CH712276A1 - Accumulator injection system for internal combustion engines. - Google Patents
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Abstract
Das Speichereinspritzsystem zur intermittierenden Einspritzung von Hochdruckbrennstoff in die Brennräume einer Brennkraftmaschine weist eine Hochdruckfördereinrichtung (54) auf, welche über eine Hochdruckspeiseleitung (60) zwei externe Einzelspeicher (72, 74) speist. Von jedem der externen Einzelspeicher (72, 74) führen individuelle Hochdruckleitungen (78) zu den wenigstens drei zugeordneten Einspritzeinheiten (10). Die Hochdruckleitungen (78) verbinden die externen Einzelspeicher (72, 74) mit den diskreten Speicherkammern (14) der Einspritzeinheiten (10) drosselungsfrei. Jedem der Einzelspeicher (72, 74) ist jedoch eine Drosselvorrichtung (76) zugeordnet, welche den Fluss des Hochdruckbrennstoffs in beiden Richtungen wenigstens annähernd gleich drosselt. Dadurch werden die geforderten reproduzierbar gleichen Einspritzvorgänge der Einspritzventile der Einspritzeinheiten (10) erzielt, obwohl die Leitungselemente (80) dazu eine zu geringe Speicherwirkung aufweisen.The accumulator injection system for the intermittent injection of high-pressure fuel into the combustion chambers of an internal combustion engine has a high-pressure conveying device (54) which feeds two external individual accumulators (72, 74) via a high-pressure feed line (60). From each of the external individual accumulators (72, 74), individual high-pressure lines (78) lead to the at least three associated injection units (10). The high-pressure lines (78) connect the external individual memories (72, 74) with the discrete storage chambers (14) of the injection units (10) without restriction. However, each of the individual accumulators (72, 74) is assigned a throttle device (76) which throttles the flow of the high-pressure fuel in both directions at least approximately equally. As a result, the required reproducible same injection operations of the injection valves of the injection units (10) are achieved, although the line elements (80) to have a too low storage effect.
Description
Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Speichereinspritzsystem zur intermittierenden Einspritzung von Hochdruckbrennstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine.Description: The present invention relates to a storage injection system for the intermittent injection of high-pressure fuel into combustion chambers of an internal combustion engine.
[0002] Ein Speichereinspritzsystem dieser Art ist in der älteren internationalen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen PCT/EP 2015/072 244 offenbart. Dieses Speichereinspritzsystem weist Einspritzeinheiten mit je einem Einspritzventil und einer diskreten Speicherkammer auf. Den Einspritzeinheiten sind Drosselvorrichtungen zugeordnet, welche den Fluss des Hochdruckbrennstoffs in Richtung zur jeweiligen Einspritzeinheit ungehindert zulassen und in entgegengesetzter Richtung drosseln. Weiter weist das Speichereinspritzsystem mindestens zwei externe Einzelspeicher auf, welche die ihnen zugeordneten Einspritzeinheiten mit Hochdruckbrennstoff speisen. Diesen Einzelspeichern ist je eine weitere Drosselvorrichtung vorgeschaltet, welche den Fluss des Hochdruckbrennstoffs von einer Hochdruckfördereinrichtung in die externen Einzelspeicher ungehindert zulässt und in entgegengesetzter Richtung drosselt. Dies ermöglicht, dass jedem Einspritzventil während eines Einspritzvorgangs Hochdruckbrennstoff sowohl aus der zugeordneten diskreten Speicherkammer als auch aus diskreten Speicherkammern anderer Einspritzeinheiten und den externen Einzelspeichern und von der Hochdruckfördereinrichtung zufliessen kann. Dadurch sind reproduzierbar gleiche Einspritzvorgänge bei kleinem Speichervolumen der Leitungselemente ermöglicht.A memory injection system of this type is disclosed in the earlier international patent application with the file number PCT / EP 2015/072 244. This accumulator injection system has injection units each with an injection valve and a discrete storage chamber. The injection units are associated with throttle devices, which allow the flow of high-pressure fuel toward the respective injection unit unhindered and throttle in the opposite direction. Next, the storage injection system has at least two external individual storage, which feed their associated injection units with high-pressure fuel. Each of these individual storage devices is preceded by a further throttle device, which allows the flow of high-pressure fuel from a high-pressure delivery device into the external individual storage unhindered and throttles in the opposite direction. This allows high pressure fuel to flow to each injector during an injection event from both the associated discrete storage chamber and discrete storage chambers of other injection units and the external individual storages and from the high pressure conveyor. As a result, reproducible injection processes are possible with a small storage volume of the line elements.
[0003] Ein weiteres Speichereinspritzsystem ist aus dem Dokument WO 2007/009 279 A1 bekannt. Dieses Hochdruck-Speichereinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise einen Dieselmotor, weist eine Anzahl Einspritzventile auf, welche über Brennstoffleitungen mit einer Hochdruckfördereinrichtung verbunden sind. Jedem Einspritzventil sind eine Speicherkammer und ein Rückschlagventil mit dazu parallel geschalteter Bypass-Drossel zugeordnet. Dank dem jedem Einspritzventil zugeordneten Rückschlagventil mit parallel geschalteter Bypass-Drossel können mit dem Speichereinspritzsystem auch dann noch stabile und reproduzierbare Einspritzvorgänge mit einem günstigen Druckverlauf bei jedem Einspritzvorgang realisiert werden, wenn die diskreten Speicherkammern ein ungewöhnlich kleines Volumen aufweisen. Die Speicherkammern können im Gehäuse der Einspritzventile integriert sein und externe Einzelspeicher in Form von Commonrails entfallen.Another storage injection system is known from the document WO 2007/009 279 A1. This high-pressure accumulator injection system for an internal combustion engine, preferably a diesel engine, has a number of injectors, which are connected via fuel lines to a high-pressure conveyor. Each injector, a storage chamber and a check valve associated with parallel bypass throttle are assigned. Thanks to the each injector associated check valve with parallel bypass throttle can be realized with the memory injection system even then stable and reproducible injection processes with a favorable pressure curve in each injection process when the discrete storage chambers have an unusually small volume. The storage chambers can be integrated in the housing of the injectors and account for external individual storage in the form of common rail.
[0004] Weitere Brennstoffeinspritzsysteme sind aus den Dokument DE 10 2009 055 129 A1, EP 1 469 189 A1, EP 0 657 642 A2, DE 3 700 687 A1, US 2004/0 112 337 A1 und DE 10 238 951 A1 bekannt.Further fuel injection systems are known from the documents DE 10 2009 055 129 A1, EP 1 469 189 A1, EP 0 657 642 A2, DE 3 700 687 A1, US 2004/0 112 337 A1 and DE 10 238 951 A1.
[0005] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiger herstellbares Speichereinspritzsystem zu schaffen, welches dennoch stabile und reproproduzierbare Einspritzvorgänge mit einem günstigen Druckverlauf bei jedem Einspritzvorgang gewährleistet.It is an object of the present invention to provide a low-cost manufacturable storage injection system, which nevertheless ensures stable and reproducible injection operations with a favorable pressure curve in each injection process.
[0006] Diese Aufgabe wird mit einem Speichereinspritzsystem, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst.This object is achieved with a storage injection system, which has the features of claim 1.
[0007] Das Speichereinspritzsystem zur intermittierenden Einspritzung von Hochdruckbrennstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, weist eine Hochdruckfördereinrichtung auf, welche eine Anzahl Einspritzeinheiten mit je einem Einspritzventil und je einer diesem zugeordneten diskreten Speicherkammer mit Hochdruckbrennstoff versorgt.The accumulator injection system for the intermittent injection of high-pressure fuel in the combustion chambers of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, has a high-pressure conveyor, which supplies a number of injection units, each with an injection valve and one associated with this discrete storage chamber with high-pressure fuel.
