DE10144333A1 - Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem - Google Patents

Abstract

Ein Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem hat einen Verstärkermechanismus (20, 20') der Speicherbauart, der den Druck in einem Hochdruckabschnitt des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems auf einen voreingestellten Startdruck beim Starten eines Motors erhöht. Der Verstärkermechanismus (20, 20') der Speicherbauart ist an dem Motorkörper (10) gestützt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem zur Durchführung einer Kraftstoffeinspritzung bei einem Verbrennungsmotor.

Um eine Kraftstoffeinspritzung direkt in den Zylinder eines Verbrennungsmotors durchzuführen, ist es erforderlich, einen hochdruckbeaufschlagten Kraftstoff oder einen Hochdruckkraftstoff jedem der Kraftstoffeinspritzventile zuzuführen. Ein Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem, das für den vorstehend genannten Zweck eingesetzt wird, ist nach dem Stand der Technik gut bekannt.

Allgemein hat ein Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem ein Förderrohr, das zu jedem der Kraftstoffeinspritzventile führt, eine Hochdruckpumpe für ein Fördern des Hochdruckkraftstoffs unter Druck zu dem Förderrohr und eine Niederdruckpumpe, die mit einer Einlassseite einer Hochdruckpumpe verbunden ist, um sicherzustellen, dass der Kraftstoff durch die Hochdruckpumpe eingelassen wird. Im Allgemeinen ist die Niederdruckpumpe eine durch elektrische Leistung angetriebene Bauart und daher in der Lage, den Kraftstoff unter Druck mit einem Ausstoßdruck unmittelbar nach dem Motorstart zu fördern. Da andererseits die Hochdruckpumpe eine durch die Verbrennungsmotor angetriebenen Bauart ist, wird diese unmittelbar nach dem Motorstart nicht ausreichend angetrieben, wobei sie somit versagt, eine ausreichende Kraftstoffmenge unter Druck zu fördern.

Es wurden verschiedene Arten von Techniken vorgeschlagen, um eine Kraftstoffeinspritzung durch ein Erhöhen des Drucks in dem Zufuhrrohr auf den Nennausstoßdruck der Niederdruckpumpe (z. B. 0,3 MPa) bei dem Motorstarten einzuleiten. Jedoch ist der Nennausstoßdruck beträchtlich geringer als ein Zielkraftstoffhochdruck (z. B. 12 MPa) der Förderpumpe unter einer normalen Bedingung. Daher ist es schwierig, die Kraftstoffeinspritzung bei einem geeigneten Druck in dem Zufuhrrohr einzuleiten. Um das vorstehend genannte Problem zu lösen, offenbart die Druckschrift JP-A-9-184464 einen Verstärkungsmechanismus der Speicherbauart. Bei diesem Verstärkungsmechanismus wird ein Speicher eingesetzt, der den Kraftstoffdruck während eines Motorbetriebs speichert, um den Druck in dem Hochdruckrohr aus einen voreingestellten Startdruck bei dem Motorstart zu erhöhen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem für eine Kraftstoffeinspritzung eines Verbrennungsmotors mit einem Verstärkermechanismus der Speicherbauart mit einem verbesserten Aufbau zu schaffen.

Ein Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem ist mit einem Verstärkermechanismus der Speicherbauart versehen, der einen Druck eines Hochdruckabschnitts des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems auf einen vorbestimmten Startdruck beim Starten eines Verbrennungsmotors anhebt. Der Verstärkermechanismus der Speicherbauart ist an dem Verbrennungsmotor gestützt.

Bei dem Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem ist der Hochdruckabschnitt mit einem Zufuhrrohr versehen, das einen Hochdruckkraftstoff einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen zuführt, und das Zufuhrrohr ist an der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen gestützt, die an dem Verbrennungsmotor montiert sind. Der Verstärkungsmechanismus der Speicherbauart ist mit dem Zufuhrrohr an einem Abschnitt nah an einem Kraftstoffeinlass verbunden.

Bei dem Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem hat der Verstärkermechanismus der Speicherbauart eine Gaskammer und eine Flüssigkeitskammer, die zwischen die Gaskammer zwischengesetzt ist, und eine Kraftstoffkammer an dem Hochdruckabschnitt, und die Gaskammer und die Flüssigkeitskammer sind durch eine elastisch verformbare Membran getrennt.

