EP0915251A2 - Accumulator fuel injection system for a multicylinder engine - Google Patents
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- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
Definitions
- the invention relates to a storage injection system for a multi-cylinder internal combustion engine with solenoid-controlled direct-injection fuel injection valves, with a supply line provided in each valve housing, which leads on the one hand to a spring-loaded nozzle needle and, on the other hand, is connected to a control chamber via a line arrangement acting as an inlet throttle, which is connected from one on the rear of the Nozzle needle lying and the line arrangement control piston is limited, possibly with a cooperating with the control piston and controlling the supply line leading to the nozzle needle valve body, further with a pressure relief in the control chamber controlling solenoid valve, by means of which a relief connection can be established via a discharge throttle to a relief line.
- a memory injection system for fuel injection valves with solenoid valve control of this type is known from DE 196 12 738 A1.
- the supply line is permanently connected to the control chamber via a line arrangement integrated in the control piston and provided with a throttle point, which can be connected to the low-pressure system for pressure relief by activating the solenoid valve via the discharge throttle.
- a throttle point which can be connected to the low-pressure system for pressure relief by activating the solenoid valve via the discharge throttle.
- an amount of undesirable leakage occurs in the relief line on the low-pressure side in the course of the pressure relief and thus during the injection.
- the invention is therefore based on the object of providing measures on the generic accumulator injection system by means of which hydraulic leakage losses can be reduced in a simple manner.
- the small throttle does not influence normal operating behavior or tolerance sensitivity, it therefore only limits the control quantity or leakage quantity during the injection to a value that is insignificant for the injection.
- the system according to the invention contributes to a considerable improvement in efficiency.
- the use of the spacer plate gives a further advantage in that it can be used to adjust the valve stroke. This makes it possible to compensate for manufacturing tolerances of the valve housing and the control piston or, if appropriate, further intermediate elements after the measurement.
- the rail system memory injection system essentially consists of a spring-loaded nozzle needle 2 with a pressure chamber 3 surrounding it and a control piston 4 arranged on the back of this nozzle needle 2 with a line arrangement 6 having an inlet throttle 5 and a solenoid valve 7 located at the upper end of the fuel injection valve 1.
- Nozzle needle 2 and control piston 4 are connected to one another via a push rod 8.
- the line arrangement 6 is composed of a transverse bore 9, a central bore 10 containing the inlet bore 5 and a circumferential groove 11.
- a supply line 13 running in the valve housing 12 leads on the one hand into the pressure chamber 3 and on the other hand with its branching line section 13a to the circumferential groove 11 on the control piston 4.
- the control piston 4 delimits a control chamber 14 which, with the supply line 13 via the line section 13a, the circumferential groove 11, the transverse bore 9 and the central bore 10 are always fluidly connected to one another, regardless of the respective position of the control piston 4.
- a spacer plate 15 is guided with a centrally running bore acting as a small throttle 16, which is coaxial with the central bore 10 with inlet throttle 5.
- the inlet throttle 5 like an outlet throttle 18 arranged in the valve housing 12, is substantially larger in diameter, the inlet and outlet throttle 5.18 being approximately the same in diameter.
- the spacer plate 15 is provided on its end face 7a facing the solenoid valve 7 with a diametrically extending through channel 19, into which the central bore with its small throttle 16 opens.
- the outlet throttle 18 can be controlled by the solenoid valve 7, which operates as a function of the operating parameters.
- Injection is initiated by opening the solenoid valve 7 (FIG. 3).
- the control piston 4 reaches its upper stop due to the pressure relief in the control chamber 14 by pressing the spacer plate 15 against the upper wall 14a of the control chamber 14.
- the spacer plate 15 closes the inlet throttle 5 and limits the inlet via the small throttle 16.
- the through channel 19 in the upper end face 7a of the spacer plate 15 prevents the outlet throttle 18 from being closed.
- the pressure in the control chamber 14 then drops further due to the reduced inlet.
- the amount of control leakage in this state is determined only by the size of the small throttle 16 and can be made almost arbitrarily small.
- the discharge throttle 18 connected to a relief line (not shown in more detail) is closed.
