DE10024268A1 - Vorrichtung zur Benzindirekteinspritzung in einer Kolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur Benzindirekteinspritzung in einer Kolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number
DE10024268A1
DE10024268A1 DE10024268A DE10024268A DE10024268A1 DE 10024268 A1 DE10024268 A1 DE 10024268A1 DE 10024268 A DE10024268 A DE 10024268A DE 10024268 A DE10024268 A DE 10024268A DE 10024268 A1 DE10024268 A1 DE 10024268A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
hydraulic oil
fuel
valve
accumulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10024268A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10024268B4 (de
Inventor
Fevzi Yildirim
Michael Huebel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10024268A priority Critical patent/DE10024268B4/de
Priority to JP2001145352A priority patent/JP2002039037A/ja
Priority to US09/855,573 priority patent/US6499448B2/en
Priority to BR0102023-4A priority patent/BR0102023A/pt
Priority to CNB01115716XA priority patent/CN1270055C/zh
Publication of DE10024268A1 publication Critical patent/DE10024268A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10024268B4 publication Critical patent/DE10024268B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/12Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps having other positive-displacement pumping elements, e.g. rotary
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/105Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive hydraulic drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/46Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
    • F02M69/462Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34446Fluid accumulators for the feeding circuit

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Benzindirekteinspritzung in einer Kolbenbrennkraftmaschine, die eine hydraulische Ventilsteuerung (12) mit hydraulisch betätigbaren Gaswechselventilen (22) aufweist. Die Erfindung schlägt vor, die Benzindirekteinspritzung über einen Druckübersetzer (50) für zwei verschiedene Druckmittel an die hydraulische Ventilsteuerung (12) anzubinden, der mit Hydrauliköl aus einem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher (20) der hydraulischen Ventilsteuerung (12) beaufschlagt wird und der einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher (78) mit Hochdruck beaufschlagt, wobei an den Kraftstoff-Hochdruckspeicher (78) Einspritzventile (80) zur Benzindirekteinspritzung in der Kolbenbrennkraftmaschine angeschlossen sind.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Benzindirekteinspritzung in einer Kolbenbrennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die Vorrichtung ist insbesondere für Ottomotoren vorgesehen, sie lässt sich allerdings auch an Dieselmotoren verwenden.
Es sind Kolbenbrennkraftmaschinen bekannt, die eine hydraulische Ventilsteuerung aufweisen, die eine weitverbreitete mechanische Ventilsteuerung mittels Nockenwellen ersetzt. Bei der hydraulischen Ventilsteuerung werden Gaswechselventile der Kolbenbrennkraftmaschine hydraulisch betätigt. Die zur Betätigung notwendige Energie wird von einer Hydrauliköl-Hochdruckpumpe, die üblicherweise als Kolbenpumpe ausgebildet ist, bereitgestellt, die Hydrauliköl unter Hochdruck setzt und in einen Hydrauliköl-Hochdruckspeicher fördert. Das unter Hochdruck stehende Hydrauliköl aus dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher wird den Gaswechselventilen zum Öffnen und/oder Schließen zugeführt, wobei die Zuführung üblicherweise mit Magnetventilen, also elektrisch, gesteuert wird. Es handelt sich in diesem Fall um eine elektrohydraulische Ventilsteuerung.
Die DE 44 07 585 A1 schlägt vor, Kraftstoff als Hydraulikfluid anstelle von Hydrauliköl für die hydraulische Ventilsteuerung zu verwenden. Als Hochdruckpumpe dient eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, an dessen Hochdruckspeicher die Gaswechselventile der Kolbenbrennkraftmaschine angeschlossen sind. Als Vorteil sieht die genannte Druckschrift, dass lediglich eine Hochdruckpumpe sowohl für die hydraulische Ventilsteuerung als auch für die Kraftstoffeinspritzung erforderlich ist.
Als problematisch bei der hydraulischen Betätigung von Gaswechselventilen mit Kraftstoff als Hydraulikfluid ist anzusehen, dass der Kraftstoff zur Betätigung der Gaswechselventile einem Zylinderkopf der Kolbenbrennkraftmaschine zugeführt und dadurch erwärmt wird, was an sich unerwünscht ist. Des weiteren erscheint fraglich, ob Kraftstoff ein geeignetes Hydraulikfluid ist. Kraftstoff ist erheblich dünnflüssiger als übliche Hydrauliköle, so dass Leckageprobleme zu befürchten sind. Des weiteren weist Kraftstoff keine Schmiereigenschaften auf, das Hydrauliksystem wird also bei Verwendung von Kraftstoff als Hydraulikfluid nicht vom Hydraulikfluid geschmiert, sondern im Gegenteil reinigt der Kraftstoff von ihm beaufschlagte Flächen des Hydrauliksystems von eventuellen Schmierschichten. Des weiteren ist die bekannte Vorrichtung nur für Dieselmotoren geeignet, da nur diese einen ausreichenden Kraftstoffdruck zum hydraulischen Öffnen der Gaswechselventile erzeugen. Bei Ottomotoren erfolgt die Benzineinspritzung mit Niederdruck von beispielsweise 4 bar Überdruck gegenüber Atmosphärendruck. Ein solcher Druck reicht keineswegs zur Betätigung der Gaswechselventile einer Kolbenbrennkraftmaschine aus.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Benzindirekteinspritzung in einer Kolbenbrennkraftmaschine, insbesondere einem Ottomotor, mit den Merkmalen des Anspruchs 1, weist einen Druckübersetzer für zwei verschiedene Druckmittel auf. Dieser wird mit unter Hochdruck stehendem Hydrauliköl von der Hydrauliköl- Hochdruckpumpe einer hydraulischen Ventilsteuerung der Kolbenbrennkraftmaschine beaufschlagt. Der Druckübersetzer wandelt den Druck des Hydrauliköls in einen höheren Druck um, mit dem er Kraftstoff beaufschlagt. Der Druckübersetzer führt den unter hohen Druck gesetzten Kraftstoff einem Kraftstoff-Hochdruckspeicher zu, an den mindestens ein Kraftstoff-Einspritzventil angeschlossen ist.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass eine vorhandene Hydrauliköl- Hochdruckpumpe einer hydraulischen Ventilsteuerung zur Erzeugung eines notwendigen Hochdrucks für die Kraftstoff- oder Benzindirekteinspritzung erzeugt wird. Es ist also keine zusätzliche Hochdruckpumpe für den Kraftstoff erforderlich. Weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass durch die Verwendung eines Druckübersetzers für zwei verschiedene Druckmittel der Kraftstoff vom Hydraulikfluid für die hydraulische Ventilsteuerung getrennt ist, so dass ein Hydrauliköl als Hydraulikfluid verwendbar ist. Zusätzlich hat die Erfindung den Vorteil, dass ein Druckniveau der hydraulischen Ventilsteuerung in etwa in derselben Größenordnung wie ein Druckniveau einer Benzindirekteinspritzung liegt, ein Förderdruck der vorhandenen Hydrauliköl-Hochdruckpumpe also ungefähr in der für die Benzindirekteinspritzung erforderlichen Größenordnung liegt.
Das Druckniveau der hydraulischen Ventilsteuerung liegt ungefähr zwischen 50 und 250 bar. Die heutigen Benzindirekteinspritzungen weisen ein Druckniveau von bis zu ungefähr 100 bar auf, erwartet werden Druckniveaus von bis zu 200 bar, für Weiterentwicklungen werden Kraftstoffeinspritzdrücke von bis zu etwa 400 bar erwartet. Da der Druckübersetzer, der ohne weiteres eine Druckübersetzung bis zu 1 : 5 ermöglicht, sind die Druckniveaus für die Benzindirekteinspritzung ohne weiteres erreichbar. Sofern das Druckniveau der hydraulischen Ventilsteuerung für die Benzindirekteinspritzung ausreicht, kann der Druckübersetzer auch ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 aufweisen, es handelt sich dann um einen Druckmittelwandler, der die Aufgabe hat, den Kraftstoff vom Hydrauliköl getrennt zu halten und mit dem Druck des Hydrauliköls zu beaufschlagen. Reicht für die Benzindirekteinspritzung ein niedrigeres Druckniveau als für die hydraulischen Ventilsteuerung auf, kann der Druckübersetzer auch ein Übersetzungsverhältnis < 1 aufweisen.
Die vorstehend genannten Druckniveaus für die hydraulische Ventilsteuerung und die Benzindirekteinspritzung sollen als Hochdruck im Sinne der Erfindung verstanden werden. Druckniveaus herkömmlicher (Saugrohr-) Benzineinspritzungen von beispielsweise ungefähr 4 bar sollen als Niederdruck verstanden werden.
Weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass sie lediglich einen Druckübersetzer auch für Mehrkolbenbrennkraftmaschinen mit mehr als einem Einspritzventil benötigt.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Benzindirekteinspritzung mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung;
Fig. 2 ein Schaltbild eines hydraulisch betätigbaren Gaswechselventils; und
Fig. 3 bis 6 Darstellung einer Einzelheit gemäß Pfeil III in Fig. 1 abgewandelter Ausführungsformen der Erfindung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in Fig. 1 dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete, erfindungsgemäße Vorrichtung zur Benzindirekteinspritzung ist für eine nicht dargestellte Kolbenbrennkraftmaschine, insbesondere für einen Ottomotor vorgesehen. Die Kolbenbrennkraftmaschine gemäß der Erfindung weist eine elektrohydraulische Ventilsteuerung 12 auf. Die elektrohydraulische Ventilsteuerung 12 weist eine Hydrauliköl-Hochdruckpumpe 14 auf, die Hydrauliköl aus einem Ölvorratsbehälter 16 ansaugt. An die Druckseite der Hydrauliköl- Hochdruckpumpe 14 ist unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 18 ein Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 angeschlossen, an den wiederum eine Anzahl hydraulisch betätigbarer Gaswechselventile 22 der Kolbenbrennkraftmaschine angeschlossen sind, von denen eines in Fig. 2 schematisiert dargestellt ist.
An die Druckseite der Hydrauliköl-Hochdruckpumpe 14 ist ein Druckbegrenzungsventil 24 angeschlossen, das einen Förderdruck der Hydrauliköl-Hockdruckpumpe 14 und damit einen Druck im Hydrauliköl- Hochdruckspeicher 20 auf einen Maximalwert von beispielsweise etwa 250 bar begrenzt. Durch das Druckbegrenzungsventil 24 austretendes Hydrauliköl fliest in den Ölvorratsbehälter 16 zurück.
An den Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 ist ein Drucksensor 26 angeschlossen, dessen Signal einem elektronischen Steuergerät 28 zur Überwachung des Drucks im Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 zugeführt wird. Des weiteren ist an den Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 ein Druckabsenkventil 30 angeschlossen, das im dargestellten Ausführungsbeispiel als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildet ist und vom elektronischen Steuergerät 28 gesteuert wird. Mittels des Druckabsenkventils 30 lässt sich ein im Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 herrschender Druck absenken, so dass sich im Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 ein gewünschter Druck unterhalb des Maximaldrucks einstellen lässt. Der im Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 herrschende Druck lässt sich mittels des Druckabsenkventils 30 ändern und dadurch in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Kolbenbrennkraftmaschine einstellen.
Das in Fig. 2 als Hydraulikschaltbild dargestellte Gaswechselventil 22 weist einen Ventilteller 32 und einen mit dem Ventilteller 32 einstückigen, gestuften Ventilschaft 34, wie er von bekannten, mechanisch mittels Nockenwelle angetriebenen Gaswechselventilen bekannt ist, auf. Der Ventilschaft 34 weist einen Kolben 36 auf, der axial verschieblich in einem Zylinder 38 aufgenommen ist. Durch Beaufschlagung des Zylinders 38 mit unter Hochdruck stehendem Hydrauliköl aus dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 wird das Gaswechselventil 22 geöffnet. Zum Schließen des Gaswechselventils 22 ist dessen Kolben 36 doppelwirkend ausgebildet, seine Rückseite wird mit Hydrauliköl aus einem federbeaufschlagten Druckspeicher 40 beaufschlagt, der auf der Rückseite des Kolbens 36 an den Zylinder 38 angeschlossen ist. Für eine Notrückstellung weist das Gaswechselventil 22 eine Notfeder 42 auf, die bei Druckverlust im Druckspeicher 40 den Kolben 36 des Gaswechselventils 22 in eine Ausgangsstellung zurückstellt, in der das Gaswechselventil 22 geschlossen ist.
Zur Betätigung weist das Gaswechselventil 22 zwei Ventile 44, 46 auf, die als 2/2-Wege-Magnetventile 44, 46 ausgebildet sind. Die beiden Magenetventile 44, 46 werden vom elektronischen Steuergerät 28 gesteuert. Das erste der beiden Magnetventile 44 ist zwischen dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 und dem Zylinder 38 des Gaswechselventils 22 angeordnet. Dieses Magnetventil 44 ist in seiner Grundstellung geschlossen. Das zweite Magnetventil 46 ist in seiner Grundstellung offen, von ihm führt eine Ölleitung 48 zurück zum Ölvorrafsbehälter 16. Zum Öffnen des Gaswechselventils 22 wird das erste Magnetventil 44 geöffnet und das zweite Magnetventil 46 geschlossen, wodurch der Zylinder 38 des Gaswechselventils 22 mit unter Hochdruck stehendem Hydrauliköl aus dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 beaufschlagt wird. Das Hydrauliköl verschiebt den Kolben 36 und öffnet dadurch das Gaswechselventil 22. Bei dieser Verschiebung verdrängt die Rückseite des doppeltwirkenden Kolbens 36 Hydrauliköl aus dem Zylinder 38 in den Druckspeicher 40. Zum Schließen des Gaswechselventils 22 wird dessen erstes Magnetventil 44 geschlossen und dadurch der Zylinder 38 des Gaswechselventils 22 vom Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 getrennt. Zugleich wird das zweite Magnetventil 46 geöffnet und dadurch der Zylinder 38 mit dem Ölvorratsbehälter 16 verbunden. Das unter Druck stehende Hydrauliköl aus dem Druckspeicher 40 verdrängt den Kolben 36 zurück in seine Ausgangsstellung, in der das Gaswechselventil 22 geschlossen ist. Dabei wird Hydrauliköl aus dem Zylinder 38 in den Ölvorratsbehälter 16 verdrängt.
Das Gaswechselventil 22 weist einen weiteren Druckspeicher 41 auf, der zwischen dem ersten Magnetventil 44 und dem Hochdruckspeicher 20 an den Hochdruckspeicher 20 angeschlossen ist. Von diesem Druckspeicher 41 führt eine Hydraulikleitung 49 auf der Rückseite des Kolbens 36 zum Zylinder 38. Da die beaufschlagte Kolbenfläche wegen des Ventilschafts 34 auf der Vorderseite des Kolbens 36 größer als auf dessen Rückseite ist, öffnet das Gaswechselventil 22 auch bei Gleichdruck auf beiden Kolbenseiten.
Außer den Gaswechselventilen 22 ist an dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 ein Druckübersetzer 50 für zwei verschiedene Druckmittel, nämlich das Hydrauliköl einerseits und Kraftstoff andererseits angeschlossen. Dem Druckübersetzer 50 und dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 ist ein 3/2- Wege-Magnetventil 52 zwischengeschaltet, das vom elektronischen Steuergerät 28 gesteuert wird. In einer stromlosen Grundstellung verbindet das Magnetventil 52 den Druckübersetzer 50 mit dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20, in einer bestromten Schaltstellung verbindet das Magnetventil 52 den Druckübersetzer 50 mit dem Ölvorratsbehälter 16.
Der Druckübersetzer 50 weist einen großen und einen kleinen Kolben 62, 64 auf, die starr miteinander verbunden und starr in einem Gehäuse des Druckübersetzers 50 verschieblich sind. Der große Kolben 62 wird bei in der Grundstellung befindlichem Magnetventil 52 mit Hydrauliköl aus dem Hydrauliköl- Hochdruckspeicher 20 beaufschlagt.
Das 3/2-Wege-Magnetventil 52 kann in an sich bekannter Weise durch zwei 2/2- Wege-Magnetventile 54, 56 ersetzt werden, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.
Eine Möglichkeit das 3/2-Wege-Magnetventil 52 aus Fig. 1 durch ein einziges, billigeres 2/2-Wege-Magnetventil 52 zu ersetzen, ist in Fig. 4 dargestellt. Hier führt eine Ölleitung ohne Zwischenschaltung eines Ventils direkt vom Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 zum Druckübersetzer 50, das Hydrauliköl aus dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 beaufschlagt den größeren Kolben 62 des Druckübersetzers 50 direkt. Über eine Drossel 58 wird eine Rückseite des größeren Kolbens 62 des Druckübersetzers 50 ebenfalls mit Hydrauliköl aus dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 beaufschlagt, so dass auf beiden Seiten des größeren Kolbens 54 des Druckübersetzers 50 Gleichdruck herrscht. Um die beiden Kolben 62, 64 des Druckübersetzers 50 zu verschieben wird der Druck auf der Rückseite des größeren Kolbens 62 durch Öffnen eines 2/2-Wege- Magnetventils 60 abgesenkt. Zur Rückstellung der beiden Kolben 62, 64 wird das 2/2-Wege-Magnetventil 60 wieder geschlossen, so dass der von der Kraftstoffpumpe 68 geförderte, den kleineren Kolben 64 des Druckübersetzers 50 beaufschlagende Kraftstoff die beiden Kolben 62, 64 zurückstellt. Des weiteren werden die beiden Kolben 62, 64 auch von der Kolbenrückstellfeder 66 des Druckübersetzers 50 zurückgestellt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Benzindirekteinspritzung weist eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe 68 auf, mit der Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 70 auf der Seite des kleinen Kolbens 64 zum Druckübersetzer 50 förderbar ist. Zwischen der Kraftstoffpumpe 68 und dem Druckübersetzer 50 ist ein in Richtung des Druckübersetzers 50 durchströmbares Rückschlagventil 72 angeordnet. An eine Druckseite der Kraftstoffpumpe 68 ist ein Druckbegrenzungsventil angeschlossen, von dem eine Kraftstoffleitung zurück zum Kraftstoffbehälter 70 führt. Der Druckübersetzer 50 hat folgende Funktion: Bei in der Grundstellung befindlichem Magnetventil 52 wird der große Kolben 62 mit Hydrauliköl aus dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher 20 beaufschlagt. Dadurch werden die beiden Kolben 62, 64 des Druckübersetzers 50 verschoben und der kleine Kolben 64 verdrängt von der Kraftstoffpumpe 68 in den Druckübersetzer 50 geförderten Kraftstoff in einen unter Zwischenschaltung eines Rückschfagventils 76 an den Druckübersetzter 50 angeschlossenen Kraftstoff-Hochdruckspeicher 78. Dabei erhöht der Druckübersetzer 50 einen Druck des Kraftstoffs auf einen Wert, der in einem den Flächen des großen zum kleinen Kolben 62, 64 entsprechenden Verhältnis zum Druck des Hydrauliköls steht. Ist keine Druckübersetzung erforderlich, können die beiden Kolben 62, 64 des Druckübersetzers 50 gleich große Flächen aufweisen wie in Fig. 5 dargestellt. Der Druckübersetzer 50 ist in diesem Falle ein Druckmittelwandler 71. Auch ist es grundsätzlich möglich, einen größeren Kolben 64 des Druckübersetzers 50 mit dem Kraftstoff und einen kleineren Kolben 62 mit dem Hydrauliköl zu beaufschlagen, wodurch der Druck des Kraftstoffs entsprechend kleiner als der Druck des Hydrauliköls ist. Dies ist in Fig. 6 dargestellt.
Nach der Verschiebung des Kolben 62, 64 des Druckübersetzers 50 wird das Magnetventil 52 in die Schaltstellung umgeschaltet und dadurch der Druckübersetzer 50 mit dem Ölvorratsbehälter 16 verbunden. Die Kraftstoffpumpe 68 fördert Kraftstoff zum Druckübersetzer 50, der den kleineren Kolben 64 verdrängt, der kleinere Kolben 64 wird in seine Ausgangslage zurückverschoben. Der kleinere Kolben 64 verschiebt den starr mit ihm verbundenen größeren Kolben 62 ebenfalls zurück in die Ausgangsstellung, wobei der größere Kolben 62 Hydrauliköl aus dem Druckübersetzer 50 in den Ölvorratsbehälter 16 verdrängt. Durch ständiges Umschalten des Magnetventils 52 von der Grund- in die Schaltstellung und zurück, werden die Kolben 62, 64 des Druckübersetzers 50 abwechselnd hin und zurück verschoben, wobei der Kraftstoff in beschriebener Weise unter Hochdruck gesetzt und in den Kraftstoff- Hochdruckspeicher 78 verdrängt wird. Zum Umschalten wird das Magnetventil 52 beispielsweise mit einer Rechteckimpulsspannung beaufschlagt. Die Frequenz der Impulsspannung kann geändert und damit eine Kraftstoffförderleistung des Druckübersetzers 50 dem Bedarf der Kolbenbrennkraftmaschine angepasst werden.
Zur Rückstellung der Kolben 62, 64 des Druckübersetzers 50 kann dieser auch eine Kolbenrückstellfeder 66 aufweisen.
An den Kraftstoff-Hochdruckspeicher 78 sind für jeden Zylinder der Kolbenbrennkraftmaschine ein Einspritzventil 80 angeschlossen. Die Einspritzventile 80 weisen eine Einspritzdüse 82 sowie zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung ein 2/2-Wege-Magnetventil 84 auf, das üblicherweise mit der Einspritzdüse 82 zu einer als Einspritzventil 80 bezeichneten Baueinheit zusammengefasst ist.
Zum Schutz vor Bersten ist an den Kraftstoff-Hochdruckspeicher 78 ein Druckbegrenzungsventil 86 angeschlossen, von dem eine Rückleitung 88 zum Kraftstoffbehälter 70 führt. Zur Überwachung des Drucks im Kraftstoff- Hochdruckspeicher 78 ist an diesen ein Drucksensor 90 angeschlossen, der ein Signal an das elektronische Steuergerät 28 liefert. Mittels des elektronischen Steuergeräts 28 lässt sich über das Magnetventil 52 eine Förderleistung des Druckübersetzers 50 so steuern, dass im Kraftstoff-Hochdruckspeicher 78 ein gewünschter Druck herrscht, der auch während eines Betriebs der Kolbenbrennkraftmaschine an unterschiedliche Betriebsbedingungen angepasst werden kann. Zum Absenken des Drucks des im Kraftstoff-Hochdruckspeicher 78 ist an diesen ein Druckabsenkventil 92 angeschlossen, das als 2/2-Wege- Magnetventil ausgebildet und das ebenfalls an die Rückleitung 88 zum Kraftstoffbehälter angeschlossen ist.
Im Kraftstoff-Hochdruckspeicher 78 herrscht ein Druck von beispielsweise etwa 100 bar oder 200 bar Höhere Drücke etwa 400 bar bis 500 bar sind problemlos möglich.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Benzindirekteinspritzung in einer Kolbenbrennkraftmaschine, wobei die Kolbenbrennkraftmaschine eine hydraulische Ventilsteuerung mit einer Hydrauliköl-Hochdruckpumpe, einem an die Hydrauliköl-Hochdruckpumpe angeschlossenen Hydrauliköl- Hochdruckspeicher und mit an den Hydrauliköl-Hochdruckspeicher angeschlossenen, hydraulisch betätigbaren Gaswechselventilen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) einen Druckübersetzer (50) für zwei verschiedene Druckmittel aufweist, die mit Hydrauliköl aus dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher (20) der hydraulischen Ventilsteuerung (12) beaufschlagbar ist, dass die Vorrichtung (10) einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher (78) aufweist, der an den Druckübersetzer (50) angeschlossen ist, und dass die Vorrichtung (10) mindestens ein Kraftstoff-Einspritzventil (80) aufweist, das an den Kraftstoff-Hochdruckspeicher (78) angeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher (20) und dem Druckübersetzer (50) ein Ventil (52, 54) zwischengeschaltet ist, das in einer Ventilstellung den Druckübersetzer (50) mit dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher (20) verbindet und das in einer anderen Ventilstellung den Druckübersetzer (50) von dem Hydrauliköl-Hochdruckspeicher (20) trennt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (52, 54) ständig zwischen den beiden Ventilstellungen umgeschaltet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckübersetzer (50) als Druckmittelwandler (71) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Kraftstoffförderpumpe (68) aufweist, mit der Kraftstoff zum Druckübersetzer (50) förderbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffförderpumpe (68) und dem Druckübersetzer (50) ein in Richtung des Druckübersetzers (50) durchströmbares Rückschlagventil (72) zwischengeschaltet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffförderpumpe (68) ein Druckbegrenzungsventil (74) nachgeschaltet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckübersetzer (50) und dem Kraftstoff-Hochdruckspeicher (78) ein in Richtung des Kraftstoff-Hochdruckspeichers (78) durchströmbares Rückschlagventil (76) zwischengeschaltet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff-Hochdruckspeicher (78) ein Druckbegrenzungsventil (86) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff-Hochdruckspeicher (78) ein Druckabsenkventil (92) und einen Drucksensor (90) aufweist.
DE10024268A 2000-05-17 2000-05-17 Vorrichtung zur Benzindirekteinspritzung in einer Kolbenbrennkraftmaschine Expired - Fee Related DE10024268B4 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10024268A DE10024268B4 (de) 2000-05-17 2000-05-17 Vorrichtung zur Benzindirekteinspritzung in einer Kolbenbrennkraftmaschine
JP2001145352A JP2002039037A (ja) 2000-05-17 2001-05-15 ピストン内燃機関においてガソリンを直接噴射するための装置
US09/855,573 US6499448B2 (en) 2000-05-17 2001-05-16 Apparatus for direct gasoline injection in a piston engine
BR0102023-4A BR0102023A (pt) 2000-05-17 2001-05-17 Dispositivo para a injeção direta de combustìvel emuma máquina de combustão de êmbolo
CNB01115716XA CN1270055C (zh) 2000-05-17 2001-05-17 活塞式内燃机中的轻燃油定向喷入装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10024268A DE10024268B4 (de) 2000-05-17 2000-05-17 Vorrichtung zur Benzindirekteinspritzung in einer Kolbenbrennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10024268A1 true DE10024268A1 (de) 2001-11-22
DE10024268B4 DE10024268B4 (de) 2012-11-29

Family

ID=7642452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10024268A Expired - Fee Related DE10024268B4 (de) 2000-05-17 2000-05-17 Vorrichtung zur Benzindirekteinspritzung in einer Kolbenbrennkraftmaschine

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6499448B2 (de)
JP (1) JP2002039037A (de)
CN (1) CN1270055C (de)
BR (1) BR0102023A (de)
DE (1) DE10024268B4 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012143601A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-26 Wärtsilä Finland Oy Fluid system and internal combustion engine
EP3045689A3 (de) * 2012-02-16 2016-11-16 Wärtsilä Finland Oy Hydraulische ventilanordnung zur steuerbaren betätigung eines gaswechselventils eines hubkolben-verbrennungsmotors
EP3406866A1 (de) * 2017-05-22 2018-11-28 EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Hydraulischer antrieb zum beschleunigen und abbremsen dynamisch zu bewegender bauteile
EP3656990A1 (de) 2018-11-22 2020-05-27 EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Hydraulischer antrieb zum beschleunigen und abbremsen dynamisch zu bewegender bauteile
DE102013217135B4 (de) * 2012-09-05 2020-10-29 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Verfahren zum Detektieren eines Fehlers in einem Drucksensor, der einen Druck in einem hydraulischen Ventilbetätigungssystem misst
WO2021121639A1 (de) 2019-12-20 2021-06-24 Empa Eidgenössische Materialprüfungs- Und Forschungsanstalt Hydraulischer antrieb zum beschleunigen und abbremsen dynamisch zu bewegender bauteile

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19939422A1 (de) * 1999-08-20 2001-03-01 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine
KR20040094419A (ko) * 2002-01-30 2004-11-09 디이젤 엔진 리타더스, 인코포레이티드 감압된 커먼 레일 및 전용 엔진 밸브를 사용하는 방법 및엔진 밸브 작동 시스템
EP1511932B1 (de) * 2002-04-04 2006-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Einspritzventil
ITBO20030389A1 (it) * 2003-06-23 2004-12-24 Magneti Marelli Powertrain Spa Gruppo elettroidraulico di azionamento delle valvole
DE102007021327A1 (de) * 2007-05-07 2008-11-13 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzsystem mit Druckverstärkung
US7543568B1 (en) * 2008-02-14 2009-06-09 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel pressure amplifier for improved cranking performance
US7832374B2 (en) * 2008-10-21 2010-11-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel pressure amplifier
FI20115392A0 (fi) * 2011-04-21 2011-04-21 Waertsilae Finland Oy Hydraulijärjestelmä ja käyttömenetelmä
US8775054B2 (en) 2012-05-04 2014-07-08 GM Global Technology Operations LLC Cold start engine control systems and methods
CN103742217B (zh) * 2013-12-28 2015-11-18 大连理工大学 一种用于6缸内燃机的模块化多功能可变气门驱动系统
CN104879258A (zh) * 2015-03-27 2015-09-02 中国北方发动机研究所(天津) 一种液压放大式超高压燃油供给装置
CN105112313B (zh) * 2015-08-28 2019-04-05 复旦大学 马克思克鲁维酵母营养缺陷型菌株及无痕基因组改造方法
SE540733C2 (sv) * 2016-06-15 2018-10-23 Scania Cv Ab Förbränningsmotor och fordon innefattande en hydraulisk fasförskjutningsanordning
CN107476915B (zh) * 2017-08-22 2019-11-01 哈尔滨工程大学 一种带缓冲装置的双作用式高压燃油供给装置
DE102018001913A1 (de) * 2018-03-08 2019-09-12 Woodward L'orange Gmbh Anordnung mit einer Hochdruckpumpe und einer dieser vorgeordneten Regeleinrichtungen
CN109268564B (zh) * 2018-10-22 2020-05-08 武汉腾索科技有限公司 车辆燃油箱电磁阀控制方法及设备

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3904497C1 (de) * 1989-02-15 1990-01-25 Man Nutzfahrzeuge Ag, 8000 Muenchen, De
DE4407585C2 (de) * 1994-03-08 1996-09-19 Mtu Friedrichshafen Gmbh Variable Ventilsteuerung
DE19528792C1 (de) * 1995-08-04 1996-08-14 Daimler Benz Ag Motorbremse für eine Dieselbrennkraftmaschine
DE19826045A1 (de) * 1998-06-12 2000-01-13 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Steuerung eines Gaswechselventils für Brennkraftmaschinen

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012143601A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-26 Wärtsilä Finland Oy Fluid system and internal combustion engine
EP3045689A3 (de) * 2012-02-16 2016-11-16 Wärtsilä Finland Oy Hydraulische ventilanordnung zur steuerbaren betätigung eines gaswechselventils eines hubkolben-verbrennungsmotors
DE102013217135B4 (de) * 2012-09-05 2020-10-29 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Verfahren zum Detektieren eines Fehlers in einem Drucksensor, der einen Druck in einem hydraulischen Ventilbetätigungssystem misst
EP3406866A1 (de) * 2017-05-22 2018-11-28 EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Hydraulischer antrieb zum beschleunigen und abbremsen dynamisch zu bewegender bauteile
WO2018215335A1 (de) * 2017-05-22 2018-11-29 Empa Eidgenössische Materialprüfungs- Und Forschungsanstalt Hydraulischer antrieb zum beschleunigen und abbremsen dynamisch zu bewegender bauteile
EP3656990A1 (de) 2018-11-22 2020-05-27 EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Hydraulischer antrieb zum beschleunigen und abbremsen dynamisch zu bewegender bauteile
WO2021121639A1 (de) 2019-12-20 2021-06-24 Empa Eidgenössische Materialprüfungs- Und Forschungsanstalt Hydraulischer antrieb zum beschleunigen und abbremsen dynamisch zu bewegender bauteile

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002039037A (ja) 2002-02-06
DE10024268B4 (de) 2012-11-29
US6499448B2 (en) 2002-12-31
CN1323947A (zh) 2001-11-28
BR0102023A (pt) 2001-12-18
CN1270055C (zh) 2006-08-16
US20010054411A1 (en) 2001-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10024268B4 (de) Vorrichtung zur Benzindirekteinspritzung in einer Kolbenbrennkraftmaschine
EP1125046B1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Druckübersetzungseinheit
DE112006003076T5 (de) Brennstoffsystem mit mehreren Quellen für Einspritzung mit variablem Druck
WO1999018347A1 (de) Ventil zum steuern von flüssigkeiten
DE112007001978T5 (de) Druckerhöhtes Common Rail Kraftstoffeinspritzsystem und Verfahren zum Betreiben einer dieses verwendenden Brennkraftmaschine
DE112006002672T5 (de) Brennstoffeinspritzsystem, das ein Flusssteuerventil getrennt von einer Brennstoffeinspritzvorrichtung aufweist
DE102007021327A1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem mit Druckverstärkung
DE4417950C1 (de) Einspritzsystem
EP1379775A1 (de) Ventil zum steuern von flüssigkeiten
EP1392962B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit druckübersetzungseinrichtung und druckübersetzungseinrichtung
WO2004003376A1 (de) Druckübersetzer kraftstoffinjektor mit schnellem druckabbau bei einspritzende
DE10132732A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung
EP1558843B1 (de) Kraftstoff-einspritzeinrichtung für brennkraftmaschinen
DE112011101887T5 (de) Nockenunterstütztes Common-Rail-Brennstoffsystem mit geringer Leckage, Brennstoffeinspritzvorrichtung und Betriebsverfahren dafür
EP2156050B1 (de) Druckverstärkungssystem für mindestens einen kraftstoffinjektor
DE10139055A1 (de) Verfahren, Computerprogramm, Steuer- und/oder Regelgerät sowie Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine
EP0670424B1 (de) Einspritzanlage für die Einspritzung eines Kraftstoffs und einer Zusatzflüssigkeit in die Brennräume einer Brennkraftmaschine
EP1642021B1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem für brennkraftmaschinen
DE19939425A1 (de) Kraftstoffeinspritzverfahren und -systeme für eine Brennkraftmaschine
DE10301194A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1392965B1 (de) Druckverstärker einer kraftstoffeinspritzeinrichtung
DE4425339C2 (de) Einspritzsystem
DE102013013231A1 (de) Ventilanordnung für eine Kraftstoffversorgungsanlage und Kraftstoffversorgungsanlage
DE10251932B4 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit integriertem Druckverstärker
DE19939520A1 (de) Einspritzsystem und Verfahren zum Betreiben eines Einspritzsystems

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20130301

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20131203