Bei dem Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem hat der Verstärkermechanismus der Speicherbauart eine Gaskammer, eine Kraftstoffkammer, eine Verbindungsbahn, die eine Verbindung zwischen der Kraftstoffkammer und dem Hochdruckabschnitt gestattet, einen Ventilkörper, der dazu dient, die Verbindungsbahn zu öffnen und zu schließen, und ein Solenoid, das den Ventilkörper betätigt. Der Solenoid ist in der Kraftstoffkammer angeordnet, der eingesetzt wird, um eine Kraftstofftemperatur in der Kraftstoffkammer anzuheben.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein erstes 2 Ausführungsbeispiel eines Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems gemäß der Erfindung zum Durchführen der Kraftstoffeinspritzung zu einem Verbrennungsmotor zeigt, das mit einem Verstärkermechanismus der Speicherbauart versehen ist; und

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die eine andere Bauart des Verstärkermechanismus der Speicherbauart zeigt, die in das Hochdruckkraftstoffsystem anstelle desjenigen von Fig. 1 eingebaut werden kann.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die ein erstes Ausführungsbeispiel eines Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems zum Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung zu einem Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung zeigt. Das Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf einen Vierzylindermotor erklärt. Jedoch ist damit nicht beabsichtigt, die Erfindung zu beschränken. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind vier Kraftstoffeinspritzventile 1 für die jeweiligen Zylinder vorgesehen. Ein Zufuhrrohr 2 führt den Hochdruckkraftstoff jedem der Kraftstoffeinspritzventile 1 zu. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 1 ist an einem Motorkörper 10 und dem Zufuhrrohr 2 montiert, um als ein Stützelement zu dienen, das das Zufuhrrohr 2 an dem Motorkörper 10 stützt. Das Zufuhrrohr 2 ist mit einem Drucksensor 5 für ein Erfassen eines Kraftstoffdrucks in dem Zufuhrrohr 2 versehen. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 1 hat einen Ventilkörper für ein Öffnen und ein Schließen einer Einspritzdüse sowie ein Solenoid für ein Ziehen des Ventilkörpers in Richtung der Ventilöffnungsrichtung (beide sind nicht gezeigt). Die Federkraft und der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 2 werden an dem Ventilkörper in die Ventilöffnungsrichtung ausgeübt. Wenn der Solenoid in einem abgeregten bzw. unmagnetisierten Zustand vorliegt, kann das Ventil zuverlässig geschlossen werden, so dass die Kraftstoffeinspritzung unterbrochen ist. Wenn der Solenoid in einem angeregten bzw. magnetisierten Zustand vorliegt, zieht er den Ventilkörper in die Ventilöffnungsrichtung gegen die Federkraft und den Kraftstoffdruck, so dass die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.

Eine Niederdruckpumpe 4 ist in einem Kraftstofftank 3 angeordnet. Die Niederdruckpumpe 4 ist eine elektrische Pumpe, die durch eine Batterie angetrieben wird. Die Niederdruckpumpe 4 hat einen Nennausstoßdruck von z. B. 0,4 MPa. Die Niederdruckpumpe 4 wird im Ansprechen auf EIN-Signal eines Startschalters betätigt. Ein (nicht gezeigtes) Filter zum Entfernen von Fremdstoffen aus dem Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank 3 eingelassen wird, ist an der Einlassseite der Niederdruckpumpe 4 vorgesehen.

Ein Hochdruckpumpe 7 hält den Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 2 im Wesentlichen auf einen Zielkraftstoffhochdruck von bspw. 12 MPa. Die Hochdruckpumpe 7 ist eine Verbrennungsmotor betriebene Pumpe mit einem Tauchkolben, der durch einen Nocken angetrieben wird, der mit einer Kurbelwelle gekoppelt ist, um den Kraftstoff unter Druck zu fördern. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Ausstoßtakt der Hochdruckpumpe 7 bei jeder Kraftstoffeinspritzung ausgeführt, die durch zwei Zylinder durchgeführt wird.

Ein Ausstoßseite der Hochdruckpumpe 7 ist mit dem Zufuhrrohr 2 über ein Hochdruckrohr 8 verbunden, und eine Einlassseite der Hochdruckpumpe 7 ist mit der Ausstoßseite der Niederdruckpumpe 4 über ein Niederdruckrohr 9 verbunden. Wie vorstehend beschrieben ist, wurde der aus dem Niederdruckrohr 9 bei dem Einlasstakt der Hochdruckpumpe 7 eingelassene Kraftstoff auf 0,3 MPa durch die Niederdruckpumpe 4 druckbeaufschlagt. Daher ist eine Erzeugung eines Kraftstoffdampfs aufgrund eines Unterdrucks in dem Niederdruckrohr 9 unwahrscheinlich. Ein Rückschlagventil 8a, das sich bei einem voreingestellten Druck öffnet, ist in dem Hochdruckrohr 8 angeordnet, um den Rückfluss des Kraftstoffs aufgrund der Druckpulsation zu verhindern, die durch die Hochdruckpumpe 7 verursacht wird. Ein von der Hochdruckpumpe 7 stromabwärtiger Abschnitt (stromabwärts von dem Rückschlagventil 8a, wenn das Rückschlagventil 8a an der Ausstoßseite der Hochdruckpumpe 7 angeordnet ist) einschließlich des Zufuhrrohrs 2 dient als ein Hochdruckabschnitts des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems.

