DE10261651A1

DE10261651A1 - Fuel injection system and method for controlling it

Info

Publication number: DE10261651A1
Application number: DE2002161651
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-15
Also published as: WO2004061292A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Kraftstofftank 1, einer Hochdruckpumpe 2, einem Druckspeicher 3, einer Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren 4 sowie einem stromab des Druckspeichers 3 angeordneten Stellglied 6 für die Kraftstoffzumessung, das in einer ersten Betriebsstellung den Druckspeicher 3 mit dem Düsenraum 4.2 des Kraftstoffinjektors 4 und in einer zweiten Betriebsstellung den Düsenraum 4.2 des Kraftstoffinjektors 4 mit einer Leckleitung 4.7 verbindet. Erfindungsgemäß ist ein weiteres Stellglied 4.3 vorgesehen, das dem Kraftstoffinjektor 4 zugeordnet ist. Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren für die Steuerung des Kraftstoffeinspritzsystems.The invention relates to a fuel injection system with a fuel tank 1, a high-pressure pump 2, a pressure accumulator 3, a plurality of fuel injectors 4 and an actuator 6 for fuel metering arranged downstream of the pressure accumulator 3, which, in a first operating position, the pressure accumulator 3 with the nozzle chamber 4.2 of the fuel injector 4 and in a second operating position connects the nozzle chamber 4.2 of the fuel injector 4 with a leak line 4.7. According to the invention, a further actuator 4.3 is provided, which is assigned to the fuel injector 4. The invention further relates to a method for controlling the fuel injection system.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsystem und ein Verfahren zu dessen Steuerung nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 1 und 6. Mit Kraftstoffinjektoren an Verbrennungskraftmaschinen erfolgt eine hubgesteuerte oder eine druckgesteuerte Einspritzung von unter einem hohen Druck stehenden Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine. Um der heutigen und zukünftigen Abgasgesetzgebung für Verbrennungskraftmaschinen zu entsprechen, sind Mehrfacheinspritzungen (Vor-, Haupt-, und Nacheinspritzungen) erforderlich. Der zeitliche Abstand zwischen den Einzeleinspritzungen sollte dabei so kurz wie möglich sein, bei gleichzeitig geringstmöglicher Beeinflussung der jeweils nachfolgenden Einspritzung. Eine der Haupteinspritzphase vorgeschaltete Pilot-Einspritzung zur Konditionierung des Brennraums sollte eine dieser nachgeschalteten Haupteinspritzphase hinsichtlich des emissionsrelevanten Druckanstieges nicht beeinflussen.The invention relates to a Fuel injection system and a method for its control according to the generic terms of the independent Expectations 1 and 6. With fuel injectors on internal combustion engines there is a stroke-controlled or a pressure-controlled injection of fuel under high pressure into the combustion chamber an internal combustion engine. To today's and tomorrow Exhaust gas legislation for internal combustion engines multiple injections (pre-injection, main injection and post-injection) required. The time interval between the individual injections should be as short as possible be, with the least possible influence the subsequent injection. One of the main injection phases upstream pilot injection for conditioning the combustion chamber should one of these downstream main injection phase regarding of the emission-relevant increase in pressure.

Stand der TechnikState of technology

Herkömmliche Kraftstoffinjektoren, die in mit hohem Druck arbeitenden Einspritzsystemen, wie beispielsweise sogenannten Common-Rail-Systemen, eingesetzt werden, und die mit je einer Drosselabstimmung und einem Stellglied (Solenoid- oder Piezosystem) arbeiten, erreichen nur eine vergleichsweise geringe Öffnungs- beziehungsweise Schließgeschwindigkeit der Düsennadel.Conventional fuel injectors, the injection systems operating at high pressure, such as so-called common rail systems are used, and with one throttle set-up and one actuator (solenoid or piezo system) work, only achieve a comparatively low opening or closing speed the nozzle needle.

