(19) |
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(11) |
EP 0 032 171 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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28.12.1983 Patentblatt 1983/52 |
(22) |
Anmeldetag: 10.11.1980 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)3: F02M 59/26 |
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(54) |
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Dieselmotoren
Fuel-injection device for internal combustion engines, particularly diesel engines
Installation d'injection de combustible pour moteurs à combustion interne, notamment
pour moteurs Diesel
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT DE FR GB IT |
(30) |
Priorität: |
12.01.1980 DE 3000960
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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22.07.1981 Patentblatt 1981/29 |
(71) |
Anmelder: ROBERT BOSCH GMBH |
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70442 Stuttgart (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Eckert, Konrad, Dr., Dipl.-Ing.
D-7000 Stuttgart 30 (DE)
- Straubel, Max, Dr., Dipl.-Ing.
D-7000 Stuttgart 61 (DE)
- Vogel, Wilhelm, Dr., Dipl.-Ing.
D-7000 Stuttgart 50 (DE)
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(56) |
Entgegenhaltungen: :
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
STAND DER TECHNIK
[0001] Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem gattungsbildenden
Oberbegriff des Patentanspruch 1. Es ist bereits eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
dieser Bauart bekannt (US-A-3 486 493), bei der die Einspritzpumpe als Pumpe-Düse
ausgebildet ist und die Kraftstoffeinspritzmenge durch einen in eine Überströmleitung
eingesetzten hydraulisch angetriebenen Steuerschieber bestimmt wird. Dieser Steuerschieber
bestimmt die Kraftstoffeinspritzmenge und den wirksamen Förderhub der Einspritzpumpe
durch Sperrung des Rückflusses aus dem Pumpenarbeitsraum; und die Einspritzung ist
beendet, wenn dieser Steuerschieber die Überströmleitung öffnet und der Einspritzdruck
sich entlasten kann. Bei der bekannten Einrichtung ist der Steuerschieber vom Vorförderpumpendruck
beaufschlagt und wird durch Druckentlastung in seinem die Rückstellfeder enthaltenden
Federraum betätigt. Zur Einleitung des Einspritzbeginns steht somit nur die aus dem
Vorförderpumpendruck resultierende Betätigungsskraft abzüglich der Kraft der Rückstellfeder
zur Verfügung und zur Beendigung der Einspritzung nur die Kraft der Rückstellfeder,
da beide Stirnflächen des Steuerschiebers bei Spritzende unter gleichen Druck gesetzt
werden. Außerdem muß der den Steuerschieber betätigende Steuerdruck in beiden Wirkrichtungen
über die Steuerleitungen zwischen dem zentralen Steuergerät und den Pumpe-Düsen hin-
und hergefördert werden, wodurch sich lange Laufzeiten nicht vermeiden lassen. Dies
begrenzt die Einsatzmöglichkeit bei schneitaufenden'Motoren.
[0002] Desweiteren ist durch die US-A-3 465 737 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung der
gattungsgemäßen Bauart bekannt, bei der jedoch der Steuerschieber vom Steuerdruck
einer als Steuerpumpe dienenden separaten und zugleich mit der Pumpe-Düse angetriebenen
Einspritzpumpe betätigt wird. Zur Änderung des Spritzbeginns ist in den Antrieb der
Steuerpumpe ein bekannter Spritzversteller eingebaut, so daß der gesamte Aufwand für
die Einrichtung sehr groß ist. Ziel der Erfindung ist es, unter Ausschaltung mechanischer
Steuerungsteile für jede einzelne Einspritzpumpe bei geringem Bauaufwand eine kompakte
Einspritzeinrichtung zu erhalten, die den Steuerdruck selbsttätig erzeugt und bei
schnellaufenden Dieselmotoren vorteilhaft eingesetzt werden kann.
VORTEILE DER ERFINDUNG
[0003] Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruchs 1 wird ein genügend hoher Steuerdruck erzeugt, ohne
daß hierzu eine einen separaten Antrieb erfordernde zusätzliche Steuerpumpe benötigt
wird. Der als Differentialkolben ausgebildete Pumpkolben kann aus Fertigungsgründen
zweistückig oder auch einteilig ausgebildet sein. Aus der FR-A-1 185 828 ist allerdings
eine von einer Hilfspumpe gebildete Steuerkraftstoffquelle bekannt, die einen gleichachsig
zum Pumpkolben angeordneten, zugleich mit diesem angetriebenen und im Durchmesser
gegenüber diesem größeren sowie in eine entsprechend vergrößerte Hilfspumpkammer eintauchenden
Hilfspumpkolben enthält, und bei der der zur Betätigung des Steuerschiebers erforderliche.
Steuerdruck durch die den Abfluß des Steuerkraftstoffs in einer Niederdruckleitung
beherrschende Steuereinrichtung beeinflußbar ist. Bei dieser bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung
ist der vom Steuerkraftstoff des Hilfspumpkolbens betätigbare Steuerschieber ein wesentliches
Bauteil einer selbsttätigen hydraulischen Fördermengenregelung, bei der die einzuspritzende
Fördermenge und damit auch die eingehaltene Drehzahl durch eine will kürlich oder
von einem Fliehkraftregler veränderliche Drosselstelle steuerbar ist. Eine voneinander
unabhängige Steuerung sowohl des Förderbeginns als auch des Förderendes ist mit dieser
bekannten Einrichtung nicht erzielbar. Erst durch die Gesamtheit aller im Patentanspruch
1 enthaltener Merkmale sind sowohl der Förderbeginn als auch das Förderende zur Bestimmung
des optimalen Spritzzeitpunktes und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge in der erforderlichen
Genauigkeit steuerbar.
[0004] Durch die in den weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind konstruktive
Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzeinrichtung möglich.
So werden durch die gemäß Patentanspruch 2 in die Steuerleitung eingefügte Dämpfungsdrossel
und/oder Dämpfungsspeicher die in der Steuerleitung auftretenden Druckwellen in ihrer
Amplitude vermindert und in ihrer Wellenlänge vergrößert. Durch diese Maßnahme kann
eine unerwünschte starke Abhängigkeit der Einspritzmenge von der Nockenwellendrehzahl
des .Gesamtsystems verringert werden. Zwischen der Ventileinrichtung und den Druckräumen
der Steuerschieber auftretende Leitungsschwingungen werden durch entsprechend den
kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 3 in die Steuerleitung eingesetzte Rückschlagventile
vom Druckraum des Steuerschiebers abgekoppelt; und wenn die Steuerleitungen an eine
gemeinsame, von der Steuereinrichtung gesteuerte Sammelleitung angeschlossen sind,
werden durch die Rückschlagventile die Steuerleitungen der nicht betätigten Einspritzpumpen
von der gerade zur Steuerung der Einspritzung unter Druck gesetzten Steuerleitung
abgetrennt, um Rückwirkungen auf die Steuerschieber der nicht betätigten Einspritzpumpen
auszuschließen.
