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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
der Common-Rail-Bauweise mit zwei getrennten Common Rails zum Zuführen von
Hochdruckkraftstoff zu einer Brennkraftmaschine.
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Eine
Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Common-Rail-Bauweise mit zwei getrennten Common Rails
wird häufig
für eine
Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderreihen, wie z.B. für einen
V-Motor oder einen Boxer-Motor verwendet. Diese Kraftstoffeinspritzvorrichtungsbauweise
ist bspw. in einem Artikel mit dem Titel „Der erste 8-Zylinder-Dieselmotor
mit Direkteinspritzung von BMW" (Autoren:
Ferenc Anisits, Klaus B. Borgmann, Helmut Kratochwill und Fritz Steinparzer)
in „Motortechnische
Zeitschrift (MTZ)", beschrieben,
der im Jahre 1999 veröffentlicht
wurde. Ein relevanter Abschnitt der Einspritzvorrichtung ist in
der beiliegenden 5 gezeigt.
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Bei
dieser Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird ein Hochdruckkraftstoff
von einer Kraftstoffzuführpumpe
J1 zu einem Verteilerblock J2 zugeführt und dann wird der Hochdruckkraftstoff
zu einer ersten Common Rail J3 und zu einer zweiten Common Rail J4
verteilt. Der Hochdruckkraftstoff wird von jedem an der ersten Common
Rail J3 angeschlossenen Injektor J5 in den Zylinder eines ersten
Blocks eingespritzt. Auf ähnliche
Weise wird der Hochdruckkraftstoff von jedem an der zweiten Common
Rail J4 angeschlossenem Injektor J6 in Zylinder eines zweiten Blocks
eingespritzt. Der Verteilerblock J2 dient dazu, den Hochdruckkraftstoff
auf zwei getrennt voneinander angeordnete Common Rails zu verteilen.
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Es
ist denkbar, den Verteilerblock J2 zu beseitigen, und die erste
Common Rail J3 und die zweite Common Rail J4 in Reihe miteinander
zu verbinden. Bei dieser Anordnung wird der Hochdruckkraftstoff
direkt von der Zuführpumpe
J1 zu der ersten Common Rail J3 zugeführt und wird dann von der ersten
Common Rail J3 zu der zweiten Common Rail J4 zugeführt. Wenn
diese Anordnung erfolgreich arbeitet, kann auf den Verteilerblock
J2 verzichtet werden und die Vorrichtung wird insgesamt vereinfacht. Jedoch
werden zwischen der ersten Common Rail J3 und der zweiten Common
Rail J4 dadurch, dass die beiden Common Rails über einen Verbindungsdurchlass
miteinander verbunden sind, Druckwellen erzeugt. Die Druckwellen
werden durch einen pulsierenden Druck in der Kraftstoffzuführpumpe
J1 und durch die Kraftstoffeinspritzung von den Injektoren J5, J6
verursacht. Durch den Einfluss der Druckwellen wird ein Druckunterschied
zwischen den beiden Common Rails J3 und J4 verursacht. Daher tritt
ein Problem auf, dass ein Einspritzdruck zwischen der ersten Gruppe
von Injektoren J5 und der zweiten Gruppe von Injektoren J6 unterschiedlich
ist. Der Einspritzdruckunterschied resultiert in einer unterschiedlichen
Einspritzmenge.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Hinsicht auf das vorstehend erwähnte Problem
getätigt
und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte
Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Common-Rail-Bauweise mit zwei
getrennten Common Rails zu schaffen, in der ein Druckunterschied
zwischen den beiden Common Rails unterdrückt wird, ohne dabei einen
Verteilerblock zu verwenden.
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Die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Common-Rail-Bauweise wird zum
Zuführen
von Hochdruckkraftstoff zu einer Brennkraftmaschine, wie z. B. zu
einer Dieselbrennkraftmaschine verwendet. Die Vorrichtung weist
eine erste Common Rail, eine zweite Common Rail und eine Kraftstoffzuführpumpe
zum Zuführen
des Hochdruckkraftstoffs zu den Common Rails auf. Die erste Common
Rail sammelt in sich den von der Kraftstoffzuführpumpe zugeführten Hochdruckkraftstoff
an und führt
den angesammelten Hochdruckkraftstoff zu den daran angeschlossenen ersten
Injektoren zu. Auf ähnliche
Weise sammelt die zweite Common Rail den von der Kraftstoffzuführpumpe
zugeführten
Hochdruckkraftstoff in sich an und führt den angesammelten Hochdruckkraftstoff
zu den daran angeschlossenen zweiten Injektoren zu. Die Einspritzzeitgebung
der Injektoren und eine Menge des in jeden Zylinder der Kraftmaschine
eingespritzten Kraftstoffs werden durch eine elektronische Steuereinheit
gesteuert.