[0008] In der Regel weist die Hochdruckfördereinrichtung eine Hochdruckpumpe auf, welche bevorzugt von der Brennkraftmaschine mechanisch und mit festem Drehzahlverhältnis angetrieben ist.In general, the high-pressure conveyor to a high-pressure pump, which is preferably driven by the internal combustion engine mechanically and with a fixed speed ratio.
[0009] Die Einspritzeinheiten sind miteinander und mit der Hochdruckfördereinrichtung über hydraulische Leitungselemente verbunden, welche eine zu geringe Speicherwirkung aufweisen, um die geforderten reproduzierbar gleichen Einspritzvorgänge der Einspritzventile zu gewährleisten.The injection units are connected to each other and to the high-pressure conveyor via hydraulic line elements, which have too little storage effect to ensure the required reproducible same injection operations of the injectors.
[0010] Die Leitungselemente weisen wenigstens zwei externe Einzelspeicher-bevorzugt in Form eines Rails- und eine diese mit der Hochdruckfördereinrichtung verbindende Hochdruckspeiseleitung auf. Weiter weisen die Leitungselemente pro Einspritzeinheit eine Hochdruckleitung auf, wobei diese Hochdruckleitungen die diskreten Speicherkammern von den wenigstens drei jedem der externen Einzelspeicher zugeordneten Einspritzeinheiten individuell mit den zugeordneten externen Einzelspeicher wenigstens annähernd ungedrosselt verbinden; das heisst, dass diese Verbindungen frei von Drosselvorrichtungen sind.The line elements have at least two external individual storage-preferably in the form of a Rails- and this connecting to the high-pressure conveyor high-pressure feed line. Furthermore, the line elements per injection unit to a high-pressure line, said high-pressure lines connect the discrete storage chambers of the at least three each of the external individual storage associated injection units individually with the associated external individual storage at least approximately unthrottled; that is, these compounds are free of throttle devices.
[0011] Hingegen ist jedem der externen Einzelspeicher eine Drosselvorrichtung zugeordnet, beziehungsweise vorgeschaltet, welche mittels eines eine feste Geometrie aufweisenden Drosseldurchlasses ausschliesslich Drosselwirkung entfaltet. Mit andern Worten muss der Hochdruckbrennstoff in Richtung von der Hochdruckfördereinrichtung in den betreffenden externen Einzelspeicher sowie in entgegengesetzter Richtung durch den Drosseldurchlass fliessen.In contrast, each of the external individual memory is associated with a throttle device, or upstream, which unfolds by means of a fixed geometry having throttle passage exclusively throttling effect. In other words, the high-pressure fuel must flow in the direction of the high-pressure conveyor in the respective external individual memory and in the opposite direction through the throttle passage.
[0012] Die Drosselvorrichtungen weisen kein dem Drosseldurchlass vor- oder parallelgeschaltetes Rückschlagventil auf.The throttle devices have no check valve upstream or in parallel with the throttle passage.
[0013] Der Vorteil des erfindungsgemässen Speichereinspritzsystems gegenüber dem aus der internationalen Patentanmeldung PCT/EP 2015/072 244 bekannten Einspritzsystem liegt insbesondere darin, dass zwischen den externen Einzelspeichern und den diskreten Speicherkammern der Einspritzeinheiten keine Drosselvorrichtungen vorhanden sind, insbesondere keine den Fluss des Hochdruckbrennstoffs in Richtung zum Einspritzventil wenigstens annähernd ungehindert zulassende und in entgegengesetzter Richtung drosselnde Drosselvorrichtungen. Weiter sind die den externen Einzel speichern vorgeschalteten Drosselvorrichtungen im Aufbau einfacher als jene gemäss der internationalen Patentanmeldung PCT/EP 2015/072 244.The advantage of the inventive storage injection system over the injection system known from International Patent Application PCT / EP 2015/072 244 is in particular that between the external individual memories and the discrete storage chambers of the injection units no throttle devices are present, in particular no flow of high-pressure fuel in Direction to the injection valve at least approximately freely permitting and throttling in the opposite direction throttling devices. Furthermore, the throttle devices upstream of the external individual are simpler in construction than those according to the international patent application PCT / EP 2015/072 244.
[0014] Bevorzugt sind die Drosseldurchlässe der Drosselvorrichtungen identisch ausgebildet; sie haben somit dieselbe Geometrie. Dies führt zu einen günstigen Herstellung der Drosselvorrichtungen und zu gleichen Drosseleigenschaften der Drosselvorrichtungen.Preferably, the throttle passages of the throttle devices are formed identically; they therefore have the same geometry. This leads to a favorable production of the throttle devices and the same throttle characteristics of the throttle devices.
[0015] Bevorzugt drosseln die Drosselvorrichtungen den Fluss des Hochdruckbrennstoffs in Richtung von der Hochdruckfördereinrichtung in den betreffenden externen Einzelspeicher sowie in entgegengesetzter Richtung wenigstens annähernd gleich. Mit andern Worten haben die Drosselvorrichtungen in beiden Strömungsrichtungen wenigstens annähernd gleiche Drosseleigenschaften.Preferably, the throttle devices throttle the flow of high pressure fuel in the direction of the high pressure conveyor into the respective external single memory and in the opposite direction at least approximately equal. In other words, the throttle devices have at least approximately the same throttling properties in both directions of flow.
[0016] Jedem externen Einzelspeicher sind mindestens drei Einspritzeinheiten zugeordnet, das heisst, letztere werden über den betreffenden Einzelspeicher gespeist. Es können jedem der externen Einzelspeicher auch vier Einspritzeinheiten zugeordnet sein.Each external individual memory at least three injection units are assigned, that is, the latter are fed via the relevant individual memory. It can be assigned to each of the external individual memory and four injection units.
[0017] Bevorzugt weisen die hydraulischen Leitungselemente genau zwei externe Einzelspeicher auf. Es können somit die Einspritzeinheiten von Brennkraftmaschinen mit zwei Zylinderbänken ä drei bis vier Zylinder beziehungsweise Brennräume oder einer Zylinderbank mit sechs bis acht Zylinder beziehungsweise Brennräume mit Hochdruckbrennstoff versorgt werden.Preferably, the hydraulic line elements to exactly two external individual memory. Thus, the injection units of internal combustion engines with two cylinder banks of three to four cylinders or combustion chambers or of a cylinder bank with six to eight cylinders or combustion chambers can be supplied with high-pressure fuel.
[0018] Bevorzugt weist die Hochdruckspeiseleitung ein Verteilerelement, insbesondere in der Form eines T-Stücks auf, wobei von der Hochdruckfördereinrichtung zum Verteilerelement ein Förderabschnitt der Hochdruckspeiseleitung führt und wobei pro externen Einzelspeicher ein Speiseabschnitt der Hochdruckspeiseleitung vom Verteilerelement zum zugeordneten externen Einzelspeicher führt. Dies ermöglicht eine kurze Gesamtlänge der Leitungselemente.Preferably, the high-pressure feed line to a distributor element, in particular in the form of a tee, wherein from the high-pressure conveyor to the distributor element, a conveying section of the high-pressure feed line leads and wherein per external individual memory, a feed section of the high-pressure feed line from the distributor element leads to the associated external single memory. This allows a short overall length of the line elements.
[0019] Bevorzugt sind die Drosselvorrichtungen in die Speiseabschnitte eingebaut, wobei sich die Drosselvorrichtungen in unmittelbare Nähe der externen Einzelspeicher, vorzugsweise bei deren Eingang, sich in unmittelbarer Nähe des Verteilerelements, vorzugsweise bei dessen Ausgang, oder sich im Abstand zu den Einzelspeichern und dem Verteilerelement befinden können.Preferably, the throttle devices are installed in the feed sections, wherein the throttle devices in the immediate vicinity of the external individual memory, preferably at the input, in the immediate vicinity of the distributor element, preferably at its output, or at a distance to the individual memories and the distributor element can be located.
