DE102010031356A1 - Hochdruck-Einspritzsystem für Kraftstoff-Verbrennungsmaschinen - Google Patents

Hochdruck-Einspritzsystem für Kraftstoff-Verbrennungsmaschinen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft Einspritzsysteme für Verbrennungsmaschinen mit einem gemeinsamen Hochdruckspeicher für mehrere Zylinder. Das Einspritzsystem (200) umfasst weiterhin eine Hochdruckpumpe (202); ein Druckregelventil (208); und ein Steuergerät (214) zur Ansteuerung des Druckregelventils (208), um im Normalbetrieb einen Systemdruck im Speicher (204) aufrecht zu erhalten. Das Druckregelventil (208) gibt ohne Ansteuerung den Ablauf in eine Niederdruckleitung (210) mindestens teilweise frei. Mit einer Drosselkomponente (218) ist ein Kraftstofffluss aus dem Hochdruckspeicher (204) in die Niederdruckleitung (210) so beschränkbar, dass wenigstens ein für den Betrieb der Verbrennungsmaschine erforderlicher Mindestdruck im Hochdruckspeicher (204) gewährleistet ist. Die Drosselkomponente (218) ist unabhängig von der Ansteuerung (220) des Druckregelventils (208) betätigbar.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft Einspritzsysteme für Kraftstoff-Verbrennungsmaschinen mit einem gemeinsamen Hochdruckspeicher für mehrere Zylinder.
  • Derartige Einspritzsysteme sind im Fahrzeugbereich auch unter dem Begriff „Common-Rail-Systeme” (CR-Systeme) bekannt. Solche Systeme haben einen gemeinsamen Hochdruckspeicher (”Rail”) zur Versorgung einer Mehrzahl von Zylindern eines Verbrennungsmotors mit Kraftstoff. Eine Hochdruckpumpe bringt den Kraftstoff im Hochdruckspeicher auf ein hohes Druckniveau. Ein Druckregelventil kann in einem Ablauf aus dem Hochdruckspeicher in eine Niederdruckleitung vorgesehen sein. Das Druckregelventil wird über ein elektronisches Steuergerät angesteuert. Hierbei kann es sich um ein CR-Steuergerät handeln, welches weiterhin auch Injektoren für die Zylinder, ein der Hochdruckpumpe vorgeschaltetes Durchflussventil (Zumesseinheit) ansteuert, Sensordaten für Kraftstofftemperatur und Raildruck empfängt, etc.
  • Im Betrieb wird ein Systemdruck im Hochdruckspeicher dadurch gesteuert, dass der Hochdruckspeicher durch das Ablauf-Druckregelventil verschlossen wird. Übersteigt der Druck im Hochdruckspeicher einen gewünschten Systemdruck, öffnet das Druckregelventil; fällt ein Druck unter den Systemdruck, schließt das Druckregelventil. Diese Regelung kann durch eine Regelung mittels Durchflussventil überlagert sein. Hierdurch kann die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder unter optimierten Konditionen erfolgen; so ist bei CR-Systemen aufgrund der Trennung der Druckerzeugung vom eigentlichen Einspritzvorgang eine etwa durch Kennfelder gesteuerte Einspritzung möglich. Das CR-Steuergerät steuert neben dem Druckregelventil über einen jedem Zylinder zugeordneten Injektor auch die Einspritzzeitpunkte und Einspritzmengen in die Zylinder. Hierdurch können Einspritzvorgänge für jeden Zylinder separat optimiert werden.
  • Eine wichtige Anforderung an Systeme wie die geschilderten besteht darin, dass in einem Fehlerfall etwa bei der Steuerung eines CR-Systems (z. B. Ausfall eines Sensors) in einem Kraftfahrzeug das Fahrzeug weiter bewegt werden kann, beispielsweise um es in eine Parkposition bewegen oder zu einer Servicestelle bringen zu können, etc., d. h. es soll noch ein Minimal- bzw. Notbetrieb der Verbrennungsmaschine zumindest mit eingeschränkter Spezifikation möglich sein.