Die Hochdruckpumpe 7 stellt die Durchflussrate des Kraftstoffs so ein, dass der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 2 auf den Zielkraftstoffhochdruck angehoben wird. Eine Überschusskraftstoffmenge, die von dem Tauchkolben ausgestoßen wird, wird dem Kraftstofftank durch das Niederdruckrohr 9 zurückgeführt. Es ist nicht vorzuziehen, dem Hochdruckkraftstoff zu gestatten, rückwärts in der Niederdruckpumpe 4 zu strömen. Daher kann das Niederdruckrohr mit dem Kraftstofftank 3 über ein Sicherheitsventil in Verbindung stehen, dass sich bei einem Druck öffnet, der den Nennausstoßdruck der Niederdruckpumpe 4 geringfügig übersteigt. Um einen abnormalen Anstieg des Kraftstoffdrucks in dem Zufuhrrohr 2 aus einem gewissen Grund zu verhindern, kann das Zufuhrrohr 2 mit dem Kraftstofftank 3 über ein Rückführrohr mit einem Sicherheitsventil in Verbindung stehen, das sich bei einem Kraftstoffdruck öffnet, der den Zielkraftstoffhochdruck geringfügig übersteigt.

Wenn das vorstehend genannte Rückführrohr vorgesehen ist, wird es der Hochdruckpumpe 7 gestattet, das gesamte Volumen des Kraftstoffs unter Hochdruck zu fördern, das von dem Tauchkolben zu dem Zufuhrrohr 2 ausgestoßen wird, ohne die Durchflussrate des Kraftstoffs einzustellen.

In jedem Fall kann unter der Vorraussetzung, dass die Hochdruckpumpe 7 unter einer geeigneten Bedingung nach dem Starten des Motors betätigt wird, der Druck in dem Zufuhrrohr 2 im Wesentlichen auf dem Zielkraftstoffhochdruck gehalten werden, wodurch die Kraftstoffeinspritzung unter einer guten Bedingung mit dem Kraftstoffeinspritzventilen 1 eingeleitet wird. Da jedoch die Hochdruckpumpe 7 durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, ist es schwierig, einen geeigneten Betrieb der Hochdruckpumpe 7 bei einer niedrigen Motordrehzahl durch einen Startermotor zu verwirklichen. Obwohl der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 2, der im Wesentlichen auf den Atmosphärendruck verringert ist, rasch beim Starten des Motors zu erhöhen ist, kann daher eine derart scharfe Erhöhung des Kraftstoffdrucks nicht verwirklicht werden.

Andererseits kann die elektrische Niederdruckpumpe 4 geeignet auch beim Motorstarten betätigt werden. Demgemäß kann der Kraftstoff unter Druck bei dem Nennausstoßdruck gefördert werden. Es ist daher möglich, den Druck in dem Zufuhrrohr 2 auf den Nennausstoßdruck der Niederdruckpumpe 4 anzuheben. Wie vorstehend beschrieben ist, ist jedoch der Nennausstoßdruck der Niederdruckpumpe 4 beträchtlich niedriger als der Zielkraftstoffhochdruck. Daher ist es schwierig, die Kraftstoffeinspritzung in einer gewünschten Sprühnebelform durchzuführen. Darüber hinaus wird die Zeit, die für das Offenhalten des Kraftstoffeinspritzventils 1 für das Einspritzen der erforderlichen Kraftstoffmenge notwendig ist, weiter verlängert. Es ist somit schwierig, die Kraftstoffeinspritzung mit einer wünschenswerten Zeitabstimmung durchzuführen.

Das Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem dieses Ausführungsbeispiels hat einen Verstärkermechanismus 20 der Speicherbauart, der betriebsfähig ist, den Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 2 anzuheben, so dass er höher als der Nennausstoßdruck der Niederdruckpumpe 4 beim Motorstart wird. Genauer gesagt hat der Verstärkermechanismus 20 eine Verbindungsbahn 20a, eine Kraftstoffkammer 20b, die mit dem Zufuhrrohr über die Verbindungsbahn 20a verbunden ist und damit in Verbindung steht, und eine Gaskammer 20c, die mit einem Gas wie z. B. Stickstoff bei einem vorbestimmten Druck, der dem Atmosphärendruck gleich oder höher als dieser ist, verschlossen bzw. versiegelt ist. Eine Membran 20d, die aus einem elastischen verformbaren Werkstoff, wie z. B. Gummi, ausgebildet ist, trennt die Kraftstoffkammer 20b und die Gaskammer 20c.

