DE10145862A1 - Method for injecting fuel and valve for controlling liquids - Google Patents
Method for injecting fuel and valve for controlling liquidsInfo
- Publication number
- DE10145862A1 DE10145862A1 DE2001145862 DE10145862A DE10145862A1 DE 10145862 A1 DE10145862 A1 DE 10145862A1 DE 2001145862 DE2001145862 DE 2001145862 DE 10145862 A DE10145862 A DE 10145862A DE 10145862 A1 DE10145862 A1 DE 10145862A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- valve
- control valve
- pressure
- wave
- injector
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 20
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 20
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other 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
- F02M63/06—Use of pressure wave generated by fuel inertia to open injection valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/21—Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff insbesondere bei Speichereinspritzsystemen sowie ein Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten. The present invention relates to a method for Injecting fuel in particular Accumulator injection systems and a valve for controlling Liquids.
Aus der Praxis sind Kraftstoff-Speichereinspritzsysteme bekannt, bei denen eine Düsennadel über ein Steuerventil gesteuert wird. Hierbei ist neben dem Steuerraum, in welchen die rückwärtige Seite einer Düsennadel ragt, noch ein zusätzlicher Steuerventilraum vorgesehen, welcher mit dem Steuerraum über eine so genannte Ablaufdrossel verbunden ist. Der Steuerventilraum ist weiterhin über einen Bypass mit dem Hochdruckbereich des Ventils verbunden. Weiterhin ist der Steuerraum über eine Zulaufdrossel mit dem Hochdruckbereich des Ventils verbunden. Diese bekannte Ausgestaltung mit der Anordnung eines Bypasses dient dazu, ein schnelles Schließen der Düsennadel zu ermöglichen, da beim Schließen des Steuerventils der Steuerraum sowohl über die Zulaufdrossel als auch über den Bypass, den Steuerventilraum und die Ablaufdrossel befüllt werden kann. Dabei kehrt sich die Förderrichtung in der Ablaufdrossel um. Dadurch kann mit der bekannten Bypassanordnung ein exaktes und schnelles Schließen der Düsennadel und somit genaue Einspritzzeiten bzw. Einspritzmengen eingehalten werden. Fuel storage injection systems are practical known in which a nozzle needle via a control valve is controlled. Here is next to the control room, in which the rear side of a nozzle needle still protrudes additional control valve chamber provided, which with the Control room is connected via a so-called flow restrictor. The control valve chamber is still bypassed with the High pressure area of the valve connected. Furthermore, the Control room via an inlet throttle with the high pressure area of the valve connected. This known embodiment with the Arrangement of a bypass is used for quick closing to enable the nozzle needle because when closing the Control valve of the control room both via the inlet throttle as well as the bypass, the control valve chamber and the Drainage throttle can be filled. The is reversing Delivery direction in the discharge throttle. This allows the known bypass arrangement an exact and fast closing the nozzle needle and thus exact injection times or Injection quantities are observed.
Um den Kraftstoffverbrauch bzw. die Abgasemission weiter zu verringern, wäre es jedoch wünschenswert, eine noch genauere Formung des Einspritzdruckverlaufs zu ermöglichen. To further increase fuel consumption and exhaust emissions decrease, however, it would be desirable to have a more accurate To enable formation of the injection pressure curve.