  • Weil ein Notbetriebsmodus möglich sein muss, wird das Ablauf-Druckregelventil eines CR-Systems meist als stromlos geschlossenes Ventil ausgeführt. Ein stromlos offenes Ventil würde dazu führen, dass in einem Fehlerfall wie etwa einem Ausfall der Ansteuerung des Ventils dieses u. U. offen bleiben würde. Dies würde es unmöglich machen, dass ein für einen Notbetrieb erforderlicher Mindestdruck im Hochdruckspeicher aufgebaut werden kann. Für den Notbetriebsmodus (im Kraftfahrzeugbereich auch als ”Limp-Home-Modus” bezeichnet) ist daher zusätzlich zu einem stromlos geschlossenen Druckregelventil ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen, welches so ausgebildet ist, dass es erst nach Überschreiten eines vordefinierten Öffnungsdruckes automatisch einen für den Notfallmodus erforderlichen Mindestdruck im Hochdruckspeicher hält. Eine entsprechende Druckbegrenzungsfunktion kann auch im Druckregelventil selbst integriert sein. Im Fehlerfall muss somit zunächst der vordefinierte hohe Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils bzw. der Druckbegrenzungsfunktion im Druckregelventil erreicht werden, bis der druckreduzierte Notbetriebsmodus bzw. Limp-Home-Modus erreicht werden kann.
  • Ein Nachteil dieser Lösung liegt allerdings darin, dass der Öffnungsdruck deutlich höher als der im Normalbetrieb auftretende Systemdruck ist. Der Öffnungsdruck kann beispielsweise bis zu 600 bar über einem Systemdruck des CR-Systems liegen. Dieser hohe Öffnungsdruck kann negative Auswirkungen auf die Bauteilfestigkeit verschiedener Komponenten des Einspritzsystems nehmen. Dies kann beispielsweise besonders auch autofrettierte Bauteile betreffen. Die Tatsache, dass der Öffnungsdruck über dem Systemdruck liegen muss, steht bei gegebener Bauteilspezifikation auch einer technisch grundsätzlich wünschenswerten weiteren Steigerung des Systemdrucks im Normalbetrieb entgegen. Umgekehrt führt das Erfordernis einer ausreichenden Bauteilfestigkeit der Einspritzkomponenten aufgrund der erhöhten Anforderungen an die Werkstoffe der Komponenten für den Notfallbetrieb zu entsprechend erhöhten Kosten.
  • In der DE 103 34 615 A1 wird ein Einspritzsystem beschrieben, bei dem ein stromlos offenes Druckregelventil zum Einsatz kommt. Dieses ist konstruktiv derart ausgeführt, dass es auch bei einem Ausfall der elektromagnetischen Schließkraft erst ab einem vorgegebenen Mindestkraftstoffdruck von beispielsweise 250 bar öffnet. Somit ist ein Notfallbetrieb der Verbrennungsmaschine mit diesem Mindestdruck möglich. Allerdings ist das dort beschriebene Druckregelventil komplex aufgebaut mit entsprechenden Kosten. Bei einer Weiterentwicklung eines solchen Einspritzsystems, etwa zu höheren Systemdrücken, muss das Druckregelventil jeweils neu ausgelegt werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird eine Drosselkomponente für ein Einspritzsystem einer Kraftstoff-Verbrennungsmaschine vorgeschlagen, wobei das Einspritzsystem Folgendes umfasst: einen gemeinsamen Hochdruckspeicher zur Versorgung einer Mehrzahl von Zylindern der Verbrennungsmaschine mit Kraftstoff; eine Hochdruckpumpe, um den Kraftstoff im Hochdruckspeicher auf ein hohes Druckniveau zu bringen; ein Druckregelventil in einem Ablauf aus dem Hochdruckspeicher in eine Niederdruckleitung; und ein Steuergerät zur Ansteuerung des Druckregelventils, um bei Betrieb der Verbrennungsmaschine einen Systemdruck im Hochdruckspeicher aufrecht zu erhalten. Das Druckregelventil ist derart ausgebildet, dass es ohne Ansteuerung den Ablauf in die Niederdruckleitung mindestens teilweise freigibt. Erfindungsgemäß ist durch die Drosselkomponente ein Kraftstofffluss aus dem Hochdruckspeicher in die Niederdruckleitung so beschränkbar, dass wenigstens ein für den Betrieb der Verbrennungsmaschine erforderliche Mindestdruck im Hochdruckspeicher gewährleistet ist. Die Drosselkomponente ist unabhängig von der Ansteuerung des Druckregelventils betätigbar.