Beim Beenden des Einspritzvorgangs muss die Düsennadel den Kraftstoffinjektor gegen den Einspritzdruck schließen. Dies führt häufig zu einem ungünstigen Abquetschen des Einspritzstrahls. Genauere Untersuchungen des eingespritzten Kraftstoffstrahls haben zudem gezeigt, dass es sogar zu einem schädlichen Nachtropfen von Kraftstoff in den Brennraum kommen kann. Dieses Nachtropfen führt insbesondere zu einer unerwünscht starken Rußemission. Bei druckgesteuerten Einspritzsystemen dagegen, wird ein besonderer Wert darauf gelegt, das Entlasten der Düsennadel und somit das Schließen der Düse zu beschleunigen. Eine zu schnelle Entlastung des Düsenraums bewirkt jedoch ein Rückblasen von Verbrennungsgasen und Partikeln in den Düsenraum. Dies wiederum kann zu einem erhöhten Verschleiß der Düse und verkokten Düsenlöchern führen. Ein zu langsames Absinken des Einspritzdrucks wiederum führt zu einer Verschleppung des Schließvorgangs und zu einer erhöhten Rußemission aufgrund einer schlechten Gemischaufbereitung zu Ende des Einspritzvorgangs. Bekannte druckgesteuerte Einspritzsysteme nutzen nun zwar den Absteuerstoß beim Entlasten der Düse, um die Schließkraft zu erhöhen, indem sie den Absteuerstoß in den Rückraum der Düse leiten. Diese Maßnahme ermöglicht jedoch nur eine sehr eingeschränkte Funktionalität in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt.When the injection process is ended needs the nozzle needle close the fuel injector against the injection pressure. This often leads to an unfavorable Squeezing the injection jet. More detailed investigations of the injected Fuel jets have also shown that it is even harmful Fuel can drip into the combustion chamber. This Dripping leads in particular to an undesirable strong soot emission. With pressure-controlled injection systems, on the other hand, becomes a special one Emphasis was placed on relieving the pressure on the nozzle needle and thus closing the Nozzle too accelerate. However, the nozzle space is relieved too quickly Blow back from Combustion gases and particles in the nozzle area. This in turn can to an elevated Wear the Nozzle and lead coked nozzle holes. On if the injection pressure drops too slowly, this leads to a Postponement of the closing process and to an elevated soot emissions due to poor mixture preparation at the end of the injection process. Known pressure-controlled injection systems now use the exhaust surge when unloading the nozzle, to the closing force too increase, by putting the tax surge in the back room the nozzle conduct. This measure allows however, only a very limited one functionality dependent on from the operating point.

Aus der Patentanmeldung 100 33 426.1 der Anmelderin ist ein Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennräume einer direkt einspritzenden Verbrennungskraftmaschine bekannt, mit einem in einem Gehäuse bewegbaren Steuerteil, welches den Zulauf zu einer Einspritzdüse an einer Sitzfläche freigibt, beziehungsweise verschließt und in dem eine einen Steuerraum beaufschlagende Zulaufdrossel enthalten ist, die mit einem Zulauf vom Hochdrucksammelraum in Verbindung steht, bei dem in dem Gehäuse ein Bereich des Steuerteils über einen weiteren Steuerraum mit einer Düsennadel gekoppelt ist. Dadurch lässt sich eine druckgesteuerte Injektoranordnung realisieren, deren Düsenadel beim Schließen beziehungsweise Öffnen zwangsgesteuert werden kann.From the patent application 100 33 426.1 the applicant knows an injector for injecting fuel into the combustion chambers of a direct injection internal combustion engine, with a control part which can be moved in a housing and which releases or closes the inlet to an injection nozzle on a seat surface and which contains an inlet throttle acting on a control chamber, which is connected to an inlet from the high-pressure collection chamber, in which an area of the control part is coupled to a nozzle needle in the housing via a further control chamber. This enables a pressure-controlled injector arrangement to be implemented, the nozzle needle of which can be positively controlled when closing or opening.

Aus der DE 196 12 738 A1 ist weiter ein Speichereinspritsystem für Brennkraftmaschinen mit einem direkteinspritzenden über ein Magnetventil gesteuerten Einspritzventil pro Zylinder bekannt, bei dem ein die Düsenadel umgebender Druckraum ständig mit einer mit Hochdruck beaufschlagten Hochdruckleitung in Verbindung steht. Im Strömungsweg zwischen Hochdruckleitung und Druckraum ist ein Sicherheitsventil angeordnet, dessen Öffnungsstellung mit der Freigabestellung und dessen Schließstellung mit der Sperrstellung des Magnetventils korreliert. Um den Herstellungsaufwand und den Raumbedarf zu verringern, ist dabei vorgesehen, dass das Sicherheitsventil in das Gehäuse des Einspritzventils integriert ist, wobei der Ventilkörper des Sicherheitsventils mit dem Steuerkolben kombiniert ist, und wobei vorzugsweise die Hubachse des Sicherheitsventils in der Düsennadelachse liegt.From the DE 196 12 738 A1 is also known a memory injection system for internal combustion engines with a direct injection via a solenoid valve-controlled injection valve per cylinder, in which a pressure chamber surrounding the nozzle needle is constantly connected to a high-pressure line under high pressure. A safety valve is arranged in the flow path between the high-pressure line and the pressure chamber, the opening position of which correlates with the release position and the closing position of which correlates with the blocking position of the solenoid valve. In order to reduce the manufacturing effort and the space requirement, it is provided that the safety valve is integrated in the housing of the injection valve, the valve body of the safety valve being combined with the control piston, and preferably the stroke axis of the safety valve being in the nozzle needle axis.