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass es eine sehr genaue Beeinflussung bzw. Formung des Einspritzdruckverlaufes eines Injektors ermöglicht. Hierbei kann der Einspritzdruckverlauf entsprechend den jeweiligen Anforderungen des Motors besonders flexibel geformt werden. Erfindungsgemäß wird dabei eine Zwischenstellung eines Steuerventils des Injektors verwendet, bei der noch keine Einspritzung durch den Injektor erfolgt. D. h. in der Zwischenstellung ist eine Düsennadel des Injektors geschlossen und das Steuerventil ist nur teilweise geöffnet. In dieser Zwischenstellung wird eine Verdünnungswelle induziert, welche zur Formung des Einspritzdruckverlaufs des Injektors verwendet wird. In der Zwischenstellung des Steuerventils fließt ein geringer Kraftstoffstrom in einen Niederdruckbereich ab, ohne dass die Düsennadel geöffnet wird. Dieser Kraftstoffabfluss erzeugt einen Druckeinbruch im Hochdruckbereich des Injektors, so dass eine Verdünnungswelle induziert wird, welche sich über die Leitungen zum Speicher des Speichereinspritzsystems bewegt. Z. B. am Speicher kann diese Verdünnungswelle als Verdichtungswelle reflektiert werden und erzeugt so eine Drucküberhöhung im Injektor. Erfindungsgemäß kann somit durch die Erzeugung der Verdünnungswelle sowie der reflektierten Verdichtungswelle ein gewünschter Einspritzdruckverlauf geformt werden, indem der Injektor dann zu dem jeweils gewünschten Zeitpunkt geöffnet wird, an dem er gewünschte Druck im Hochdruckbereich des Injektors vorliegt. The method according to the invention for injecting fuel with the features of claim 1 has the advantage that there is a very precise influence or shaping of the Injection pressure curve of an injector enables. in this connection the injection pressure curve can correspond to the respective Requirements of the engine can be shaped particularly flexibly. According to the invention, an intermediate position of a Control valve of the injector used, where none Injection takes place through the injector. I.e. in the The intermediate position is a nozzle needle of the injector closed and the control valve is only partially open. In this intermediate position there will be a wave of thinning induced, which is used to shape the injection pressure curve of the Injector is used. In the intermediate position of the Control valve flows into a small flow of fuel Low pressure range without opening the nozzle needle becomes. This fuel drain creates a pressure drop in the High pressure area of the injector, so that a dilution wave is induced, which is via the lines to the memory the memory injection system moves. For example, at the store this thinning wave is reflected as a compression wave and creates a pressure increase in the injector. According to the invention, the generation of Dilution wave and the reflected compression wave a desired injection pressure curve are formed by the injector then at the desired time is opened at the desired pressure in the high pressure range of the injector.
Erfindungsgemäß ist es dabei möglich, sowohl Drucküberhöhungen als auch Druckabsenkungen zu erzeugen. Die Höhe der Druckänderung hängt dabei insbesondere vom Grad der Öffnung des Steuerventils in der Zwischenstellung ab. According to the invention, it is possible both To generate pressure increases as well as pressure drops. The The amount of pressure change depends in particular on the degree of Opening the control valve in the intermediate position.
Vorzugsweise wird die durch Einnahme der Zwischenstellung des Steuerventils erzeugte Welle derart erzeugt, dass die durch die reflektierte Welle erzeugte Druckerhöhung zum Einspritzbeginn des Injektors an dessen Düsennadel anliegt. Dadurch wird eine Drucküberhöhung zum Spritzbeginn des Injektors erreicht, so dass ein Druckverlauf in Form einer abfallenden Rampe erzeugt wird. Preferably, by taking the intermediate position of the Control valve generated shaft such that the generated by the reflected wave generated pressure increase to Injection of the injector rests on the nozzle needle. This will increase the pressure at the start of spraying Injector reached, so that a pressure curve in the form of a descending ramp is generated.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die durch die reflektierte Welle erzeugte Druckerhöhung zum Einspritzende des Injektors an der Düsennadel erzeugt. Dadurch ergibt sich eine Druckerhöhung zum Spritzende, was zu einem ansteigenden rampenförmigen Druckverlauf während der Einspritzung führt. According to another preferred embodiment of the present invention is the reflected by the wave generated pressure increase at the injection end of the injector at the Nozzle needle generated. This results in an increase in pressure towards the end of the spray, resulting in an increasing ramp Pressure curve during the injection leads.