- the throttle 16 in the spacer plate 15 then only has to build up the pressure in the small control chamber volume in order to separate the control piston 4 and the spacer plate 15 from one another.
- the needle needle 2 is closed in the usual way by filling the control chamber 14 through the inlet throttle 5, as a result of which the nozzle needle 2 is pressed onto its needle seat via the control piston 4 and the push rod 8.
- FIG. 1 A simplified embodiment of the fuel injection valve is shown in FIG. 1, while a servo valve piston 20 which interacts with the control piston 4 is additionally arranged in FIGS. 2 and 3, via which the feed line leading to the nozzle needle 2 is arranged 13 is controllable.
- the spacer plate 15 can also be used in this embodiment.
- a flow connection from the supply line 13 to the control chamber 14 is provided here through holes 21 and 22 in the servo valve piston 20 and control piston 4.
- valve ball 23 of solenoid valve 7 and servo valve piston 20 are in the closed position, and inlet throttle 5 of control piston 4 is completely open, that is, it is not closed by spacer plate 15.
- This state changes when the solenoid valve 7 opens and the control piston 4 bears against the spacer plate 15, which closes the inlet throttle 5, so that only an insignificant amount of leakage or control quantity can flow off via the small throttle 16 in the spacer plate 15 on the low pressure side.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Speichereinspritzsystem für mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit magnetventilgesteuerten direkteinspritzenden Kraftstoffeinspritzventilen, mit einer in jedem Ventilgehäuse vorgesehenen Zuführleitung, die einerseits zu einer federbelasteten Düsennadel führt und andererseits über eine als Zulaufdrossel wirkende Leitungsanordnung mit einem Steuerraum in Verbindung steht, der von einem auf der Rückseite der Düsennadel liegenden und die Leitungsanordnung aufweisenden Steuerkolben begrenzt ist, gegebenenfalls mit einem mit dem Steuerkolben zusammenwirkenden und die zur Düsennadel führende Zuführleitung steuernden Ventilkörper, ferner mit einem die Druckentlastung im Steuerraum steuernden Magnetventil, durch das eine Entlastungsverbindung über eine Ablaufdrossel zu einer Entlastungsleitung herstellbar ist.The invention relates to a storage injection system for a multi-cylinder internal combustion engine with solenoid-controlled direct-injection fuel injection valves, with a supply line provided in each valve housing, which leads on the one hand to a spring-loaded nozzle needle and, on the other hand, is connected to a control chamber via a line arrangement acting as an inlet throttle, which is connected from one on the rear of the Nozzle needle lying and the line arrangement control piston is limited, possibly with a cooperating with the control piston and controlling the supply line leading to the nozzle needle valve body, further with a pressure relief in the control chamber controlling solenoid valve, by means of which a relief connection can be established via a discharge throttle to a relief line.
Ein Speichereinspritzsystem für Kraftstoffeinspritzventile mit Magnetventilsteuerung dieser Art ist aus der DE 196 12 738 A1 bekannt. Die Zuführleitung ist über eine im Steuerkolben integrierte und mit einer Drosselstelle versehene Leitungsanordnung ständig mit dem Steuerraum verbunden, der zur Druckentlastung durch Aktivieren des Magnetventiles über die Ablaufdrossel mit dem Niederdrucksystem verbindbar ist. Bei dieser Ausführung tritt im Verlauf der Druckentlastung und somit während der Einspritzung eine mengenmäßig unerwünschte Leckage in die niederdruckseitige Entlastungsleitung auf.A memory injection system for fuel injection valves with solenoid valve control of this type is known from DE 196 12 738 A1. The supply line is permanently connected to the control chamber via a line arrangement integrated in the control piston and provided with a throttle point, which can be connected to the low-pressure system for pressure relief by activating the solenoid valve via the discharge throttle. In this embodiment, an amount of undesirable leakage occurs in the relief line on the low-pressure side in the course of the pressure relief and thus during the injection.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen an dem gattungsgemäßen Speichereinspritzsystem vorzusehen, durch die hydraulische Leckageverluste auf einfache Weise reduziert werden können.The invention is therefore based on the object of providing measures on the generic accumulator injection system by means of which hydraulic leakage losses can be reduced in a simple manner.
Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.The features specified in the characterizing part of
In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.Further advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Durch die Anordnung eines Distanzplättchens mit definierter Drossel im Steuerraum zwischen Zulauf- und Ablauzdrossel ist während der Einspritzung eine geringere Leckagemenge sowie eine bessere Kontrolle dieser Leckagemenge realisierbar, da infolge der Druckentlastung der Steuerkolben sich an das längsverschiebliche Distanzplättchen anlegt und die Zulaufdrossel verschließt, so daß die relativ kleine Drossel im Distanzplättchen wirksam wird und einen größeren Leckageabfluß über das geöffnete Magnetventil vermeidet.By arranging a spacer plate with a defined throttle in the control chamber between the inlet and outlet throttle, a smaller amount of leakage and better control of this amount of leakage can be realized during the injection, since the pressure-relieving pressure on the control piston engages the longitudinally displaceable spacer plate and closes the inlet throttle so that relatively small throttle in the spacer plate is effective and avoids a larger leakage via the open solenoid valve.
Die kleine Drossel beeinflußt weder das normale Betriebsverhalten noch die Toleranzempfindlichkeit, sie begrenzt also lediglich die Steuermenge bzw. Leckagemenge wahrend der Einspritzung auf einen für die Einspritzung unbedeutenden Wert.The small throttle does not influence normal operating behavior or tolerance sensitivity, it therefore only limits the control quantity or leakage quantity during the injection to a value that is insignificant for the injection.
Die hydraulischen Leckageverluste derartiger Kraftstoffeinspritzventile für Speichereinspritzsysteme lassen sich somit wesentlich verringern.The hydraulic leakage losses of such fuel injection valves for storage injection systems can thus be significantly reduced.
Beim Schließen des Magnetventiles sorgt eine auf dem Distanzplättchen vorgesehene Durchgangsrinne, in die die kleine Drossel einmündet, für ein Loslösen des Steuerkolbens von dem Distanzplattchen, so daß ein rasches Nadelschließen der Düsennadel sichergestellt ist.When the solenoid valve closes, a through channel provided on the spacer plate, into which the small throttle opens, releases the control piston from the spacer plate, so that a rapid needle closing of the nozzle needle is ensured.
Das erfindungsgemäße System trägt zu einer erheblichen Wirkungsgradverbesserung bei.The system according to the invention contributes to a considerable improvement in efficiency.
Durch den Einsatz des Distanzplättchen ergibt sich noch ein weiterer Vorteil dadurch, daß es zur Einstellung des Ventilhubes verwendet werden kann. Hierdurch ist es möglich, Fertigungstoleranzen des Ventilgehäuses und des Steuerkolbens oder gegebenenfalls weiterer Zwischenelemente nach Vermessung auszugleichen.The use of the spacer plate gives a further advantage in that it can be used to adjust the valve stroke. This makes it possible to compensate for manufacturing tolerances of the valve housing and the control piston or, if appropriate, further intermediate elements after the measurement.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- Fig. 1
- ein Kraftstoffeinspritzventil mit Distanzplättchen im Längsschnitt,
- Fig. 2
- in vergrößerter Darstellung den magnetventilnahen Bereich des Kraftstoffeinspritzventiles mit Distanzplättchen, Steuerkolben und zusätzlichem Servoventilkolben bei geschlossenem Magnetventil und
- Fig. 3
- die Ausführung nach Fig.2 bei geöffnetem Magnetventil.
- Fig. 1
- a fuel injector with spacer plates in longitudinal section,
- Fig. 2
- in an enlarged view the area of the fuel injector near the solenoid valve with spacer plate, control piston and additional servo valve piston with the solenoid valve closed and
- Fig. 3
- the version according to Fig. 2 with the solenoid valve open.