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Die
Kraftstoffzuführpumpe
ist direkt an der ersten Common Rail angeschlossen und die erste Common
Rail ist über
einen Verbindungsdurchlass an der zweiten Common Rail angeschlossen.
Das heißt,
die Kraftstoffzuführpumpe,
die erste Common Rail und die zweite Common Rail sind in Reihe aneinander
angeschlossen. Eine Drosselöffnung
mit einem Durchlassdurchmesser in einem Bereich von 0,9 mm bis 1,3
mm (bevorzugterweise 1,0 mm bis 1,1 mm) ist in dem Verbindungsdurchlass
angeordnet, um einen Druckunterschied zwischen der ersten Common
Rail und der zweiten Common Rail zu unterdrücken oder zu beseitigen. Der
Hochdruckkraftstoff wird zu der ersten Common Rail und dann durch den
Verbindungsdurchlass mit der Drosselöffnung zu der zweiten Common
Rail zugeführt.
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Da
der Durchlassdurchmesser in der Drosselöffnung auf eine optimale Größe gesetzt
ist, so dass die Druckwellen, die sich von der ersten Common Rail
zu der zweiten Common Rail fortpflanzen, unterdrückt und abgeschwächt werden,
so dass ein geeigneter Strömungsdurchlass
sichergestellt ist, ohne dabei einen Strömungswiderstand übermäßig zu erhöhen, wird
ein Druckunterschied zwischen der ersten Common Rail und der zweiten
Common Rail minimiert. Daher werden auch die Unterschiede in dem
Einspritzdruck und in der Einspritzmenge zwischen den ersten Injektoren
und den zweiten Injektoren minimiert. Dies wird ermöglicht,
ohne den herkömmlichen
Verteilerblock zu verwenden. Dementsprechend sind die Herstellungskosten
der Einspritzvorrichtung verringert und die Einspritzvorrichtung wird
auf einfache Weise an der Kraftmaschine montiert.
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Die
Drosselöffnung
kann entweder mit der ersten Common Rail oder mit der zweiten Common Rail
oder mit beiden Common Rails einstückig ausgebildet sein. Durch
einstückiges
Ausbilden der Drosselöffnung
mit der Common Rail kann die Anzahl der in der Einspritzvorrichtung
verwendeten Komponenten verringert werden. Wahlweise kann die Drosselöffnung in
einer Mitte des Verbindungsdurchlasses angeordnet sein. Der Durchlassdurchmesser
der Drosselöffnung
kann variabel gemacht werden, so dass er gemäß den Betriebszuständen der
Kraftmaschine gesteuert werden kann.
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Weitere
Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden leicht ersichtlich,
da die mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen nachstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele
einfach verstanden werden können.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockschaubild, das eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der
Common-Rail-Bauweise als ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
vereinfacht zeigt;
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2 ist
ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Druckanstiegsgeschwindigkeit
in einer herkömmlichen
Common Rail und einem Druckunterschied zwischen zwei Common Rails
zeigt;
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3A ist
ein Graph, der einen Einspritzdruckunterschied zwischen ersten Injektoren
und zweiten Injektoren relativ zu dem Durchlassdurchmesser einer
Drosselöffnung
zeigt;
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3B ist
ein Graph, der einen Einspritzmengenunterschied zwischen den ersten
Injektoren und den zweiten Injektoren relativ zu den Durchlassdurchmessern
der Drosselöffnung
zeigt;
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Common-Rail-Bauweise als
ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung vereinfacht zeigt; und
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine herkömmliche
Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Common-Rail-Bauweise vereinfacht
zeigt.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 1 bis 3B ein
erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine in 1 gezeigte
Einspritzvorrichtung der Common-Rail-Bauweise
wird für
eine 8-Zylinder-Dieselkraftmaschine mit zwei Reihen (zwei Blöcken) von
Zylindern verwendet, wie z. B. für
einen V-Motor oder einen Boxermotor. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
besteht aus einer Kraftstoffzuführpumpe 3,
einer ersten Common Rail 4, an der erste Injektoren 1 angeschlossen
sind, einer zweiten Common Rail 3, an der zweite Injektoren 2 angeschlossen
sind, einer elektronischen Steuereinheit und einer elektronischen
Antriebseinheit 6 und aus zugehörigen Komponenten.
