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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Hochdruckregelung eines Kraftstoffeinspritzsystems.
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Die Kraftstoffzumessung moderner Otto- und Dieselmotoren erfolgt heute fast ausschließlich unter Verwendung von sogenannten Speichereinspritzsystemen, die auch als Common-Rail-Einspritzsysteme bezeichnet werden. Ein solches Speichereinspritzsystem weist eine Hochdruckpumpe, einen Hochdruckspeicher, Injektoren und ein Motorsteuergerät auf. Die Hochdruckpumpe liefert Kraftstoff in den Hochdruckspeicher, aus welchem die Injektoren Kraftstoff entnehmen und dem Brennraum des Motors zumessen. Je nach dem momentanen Lastzustand des Motors wird ein unterschiedliches Druckniveau im Hochdruckspeicher benötigt, welches durch eine geeignete Regelung der Hochdruckpumpe eingestellt wird.
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In modernen Einspritzsystemen wird der Druck im Hochdruckspeicher über die Liefermenge der Hochdruckpumpe eingeregelt. Ein Beispiel für eine derartige bekannte Hochdruckpumpe ist in der 1 gezeigt. Diese Hochdruckpumpe 1 weist ein Gehäuse 1a, einen an den Niederdruckbereich 11 über ein Volumenstromventil 10 angeschlossenen Niederdruckeingang 2, ein Einlassventil 3, einen Kolbenraum 4, einen Pumpenkolben 5, ein Auslassventil 6, einen im Hochdruckbereich 12 liegenden Hochdruckausgang 7, einen Rücklauf 13 und ein Hochdruckventil 14 auf.
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Liefert die Hochdruckpumpe 1 die Kraftstoffmenge, die dem Injektorverbrauch entspricht, dann bleibt der Druck in dem im Hochdruckbereich 12 angeordneten, an den Hochdruckausgang angeschlossenen Hochdruckspeicher konstant.
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Um den Kraftstoffdruck im Hochdruckspeicher zu erhöhen, muss die Hochdruckpumpe mehr Kraftstoff in den Hochdruckspeicher liefern als von den Injektoren entnommen wird. Um den Kraftstoffdruck im Hochdruckspeicher zu erniedrigen, muss aus dem Hochdruckspeicher mehr Kraftstoff entnommen werden als die Hochdruckpumpe liefert.
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Da in einer Schubphase des Motors die Injektoren keinen Kraftstoff in den Brennraum des Motors einspritzen und die Injektoren moderner Einspritzsysteme nur sehr geringe bis gar keine Leckagen aufweisen, ist beim bekannten Einspritzsystem ein Hochdruckventil 14 vorgesehen, über welches Kraftstoff an einen Rücklauf 13 geleitet werden kann. Dieses Hochdruckventil 14 wird zu einem aktiven Druckabbau benötigt.
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Die Funktionsweise eines derartigen bekannten Einspritzsystems ist wie folgt:
In einer Saugphase des Einspritzsystems fährt der Pumpenkolben 5 nach unten. Als Reaktion darauf öffnet das Einlassventil 3. Das Auslassventil 6 wird von dem am Hochdruckausgang 7 vorliegenden Hochdruck geschlossen gehalten. Entsprechend der Stellung des Volumenstromventils wird die jeweils gewünschte Kraftstoffmenge aus dem Niederdruckbereich 11 über das geöffnete Einlassventil 3 in den Kolbenraum 4 eingesaugt.
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In einer darauffolgenden Lieferphase fährt der Pumpenkolben 5 im Kolbenraum 4 nach oben, wodurch der Kraftstoffdruck im Kolbenraum 4 erhöht wird. Als Reaktion darauf schließt das Einlassventil 3. Das Auslassventil 6 öffnet und die vorher in den Kolbenraum 4 eingesaugte Kraftstoffmenge wird über das geöffnete Auslassventil 6 und den Hochdruckausgang 7 in den Hochdruckspeicher befördert.
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Während einer Druckregelung mittels des Volumenstromventils 10 ist das Hochdruckventil 14 komplett geschlossen. Der Druck im Hochdruckspeicher wird über eine Beeinflussung der Kraftstoff-Liefermenge auf den jeweils gewünschten Wert eingeregelt.