Aus der DE 297 17 649 U1 ist weiter ein direktgesteuertes Einspritzventil mit einem Gehäuse bekannt, in dem ein Druckraum angeordnet ist, in den eine mit einer Flüssigkeitsversorgung verbundene Zuleitung für die unter Druck einzuspritzende Flüssigkeit einmündet und der wenigstens eine als Einspritzdüse ausgebildete Austrittsöffnung aufweist. Ferner ist in diesem Gehäuse eine mit einem Kolben verbundene und gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschiebbar geführte Ventilnadel angeordnet, die bei drucklos gesetztem Druckraum die Austrittsöffnung verschließt und mit einem in der Zuleitung für die Flüssigkeit angeordneten druckentlasteten Steuerventil, das mit einem Stellantrieb verbunden ist.From the DE 297 17 649 U1 a direct-controlled injection valve with a housing is also known, in which a pressure chamber is arranged, into which a supply line for the liquid to be injected under pressure opens and which has at least one outlet opening designed as an injection nozzle. Furthermore, a valve needle connected to a piston and displaceably guided against the force of a return spring is arranged in this housing, which closes the outlet opening when the pressure chamber is depressurized and with a pressure-relieved control valve arranged in the supply line for the liquid, which is connected to an actuator.

Aus der DE 197 42 073 A1 der Anmelderin ist weiter eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, bei der ein Kraftstoffeinspritventil durch den Druck in einem Druckraum, der auf eine Druckschulter wirkt, in seiner Öffnungs- und Schließbewegung gesteuert wird. Die Druckzufuhr zum Druckraum wird durch ein Steuerventilglied gesteuert, das wiederum durch einen Druck in einem Arbeitsraum bewegt wird. Der Druck im Arbeitsraum wird durch ein Vorsteuerventil gesteuert, das einen Schließkörper aufweist, der unter Einwirkung eines Piezoantriebs von einem zweiten Ventilsitz zu einem ersten Ventilsitz bewegt wird und dabei eine Entlastungsleitung des Arbeitsraumes kurzzeitig öffnet. Das hat ein Öffnen des Steuerventilglieds und eine Zufuhr von Kraftstoffhochdruck zum Druckraum zwecks Einspritzung zur Folge. Dabei ergibt sich eine sehr kleine Voreinspritzmenge. Für die Durchführung einer Haupteinspritzmenge wird der Schließkörper in einer Mittelstellung zwischen den Ventilsitzen positioniert und somit eine längere Verbindung des Kraftstoffhochdruckzuflusses zum Druckraum hergestellt.From the DE 197 42 073 A1 the applicant also knows a fuel injection device for internal combustion engines, in which a fuel injection valve is controlled in its opening and closing movement by the pressure in a pressure chamber, which acts on a pressure shoulder. The pressure supply to the pressure chamber is controlled by a control valve member, which in turn is controlled by a pressure in one Working space is moved. The pressure in the work space is controlled by a pilot valve which has a closing body which is moved from a second valve seat to a first valve seat under the action of a piezo drive and thereby briefly opens a relief line of the work space. This has the result of opening the control valve member and supplying high-pressure fuel to the pressure chamber for the purpose of injection. This results in a very small pre-injection quantity. To carry out a main injection quantity, the closing body is positioned in a central position between the valve seats and a longer connection of the high-pressure fuel supply to the pressure chamber is thus established.

Aus DE 198 44 996 A1 ist weiter eine Dosiervorrichtung für Fluid bekannt, die einen Stellantrieb aufweist, dessen Hub steuerbar ist. Die Dosiervorrichtung weist eine mit Fluid druckbeaufschagbare Fluidzuleitung und ein 3/2-Wege-Ventil auf, an dessen Zuleitungen die Fluidzuleitung, der Stellantrieb und die Arbeitskammer getrennt anschließbar sind. Dabei ist mittels eines Hubs des Stellantriebs das Wege-Ventil so schaltbar, das die Arbeitskammer entweder mit der Fluidzuleitung oder mit einem Ablauf hydraulisch in Verbindung steht und mittels des Drucks des Fluids in der Arbeitskammer eine Abgabe von Fluid steuerbar ist.Out DE 198 44 996 A1 is also known a metering device for fluid, which has an actuator, the stroke of which is controllable. The metering device has a fluid supply line which can be pressurized with fluid and a 3/2-way valve, to the supply lines of which the fluid supply line, the actuator and the working chamber can be connected separately. In this case, the directional valve can be switched by means of a stroke of the actuator so that the working chamber is either hydraulically connected to the fluid supply line or to an outlet, and a discharge of fluid can be controlled by means of the pressure of the fluid in the working chamber.