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Die
ersten Injektoren 1 sind an einer ersten Zylinderreihe
(Block) mit 4 Zylindern montiert und über Injektorrohre 7 an
der ersten Common Rail 4 angeschlossen. Jeder erste Injektor 1 spritzt
in der ersten Common Rail 4 angesammelten Hochdruckkraftstoff
in jeweilige Zylinder der ersten Zylinderreihe ein. Auf ähnliche
Weise sind die zweiten Injektoren 2 an einer zweiten Zylinderreihe
(Block) mit vier Zylindern montiert und sind über Injektorrohre 8 an
der zweiten Common Rail 5 angeschlossen. Jeder zweite Injektor 2 spritz
in der zweiten Common Rail 5 angesammelten Hochdruckkraftstoff
in jeweilige Zylinder der zweiten Zylinderreihe ein.
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Die
Kraftstoffzuführpumpe 3 besteht
aus einer Förderpumpe
(einer Niederdruckpumpe) zum Ansaugen von Kraftstoff von einem Kraftstofftank
und aus einer Hochdruckpumpe zum Druckbeaufschlagen des angesogenen
Kraftstoffs auf einen hohen Druck. Die Förderpumpe und die Hochdruckpumpe sind
durch eine gemeinsame Nockenwelle 9 angetrieben, die durch
eine Kurbelwelle der Kraftmaschine angetrieben ist. Der druckbeaufschlagte
Kraftstoff wird durch ein Anschlussrohr 11, das an eine
Anschlussöffnung 14 der
ersten Common Rail 4 angeschlossen ist, zu der ersten Common
Rail 4 zugeführt.
Die Kraftstoffzuführpumpe 3 hat
ein Steuerventil zum Steuern einer Menge des in die Kraftstoffzuführpumpe 3 angesogenen
Kraftstoffs. Das Steuerventil wird durch eine Steuereinheit 6 gesteuert
und dadurch wird die Menge des von der Kraftstoffzuführpumpe 3 zu
der ersten Common Rail 4 zugeführten Kraftstoffs gesteuert.
Somit wird der Druck in der Common Rail eingestellt oder gesteuert.
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Beispielsweise
ist die Kraftstoffzuführpumpe 3 eine
Pumpe mit drei Tauchkolben, die bei 120°-Intervallen angeordnet sind.
Jeder Tauchkolben gibt druckbeaufschlagten Kraftstoff einmal pro
Drehung der Nockenwelle 9 ab. Die Drehzahl der Nockenwelle ist
durch eine Drehzahlverringerungsvorrichtung verringert und wird
zu der Nockenwelle 9 übertragen,
um die Nockenwelle 9 bei Zweidritteln der Drehzahl der Kurbelwelle
zu drehen. Als ein Ergebnis gibt die Kraftstoffzuführpumpe 3 den
druckbeaufschlagten Kraftstoff viermal alle zwei Umdrehungen der
Kurbelwelle ab. Während
der druckbeaufschlagte Kraftstoff viermal abgegeben wird, werden
acht Einspritzungen (eine Einspritzung von jedem Injektor) durchgeführt.