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In einer Schubphase des Motors spritzen die Injektoren keinen Kraftstoff in den Brennraum. Die Injektoren haben, wie bereits oben ausgeführt wurde, nur eine sehr geringe bis gar keine Leckage, so dass der Druck im Hochdruckspeicher gar nicht bzw. allenfalls sehr langsam absinkt. Um den Druck im Hochdruckspeicher schneller abbauen zu können, wird über das Hochdruckventil 14 Kraftstoff abgelassen, um den Druck im Hochdruckspeicher auf einen gewünschten niedrigeren Wert abzusenken bzw. auf diesen Wert einzuregeln.
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Des Weiteren ist es bereits bekannt, Hochdruckpumpen moderner Common-Rail-Einspritzsysteme zum Einstellen der jeweils gewünschten Kraftstoff-Liefermenge mit einem digital schaltbaren Einlassventil auszustatten.
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Ein Beispiel für eine derartige bekannte Hochdruckpumpe ist in der 2 gezeigt. Diese Hochdruckpumpe 1 weist ein Gehäuse 1a, einen im Niederdruckbereich 11 liegenden Niederdruckeingang 2, ein digital schaltbares Einlassventil 15, einen Kolbenraum 4, einen Pumpenkolben 5, ein Auslassventil 6, einen im Hochdruckbereich 12 liegenden Hochdruckausgang 7, einen Rücklauf 13 und ein Hochdruckventil 14 auf.
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Die Funktionsweise eines derartigen Einspritzsystems ist wie folgt:
In einer Saugphase des Einspritzsystems fährt der Pumpenkolben 5 nach unten. Als Reaktion darauf öffnet das digitale Einlassventil 15. Das Auslassventil 6 wird von dem am Hochdruckausgang 7 vorliegenden Hochdruck geschlossen gehalten. In den Kolbenraum 4 wird eine Kraftstoffmenge eingesaugt, die dem gesamten Hubvolumen des Pumpenkolbens 5 entspricht.
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In einer darauf folgenden Lieferphase fährt der Pumpenkolben 5 im Kolbenraum 4 nach oben, wodurch der Kraftstoffdruck im Kolbenraum 4 erhöht wird. Dabei wird das digital schaltbare Einlassventil 15 zunächst in geöffneter Stellung gehalten. Der sich nach oben bewegende Pumpenkolben 5 fördert solange Kraftstoff durch das offene Einlassventil 15 in den Niederdruckbereich 11 zurück, bis die gewünschte Kraftstoff-Liefermenge im Kolbenraum 4 verbleibt. Anschließend wird das digital schaltbare Einlassventil 15 geschlossen. Das Auslassventil 6 öffnet und die gewünschte Kraftstoff-Liefermenge wird über das geöffnete Auslassventil 6 und den Hochdruckausgang 7 in den Hochdruckspeicher befördert.
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Während einer Druckregelung mittels des digitalen Einlassventils 15 wird das Hochdruckventil 14 komplett geschlossen. Der Druck im Hochdruckspeicher wird über eine Beeinflussung der Kraftstoff-Liefermenge auf den jeweils gewünschten Wert eingeregelt.
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In einer Schubphase des Motors spritzen die Injektoren keinen Kraftstoff in den Brennraum. Die Injektoren haben, wie bereits oben ausgeführt wurde, nur eine sehr geringe bis gar keine Leckage, so dass der Druck im Hochdruckspeicher gar nicht bzw. allenfalls sehr langsam absinkt. Um den Druck im Hochdruckspeicher schneller abbauen zu können, wird über das Hochdruckventil 14 Kraftstoff abgelassen, um den Druck im Hochdruckspeicher auf einen gewünschten niedrigeren Wert abzusenken bzw. auf diesen Wert einzuregeln.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Hochdruckregelung eines Kraftstoffeinspritzsystems anzugeben, die eine reduzierte Anzahl von Bauteilen aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass ein Vorrichtung gemäß der Erfindung nur zwei Ventile und vorzugsweise nur einen Aktuator benötigt. Ein Volumenstromventil und ein Hochdruckventil sind nicht mehr notwendig. Des Weiteren wird bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung Energie eingespart, da die benötigte elektrische Ansteuerenergie reduziert ist. Ferner wird Energie dadurch eingespart, dass ein Ablassen von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher beim Druckabbau vermieden wird. Diejenige Kraftstoffmenge, die bei bekannten Vorrichtungen über das Hochdruckventil in den Rücklauf abgelassen wird, muss bei bekannten Vorrichtungen zu einem früheren Zeitpunkt komprimiert werden. Dazu wird Antriebsleistung, d. h. Energie, benötigt, welche nach dem Ablassen verloren ist. Durch die Rückförderung des Kraftstoffs, wie sie bei der Erfindung erfolgt, wird ein Großteil der vorher zu einer Komprimierung des rückgeförderten Kraftstoffs benötigten Energie über den Pumpenkolben an den Motor zurückgegeben.