  • Das Druckregelventil kann ein stromlos offenes Ventil sein, welches den Ablauf also bspw. bei einem Ausfall der Ansteuerung mindestens teilweise freigibt, oder wenn das Steuergerät etwa aufgrund Sensorausfalls aus Sicherheitsgründen das Druckregelventil nicht mehr ansteuert. Bei dem Steuergerät kann es sich um ein CR-Steuergerät handeln, welches seinerseits etwa in ein ECU (”Electronic Control Unit”) eines Kraftfahrzeugs integriert sein kann.
  • Die Drosselkomponente kann beispielsweise manuell betätigbar sein, etwa durch einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs. Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist die Drosselkomponente mechanisch und/oder elektrisch betätigbar. Alternativ oder ergänzend kann die Drosselkomponente automatisch betätigt werden, sobald eine Ansteuerung des Druckregelventils wegfällt, bspw. wenn ein Druckregelventil-Strom wegfällt. Die Drosselkomponente könnte alternativ oder ergänzend auch durch das Steuergerät, also etwa ein CR-Steuergerät oder eine ECU eines Kraftfahrzeugs ansteuerbar sein, bspw. zur Aktivierung eines Notbetriebsmodus.
  • Bei bestimmten Ausführungsformen gelangt die Drosselkomponente durch eine Betätigung in eine vordefinierte Drosselposition.
  • Die Drosselkomponente kann für eine Anordnung separat vom Druckregelventil im Ablauf oder der Niederdruckleitung vorgesehen sein. Die Drosselkomponente kann in Bezug auf einen Fluss des Kraftstoffs von dem Hochdruckspeicher in die Niederdruckleitung vor oder hinter dem Druckregelventil angeordnet sein. Bei bestimmten Ausführungsformen, bei denen die Drosselkomponente nach dem Druckregelventil angeordnet ist, ist die Drosselkomponente insbesondere hochdruckgeeignet.
  • Die Drosselkomponente kann beispielsweise ein Drosselventil umfassen. Die Drosselkomponente kann wenigstens eine erste und eine zweite Stellung umfassen, wobei die erste Stellung eine für einen Normalbetrieb vorgesehene, offene Stellung ist, bei der die Drosselkomponente einen Kraftstofffluss nicht oder nur geringfügig beschränkt, d. h. dieser wird ausschließlich durch das im Ablauf vorgesehene Druckregelventil beschränkt. Die zweite Stellung kann eine für einen Notbetrieb vorgesehene, vordefinierte Drosselposition sein. In dieser Drosselposition wird der Kraftstofffluss so beschränkt, dass ein Mindestdruck im Hochdruckspeicher vorliegt, so dass eine Kraftstoffeinspritzung erfolgen kann und entsprechend ein Notfallbetrieb möglich ist.
  • Weiterhin wird ein Druckregelventil für ein Einspritzsystem vorgeschlagen, welches eine der hierin beschriebenen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Drosselkomponente umfasst. Die Drosselkomponente kann insbesondere integriert mit bzw. in dem Druckregelventil verwirklicht sein. Bei einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckregelventils wird bei einer Betätigung der Drosselkomponente unabhängig von einer Ansteuerung durch das Steuergerät ein definierter Durchfluss durch das Druckregelventil eingestellt oder nicht überschritten. Hierzu kann bspw. ein stromlos offener Kanal beschränkt werden, oder es wird bei einer Betätigung der Drosselkomponente der vom Steuergerät angesteuerte Kanal durch das Druckregelventil hydraulisch getrennt und es wird ein zweiter definierter Kanal über eine Neben- oder Bypassleitung freigegeben.