Ein einfaches direkteinspritzendes Kraftstoffeinspritzventil 1 mit Magnetventilsteuerung für vorzugsweise nach dem Common Rail-System arbeitende Speicheinspritzsysteme besteht im wesentlichen aus einer federbelasteten Düsennadel 2 mit einem diese umgebenden Druckraum 3 und einem auf der Rückseite dieser Düsennadel 2 angeordneten Steuerkolben 4 mit einer eine Zulaufdrossel 5 aufweisenden Leitungsanordnung 6 sowie einem am oberen Ende des Kraftstoffeinspritzventiles 1 liegenden Magnetventil 7.A simple direct
Düsennadel 2 und Steuerkolben 4 stehen über eine Druckstange 8 miteinander in Verbindung.
Die Leitungsanordnung 6 setzt sich aus einer Querbohrung 9, einer die Zulaufbohrung 5 enthaltenden Zentralbohrung 10 und einer Umfangsnut 11 zusammen. Eine im Ventilgehäuse 12 verlaufende Zuführleitung 13 führt zum einen in den Druckraum 3 und zum anderen mit ihrem abzweigenden Leitungsabschnitt 13a zu der Umfangsnut 11 am Steuerkolben 4. Der Steuerkolben 4 begrenzt einen Steuerraum 14, welcher mit der Zuführleitung 13 über den Leitungsabschnitt 13a, die Umfangsnut 11, die Querbohrung 9 und über die Zentralbohrung 10 stets miteinander strömungsverbunden ist, und zwar unabhängig von der jeweiligen Stellung des Steuerkolbens 4.The
In dem Steuerraum 14 ist ein Distanzplättchen 15 geführt mit einer als kleine Drossel 16 wirkenden zentral verlaufenden Bohrung, die koaxial zur Zentralbohrung 10 mit Zulaufdrossel 5 liegt. Gegenüber dieser kleinen Drossel 16 ist die Zulaufdrossel 5 ebenso wie eine im Ventilgehäuse 12 angeordnete Ablaufdrossel 18 durchmessermäßig wesentlich größer, wobei Zulauf- und Ablaufdrossel 5,18 im Durchmesser annähernd gleich groß sind. Das Distanzplättchen 15 ist an seiner dem Magnetventil 7 zugewandten Stirnfläche 7a mit einer diametral verlaufenden Durchgangsrinne 19 versehen, in die die zentrale Bohrung mit ihrer kleinen Drossel 16 einmündet.In the
Die Ablaufdrossel 18 ist durch das betriebsparameterabhängig arbeitende Magnetventil 7 steuerbar.The
Wirkungsweise des Kraftstoffeinspritzventiles:Mode of operation of the fuel injector:
Eine Einspritzung wird durch Öffnen des Magnetventiles 7 (Fig.3) eingeleitet. Der Steuerkolben 4 erreicht aufgrund der Druckentlastung im Steuerraum 14 seinen oberen Anschlag, indem er das Distanzplättchen 15 an die obere Wand 14a des Steuerraumes 14 drückt. Hierbei verschließt das Distanzplättchen 15 die Zulaufdrossel 5 und begrenzt den Zulauf über die kleine Drossel 16. Die Durchgangsrinne 19 in der oberen Stirnfläche 7a des Distanzplättchens 15 vermeidet ein Verschließen der Ablaufdrossel 18. Der Druck im Steuerraum 14 fällt anschließend durch den reduzierten Zulauf weiter ab. Die Steuerleckagemenge wird in diesem Zustand nur durch die Größe der kleinen Drossel 16 bestimmt und läßt sich fast beliebig klein machen.Injection is initiated by opening the solenoid valve 7 (FIG. 3). The
Durch erneute Ansteuerung des Magnetventiles 7 (Fig.1) wird die mit einer nicht näher dargestellten Entlastungsleitung verbundene Ablaufdrossel 18 verschlossen. Über die Drossel 16 im Distanzplättchen 15 muß dann lediglich der Druck im kleinen Steuerraumvolumen aufgebaut werden, um Steuerkolben 4 und das Distanzplattchen 15 voneinander zu trennen. Das Nadelschließen der Düsennadel 2 erfolgt in üblicher Weise über die Befüllung des Steuerraumes 14 durch die Zulaufdrossel 5, wodurch über den Steuerkolben 4 und die Druckstange 8 die Düsennadel 2 auf ihren Nadelsitz gepreßt wird.By actuating the
In Figur 1 ist eine vereinfachte Ausführung des Kraftstoffeinspritzventiles gezeigt, während in Figur 2 und 3 zusätzlich ein mit dem Steuerkolben 4 zusammenwirkender Servoventilkolben 20 angeordnet ist, über den die zur Düsennadel 2 führende Zuführleitung 13 steuerbar ist. Auch bei dieser Ausführung ist das Distanzplättchen 15 verwendbar. Eine Strömungsverbindung von der Zuführleitung 13 zum Steuerraum 14 ist hier über Durchgangsbohrungen 21 und 22 im Servoventilkolben 20 und Steuerkolben 4 vorgesehen.A simplified embodiment of the fuel injection valve is shown in FIG. 1, while a