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Beim Vorliegen von Injektoren ohne Leckage entfällt die Notwendigkeit einer Rücklaufleitung. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die bei einem Druckabbau vorliegende Kraftstoff-Entnahmemenge aus dem Hochdruckspeicher in den Niederdruckbereich, d. h. in den Kraftstoffzulauf, zurückgepumpt bzw. zurückbefördert.
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Des Weiteren ist es bei der vorliegenden Erfindung nicht mehr notwendig, zum Zwecke einer Hochdruckregelung zwischen zwei verschiedenen Regelverfahren hin- und herzuschalten. So handelt es sich bei einem Volumenstromventil prinzipbedingt um ein Positions- und Querschnittsventil und bei einem Hochdruckventil um ein Kraftventil. Der verwendete Regler stellt im Falle einer Volumenstromregelung eine Position am Volumenstromventil ein, welche einen bestimmten Querschnitt freisetzt. Über die Druckdifferenz über den Querschnitt stellt sich ein Volumenstrom ein, welcher über die Zu- und Ablassmenge aus dem Hochdruckspeicher zu einem Druck führt. Ist das Volumenstromventil geschlossen, dann übernimmt das Hochdruckventil die Regelung. Bei der Hochdruckregelung wird am Hochdruckventil eine Kraft eingestellt, die über die Größe der Ablassbohrung zu einem bestimmten Druck im Hochdruckspeicher führt. Gemäß den unterschiedlichen physikalischen Ventileigenschaften wird ein entsprechendes Regelprinzip benötigt, zwischen dem im Betrieb bei einer Liefermenge von 0 ml/min hin- und hergeschaltet werden muss. Durch dieses Hin- und Herschalten zwischen den beiden Regelmodi werden bei bekannten Vorrichtungen im Hochdruckspeicher Druckschwingungen ausgelöst, welche zu einem schlechten Einspritzverhalten führen.
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Bei der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung kann im Unterschied dazu ein Volumenstrom dem Hochdruckspeicher zu- und abgeführt werden. Die Kennlinie des Volumenstromreglers hört nicht bei einem Volumenstrom von 0 ml/min auf, sondern kann im negativen Bereich fortgesetzt werden. Somit reduziert sich der Druckregler auf die Volumenstromregelung. Folglich kann er wesentlich einfacher aufgebaut werden. Eine Regelung über ein Hochdruckventil ist nicht notwendig. Des Weiteren wird ein Hin- und Herschalten vermieden, was wiederum zu einer besseren Regelqualität und damit zu einem besseren Einspritzverhalten führt.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der 3–19. Es zeigen
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die 3–6 einzelne aufeinanderfolgende Phasen des Druckaufbaus in einer Vorrichtung zur Hochdruckregelung eines Kraftstoffeinspritzsystems,
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die 7–13 einzelne aufeinanderfolgende Phasen des Druckabbaus in einer Vorrichtung zur Hochdruckregelung eines Kraftstoffeinspritzsystems,
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die 14 ein Diagramm zur Veranschaulichung des digitalen Schaltens von Einlassventil und Auslassventil und
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die 15–19 weitere Ausführungsbeispiele für eine Vorrichtung zur Hochdruckregelung eines Kraftstoffeinspritzsystems
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Die 3–6 veranschaulichen einzelne aufeinanderfolgende Phasen des Druckaufbaus in einer Vorrichtung zur Hochdruckregelung eines Kraftstoffeinspritzsystems.