[0020] Dies bietet die Möglichkeit, je nach vorhandenem Platz, die Drosselvorrichtung an geeigneter Stelle anzuordnen.This offers the possibility, depending on the available space to arrange the throttle device at a suitable location.
[0021] Bevorzugt sind die Drosselvorrichtungen in das Verteilerelement selber eingebaut oder sie sind am Verteilerelement selber ausgebildet. Dies führt zu einer äusserst platzsparenden Ausführungsform.Preferably, the throttle devices are incorporated in the distributor element itself or they are formed on the distributor element itself. This leads to a very space-saving embodiment.
[0022] Es besteht die Möglichkeit, das Verteilerelement nahe bei der Hochdruckfördereinrichtung anzuordnen, sodass der Förderabschnitt verglichen mit den Speiseabschnitten wesentlich kürzer ausgebildet ist. Diese Ausführungsform kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die dem einen externen Einzelspeicher zugeordneten Einspritzeinheiten einer Zylinderbank der Brennkraftmaschine und die dem andern externen Einzelspeicher zugeordneten Einspritzeinheiten einer andern Zylinderbank der Brennkraftmaschine zugeordnet sind.It is possible to arrange the distributor element close to the high-pressure conveyor, so that the conveyor section is formed substantially shorter compared to the feed sections. This embodiment can be particularly advantageous if the one of an external individual memory associated injection units of a cylinder bank of the internal combustion engine and the other external individual memory associated with injection units of another cylinder bank of the internal combustion engine are assigned.
[0023] Es ist jedoch auch möglich, das Verteilerelement nahe der externen Einzelspeicher anzuordnen, sodass der Förderabschnitt, verglichen mit den Speiseabschnitten länger ausfällt. Dies kann von Vorteil sein, wenn die den externen Einzelspeicher zugeordneten Einspritzeinheiten derselben Zylinderbank zugeordnet sind.However, it is also possible to arrange the distributor element close to the external individual memory, so that the conveyor section, compared with the feed sections longer fails. This can be advantageous if the injection units assigned to the external individual memory are assigned to the same cylinder bank.
[0024] Es ist jedoch auch möglich, das Verteilerelement direkt an einem Hochdruckausgang der Hochdruckfördereinrichtung anzuordnen derart, dass vom Verteilerelement zu jedem externen Einzelspeicher ein Speiseabschnitt der Hochdruckspeiseleitung führt.However, it is also possible to arrange the distributor element directly to a high-pressure outlet of the high-pressure conveyor such that a feed section of the high-pressure feed line leads from the distributor element to each external individual memory.
[0025] Bei dieser Ausführungsform sind bevorzugt die Drosselvorrichtungen in das Verteilerelement eingebaut oder an diesem ausgebildet, was zu einer besonders platzsparenden Ausführungsform beiträgt.In this embodiment, the throttle devices are preferably installed in the distributor element or formed on this, which contributes to a particularly space-saving embodiment.
[0026] Es ist jedoch auch möglich, bei dieser Ausführungsform die Drosselvorrichtungen in unmittelbarer Nähe zum Verteilerelement, vorzugsweise an dessen Ausgang oder in unmittelbarer Nähe der externen Einzelspeicher, vorzugsweise bei deren Eingang anzuordnen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Drosselvorrichtungen in einem Abstand zur Hochdruckfördereinrichtung und den externen Einzelspeichern zu platzieren.However, it is also possible to arrange in this embodiment, the throttle devices in the immediate vicinity of the distributor element, preferably at the output or in the immediate vicinity of the external individual memory, preferably at the input. Of course, it is also possible to place the throttle devices at a distance from the high-pressure conveyor and the external individual memories.
[0027] Je nach gegebener geometrischer Anordnung der Brennräume der Brennkraftmaschine erlauben die angegebenen Möglichkeiten eine optimale Ausführungsform der Leitungselemente zu wählen.Depending on the given geometric arrangement of the combustion chambers of the internal combustion engine, the options given to allow an optimal embodiment of the line elements to choose.
[0028] An dieser Stelle sei erwähnt, dass es durchaus möglich ist, den externen Einzelspeichern eine unterschiedliche Anzahl Einspritzeinheiten zuzuordnen, beispielsweise dem einen externen Einzelspeicher drei Einspritzeinheiten und dem andern vier.At this point it should be mentioned that it is quite possible to assign the external individual memories a different number of injection units, for example, the one external memory three injection units and the other four.
[0029] Weiter ist es möglich, einen zweiten Satz von Einspritzeinheiten - d.h. weitere Einspritzeinheiten - und hydraulischen Leitungselementen - d.h. weitere hydraulische Leitungselemente - vorzusehen, die gemäss den oben genannten Möglichkeiten ausgebildet sind und von derselben Hochdruckfördereinrichtung gespiesen werden. Dadurch ist das Speichereinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit einer grösseren Anzahl - das heisst, zwölf bis sechzehn - Zylinder, beziehungsweise Brennräume geeignet.Further, it is possible to use a second set of injection units - i. other injection units - and hydraulic line elements - i. provide further hydraulic line elements - which are formed according to the above possibilities and fed by the same high-pressure conveyor. As a result, the accumulator injection system for internal combustion engines with a larger number - that is, twelve to sixteen - cylinder, or combustion chambers suitable.
[0030] Es ist sogar denkbar, mit einer der soeben beschriebenen Ausführungsform ähnlichen Ausführungsform eine Verbrennungskraftmaschine mit zwanzig Zylindern - beispielsweise einen V20 Motor mit zwei Bänken ä zehn Zylinder beziehungsweise Brennräume - mit Hochdruckbrennstoff zu versorgen. In diesem Fall hätten die beiden Sätze von hydraulischen Leitungselementen entweder je drei externe Einzelspeicher, wobei zwei dieser externen Einzelspeicher je drei Einspritzeinheiten und einer dieser externen Einzelspeicher vier Einspritzeinheiten mit Hochdruckbrennstoff versorgt, oder je zwei externe Einzelspeicher, wobei jeder dieser externen Einzelspeicher je fünf Einspritzeinheiten mit Hochdruckbrennstoff versorgt.It is even conceivable, with one of the embodiment just described embodiment, an internal combustion engine with twenty cylinders - for example, a V20 engine with two banks ä ten cylinders or combustion chambers - to supply high-pressure fuel. In this case, the two sets of hydraulic line elements would either have three external individual memories, with two of these external individual memories each supplying three injection units and one of these external individual storage supplies four injection units with high-pressure fuel, or two external individual storage units, each of these external individual storage units each having five injection units Supplied high-pressure fuel.
[0031] Bevorzugt weist das Verteilerelement einen Verteilerblock auf, an welchen ein Eingang - zum Verbinden des Verteilerblocks mit der Hochdruckfördereinrichtung - und Ausgänge - zum Verbinden des Verteilerblocks mit den externen Einzelspeichern - ausgebildet sind. Vom Boden des Eingangs verläuft im Verteilerblock einen Sacklochbohrung, deren Lochboden vorzugsweise gerundet, beispielsweise halbkugelförmig, ausgebildet ist. Vom Boden jedes Ausgangs geht eine Querbohrung aus, welche in die Sacklochbohrung, vorzugsweise in einem Abstand zum Lochboden, mündet. Jede der Querbohrungen bildet einen Drosselduchlass. Jeder Drosseldurchlass hat einen engsten Strömungsquerschnitt, welcher bevorzugt unmittelbar bei der Sachlochbohrung liegt.Preferably, the distributor element has a distributor block, to which an input - for connecting the distributor block to the high-pressure conveyor - and outputs - for connecting the distributor block to the external individual memories - are formed. From the bottom of the entrance runs in the manifold block blind hole, the hole bottom is preferably rounded, for example, hemispherical shaped. From the bottom of each output goes from a transverse bore, which opens into the blind hole, preferably at a distance to the hole bottom. Each of the cross holes forms a throttle throat. Each throttle passage has a narrowest flow cross-section, which is preferably located directly at the blind hole.
