 auf das Einspritzventilglied 28 wirkende
Kraft in Öffnungsrichtung 29 größer ist als die Kraft der
Schließfeder 44, so bewegt sich das Einspritzventilglied 28
in Öffnungsrichtung 29 und gibt die wenigstens eine
Einspritzöffnung 32 frei, durch die Kraftstoff in den
Brennraum des Zylinders eingespritzt wird. Der
Ausweichkolben 50 befindet sich hierbei in seiner
Ausgangsstellung. Der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 steigt
nachfolgend entsprechend dem Profil des den Pumpenkolben 18
antreibenden Nockens weiter an.Below is the function of
Fuel injection device explained. Of the
Wenn die durch den im Pumpenarbeitsraum 22 und damit im
Vorraum 85 herrschenden Druck auf den Ausweichkolben 50
ausgeübte Kraft größer wird als die durch die Schließfeder
44 auf den Ausweichkolben 50 ausgeübte Kraft, so führt der
Ausweichkolben 50 seine Ausweichhubbewegung aus und bewegt
sich in den Speicherraum 55. Hierbei wird ein Druckabfall im
Pumpenarbeitsraum 22 verursacht und außerdem die Vorspannung
der Schließfeder 44 erhöht, die sich über den Schaftteil 52
am Speicherkolben 50 abstützt. Durch den Druckabfall im
Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 ergibt sich eine
geringere Kraft in Öffnungsrichtung 29 auf das
Einspritzventilglied 28 und infolge der Erhöhung der
Vorspannung der Schließfeder 44 ergibt sich eine erhöhte
Kraft in Schließrichtung auf das Einspritzventilglied 28, so
daß dieses wieder in Schließrichtung bewegt wird, mit seiner
Dichtfläche 34 am Ventilsitz 36 zur Anlage kommt und die
Einspritzöffnungen 32 verschließt, so daß die
Kraftstoffeinspritzung unterbrochen wird. Das
Kraftstoffeinspritzventil 12 ist dabei nur für eine kurze
Zeitdauer geöffnet und es wird nur eine geringe Menge
Kraftstoff als Voreinspritzung in den Brennraum
eingespritzt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge ist im
wesentlichen vom Öffnungsdruck des Ausweichkolbens 50
bestimmt, das ist der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und im
Vorraum 85, bei dem der Ausweichkolben 50 seine
Ausweichhubbewegung beginnt. Der Öffnungshub des
Einspritzventilglieds 28 während der Voreinspritzung kann
durch eine Dämpfungseinrichtung hydraulisch begrenzt sein. If by the in the
Der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 steigt nachfolgend weiter
an entsprechend dem Profil des den Pumpenkolben 18
antreibenden Nockens, so daß die auf das
Einspritzventilglied 28 wirkende Druckkraft in
Öffnungsrichtung 29 wieder zunimmt und die infolge der
erhöhten Vorspannung der Schließfeder 44 erhöhte
Schließkraft übersteigt, so daß das
Kraftstoffeinspritzventil 12 wieder öffnet. Dabei wird eine
größere Kraftstoffmenge über eine längere Zeitdauer
eingespritzt als während der Voreinspritzung. Die Zeitdauer
und die während dieser Haupteinspritzung eingespritzte
Kraftstoffmenge werden durch den Zeitpunkt bestimmt, zu dem
das Steuerventil 23 durch die Steuereinrichtung 25 wieder
geöffnet wird. Nach dem Öffnen des Steuerventils 23 ist der
Pumpenarbeitsraum 22 wieder mit dem
Kraftstoffvorratsbehälter 24 verbunden, so daß dieser
entlastet ist und das Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt.
