DE10223077B4 - Fuel injection system for internal combustion engines with low pressure accumulators - Google Patents
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Abstract
Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit Direkt-Einspritzung, mit einer Vorförderpumpe (1) und mit einer Hochdruckpumpe (9), wobei die Vorförderpumpe (1) Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (5) zur Hochdruckpumpe (9) fördert, und wobei die Hochdruckpumpe (9) mindestens mittelbar ein oder mehrere Injektoren (13) mit Kraftstoff versorgt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Vorförderpumpe (1) und Hochdruckpumpe (9) ein Druckspeicher (15) vorgesehen ist, und dass die Vorförderpumpe (1) in Abhängigkeit des im Druckspeicher (15) herrschenden Drucks getaktet betrieben wird.Fuel injection system for internal combustion engines with direct injection, with a prefeed pump (1) and with a high pressure pump (9), the prefeed pump (1) delivering fuel from a fuel tank (5) to the high pressure pump (9), and the high pressure pump (9) at least indirectly supplying one or more injectors (13) with fuel, characterized in that a pressure accumulator (15) is provided between the prefeed pump (1) and the high pressure pump (9), and in that the prefeed pump (1) is dependent on what prevails in the pressure accumulator (15) Pressure is operated clocked.
Description
Stand der TechnikState of technology
Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung, mit einer Vorförderpumpe und mit einer Hochdruckpumpe, wobei die Vorförderpumpe Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zur Hochdruckpumpe fördert, und wobei die Hochdruckpumpe mindestens mittelbar ein oder mehrere Einspritzventile mit Kraftstoff versorgt.The invention is based on one Fuel injection system for Internal combustion engines with direct injection, with a prefeed pump and with a high pressure pump, the prefeed pump fuel from a Conveys fuel tank to high pressure pump, and being the high pressure pump indirectly one or more fuel injectors provided.
Solche Kraftstoffeinspritzsysteme
sind beispielsweise aus der
Dabei ist die Fördermenge der elektrischen Vorförderpumpe so ausgelegt, dass sie bei maximalem Kraftstoffbedarf der Hochdruckpumpe oder unter ungünstigsten Umständen stets ausreichend Kraftstoff zur Kraftstoffpumpe fördert. Den überwiegenden Teil der Betriebsdauer ist die Fördermenge der Vorförderpumpe demzufolge sehr viel größer als der Kraftstoffbedarf der Hochdruckpumpe. Infolgedessen ist zwischen Druckseite der Vorförderpumpe und Saugseite der Hochdruckpumpe ein Druckregler vorgesehen, der den überschüssigen von der Vorförderpumpe geförderten Kraftstoff zurück in den Tank leitet.The flow rate of the electric pre-feed pump is like this designed to provide maximum fuel consumption for the high pressure pump or among the worst circumstances always delivers sufficient fuel to the fuel pump. Most of it the operating time is the delivery rate the pre-feed pump consequently much larger than the fuel requirement of the high pressure pump. As a result, is between Pressure side of the pre-feed pump and suction side of the high pressure pump, a pressure regulator is provided, which the excess of the pre-feed pump funded Fuel back leads into the tank.
Aus der
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung bereitzustellen, welches die genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.The invention is based on the object Fuel injection system for Provide internal combustion engines with direct injection, which the avoids mentioned disadvantages of the prior art.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung mit einer Vorförderpumpe und mit einer Hochdruckpumpe, wobei die Vorförderpumpe Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zur Hochdruckpumpe fördert und wobei die Hochdruckpumpe mindestens mittelbar ein oder mehrere Einspritzventile mit Kraftstoff versorgt, dadurch gelöst, dass zwischen Vorförderpumpe und Hochdruckpumpe ein Druckspeicher vorgesehen ist, und dass die Vorförderpumpe in Abhängigkeit des im Druckspeicher herrschenden Drucks getaktet betrieben wird.This object is achieved with one Fuel injection system for Direct injection internal combustion engines with a prefeed pump and with a high pressure pump, the prefeed pump fuel from a Conveys fuel tank to the high pressure pump and the high pressure pump at least indirectly supplying one or more fuel injectors with fuel, solved by that between pre-feed pump and high pressure pump a pressure accumulator is provided, and that the prefeed dependent on of the pressure prevailing in the pressure accumulator is operated clocked.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem werden dessen Hauptaufgaben – Förderung einer bedarfsgerechten Kraftstoffmenge und Bereitstellen eines gewünschten Einspritzdrucks – von der Vorförderpumpe und der Hochdruckpumpe gemeinsam übernommen. Außerdem wird durch den Einsatz eines Druckspeichers auf der Druckseite der Vorförderpumpe und der Saugseite der Hochdruckpumpe der Energiebedarf der Vorförderpumpe minimiert, da die Vorförderpumpe nur ein Bruchteil der Betriebsdauer der Brennkraftmaschine im Einsatz ist, um den Druckspeicher zu füllen. Außerdem kann wegen des Einsatzes eines Druckspeichers die Ansteuerung der Vorförderpumpe sehr einfach gehalten werden. Eine Druckregelung auf der Druckseite der Vorförderpumpe ist nicht erforderlich. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems erheblich und außerdem ist das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem sehr viel einfacher an verschiedene Brennkraftmaschinen adaptierbar.In the fuel injection system according to the invention become its main tasks - promotion a need-based amount of fuel and providing a desired one Injection pressure - from the pre-feed pump and the high pressure pump taken over together. Besides, will by using a pressure accumulator on the pressure side of the pre-feed pump and the suction side of the high pressure pump the energy requirement of the pre-feed pump minimized because the pre-feed pump only a fraction of the operating time of the internal combustion engine in use to fill the accumulator. Moreover can because of the use of a pressure accumulator to control the prefeed be kept very simple. A pressure control on the pressure side the pre-feed pump not necessary. This simplifies the structure of the fuel injection system according to the invention substantial and besides is the fuel injection system according to the invention very much much easier to adapt to different internal combustion engines.