  • Erfindungsgemäß wird schließlich ein Einspritzsystem für eine Kraftstoff-Verbrennungsmaschine vorgeschlagen, welche eine der hierin beschriebenen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Drosselkomponente und/oder einer der hier beschriebenen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Druckregelventils umfasst.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das Vorsehen einer erfindungsgemäßen Drosselkomponente im Zusammenhang mit einem bspw. stromlos offenen Druckbegrenzungsventil im Ablauf aus dem Hochdruckspeicher ermöglicht es, beim Einstellen eines Notbetriebsmodus die hohen Öffnungsdrücke zu vermeiden, die herkömmlich beim Einsatz eines stromlos geschlossenen Druckregelventils mit integriertem/r oder separatem/r Druckbegrenzungsventil bzw. -funktion auftreten. Eine entsprechend geringere Bauteilbelastung der Einspritzkomponenten im Hochdruckrail ist die Folge. Umgekehrt bedeutet dies, dass im Normalbetrieb des Einspritzsystems der Systemdruck erhöht werden könnte. Zusätzlich oder alternativ können die verringerten Anforderungen an die verwendeten Werkstoffe der Komponenten für eine Kostenreduzierung verwendet werden.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht den Verzicht auf ein separates Druckbegrenzungsventil. Dennoch können konventionelle, stromlos offene Druckregelventile zum Einsatz kommen. Eine komplex konstruiertes Druckregelventil, welches auch im stromlosen Zustand erst bei einem vordefinierten Mindestdruck öffnet, ist überflüssig (allerdings kann die Erfindung zusammen mit einem derartigen Ventil betrieben werden). Erfindungsgemäß kann die Drosselkomponente integriert im Druckregelventil vorliegen. Es ist aber auch eine „Baukastenlösung” möglich, bei der die Drosselkomponente separat zum Druckregelventil vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass jede Funktion einzeln optimiert werden kann. Die Modularisierung führt zu entsprechenden Vorteilen wie vereinfachter Entwicklung, Ein- und Ausbau, Wartung, Fehlersuche, etc. Dies gilt insbesondere auch für die Weiterentwicklung von Einspritzsystemen beispielsweise im Hinblick auf eine gewünschte weitere Steigerung des Systemdrucks im Normalbetrieb.
  • Dass eine Überbrückungsfunktion für den Notbetriebsmodus ggf. manuell zu schalten ist, ist beispielsweise im Bereich von Verbrennungsmotoren für Nutzkraftfahrzeuge (”Limp-Home”-Fähigkeit”) akzeptabel. Somit kann auf einfache Weise eine Mindestanforderung dargestellt werden, die beispielsweise den Start einer Verbrennungsmaschine bzw. die Langsamfahrt eines durch eine derartige Maschine angetriebenen Fahrzeugs umfasst.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden nunmehr anhand der beigefügten Figuren eingehender beschrieben. Hierbei zeigt:
  • 1 in Form eines Blockschaltbildes Komponenten eines herkömmlichen Einspritzsystems für Kraftstoff-Verbrennungsmaschinen;
  • 2 ein Ausführungsbeispiel eines Einspritzsystems mit erfindungsgemäß ausgebildetem Druckregelventil; und
  • 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Einspritzsystems mit separater Drosselkomponente.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Zur Verdeutlichung der Erfindung ist in 1 schematisch eine Ausführungsform eines herkömmlichen Einspritzsystems 100 dargestellt. Das Einspritz- oder ”Common-Rail”(CR)-System 100 verfügt über eine Hochdruckpumpe 102, einen Hochdruckspeicher 104, eine Vielzahl von Injektoren 106, ein Druckregelventil 108, sowie ein Steuergerät 110. Ein Zulauf 112 von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) führt über die Hochdruckpumpe 102 in den Speicher 104. Ein Ablauf 114 führt vom Hochdruckspeicher 104 über das Druckregelventil 108 über eine Niederdruckleitung 116 als Rücklauf zurück in den Kraftstofftank.