Vorzugsweise wird die mit Hilfe der Zwischenstellung des Steuerventils induzierte Verdünnungswelle an einem Speicher als Verdichtungswelle reflektiert und erzeugt am Injektor eine Druckerhöhung. Die Länge der Drucküberhöhung wird dabei durch die Dauer definiert, während der die Zwischenstellung des Steuerventils beibehalten wird. Erfindungsgemäß können dabei durch die definiert schaltbare Zwischenstellung praktisch beliebig lange Drucküberhöhungen/-absenkungen erzielt werden, welche an beliebigen Positionen im Einspritzdruckverlauf eingesetzt werden können. Die maximale Länge der Drucküberhöhung wird jedoch auch durch die Laufzeit der Druckwelle vom Injektor zum Speicher und zurück, d. h. von der Leitungslänge, bestimmt. Weiterhin ist die Höhe des Druckeinbruchs bei einer Zwischenstellung des Steuerventils auch vom Leitungsdurchmesser abhängig. Ein kleinerer Leitungsdurchmesser erzeugt einen größeren Druckeinbruch und damit auch eine größere Druckerhöhung. Dabei muss das Verhältnis von Leitungsdurchmesser zum Ventilquerschnitt in der Zwischenstellung derart gewählt werden, dass ein optimaler Systemwirkungsgrad erreicht wird. Preferably, the intermediate position of the Control valve induced dilution wave on a memory is reflected as a compression wave and generates one at the injector Pressure increase. The length of the pressure increase is determined by defines the duration during which the intermediate position of the Control valve is maintained. According to the invention practical thanks to the defined switchable intermediate position pressure increases / decreases of any length can be achieved, which at any position in the injection pressure curve can be used. The maximum length of the However, the excess pressure is also affected by the duration of the Blast wave from injector to accumulator and back, d. H. of the Cable length, determined. Furthermore, the amount of Pressure drop when the control valve is in an intermediate position also dependent on the cable diameter. A smaller one Pipe diameter creates a larger pressure drop and thus also a larger pressure increase. It has to be Ratio of line diameter to valve cross section in the intermediate position can be chosen so that an optimal System efficiency is achieved.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bleibt der Injektor bei Ankunft der als Verdichtungswelle reflektierten Verdünnungswelle weiter geschlossen, so dass die Verdichtungswelle am Injektor als Drucküberhöhung reflektiert wird und zurück zum Speicher wandert. Dort wird die Drucküberhöhung dann als Verdünnungswelle reflektiert. Wenn diese Verdünnungswelle wieder den Injektor erreicht, kann man gezielt bei niedrigerem Druck als dem ursprünglichen Speicherdruck einspritzen. Dadurch kann beispielsweise ein derart geringer Druck eingestellt werden, dass mit einer minimalen Voreinspritzmenge eingespritzt werden kann. According to another preferred embodiment of the the present invention, the injector remains upon arrival of the dilution wave reflected as a compression wave closed so that the compression shaft on the injector as Excess pressure is reflected and back to the store emigrated. The pressure increase is then there as Thinning wave reflected. If this wave of thinning once again reached the injector, you can specifically at lower pressure than the original storage pressure inject. This can, for example, be such a low one Pressure can be set with a minimum Pre-injection quantity can be injected.
Besonders bevorzugt werden die erzeugten Wellen mehrfach reflektiert. Dadurch kann der Druck der Verdünnungswelle durch mehrfache Reflexion und ein mehrfaches Ansteuern der Zwischenstellung praktisch beliebig abgesenkt werden. The waves generated are particularly preferred multiple times reflected. This can reduce the pressure of the dilution wave through multiple reflection and multiple activation of the Intermediate position can be lowered practically as desired.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird durch die Zwischenstellung des Steuerventils eine derartige Verdünnungswelle induziert, welche eine Amplitude aufweist, die halb so groß ist wie eine Amplitude einer durch das Öffnen des Injektors erzeugten Verdünnungswelle. Wenn die durch die Zwischenstellung erzeugte Verdünnungswelle, welche am Speicher als Verdichtungswelle reflektiert wird, den Injektor genau zu dem Zeitpunkt erreicht, in dem das Steuerventil öffnet und die Düsennadel abhebt, kann die durch Öffnen der Düsennadel erzeugte Verdünnungswelle durch die reflektierte Verdichtungswelle ausgelöscht werden. Dadurch herrscht zum Zeitpunkt der Einspritzung im gesamten Einspritzsystem ein praktisch schwingungsfreier Speicherdruck. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, für beliebig kurze oder lange Ansteuerdauern den Einspritzdruck konstant auf dem Speicherdruckniveau zu halten. According to a further preferred embodiment of the present invention is through the intermediate position of the Control valve induces such a dilution wave, which has an amplitude half the size of one Amplitude of one generated by opening the injector Rarefaction wave. If through the intermediate position generated dilution wave, which at the memory as Compression wave is reflected, the injector exactly to that When the control valve opens and the The needle can be lifted by opening the nozzle needle generated thinning wave by the reflected Compression wave to be extinguished. This leads to Time of injection in the entire injection system practically vibration-free memory printing. So it is possible according to the invention, for any short or long Driving times the injection pressure constant on the To maintain accumulator pressure level.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, beim Schließen der Düsennadel das Steuerventil wieder in der Zwischenstellung zu halten, so dass die durch das Schließen erzeugten Druckspitzen im System durch Erzeugen der Verdünnungswelle in der Zwischenstellung reduziert werden können. Furthermore, it is possible according to the invention when closing the Nozzle needle the control valve back in the intermediate position hold so that the generated by closing Pressure peaks in the system by generating the dilution wave in the intermediate position can be reduced.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird besonders bevorzugt bei piezogesteuerten Common-Rail-Systemen eingesetzt, da diese sehr kurze und genaue Schaltzeiten durch den Piezoaktor ermöglichen. The method according to the invention is particularly preferred for Piezo-controlled common rail systems are used as these very short and precise switching times thanks to the piezo actuator enable.
Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten bereitgestellt, welches ein Steuerventil umfasst, das drei Stellungen, nämlich eine Schließstellung, eine Offenstellung und eine Zwischenstellung, einnehmen kann. In der Schließstellung ist sowohl das Steuerventil als auch das Einspritzventil geschlossen. In der Offenstellung sind sowohl das Steuerventil als auch das Einspritzventil geöffnet. In der Zwischenstellung ist jedoch das Einspritzventil geschlossen und das Steuerventil teilweise geöffnet, so dass Kraftstoff durch das Steuerventil in einen Niederdruckbereich abströmen kann. Dabei ist der Ventilquerschnitt des Steuerventils in der Zwischenstellung derart gewählt, dass beim Einnehmen der Zwischenstellung eine Verdünnungswelle induziert wird, welche zur Formung des Einspritzdruckverlaufs verwendet wird. Furthermore, according to the invention, a valve for controlling Liquids provided, which is a control valve comprises three positions, namely a closed position, an open position and an intermediate position. In the closed position, both the control valve and the injector is closed. Are in the open position both the control valve and the injector open. In the intermediate position, however, that is Injector closed and the control valve partially opened so that fuel through the control valve into one Low pressure area can flow out. Here is the Valve cross section of the control valve in the intermediate position chosen such that when taking the intermediate position a Dilution wave is induced, which to form the Injection pressure curve is used.
Besonders bevorzugt ist der Ventilquerschnitt des
Steuerventils in der Zwischenstellung derart gewählt, dass
die folgende Gleichung erfüllt ist:
wobei AVentil der Ventilquerschnitt des Steuerventils in der
Zwischenstellung ist, Δp die gewünschte Druckerhöhung ist, p
der Druck des Hochdruckbereichs des Ventils ist, a die
Schallgeschwindigkeit ist, ρ die Dichte des Kraftstoffs ist
und ALeitung der Querschnitt der Verbindungsleitung zwischen
dem Ventil und dem Speicher des Speichereinspritzsystems ist.
The valve cross section of the control valve in the intermediate position is particularly preferably selected such that the following equation is fulfilled:
where A valve is the valve cross section of the control valve in the intermediate position, Δp is the desired pressure increase, p is the pressure of the high pressure area of the valve, a is the speed of sound, ρ is the density of the fuel and A line is the cross section of the connecting line between the valve and the Memory of the memory injection system is.
Somit kann durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Ventil der Einspritzverlauf bei Speichereinspritzsystemen gezielt gesteuert werden, wobei eine Zwischenstellung eines Steuerventils ausgenutzt wird, um eine gezielte Druckänderung zu ermöglichen. Thus, by the inventive method or valve of the injection course according to the invention Accumulator injection systems can be controlled specifically, whereby an intermediate position of a control valve is used to to enable a targeted pressure change.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail in the following description explained. Show it:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Ventils im geschlossenen Zustand; Figure 1 is a schematic sectional view of a valve in the closed state.
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten Ventils im geöffneten Zustand und Fig. 2 is a schematic sectional view of the valve shown in Fig. 1 in the open state and
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht des Ventils in einer Zwischenstellung des Steuerventils. Fig. 3 is a schematic sectional view of the valve in an intermediate position of the control valve.
Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, umfasst das Ventil 1 eine Düsennadel 2, welche eine Einspritzdüse 16 öffnet bzw. verschließt. Die Düsennadel 2 ist in bekannter Weise in einem Hochdruckbereich 5 des Ventils angeordnet und wird über eine Rückstellfeder 3 und einen Federteller 4 vorgespannt, so dass sie in der Ruheposition die Einspritzdüse 16 verschlossen hält. As shown in FIGS. 1 to 3, the valve 1 comprises a nozzle needle 2 , which opens and closes an injection nozzle 16 . The nozzle needle 2 is arranged in a known manner in a high-pressure region 5 of the valve and is biased via a return spring 3 and a spring plate 4 , so that it keeps the injection nozzle 16 closed in the rest position.