Die Kraftstoffkammer 20b nimmt den Ventilkörper 20e auf, der in der Lage ist, die Verbindungsbahn 20a zu öffnen und zu schließen, eine Feder 20f für ein Vorspannen des Ventilkörpers 20e zu der Ventilschließrichtung und ein Solenoid 20g für ein Öffnen des Ventilkörpers 20e gegen die Vorspannkraft der Feder 20f.

Wenn bei dem Verstärkermechanismus 20 mit dem vorstehend genannten Aufbau der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 2 auf einen Hochdruck während des Motorbetriebs angehoben wird, öffnet sich der Ventilkörper 20e aufgrund einer relativ geringen Vorspannkraft der Feder 20f leicht, so dass die Verbindungsbahn 20a geöffnet wird. Demgemäß wird der Druck in der Kraftstoffkammer 20b dem Druck in dem Zufuhrrohr 2 gleich. Der Druck wirkt an der Membran 20a, was den Stickstoff in der Gaskammer 20c auf den gleichen Druck verdichtet, um den Druck zu speichern. Eine geringfügige Verringerung des Drucks des Zufuhrrohrs 2 kann den Ventilkörper 20e schließen. Auf diesem Weg wird der Druck der Gaskammer 20c in der Umgebung des Zielkraftstoffhochdrucks in dem Zufuhrrohr 2 während des Motorbetriebs gehalten.

Beim Starten des Motors wird der Solenoid 20e angeregt bzw. magnetisiert, um den Ventilkörper 20e und somit die Verbindungsbahn 20a zu öffnen. Als Ergebnis lässt die Gaskammer 20c den gespeicherten Druck ab. Der Druck in der Gaskammer 20c wird auf den Kraftstoff in dem Zufuhrrohr 2 über den Kraftstoff in dem Kraftstoffrohr 20b ausgeübt. Demgemäß kann der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 2 auf einen voreingestellten Startdruck angehoben werden, der höher als der Ausstoßdruck der Niederpumpe 4 ist. Somit kann eine geeignete Kraftstoffeinspritzung beim Starten des Motors verwirklicht werden, wobei das zuverlässige Starten des Motors sichergestellt ist.

Bei dem vorstehend genannten Verstärkermechanismus 20 ist es erforderlich, dass jeder Druck des Kraftstoffs und des Gases in der Kraftstoffkammer 20b und der Gaskammer 20c in der Nähe des Zielkraftstoffhochdrucks des Zufuhrrohrs 2 gehalten wird. Das kann ein steifes Gehäuse erfordern, wodurch der Verstärkermechanismus 20 schwer gemacht wird. Für den Fall, dass der Ventilkörper 20e und der Solenoid 20g in der Kraftstoffkammer 20d angeordnet sind, wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wird der Verstärkermechanismus 20 weitergehend schwerer. Wenn der vorstehend genannte schwere Verstärkermechanismus 20 an das Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem in einem Zustand eines freitragenden Arms montiert wird, ist eine geeignete Montage erforderlich, um Schwingungen des Fahrzeugs und dergleichen zu bewältigen. Das kann die Kosten und die Abmessung des Systems vergrößern. Um die Vergrößerung der Kosten und der Abmessung zu verhindern, ist der Verstärkermechanismus 20 der Speicherbauart dieses Ausführungsbeispiels an dem Motorkörper 10 gestützt. Dieser Aufbau ist wirksam, um die eigene Schwingung des Verstärkermechanismus 20 gegen den Hochdruckabschnitt des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems zu verringern.

Insbesondere ist der Verstärkermechanismus 20 dieses Ausführungsbeispiels mit dem Zufuhrrohr 2 mit dem Hochdruckabschnitt des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems verbunden, und das Zufuhrrohr 2 ist an dem Motorkörper 10 durch die Kraftstoffeinspritzventile 1 gestützt. Daher schwingt der Verstärkermechanismus 20 gemeinsam mit dem Zufuhrrohr 2, so dass eine große Biegespannung an dem Montageabschnitt des Verstärkermechanismus 20 an dem Zufuhrrohr 2 wie bei der Verbindungsbahn 20a dieses Ausführungsbeispiels nicht erzeugt wird. Demgemäß kann eine ausreichende Haltbarkeit ohne beträchtliche Erhöhung der Montagefestigkeit erhalten werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Verstärkermechanismus 20 der Speicherbauart mit dem Zufuhrrohr 2 an einer Position in der Nähe des Kraftstoffeinlasses verbunden, insbesondere in der Nähe des Verbindungsabschnitts mit dem Hochdruckrohr 8, das sich von der Hochdruckpumpe 7 erstreckt. Während des Motorbetriebs strömt der Kraftstoff durchgehend bzw. kontinuierlich in das Zufuhrrohr 2 aus dem Kraftstofftank 3, wodurch das Zufuhrrohr 2 eine relativ betrachtet niedrigere Temperatur an einem Abschnitt nahe an dem Kraftstoffeinlass im Vergleich mit der Temperatur an der anderen Position hat. Daher kann durch Verbinden des Verstärkermechanismus 22 der Speicherbauart in der Nähe des Kraftstoffeinlasses des Zufuhrrohrs 2 ein Temperaturanstieg an dem Verstärkermechanismus 20 minimiert werden. Wenn die Differenz der Temperatur der Gaskammer zwischen dem Motorbetrieb und dem Motorstart verringert wird, wird die Differenz der Gastemperatur in der Gaskammer zwischen der Druckspeicherung und dem Druckausstoß verringert. Daher kann der Druck, der während des Motorbetriebs gespeichert wird, beim Starten des Motors ohne eine beträchtliche Verringerung ausgestoßen werden.

Wenn der Kraftstoff durch Anheben der Kraftstofftemperatur in der Kraftstoffkammer 20b beim Motorstarten ausgedehnt wird, werden sowohl der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffkammer 20b als auch der Gasdruck in der Gaskammer 20c erhöht. Dadurch wird es möglich, den Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 2 auf einen noch höheren Druck beim Öffnen des Ventilkörpers 20e zu erhöhen, wobei der Motorstart weitgehend zuverlässig sichergestellt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die für den Verstärkermechanismus der Speicherbauart erforderlichen Bauteile, insbesondere der Ventilkörper 20e und der Solenoid 20g für das Öffnen des selben, in der Kraftstoffkammer 20b angeordnet. Durch Aufbringen einer Wechselspannung auf den Solenoid 20g vor dem Öffnen des Ventilkörpers 20e erzeugt der Solenoid 20e Wärme, wodurch die Kraftstofftemperatur in der Kraftstoffkammer 20b erhöht werden kann. Das ermöglicht, dass der Druck in der Gaskammer 20c ohne Vorsehen einer besonderen Heizvorrichtung erhöht wird.

Bei dem Verstärkermechanismus 20 der Speicherbauart dieses Ausführungsbeispiels trennt die Membran 20d die Kraftstoffkammer 20b und die Gaskammer 20c voneinander. Jedoch kann ein Kolben, der ohne elastische Verformung gleitfähig ist anstelle der Membran verwendet werden.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die einen anderen Verstärkermechanismus der Speicherbauart zeigt, der bei dem Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem zum Durchführen der Kraftstoffeinspritzung zu dem Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Im folgenden werden nur die Unterschiede von dem vorstehenden Verstärkermechanismus 20 der Speicherbauart beschrieben. Die gleichen oder entsprechenden Bauteile wie diejenigen des vorstehend genannten Verstärkermechanismus 20 der Speicherbauart werden mit den gleichen Bezugszeichen und Nummern bezeichnet. Der Verstärkermechanismus 20' der Speicherbauart ist mit dem Zufuhrrohr 2 über einen Zylinderabschnitt 20h' verbunden. Ein Raum 20b', der mit dem Zylinderabschnitt 20h' über eine Verbindungsbahn 20a' in Verbindung steht, ist keine Kraftstoffkammer, sondern eine Flüssigkeitskammer, die eine Flüssigkeit wie z. B. ein Hydraulikfluid enthält. Der Zylinderabschnitt 20h' ist ebenso eine Flüssigkeitskammer, und ein Kolben 20i' trennt den Kraftstoff in dem Zufuhrrohr 2 von dem Hydraulikfluid. Der Kolben 20i' ist innerhalb des Zylinderabschnitts 20h' gleitfähig. Ein Dichtungselement 20j' ist um den Kolben 20i' vorgesehen, um die Trennung zwischen dem Kraftstoff und dem Hydraulikfluid auch während des Gleitens sicher zu stellen.

Bei dem Verstärkermechanismus 20' der Speicherbauart mit dem vorstehend genannten Aufbau speichert eine Gaskammer 20c' einen Hochdruck über das Hydrauliköl in den Flüssigkeitskammern 20b' und 20h' und stößt es aus. Daher ist der Verstärkermechanismus 20' der Speicherbauart in der Lage, auf der selben Weise wie derjenige des vorstehend genannten Verstärkermechanismus der Speicherbauart zu funktionieren. Darüber hinaus steht bei diesem Verstärkermechanismus 20' der Speicherbauart eine Membran 20d', die aus einem Material, wie z. B. Gummi, ausgebildet ist, nicht in Berührung mit dem Kraftstoff. Daher kann durch Auswählen eines Material, das Gummi nicht, wie Silikonöl als das Hydrauliköl, beeinträchtigt, die Lebensdauer der Membran deutlich verlängert werden. Dieser Verstärkermechanismus 20' der Speicherbauart hat den Kolben 20i', um das Hydraulikfluid in dem Zylinderabschnitt 20h' von dem Kraftstoff in dem Zufuhrrohr 2 zu trennen. Jedoch kann der Kolben 20a' z. B. durch Ersetzen des Hydraulikfluids durch ein Fluid, bei dem es weniger wahrscheinlich ist, dass es sich in dem Kraftstoff löst und mit diesem mischt, wie z. B. Quecksilber, weggelassen werden.