  • Bei der Hochdruckpumpe 102 kann es sich bspw. um eine übliche hydraulische Hochdruckkolbenpumpe handeln. Der Hochdruckspeicher 104 ist ein Verteilerrohr (Rail), von dem der unter hohem Druck stehende Kraftstoff in die Injektoren 106 fließt, die jeweils einzeln vom Steuergerät 110 angesteuert werden. Das Druckregelventil 108 ist ein elektrisch betätigtes, stromlos geschlossenes Ventil, welches über eine (nicht angedeutete) Druckbegrenzungsfunktion verfügt, damit bei Ausfall beispielsweise einer Ansteuerung 118 des Ventils 108 ein Notbetrieb einer durch das Einspritzsystem 100 mit Kraftstoff versorgten Verbrennungsmaschine möglich ist. Einspritzsysteme wie die hier beschriebenen können beispielsweise bei Verbrennungsmotoren für Nutzkraftfahrzeuge zur Anwendung kommen.
  • In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Einspritzsystems 200 dargestellt. Das System umfasst eine Hochdruckpumpe 202, einen Hochdruckspeicher 204, eine Mehrzahl von Injektoren 206, ein Druckregelventil 208, sowie einen als Niederdruckleitung 210 ausgeführten Rücklauf in einen Kraftstofftank 212. Das Druckregelventil 208 wird von einem Steuergerät 214 angesteuert. Zusätzlich zum Druckregelventil 208 und separat von diesem ist im Ablauf 216 vom Hochdruckspeicher 204 eine Drosselkomponente 218 vorgesehen.
  • Zusätzlich zu den in 2 gezeigten Komponenten kann das Einspritzsystem 200 über weitere Komponenten verfügen, beispielsweise über ein der Hochdruckpumpe 202 vorgeschaltetes Druckregelventil (”Zumesseinheit”), einen Raildrucksensor, Kraftstofftemperatursensor, eine weitere Kraftstoffförderpumpe, Filter, etc.; diese Komponenten sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren weggelassen.
  • Bei dem Steuergerät 214 kann es sich um ein CR-Steuergerät handeln, welches seinerseits etwa in eine ECU (”Electronic Control Unit”) eines Kraftfahrzeugs integriert sein kann. Das Steuergerät 214 steuert u. a. die Injektoren 206, empfängt Daten von (nicht gezeigten) Sensoren etc. In einem Normalbetrieb des Einspritzsystems 200 steuert das Gerät 214 das Druckregelventil 208 so an, dass ein gewünschter Systemdruck im Hochdruckspeicher 204 aufrechterhalten wird.
  • Beim Druckregelventil 208 handelt es sich um ein stromlos offenes Ventil, d. h. eine Druckbegrenzungsfunktion wird durch die maximal aufwendbare Magnetkraft festgelegt, und wenn das Ventil 208 durch das Steuergerät 214 über eine Steuerleitung 220 stromlos geschaltet wird, verbleibt das Ventil in einem offenen, den Ablauf 216 nicht beschränkenden Zustand (bei einer permanenten Beschränkung durch eine Drossel wäre kein schneller Druckabbau möglich). Gleiches gilt wenn die Steuerleitung 220 aufgrund einer mechanischen oder elektrischen Störung keine Steuersignale an das Druckregelventil übertragen kann, etwa wenn ein Kontakt oder ein Stecker der Leitung 220 gelockert oder korrodiert ist oder die Leitung 220 ganz abgefallen ist. Andere Störungsgründe sind ebenfalls denkbar. So können beispielsweise Sensoren versagen, woraufhin das Steuergerät 214, abhängig von einer Fehlerreaktionsstrategie bspw. aus Sicherheitsgründen das Druckregelventil 208 stromlos schaltet.