Das der Einspritzdüse 16 gegenüberliegende Ende der Düsennadel 2 steht mit einem Steuerraum 7 in Verbindung, welcher mit dem Hochdruckbereich 5 über eine Zulaufdrossel 8 verbunden ist. Der Steuerraum 7 ist über eine Ablaufdrossel 9 mit einem Steuerventilraum 11 verbunden, welcher durch ein Steuerventil 12 mit einem Niederdruckbereich 15 verbindbar ist. Das Steuerventil 12 umfasst ein Steuerventilglied 13, welches den Durchlass zum Niederdruckbereich 15 an einem Sitz 14 freigeben bzw. verschließen kann. The end of the nozzle needle 2 opposite the injection nozzle 16 is connected to a control chamber 7 , which is connected to the high-pressure region 5 via an inlet throttle 8 . The control chamber 7 is connected via an outlet throttle 9 to a control valve chamber 11 , which can be connected to a low-pressure region 15 by a control valve 12 . The control valve 12 comprises a control valve member 13 , which can open or close the passage to the low pressure region 15 at a seat 14 .
Wie weiter aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist zwischen dem Hochdruckbereich 5 und dem Steuerventilraum 11 ein Bypass 10 vorhanden, welcher die beiden Bereiche miteinander verbindet. Weiterhin steht der Hochdruckbereich 5 über eine Leitung 6 mit einem Rail (Speicher) des Speichereinspritzsystems in Verbindung. Das Steuerventil 12 wird in bekannter Weise von einem nicht dargestellten Aktor, wie beispielsweise einem Piezoaktor, gesteuert. As can further be seen from FIG. 1, a bypass 10 is present between the high pressure region 5 and the control valve chamber 11 , which connects the two regions to one another. Furthermore, the high-pressure area 5 is connected via a line 6 to a rail (accumulator) of the accumulator injection system. The control valve 12 is controlled in a known manner by an actuator, not shown, such as a piezo actuator.
Wie in Fig. 1 dargestellt, herrscht in allen Bereichen des Ventils 1, d. h. dem Hochdruckbereich 5, dem Steuerraum 7 und dem Steuerventilraum 11 der gleiche Druck, nämlich der Raildruck p1, da sowohl die Düsennadel 2 als auch das Steuerventilglied 13 in ihren Schließpositionen sind. As shown in FIG. 1, the same pressure prevails in all areas of the valve 1 , ie the high pressure area 5 , the control chamber 7 and the control valve chamber 11 , namely the rail pressure p 1 , since both the nozzle needle 2 and the control valve member 13 are in their closed positions are.
In Fig. 2 ist der Einspritzzustand des Ventils 1 dargestellt. Dabei ist das Steuerventil 12 vollständig geöffnet, so dass der Steuerventilraum 11 mit dem Niederdruckbereich 15 verbunden ist. Dadurch ist auch der Druck p2 im Steuerraum 7 geringer als der Raildruck p1, so dass sich die Düsennadel 2 in Pfeilrichtung A nach oben bewegt und die Einspritzdüse 16 freigibt. Dadurch erfolgt eine Einspritzung von Kraftstoff in einen nicht dargestellten Verbrennungsraum eines Verbrennungsmotors. Im Steuerventilraum 11 herrscht dabei ein Druck p3, welcher kleiner als der Druck p2 im Steuerraum 7 ist. Um zusätzliche Leckageverluste über die Bypassleitung 10 zu verhindern, ist das Steuerventil derart ausgebildet, dass es in seinem vollständig geöffneten Zustand den Bypass 10 verschließt. In FIG. 2, the injection state of the valve 1 is illustrated. The control valve 12 is completely opened, so that the control valve chamber 11 is connected to the low-pressure region 15 . As a result, the pressure p 2 in the control chamber 7 is also lower than the rail pressure p 1 , so that the nozzle needle 2 moves upward in the direction of arrow A and releases the injection nozzle 16 . As a result, fuel is injected into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine. A pressure p 3 prevails in the control valve chamber 11 , which is lower than the pressure p 2 in the control chamber 7 . In order to prevent additional leakage losses via the bypass line 10 , the control valve is designed in such a way that it closes the bypass 10 in its fully open state.