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Die
Steuereinheit 6 hat eine elektronische Steuereinheit (ECU)
zum Durchführen
unterschiedlicher Berechnungen und eine elektronische Antriebseinheit
(EDU) zum Steuern der Energiezufuhr zu den Injektoren 1, 2 und
zu einem Steuerventil in der Kraftstoffzuführpumpe 3. Die ECU
und die EDU können
in einem gemeinsamen Behälter
enthalten sein oder sie können
in getrennten Behältern
enthalten sein. Die ECU ist ein bekannter Mikrocomputer, der eine
zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), verschiedene Speicher (wie
z. B. einen ROM, Bereitstellungs-RAM und einen RAM), eine Eingabe-/Ausgabeschaltung
usw. hat. Die ECU führt
verschiedene Steuerungen, wie z. B. eine Einspritzzeitgebung der
Injektoren 1, 2 und einen Öffnungsgrad des Ventils in
der Kraftstoffzuführpumpe 3 auf
Grundlage verschiedener von Sensoren 10 bereitgestellten
Informationen durch. Die von den Sensoren 10 bereitgestellten
Informationen beinhalten Kraftmaschinenparameter, Betriebszustände der Kraftmaschine
und Fahrzustände
des Fahrzeugs. Die Sensoren 10 weisen einen Sensor zum
Erfassen eines Öffnungsgrads
eines Drosselventils, einen Sensor zum Erfassen einer Drehzahl der
Kraftmaschine, einen Sensor zum Erfassen einer Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur,
einen Sensor zum Erfassen des Druck in den Common Rails, einen Sensor
zum Erfassen einer Kraftstofftemperatur usw. auf.
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Die
erste Common Rail 4 ist an einen Zylinderblock mit einer
ersten Zylinderreihe montiert. Von der Kraftstoffzuführpumpe 3 geförderter
druckbeaufschlagter Kraftstoff wird in der ersten Common Rail 4 angesammelt
und der angesammelte Kraftstoff wird zu den ersten Injektoren 1 zugeführt. Auf ähnliche Weise
ist die zweite Common Rail 5 an einen Zylinderblock mit
einer zweiten Zylinderreihe montiert. Von der Kraftstoffzuführpumpe 3 durch
die erste Common Rail 4 geförderter, druckbeaufschlagter Kraftstoff
wird in der zweiten Common Rail 5 angesammelt und der angesammelte
Kraftstoff wird zu den zweiten Injektoren 2 zugeführt. Die
Kraftstoffzuführpumpe 3 ist
durch ein Anschlussrohr 11, das an einer Anschlussöffnung 14 der
ersten Common Rail 4 angeschlossen ist, an der ersten Common
Rail 4 angeschlossen. Die erste Common Rail 4 und
die zweite Common Rail 5 sind durch einen Verbindungsdurchlass 12 verbunden.
In der Kraftstoffpumpe 3 beaufschlagter Kraftstoff wird
zunächst
zu der Common Rail 4 und dann durch den Verbindungsdurchlass 12 zu
der Common Rail 5 gefördert.
Mit anderen Worten sind die Kraftstoffzuführpumpe 3, die erste
Common Rail 4 und die zweite Common Rail 5 in
Reihe verbunden.
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In
dem System, in dem die erste und die zweite Common Rail 4, 5 in
Reihe verbunden sind, wird eine Druckwelle in Folge von Druckpulsationen in
dem in der Kraftstoffzuführpumpe 3 druckbeaufschlagten
Kraftstoff und in Folge von durch die Kraftstoffeinspritzung erzeugten
Druckpulsationen zwischen der ersten Common Rail 4 und
der zweiten Common Rail 5 erzeugt. Unter dem Einfluss dieser Druckwelle
tritt zwischen der ersten Common Rail 4 und der zweiten
Common Rail 5 ein Druckunterschied auf. Der Druckunterschied verursacht
wiederum Unterschiede in den Einspritzdrücken und in der Einspritzmenge
zwischen den ersten Injektoren 1 und den zweiten Injektoren 2.
Um das Fortpflanzen der Druckwelle zu unterdrücken und um die Druckwelle
abzuschwächen
ist gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
in dem Verbindungsdurchlass 12 ein Paar Drosselöffnungen 13 angeordnet.
Anstelle des Paars Drosselöffnungen 13 kann
in dem Verbindungsdurchlass 12 eine einzelne Drosselöffnung 13 angeordnet
sein.
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Um
den Druckunterschied zwischen der Common Rail 4 und der
Common Rail 5 ungeachtet des Betriebszustands der Kraftmaschine
wirkungsvoll zu verringern oder zu beseitigen, muss ein Durchlassdurchmesser
in der Drosselöffnung 13 vorsichtig
bestimmt werden. Die Druckwellenfortpflanzung wird unterbrochen
und die Druckwelle wird abgeschwächt,
indem der Durchlassdurchmesser klein gemacht wird. Wenn der Durchmesser
zu klein ist, wird jedoch der Strömungswiederstand in der Drosselöffnung hoch.