  • In diesen Fällen kann somit Kraftstoff aus dem Speicher 204 über den Ablauf 216 und die Niederdruckleitung 210 in den Kraftstofftank 212 (zurück-)fließen. Um in diesen Fällen zumindest einen Notbetrieb des durch das Einspritzsystem 200 versorgten Verbrennungsmotors zu ermöglichen, muss ein Betätigungselement 222 der Drosselkomponente 218 betätigt werden, damit diese den Abfluss 216 beschränkt und somit ein Mindestdruck im Speicher 204 aufrecht erhalten werden kann.
  • Die Drosselkomponente 218 verfügt über mindestens zwei Stellungen, d. h. einen Durchflusskanal 224 und einen Durchflusskanal 226. In der ersten Stellung wie in 2 dargestellt ist der Kanal 224 freigegeben. Der Kanal 224 ist nicht beschränkend, d. h. der Ablauf 216 wird nicht beschränkt. Zur Erreichung eines Notbetriebes ist eine manuelle Betätigung des Betätigungselements 222 vorgesehen. Hierdurch wird die zweite Stellung der Drosselkomponente 218 aktiviert, bei welcher der Kanal 224 hydraulisch vom Ablauf 216 getrennt wird und stattdessen der Ablauf 216 an den zweiten Kanal 226 angeschlossen wird. Dieser Kanal 226 führt zu einer Beschränkung des Ablaufs 216, so dass im Hochdruckspeicher 204 der für den Notbetrieb erforderliche Mindestdruck aufgebaut werden kann.
  • Das Betätigungselement 222 kann ein mechanisches Betätigungselement umfassen, welches beispielsweise in einem Motorraum durch einen Fahrzeugführer betätigt werden muss, um einen Notbetrieb wie einen Limp-Home-Modus für ein Fahrzeug zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich kann das Betätigungselement 222 ein elektrisches Betätigungselement umfassen, beispielsweise kann ein Signal durch Betätigen einer Taste in einer Fahrerkabine, einem Führerhaus oder dergleichen erzeugt und elektrisch an die Drosselkomponente 218 weitergeleitet werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine Betätigung des Betätigungselements 222 auch durch das Steuergerät 214 (oder eine andere ECU) erfolgen, beispielsweise wenn das Steuergerät 214 eine Fehlersituation festgestellt hat, bei der das Druckregelventil 208 über die Ansteuerleitung 220 nicht mehr zu erreichen ist, oder aufgrund der das Druckregelventil 208 stromlos zu schalten ist, etwa bei Sensorausfall. Hierbei ist allerdings Voraussetzung, dass eine Ansteuerung der Drosselkomponente 218 durch das Steuergerät 214 unabhängig von der Ansteuerung 220 des Druckregelventils 208 ist. Dies ist z. B. bei einem Ausfall des Steuergerätes 214 selbst nicht der Fall. Daher sollte eine Ansteuerung durch das Steuergerät 214 bevorzugt mit einer manuellen Betätigungsmöglichkeit der Drosselkomponente 218 kombiniert werden, oder aber es erfolgt eine automatische Umschaltung (z. B. durch eine systeminterne Rückwirkung bspw. mittels einer Feder), sobald das Druckregelventil stromlos wird. Eine manuelle Betätigungsmöglichkeit kann auch eine elektrische Betätigung umfassen; allerdings sollte hierfür bevorzugt eine separate bzw. gesicherte Stromversorgung vorgesehen sein.
  • Mit einer erneuten Betätigung des Elementes 222 kann ggf. der zweite Kanal 226 wieder hydraulisch getrennt und stattdessen der unbeschränkende Kanal 224 wieder in den Ablauf 216 geschaltet werden. Dies kann bspw. geschehen, nachdem ein aufgetretener Fehler beseitigt wurde und das Druckregelventil 208 seine Arbeit wieder aufnehmen kann.
  • Weil die Drosselkomponente 218 separat vom Druckregelventil 208 im Ablauf 216 vorgesehen ist, können die Eigenschaften der Drosselkomponente 218 und des Druckregelventils 208 unabhängig voneinander optimiert werden. Das Druckregelventil 208 muss nicht über eine Druckbegrenzungsfunktion oder spezielle Öffnungscharakteristik für den stromlos offen Fall verfügen. Somit können für das Druckregelventil 208 standardmäßige Subkomponenten verwendet werden.
  • In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Drosselkomponente 218 in Bezug auf einen Fluss des Kraftstoffs vom Hochdruckspeicher 204 durch den Rücklauf 210 in den Kraftstofftank 212 vordem Druckregelventil 208 angeordnet. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Drosselkomponente dem Druckregelventil auch nachgeordnet sein. In diesem Fall befindet sich die Drosselkomponente ggf. im Normalbetrieb im Niederdruckbereich. Bei einem Ausfall oder einer Stromlos-Schaltung des Druckregelventils wirkt dann aber mit dem für einen Notbetrieb erforderlichen Minimaldruck ein vergleichsweise hoher Druck auf die Drosselkomponente, so dass die Drosselkomponente auch in dieser Konfiguration bevorzugt hochdruckgeeignet ausgeführt wird.
  • In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Einspritzsystems 300 gezeigt. Das System 300 verfügt über eine Hochdruckpumpe 302, einen Hochdruckspeicher 304 mit einer Mehrzahl angeschlossener Injektoren 306, und ein Druckregelventil 308. Ein Ablauf 310 aus dem Hochdruckspeicher 304 führt über das Druckregelventil 308 als Rücklauf in Form einer Niederdruckleitung 312 zu einem Kraftstofftank 314. Das Druckregelventil 308 wird von einem Steuergerät 316 angesteuert.
  • Komponenten des Einspritzsystems 300 können in Ausführung und Arbeitsweise jeweils vergleichbaren Komponenten des Systems 200 aus 2 entsprechen, und die diesbezüglichen Ausführungen werden hier nicht wiederholt.
  • Das Druckregelventil 308 ist als stromlos offenes Druckregelventil ausgeführt. Hierzu gilt sinngemäß das oben in Bezug auf das in 2 gezeigte Ventil 208 Gesagte.
  • Erfindungsgemäß ist in das Druckregelventil 308 eine durch ein Betätigungselement 318 angedeutete Drosselkomponente 320 integriert. Diese Drosselkomponente 320 kann sinngemäß so arbeiten, wie dies oben für die separate Drosselkomponente 218 in 2 diskutiert wurde. Durch eine Betätigung der Drosselkomponente 320 wird ein Kraftstofffluss aus dem Hochdruckspeicher 304 auch bei stromlos offenem Zustand des Druckregelventils 308 so beschränkt, dass ein Mindestdruck im Hochdruckspeicher 304 aufrechterhalten werden kann und somit ein Notbetrieb möglich ist. Das Betätigungselement 318 ist unabhängig von der Ansteuerung des Druckregelventils 308 durch das Steuergerät 316 betätigbar, d. h. die in das Druckregelventil 308 integrierte Drosselkomponente 320 kann insbesondere bei Ausfall einer Ansteuerleitung 322 zur Ansteuerung des Druckregelventils 308 betätigt werden.
  • Die Drosselkomponente 320 kann ohnehin im Druckregelventil 308 vorhandene Flussbeschränkungseinrichtungen verwenden, wobei bspw. das Druckregelventil 308 mit integrierter Drosselkomponente 320 nur über einen Durchflusskanal verfügt, der bei einer Betätigung des Elements 318 manuell auf einen vordefinierten Durchfluss eingestellt wird, so dass auf diese Weise auch im stromlos offenen Zustand des Druckregelventils 308 ein definierter Durchfluss erreicht werden kann. Alternativ kann die Ventilkonstruktion 308/320 zwei Kanäle umfassen. Bei einer Betätigung des Elements 318 würde dann ein im Normalbetrieb verwendeter Kanal hydraulisch getrennt und ein separater (vor)definierter Bypass freigegeben, wie dies oben analog in Bezug auf die zwei Kanäle der Drosselkomponente 218 diskutiert wurde.