[0005] Eine vereinfachte Leitungsführung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 4 erreicht;
und durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 5 werden die bei Einspritzende
auftretenden Druckstöße von den Druckräumen der Steuerschieber ferngehalten bzw. so
stark gedämpft, daß keine Nachspritzer auslösende Druckstöße in den Druckräumen der
Steuerschieber auftreten können. Um einen unzulässig starken Druckanstieg in der Hilfspumpkammer
und Steuerleitung zu vermeiden, wird gemäß Patentanspruch 6 ein Überdruckventil in
einen die Hilfspumpkammer mit einer Rücklaufleitung verbindenden Leitungsabschnitt
eingesetzt. Dieses Überdruckventil tritt nur in Tätigkeit, wenn durch Fehler in der
Steuerung des Steuerschiebers ein oberhalb des üblichen Steuerdruckes liegender Druck
aufgebaut wird. Aus der DE-A-1 401 244 ist ein in einen von der Hilfspumpkammer zu
einer Rücklaufleitung führenden Leitungsabschnitt eingesetztes Rückschlagventil bekannt,
das hier jedoch nicht der Druckbegrenzung dient, sondern bei jedem Arbeitshub den
Zugang des Steuerkraftstoffs zum Steuerschieber freigibt und diesen zum Aufbau eines
sogenannten "flüssigen Anschlags" beim Rückhub des Hilfspumpkolbens sperrt. Durch
die Dämpfungsdrossel gemäß Patentanspruch 7 wird die Hubbewegung des Steuerschiebers
gedämpft, so daß Überschwingungen ausgeschlossen oder reduziert werden. Durch die
in die Niederdruckleitung gemäß Patentanspruch 8 eingesetzte Strömungsdrossel ist
bei allen nicht betätigten Einspritzpumpen in der jeweiligen Förderpause eine Durchspülung
der Hilfspumpkammer und des Pumpenarbeitsraum ermöglicht.
[0006] Durch die in Verbindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 geltenden kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 9 ist eine elektrische Steuerung des Spritzbeginns und
der Einspritzmenge durch eine einzige Magnetventilanordnung erreichbar; und durch
die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 10 sind Rückwirkungen der bei der
Steuerung einer Einspritzpumpe auftretenden Druckwellen auf die anderen zur Zeit nicht
tätigen Einspritzpumpen ausgeschlossen.
[0007] Extrem kurze Schaltzeiten werden mit zur Zeit zur Verfügung stehenden Magnetventilen
durch die Anordnung gemäß Patentanspruch 1
'1 erreicht.
[0008] In den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 12 und 13 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
mit einer zentralen, einen Drehverteiler aufweisenden Steuereinrichtung beansprucht,
bei der der lediglich zur Fördermengenänderung und Spritzbeginnänderung betätigbare
Zumeßschieber sich nicht mit dem Antrieb dreht und dadurch auf einfache Weise durch
bekannte elektrische und machanische Stellglieder betätigt werden kann. Der besondere
Vorteil dieser Anordnung besteht in der exakten Trennung zwischen den den Spritzbeginn
ändernden und den die Fördermenge steuernden mechanisch oder elektrisch betätigbaren
Stellgliedern und außerdem darin, daß der innerhalb der umlaufenden Steuerhülse schwimmende
Zumeßschieber mit sehr geringen Stellkräften praktisch reibungsfrei betätigt werden
kann, da er völlig druckausgeglichen innerhalb der Steuerhülse gelagert ist. Bei aus
dem Stand der Technik bekannten, ähnlich wirkenden Steuereinrichtungen, wie sie z.
B. in der DE-A-594 336 oder 920 881 beschrieben sind, muß bei der Betätigung der verstellbaren
Steuerhülse jeweils zuerst die vorhandene Ruhereibun
g überwunden werden. Eine solche ist bei der in den Patentansprüchen 12 und 13 beanspruchten
Steuereinrichtung wegen der dauernd umlaufenden Steuerhülse nicht vorhanden. Bei einer
ebenfalls umlaufenden Steuerhülse, wie sie aus der US-A-3 486 493 bekannt ist, ist
keine willkürliche Verstellung der den Förderbeginn festlegendenDrehlage der Steuerhülse
möglich.
[0009] Es sind noch zwei von der gleichen Anmelderin am gleichen Prioritätstag eingereichte
europäische Patentanmeldungen Nrn. 80 106 901.4 und 80 106 922.0 in der EP-A-0 032
168 bzw. EP
-A-0 032 172 veröffentlicht worden, in denen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen beschrieben
und beansprucht werden, bei denen der Förderbeginn und das Förderende .der Kraftstoffeinspritzung
durch jeweils einen dem entsprechenden Pumpkolben zugeordneten, hydraulisch von einer
Steuerkraftstoffquelle angetriebenen Steuerschieber gesteuert werden. Beim Gegegenstand
der EP-A-0 032 168 ist die Steuerkraftstoffquelle von einer, einen gegenüber dem Versorgungsdruck
der Einspritzpumpen um ein Mehrfaches erhöhten Steuerdruck erzeugenden Förderpumpe
und von einem ersten, den Steuerdruck begrenzenden Druckbegrenzungsventil gebildet,
dem ein zweites Druckbegrenzungsventil nachgeschaltet ist, welches den in den von
den Steuerleitungen getrennten Fülleitungen herrschenden Versorgungsdruck bestimmt.
Beim Gegenstand des vorliegenden Patents ist die Steuerkraftstoffquelle von der zugleich
mit dem Pumpkolben angetriebenen Hilfspumpe gebildet.
[0010] Die Patentanspüche der zwischenzeitlich mit der EP-A-0 032 172 veröffentlichten Patentanmeldung
Nr. 80 106 922.0 sind auf eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung gerichtet, bei der die
Steuereinrichtung für den Antrieb des Steuerschiebers aus einer für alle Einspritzpumpen
gemeinsamen, den Anfang und die Dauer der Druckbeaufschlagung der Druckräume der Steuerschieber
bestimmenden Magnetventilanordnung und aus einer von dieser getrennten Verteilereinrichtung
besteht. Die im vorliegenden Patent enthaltene, von der Hilfspumpe gebildete Steuerkraftstoffquelle
ist in der vorgenannten Patentanmeldung nicht beansprucht.
ZEICHNUNG
[0011] Vier Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung sind
in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine vereinfachte Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels mit zwei im
Querschnitt dargestellten, als Pumpe-Düsen ausgebildeten Einspritzpumpen, Figur 1
einen nur teilweise dargestellten Schnitt längs der Linie I-I in Figur 1, Figur 2
eine vereinfachte Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels mit nur einer Pumpe-Düse,
Figur 3 das dritte Ausführungsbeispiel mit gegenüber Figur 2 vereinfachter Leitungsführung,
Figur 4 das vierte Ausführungsbeispiel mit einer von einer Magnetventilanordnung gebildeten
Steuereinrichtung, Figur 4a ein Steuerdiagramm zu der in Figur 4 dargestellten Einrichtung
und Figur 5 einen vereinfachten Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform
der in den Figuren 1, 2 und 3 verwendbaren Steuereinrichtung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
[0012] Bei der in Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzeinrichtung sind mit 10 zwei
mechanisch angetriebene Pumpe-Düsen bezeichnet, die im wesentlichen aus einer von
einem Antriebsnocken 11 angetriebenen, als Kolbenpumpe ausgebildeten Einspritzpumpe
12 und einer mit dieser zusammengebauten, als nach außen öffnendes Einspritzventil
ausgebildeten Einspritzdüse 13 besteht. Der mit 14 bezeichnete Pumpkolben ist als
Differentialkolben ausgebildet, wobei der im Durchmesser kleinere Abschnitt 14a im
weiteren Text als Pumpkolben und ein im Durchmesser größerer Abschnitt 14b als Hilfskolben
bezeichnet wird. Der Hilfspumpkolben 14b ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
von einem im Durchmesser großeren Abschnitt des Pumpkolbens 14 gebildet, kann jedoch
auch aus einem separaten, zwischen Pumpkolben 14a und Antriebsnocken 11 eingefügten
und wie ein Antriebsstößel wirkenden Hilfspumpkolben bestehen.