[0032] Es sei erwähnt, dass der engste Querschnitt auch über einen Teil der Länge der Querbohrung oder über deren gesamte Länge gegeben sein kann.It should be noted that the narrowest cross-section can be given over a portion of the length of the transverse bore or over its entire length.
[0033] Es ist auch möglich, die Drosseldurchlässe konisch auszubilden und dadurch in beiden Strömungsrichtungen in einem gewissen Grad unterschiedliche Drosseleigenschaften zu erhalten.It is also possible to form the throttle passages conical and thereby obtain different throttle properties in both directions of flow to a certain extent.
[0034] Der Strömungsquerschnitt der Sacklochbohrung ist grösser als die Summe der engsten Strömungsquerschnitte der Drosseldurchlässe.The flow cross section of the blind bore is greater than the sum of the narrowest flow cross sections of the throttle passages.
[0035] Bevorzugt verlaufen die Querbohrungen rechtwinklig zur Sacklochbohrung.Preferably, the transverse bores are perpendicular to the blind hole.
[0036] Der Eingang und die Ausgänge sind bevorzug zur Hochdruckschraubverbindung ausgebildet. Dazu weisen sie bevorzugt am Verteilerblock ausgebildete Anschlusssacklochbohrungen mit einem Innengewinde auf, wobei im Boden der Anschlusssacklochbohrungen konische Hochdruckdichtflächen ausgebildet sind, von welchen aus die Sacklochbohrung beziehungsweise die Querbohrungen verlaufen.The input and the outputs are preferably designed for Hochdruckschraubverbindung. For this purpose, they preferably have connection hole bores with an internal thread formed on the distributor block, wherein conical high-pressure sealing surfaces are formed in the bottom of the connection blind bores, from which the blind bore or the transverse bores run.
[0037] Die Drosselvorrichtungen müssen einen Querschnitt haben, welcher gestattet, dass sich der Druck im externen Einzelspeicher von einer «ersten» Einspritzung zu einer «zweiten» Einspritzung mit kurzem zeitlichem Abstand gerade ganz erholen kann. Bei Einspritzungen mit grösserem zeitlichem Abstand erholt sich der Druck im betreffenden externen Einzelspeicher dann rascher als nötig und verharrt, gegebenenfalls mit kleinen Rest-Druckschwingungen, auf dem Maximum.The throttle devices must have a cross-section which allows the pressure in the external single memory to recover from a "first" injection to a "second" injection just a short time interval. In injections with a greater time interval, the pressure in the relevant external individual memory then recovers faster than necessary and remains at its maximum, possibly with small residual pressure oscillations.
[0038] Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. It shows purely schematically:
Fig. 1 im Längsschnitt eine Einspritzeinheit mit einem Einspritzventil und einer im selben Gehäuse angeordneten diskreten Speicherkammer, jedoch ohne Drosselvorrichtung;Figure 1 is a longitudinal section of an injection unit with an injection valve and a discrete storage chamber arranged in the same housing, but without throttle device.
Fig. 2 eine erste Ausführungsform des Speichereinspritzsystems mit zwei externen Einzelspeichern, welche je mindestens drei Einspritzeinheiten speisen und über ein Verteilerelement mit darin angeordneten Drosselvorrichtungen mittels der Hochdruckfördereinrichtung mit Hochdruckbrennstoff versorgt werden;2 shows a first embodiment of the accumulator injection system with two external individual accumulators, each of which feeds at least three injection units and is supplied with high-pressure fuel via a distributor element with throttle devices arranged therein by means of the high-pressure conveyor;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Speichereinspritzsystems mit zwei externen Einzelspeichern, welche je mindestens drei Einspritzeinheiten speisen und von der Hochdruckfördereinrichtung mit Hochdruckbrennstoff versorgt werden, wobei eingangsseitig jedes Einzelspeichers eine Drosselvorrichtung vorgesehen ist;3 shows a second embodiment of the accumulator injection system with two external individual accumulators, each of which feeds at least three injection units and are supplied with high-pressure fuel by the high-pressure conveyor, wherein on the input side of each individual accumulator a throttling device is provided;
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform des Speichereinspritzsystem mit zwei externen Einzelspeichern, welche je mindestens drei Einspritzeinheiten speisen und von der Hochdruckfördereinrichtung mit Hochdruckbrennstoff versorgt werden, wobei nahe der Hochdruckfördereinrichtung ein Verteilerelement mit darin integrierten Drosselvorrichtungen angeordnet ist;4 shows a third embodiment of the accumulator injection system with two external individual accumulators which each feed at least three injection units and are supplied with high-pressure fuel by the high-pressure conveyor, wherein a distributor element with throttle devices integrated therein is arranged near the high-pressure conveyor;
Fig. 5 eine vierte Ausführungsform des Speichereinspritzsystems mit zwei gespiegelt angeordneten Speichereinspritzsystemen gemäss Fig. 2;FIG. 5 shows a fourth embodiment of the accumulator injection system with two mirrored accumulator injection systems according to FIG. 2; FIG.
Fig. 6 die mit einer Simulationsberechnung der Ausführungsform gemäss Fig. 2 mit vier Einspritzeinheiten pro externem Einzelspeicher errechneten Druckverläufe bei Volllast-Einspritzungen in die Zylinder beziehungsweise Brennräume eins bis vier, unmittelbar vor den Düsenspritzöffnungen (Sacklochdruck) und in der Mitte des zugeordneten externen Einzelspeichers;6 with the simulation calculation of the embodiment according to FIG. 2 with four injection units per external individual memory calculated pressure profiles at full load injections into the cylinders or combustion chambers one to four, immediately before the nozzle injection openings (blind hole pressure) and in the middle of the associated external individual memory;
Fig. 7 in gleicher Darstellung wie Fig. 6 die entsprechenden Druckverläufe für die Zylinder fünf bis acht; und Fig. 8 im Querschnitt eine Ausführungsform eines Verteilerelement.Fig. 7 in the same representation as Figure 6, the corresponding pressure curves for the cylinder five to eight. and FIG. 8 shows in cross section an embodiment of a distributor element.
In der Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder gleichwirkenden Teile immer dieselben Bezugszeichen verwendet.In the description of the figures, the same reference numerals are always used for the same or equivalent parts.
[0039] Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine Einspritzeinheit 10, welche ein Einspritzventil 12 und eine diesem zugeordnete diskrete Speicherkammer 14 umfasst. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Komponenten des Einspritzventils 12 und die diskrete Speisekammer 14 in einem gemeinsamen Gehäuse 16 angeordnet. Der Aufbau und die Funktionsweise der Einspritzeinheit 10 ist dieselbe wie dies im Dokument WO 2007/009 297 A1 offenbart ist. Das Gehäuse 16 ist vereinfacht zweiteilig ausgebildet dargestellt, wobei es einen Gehäuseteil 18 aufweist, in welchem die diskrete Speicherkammer 14 ausgebildet ist und in welchem eine elektromagnetische Aktuatoranordnung 20 aufgenommen ist. Weiter weist das Gehäuse 16 einen Düsenkörper 22 auf, welcher stirnseitig am Gehäuseteil 18 anliegt und mittels einer Überwurfmutter 24 dichtend an diesem gehalten ist. Auf der dem Düsenkörper 22 abgewandten Stirnseite weist das Gehäuse 16 beziehungsweise der Gehäuseteil 18 einen Hochdruckbrennstoffeinlass 26 (ohne Drosselvorrichtung) auf, welcher in die diskrete Speicherkammer 14 mündet.Fig. 1 shows in longitudinal section an injection unit 10, which comprises an injection valve 12 and a discrete storage chamber 14 associated therewith. In the exemplary embodiment shown, the components of the injection valve 12 and the discrete feed chamber 14 are arranged in a common housing 16. The structure and operation of the injection unit 10 is the same as disclosed in document WO 2007/009 297 A1. The housing 16 is shown simplified in two parts, wherein it has a housing part 18, in which the discrete storage chamber 14 is formed and in which an electromagnetic actuator assembly 20 is received. Next, the housing 16 has a nozzle body 22 which rests on the front side of the housing part 18 and is held by a union nut 24 sealingly thereto. On the end face facing away from the nozzle body 22, the housing 16 or the housing part 18 has a high-pressure fuel inlet 26 (without throttle device), which opens into the discrete storage chamber 14.