In Fig. 3 ist die Zwischenstellung des Steuerventils 12 gezeigt, welche zur Formung des Einspritzdruckverlaufs verwendet wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist in dieser Zwischenstellung des Steuerventils 12 das Steuerventil 12 teilweise geöffnet, so dass eine gewisse Menge von Kraftstoff in den Niederdruckbereich 15 abströmen kann. Dadurch sinkt auch der Druck im Steuerraum 7 auf einen Druck p4, welcher jedoch größer ist als der Druck p2, der zum Öffnen der Düsennadel 2 führt (Fig. 2). Bei diesem Druck p4 im Steuerraum 7 wird jedoch verhindert, dass die Düsennadel 2von ihrem Sitz abhebt. Dadurch erfolgt in der Zwischenstellung des Steuerventils 12 keine Einspritzung von Kraftstoff. Da jedoch in der Zwischenposition des Steuerventils 12 ein Druckabfall im Steuerventilraum 11 und im Steuerraum 7 erzeugt wird, wird durch dieses Teilöffnen des Steuerventils 12 eine Verdünnungswelle induziert, welche sich über die Leitung 6 zum Rail bewegt. Am Rail wird diese Verdünnungswelle als Verdichtungswelle reflektiert und erzeugt somit am Injektor eine Drucküberhöhung, welche zur Formung des Einspritzdruckverlaufs verwendet werden kann. In Fig. 3 the intermediate position of the control valve 12 is shown, which is used to shape the injection pressure curve. As shown in FIG. 3, in this intermediate position of the control valve 12, the control valve 12 is partially open, so that a certain amount of fuel can flow out into the low-pressure region 15 . As a result, the pressure in the control chamber 7 also drops to a pressure p 4 , which, however, is greater than the pressure p 2 which leads to the opening of the nozzle needle 2 ( FIG. 2). At this pressure p 4 in the control chamber 7 , however, the nozzle needle 2 is prevented from lifting off its seat. As a result, no fuel is injected in the intermediate position of the control valve 12 . However, since a pressure drop is generated in the control valve chamber 11 and in the control chamber 7 in the intermediate position of the control valve 12 , this partial opening of the control valve 12 induces a dilution wave which moves via the line 6 to the rail. This dilution wave is reflected on the rail as a compression wave and thus generates an excess pressure at the injector, which can be used to shape the injection pressure curve.
Dadurch ist es möglich, den Druckverlauf bei Speichereinspritzsystemen sehr flexibel zu formen. Insbesondere kann diese Zwischenstellung dazu verwendet werden, eine gezielte Drucküberhöhung bei der Einspritzung, entweder zu Beginn der Einspritzung, oder zum Ende der Einspritzung zu erzielen. Die Länge der Drucküberhöhung entspricht dabei der Dauer, in der die Zwischenstellung des Steuerventils 12 gehalten wird. Die reflektierte Drucküberhöhung hängt jedoch auch von der Leitungslänge der Leitung 6 zwischen dem Ventil 1 und dem Rail sowie dem Leitungsdurchmesser der Leitung 6 ab. This makes it possible to shape the pressure curve in accumulator injection systems very flexibly. In particular, this intermediate position can be used to achieve a specific pressure increase during the injection, either at the beginning of the injection or at the end of the injection. The length of the pressure increase corresponds to the duration in which the intermediate position of the control valve 12 is held. However, the reflected pressure increase also depends on the line length of line 6 between valve 1 and the rail and the line diameter of line 6 .
Durch mehrmaliges Öffnen und Schließen des Steuerventils 12 in die Zwischenstellung können auch mehrere Druckwellen gezielt hintereinander erzeugt werden, um beispielsweise Druckspitzen beim Öffnen bzw. Schließen der Düsennadel 2 zu reduzieren. By repeatedly opening and closing the control valve 12 into the intermediate position, several pressure waves can also be generated in a targeted manner in order to reduce pressure peaks when opening or closing the nozzle needle 2 , for example.
Insbesondere können auch die durch die Einspritzung entstehenden Druckeinbrüche durch gezieltes Anfahren der Zwischenstellung des Steuerventils 12 ausgeglichen werden. Dies ist insbesondere bei sehr langsam laufenden NKW-Motoren vorteilhaft, welche sehr lange Ansteuerdauern aufweisen. In particular, the pressure drops resulting from the injection can also be compensated for by moving the intermediate position of the control valve 12 in a targeted manner. This is particularly advantageous in the case of very slow-running commercial vehicle engines which have very long activation times.