[0013] Der Hilfspumpkolben 14b taucht bei seinem entgegen einer Stößelfeder 15 vom Antriebsnocken
11 erzeugten Druckhub mit einer von der Differenzfläche des Hilfspumpkolbens 14b und
Pumpkolbens 14a gebildeten wirksamen Arbeitsfläche 16 in eine gegenüber einer Zylinderbohrung
17 des Pumpkolbens 14a vergrößerte Hilfspumpkammer 18 ein und bildet somit eine als
Steuerkraftstoffquelle dienende Hilfspumpe 19.
[0014] Die Hilfspumpkammer 18 wird ebenso wie ein vom Pumpkolben 14a beaufschlagter Pumpenarbeitsraum
21 über Füllventile 22 bzw. 23 von einer von einer Förderpumpe 24 gespeisten Niederdruckleitung
25 her mit Kraftstoff gefüllt, der bei dem Druckhub des Hilfspumpkolbens 14b in eine
Steuerleitung 26 gefördert wird.
[0015] Jede der einzelnen zu den Pumpe-Düsen 10 führenden Steuerleitungen 26 mündet in eine
Steueröffnung 26a, bzw. 26b, 26c oder 26d einer mit einem umlaufenden Drehverteiler
27 ausgestatteten Steuereinrichtung 28. Diese vier Steueröffnungen 26a-d sind über
vier Steuerleitungen 26 mit den zugehörigen Pumpe-Düsen 10 eines VierzylinderDieselmotors
verbunden, von denen in Figur 1 nur zwei, in der Zündfolge an erster und dritter Stelle
betätigte Pumpe-Düsen 10 dargestellt sind. An jede Steuerleitung 26 ist ein Druckraum
29 eines Steuerschiebers 31 angeschlossen, der, wie weiter hinten näher erläutert,
vom Steuerdruck p
s in der Steuerleitung 26 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 32 in siner Achsrichtung
verschiebbar ist. Der Steuerschieber 31 arbeitet als Schieberventil und ist in eine
dauernd mit dem Pumpenarbeitsraum 21 verbundene und im dargestellten Ausführungsbeispiel
in die Steuerleitung 26 mündende Überströmleitung 33 eingesetzt. Bei der in der rechten
Bildhälfte dargestellten Pumpe-Düse 10 liegt der Steuerschieber 31 durch die Kraft
der Rückstellfeder 32 an einem zur Abgleichung der einzelnen Pumpe-Düsen 10 verstellbaren
Anschlag 34 an und hält die Überströmleitung 33 offen, so daß der Pumpenarbeitsraum
21 über die Überströmleitung 33 und die Steuerleitung 26 mit einem vom Förderpumpendruck
der Förderpumpe 24 beaufschlagten Ringraum 35 der Steuereinrichtung 28 verbunden ist.
Bei der in der linken Bildhälfte dargestellten ersten Pumpe-Düse 10 ist die Steueröffnung
26a der Steuerleitung 26 durch eine Steuerfläche 36 am Drehverteiler 27 (siehe dazu
auch Figur 1 a) verschlossen, und durch den bereits vom Antriebsnocken 11 eingeleiteten
Druckhub des Hilfspumpkolbens 14b hat sich der Steuerdruck p
s in der Steuerleitung 26 erhöht und den Steuerschieber, 31 entgegen der Kraft der
Rückstellfeder 32 vom Anschlag 34 weg verschoben und dabei die Überströmleitung 33
unterbrochen. Damit ist der Abfluß des Kraftstoffs aus dem Pumpenarbeitsraum 21 sowohl
durch das Füllventil 23 als auch durch den Steuerschieber 31 gesperrt, und beim weiteren
Druckhub des Pumpkolbens 14a wird der auf Einspritzdruck verdichtete Kraftstoff aus
dem Pumpenarbeitsraum 21 über die Einspritz düse 13 in den Motorzylinder eingespritzt.
Wie in Figur 1 durch entsprechende Pfeile angedeutet, kann der Drehverteiler 27 in
bekannter Weise zur Fördermengenänderung in Achsrichtung verschoben und zur Spritzbeginnänderung
relativ zum Antrieb verdreht werden.
[0016] Der Ringraum 35 der Steuereinrichtung 28 ist über einen Leitungsabschnitt 25a der
Niederdruckleitung 25 mit der Förderpumpe 24 verbunden, und an den gleichen Ringraum
35 ist ebenfalls eine mit einem Druckhalteventil 37 versehene Rücklaufleitung 38 angeschlossen,
über die überschüssiger Kraftstoff zu einem mit 39 bezeichneten Kraftstofftank zurückgeführt
wird. Das Druckhalteventil 37 hält in dem gesamten von der Förderpumpe 24 versorgten
System einen Förderdruck von z.B. etwa 5 bar aufrecht, der auch bei schnellaufenden
Motoren ein genügend schnelles Nachfüllen der einzelnen Leitungen erlaubt. Um eine
vor allem der Kühlung und Entlüftung der Pumpe-Düse dienende Durchspülung von Pumpenarbeitsraum
21 und Hilfspumpkammer 18 zu gewährleisten, ist zwischen einem die einzelnen Einspritzpumpen
12 direkt mit Kraftstoff von der Förderpumpe 24 versorgenden Leitungsabschnitt 25b
und dem bereits erwähnten, ausschließlich zur Steuereinrichtung 28 führenden Leitungsabschnitt
25a der Niederdruckleitung 25 eine Strömungsdrossel 41 eingesetzt. Dadurch herrscht
in dem Leitungsabschnitt 25b immer ein höherer Druck als in dem Leitungsabschnitt
25a, so daß von dem Leitungsabschnitt 25b und den an diesen angeschlossenen Pumpenarbeitsräumen
21 und Hilfspumpkammern 18 ein Druckgefälle zum Ringraum 35 der Steuereinrichtung
28 und damit bis zum Druckhalteventil 37 vorhanden ist, welches die Durchspülung der
genannten Räume außer in der Einspritzphase ermöglicht.
[0017] Um die Hubbewegung der Steuerschieber 31 zur Vermeidung einer Überschwingung zu dämpfen,
ist in jeder Verbindungsleitung 42 von einem die Rückstellfeder 32 enthaltenden Federraum
43 zu dem Leitungsabschnitt 25b der Niederdruckleitung 25 eine Dämpfungsdrossel 44
angeordnet. Dies er-gibt kurze Leitungen und eine hydraulische Unterstützung des von
der Rückstellfeder 32 bewirkten Rückhubs des Steuerschiebers 31. Bei Verlust dieser
Vorteile ist auch eine Verbindung vom Federraum 43 zur Rücklaufleitung 38 möglich,
die dann die Drossel 44 enthält (nicht eingezeichnet).