[0040] Von der diskreten Speicherkammer 14 verläuft in Längsrichtung des Gehäuses 16 durch den Gehäuseteil 18 hindurch ein Brennstoffkanal 28, welcher sich im Düsenkörper 22 in einem Winkel zur Längsrichtung fortsetzt und in eine Längsausnehmung 30 im Düsenkörper 22 mündet.From the discrete storage chamber 14 extends in the longitudinal direction of the housing 16 through the housing part 18 through a fuel passage 28, which continues in the nozzle body 22 at an angle to the longitudinal direction and opens into a longitudinal recess 30 in the nozzle body 22.
[0041] In der Längsausnehmung 30 befindet sich in bekannter Art und Weise ein nadelförmig ausgebildetes Einspritzventilglied 32, welches mittels einer Druckfeder 34 mit einer in Richtung auf einen Einspritzventilsitz 36 zu gerichteten Schliesskraft beaufschlagt wird.In the longitudinal recess 30 is located in a known manner, a needle-shaped injection valve member 32 which is acted upon by means of a compression spring 34 with a directed towards an injection valve seat 36 closing force.
[0042] Der mit dem Einspritzventilglied 32 zusammenwirkende, konisch geformte Einspritzventilsitz 36 ist am Düsenkörper 22 ausgebildet. Stromabwärts des Einspritzventilsitzes 36 weist der Düsenkörper 22 ein kugelabschnittförmiges Sackloch auf, von welchem aus eine Düse 38 bildende Düsenspritzöffnungen 40 durch die Wand des Düsenkörpers 22 verlaufen. Im montierten Zustand münden die Düsenspritzöffnungen 40 in den betreffenden Brennraum der Brennkraftmaschine.The cooperating with the injection valve member 32, conically shaped injection valve seat 36 is formed on the nozzle body 22. Downstream of the injection valve seat 36, the nozzle body 22 has a spherical-segment-shaped blind hole, from which nozzle nozzle openings 40 forming a nozzle 38 run through the wall of the nozzle body 22. In the mounted state, the nozzle injection openings 40 open into the relevant combustion chamber of the internal combustion engine.
[0043] Andererseits stützt sich die Druckfeder 34 an einer Hülse 42 ab, in welcher ein am Einspritzventilglied 32 ausgebildeter, doppelt wirkender Kolben 44 in enger Gleitpassung geführt ist. Der Kolben 44 und die Hülse 42 begrenzen einen Steuerraum 46 einer hydraulischen Steuereinrichtung 48, zu welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel auch ein Zwischenventil 50 gehört.On the other hand, the compression spring 34 is supported on a sleeve 42, in which a formed on the injection valve member 32, double-acting piston 44 is guided in close sliding fit. The piston 44 and the sleeve 42 define a control chamber 46 of a hydraulic control device 48, to which in the illustrated embodiment, an intermediate valve 50 belongs.
[0044] Für eine Einspritzung von Hochdruckbrennstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine wird die Aktuatoranordnung 20 erregt, wodurch aus dem Steuerraum 46 Brennstoff in einen Brennstoffrücklauf 52 ausfliessen kann und dadurch der Druck im Steuerraum 46 abfällt. Dies hat zur Folge, dass das Einspritzventilglied 32 vom Einspritzventilsitz 36 abgehoben wird und Hochdruckbrennstoff durch die Düsenspritzöffnungen 40 in den Brennraum eingespritzt wird. Zur Beendigung des Einspritzvorgangs wird die Aktuatoranordnung 20 entregt, wodurch der Steuerraum 46 vom Brennstoffrücklauf 52 abgetrennt wird, und über das Zwischenventil 50 Brennstoff in den Steuerraum 46 einströmt, um im Steuerraum 46 den Druck zu erhöhen. Infolge dessen wird das Einspritzventilglied 32 wieder in Anlage an den Einspritzventilsitz 36 gebracht, was den Einspritzvorgang beendet.For an injection of high-pressure fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, the actuator assembly 20 is energized, whereby from the control chamber 46 fuel can flow into a fuel return 52 and thereby the pressure in the control chamber 46 drops. This has the consequence that the injection valve member 32 is lifted from the injection valve seat 36 and high-pressure fuel is injected through the nozzle injection ports 40 into the combustion chamber. To terminate the injection process, the actuator assembly 20 is de-energized, whereby the control chamber 46 is separated from the fuel return 52, and via the intermediate valve 50 fuel flows into the control chamber 46 to increase in the control chamber 46, the pressure. As a result, the injection valve member 32 is again brought into abutment against the injection valve seat 36, which ends the injection process.
[0045] Die Dimensionierung der diskreten Speicherkammer 14 ist beispielsweise auch im Dokument WO 2007/009 279 A1 offenbart. Die betreffende Offenbarung sei durch Referenzname in den vorliegenden Text integriert.The dimensioning of the discrete storage chamber 14 is also disclosed, for example, in the document WO 2007/009 279 A1. The disclosure in question is incorporated by reference in the present text.
[0046] Für das erfindungsgemässe Speichereinspritzsystem können auch Einspritzeinheiten anderer Bauart, insbesondere Einspritzventile anderer Bauart eingesetzt werden.For the inventive storage injection system and injection units of another type, in particular injection valves of other types can be used.
[0047] Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Speichereinspritzsystems. Dieses weist, wie jede andere Ausführungsform auch, eine Hochdruckfördereinrichtung 54 auf. In der Regel ist die Hochdruckfördereinrichtung 54 eine Hochdruckpumpe, welche von der Brennkraftmaschine mechanisch und mit festem Drehzahl Verhältnis angetrieben wird. Innerhalb der Hochdruckfördereinrichtung 54 beziehungsweise der Hochdruckpumpe können sich ein Hochdruck-Ausgleichsvolumen und zusätzlich ein Drucksensor zur Erfassung und Regelung des Systemhochdrucks befinden.FIG. 2 shows a first embodiment of a storage injection system according to the invention. This, like any other embodiment also, has a high pressure conveyor 54. In general, the high-pressure conveyor 54 is a high-pressure pump, which is driven by the internal combustion engine mechanically and at a fixed speed ratio. Within the high pressure conveyor 54 and the high pressure pump, a high pressure compensating volume and additionally a pressure sensor for detecting and regulating the system high pressure can be located.
[0048] An einem Hochdruckausgang 56 der Hochdruckfördereinrichtung 54 ist ein Förderabschnitt 58 einer Hochdruckspeiseleitung 60 beispielsweise mittels einer Hochdruckverschraubung befestigt.At a high-pressure outlet 56 of the high-pressure conveyor 54, a delivery section 58 of a high-pressure feed line 60 is fastened, for example, by means of a high-pressure screw connection.
[0049] Andernends ist der Förderabschnitt 58 an den Eingang 62 eines als T-Stück ausgebildeten Verteilerelements 64 angeschlossen. An die beiden Ausgänge 66 des Verteilerelements 64 ist je ein Speiseabschnitt 68 der Hochdruckspeiseleitung 60 angeschlossen, welche Speiseabschnitte 68 andernends je an den Eingang 70 eines zugeordneten externen Einzelspeichers 72 beziehungsweise 74 angeschlossen sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Einzelspeicher 72 und 74 in der Art eines Rails ausgebildet.At the other end of the conveyor section 58 is connected to the input 62 of a T-piece designed as a distributor element 64. To the two outputs 66 of the distributor element 64, a respective feed section 68 of the high-pressure feed line 60 is connected, which feed sections 68 are each connected to the input 70 of an associated external individual memory 72 or 74. In the exemplary embodiment shown, the individual memories 72 and 74 are designed in the manner of a rail.
[0050] Im Verteilerelement 64 ist bei jedem der beiden Ausgänge 66 eine Drosselvorrichtung 76 in Form eines Drosseldurchlasses 77 mit einer Querschnittsverengung ausgebildet. Die Drosselvorrichtungen 76 weisen somit in Richtung von der Hochdruckfördereinrichtung 54 in den betreffenden externen Einzelspeicher 72, 74 gleiche Drosseleigenschaften wie in Gegenrichtung auf. Die beiden Drosselvorrichtungen 76 sind identisch ausgebildet.In the distributor element 64, a throttle device 76 in the form of a throttle passage 77 with a cross-sectional constriction is formed at each of the two outlets 66. The throttling devices 76 thus have in the direction of the high-pressure conveyor 54 in the relevant external individual memory 72, 74 same throttling properties as in the opposite direction. The two throttle devices 76 are identical.
[0051] Jedem der Einzelspeicher 72, 74 ist somit eine eigene Drosselvorrichtung 76 zugeordnet.Each of the individual memories 72, 74 is thus associated with its own throttle device 76.
[0052] Jeder der beiden Einzelspeicher 72, 74 speist über je eine Hochdruckleitung 78 drei Einspritzeinheiten 10, wie dies mit ausgezogenen Linien dargestellt ist. An dieser Stelle sei vermerkt, dass die Einzelspeicher 72, 74 mit den diskreten Speicherkammern 14 der Einspritzeinheiten 10 frei von einer Drossel verbunden sind.Each of the two individual storage 72, 74 fed via one high-pressure line 78 three injection units 10, as shown in solid lines. It should be noted at this point that the individual memories 72, 74 are connected to the discrete storage chambers 14 of the injection units 10 free of a throttle.
[0053] Wie dies mit gestrichelten Linien angedeutet ist, kann einer der Einzelspeicher 72, 74 oder können die beiden Einzelspeicher 72, 74 eine vierte Einspritzeinheit 10 mit Hochdruckbrennstoff beliefern.As indicated by dashed lines, one of the individual memories 72, 74 or the two individual memories 72, 74 can supply a fourth injection unit 10 with high-pressure fuel.
[0054] Die die externen Einzelspeicher 72, 74 mit der Hochdruckfördereinrichtung 54 verbindende Hochdruckspeiseleitung 60, das heisst der Förderabschnitt 58, das Verteilerelement 64 und die Speiseabschnitte 68, sowie die externen Einzelspeicher 72, 74 und die Hochdruckleitungen 78 bilden hydraulische Leitungselemente 80, weiche die Einspritzeinheiten 10 miteinander und mit der Hochdruckfördereinrichtung 54 verbinden.The external individual storage 72, 74 connected to the high-pressure conveyor 54 high-pressure feed line 60, that is, the conveyor section 58, the distributor element 64 and the feed sections 68, and the external individual memory 72, 74 and the high-pressure lines 78 form hydraulic line elements 80, the soft Injection units 10 with each other and with the high-pressure conveyor 54 connect.
[0055] Diese Leitungselemente 80 weisen eine zu geringe Speicherwirkung auf, um die geforderten reproduzierbar gleichen Einspritzvorgänge der Einspritzventile 12 zu gewährleisten. Überraschenderweise reichen jedoch, wie dies Simulationsberechnungen zeigen - auf welche im Zusammenhang mit den Fig. 6 und 7 näher eingegangen wird - die beiden Drosselvorrichtungen 76 aus, um die geforderten reproduzierbar gleichen Einspritzvorgänge aller Einspritzventile 12, auch unter Volllast, zu gewährleisten.These line elements 80 have too low a storage effect to ensure the required reproducible same injection operations of the injectors 12. Surprisingly, however, as shown by simulation calculations - which will be discussed in more detail in connection with FIGS. 6 and 7 - the two throttle devices 76 are sufficient to ensure the required reproducibly identical injection processes of all injection valves 12, even under full load.
[0056] Die in der Fig. 2 gezeigte Ausführungsform ist für eine Brennkraftmaschine mit einer Zylinderbank mit sechs, sieben oder acht Zylindern beziehungsweise Brennräume und für eine Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken ä drei oder vier Zylinder beziehungsweise Brennräume geeignet.The embodiment shown in FIG. 2 is suitable for an internal combustion engine having a cylinder bank with six, seven or eight cylinders or combustion chambers and for an internal combustion engine having two cylinder banks a three or four cylinders or combustion chambers.
[0057] Als Hinweis für die Dimensionierung der Drosselvorrichtungen 76 sei folgendes Beispiel erwähnt: bei einer Einspritzmenge von ca. 1500 mm3 pro Einspritzung und einer Motorendrehzahl von ca. 1000 Umdrehungen pro Minute eines Viertakt-Motors beträgt der engste Durchmesserquerschnitt jeder der Drosselvorrichtungen ca. 1,5 mm, wobei jeder externe Einzelspeicher 72, 74 vier Einspritzeinheiten speist.As an indication of the dimensioning of the throttle devices 76, the following example is mentioned: with an injection quantity of about 1500 mm3 per injection and a motor speed of about 1000 revolutions per minute of a four-stroke engine, the narrowest diameter cross-section of each of the throttle devices is about 1 , 5 mm, each external individual storage 72, 74 feeding four injection units.
[0058] Dass die hydraulischen Leitungselemente 80 eine zu geringe Speicherwirkung aufweisen, um die geforderten reproduzierbar gleichen Einspritzvorgänge der Einspritzventile 12 zu gewährleisten, kann an einer mit dem Speichereinspritzsystem ausgestatteten Brennkraftmaschine auf einfache Art und Weise dadurch ermittelt werden, dass ein Probelauf bei entfernten Drosselvorrichtungen 76 gefahren wird; dabei wird ein unruhiger Lauf festgestellt werden.The fact that the hydraulic line elements 80 have too low a storage effect to ensure the required reproducible same injection operations of the injectors 12 can be determined on a equipped with the storage injection system engine in a simple manner that a test run at remote throttle devices 76th is driven; while a restless run will be noted.
[0059] Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des Speichereinspritzsystems leitet der Förderabschnitt 58 den Hochdruckbrennstoff von der Hochdruckfördereinrichtung 54 ebenfalls zu einem Verteilelement 64, wobei dieses als T-Stück ausgebildet ist, jedoch keine Drosselvorrichtungen 76 aufweist. Von diesem Verteilerelement 64 führt zu jedem der beiden Einzelspeicher 72, 74 ein Speiseabschnitt 68, in Vielehen je eine Drosselvorrichtung 76 eingebaut ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel befinden sich die Drosselvorrichtungen 76 in unmittelbarer Nähe des Eingangs 70 der Einzelspeicher 70, 74.In the embodiment of the accumulator injection system shown in FIG. 3, the delivery section 58 also directs the high pressure fuel from the high pressure conveyor 54 to a distribution member 64, which is T-shaped, but does not include throttling devices 76. From this distributor element 64 leads to each of the two individual memories 72, 74 a feed section 68, in Vielehen each a throttle device 76 is installed. In the exemplary embodiment shown, the throttle devices 76 are located in the immediate vicinity of the input 70 of the individual memories 70, 74.
[0060] Gleich wie in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform führen von den Einzelspeichern 72, 74 zu den zugeordneten drei oder vier Einspritzeinheiten 10 die Hochdruckleitungen 78, welche frei von Drosseln die Einzelspeicher 72, 74 mit den diskreten Speicherkammern 14 der Einspritzeinheiten 10verbinden.As in the embodiment shown in Fig. 2 lead from the individual memories 72, 74 to the associated three or four injection units 10, the high-pressure lines 78 which free of throttles the individual storage 72, 74 with the discrete storage chambers 14 of the injection units 10 connect.
[0061] Die in der Fig. 4 gezeigte Ausführungsform des Speichereinspritzsystems ist jener gemäss Fig. 2 ähnlich, wobei der einzige Unterschied darin besteht, dass die Länge des Förderabschnitts 58 kurz ausgebildet ist und das Verteilerelement 64 mit den Drosselvorrichtungen 76 sich nahe beim Hochdruckausgang 56 der Hochdruckfördereinrichtung 54 befindet. Entsprechend länger sind die Speiseabschnitte 68 zu den Einzelspeichern 72, 74 ausgebildet.The embodiment of the accumulator injection system shown in FIG. 4 is similar to that shown in FIG. 2, the only difference being that the length of the conveying section 58 is short and the distributor element 64 with the throttling devices 76 is close to the high-pressure outlet 56 the high-pressure conveyor 54 is located. Correspondingly longer, the feed sections 68 to the individual memories 72, 74 are formed.
[0062] Es ist auch möglich, auf den Förderabschnitt 58 zu verzichten und das Verteilerelement 64 am Hochdruckausgang 56 der Hochdruckfördereinrichtung 54 anzuordnen.It is also possible to dispense with the conveying section 58 and to arrange the distributor element 64 at the high-pressure outlet 56 of the high-pressure conveyor 54.
[0063] Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass dies auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen mit einem Verteilerelemente 64 ohne Drosselvorrichtung 76 der Fall sein kann.For the sake of completeness it should be mentioned that this can also be the case in different embodiments with a distributor elements 64 without throttle device 76.
[0064] Das Verteilerelement 64 könnte auch integrierter Bestandteil eines Zylinderkopfelements der als Hochdruckpumpe ausgebildeten Hochdruckfördereinrichtung 54 sein. Auch in diesem Fall wäre kein Förderabschnitt 58 vorhanden und die Hochdruckspeiseleitungen 60 wären durch die an Zylinderkopfelement angeschlossenen Speiseabschnitte 68 gebildet.The distributor element 64 could also be an integral part of a cylinder head element of the high-pressure pump 54 designed as a high-pressure pump. Also in this case, no delivery section 58 would be present and the high-pressure feed lines 60 would be formed by the feed sections 68 connected to the cylinder head element.
[0065] Fig. 5 zeigt mit ausgezogenen Linien erfindungsgemässe Speichereinspritzsysteme für einen Zwölfzylinder-Dieselmotor, welcher vorzugsweise als V12-Motor gestaltet ist. Die Hochdruckfördereinrichtung 54 speist zwei in der Fig. 2 gezeigte und spiegelsymmetrisch angeordnete Speichereinspritzsysteme’, wobei von der Hochdruckfördereinrichtung 54 zu jedem der beiden Verteilerelemente 64 mit den Drosselvorrichtungen 76 ein separater Förderabschnitt 58 der Leitungselemente 80 führt. Im Weiteren wird auf die Beschreibung der Fig. 2 verwiesen.5 shows solid lines according to the invention for a twelve-cylinder diesel engine, which is preferably designed as a V12 engine. The high-pressure conveyor 54 feeds two memory-injection systems' shown in FIG. 2 and arranged mirror-symmetrically, with a separate conveyor section 58 of the line elements 80 leading from the high-pressure conveyor 54 to each of the two distributor elements 64 with the throttle devices 76. In the following, reference is made to the description of FIG. 2.
[0066] Es sei auch die Möglichkeit erwähnt, bei dieser Anordnung die Förderabschnitte 58 unterschiedlich lang auszubilden.It should also be mentioned the possibility to form the conveyor sections 58 of different lengths in this arrangement.
[0067] Selbstverständlich ist es auch möglich, analog der Ausführungsform gemäss Fig. 5 jeweils zwei in den Fig. 3 und 4 gezeigte Speichereinspritzsysteme mittels einer einzigen Hochdruckfördereinrichtung 54 zu speisen und damit eine Zwölfzylinder-Brennkraftmaschine zu betreiben.Of course, it is also possible, analogously to the embodiment according to FIG. 5, in each case two storage injection systems shown in FIGS. 3 and 4 to be fed by means of a single high-pressure conveyor 54 and thus to operate a twelve-cylinder internal combustion engine.
[0068] Wie in Fig. 5 mit gestrichelten Linien angedeutet, kann das Speichereinspritzsystem ebenfalls für eine Brennkraftmaschine mit sechzehn Zylindern und somit sechzehn Brennräumen ausgebildet werden. An dieser Stelle sei erwähnt, dass es auch möglich ist, mit dem Speichereinspritzsystem eine Brennkraftmaschine mit dreizehn, vierzehn oder fünfzehn Zylindern zu betreiben.As indicated in dashed lines in Fig. 5, the storage injection system can also be formed for an internal combustion engine with sixteen cylinders and thus sixteen combustion chambers. It should be noted that it is also possible to operate with the storage injection system, an internal combustion engine with thirteen, fourteen or fifteen cylinders.
[0069] Beim erfindungsgemässen Speicheinspritzsystem werden auf einfachste Weise die Druckschwingungen, welche von den Einspritzungen in die Einzelspeicher 72,74 und von der Hochdruckfördereinrichtung 54 in die Leitungselemente 80 hineingebracht werden, voneinander getrennt gehalten, was eine erheblich gesteigerte Genauigkeit der Gleichmässigkeit der einzelnen Einspritzungen bewirkt.In the case of the inventive in-cylinder injection system, the pressure oscillations which are introduced by the injections into the individual accumulators 72, 74 and from the high-pressure conveyor 54 into the conduit elements 80 are kept separate from one another, which results in a significantly increased accuracy of the uniformity of the individual injections ,
[0070] Dies zeigen die in den Diagrammen der Fig. 6 und 7 dargestellten Druckverläufe eines Achtzylinder-Speicherein-spritzsystems gemäss Fig. 2. Das heisst, dass an jeden der beiden Einzelspeicher 72, 74 vier Einspritzeinheiten 10 angeschlossen sind.This is shown in the diagrams of FIGS. 6 and 7 pressure curves of an eight-cylinder storage injection system according to FIG. 2. This means that four injection units 10 are connected to each of the two individual accumulators 72, 74.
[0071] Fig. 6 zeigt die Druckverläufe des Hochdruckbrennstoffs für die Zylinder beziehungsweise Brennräume 1,2, 3 und 4 mit den in der Legende angegebenen Strichmustern. Der sogenannte «Sacklochdruck» ist der Druck im Raum - siehe Fig. 1 - zwischen dem Einspritzventilsitz 36 und den Düsenspritzöffnungen 40. Mit «Raildruck 1NX ist der Druckverlauf im zugeordneten Einzelspeicher 72 angegeben.FIG. 6 shows the pressure curves of the high-pressure fuel for the cylinders or combustion chambers 1, 2, 3 and 4 with the line patterns indicated in the legend. The so-called "blind hole pressure" is the pressure in the space - see Fig. 1 - between the injection valve seat 36 and the nozzle injection ports 40. With «rail pressure 1NX the pressure profile in the associated individual memory 72 is indicated.
[0072] Fig. 7 stellt die entsprechenden Druckverläufe für die Zylinder 5, 6, 7 und 8, das heisst der entsprechenden Einspritzeinheiten 10 und den Druckverlauf im zugeordneten Einzelspeicher 74 dar.FIG. 7 shows the corresponding pressure curves for the cylinders 5, 6, 7 and 8, that is to say the corresponding injection units 10 and the pressure curve in the associated individual memory 74.
[0073] Aus den Diagrammen in den Fig. 6 und 7 ist ersichtlich, dass die Einspritzfolge für die jeweils vier einem Einzelspeicher 72, 74 zugeordneten Einspritzeinheiten 10 mit unterschiedlichen Zeitabständen stattfindet. Dies weil die Zündfolge es so erforderlich macht. Legt man die beiden Diagramme übereinander, resultiert eine Einspritz- beziehungsweise Zündfolge für alle Einspritzeinheiten 10 mit gleichen zeitlichen Abständen, was am Abtrieb der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine eine soweit wie möglich gleichmässige Drehmomentabgabe generiert. Weiter ist ersichtlich, dass die mit einem Computermodell errechneten Druckverläufe in allen Einspritzeinheiten 10 praktisch identisch verlaufen und somit für alle Brennräume und entsprechenden Einspritzeinheiten 10 identische Voraussetzungen gegeben sind.It can be seen from the diagrams in FIGS. 6 and 7 that the injection sequence for the respective four injection units 10 assigned to an individual storage 72, 74 takes place at different time intervals. This is because the firing order makes it so necessary. Placing the two diagrams one above the other results in an injection or ignition sequence for all injection units 10 with the same time intervals, which generates as far as possible a uniform torque output at the output of the crankshaft of the internal combustion engine. It can also be seen that the pressure profiles calculated with a computer model run virtually identically in all injection units 10 and thus identical prerequisites are given for all combustion chambers and corresponding injection units 10.
[0074] Fig. 8 zeigt im Querschnitt eine Verteilerelement 64 mit daran ausgebildeten Drosselvorrichtungen 76. Ein solches Verteilerelement 64 kann bei den in den Fig. 2, 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen des Speichereinspritzsystems eingesetzt werden.Fig. 8 shows in cross-section a distributor element 64 with throttle devices 76 formed thereon. Such a distributor element 64 can be used in the embodiments of the storage injection system shown in Figs. 2, 4 and 5.
[0075] Das ein T-Stück bildende Verteilerelement 64 weist einen quaderförmigen Verteilerblock 82, beispielsweise aus Stahl, auf. An einer Eingangsseite des Verteilerblocks 82 ist ein Eingang 62 und an zwei einander gegenüberliegenden sowie an die Eingangsseite anschliessenden Ausgangsseiten ist je ein Ausgang 66 ausgebildet. Der Eingang 62 und die Ausgänge 66 sind gleich geformt und in T-Anordnung zueinander orientiert.The T-piece forming distributor element 64 has a cuboid distribution block 82, for example made of steel. An input 62 is provided on an input side of the distributor block 82, and an output 66 is formed on two output sides adjoining each other and on the input side. The input 62 and the outputs 66 are the same shape and oriented in T-arrangement to each other.
[0076] Der Eingang 62 und die Ausgänge 66 sind gleich ausgebildet. Sie weisen eine von der Eingangsseite beziehungsweise den Ausgangsseiten her ausgebildete Anschluss-Sacklochbohrung 84 mit Innengewinde auf, um über eine allgemein bekannte Hochdruck-Verschraubung den Förderabschnitt 58 beziehungsweise die Speiseabschnitte 68 der Hochdruckspeiseleitung 60 anzuschliessen. Ein ansonsten ebener Boden 86 der Anschluss-Sacklochbohrungen 84 weist mittig eine konisch sich verjüngende Dichtfläche 88, d.h. eine Hochdruckdichtfläche, auf.The input 62 and the outputs 66 are the same. They have a connecting blind hole 84 with an internal thread formed from the input side or the output sides in order to connect the conveying section 58 or the feed sections 68 of the high-pressure feed line 60 via a generally known high-pressure screw connection. An otherwise flat bottom 86 of the terminal blind bores 84 has centrally a conically tapered sealing surface 88, i. a high pressure sealing surface, on.
[0077] Von der Dichtfläche 88 und somit dem Boden 86 des Eingangs 62 verläuft zentrisch zur von der Anschluss-Sacklochbohrung 84 und der Dichtfläche 88 definierten Achse eine Sacklochbohrung 90 konstanten Durchmessers, wobei der Lochboden 92 der Sacklochbohrung 90 halbkugelförmig gerundet ist, um vom Hochdruckbrennstoff im Verteilerblock 82 erzeugte Spannungen minimal zu halten.Of the sealing surface 88 and thus the bottom 86 of the input 62 extends centrally to the blind hole defined by the blind hole 84 and the sealing surface 88 a blind hole 90 of constant diameter, the hole bottom 92 of the blind hole 90 is hemispherical rounded to the high-pressure fuel to minimize stresses generated in the manifold block 82.
[0078] Von der Dichtfläche 88 und somit dem Boden 86 der Ausgänge 66 verläuft zentrisch zur von den betreffenden Anschluss-Sacklochbohrungen 84 und den betreffenden Dichtflächen 88 definierten, die Achse rechtwinklig kreuzenden Querachse je eine Querbohrung 94, welche in einem Abstand zum Lochboden 92 in die Sacklochbohrung 90 münden.Of the sealing surface 88 and thus the bottom 86 of the outputs 66 extends centrally to the respective blind hole holes 84 and the respective sealing surfaces defined 88, the axis crossing at right angles cross axis each have a transverse bore 94, which at a distance from the hole bottom 92 in the blind hole 90 open.
[0079] Diese Querbohrungen 94 bilden die Drosseldurchlässe 77 der betreffenden Drosselvorrichtungen 76.These transverse bores 94 form the throttle passages 77 of the respective throttle devices 76.
[0080] Ausgehend von den Dichtflächen 88 verjüngen sich die Querbohrungen 94 mit einem kleineren Konuswinkel als die Dichtflächen 88 bis zu einem engsten Strömungsquerschnitt 96, welcher in einem bis zur Sacklochbohrung 84 reichenden, den Drosseldurchlass 77 bildenden, kreis zylinderförmigen Abschnitt der Querbohrung beibehalten ist.Starting from the sealing surfaces 88, the transverse bores 94 taper with a smaller cone angle than the sealing surfaces 88 to a narrowest flow cross-section 96, which is maintained in an up to the blind hole 84, the throttle passage 77 forming, circular cylindrical portion of the transverse bore.
[0081] Durch den symmetrischen Aufbau sind die Drosseleigenschaften der beiden Drosselvorrichtungen 76 identisch.Due to the symmetrical structure, the throttle characteristics of the two throttle devices 76 are identical.
[0082] Als Beispiel sei erwähnt, dass für einen bereits weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnten Viertaktmotor die die Drosseldurchlässe 77 bildendem, kreiszylinderförmige Abschnitte einen Durchmesser von 1,5 mm und eine Länge von 10 mm (oder weniger) aufweisen.By way of example, it should be noted that for a four-stroke engine already mentioned above in connection with FIG. 2, the circular cylindrical sections forming the throttle passages 77 have a diameter of 1.5 mm and a length of 10 mm (or less).
[0083] Falls die Leitungselemente 80, in bekannter Art und Weise, doppelwandig ausgeführt werden müssen, beispielsweise für Marine-Anwendungen, werden im Verteilerblock 82 Leckage-Detektionsbohrungen 98 angebracht, welche jeweils vom Boden 86 der Anschluss-Sacklochbohrungen 84, radial ausserhalb der Dichtflächen 88, ausgehen und die Ausgänge 66 mit dem Eingang 62 verbinden.If the line elements 80, in a known manner, must be performed double-walled, for example, marine applications, 82 leakage detection holes 98 are mounted in the manifold block, each of the bottom 86 of the terminal blind holes 84, radially outside the sealing surfaces 88, go out and connect the outputs 66 to the input 62.
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