Dabei wird der Ventilquerschnitt des Steuerventils in der Zwischenstellung derart gewählt, dass er ca. halb so groß wie der Düsenquerschnitt der Einspritzdüse 16 ist, so dass durch die Zwischenstellung eine Verdünnungswelle mit halber Amplitude, wie die Amplitude der durch das Düsennadelöffnen erzeugten Verdünnungswelle erzeugt wird. Diese Verdünnungswelle mit halber Amplitude wird am Rail reflektiert und erreicht als Verdichtungswelle wieder das Ventil 1. Wenn nun diese Verdichtungswelle das Ventil 1 genau in dem Moment erreicht, in dem die Düsennadel 2 von ihrem Sitz abhebt, wird die an der Düsennadel 2 erzeugte Druckwelle ausgelöscht und im gesamten System herrscht während der Einspritzung ein nahezu schwingungsfreier Raildruck. Dadurch ist es möglich, für beliebig kurze oder lange Ansteuerdauern den Einspritzdruck konstant auf Raildruckniveau zu halten. Um die Druckspitzen im System auch beim Schließen der Düsennadel 2 zu reduzieren, sollte auch dabei zunächst die Zwischenstellung des Steuerventils 12 angefahren werden, so dass noch etwas Kraftstoff über das Steuerventil 12 abfließen kann. The valve cross section of the control valve in the intermediate position is selected such that it is approximately half the size of the nozzle cross section of the injection nozzle 16 , so that the intermediate position produces a dilution wave with half the amplitude, such as the amplitude of the dilution wave generated by the opening of the nozzle needle. This half-amplitude dilution wave is reflected on the rail and reaches valve 1 again as a compression wave. If this compression wave reaches valve 1 at the exact moment when nozzle needle 2 lifts off its seat, the pressure wave generated at nozzle needle 2 is extinguished and the entire system has an almost vibration-free rail pressure during injection. This makes it possible to keep the injection pressure constant at the rail pressure level for any short or long activation times. In order to reduce the pressure peaks in the system even when the nozzle needle 2 is closed, the intermediate position of the control valve 12 should also be approached so that some fuel can still flow away via the control valve 12 .
Bei der Auslegung des Ventilquerschnitts in der
Zwischenstellung des Steuerventils 12 mit der
erfindungsgemäßen Formel
würde man p mit dem maximalen Raildruck ansetzen, wenn man
bei maximalem Raildruck an einer zusätzlichen Drucküberhöhung
interessiert ist.
When designing the valve cross section in the intermediate position of the control valve 12 with the formula according to the invention
one would start p with the maximum rail pressure if one is interested in an additional pressure increase at maximum rail pressure.
Die vorhergehende Beschreibung des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen. The previous description of the embodiment according to the present invention is for illustrative purposes only and not for the purpose of limiting the invention. in the Various changes and are within the scope of the invention Modifications possible without the scope of the invention as well to leave their equivalents.
Claims (10)
erfüllt ist, wobei Δp die gewünschte Druckerhöhung, p der Druck des Hochdruckbereichs (5), a die Schallgeschwindigkeit, ρ die Dichte des Kraftstoffs und ALeitung der Querschnitt der Verbindungsleitung (6) vom Rail zum Ventil ist. 10. Valve according to claim 9, characterized in that the valve cross section (A valve ) of the control valve ( 12 ) is selected in the intermediate position such that the equation:
is satisfied, where Dp the desired increase in pressure p, the pressure of the high-pressure region (5), a is the acoustic velocity, the density of the fuel and A line ρ of the cross section of the connecting line (6) from the rail to the valve.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2001145862 DE10145862A1 (en) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | Method for injecting fuel and valve for controlling liquids |
| PCT/DE2002/002520 WO2003027491A1 (en) | 2001-09-18 | 2002-07-10 | Method for injecting fuel and valve for controlling fluids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2001145862 DE10145862A1 (en) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | Method for injecting fuel and valve for controlling liquids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10145862A1 true DE10145862A1 (en) | 2003-04-03 |
Family
ID=7699367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2001145862 Withdrawn DE10145862A1 (en) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | Method for injecting fuel and valve for controlling liquids |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10145862A1 (en) |
| WO (1) | WO2003027491A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10313419A1 (en) * | 2003-03-25 | 2004-11-04 | Robert Bosch Gmbh | Stroke-controlled common rail injector with actuator for vibration excitation |
| WO2007098988A1 (en) | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection valve |
| WO2007098986A1 (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection valve |