Während des Betriebs des Motors wird eine große Kraftstoffmenge eingespritzt, insbesondere wenn sich der Motor in dem Hochlastzustand befindet. Zu diesem Zeitpunkt stößt die Hochdruckpumpe ebenso eine große Kraftstoffmenge zu dem Zufuhrrohr 2 des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems aus. Eine solche Strömung einer großen Kraftstoffmenge zu und von dem Zufuhrrohr 2 verursacht in diesem eine relativ große Kraftstoffdruckabweichung. Eine derartig große Abweichung des Drucks stört eine genaue Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge mit der Ventilöffnungszeit. Für den Fall, dass der Speicher 20, 20' als ein Verstärkermechanismus mit dem Zufuhrrohr 2 wie bei diesem Ausführungsbeispiel verbunden ist, ermöglicht das Öffnen des Ventilkörpers 20e, 20e', dass die Druckabweichung bzw. die Druckschwankung dadurch verringert wird, dass eine Volumenänderung in der Gaskammer 20c, 20c' des Speichers verursacht wird.

Der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 2 des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems wird nicht ständig im Wesentlichen auf dem gleichen Zielkraftstoffdruck während des Betriebs des Motors gehalten. Der Zielkraftstoffdruck kann gemäß der Kraftstoffeinspritzmenge geändert werden. Wenn bspw. nur eine geringe Einspritzmenge wie z. B. während des Motorleerlaufs erforderlich ist, wird die Öffnungszeit des Kraftstoffeinspritzventils minimiert. Jedoch würde ein Hochdruck in dem Zufuhrrohr verursachen, dass eine übermäßige Kraftstoffmenge eingespritzt wird, was die Kraftstoffverbrauchsrate verschlechtert. Es ist daher vorzuziehen, dass der Zielkraftstoffhochdruck des Zufuhrrohrs während des Motorleerlaufs verringert wird.

Es wird nun angenommen, dass zwei Zielkraftstoffdrücke, insbesondere ein höherer und ein niedrigerer Zielkraftstoffdruck, wahlweise als ein Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr verwendet werden. Für diesen Fall ist unter der Annahme, dass der Speicher mit dem Zufuhrrohr bei diesem Ausführungsbeispiel verbunden ist, der Ventilkörper 20e, 20e' mit der Feder 20f, 20f' geschlossen, wenn der niedrigere Zielkraftstoffdruck beabsichtigt ist, wohingegen der Ventilkörper 20e, 20e' mit einer Magnetisierung bzw. Anregung des Solenoids 20g, 20g' geöffnet wird, wenn der höhere Zielkraftstoffdruck beabsichtigt ist. Wenn somit der niedrigere Zielkraftstoffdruck beabsichtigt ist, ist der Ventilkörper 20e, 20e' geschlossen, wodurch der vorhergehende höhere Zielkraftstoffdruck in dem Speicher 20, 20' gespeichert wird. Um den niedrigeren Zielkraftstoffdruck zu verwirklichen, wird die Förderung des Kraftstoff unter dem Druck aus der Hochdruckpumpe 7 unterbrochen und die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt. Als Folge des Schließens des Ventilkörpers 20e, 20e' wird das Volumen der Kraftstoffkammer 20b oder der Anteil 20b' der Kraftstoffkammer des Speichers 20, 20' von dem Volumen des Hochdruckabschnitts des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems entfernt, wobei eine rasche Druckverringerung ermöglicht wird.

Um den höheren Zielkraftstoffdruck zu verwirklichen, wird der Kraftstoff, der aus der Hochdruckpumpe 7 ausgestoßen wird, maximiert. Da darüber hinaus der Ventilkörper 20e, 20e' geöffnet ist, kann der in dem Speicher gespeicherte Druck eingesetzt werden, wobei eine rasche Druckerhöhung ermöglicht wird.

Das Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem dieses Ausführungsbeispiels hat das Zufuhrrohr 2 als einen Hochdruckabschnitt. Jedoch ist die Idee bezüglich des Aufbaus des vorstehend genannten Verstärkermechanismus der Speicherbauart ebenso auf ein Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem ohne das Zufuhrrohr anwendbar, wie z. B. bei einem allgemeinen Dieselmotor.

Das Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem der Erfindung hat einen Verstärkermechanismus der Speicherbauart zum Erhöhen des Drucks in dem Hochdruckabschnitt des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems auf einen voreingestellten Startdruck beim Starten des Motors und der Verstärkermechanismus der Speicherbauart ist an dem Motorkörper gestützt. Das verringert eine unabhängige Schwingung des Verstärkermechanismus der Speicherbauart gegen den Hochdruckabschnitt. Demgemäß wird eine ausreichende Haltbarkeit des Montageabschnitts des Verstärkermechanismus der Speicherbauart an dem Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem sichergestellt, ohne dass die Montagefestigkeit beträchtlich erhöht wird.

Ein anderes Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß der Erfindung hat einen Verstärkermechanismus der Speicherbauart zum Erhöhen des Drucks in den Hochdruckabschnitt des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems auf einen voreingestellten Startdruck beim Motorstarten. Der Verstärkermechanismus der Speicherbauart hat eine Gaskammer und eine Flüssigkeitskammer, die zwischen der Gaskammer und dem Kraftstoff in dem Hochdruckabschnitt angeordnet ist. Eine elastisch verformbare Membran trennt die Gaskammer von der Flüssigkeitskammer. Daher wird die Membran nicht in Berührung mit einem Kraftstoff gebracht, wobei die Lebensdauer der Membran erhöht wird.

Ein weiteres Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß der Erfindung hat einen Verstärkermechanismus der Speicherbauart zum Erhöhen des Drucks in dem Hochdruckabschnitt des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems auf einen voreingestellten Startdruck beim Starten des Motors.

Der Verstärkermechanismus der Speicherbauart hat eine Gaskammer, eine Kraftstoffkammer, eine Verbindungsbahn, die eine Verbindung zwischen der Kraftstoffkammer und dem Hochdruckabschnitt gestattet, einen Ventilkörper, der in der Lage ist, die Verbindungsbahn zu öffnen und zu schließen, und ein Solenoid zum Betätigen des Ventilkörpers. Der Solenoid ist in der Kraftstoffkammer angeordnet, so dass der Solenoid zur Betätigung des Ventilkörpers, die für den Verstärkermechanismus der Speicherbauart erforderlich ist, ebenso zum Erwärmen des Kraftstoffs in der Kraftstoffkammer verwendet wird. Das ermöglicht eine thermische Ausdehnung des Kraftstoffs in der Kraftstoffkammer ebenso wie eine weitergehende Erhöhung des Drucks in der Kraftstoffkammer sowie der Gaskammer ohne Vorsehen von irgendwelchen besonderen Heizeinrichtungen. Demgemäß hat der Hochdruckabschnitt einen weitergehend erhöhten Kraftstoffdruck beim Starten des Motors, wodurch das hervorragende Starten des Motors sichergestellt werden kann.

Während die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es verständlich, dass die Erfindung nicht auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele oder Konstruktionen beschränkt ist. Dagegen ist beabsichtigt, dass die Erfindung verschiedenartige Abwandlungen und Äquivalentanordnungen abdeckt. Während verschiedenartige Elemente der bevorzugten Ausführungsbeispiele in verschiedenartigen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, welche beispielhaft sind, können zusätzlich andere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehr, weniger oder nur einem einzelnen Element innerhalb des Anwendungsbereichs der Erfindung liegen.

Somit hat das Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem den Verstärkermechanismus 20, 20' der Speicherbauart, der den Druck in dem Hochdruckabschnitt des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems auf den voreingestellten Startdruck beim Starten eines Motors erhöht. Der Verstärkermechanismus 20, 20' der Speicherbauart ist an dem Motorkörper 10 gestützt.

Claims (19)

1. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem mit einem Verstärkermechanismus (20, 20') der Speicherbauart, der einen Druck eines Hochdruckabschnitts des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems auf einen vorbestimmten Startdruck beim Starten eines Verbrennungsmotors anhebt, wobei der Verstärkermechanismus der Speicherbauart an dem Verbrennungsmotor (10) gestützt ist.

2. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckabschnitt mit einem Zufuhrrohr (2) versehen ist, das einen Hochdruckkraftstoff einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen (1) zuführt, und wobei das Zufuhrrohr (2) an der Vielzahl der Kraftstoffeinspritzventile gestützt ist, die an dem Verbrennungsmotor (10) montiert sind.

3. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkermechanismus (20, 20') der Speicherbauart mit seinem ersten Ende mit einem Abschnitt des Zufuhrrohrs (2) verbunden ist, das dem Kraftstoffeinlass nah ist.

4. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkermechanismus (20, 20') der Speicherbauart an seinem zweiten Ende durch den Verbrennungsmotor (10) gestützt ist.

5. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Verstärkungsmechanismus (20, 20') der Speicherbauart eine Gaskammer (20c, 20c') und eine Flüssigkeitskammer (20b', 20h') aufweist, die zwischen die Gaskammer und einen Kraftstoff in dem Hochdruckabschnitt zwischengesetzt ist, und
die Gaskammer und die Flüssigkeitskammer (20b', 20h') durch eine elastisch verformbare Membran (20d, 20d') getrennt sind.

6. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskammer (20b', 20h') ein Hydraulikfluid enthält.

7. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskammer (20b', 20h') ein Fluid enthält, das in dem Kraftstoff unlöslich ist.

8. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskammer (20b', 20h') und der Hochdruckabschnitt durch einen Kolben getrennt sind, der zwischen der Flüssigkeitskammer (20b', 20h') und dem Hochdruckabschnitt gleitfähig ist.

9. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Verstärkermechanismus (20, 20') der Speicherbauart eine Gaskammer (20c, 20c'), eine Kraftstoffkammer (20b), eine Verbindungsbahn (20a), die eine Verbindung zwischen der Kraftstoffkammer (20b', 20h') und dem Hochdruckabschnitt gestattet, einen Ventilkörper (20e), der für ein Öffnen und Schließen der Verbindungsbahn (20a) dient, und ein Solenoid (20e) aufweist, der den Ventilkörper (20e) betätigt, und
wobei der Solenoid (20g) in der Kraftstoffkammer (20b) angeordnet ist, der zum Erhöhen der Kraftstofftemperatur in der Kraftstoffkammer (20b) eingesetzt wird.

10. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffkammer (20b) und die Gaskammer (20c, 20c') durch einen elastisch verformbaren Membran (20d, 20d') getrennt sind.

11. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffkammer (20b) und die Gaskammer (20c, 20c') durch einen Kolben getrennt sind, der zwischen der Kraftstoffkammer und der Gaskammer gleitfähig ist.

12. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem mit einem Verstärkermechanismus (20, 20') der Speicherbauart, der einen Druck des Hochdruckabschnitts des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems auf einen vorbestimmten Startdruck beim Starten des Verbrennungsmotors (10) anhebt, wobei:
der Verstärkermechanismus (20, 20') der Speicherbauart eine Gaskammer und eine Flüssigkeitskammer (20b', 20h') aufweist, die zwischen die Gaskammer und einen Kraftstoff in dem Hochdruckabschnitt zwischengesetzt ist; und
die Gaskammer und die Flüssigkeitskammer durch eine elastisch verformbare Membran getrennt sind.

13. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskammer (20b', 20h') ein Arbeitsfluid enthält.

14. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskammer (20b', 20h') ein Fluid enthält, das in dem Kraftstoff unlöslich ist.

15. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskammer (20b', 20h') und der Hochdruckabschnitt durch einen Kolben getrennt sind, der zwischen der Flüssigkeitskammer und dem Hochdruckabschnitt gleitfähig ist.

16. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem mit einem Verstärkermechanismus (20, 20b) der Speicherbauart, der einen Druck des Hochdruckabschnitts des Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems auf einen vorbestimmten Startdruck beim Starten des Verbrennungsmotors anhebt, wobei:
der Verstärkermechanismus (20, 20') der Speicherbauart eine Gaskammer (20c, 20c'), eine Kraftstoffkammer (20b), eine Verbindungsbahn (20a), die eine Verbindung zwischen der Kraftstoffkammer und dem Hochdruckabschnitt gestattet, einen Ventilkörper, der zum Öffnen und Schließen der Verbindungsbahn dient, und ein Solenoid aufweist, der den Ventilkörper betätigt; und
der Solenoid in der Kraftstoffkammer angeordnet ist und zum Anheben der Kraftstofftemperatur in der Kraftstoffkammer verwendet wird.

17. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffkammer und die Gaskammer durch eine elastisch verformbaren Membran (20d, 20d') getrennt sind.

18. Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffkammer (20b) und die Gaskammer (20c, 20c') durch einen Kolben getrennt sind, der zwischen der Kraftstoffkammer und der Gaskammer gleitfähig ist.

19. Verfahren zum Anheben des Drucks eines Hochdruckabschnitts eines Hochdruckkraftstoffzufuhrsystems auf einen vorbestimmten Startdruck beim Starten eines Verbrennungsmotors mit:
Ablassen des in einer Gaskammer eines Verstärkermechanismus der Speicherbauart gespeicherten Drucks, wobei der Verstärkermechanismus (20, 20') der Speicherbauart an dem Verbrennungsmotor (10) gestützt ist.