[0018] Falls die Leitungslängen der Steuerleitungen 26 es erfordern, kann auch in diese
an geeigneter Stelle zwischen den Druckräumen 29 und der Steuereinrichtung 28 ein
in Figur 1 strichpunktiert eingezeichnetes Rückschlagventil 45 eingesetzt werden,
das den Rückfluß des Steuerkraftstoffs von der Steuereinrichtung 28 zum jeweiligen
Druckraum 29 des Steuerschiebers 31 hin sperrt, wenn die Steuerleitung 26 durch die
Steuerfläche 36 am Drehverteiler 27 gesperrt ist. Dieses Ventil 45 läßt den Druckaufbau
in der gesamten Steuerleitung 26 zu, koppelt jedoch von der Steuerfläche 36 des Drehverteilers
27 her rücklaufende Steuerleitungsdruckwellen vom Druckraum 29 des Steuerschiebers
31 ab.
[0019] Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die einzelnen Pumpe-Düsen 10 direkt von
den über eine strichpunktiert angedeutete obenliegende Motornockenwelle 46 verbundenen
und angetriebenen Antriebsnocken 11 betätigt, wodurch der Zur Erzeugung hoher Einspritzdrücke
notwendige "steife Antrieb" gewährleistet ist. Selbstverständlich können die Pumpkolben
14 auch über an sich bekannte Kipphebel von den Antriebsnocken 11 her angetrieben
werden (nicht dargestellt). In vorteilhafter Weise ist auch der Drehverteiler 27 von
der gleichen Motornockenwelle 46 angetrieben, und eine räumlich günstige Anordnung
der gesamten Kraftstoffeinspritzeinrichtung ergibt sich dann, wenn, wie strichpunktiert
an der Förderpumpe 24 angedeutet, auch diese durch die Motornockenwelle 46 angetrieben
wird.
[0020] Bei den nachfolgend zu den Figuren 2 bis 4 beschriebenen weiteren Ausführungsbeispielen
sind gleiche bzw. gleichwirkende Teile gleich bezeichnet, baulich abgewandelte Teile
erhalten einen Indexstrich und neue Teile werden neu bezeichnet.
[0021] Bei dem in Figure 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist nur eine Pumpe-Düse
10' dargestellt, bei der der Pumpenarbeitsraum 21 der Einspritzpumpe 12 über eine
Druckleitung 51 mit einem Druckraum 52 einer nach innen öffnenden druckgesteuerten
Einspritzdüse 53 verbunden ist. Sein mit 31' bezeichneter Steuerschieber weist an
seinem dem Druckraum 29 abgewandten Ende Längskanäle 54 auf, durch die die vom Pumpenarbeitsraum
21 bzw. von der Druckleitung 51 abzweigende Überströmleitung 33 bei in der gezeichneten
Ausgangslage an seinem Anschlag 34 anliegendem Steuerschieber 31' durch den Federraum
43 hindurch und über eine Leitung 55 mit der Niederdruckleitung 25 verbunden ist.
An die Leitung 55 ist auch ein Federraum 56 der Einspritzdüse 53 angeschlossen, so
daß weitere, sonst notwendige Leckleitungen nicht notwendig sind.
[0022] In dem zwischen der Hilfspumpkammer 18 und dem Druckraum 29 befindlichen abschnitt
der Steuerleitung 26 sind zwei Dämpfungsdrosseln 57 und 58 mit zwischengeschaltetem
Dämpfungsspeicher 59 angeordnet. Dadurch sollen die in der Steuerleitung 26 auftretenden
Druckwellen in ihrer Amplitude vermindert und in ihrer Wellenlänge vergrößert werden,
und es wird eine unerwünschte Abhängigkeit der Einspritzmenge von der Drehzahl vermieden
oder zumindest verringert.
[0023] Anstelle der im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 verwendeten Füllventile 22 und 23
werden die Hilfspumpkammern 18 und der Pumpenarbeitsraum 21 bei dem in Figur 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel über von Ringnuten gebildete Vorhubsteueröffnungen 61 und 62 von
der Niederdruckleitung 25 het mit unter Förderpumpendruck stehendem Kraftstoff gefüllt,
solange der Pumpkolben 14 in seiner dargestellten unteren Totpunktlage steht. Der
Druckaufbau in der Steuerleitung 26 und im Pumpenarbeitsraum 21 beginnt erst, wenn
nach einem vorbestimmten Vorhub die jeweiligen Stirnkanten de Pumpkolbens 14 die Vorhubsteueröffnungen
61 und 62 abschließen. Durch Abstimmung der entsprechenden Abstände lassen sich hier
die günstigsten Verhältnisse für den Aufbau des Steuerdrucks p
s und des Einspritzdrucks herstellen.
[0024] Um den größtmöglichen Steuerdruck-p
s in der Steuerleitung 26 auf ein zulässiges Maß, z.B. 60 bar zu begrenzen, ist am
tiefsten Punkt der Hilkspumpkammer 18 ein ein Uberdruckventil 63 enthaltender Leitungsabschnitt
25c angeschlossen, der seinerseits mit der Niederdruckleitung 25 und letztlich über
diese mit der Rücklaufleitung verbunden ist.
[0025] Bei diesem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 werden durch die Verbindung der Überströmleitung
33 mit der Niederdruckleitung 25 die Absteuerdruckstöße aus dem Pumpenarbeitsraum
21 beim Ende der Einspritzung von der Steuerleitung 26 ferngehalten.
[0026] Bei dem dritten, noch stärker gegenüber Figure 2 vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiel
in Figur 3 ist die Überströmleitung 33 der hier mit 10" bezeichneten Pumpe-Düse wie
in Figur 1 an die Steuerleitung 26 angeschlossen. Zur Vermeidung von. Rückwirkungen
auf. den Druckraum 29 des Steuerschiebers 31 ist jedoch in einem zwischen einer Steuerstelle
71 des Steuerschiebers 31 und der Steuerleitung 26 angeordneten Abschnitt 33a der
Überströmleitung 33 eine Dämpfungsdrossel 72 ein als Volumenspeicher arbeitender Dämpfungsspeicher
73 angeordnet. Über die Leitung 55 sind auch hier die Federräume 43 und 56 des Steuerschiebers
31 und der Einspritzdüse 53 mit der Niederdruckleitung 25 verbunden und stehen somit
unter dem Förderpumpendruck der Förderpumpe 24 (siehe dazu Figur 1). In die Steuerleitung
26 sind zum gleichen Zweck wie in Figur 2 auch zwei Dämpfungsdrosseln 57 und 58 sowie
ein hier als Kolbenspeicher ausgebildeter Dämpfungsspeicher 74 eingefügt.