Dementsprechend wird zwischen einem stromaufwärtigen Abschnitt und einem
stromabwärtigen
Abschnitt der Drosselöffnung 13 ein Druckunterschied
erzeugt, wenn eine Menge des Kraftstoffflusses pro Zeiteinheit groß wird.
Dies erzeugt den Druckunterschied zwischen der ersten Common Rail 4 und
der zweiten Common Rail 5.
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Um
eine geeignete Größe des Durchlassdurchmessers
in der Drosselöffnung 13 zu
bestimmen, wurden Versuche ausgeführt. Die Ergebnisse der Versuche
sind in 2 gezeigt, in der der Druckunterschied
(in Megapascal) an der Ordinate abgetragen ist und eine Kraftstoffdruckerhöhungsgeschwindigkeit
(in Megapascal/Sekunde) an der Abszisse abgetragen ist. Die Versuche
werden ausgeführt,
um einen geeigneten Durchlassdurchmesser in der Drosselöffnung 13 zu
finden, der einer 3 bis 5 Litermaschine mit einer maximalen Stärke von
140 kW bis 240 kW entspricht.
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Wie
in 2 zu sehen ist, nimmt dann, wenn der Durchlassdurchmesser
in der Drosselöffnung 13 0,9
mm beträgt,
der Druckunterschied zwischen der ersten Common Rail 4 und
der zweiten Common Rail 5 mit der Zunahme in der Kraftstoffdruckzunahmegeschwindigkeit
zu. Wenn der Durchlassdurchmesser 0,7 mm beträgt, nimmt der Druckunterschied
mit der Zunahme der Kraftstoffdruckzunahmegeschwindigkeit beträchtlich
zu. Das bedeutet, dass es vorzuziehen ist, den Durchlassdurchmesser
größer als
(oder zumindest gleich wie) 0,9 mm zu machen. Wenn der Durchlassdurchmesser
1,0 mm beträgt,
dann hat die Erhöhung
der Kraftstoffdruckerhöhungsgeschwindigkeit
einen sehr kleinen Einfluss auf den Druckunterschied. Das bedeutet,
dass es noch vorteilhafter ist, den Durchlassdurchmesser größer als
(oder gleich wie) 1,0 mm zu machen.
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Wenn
andererseits der Durchlassdurchmesser der Drosselöffnung 13 zu
groß ist,
kann die Fortpflanzung der Druckwelle nicht geeignet durch die Drosselöffnung 13 unterdrückt werden
und die Druckwelle kann durch die Drosselöffnung 13 nicht geeignet
abgeschwächt
werden. Wie in 2 zu sehen ist, nimmt der Druckunterschied
gemäß der Abnahme
der Kraftstoffdruckerhöhungsgeschwindigkeit geringfügig zu,
wenn der Durchlassdurchmesser 1,3 mm beträgt. Es wurde herausgefunden,
dass der Druckunterschied größer wird,
wenn der Durchlassdurchmesser größer wird,
wobei eine Überschreiten von
1,3 mm in 2 nicht gezeigt ist. Das bedeutet, dass
es vorzuziehen ist, den Durchlassdurchmesser der Drosselöffnung 13 kleiner
als (oder gleich wie) 1,3 mm zu machen. Es ist auch zu sehen, dass
der Druckunterschied noch kleiner ist, wenn der Durchlassdurchmesser
1,1 mm beträgt.
Dies bedeutet, dass es vorteilhafter ist, den Durchlassdurchmesser kleiner
als (oder gleich wie) 1,1 mm zu machen. Es wird auch bestätigt, dass
die bevorzugte Größe oder die
noch bevorzugtere Größe des Durchlassdurchmessers
nicht von dem Kraftmaschinenvolumen abhängt, solange das Kraftmaschinenvolumen
in einem Bereich von 3 l bis 5 l liegt.
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Aus
den Versuchsergebnissen wurde geschlossen, dass eine bevorzugte
Größe des Durchlassdurchmessers
der Drosselöffnung
13 0,9 mm bis 1,3 mm beträgt
und dass eine noch bevorzugtere Größe 1,0 mm bis 1,1 mm beträgt. Dies
wurde in den 3A und 3B gezeigten
nachstehenden Versuchen bestätigt.