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Die gezeigte Vorrichtung weist eine Hochdruckpumpe 1 auf, die ein Gehäuse 1a, einen an den Niederdruckbereich 11 angeschlossenen Niederdruckeingang 2, ein digital schaltbares Einlassventil 3, einen Kolbenraum 4, einen Pumpenkolben 5, ein digital schaltbares Auslassventil 6, einen im Hochdruckbereich 12 liegenden Hochdruckausgang 7, einen mit einem Betätigungsglied 8a versehenen Aktuator 8 und einen mit dem Aktuator 8 verbundenen Regler 9 auf. Das Betätigungsglied 8a steht in Verbindung mit dem digital schaltbaren Einlassventil 3 und dem digital schaltbaren Auslassventil 6 und ist derart ausgebildet, dass es diese Ventile sowohl gleichzeitig als auch einzeln betätigen kann. Im nicht aktivierten Zustand des Aktuators 8 befindet sich das Betätigungsglied 8a in seiner in der 3 gezeigten Position. In dieser Position ist das Einlassventil 3 geöffnet und das Auslassventil 6 geschlossen.
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Der deaktivierte Zustand des Aktuators 8, in welchem das Einlassventil 3 geöffnet und das Auslassventil 6 geschlossen ist, liegt in der Saugphase der Hochdruckpumpe 1 vor. In dieser Saugphase hat der Pumpenkolben 5 seinen oberen Totpunkt passiert und wird, wie es in der 3 durch den nach unten gerichteten Pfeil veranschaulicht ist, nach unten bewegt, so dass das Einlassventil 3 öffnet und das Auslassventil 6 von dem im Hochdruckbereich herrschenden Hochdruck geschlossen gehalten wird. In dieser Saugphase saugt der sich nach unten bewegende Pumpenkolben 5 durch das geöffnete Einlassventil 3 eine Kraftstoffmenge ein, die dem Hubvolumen des Pumpenkolbens 5 entspricht. Dieser Kraftstofffluss durch das geöffnete Einlassventil 3 ist in der 3 durch die beiden Pfeile im Bereich des Einlassventils 3 veranschaulicht.
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In der darauf folgenden Lieferphase wird, wie es in der 4 veranschaulicht ist, der Pumpenkolben 5 zunächst nach oben bewegt, wobei das Einlassventil 3 in seiner geöffneten Stellung gehalten wird. Dies hat zur Folge, dass der sich nach oben bewegende Pumpenkolben 5 Kraftstoff durch das geöffnete Einlassventil 3 in den Niederdruckbereich 11 zurückbefördert. Dies geschieht solange, bis eine gewünschte Kraftstoff-Liefermenge im Kolbenraum 4 verbleibt. Der Aktuator 8 befindet sich in seinem nicht aktiven Zustand.
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In einem darauffolgenden zeitlichen Abschnitt der Lieferphase wird, wie es in der 5 veranschaulicht ist, der Aktuator 8 vom Regler 9 aktiviert. Dies hat zur Folge, dass das Betätigungsglied 8a des Aktuators 8 das Einlassventil 3 schließt. Das Auslassventil 6 bleibt in diesem zeitlichen Abschnitt wegen des im Hochdruckbereich 12 herrschenden Hochdrucks noch geschlossen. Der Druck des Kraftstoffs im Kolbenraum 4 nimmt in diesem zeitlichen Abschnitt zu, da sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil geschlossen ist.
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Überschreitet der Druck im Kolbenraum 4 den im Hochdruckbereich 12 herrschenden Druck, dann öffnet das Auslassventil 6, wie es in der 6 veranschaulicht ist. Als Folge davon wird die gewünschte Kraftstoff-Liefermenge über das geöffnete Auslassventil 6 in den im Hochbereich 12 befindlichen Hochdruckspeicher geschoben. Dies ist in der 6 durch die beiden Pfeile im Bereich des geöffneten Auslassventils 6 veranschaulicht. Nach dem Beginn dieser Lieferung kann der Aktuator 8 durch den Regler 9 wieder deaktiviert werden, da über die Kraftstoff-Lieferung das Auslassventil 6 offen und über den im Kolbenraum 4 herrschenden Druck das Einlassventil geschlossen gehalten wird. Überschreitet der Pumpenkolben seinen oberen Totpunkt, dann wird das Auslassventil wegen des im Hochdruckbereich 12 herrschenden Hochdrucks wieder geschlossen und es beginnt eine neue Saugphase.