[0027] Bei dem in Figur 4 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel sind die Pumpe-Düsen
10 gleich aufgebaut wie die in Figur 1 zum ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen,
und auch der Steuerschieber 31 arbeitet in gleicher Weise. In diesem Ausführungsbeispiel
sind drei der über die Motornockenwelle 46 verbundenen Antriebsnocken 11 eingezeichnet,
und die für jede Pumpe-Düse 10 gleich langen Steuerleitungen 26 sind durch Rückschlagventile
81 gegenüber einer Sammelleitung 82 absperrbar, wenn durch eine aus zwei Magnetventilen
83 und 84 bestehende, als Steuereinrichtung dienende Magnetventilanordnung 85 die
Verbindung und damit der Rückfluß von der Sammelleitung 82 zu der unter dem Förderpumpendruck
der Förderpumpe 24 stehenden Niederdruckleitung 25 gesperrt ist. Um die Funktion besser
erläutert zu können, sind in diesem Ausführungsbeispiel die Antriebsnocken mit 11
a, 11 b und 11 c bezeichnet. Der Antriebsnocken 11 a hat den Pumpkolben 14 der ersten
Pumpe-Düse 10 bereits so weit bewegt, daß der Hilfspumpkolben 14b den aus der Hilfspumpkammer
18 verdrängten Kraftstoff in der Steuerleitung 26 und in der mit dieser verbundenen
Sammelleitung 82 auf den Steuerdruck p
s erhöht und den Steuerschieber 31 in die gezeichnete, die Überströmleitung 33 sperrende
Stellung verschoben hat. Durch die Rückschlagventile 81 sind die von den Magnetventilen
83 und 84 rückprallenden Durckwellen von der gerade unter Druck gesetzten Steuerleitung
26 abkoppelbar, Zugleich sind auch die gerade nicht unter Steuerdruck stehenden Steuerleitungen
26 der beiden von den Antriebsnocken 11 b und 11 c antreibbaren und in ihrer unteren
Totpunktlage stehenden Pumpe-Düsen 10 durch die zugehörigen Rückschlagventile 81 von
der durch die eine betätigte Pumpe-Düse 10 unter Druck gesetzten Sammelleitung 82
abgetrennt. Die Magnetventilanordnung 85 besteht, wie aus der vereinfachten Darstellung
in Figure 4 zu entnehmen ist, aus zwei parallel geschalteten Magnetventilen 83 und
84, durch die durch entsprechende Überschneidung der Steuersignale extrem kurze, mit
einem einzigen Magnetventil nicht erzielbare Steuerzeiten erreichbar sind. Die Wirkungsweise
dieser beiden in Figur 4 in ihrer Schließstellung gezeichneten Magnetventile 83 und
84 ist aus dem in Figur 4a dargestellten Diagramm zu entnehmen.
[0028] Auf der Ordinate des in Figur 4a dargestellten Diagramms sind die mit "zu" bezeichnete
Schließstellung und die mit "auf" bezeichnete Offenstellung beider Magnetventile über
der in der Abszisse aufgetragene Zeit t mittels zweier geringfügig zueinander in der
Höhe versetzt gezeichneter Kurven a und b aufgetragen. Der voll ausgezogene Kurvenzug
a ist für das erste Magnetventil 83 und der gestrichelt eingezeichnete Kurvenzug b
für das zweite Magnetventil 84 eingetragen. Wie aus dem gestrichelten Kurvenzug b
zu entnehmen ist, ist bei t, das zweite Magnetventil 84 bereits geschlossen, wenn
in t
2 die durch t
E gekennzeichnete Einspritzung durch Umschalten des ersten Magnetventils 83 von seiner
Offen- in seine Schließstellung, d.h. in Figur 4a von "auf" nach "zu", eingeleitet
wird. Die Einspritzung ist dann beendet, wenn im Zeitpunkt t
3 das zweite Magnetventil 84 öffnet und entsprechend Figur 4a von "zu" nach "auf" umschaltet.
Kurz danach kann auch bei t
4 das erste Magnetventil 83 in seine Offenstellung umschalten, so daß vor Beginn der
zu den Zeitpunkten t, und t
2 stattfindenden Schließbewegungen beider Magnetventile 84 und 83 beide Magnetventile
offen und die Steuerleitungen 26 zur Niederdruckleitung 25 entlastet sind. Durch die
zu Figur 4a beschriebene sogenannte "Gegentaktschaltung" zweier Magnetventile können
auch für extrem kurze, d.h. bis auf Null verkürzte Schaltzeiten handesübliche druckausgeglichene
Magnetventile mit einer systembedingten Mindestumschaltdauer verwendet werden. Die
allein durch den Hub des Ventilgliedes bedingten Schaltzeiten sind durch die Schräglage
der entsprechenden Kurventeile angedeutet und ein schnelles und genaues Arbeiten beider
Ventile 83 und 84 wird erreicht, wenn das erste Magnetventil 83 bei seiner die Einspritzung
einleitenden Schließbewegung und das zweite Magnetventil 84 bei seiner das Spritzende
steuernden Öffnungsbewegung erregt wird.
[0029] In Figur 5 ist eine Ausführungsvariante zu der in den Figuren 1, 2 und 3 verwendeten
mechanischen Steuereinrichtung 28 dargestellt. Die in Figur 5 mit 28' bezeichnete
Steuereinrichtung enthält in einem festehenden Gehäuse 91 eine als umlaufender Drehverteiler
dienende Steuerhülse 92, die von einer strichpunktiert angedeuteten synchron zur Motornockenwelle
46 umlaufenden Welle oder, wie beim Ausführungsbeispiel angenommen, direkt von der
Motornockenwelle 46 über eine spielfreie Kupplung, vorzugsweise eine Membrankupplung,
angetrieben wird, die in Figur 5 jedoch zur Vereinfachung der Zeichnung als eine um
45° versetzt gezeichnete Klauenkupplung 93 dargestellt ist. Die Steuerhülse 92 nimmt
in einer zentrischen Längsbohrung 94 einen zur Fördermengenänderung längs verschiebbaren
und zur Spritzbeginnänderung verdrehbaren aber ansonsten stillstehenden Zumeßschieber
95 auf, der mit der hier mit 36' bezeichneten Steuerfläche versehen ist. Die konzentrisch
um den Zumeßschieber angeordnete Steuerhülse 92 ist entsprechend der Anzahl der mit
dem Gehäuse 91 verbundenen Steuerleitungen 26 mit je einer in einer zur Längsachse
der Steuerhülse 92 senkrechten Ebene liegenden als Radialbohrung ausgeführten Steueröffnung
96a und 96b, 96c und 96d versehen, von denen die Steueröffnungen 96b und 96d in der
Schnittebene liegen. Die oberhalb der Schnittebene liegende Steueröffnung 96a ist
strichpunktiert angedeutet, die unterhalb der Schnittebene der Steueröffnung 96a gegenüberliegende
Steueröffnung 96c ist nicht dargestellt, und deshalb bei 96a in Klammern gesetzt.
Jede der Steueröffnungen 96a-d ist über zum jeweiligen Ende der Steuerhülse 92 hin
verschlossene Axialbohrungen 97a-d mit je einer axial zu der anderen versetzt angeordneten
Ringnut 98a, 98b, 98c bzw. 98d am Umfang der Steuerhülse 92 verbunden, und jede Ringnut
ist ihrerseits wieder über die Steueröffnungen 26a-d im Gehäuse 91 mit einer der Steuerleitungen
26 verbunden. Von den Axialbohrungen sind nur die mit 97b und 97d bezeichneten Axialbohrungen
in der Teilungsebene dargestellt, die unterhalb der Teilungsebene liegende Axialbohrung
97c ist gestrichelt und die oberhalb der Teilungsebene liegende Axialbohrung 97a nur
teilweise strichpunktiert angedeutet. Die zur Fördermengenänderung erforderliche Längsverschiebung
des Zumeßschiebers 95 erfolgt über einen Hebel 99, die zur Spritzbeginnänderung erforderliche
Drehbewegung über einen Hebel 101. Beide Hebel können über bekannte mechanische oder
elektromechanische Regler oder Spritzversteller betätigt werden, ebenso können hydraulische
bzw. elektrohydraulische Stellglieder an diesen Hebeln 99 und 101 angreifen.