In 3A ist ein Einspritzdruckunterschied zwischen
einem ersten Injektor 1 und einem zweiten Injektor 2 an
der Ordinate (in Megapascal) abgetragen und der Durchlassdurchmesser
(in mm) der Drosselöffnung 13 (der
als ein Drosselöffnungsdurchmesser
bezeichnet wird) ist an der Abszisse abgetragen. Der Einspritzdruckunterschied wird
unter einem normalen Betriebszustand der Kraftmaschine 1 gemessen.
In 3B ist ein Einspritzmengenunterschied zwischen
dem ersten Injektor 1 und dem zweiten Injektor 2 an
der Ordinate abgetragen und der Drosselöffnungsdurchmesser ist an der
Abszisse abgetragen. Aus beiden 3A und 3B wird
klar, dass der Einspritzdruckunterschied und der Einspritzmengenunterschied
minimiert werden, indem der Drosselöffnungsdurchmesser auf 1,0 bis
1,1 mm eingestellt wird, und sie können halbwegs klein gemacht
werden, indem der Drosselöffnungsdurchmesser
auf 0,9 bis 1,3 mm eingestellt wird.
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In
dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel werden die folgenden
Vorteile erhalten. Indem der Drosselöffnungsdurchmesser kleiner
als 1,3 mm (bevorzugterweise kleiner als 1,1 mm) eingestellt wird,
wird die Fortpflanzung der Druckwelle in dem Verbindungsdurchlass 12 unterdruckt
und dadurch wird der Druckunterschied zwischen der ersten Common
Rail 4 und der zweiten Common Rail 5 klein gemacht.
Indem der Drosselöffnungsdurchmesser
größer als
0,9 mm (bevorzugterweise größer als
1,0 mm) eingestellt wird, wird ein Strömungswiderstand in dem Verbindungsdurchlass 12 niedrig
gemacht und dadurch wird die Zunahme des Druckunterschieds zwischen
den beiden Common Rails 4, 5 gemäß der Erhöhung der
Kraftstoffdruckerhöhungsgeschwindigkeit
unterdrückt.
Das heißt,
der Einspritzdruckunterschied und der Einspritzmengenunterschied
zwischen dem ersten Injektor 1 und dem zweiten Injektor 2 kann
beträchtlich klein
gemacht werden, indem der Drosselöffnungsdurchmesser auf 0,9
bis 1,3 mm (bevorzugterweise auf 1,0 bis 1,1 mm) eingestellt wird.
Dies wird realisiert, ohne den Verteilungsblock J2 zu verwenden, der
in der herkömmlichen
Kraftstoffeinspritzvorrichtung verwendet wurde. Durch Beseitigen
des Verteilungsblocks kann die Einspritzvorrichtung bei geringen
Kosten hergestellt werden und außerdem kann sie einfach an
der Kraftmaschine montiert werden.
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In
dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist die Drosselöffnung 13 an
beiden Common Rails 4, 5 angebracht. Es ist nicht
notwendig zwei Drosselöffnungen 13 zu
verwenden, sondern es kann lediglich eine Drosselöffnung 13 an
einer der Common Rails 4, 5 angebracht sein. Es
wurde nahezu kein Unterschied zwischen Vorrichtungen festgestellt,
die eine oder zwei Drosselöffnungen verwendeten.
Die Drosselöffnung 13 ist
einstückig
mit der Common Rail 4, 5 ausgebildet und somit
wird die Komponentenanzahl verringert. Wenn zwei Drosselöffnungen 13 verwendet
werden, können
die Common Rails 4, 5, die nahezu die gleiche
Struktur haben, verwendet werden (mit der Ausnahme, dass die erste
Common Rail 4 die Anschlussöffnung 14 zum Anschließen der
Kraftstoffzuführpumpe 3 hat).
Dies trägt
dazu bei, die Herstellungskosten zu verringern.