| DE102012011583A1 (en) * | 2012-06-13 | 2013-12-19 | Robert Bosch Gmbh | Device, particularly hydraulic ram for pressurization of flowable medium in motor vehicle, has pressure generating unit comprises recirculation unit which returns back flowable medium into pressure generating unit |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006009069A1 (en) * | 2006-02-28 | 2007-08-30 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection valve, especially for diesel engine, has pin element aperture for ball element, spring element acting on pin element towards initial position in which connection between valve chamber, low pressure region is closed |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60111043A (en) * | 1983-11-21 | 1985-06-17 | Nippon Soken Inc | Fuel injection method |
| DE4106015A1 (en) * | 1991-02-26 | 1992-08-27 | Ficht Gmbh | PUSHBULE FUEL INJECTION FOR COMBUSTION ENGINES |
| DE19940289B4 (en) * | 1999-08-25 | 2008-01-31 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection valve |
| EP1081372B1 (en) * | 1999-08-31 | 2004-10-13 | Denso Corporation | Fuel injection device |
-
2001
- 2001-09-18 DE DE2001145862 patent/DE10145862A1/en not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-07-10 WO PCT/DE2002/002520 patent/WO2003027491A1/en not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10313419A1 (en) * | 2003-03-25 | 2004-11-04 | Robert Bosch Gmbh | Stroke-controlled common rail injector with actuator for vibration excitation |
| WO2007098988A1 (en) | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection valve |
| WO2007098986A1 (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection valve |
| DE102012011583A1 (en) * | 2012-06-13 | 2013-12-19 | Robert Bosch Gmbh | Device, particularly hydraulic ram for pressurization of flowable medium in motor vehicle, has pressure generating unit comprises recirculation unit which returns back flowable medium into pressure generating unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003027491A1 (en) | 2003-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0657642B1 (en) | Fuel injection device for internal combustion engines | |
| WO2009010348A1 (en) | Throttle on a valve needle of a fuel injection valve for internal combustion engines | |
| DE10060812A1 (en) | Fuel injection system for internal combustion engines | |
| EP2206912B1 (en) | Fuel injector | |
| DE19823937B4 (en) | Servo valve for fuel injection valve | |
| DE102007042466B3 (en) | Injection system with reduced switching leakage and method of manufacturing an injection system | |
| EP1520100A1 (en) | Device for attenuating the stroke of the needle in pressure-controlled fuel injectors | |
| DE102006015745A1 (en) | Fuel injector especially for diesel engine has a solenoid operated valve with a bypass for enhanced switching speed | |
| DE10145862A1 (en) | Method for injecting fuel and valve for controlling liquids | |
| EP1354133B1 (en) | Fuel-injection device | |
| EP1619385A1 (en) | Actuator for a fuel injection system | |
| EP1483499B1 (en) | Installation for the pressure-modulated formation of the injection behavior | |
| DE102007005382A1 (en) | Injector i.e. common rail injector, for injecting fuel e.g. diesel, into combustion chamber of internal-combustion engine, has control valve for varying control pressure, and fuel tank connected with nozzle chamber via throttle channel | |
| EP2147206B1 (en) | Fuel injector with a magnetic valve | |
| DE10132248C2 (en) | Fuel injector with 2-way valve control | |
| WO2003004861A1 (en) | Fuel injector comprising a force-balanced control valve | |
| DE102009046373A1 (en) | Magnetic valve e.g. pressure-balanced valve for use in common rail-injector for injecting diesel into combustion chamber of diesel internal combustion engine, has damping chamber connected with low-pressure area by connection | |
| DE102007013244A1 (en) | Combustion method for e.g. diesel engine, involves producing rotary spraying jets by eccentric arrangement of injecting openings at combustion chamber-sided end of nozzle body or at combustion chamber-sided end of injection valve element | |
| DE102008041561A1 (en) | Fuel injector, particularly common rail injector for injecting fuel into combustion chamber of internal combustion engine, comprises two injector valve element units that are coupled together over hydraulic coupler | |
| DE102005007606A1 (en) | Injector for injection system of internal combustion engine has pressure reduction conduit for discharging fuel from nozzle supply chamber to lower pressure in nozzle supply chamber and injection pressure for pre-injection | |
| DE102008002526A1 (en) | Fuel injector, particularly, common-rail injector for injecting fuel into combustion chamber of internal combustion engine, has multi-part injection valve element adjustable between closed position and open position | |
| DE102007001365A1 (en) | Common rail injector, for injecting e.g. petrol, into combustion chamber of internal combustion engine, has switching chamber connected with low pressure area by connecting channel that is closed and opened by control valve | |
| DE10059399B4 (en) | Device for improving the injection sequence in fuel injection systems | |
| DE10160490A1 (en) | Fuel injection device, fuel system and IC engine, has fuel flow rate to injector nozzle modified by buffer chamber in nozzle valve | |
| EP1442209A1 (en) | Control module for a tank injection system injector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |