DE19935211A1

DE19935211A1 - Hydraulic fuel injection initiation adjuster for IC engines has hydraulic line to tappet containing hydraulic fluid pressure intensifier for tappet adjustment

Info

Publication number: DE19935211A1
Application number: DE1999135211
Authority: DE
Inventors: Hans Houben
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2001-02-01

Abstract

The engine has a fuel injection system with a pump element with hydraulically length-adjustable tappet. The hydraulic pipe leading to the tappet contains a pressure intensifier, to increase the hydraulic fluid pressure for tappet adjustment. The intensifier has a stepped piston (11), a magnetic valve (2), a pressure accumulator (9), and two back pressure valves (8a,b). Engine oil is used as hydraulic fluid.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelge häuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumin dest ein einen Kolben tragendes Pleuel angelenkt ist, wobei der Kol ben in einem von einem Zylinderkopf unter Bildung eines Brennraums abgedeckten Zylinder bewegbar ist und dem Brennraum von einem Einspritzsystem Kraftstoff zuführbar ist, wobei das Einspritzsystem zumindest ein Pumpenelement mit einem hydraulisch längenverstell baren Stößel, eine Einspritzleitung und ein Einspritzventil aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Brennkraftmaschine.The invention relates to an internal combustion engine with a crank housing in which a crankshaft is rotatably mounted on the at at least one connecting rod carrying a piston is articulated, the piston ben in one of a cylinder head to form a combustion chamber covered cylinder is movable and the combustion chamber of one Injection system fuel can be supplied, the injection system at least one pump element with a hydraulic length adjustment ble plunger, an injection line and an injection valve. The invention further relates to a method for operating a such an internal combustion engine.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der US-PS 2,997,994 be kannt. Diese Brennkraftmaschine weist eine Förderbeginn-Verstell einrichtung auf, die im wesentlichen aus einem längenverstellbaren Stößel sowie einer Hochdruckpumpe zum Zuführen von Hydraulikfluid in den Stößelraum aufweist. Um die Förderbeginnverstellung steuern zu können, ist es erforderlich, entweder die Hochdruckpumpe be darfsweise ein- oder auszuschalten oder aber bei einer dauernd ein geschalteten Hochdruckförderpumpe in die Hochdruckleitung zu dem Stößelraum ein Steuerventil einzuschalten. Ist dieses Steuerventil in die Absteuerstellung geschaltet, wird das Hydraulikfluid ungenutzt abgeleitet. Such an internal combustion engine is from US Pat. No. 2,997,994 knows. This internal combustion engine has a delivery start adjustment device that essentially consists of an adjustable length Ram and a high pressure pump for supplying hydraulic fluid has in the plunger space. To control the start of funding adjustment To be able to, it is necessary to be either the high pressure pump May be switched on or off or permanently on switched high pressure feed pump into the high pressure line to the Pusher chamber to switch on a control valve. Is this control valve in the control position is switched, the hydraulic fluid is not used derived.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Förderbeginn-Ver steller für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, der einen einfa chen Aufbau aufweist und bei Nichtgebrauch eine Verlustleistung vermeidet. Weiterhin soll ein entsprechendes Verfahren zum Betrei ben einer solchen Brennkraftmaschine angegeben werden.The invention has for its object a Ver start of funding Provide actuator for an internal combustion engine, which a simple Chen structure and dissipation when not in use avoids. Furthermore, a corresponding procedure for operating is to be carried out ben of such an internal combustion engine can be specified.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in die Hydraulikleitung zu dem Stößel eine Druckverstärkungseinrichtung eingeschaltet ist, die ein Magnetventil, einen Stufenkolben, zwei Rückschlagventile und einen Druckspeicher aufweist. Gemäß dem Verfahren feitet das ge taktet gesteuerte Magnetventil Hydraulikfluid auf eine erste Kolben fläche des Stufenkolbens. Der Stufenkolben wird dadurch gegen eine rückstellende Kraft, beispielsweise in Form einer Feder, hin- und her bewegt. Dabei fördert der Stufenkolben mit der zweiten gegenüber liegenden Kolbenfläche, die kleiner ist als die erste Kolbenfläche über ein Rückschlagventil Hydraulikfluid aus dem Hydraulikfluidsystem über das zweite Rückschlagventil in den Druckspeicher sowie den Stößelraum des längenverstellbaren Stößels. Dabei gibt das Verhält nis der ersten Kolbenfläche und der zweiten Kolbenfläche des Stu fenkolbens direkt das Druckverstärkungsverhältnis an.This object is achieved in that in the hydraulic line the plunger a pressure intensifier is turned on a solenoid valve, a stepped piston, two check valves and has a pressure accumulator. According to the procedure, the ge clocked controlled solenoid valve hydraulic fluid on a first piston area of the stepped piston. The stepped piston is thus against one restoring force, for example in the form of a spring, back and forth emotional. The stepped piston conveys with the second opposite lying piston area, which is smaller than the first piston area above a check valve hydraulic fluid from the hydraulic fluid system via the second check valve in the pressure accumulator and the Ram space of the length-adjustable ram. The relationship gives nis the first piston surface and the second piston surface of the Stu piston directly to the pressure amplification ratio.