[0030] Die als Ausführungsbeispiele beschriebenen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen sind
ausschließlich mit Pumpe-Düsen versehen, weil mit diesen die Vorteile der erfindungsgemäßen
hydraulischen Steuerung am besten zur Geltung kommen. Das Erfindungsprinzip kann aber
auch auf Einzelpumpen und auf zu Reihenpumpen zusammengefügte Einspritzpumpen angewendet
werden.
1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Dieselmotoren,
mit pro Arbeitszylinder je einem mechanisch angetriebenen Pumpkolben (14) einer -
vorzugsweise mit der Einspritzdüse zu einer Pumpe-Düse (10) vereinigten - νon einer
Förderpumpe (24) mit Kraftstoff versorgten Einspritzpumpe (12), mit je einem vom Steuerdruck
einer Steuerkraftstoffquelle (19) entgegen mindestens der Kraft einer Rückstellfeder
(32) betätigbaren Steuerschieber (31), der in eine dauernd mit dem Pumpenarbeitsraum
(21) verbundene Überströmleitung (33) eingesetzt ist und diese Leitung zur Einleitung
des Einspritzbeginns verschließt und zur Beendigung der Einspritzung wieder öffnet,
und mit einer für alle Einspritzpumpen (12) gemeinsamen Steuereinrichtung (28), durch
die der Steuerdruck über-Steuerleitungen (26) auf die Druckräume (29) der Steuerschieber
(31) aufschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkraftstoffquelle von
einer Hilfspumpe (19) gebildet ist, die Hilfspumpe (19) einen gleichachsig zum Pumpkolben
(14a) angeordneten, zugleich mit diesem angetriebenen und im Durchmesser gegenüber
diesem größeren sowie in eine entsprechend vergrößerte Hilfspumpkammer (18) eintauchenden
Hilfspumpkolben (14b) enthält, und der zur Betätigung des Steuerschiebers (31., 31')
erforderliche Steuerdruck (ps) beim Druckhub von Pumpkolben (14a) und Hilfspumpkolben (14b) durch die den Abfluß
des Steuerkraftstoffs in eine Niederdruckleitung (25) beherrschende Steuereinrichtung
(28, 28', 85) beeinflußbar ist, und daß bei jedem Druckhub des Hilfspumpkolbens (14b)
der Steuerdruck (ps) des in den Druckraum (29) des zugehörigen Steuerschiebers (31, 31') geförderten
Steuerkraftstoffs durch die Steuereinrichtung (28, 28', 85) wechselweise zur Steuerung
der den Einspritzbeginn auslösenden Schließstellung des Steuerschiebers (31, 31')
aufgebaut und für den das Förderende bestimmenden Rückhub des Steuerschiebers (31,
31') zur Niederdruckleitung (25, 38) hin entlastet wird.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in
der den Druckraum (29) des Steuerschiebers (31, 31') mit dem Steuerdruck (ps) der Hilfspumpe (19) versorgenden Steuerleitung (26) mindestens eine Dämpfungsdrossel
(57, 58) und/oder ein Dämpfungsspeicher (59) eingefügt ist (Figuren 2 und 3).
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder der die Druckräume (29) der Steuerschieber (31) mit der Steuereinrichtung
(28, 85) verbindenden Steuerleitungen (26) ein den Rückfluß des Steuerkraftstoffs
von der Steuereinrichtung (28) zum jeweiligen Druckraum (29) des Steuerschiebers (31)
hin sperrendes Rückschlagventil (45, 81) eingesetzt ist (Figuren 1 und 4).
4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß durch die vom Steuerschieber (31) gesteuerte Überströmleitung (33) der Pumpenarbeitsraum
(21) mit der Steuerleitung(26) verbindbar ist (Figuren 1, 3 und 4).
5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in
einem zwischen einer Steuerstelle (71) des Steuerschiebers (31) und der Steuerleitung
(26) angeordneten Abschnitt (33a) der Überströmleitung (33) eine Dämpfungsdrossel
(72) und/oder ein Dämpfungsspeicher (73) angeordnet ist (Figur 3).
6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hilfspumpkammer (18) über einen ein Überdruckventil (63) enthaltenden Leitungsabschnitt
(25c) ―- und vorzugsweise über die Niederdruckleitung (25) - mit einer Rücklaufleitung
verbindbar ist (Figur 2).
7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Verbindungsleitung (42) zwischen einem die Rückstellfeder (32) enthaltenden
und von der Steuer- und der Überströmleitung (26 und 33) getrennten Federraum (43)
des Steuerschiebers (31) und der Niederdruckleitung (25) eine Dämpfungsdrossel (44)
angeordnet ist (Figuren 1 und 4).
8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer von
der Förderpumpe (24) gespeisten und mit der Steuereinrichtung (28) verbundenen Niederdruckleitung
(25), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem die Einspritzpumpen (12) direkt mit
Kraftstoff von der Förderpumpe (24) versorgenden Leitungsabschnitt (25b) und einem
anderen ausschließlich mit der Steuereinrichtung (28) verbundenen Leitungsabschnitt
(25a) der Niederdruckleitung (25) eine Strömungsdrossel (41) eingesetzt ist (Figur
1).
9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8 in Verbindung mit
Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung als eine den Spritzbeginn
und die Spritzdauer bestimmende Magnetventilanordnung (85) ausgebildet ist (Figur
4).
10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Magnetventilanordnung (85) in die Verbindung der Niederdruckleitung (25) mit einer
Sammelleitung (82) eingesetzt ist, an welche die über je eines der Rückschlagventile
(81) abkoppelbaren - vorzugsweise untereinander gleich langen - Steuerleitungen (26)
der einzelnen Einspritzpumpen (12) angeschlossen sind (Figur 4).
11. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Magnetventilanordnung (85) aus zwei parallel geschalteten Magnetventilen (83 und 84)
besteht, von denen das erste, vor dem Einspritzbeginn offene Magnetventil (83) durch
seine Schließbewegung den Rückfluß des Kraftstoffs aus der Samelleitung (82) in die
Niederdruckleitung (25) bei bereits vor Einspritzbeginn geschlossenem zweitem Magnetventil
(84) zur Einleitung der Einspritzung sperrt, und von denen das zweite Magnetventil
(84) durch seine Öffnungsbewegung bei noch geschlossenem erstem Magnetventil (83)
das Spritzende steuert (Figur 4).
12. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einer zentralen
einen Drehverteiler (92) aufweisenden Steuereinrichtung (28'), deren Drehverteiler
(92) synchron zu den Einspritzpumpen (12) angetrieben ist und zur Steuerung des den
Steuerschieber (31) betätigenden Steuerdrucks im Zusammenwirken mit einer Steuerfläche
(36') nacheinander die Verbindung von den einzelnen Steuerleitungen (26) zu einer
Niederdruckleitung (25) sperrt oder öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende
Drehverteiler der Steuereinrichtung (28') von einer konzentrisch um einen mit der
Steuerfläche (36') versehenen Zumeßschieber (95) angeordneten Steuerhülse (92) gebildet
ist, und daß der ansonsten stillstehende Zumeßschieber (95) zur Fördermengenänderung
längsverschiebbar und zur Spritzbeginnänderung verdrehbar in der Steuerhülse (92)
gelagert ist (Figur 5).
13. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuerhülse (92) pro Steuerleitung (26) mit je einer in einer zu ihrer Längsachse
senkrechten Ebene liegenden, vorzugsweise als Radialbohrung ausgeführten Steueröffnung
(96a-d) versehen ist, und daß jede der Steueröffnungen (96a-d) mit je einer axial
zu den anderen versetzt angeordneten Ringnut (98a-d) am Umfang der Steuerhülse (92)
und jede Ringnut (98a-d) mit einer der Steuerleitung (26) verbunden ist (Figur 5).
1. Installation d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, notamment
pour moteurs Diesel, comportant pour chaque cylindre du moteur, un piston de pompe
(14), entraîné mécaniquement, d'une pompe d'injection (12) - de préférence réunie
à la buse d'injection pour constituer un gicleur de pompe (10) - alimentée en carburant
à partir d'une pompe de refoulement (24), avec respectivement un tiroir de commande
(31) susceptible d'être actionné contre au moins l'action d'un ressort de rappel (32)
par la pression de commande d'une source de carburant de commande (19), ce tiroir
de commande étant installé sur une canalisation de trop plein (33) reliée en permanence
avec la chambre de travail (21) de la pompe, et fermant cette canalisation pour mettre
en route un début d'injection, puis l'ouvrant à nouveau pour terminer l'injection,
l'installation comportant pour toutes les pompes d'injection (12) un dispositif de
commande commun (28) grâce auquel la pression de commande est susceptible d'être appliquée
par l'intermédiaire de canalisations de commande (26) aux chambres de pression (29)
des tiroirs de commande (31), installation caractérisée en ce que la source de carburant
de commande est constituée par une pompe auxiliaire (19), cette pompe auxiliaire (19)
comportant un piston de pompe auxiliaire (14b) disposé coaxialement par rapport au
piston (14a) de la pompe, en étant entraîné en même temps que celui-ci, ayant un diamètre
plus grand que celui-ci, et pénétrant dans une chambre de pompe auxiliaire (18) de
dimension accrue en conséquence, tandis que la pression de commande (Ps) nécessaire pour actionner le tiroir de commande (;31, ;31') lors de la course de
refoulement du piston (14a) de la pompe et du piston (14b) de la pompe auxiliaire,
est susceptible d'être influencée par un dispositif de commande (28, 28', 85) régissant
l'évacuation du carburant de commande dans une canalisation basse pression (25), cependant
que pour chaque course de refoulement du piston (14b) de la pompe auxiliaire, la pression
de commande (Ps) du carburant de commande refoulée dans la chambre de pression (29) du tiroir de
commande associé (31, 31') est alternativement établie pour commander la position
de fermeture, déclenchant le début de l'injection, du tiroir de commande (31, 31'),
et évacuée vers la canalisation basse pression (25, 38) pour la course en retour,
déterminant la fin du refoulement, du tiroir de commande (31, 31').
2. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en
ce que, au moins un étranglement d'amortissement (55, 58) et/ou un accumulateur d'amortissement
(59) est inséré sur la canalisation de commande (26) alimentant la chambre de pression
(29) du tiroir de commande (31, 31') avec la pression de commande (Ps) de la pompe auxiliaire (19), (figures 2 et 3).
3. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée
en ce que, sur chacune des canalisations de commande (26) reliant les chambres de
pression (29) des tiroirs de commande (31) avec le dispositif de commande (28, 85),
est installée une soupape de retenue (45, 81 ) fermant l'écoulement en retour du carburant
de commande, depuis le dispositif de commande (28) vers la chambre de pression considérée
(29) du tiroir de commande (31 (figures 1 et 4).
4. Installation d'injection de carburant selon l'une.des revendications 1 à 3, caractérisée
en ce que la chambre de travail (21) de la pompe est susceptible d'être reliée à la
canalisation de commande (26) par la canalisation de trop plein (33) commandée par
le tiroir de commande (31) (figures 1, 3 et 4).
5. Installation d'injection selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'un étranglement
d'amortissement (72) et/ou un accumulateur d'amortissement (73) sont disposés sur
un tronçon (33a) de la canalisation de trop plein (33) situés entre un emplacement
de commande (71) du tiroir de commande (31) et la canalisation de commande (26) (figure
3).
6. Installation d'injection de carburant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée
en ce que la chambre (18) de la pompe auxiliaire est susceptible d'être reliée à une
canalisation de retour par l'intermédiaire d'un tronçon de canalisation (25c), de
préférence de la canalisation basse pression (25) comportant une soupape de surpression
(63) (figure 2).
7. Installation d'injection de carburant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée
en ce qu'un étranglement d'amortissement (44) est disposé sur une canalisation de
liaison (42) entre une chambre de ressort (43) du tiroir de commande (31), contenant
le ressort de réglage de rappel (32) et séparée de la canalisation de commande et
de la canalisation de trop plein (26 et 33) et la canalisation basse pression (25)
(figures 1 et 4).
8. Installation d'injection de carburant selon l'une des revendications 1 à 7, avec
une canalisation basse pression (25), alimentée par la pompe de refoulement (24) et
reliée au dispositif de commande (28), installation caractérisé en ce qu'un étranglement
de l'écoulement (41) est installé entre un tronçon de canalisation (25b) alimentant
les pompes d'injection (12) directement avec du carburant en provenance de la pompe
de refoulement (24) et un autre tronçon de canalisation (25a)'de la canalisation basse
pression (25) exclusivement relié au dispositif de commande (28) (figure 1).
9. Installation d'injection de carburant selon l'une des revendications 4 à 8 en combinaison
avec la revendication 3, installation caractérisée en ce que le dispositif de commande
revêt la forme d'un dispositif de soupape magnétique (85) déterminant le début de
l'injection et la durée de l'injection (figure 4).
10. Installation d'injection de carburant selon la revendication 9, caractérisée en
ce que le dispositif de soupape magnétique (85) est installé sur la liaison de la
canalisation basse pression (25) avec une canalisation collectrice (82) à laquelle
sont raccordées les canalisations de commande (26) des pompes d'injection individuelles
(12), canalisations de commande qui sont, de préférence, de la même longueur, et dont
chacune est susceptible d'être découplée par l'intermédiaire de l'une des soupapes
de retenue (81) (figure 4).
11. Installation d'injection de carburant selon la revendication 10, caractérisée
en ce que le dispositif de soupape magnétique (85) est constitué de deux soupapes
magnétiques (83 et 84) branchées en parallèle, la première (83) de ces soupapes magnétiques,
ouverte avant le début de l'injection, interrompant par son mouvement de fermeture,
pour la mise en route de l'injection, l'écoulement en retour du carburant à partir
de la canalisation collectrice (82) dans la canalisation basse pression (25), alors
que la seconde soupape magnétique (84) est déjà fermée avant le début de l'injection,
tandis que cette seconde soupape magnétique (84) commande par son mouvement d'ouverture,
alors que la première soupape magnétique (83) est encore fermée, la fin de l'injection
(figure 4).