Der Ausweichkolben 50 mit dem Schaftteil 52 wird durch die
Kraft der Schließfeder 44 wieder in seine Ausgangsstellung
zurückbewegt.The pressure in the
Wenn der Druck im Druckraum 40 höher ist als im Federraum
46, so ist der Federraum 46 durch das geschlossene
Rückschlagventil 102 vom Druckraum 40 getrennt. Wenn zur
Beendigung der Kraftstoffeinspritzung das Steuerventil 23
die Verbindung des Pumpenarbeitsraums 22 und damit mittelbar
auch des Druckraums 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12 mit
dem Entlastungsraum öffnet, so sinkt der Druck im Druckraum
40 stark ab. Wenn der Druck im Druckraum 40 geringer wird
als der Druck im Federraum 46, so öffnet das
Rückschlagventil 102, so daß der Druck im Druckraum 40 nicht
unter den im Federraum 46 herrschenden Druck absinken kann
und Kraftstoff aus dem Federraum 46 in den Druckraum 40
strömt. Hierdurch wird Kavitation im Druckraum 40 vermieden. When the pressure in the
In Figur 4 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß
einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die
Ausbildung des Kraftstoffeinspritzventils 12 mit dem
Rückschlagventil 102 gleich ist wie beim ersten oder zweiten
Ausführungsbeispiel, jedoch anstelle der
Kraftstoffhochdruckpumpe 10 ein Hochdruckspeicher 110 als
Hochdruckquelle dient, aus der Kraftstoff unter Hochdruck
dem Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12 zugeführt
wird. In den Hochdruckspeicher 110 wird durch eine
Hochdruckpumpe 112 Kraftstoff gefördert. Zwischen dem
Hochdruckspeicher 110 und dem Druckraum 40 des
Kraftstoffeinspritzventils 12 ist ein elektrisch gesteuertes
Ventil 123 angeordnet, das von einer Steuereinrichtung 125
angesteuert wird. Der Hochdruckspeicher 110 dient als
Druckquelle für mehrere Kraftstoffeinspritzventile 12 oder
für sämtliche Kraftstoffeinspritzventile 12 der
Brennkraftmaschine. Die Funktion des
Kraftstoffeinspritzventils 12 mit dem Rückschlagventil 102
ist gleich wie vorstehend erläutert.In Figure 4, the fuel injection device according to
A third embodiment shown in which the
Formation of the
Claims (7)
- Fuel injection device for an internal combustion engine, with a fuel injection valve (12) which has an injection-valve member (28) which is guided displaceably in a valve body (26) and by means of which at least one injection orifice (32) is controlled and which can be moved in the opening direction (29), counter to the force of a closing spring (44) arranged in a spring space (46), by means of the pressure prevailing in a pressure space (40) of the fuel injection valve (12), fuel under high pressure being supplied from a high-pressure source (10; 110) to the pressure space (40) of the fuel injection valve (12) for fuel injection, and with an electrically controlled valve (23; 123), by means of which a connection of the pressure space (40) to a relief space (24) is controlled at least indirectly and by means of which the pressure space (40) is connected to the relief space (24) for the termination of fuel injection, characterized in that the pressure space (40) of the fuel injection valve (12) has a connection (100) to the spring space (46), the said connection having arranged in it a non-return valve (102) opening towards the pressure space (40).
- Fuel injection device according to Claim 1, characterized in that the spring space (46) is connected to a low-pressure region in which a relatively low pressure is maintained.
- Fuel injection device according to Claim 1 or 2, characterized in that the non-return valve (102) has a valve member (104) acted upon in its closing direction by a closing spring (104).
- Fuel injection device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that it has, as a high-pressure source for each fuel injection valve (12), a separate high-pressure fuel pump (10), by means of which fuel is supplied to the pressure space (40) of the fuel injection valve (12).
- Fuel injection device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that it has as a high-pressure source, for a plurality of fuel injection valves (12), a high-pressure accumulator (110), into which fuel is conveyed by means of a high-pressure pump (112) and out of which fuel is supplied to the pressure space (40) of the fuel injection valve (12).
- Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body (26) of the fuel injection valve (12) is of multi-part design and has a valve housing (89) and an intermediate disc (90) added to the latter towards the spring space (46), and in that the non-return valve (102) has a valve member (106) which is arranged in the valve housing (89) and which cooperates with a valve seat (108) formed on the intermediate disc (90).
- Fuel injection device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the valve body (26) of the fuel injection valve (12) is of multi-part design and has a valve housing (89) and, added to the latter, an intermediate disc (90) and a housing part (82), and in that the non-return valve (102) is arranged in the intermediate disc (90) or in the housing part (89).
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