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Die 7–13 veranschaulichen einzelne aufeinanderfolgende Phasen des Druckabbaus in einer Vorrichtung zur Hochdruckregelung eines Kraftstoffeinspritzsystems.
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Bei diesem Druckabbau liegt zunächst eine Druckausgleichsphase vor. In dieser Druckausgleichsphase wird, wie es in der 7 gezeigt ist, der Pumpenkolben 5 nach oben bewegt und das Einlassventil 3 in seiner offenen Stellung gehalten. Dabei fördert der Pumpenkolben 5 solange Kraftstoff in den Niederdruckbereich 11 zurück, bis eine Restmenge an Kraftstoff im Hubraum 4a des Kolbenraums 4 verbleibt. Diese Restmenge übersteigt zusammen mit dem Totvolumen 4b des Kolbenraums 4 gemäß der Beziehung ΔP = E/V·ΔQ den Hochdruck knapp. Dabei handelt es sich bei P um den Hochdruck, bei E um das Elastizitätsmodul des Kraftstoffs, bei V um das Totvolumen und bei Q um die im Hubraum verbleibende Kraftstoff-Restmenge. Der Aktuator 8 bleibt dabei inaktiv.
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Anschließend wird der Aktuator 8 vom Regler 9 aktiviert, wie es in der 8 veranschaulicht ist. Dadurch wird das Einlassventil 3 vom Betätigungsglied 8a des Aktuators 8 geschlossen. Das Auslassventil 6 wird aufgrund des im Hochdruckbereich 12 herrschenden Hochdrucks noch geschlossen gehalten. Dies hat zur Folge, dass der Kraftstoffdruck im Kolbenraum 4 wegen des sich nach oben bewegenden Pumpenkolbens erhöht wird.
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Wie es in der 9 veranschaulicht ist, öffnet das Auslassventil 6 dann, wenn der Druck im Kolbenraum 4 den Druck im Hochdruckbereich 12 überschreitet. Es wird jedoch keine Kraftstoffmenge geliefert. Der Aktuator 8 bleibt aktiviert. Die im Kolbenraum 4 verbleibende Kraftstoffmenge dient lediglich dazu, einen Druckausgleich zwischen dem Kolbenraum 4 und dem Hochdruckbereich 12 herzustellen, damit der Aktuator 8 das Auslassventil 6 öffnen kann.
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Anschließend beginnt die Rückförderphase.
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Dabei bleibt der Aktuator 8 weiterhin aktiviert und hält – wie es in der 10 gezeigt ist – das Auslassventil 6 im geöffneten Zustand. Der Pumpenkolben 5 wird nach unten bewegt und es wird eine Kraftstoffmenge aus dem Hochdruckspeicher entnommen und über das geöffnete Auslassventil 6 in den Kolbenraum 4 geleitet. Dies ist in der 10 durch die beiden Pfeile im Bereich des Auslassventils 6 veranschaulicht.
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Ist die gewünschte Kraftstoffmenge aus dem Hochdruckspeicher entnommen, dann wird der Aktuator 8 durch den Regler 9 deaktiviert. Dies hat – wie es in der 11 veranschaulicht ist – zur Folge, dass das Auslassventil 6 schließt. Das Einlassventil 3 bleibt in seinem geschlossenen Zustand, da im Kolbenraum 4 noch ein hoher Druck herrscht. Der Pumpenkolben 5 wird dabei nach unten bewegt.
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Nachdem der im Kolbenraum 4 vorhandene Druck durch die Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens 5 entspannt wurde, kann es – wie es in der 12 veranschaulicht ist – zu einem Ansaugen von Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich 11 durch das geöffnete Einlassventil 3 in den Kolbenraum 4 kommen. Dies ist davon abhängig, zu welchem Zeitpunkt das Auslassventil 6 geschlossen wurde und wie viel Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher entnommen werden muss. Wird der komplette Kolbenhub zur Kraftstoffentnahme aus dem Hochdruckspeicher benötigt, dann entfällt das vorstehend beschriebene Ansaugen.