In Figur 2 befinden sich Ventilkugel 23 des Magnetventiles 7 und Servoventilkolben 20 in Schließlage und die Zulaufdrossel 5 des Steuerkolbens 4 ist vollständig offen, also nicht von dem Distanzplättchen 15 verschlossen. Dieser Zustand ändert sich, wenn das Magnetventil 7 öffnet und der Steuerkolben 4 sich an das Distanzplättchen 15 anlegt, das die Zulaufdrossel 5 verschließt, so daß nur eine unbedeutende Leckagemenge bzw. Steuermenge über die kleine Drossel 16 im Distanzplättchen 15 niederdruckseitig abfließen kann.In FIG. 2,
Claims (3)
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Steuerraum (14) ein mit dem Steuerkolben (4) zusammenwirkendes längsverschiebbares Distanzplättchen (15) mit einer magnetventilseitigen Ausnehmung und mit einer gegenüber der Zulauf- und Ablaufdrossel (5;18) durchmessermäßig kleineren und diese verbindenden Drossel (16) angeordnet ist.Accumulator injection system for a multi-cylinder internal combustion engine with direct injection fuel injection valves controlled by solenoid valves, with a supply line provided in each valve housing, which leads on the one hand to a spring-loaded nozzle needle and on the other hand is connected to a control chamber via a line arrangement acting as an inlet throttle, which is connected from one to the back of the nozzle needle in one Housing part of the valve housing guided and the line arrangement having control piston is limited, if necessary with a valve body interacting with the control piston and controlling the supply line leading to the nozzle needle, further with a solenoid valve controlling the pressure relief in the control chamber, by means of which a relief connection can be established via a discharge throttle to a relief line ,
characterized,
that in the control chamber (14) a longitudinally displaceable spacer plate (15) which interacts with the control piston (4) and has a recess on the solenoid valve side and with a smaller diameter and connecting throttle (16) than the inlet and outlet throttle (5; 18).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung durch eine in der magnetventilseitigen Anlagefläche des Distanzplättchens (15) diametral verlaufende Durchgangsrinne (19) gebildet ist, in die die zentral angeordnete Drossel (16) mündet.Accumulator injection system according to claim 1,
characterized,
that the recess is formed by a passage channel (19) running diametrically in the contact surface of the spacer plate (15) on the solenoid valve side, into which the centrally arranged throttle (16) opens.
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Distanzplättchen (15) bei geöffneter Stellung des Magnetventiles (7) der Steuerkolben (4) so abdichtend anliegt, daß eine gedrosselte Strömungsverbindung von der Zulaufdrossel (5) über die kleinere Drossel (16) zur Ablaufdrossel (18) vorliegt.Accumulator injection system according to claim 1 or 2,
characterized,
that the control piston (4) rests so sealingly on the spacer plate (15) when the solenoid valve (7) is open that there is a throttled flow connection from the inlet throttle (5) via the smaller throttle (16) to the outlet throttle (18).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
| AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A2 Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE |
|
| AX | Request for extension of the european patent |
Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI |
|
| K1C1 | Correction of patent application (title page) published |
Effective date: 19990512 |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN |
|
| 18W | Application withdrawn |
Withdrawal date: 19991020 |