  • Eine Integration der Drosselkomponente in das Ablauf-Druckregelventil wie in 3 veranschaulicht ermöglicht eine platzsparende Unterbringung der erfindungsgemäßen Zusatzfunktion, wobei u. U. ohnehin vorhandene Beschränkungsfunktionalitäten des Druckregelventils wieder verwendet werden können.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt; vielmehr sind innerhalb des durch die anhängenden Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10334615 A1 [0007]

Claims (10)

  1. Drosselkomponente für ein Einspritzsystem einer Kraftstoff-Verbrennungsmaschine, wobei das Einspritzsystem (200, 300) folgendes umfasst: – einen gemeinsamen Hochdruckspeicher (204, 304) zur Versorgung einer Mehrzahl von Zylindern der Verbrennungsmaschine mit Kraftstoff; – eine Hochdruckpumpe (202, 302), um den Kraftstoff im Hochdruckspeicher auf ein hohes Druckniveau zu bringen; – ein Druckregelventil (208, 308) in einem Ablauf (216, 310) aus dem Hochdruckspei-cher in eine Niederdruckleitung (210, 312); und – ein Steuergerät (214, 316) zur Ansteuerung des Druckregelventils (208, 308), um bei Betrieb der Verbrennungsmaschine einen Systemdruck im Hochdruckspeicher (204, 304) aufrecht zu erhalten; wobei das Druckregelventil (208, 308) derart ausgebildet ist, dass es ohne Ansteuerung den Ablauf (216, 310) in die Niederdruckleitung (210, 312) mindestens teilweise freigibt; und wobei durch die Drosselkomponente (218, 320) ein Kraftstofffluss aus dem Hochdruckspeicher (204, 304) in die Niederdruckleitung (216, 312) so beschränkbar ist, dass wenigstens ein für den Betrieb der Verbrennungsmaschine erforderlicher Mindestdruck im Hochdruckspeicher (204, 304) gewährleistet ist; wobei die Drosselkomponente (218, 320) unabhängig von der Ansteuerung des Druckregelventils (208, 308) betätigbar ist.
  2. Drosselkomponente nach Anspruch 1, wobei die Drosselkomponente (218, 320) manuell betätigbar ist.
  3. Drosselkomponente nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Drosselkomponente (218, 320) mechanisch und/oder elektrisch betätigbar ist, und/oder automatisch betätigt wird, sobald eine Ansteuerung des Druckregelventils wegfällt.
  4. Drosselkomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drosselkomponente (218) für eine Anordnung separat vom Druckregelventil (208) im Ablauf (216) oder der Niederdruckleitung vorgesehen ist.
  5. Drosselkomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drosselkomponente (218, 320) durch eine Betätigung in eine vordefinierte Drosselposition (226) gelangt.
  6. Drosselkomponente nach Anspruch 5, wobei die Drosselkomponente (218) wenigstens eine erste (224) und eine zweite Stellung (226) umfasst, wobei die erste Stellung (224) eine für einen Normalbetrieb vorgesehene offene Stellung ist und die zweite Stellung (226) eine für einen Notbetrieb vorgesehene, vordefinierte Drosselposition ist.
  7. Druckregelventil (308) für ein Einspritzsystem (300), umfassend eine Drosselkomponente (320) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Druckregelventil nach Anspruch 7, wobei bei einer Betätigung der Drosselkomponente (320) unabhängig von einer Ansteuerung durch das Steuergerät (316) ein definierter Durchfluss durch das Druckregelventil (308) eingestellt oder nicht überschritten wird.
  9. Druckregelventil nach Anspruch 7 oder 8, wobei bei einer Betätigung der Drosselkomponente (320) ein vom Steuergerät (308) ansteuerbarer Kanal durch das Druckregelventil (308) hydraulisch getrennt wird.
  10. Einspritzsystem (200, 300) für eine Kraftstoff-Verbrennungsmaschine, umfassend eine Drosselkomponente (218, 320) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder ein Druckregelventil (308) nach einem der Ansprüche 7 bis 9.
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