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Überschreitet der Pumpenkolben 5 seinen unteren Totpunkt und bewegt sich dann wieder nach oben, dann wird – wie es in der 13 veranschaulicht ist – die aus dem Hochdruckspeicher entnommene Kraftstoffmenge inklusive der aus dem Niederdruckbereich evtl. angesaugten Kraftstoffmenge wieder durch das geöffnete Einlassventil 3 in den Niederdruckbereich 11 zurückgeschoben.
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Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Hochdruckregelung von Speichereinspritzsystemen, bei welchem ein kombiniertes digitales Schalten des Einlassventils und des Auslassventils vorgenommen wird – ergibt sich eine Reihe von Vorteilen:
- – Die beschriebene Regelung wird mit nur zwei Ventilen und vorzugsweise nur einem einzigen Aktuator realisiert. Ein Volumenstromventil und ein Hochdruckventil werden nicht mehr benötigt.
- – Durch den Wegfall weiterer Aktuatoren wird Energie eingespart, da zur Aktuatoransteuerung im Vergleich zu bekannten Lösungen nur noch eine geringere Menge an Ansteuerenergie benötigt wird.
- – Durch ein Vermeiden des Ablassens von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher in einen Rücklauf wird Energie eingespart, da es keiner vorherigen Komprimierung der in den Rücklauf abgelassenen Kraftstoffmenge bedarf. Durch die erfindungsgemäße Rückförderung von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher wird ein Großteil der zur Komprimierung des rückgeführten Teils vorher notwendigen Energie über den Pumpenkolben an den Motor zurückgegeben.
- – Beim Vorliegen von Injektoren ohne Leckage bedarf es keiner Rücklaufleitung, die man im Falle einer Verwendung eines Hochdruckventils benötigen würde. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher in den Niederdruckbereich zurückgepumpt werden.
- – Zu einer Hochdruckregelung muss nicht mehr zwischen zwei Regelprinzipien hin- und hergeschaltet werden.
- – Mit dem Regelverfahren gemäß der Erfindung kann Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe 1 in den Hochdruckspeicher 4 gepumpt werden und auch Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher in die Hochdruckpumpe und über diese in den Niederdruckbereich zurückbefördert werden. Die Kennlinie des Volumenstromreglers hört nicht bei einem Volumenstrom von 0 ml/min auf, sondern kann im negativen Bereich fortgesetzt werden. Dies ist in der 14 veranschaulicht, in welcher längs der Abszisse der Volumenstrom VS und längs der Ordinate der Winkel W aufgetragen ist. Ein positiver Volumenstrom liegt vor, wenn in der Kraftstoff-Lieferphase Kraftstoff in den an die Hochdruckpumpe angeschlossenen Hochdruckspeicher geliefert wird. Ein negativer Volumenstrom liegt vor, wenn in der Rückförderphase Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher in die Hochdruckpumpe zurückbefördert wird.
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Die 15–19 zeigen weitere Ausführungsbeispiele für eine Vorrichtung zur Hochdruckregelung eines Kraftstoffeinspritzsystems.
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So ist in der 15 ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem ein unter Verwendung eines Aktuators digital schaltbares Einlassventil und ein digital schaltbares Auslassventil vorgesehen sind, wobei diese Ventile waagrecht angeordnet sind.
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Dabei ist in der 15a das Einsaugen, in der 15b das Zurückliefern von Kraftstoff über das Einlassventil in den Niederdruckbereich und in der 15c das Liefern von Kraftstoff über das Auslassventil in den Hochdruckspeicher gezeigt. Die 15d veranschaulicht die Rückförderung von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher über das Auslassventil in die Hochdruckpumpe. Die 15e zeigt die Rückführung von Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe über deren Einlassventil in den Niederdruckbereich.
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In der 16 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem unter Verwendung eines Aktuators ein hydraulisches Schalten des Einlassventils und des Auslassventils vorgenommen wird, wobei die genannten Ventile waagrecht angeordnet sind.