Zur Verbesserung des Betriebsverhaltens ist vorgesehen, dass zur Erfassung im Druckspeicher herrschenden Drucks ein Drucksensor oder ein Druckschalter vorgesehen ist. Mit Hilfe eines Drucksensors oder eines Druckschalters kann die Vorförderpumpe mit einer Zweipunktregelung getaktet betrieben werden. Dadurch wird die Betriebsdauer der Vorförderpumpe minimiert und im Druckspeicher steht immer ein ausreichender Kraftstoffdruck zur Verfügung.To improve operational behavior it is provided that those prevailing in the pressure accumulator Pressure a pressure sensor or a pressure switch is provided. With The pre-feed pump can use a pressure sensor or a pressure switch be operated clocked with a two-point control. This will the operating time of the pre-feed pump minimized and there is always sufficient fuel pressure in the pressure accumulator to disposal.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der obere Druckgrenzwert im Druckspeicher 15 bis 20 bar beträgt. Dies bedeutet, dass die Vorförderpumpe etwa die Hälfte des für eine Benzindirekteinspritzung notwendigen Kraftstoffdrucks auf sehr einfache und effiziente Weise bereitstellt. Der Rest der erforderlichen Förderarbeit wird von der Hochdruckpumpe in Abhängigkeit der nachgefragten Kraftstoffmenge und des Betriebszustands der Brennkraftmaschine bereitgestellt. Dadurch, dass die Grundlast von der Vorförderpumpe übernommen wird, kann die Hochdruckpumpe kleiner ausgelegt werden, ihre Förderhöhe kann verringert werden und die Belastungen des elektrischen Bordnetzes, die sich aus dem Betrieb der Hochdruckpumpe ergeben, werden verringert. Dies gilt insbesondere, wenn die Hochdruckpumpe elektrisch, insbesondere mit variabler Drehzahl, angetrieben wird.It has proven to be advantageous if the upper pressure limit in the pressure accumulator is 15 to 20 bar. This means that the pre-funding pump provides about half of the fuel pressure required for direct gasoline injection in a very simple and efficient manner. The rest of the required delivery work is provided by the high-pressure pump depending on the amount of fuel requested and the operating state of the internal combustion engine. Because the base load is taken over by the pre-feed pump, the high-pressure pump can be made smaller, its head can be reduced and the loads on the electrical system that result from the operation of the high-pressure pump are reduced. This applies in particular if the high-pressure pump is driven electrically, in particular at a variable speed.
Zur Fördermengenregelung der Hochdruckpumpe kann auch vorgesehen sein, dass auf der Druckseite der Hochdruckpumpe ein Mengensteuerventil vorhanden ist, welches in Abhängigkeit des Drucks auf der Druckseite der Hochdruckpumpe angesteuert wird. Durch den Einsatz eines solchen Mengensteuerventils kann die Brennkraftmaschine außerdem sehr schnell von Volllast in den Leerlauf übergehen.To control the delivery rate of the high pressure pump can also be provided that on the pressure side of the high pressure pump a quantity control valve is available, which depends of the pressure on the pressure side of the high pressure pump is controlled. Through the use of such a quantity control valve, the internal combustion engine can also do a great deal quickly switch from full load to idle.
Um den Energiebedarf des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems weiter zu minimieren ist außerdem vorgesehen, dass das Mengensteuerventil die abgesteuerte Kraftstoffmenge in den Niederdruckteil des Kraftstoffeinspritzsystems, d.h. auf die Saugseite der Hochdruckpumpe bzw. die Druckseite der Vorförderpumpe, leitet.The energy requirement of the fuel injection system according to the invention further minimizing is also provided that the quantity control valve the quantity of fuel that is discharged into the low pressure part of the fuel injection system, i.e. on the Suction side of the high pressure pump or the pressure side of the pre-feed pump, passes.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.Other advantages and beneficial Embodiments of the invention are the following drawing, their description and the claims can be found.
Es zeigt die einzige Figur ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems.The only figure shows a block diagram of a embodiment of a fuel injection system according to the invention.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
In der Figur ist ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems
schematisch dargestellt. Eine elektrisch angetriebene Vorförderpumpe
Die Vorförderpumpe
Wenn die Vorförderpumpe
Um den Einspritzdruck und die Einspritzmenge
zu regeln, ist der elektrische Antrieb der Hochdruckpumpe
Zusätzlich ist in der dritten Kraftstoffleitung
Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem
ist, dass die Niederdruckseite keinen mechanischen Druckregler benötigt und eine
Rücklaufleitung
entfallen kann. Außerdem
läuft die
Vorförderpumpe
1 nur sehr kurz, um den Niederdruckspeicher
Wenn sowohl die Vorförderpumpe
als auch die Hochdruckpumpe elektrisch angetrieben werden, ist eine
besonders flexible Einbausituation des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems
gegeben. D.h. es müssen
nahezu keine Anpassungen an die Brennkraftmaschine vorgenommen werden,
und außerdem
wird die Hochdruckpumpe
Schließlich verbessert sich auch das Kalt- und das Heißstartverhalten der Brennkraftmaschine, da schön die Vorförderpumpe einen Druck von 15 bis 20 bar bereitstellt, was der Bildung von Dampfblasen entgegenwirkt.Finally, it also improves the cold and hot start behavior the internal combustion engine, because beautiful the pre-feed pump provides a pressure of 15 to 20 bar, which prevents the formation of Counteracts steam bubbles.
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