In Weiterbildung der Erfindung wird als Hydraulikfluid Motoröl ver wendet. Dadurch kann die gesamte Druckverstärkungseinrichtung di rekt in das Ölsystem der entsprechenden Brennkraftmaschine einge setzt werden. Hierzu ist zu bemerken, daß der normale Öldruck zur Betätigung des längenverstellbaren Stößels nicht ausreicht. Beson ders vorteilhaft an dieser Druckverstärkungseinrichtung ist es, daß diese aus einfachen handelsüblichen Bauteilen aufgebaut ist und be darfsweise ein- und ausgeschaltet werden kann. Im Ruhezustand wird keine Leistung aufgewendet. In a further development of the invention, engine oil is used as hydraulic fluid turns. As a result, the entire pressure intensifying device can be di right into the oil system of the corresponding internal combustion engine be set. It should be noted that the normal oil pressure for Operating the length-adjustable plunger is not sufficient. Especially Another advantage of this pressure intensifier is that this is made up of simple commercial components and be may be switched on and off if necessary. At rest no service is spent.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeich nungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren darge stelltes Ausführungsbeispiel beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the invention are the drawing tion description in which a Darge in the figures illustrated embodiment is described.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Schaltschema der Druckverstärkungseinrichtung, Fig. 1 is a schematic diagram of the pressure boosting means,

Fig. 2 in Diagrammform den erzeugten Hydraulikdruck, Fig. 2 in diagram form the hydraulic pressure generated,

Fig. 3 einen Stößel in einer ersten Position und Fig. 3 shows a plunger in a first position and

Fig. 4 einen Stößel in einer zweiten Position. Fig. 4 shows a plunger in a second position.

Ausweislich der Fig. 1 ist in eine Hydraulikzuführleitung 1 ein Mag netventil 2 eingeschaltet. Dieses Magnetventil 2 ist getaktet steuerbar und verbindet je nach Stellung eine Hydraulikzuleitung 3 mit der Hy draulikzuführleitung 1 oder die Hydraulikzuführleitung mit einer Ab leitung 4a.As evidenced by FIG. 1, a Mag is netventil 2 is turned in a Hydraulikzuführleitung 1. This solenoid valve 2 is controlled in a clocked manner and, depending on the position, connects a hydraulic supply line 3 with the hydraulic supply line 1 or the hydraulic supply line with a line 4 a.

Die Hydraulikzuführleitung 1 leitet das Hydraulikfluid in einen Fluid raum 5a, der von einem Gehäuse und einer erste Kolbenfläche 5 eines Stufenkolbens 11 gebildet wird. Diese erste Kolbenfläche 5 des Stufenkolbens 11 ist auf ihrer Rückseite von einer Feder 6 druckbe aufschlagt und weist dort eine zweiten, kleinere Kolbenfläche 7 und einen entsprechenden zweiten Fluidraum 7a auf. Die zweite Kolben fläche 7 fördert bei einer durch die Feder 6 bewirkten Linksbewegung über das erste Rückschlagventil 8a Hydraulikfluid ebenfalls aus einer Hydraulikzuleitung 3 in den zweiten Fluidraum 7a und anschließend bei einer Rechtsbewegung der zweiten Kolbenfläche 7 über ein zweites Rückschlagventil 8b in einen Hydraulikspeicher 9 und gleich zeitig in den (durch ein Drosselsymbol dargestellten) Stößelraum 10 des hydraulisch längenverstellbaren Stößels. Von dort gelangt das Lecköl in eine Ableitung 4b. The hydraulic supply line 1 directs the hydraulic fluid into a fluid chamber 5 a, which is formed by a housing and a first piston surface 5 of a stepped piston 11 . This first piston surface 5 of the stepped piston 11 is pressurized on its back by a spring 6 and there has a second, smaller piston surface 7 and a corresponding second fluid chamber 7 a. The second piston surface 7 promotes in a left movement caused by the spring 6 via the first check valve 8 a hydraulic fluid also from a hydraulic supply line 3 in the second fluid chamber 7 a and then in a right movement of the second piston surface 7 via a second check valve 8 b in a hydraulic accumulator 9 and at the same time in the plunger space 10 (represented by a throttle symbol) of the hydraulically adjustable plunger. From there, the leak oil gets into a drain 4 b.

In dem Diagramm gemäß Fig. 2 ist die pulsierende Druckverstärkung auf der zweiten Kolbenfläche 7 des Stufenkolbens 11 dargestellt. Im Betrieb wird ein Mindestdruck pmin nicht unterschritten und ein mittle rer Druck pm erreicht. Dieser mittlere Druck pm ist durch Taktfre quenz, Fördervolumen des Stufenkolbens 11, Ölbedarf der Hydraulik elemente und Speichervolumen des Hydraulikspeichers 9 so abge stimmt, daß dieser mittlere Druck pm zur Verstellung des längenver stellbaren Stößels ausreicht.In the diagram according to FIG. 2, the pulsating pressure gain is shown on the second piston surface 7 of the stepped piston 11. During operation, the pressure does not fall below a minimum pressure pmin and an average pressure pm is reached. This mean pressure pm is by frequency, the delivery volume of the stepped piston 11 , the oil requirement of the hydraulic elements and the storage volume of the hydraulic accumulator 9 so that this mean pressure pm is sufficient to adjust the length-adjustable plunger.

Gemäß Fig. 3 wird das nicht dargestellte Pumpenelement über eine Stößelstange 12 und einen Stößel 13, der vorzugsweise direkt in dem Kurbelgehäuse 14 bewegbar gelagert ist, von einer Nockenwelle 15 betätigt und bewegt.According to FIG. 3, the pump element, not shown, is actuated and moved by a camshaft 15 via a push rod 12 and a push rod 13 , which is preferably movably mounted directly in the crankcase 14 .

Der Stößel 13 weist einen Stößelkolben 16 auf, an dem eine Stößel rolle 17 drehbar befestigt ist, die auf den Umfang der Nockenwelle 15 abrollt.The plunger 13 has a plunger piston 16 , on which a plunger roll 17 is rotatably attached, which rolls on the circumference of the camshaft 15 .

Um die Länge des Stößels 13 und damit den Förderbeginn des Ein spritzsystems zu ändern, ist in den Stößelkolben ein Kolben 18 ein gesetzt, auf dem sich die Stößelstange 12 abstützt. Dieser Kolben 18 ist relativ zu dem Stößelkolben 16 durch das Hydraulikfluid verstell bar. In einer ersten nicht dargestellten Ausgestaltung ist das Hydrau likfluid von dem zweiten Fluidraum 7a über eine Leitung 19 direkt in den Stößelraum 10 einleitbar und verschiebt den Kolben 18 gegen einen Anschlagring 20 in eine, bezogen zu dem Stößelkolben 16, ausgefahrene Position. Im Unterschied hierzu ist in Fig. 4 der Kolben 18 in seiner, bezogen zu dem Stößelkolben 16, eingefahrenen Posi tion dargestellt. Diese Verstellung bewirkt die angesprochene Zwei punkt-Förderbeginn-Verstellung. To change the length of the plunger 13 and thus the start of delivery of an injection system, a plunger 18 is set in the plunger piston on which the plunger rod 12 is supported. This piston 18 is adjustable relative to the plunger piston 16 by the hydraulic fluid. In a first embodiment, not shown, the hydraulic fluid can be introduced from the second fluid space 7 a via a line 19 directly into the tappet space 10 and moves the piston 18 against a stop ring 20 into an extended position relative to the tappet piston 16 . In contrast to this, the piston 18 is shown in FIG. 4 in its retracted position relative to the tappet piston 16 . This adjustment causes the two-point funding start adjustment mentioned.

In den Fig. 3 und 4 ist weiterhin den Stößel 13 noch eine Druckhalte vorrichtung eingesetzt, die ein weiterer Bestandteil des Systems sein kann. Diese Druckhaltevorrichtung bewirkt, daß bei der ausgefahre nen Position des Kolbens 18 der Stößelraum 10 ein geschlossener mit Hydraulikfluid gefüllter Raum ist, so daß sich beispielsweise Druckschwankungen nicht auf die Förderbeginnverstellung auswir ken. Um dies zu erreichen, ist in der Stößelraum 10 zu der Leitung 19 hin durch eine Platte 25 mit einem Durchlaß, der von einer federbela steten Kugel 21 verschließbar ist abgeschlossen. Der Durchlaß wird von der Kugel so beherrscht, daß bei einer gewünschten Förderbe ginnverstellung Hydraulikfluid in den Stößelraum 10 hineinströmen, nicht aber wieder abfließen kann. Somit wird der Stößelraum 10 durch das Hydraulikfluid quasi solange aufgepumpt, bis der Kolben 18 an dem Anschlagring 20 anliegt. Diese Aufpumpbewegung unter stützt im übrigen die Funktion der Druckverstärkungseinrichtung.In FIGS. 3 and 4 is still a pressure maintenance device 13 also used the plunger, which may be a further component of the system. This pressure maintaining device causes that in the extended position of the piston 18 of the plunger chamber 10 is a closed space filled with hydraulic fluid, so that pressure fluctuations, for example, do not affect the delivery start adjustment. To achieve this, is in the plunger chamber 10 to the line 19 out through a plate 25 with a passage which is closed by a spring loaded constant ball 21 is closed. The passage is dominated by the ball so that hydraulic fluid flow into the tappet space 10 at a desired Förderbe ginnverstellung, but can not drain again. The plunger space 10 is thus pumped up by the hydraulic fluid until the piston 18 abuts the stop ring 20 . This inflation movement supports the rest of the function of the pressure boosting device.

Um das Hydraulikfluid zum Beenden der Förderbeginnverstellung aus dem Stößelraum 10 abzusteuern, ist ein Absteuerkolben 22 vorgese hen, der eine Nase 23 aufweist, die die Kugel 21 gegen die Kraft der diese belastenden Feder von dem Durchlaß abhebt. Diese in Fig. 4 dargestellte Arbeitsposition wird erreicht, wenn kein weiteres Hydrau likfluid über die Leitung 19 zugeführt wird und diese Leitung somit drucklos wird. In diesem Falle wird der Absteuerkolben 22 von der Druckfeder 24 hochgefahren und stößt die Kugel 21 auf, so daß das Hydraulikfluid aus dem Stößelraum 10 abfließen kann und der Kolben 18 nach unten auf die Platte 25 fährt.In order to control the hydraulic fluid for ending the delivery start adjustment from the tappet space 10 , a control piston 22 is provided with a nose 23 which lifts the ball 21 against the force of the spring loading it from the passage. This working position shown in Fig. 4 is reached when no further hydraulic fluid is fed via line 19 and this line is thus depressurized. In this case, the control piston 22 is raised by the compression spring 24 and strikes the ball 21 so that the hydraulic fluid can flow out of the tappet space 10 and the piston 18 moves down onto the plate 25 .

Claims

1. Internal combustion engine with a crankcase, in which a crankshaft is rotatably mounted, on which at least one connecting rod carrying a piston is articulated, the piston being movable in a cylinder covered by a cylinder head to form a combustion chamber and the combustion chamber by an injection system of fuel can be supplied, the injection system having at least one pump element with a hydraulically length-adjustable plunger, an injection line and an injection valve, characterized in that in the hydraulic line to the plunger a pressure booster device is switched on which has a piston ( 11 ) and a solenoid valve ( 2 ), a pressure accumulator ( 9 ) and two check valves ( 8 a, 8 b).

2. Method for operating an internal combustion engine with a crankcase, in which a crankshaft is rotatably mounted, on which at least one connecting rod carrying a piston is articulated, the piston being movable in a cylinder covered by a cylinder head to form a combustion chamber and the combustion chamber Fuel can be supplied from an injection system, the injection system having at least one fuel pump element with a hydraulically length-adjustable plunger, an injection line and an injection valve, characterized in that a pressure amplification device which has a stepped piston ( 11 ), a solenoid valve ( 2 ), a pressure accumulator ( 9 ) and two check valves ( 8 a, 8 b), the hy draulic fluid pressure for adjusting the plunger is increased.

3. The method according to claim 2, characterized in that the clocked controlled solenoid valve ( 2 ) hydraulic fluid in a first fluid chamber ( 5 a) on a first Kol benfläche ( 5 ) of the stepped piston ( 11 ).

4. The method according to claim 3, characterized in that from a second with a second piston surface ( 7 ) of the stepped piston ( 7 a) interacting fluid space ( 7 a) hydraulic fluid is removed via the first check valve ( 8 a) from a hydraulic fluid system and the second check valve ( 8 b) in the pressure accumulator ( 9 ) and a plunger chamber ( 10 ) is passed.

5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that engine oil is used as the hydraulic fluid becomes.