Darstellung der Erfindungpresentation the invention

Die Erfindung ermöglicht es nun, bis zum Ende des Einspritzvorgangs, bei voll geöffneter Düsennadel, einen möglichst hohen Einspritzdruck bereitzustellen. Weiterhin kann ein schnelles Schließen der Düsennadel ohne Rückblasen in den Düsenraum und ohne ein Abquetschen des Einspritzstrahls erreicht werden. Dadurch wird das Nachtropfen von Kraftstoff verhindert und die Emission von Schadstoffen, insbesondere von Rußpartikeln vermindert. Da ein Rückblasen weitgehend unterdrückt werden kann, sind auch ein geringerer Verschleiß und eine geringere Verschmutzung des Kraftstoffinjektors zu erwarten. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer der für die Einspritzung wichtigen Komponenten und damit auch zu einem geringeren Wartungsaufwand. Weiterhin ist eine flexible Anpassung des Schließmechanismus an den Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine möglich. Insbesondere können dazu der Düsenöffnungsdruck und der Verlauf der Einspritzung in vergleichsweise weiten Grenzen variiert werden. Bei einem rampenförmigen Einspritzverlauf kann zudem eine Druckerhöhung durch Wellendynamik ausgenutzt werden. Schließlich kann die Erfindung kostengünstig in die Praxis umgesetzt werden, da bereits vorhandene Anlagen für die Serienfertigung mit nur geringfügigen Anpassungen für die Herstellung der erfindungsgemäß ausgestalteten Kraftstoffinjektoren weiter benutzt werden können.The invention now makes it possible to the end of the injection process, with the nozzle needle fully open, if possible to provide high injection pressure. Furthermore, a quick Closing the nozzle needle without blowing back in the nozzle area and can be achieved without squeezing the injection jet. Thereby prevents fuel dripping and emissions of pollutants, especially soot particles. There a blowback largely suppressed less wear and tear and less pollution of the fuel injector. This leads to a longer lifespan for the Injection important components and thus to a lesser Maintenance. Furthermore, there is a flexible adjustment of the locking mechanism possible to the operating point of the internal combustion engine. In particular can plus the nozzle opening pressure and the course of the injection within comparatively wide limits can be varied. With a ramp-shaped injection course also a pressure increase be exploited by wave dynamics. Finally, the invention can be inexpensive in the practice can be implemented because existing systems for series production with only minor Adjustments for the production of the fuel injectors designed according to the invention can continue to be used.

Zeichnungdrawing

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nahestehend näher erläutert.Based on the drawing, the invention is related explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

1 ein bekanntes druckgesteuertes Einspritzsystem, 1 a known pressure controlled injection system,

2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung 2 a first embodiment of the invention

3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Steuerraum des Kraftstoffinjektors über eine Zulaufdrossel permanent mit einem Druckspeicher verbunden ist, 3 A second embodiment of the invention, in which the control chamber of the fuel injector is permanently connected to a pressure accumulator via an inlet throttle.

4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 a third embodiment of the invention.

Ausführungsvariantenvariants

Im Folgenden wird unter Bezug auf 1 zunächst ein bekanntes Einspritzsystem kurz beschrieben. Das druckgesteuerte Einspritzsystem umfasst einen Kraftstofftank 1, der mit einer Hochdruckpumpe 2 verbunden ist. Hierbei handelt es sich um eine mengengeregelte Hochdruckpumpe mit einem zwischen ca. 200 bar und ca. 1600 bar liegenden Betriebsdruck p. Die Hochdruckpumpe 2 wiederum ist mit einem Druckspeicher 3 verbunden. Zur Steuerung der Einspritzzeiten und Einspritzmengen ist an den Einspritzventilen jeweils ein elektrisch gesteuertes Stellglied 6 vorgesehen, das mit seinem Öffnen und Schließen die Kraftstoffhochdruckeinspritzung steuert. