DE10104634A1

DE10104634A1 - Fuel injection system has collector line used as pressure store

Info

Publication number: DE10104634A1
Application number: DE2001104634
Authority: DE
Inventors: Dieter Kienzler; Wolfgang Stoecklein; Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2002-09-19

Abstract

The fuel injection system maintains the pressure of the leakage oil in the injectors (13, 27) at a level constantly higher than the ambient pressure, this level being set with great precision to an intended value. To achieve this, the collector line (19, 35) is used as a pressure store and a pressure maintaining valve (11) is included in the system.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, mit mehreren Injektoren, wobei die Injektoren je einen Hochdruckanschluss und je einen Niederdruckanschluss aufweisen, wobei die Niederdruckanschlüsse in eine Sammelleitung münden, mit einem zwischen Sammelleitung und einem drucklosen Kraftstoffrücklauf angeordneten Druckhalteventil. Sowie einem Kraftstoffeinspritzsystem nach dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 2 und 6.The invention is based on a fuel injection system for internal combustion engines, with several injectors, the Injectors one high pressure connection and one each Have low pressure connection, the Low pressure connections lead into a manifold, with one between manifold and one depressurized Fuel return arranged pressure holding valve. Such as a fuel injection system according to the preamble of independent claims 2 and 6.

Bei einem aus der DE 196 49 139 A1 bekannten Kraftstoffeinspritzsystem wird in dem gemeinsamen Rücklauf der Einspritzvorrichtung ein Druckhalteventil eingesetzt, um die Genauigkeit der Steuerung der Einspritzung zu verbessern.In a known from DE 196 49 139 A1 Fuel injection system is in the common return the injection device uses a pressure control valve, to increase the accuracy of the control of the injection improve.

Der Druck im Kraftstoffrücklauf muss bei manchen Injektoren, bspw. für Dieselmotoren, einen konstanten Wert haben, um eine optimale Funktion des Injektors zu erreichen. Zu diesen Injektoren zählen piezogesteuerte Common-Rail-Injektoren. Bei diesen Injektoren ist zwischen Piezoaktor und Steuerventil ein hydraulischer Koppler angeordnet, der den Stellweg des Piezoaktors vergrößert. The pressure in the fuel return must be with some Injectors, for example for diesel engines, a constant value have to ensure the optimal function of the injector to reach. These injectors include piezo-controlled ones Common rail injectors. These injectors are between Piezo actuator and control valve a hydraulic coupler arranged, which increases the travel of the piezo actuator.

Dazu ist ein Kopplerraum vorhanden, dessen Füllung einen definierten, über dem Übergebungsdruck liegenden Gegendruck erfordert.For this there is a coupler room, the filling of which is one defined back pressure above the delivery pressure requires.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das bekannte Kraftstoffeinspritzsystem hinsichtlich seines Betriebsverhaltens und der Genauigkeit der Kraftstoffzumessung bei der Einspritzung in den verschiedensten Lastzuständen der Brennkraftmaschine zu verbessern.The invention is based on the object, the known Fuel injection system in terms of its Operating behavior and the accuracy of the Fuel metering during injection into the various load conditions of the internal combustion engine improve.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe für ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit mehreren Injektoren, wobei die Injektoren je einen Hochdruckanschluss und je einen Niederdruckanschluss aufweisen, wobei die Niederdruckanschlüsse in eine Sammelleitung münden, mit einem zwischen Sammelleitung und einen drucklosen Kraftstoffrücklauf angeordneten Druckhalteventil dadurch gelöst, dass die Sammelleitung als Druckspeicher ausgebildet ist.According to the invention, this task is for a Fuel injection system for internal combustion engines with several injectors, the injectors each one High pressure connection and one low pressure connection each have, the low pressure connections in a Manifold lead, with a between manifold and arranged an unpressurized fuel return Pressure maintaining valve solved in that the manifold as Pressure accumulator is formed.

Advantages of the invention

Durch die Ausbildung der Sammelleitung als Druckspeicher kann ein gewünschter Solldruck in der Sammelleitung mit größerer Genauigkeit eingestellt werden, so dass auch die Genauigkeit der Steuerung der Einspritzung im Injektor verbessert wird. Außerdem bietet die Ausgestaltung der Sammelleitung als Druckspeicher einen weiteren Freiheitsgrad bei der Einspritzverlaufsformung, wenn nämlich der Solldruck in der Sammelleitung abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine verändert wird.By designing the manifold as a pressure accumulator can have a desired set pressure in the manifold greater accuracy, so that the Accuracy of injection control in the injector is improved. In addition, the design of the Manifold as a pressure accumulator another Degree of freedom in injection course shaping, if namely the target pressure in the manifold depending on Operating state of the internal combustion engine is changed.

Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls durch ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit mehreren Injektoren, wobei die Injektoren je einen Hochdruckanschluss und je einen Niederdruckanschluss aufweisen, wobei die Niederdruckanschlüsse in eine Sammelleitung münden, mit einem zwischen Sammelleitung und einem drucklosen Kraftstoffrücklauf angeordneten Druckhalteventil dadurch gelöst, dass mindestens eine erste Sammelleitung und mindestens eine zweite Sammelleitung vorhanden sind, dass die Niederdruckanschlüsse einer ersten Gruppe von Injektoren in die erste Sammelleitung münden, dass die Niederdruckanschlüsse einer zweiten Gruppe von Injektoren in die zweite Sammelleitung münden, dass zwischen erster Sammelleitung und zweiter Sammelleitung und dem Kraftstoffrücklauf je ein Druckhalteventil angeordnet ist, und dass die erste und die zweite Sammelleitung als Druckspeicher ausgebildet sind.The task mentioned at the outset is also supported by a Fuel injection system for internal combustion engines with several injectors, the injectors each one High pressure connection and one low pressure connection each have, the low pressure connections in a Manifold lead, with a between manifold and arranged an unpressurized fuel return Pressure maintaining valve solved in that at least a first Manifold and at least one second manifold exist that the low pressure connections of a first Group of injectors open into the first manifold, that the low pressure ports of a second group of Injectors into the second manifold that between first manifold and second manifold and the fuel return is arranged a pressure control valve and that the first and second manifolds as Pressure accumulator are formed.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann jeweils eine Zylinderbank eines V-Motors mit einer Sammelleitung, die als Druckspeicher ausgebildet ist, versehen werden. Dadurch ergeben sich weitere Vorteile bezüglich der Druckhaltung auf der Niederdruckseite der Injektoren. Außerdem kann diese Ausführungsform Vorteile hinsichtlich des benötigten Bauraums aufweisen. Wegen der kurzen Abstände von Injektor und Sammelleitung werden auch die Kosten für die Verbindung der Niederdruckanschlüsse der Injektoren mit der Sammelleitung reduziert. Diese Ausführungsform ist auch bspw. für Boxer-Motoren oder Motoren bei denen die Zylinderblöcke in Form eines "Nil angeordnet sind, geeignet. Bei diesen W-Motoren können drei Sammelleitungen, entsprechend der Zahl der Zylinderbänke, vorgesehen sein.In this embodiment of the invention, one can V engine cylinder bank with a manifold is designed as a pressure accumulator. Thereby there are further advantages with regard to pressure maintenance on the low pressure side of the injectors. Besides, can this embodiment has advantages in terms of what is needed Have installation space. Because of the short distances from the injector and manifold are also the cost of the connection the low pressure connections of the injectors with the Bus reduced. This embodiment is also For example, for boxer engines or engines where the Cylinder blocks arranged in the form of a "Nile are suitable. With these W motors, three manifolds, according to the number of cylinder banks.

Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens zwischen einem Injektor und der oder den Sammelleitungen eine Verbindungsleitung vorhanden ist, so dass die Sammelleitung kurz und von einfacher Geometrie sein kann und die räumliche Entfernung zwischen Sammelleitung und Injektoren durch kostengünstig herstellbar Verbindungsleitungen überbrückt wird.In a variant of the invention it is provided that at least between an injector and the or Bus lines a connecting line is available, so that the manifold is short and of simple geometry can be and the spatial distance between Manifold and injectors through inexpensive producible connecting lines is bridged.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Sammelleitungen direkt an den Niederdruckanschlüssen der Injektoren angeordnet, so dass auf die Verbindungsleitungen verzichtet werden kann. Wegen des vergleichsweise niedrigen Druckniveaus in den Sammelleitungen von ungefähr 10 bar, ist eine wirksame Abdichtung zwischen den Niederdruckanschlüssen der Injektoren und den Sammelleitungen möglich.In another embodiment of the invention Manifolds directly on the low pressure connections of the Injectors arranged so that on the connecting lines can be dispensed with. Because of the comparatively low Pressure levels in the manifolds of approximately 10 bar, is an effective seal between the Low pressure connections of the injectors and the Bus lines possible.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Hochdruckanschlüsse der Injektoren von mindestens einem Common-Rail mit Kraftstoff versorgt, so dass die Vorteile des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems auch bei sog. Common-Rail-Einspritzsystemen zum Tragen kommen.In a further embodiment of the invention, the High pressure connections of the injectors of at least one Common rail fueled, so the benefits of the fuel injection system according to the invention also at so-called common rail injection systems come into play.

Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit mehreren Injektoren, wobei die Injektoren je einen Hochdruckanschluss und je einen Niederdruckanschluss aufweisen, mit einem Common-Rail zur Versorgung der Injektoren über deren Hochdruckanschluss mit Kraftstoff dadurch gelöst, dass mindestens ein erster Common-Rail und ein zweiter Common-Rail vorhanden sind, dass der erste Common-Rail eine erste Gruppe von Injektoren versorgt, und dass der zweite Common-Rail eine zweite Gruppe von Injektoren versorgt.The task mentioned at the outset is also achieved according to the invention through a fuel injection system for internal combustion engines with several injectors, the injectors each one High pressure connection and one low pressure connection each have, with a common rail to supply the Injectors via their high pressure connection with fuel solved in that at least a first common rail and a second common rail exists that the first Common Rail supplies a first group of injectors, and that the second common rail is a second group of Injectors supplied.

Bei diesem Kraftstoffeinspritzsystem wird die Steuerung der Einspritzung in den Injektoren dadurch verbessert, dass jede Zylinderbank mit einem Common-Rail ausgestattet wird und somit die Verbindungsleitungen zwischen Common-Rail und Injektoren kurz gehalten werden. Dadurch werden die Probleme, welche sich aus Druckschwingungen in den Verbindungsleitung und/oder dem Common-Rail ergeben, reduziert.In this fuel injection system, the control of the Injection in the injectors improved in that every cylinder bank is equipped with a common rail and thus the connecting lines between common rail and Injectors are kept short. This will make the Problems arising from pressure fluctuations in the Connecting line and / or the common rail, reduced.

Es ist erfindungsgemäß auch möglich, ein Kraftstoffeinspritzsystem mit mehreren Common-Rails mit einem Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zu kombinieren, so dass sich die erfindungsgemäßen Vorteile erklären.According to the invention, it is also possible to use a Fuel injection system with several common rails a fuel injection system according to one of claims 1 to combine to 4, so that the invention Explain advantages.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations of the Invention are the following drawing, the Description and the patent claims.

drawing

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems und Fig. 1 shows a first embodiment of a fuel injection system according to the invention and

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems. Fig. 2 shows a second embodiment of a fuel injection system according to the invention.

Description of the embodiments

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems. Eine Hochdruckpumpe 1 fördert Kraftstoff über je eine Leitung 3 in einen ersten Common- Rail 5 und einen zweiten Common-Rail 7. Der erste Common- Rail 5 ist über Hochdruckleitungen 9 mit einem Hochdruckanschluss 11 mit zwei Injektoren 13 verbunden. Fig. 1 shows a section of a first embodiment of a fuel injection system according to the invention. A high-pressure pump 1 delivers fuel via a line 3 into a first common rail 5 and a second common rail 7 . The first common rail 5 is connected via high pressure lines 9 to a high pressure connection 11 with two injectors 13 .

Die Injektoren 13 weisen je einen Niederdruckanschluss 15 auf. Diese Niederdruckanschlüsse 15 sind über Verbindungsleitungen 17 mit einer ersten Sammelleitung 19 hydraulisch verbunden. Die erste Sammelleitung 19 weist ein Druckhalteventil 21 auf, welches dafür sorgt, dass der Druck auf der Niederdruckseite der Injektoren 13 auf einen Sollwert geregelt wird. Dieser Sollwert kann entweder konstant sein oder in Abhängigkeit von dem Lastpunkt in dem sich die Brennkraftmaschine befindet geregelt werden. Diese Regelung übernimmt ein in Fig. 1 nicht dargestelltes Steuergerät. An das Druckhalteventil 21 schließt sich ein Kraftstoffrücklauf 23 an, welcher in den ebenfalls nicht dargestellten Tank des Kraftfahrzeuges mündet.The injectors 13 each have a low pressure connection 15 . These low-pressure connections 15 are hydraulically connected to a first manifold 19 via connecting lines 17 . The first manifold 19 has a pressure-maintaining valve 21 , which ensures that the pressure on the low-pressure side of the injectors 13 is regulated to a desired value. This setpoint can either be constant or regulated depending on the load point at which the internal combustion engine is located. This control is carried out by a control unit (not shown in FIG. 1). A fuel return 23 connects to the pressure-maintaining valve 21 and opens into the tank of the motor vehicle, also not shown.

Durch die Niederdruckanschlüsse 15 werden die Steuer- und Leckagemengen in den Injektoren 13 abgeführt. Dadurch, dass die erste Sammelleitung 19 als Druckspeicher ausgebildet ist, kann der Gegendruck im Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsytems sehr genau auf den vorgegebenen Sollwert eingeregelt werden. Weil der Gegendruck von einem Druckhalteventil 21 in der ersten Sammelleitung 19 geregelt wird, ist der Gegendruck bei beiden Injektoren auf deren Niederdruckseite gleich.The control and leakage quantities in the injectors 13 are discharged through the low pressure connections 15 . Because the first manifold 19 is designed as a pressure accumulator, the back pressure in the low-pressure region of the fuel injection system can be adjusted very precisely to the predetermined setpoint. Because the back pressure is regulated by a pressure holding valve 21 in the first manifold 19 , the back pressure is the same for both injectors on their low pressure side.

Das in Fig. 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzsystem ist symmetrisch aufgebaut. Der zweite Common-Rail 7 versorgt über Hochdruckleitungen 25 Injektoren 27 mit Kraftstoff. Die Hochdruckleitungen 25 münden in je einem Hochdruckanschluss 29 der Injektoren 27. Von einem Niederdruckanschluss 31 der Injektoren 27 gehen Verbindungsleitungen 33 ab, welche in eine zweite Sammelleitung 35 münden. Auch die zweite Sammelleitung 35 weist ein Druckhalteventil 21 auf. Die Funktionsweise des rechten Strangs des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems entspricht der des oben beschriebenen linken Strangs.The fuel injection system shown in Fig. 1 is constructed symmetrically. The second common rail 7 supplies 25 injectors 27 with high pressure lines. The high-pressure lines 25 each open into a high-pressure connection 29 of the injectors 27 . From a low-pressure connection 31 of the injectors 27 there are connecting lines 33 which open into a second collecting line 35 . The second manifold 35 also has a pressure holding valve 21 . The operation of the right strand of the fuel injection system according to the invention corresponds to that of the left strand described above.

Das in Fig. 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzsystem ist besonders zum Einsatz in V-Motoren oder Boxer-Motoren geeignet, die zwei Zylinderbänke aufweisen, deren Zylinder jeweils für sich genommen in einer Reihe angeordnet sind. Wenn das erste Common-Rail 5, die Injektoren 13 sowie die Sammelleitung 19 einer Zylinderbank zugeordnet werden und der zweite Common-Rail 7 die Injektoren 27 und die Sammelleitung 35 einer zweiten Zylinderbank zugeordnet werden, können sowohl die Hochdruckleitungen 9 und 25, aber auch die Verbindungsleitungen 17 und 33 sehr kurz gehalten werden. Dadurch ergeben sich Verbesserungen beim Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine, da die Kraftstoffzumessung genauer ist. Außerdem sind keine Verbindungsleitungen zwischen den Zylinderbänken erforderlich, was die Installation von anderen Nebenaggregaten, wie Wasserpumpe, Lichtmaschine, Klimaanlagenkompressor und anderem mehr erleichtert.The fuel injection system shown in FIG. 1 is particularly suitable for use in V-engines or boxer engines which have two cylinder banks, the cylinders of which are arranged individually in a row. If the first common rail 5 , the injectors 13 and the manifold 19 are assigned to a cylinder bank and the second common rail 7 the injectors 27 and the manifold 35 are assigned to a second cylinder bank, both the high pressure lines 9 and 25 , but also the Connecting lines 17 and 33 are kept very short. This results in improvements in the operating behavior of the internal combustion engine, since the fuel metering is more precise. In addition, no connecting lines between the cylinder banks are required, which facilitates the installation of other auxiliary units such as water pumps, alternators, air conditioning compressors and more.

Durch die Verwendung eines ersten Common-Rails 5, eines zweiten Common-Rails 7 sowie der Sammelleitungen 19 und 35 kann das Druckniveau und der Gegendruck der Injektoren 13 und 27 über einen weiten Druckbereich entsprechend den Anforderungen der Brennkraftmaschine eingestellt werden. Dadurch ergibt sich eine Verbesserung des Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine.By using a first common rail 5 , a second common rail 7 and the manifolds 19 and 35 , the pressure level and the back pressure of the injectors 13 and 27 can be adjusted over a wide pressure range in accordance with the requirements of the internal combustion engine. This results in an improvement in the operating behavior of the internal combustion engine.

In Fig. 2 ist ein zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems ausschnittweise dargestellt. In dieser Darstellung sind nur die Hochdruckleitungen 9, die Hochdruckanschlüsse 11 und die Niederdruckanschlüsse 15 der Injektoren 13 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Sammelleitung 19 direkt mit den Niederdruckanschlüssen 15 der Injektoren 13 verschraubt. Dadurch können die Verbindungsleitungen 17 gemäß Fig. 1 eingespart werden. Außerdem verringert sich der Platzbedarf für das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem weiter. Nur angedeutet dargestellt ist das Druckhalteventil 21.A second exemplary embodiment of a fuel injection system according to the invention is shown in detail in FIG. 2. In this illustration, only the high pressure lines 9 , the high pressure connections 11 and the low pressure connections 15 of the injectors 13 are shown. In this exemplary embodiment, the first manifold 19 is screwed directly to the low-pressure connections 15 of the injectors 13 . As a result, the connecting lines 17 according to FIG. 1 can be saved. In addition, the space requirement for the fuel injection system according to the invention is further reduced. The pressure holding valve 21 is only indicated.

Claims

1. Fuel injection system for internal combustion engines with several injectors ( 13 , 27 ), the injectors each having a high-pressure connection ( 11 , 29 ) and a low-pressure connection ( 15 , 31 ), the low-pressure connections ( 15 , 31 ) in a manifold ( 19 ) open, with a pressure holding valve arranged between the collecting line and an unpressurized fuel return, characterized in that the collecting line ( 19 ) is designed as a pressure accumulator.

2. Fuel injection system for internal combustion engines with several injectors ( 13 , 27 ), the injectors ( 13 , 27 ) each having a high-pressure connection ( 11 , 29 ) and a low-pressure connection ( 15 , 31 ), the low-pressure connections ( 15 , 31 ) in A manifold opens, with a pressure holding valve ( 21 ) arranged between the manifold and an unpressurized fuel return ( 23 ), characterized in that at least one first manifold ( 19 ) and at least one second manifold ( 35 ) are provided such that the low pressure connections ( 15 ) one first group of injectors ( 13 ) open into the first manifold ( 19 ), that the low pressure connections ( 31 ) of a second group of injectors ( 27 ) open into the second manifold ( 35 ), that between the first manifold ( 19 ) and the second manifold ( 35 ) and the fuel return ( 23 ) each a pressure control valve ( 21 ) is arranged, and that the first manifold ( 19 ) u nd the second manifold ( 35 ) are designed as a pressure accumulator.

3. Fuel injection system according to claim 1 or 2, characterized in that a connecting line ( 17 , 33 ) is present at least between an injector ( 13 ) and the first manifold ( 19 ) or an injector ( 27 ) and the second manifold ( 27 ).

4. Fuel injection system according to claim 1 or 2, characterized in that the first manifold ( 19 ) and the second manifold ( 35 ) are arranged directly on the low pressure connections ( 15 , 31 ) of the injectors ( 13 , 27 ).

5. Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the high pressure connections ( 11 , 29 ) of the injectors ( 13 , 27 ) are supplied with fuel by at least one common rail ( 5 , 7 ).

6. Fuel injection system for internal combustion engines with several injectors ( 13 , 17 ), the injectors ( 13 , 17 ) each having a high-pressure connection ( 11 , 29 ) and a low-pressure connection ( 15 , 31 ), with a common rail for supplying the injectors ( 13 , 17 ) via their high-pressure connection ( 11 , 29 ) with fuel, characterized in that at least a first common rail ( 5 ) and a second common rail ( 7 ) are provided, that the first common rail ( 5 ) supplies a first group of injectors ( 13 ) and that the second common rail ( 7 ) supplies a second group of injectors ( 27 ).

7. Fuel injection system for internal combustion engines after Claim 6, characterized in that the Fuel injection system a fuel injection system according to one of claims 1 to 4.