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Unter
Bezugnahme auf 4 wird ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird
anstelle der Drosselöffnung 13 eine
Drosselöffnung 13' verwendet,
die aus einem Ventil 13a mit einem variablen Durchlassdurchmesser
und einem Stellglied 13b zum Ändern des variablen Durchlassdurchmesser
besteht. Der weitere Aufbau ist der gleiche wie jener des ersten
Ausführungsbeispiels.
Obwohl die Drosselöffnung 13' in dem in 4 gezeigten
zweiten Ausführungsbeispiel
an der ersten Common Rail 4 angeschlossen ist, kann sie
an der zweiten Common Rail 5 angeschlossen sein oder sie kann
in dem Verbindungsdurchlass 12 angeordnet sein.
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Das
Stellglied 13b kann ein elektromagnetisches Stellglied
oder ein piezoelektrisches Stellglied sein, das den Durchlassdurchmesser
des Ventils 13a kontinuierlich oder schrittweise variiert.
Das Stellglied 13b wird durch die Steuerung 6 auf
Grundlage von Betriebszuständen
der Kraftmaschine 1 gesteuert. Genauer gesagt kann der
Durchlassdurchmesser des Ventils 13a allmählich von
0,9 mm auf 1,3 mm entsprechend der Zunahme der Geschwindigkeit der Kraftstoffdruckzunahme
geändert
werden. Auf diese Weise kann der Druckunterschied zwischen der ersten
Common Rail 4 und der zweiten Common Rail 5 trotz Änderungen
in der Kraftstoffdruckerhöhungsgeschwindigkeit
sehr klein gehalten werden. Es ist zudem möglich, ein Ventil 13 mit
zwei Durchlassdurchmessern unterschiedlicher Größen vorzusehen, und entsprechend
den Betriebszuständen
der Kraftmaschine von einem Durchmesser auf den anderen Durchmesser
umzuschalten. Beispielsweise wird das Ventil 13 von dem
kleineren Durchlassdurchmesser auf den größeren Durchlassdurchmesser
umgeschaltet, wenn die Kraftstoffdruckzunahmegeschwindigkeit ein
vorbestimmtes Niveau überschreitet.
In diesem Fall kann das Stellglied in einer AN-AUS Art und Weise
betrieben werden. Es können
auch andere Stellglieder als das elektromagnetische oder als das
piezoelektrische Stellglied, wie zum Beispiel ein Vakuumdruckstellglied,
verwendet werden.
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Der
optimale Durchlassdurchmesser der Drosselöffnung 13 ist so bestimmt,
dass er der Kraftmaschine mit einem Volumen von 3 bis 5 Litern entspricht.
Für andere
Kraftmaschinen ist es vorzuziehen, den optimalen Durchmesser so
zu bestimmen, dass er im Wesentlichen proportional zu dem Kraftmaschinenvolumen
und zu der Kraftmaschinenausgabe ist.
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Während die
vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die vorstehenden bevorzugten Ausführungsbeispiele
dargestellt und beschrieben wurde, wird es für den Fachmann ersichtlich
sein, dass Änderungen
in Form und in Einzelheiten durchgeführt werden können, ohne
dabei von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, wie sie in den
beiliegenden Ansprüchen
definiert ist.
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Eine
Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Zuführen eines Hochdruckkraftstoffs
zu einer Brennkraftmaschine hat eine Kraftstoffzuführpumpe
(3), eine erste Common Rail (4) und eine zweite
Common Rail (5). Ein Hochdruckkraftstoff wird direkt zu
der ersten Common Rail (4) und dann von der ersten Common
Rail (4) durch einen Verbindungsdurchlass (12)
mit einer Drosselöffnung
(13) zu der zweiten Common Rail (5) zugeführt. Der
in den Common Rails (4, 5) angesammelte Hochdruckkraftstoff
wird zu Injektoren (1, 2) zugeführt und
wird auf eine kontrollierte Art und Weise in Zylinder eingespritzt.
Um eine Druckwellenfortpflanzung von der ersten Common Rail (4)
zu der zweiten Common Rail (5) zu unterdrücken, während eine
geeignete Strömungsdurchlassgröße bereitgestellt
wird, wird ein Durchlassdurchmesser der Drosselöffnung (13) auf 0,9
mm bis 1,3 mm eingestellt. Auf diese Weise wird der Druckunterschied
zwischen der ersten Common Rail (4) und der zweiten Common
Rail (5) minimiert.