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Dabei ist in der 16a das Einsaugen, in der 16b das Zurückliefern von Kraftstoff über das Einlassventil in den Niederdruckbereich und in der 16c das Liefern von Kraftstoff über das Auslassventil in den Hochdruckspeicher gezeigt. Die 16d veranschaulicht die Rückförderung von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher über das Auslassventil in die Hochdruckpumpe. Die 16e zeigt die Rückführung von Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe über deren Einlassventil in den Niederdruckbereich.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Kontrollkammer 16 aus dem Niederdruckbereich 11 stets mit Kraftstoff befüllt. Wenn der Ventilstößel nach unten bewegt wird, wird die Zulaufleitung geschlossen, es baut sich Druck in der Kontrollkammer auf und die Ventile können geschaltet werden. Wird der Aktuator aktiviert und der Druck in der Kontrollkammer ist aufgebaut, dann schließt das Eingangsventil und das Auslassventil wird noch über den Hochdruck im Hochdruckbereich geschlossen gehalten. Anschließend baut sich Druck im Kolbenraum 4 auf. Wenn dieser Druck im Kolbenraum den Hochdruck überschreitet, dann öffnet das Auslassventil und die Kraftstofflieferung über das Auslassventil in den Hochdruckbereich beginnt. Wird der Aktuator dann deaktiviert, dann ist die Verbindung zum Niederdruckbereich wiederhergestellt und in der Kontrollkammer 16 herrscht Zulaufdruck. Solange allerdings der Pumpenkolben fördert, bleibt wegen des Druckes im Kolbenraum das Einlassventil geschlossen und das Auslassventil geöffnet. Passiert der Pumpenkolben seinen oberen Totpunkt, dann wird das Auslassventil über den Hochdruck geschlossen und das Einlassventil über das Saugen geöffnet. Die Hydraulik ist dabei derart ausgelegt, dass beim Vorliegen von Zulaufdruck und deaktiviertem Aktuator das Einlassventil über seine Feder geöffnet und das Auslassventil bei Hochdruck 0 über seine Feder geschlossen ist.
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Die 17 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem unter Verwendung eines Aktuators ein hydraulisches Schalten des Einlassventils und des Auslassventils vorgenommen wird, wobei die genannten Ventile senkrecht angeordnet sind.
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Dabei ist in der 17a das Einsaugen, in der 17b das Zurückliefern von Kraftstoff über das Einlassventil in den Niederdruckbereich und in der 17c das Liefern von Kraftstoff über das Auslassventil in den Hochdruckspeicher gezeigt. Die 17d veranschaulicht die Rückförderung von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher über das Auslassventil in die Hochdruckpumpe. Die 17e zeigt die Rückführung von Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe über deren Einlassventil in den Niederdruckbereich.
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Die 18 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem mittels eines zwischen dem Einlassventil und dem Auslassventil angeordneten Solenoid-Aktuators 19 ein direktes Schalten des Einlassventils und des Auslassventils vorgenommen wird. Mit der Bezugszahl 17 ist ein Leckagekanal, mit der Bezugszahl 18 eine schwache Feder und mit der Bezugszahl 20 eine starke Feder bezeichnet.
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In der 18a ist das Einsaugen, in der 18b das Zurückliefern von Kraftstoff über das Einlassventil in den Niederdruckbereich und in der 18c das Liefern von Kraftstoff über das Auslassventil in den Hochdruckspeicher gezeigt. Die 18d veranschaulicht die Rückförderung von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher über das Auslassventil in die Hochdruckpumpe. Die 18e zeigt die Rückführung von Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe über das Einlassventil in den Niederdruckbereich.
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Die 19 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem das Einlassventil und das Auslassventil mittels jeweils eines eigenen Aktuators digital geschaltet werden. Bei diesen Aktuatoren handelt es sich jeweils um einen Solenoid-Aktuator.
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In der 19a ist das Einsaugen, in der 19b das Zurückliefern von Kraftstoff über das Einlassventil in den Niederdruckbereich und in der 19c das Liefern von Kraftstoff über das Auslassventil in den Hochdruckspeicher gezeigt. Die 19d veranschaulicht die Rückförderung von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher über das Auslassventil in die Hochdruckpumpe. Die 19e zeigt die Rückführung von Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe über das Einlassventil in den Niederdruckbereich.