12. Installation d'injection de carburant selon l'une des revendications 1 à 8, avec
un dispositif central de commande (28) comportant un répartiteur tournant (92), ce
répartiteur tournant (92) étant entraîné en synchronisme avec les pompes d'injection
(12) et, pour commander la pression de commande actionnant le tiroir de commande (31),
ouvrant ou bien fermant en coopération avec une surface de commande (36') successivement,
l'une après l'autre, la liaison des canalisations individuelles de commande (26) à
une canalisation basse pression (25), installation caractérisée en ce que le répartiteur
tournant du dispositif de commande (28) est constitué d'une douille de commande (92)
disposée concentriquement autour d'un tiroir de dosage (95) muni de la surface de
commande (36'), et que ce tiroir de dosage (95) par ailleurs fixe, est monté dans
la douille de commande (92) de façon à pouvoir se déplacer longitudinalement pour
modifier la quantité refoulée et à pouvoir se déplacer en rotation pour modifier le
début de l'injection (figure 5).
13. Installation d'injection de carburant selon la revendication 12, caractérisée
en ce que la douille de commande (92) est munie pour chaque canalisation de commande
(26) d'un orifice de commande (96a à 96d) se situant dans un plan perpendiculaire
à son axe longitudinal et réalisés de préférence sous la forme d'un perçage radial,
chacun de ces orifices de commande (96a à 96d) étant relié à une rainure annulaire
(98a à 98d) décalée axialement par rapport aux autres à la périphérie de la douille
de commande (92), et chacune de ces rainures annulaires (98a à 98d) étant reliée à
l'une des canalisations de commande (26) (figure 5).
1. A fuel injection installation for combustion engines, particularly for diesel engines,
comprising, for each working cylinder, a mechanically driven pump piston (14) of an
injection pump (12) - preferably combined with an injection nozzle to form a pump-nozzle
(10) - supplied with fuel by a delivery pump (24), a respective valve spool actuable
by the control pressure from a control fuel source (19) at least against the force
of a return spring (32) and which is inserted in an overflow line (33) permanently
connected to the pump working chamber (21 closing the said line during the initiation
of the start of the injection and opening the line once again for terminating the
injection, and comprising a control device (28) common to all the injection pumps
(12) through which the control pressure can be applied selectively to the pressure
chambers (29) of the spool valves (31 characterised in that, the source of control
fuel is formed by an auxiliary pump (19), the auxiliary pump (19) includes an auxiliary
pump piston (14b) arranged coaxially with respect to the pump piston (14a), driven
together therewith and greater in diameter with respect thereto as well as penetrating
into a correspondingly enlarged auxiliary pump chamber (18), and the control pressure
(ps) necessary for the actuation of the valve spool (31, 31') can be influenced during
the pressure stroke of the pump piston (14a) and the auxiliary pump piston (14b) by
the control device (28, 28', 85) producing the discharge of the control fuel into
a low pressure line (25), and that during each pressure stroke of the auxiliary pump
piston (14b) the control pressure (ps) of the control fuel delivered into the pressure chamber (29) of the associated valve
spool (31, 31') is built up selectively by the control device (28, 28', 85) for controlling
the closing position of the valve spool (31, 31') initiating the start of the injection
and is relieved to the low pressure line (25, 38) for the return stroke of the valve
spool (31, 3 T) determining the end of delivery.
2. A fuel injection installation according to claim 1, characterised in that, at least
one damping throttle (57, 58) and/or one damping store (59) is inserted in the control
line (26) supplying the pressure chamber (29) of the valve spool (31, 31') with the
control pressure (ps) from the auxiliary pump (19) (Figures 2 and 3).
3. A fuel injection installation according to claim 1 or 2, characterised in that,
a non-return valve (45, 81) preventing the return flow of the control fuel from the
control device (28) to the respective pressure chamber (29) of the valve spool (31)
is inserted in each of the control lines (26) connecting the pressure chambers (29)
of the valve spools (31) to the control device (28, 85) (Figures 1 and 4).
4. A fuel injection installation according to one of claims 1 to 3, characterised
in that, the pump working chamber (21) can be connected to the control line (26) through
the overflow line (33) controlled by the valve spool (31) (Figures 1, 3 and 4).
5. A fuel injection installation according to claim 4, characterised in that, a damping
throttle (72) and/or a damping store (73) is arranged in a section (33a) of the overflow
line (33) arranged between a control location (71) of the valve spool (31) and the
control line (26).
6. A fuel injection installation according to one of claims 1 to 5, characterised
in that, the auxiliary pump chamber (18) can be connected to a return line by a line
section (25c) including an over pressure valve (63) - and preferably through the low
pressure line (25) (Figure 2).
7. A fuel injection installation according to one of claims 1 to 6, characterised
in that, a damping throttle (44) is arranged in a connecting line (42) between a spring
chamber (43) of the valve spool (31) containing the return spring (32) and separated
from the control and overflow line (26 and 33) and the low pressure line (25) (Figures
1 and 4).
8. A fuel injection installation according to one of claims 1 to 7, comprising a low
pressure line (25) supplied by the delivery pump (24) and connected to the control
device (28), characterised in that, a flow throttle (41) is inserted between a line
section (25b) supplying the injection pump (12) directly with fuel from the delivery
pump (24) and another line section (25a) of the low pressure line (25) connected exclusively
to the control device (28) (Figure 1).
9. A fuel injection installation according to one of claims 4 to 8 in association
with claim 3, characterised in that, the control device is formed as a magnetic valve
arrangement (85) determining the start of injection and the injection period (Figure
4).
10. A fuel injection installation according to claim 9, characterised in that, the
magnetic valve arrangement (85) is inserted in the connection of the low pressure
line (25) with a common line (82) to which the disconnectible control lines (26) -
preferably of equal length to one another - of the individual injection pumps (12)
are connected through a respective one of the non-return valves (81) (Figure 4).
11. A fuel injection installation according to claim 10, characterised in that, the
magnetic valve arrangement (85) consists of two magnetic valves (83 and 84) connected
in parallel, the first magnetic valve (83) of which, open before the start of the
injection, prevents, by its closing movement, the return flow of the fuel out of the
common line (82) into the lower pressure line (25) for initiating the injection with
the second magnetic valve (84) still closed before the start of the injection, and
the second magnetic valve (84) of which controls, by its opening movement, the end
of the injection with the first magnetic valve (83) still closed (Figure 4).
12. A fuel injection installation according to one of claims 1 to 8, comprising a
central control device (28') provided with a rotary distributor (92) which is driven
synchronously with the injection pumps (12) successively blocks or opens, in co-operation
with a control surface (36'), the connection from the individual control lines (26)
to a low pressure line (25) for controlling the control pressure actuating the valve
spools (31 characterised in that, the rotating rotary distributor of the control device
(28') is formed by a control sleeve (92) arranged concentrically around a metering
disc (95) provided with the control surface (36'), and that the otherwise stationary
metering disc (95) is longitudinally displaceably mounted in the control sleeve (92)
for varying the delivery rate and is rotatably mounted in the control sleeve (92)
for varying the start of the injection (Figure 5).
13. A fuel injection installation according to claim 12, characterised in that, for
each control line (26), the control sleeve (92) is provided with a respective control
opening (96a-d) preferably in the form of a radial bore, lying in a plane perpendicular
to the longitudinal axis of the sleeve, and that each of the control openings (96a-d)
is connected to a respective annular groove (98a-d) staggered with respect to the
others arranged at the periphery of the control sleeve (92) and each annular groove
(98a-d) is connected to one of the control lines (26) (Figure 5).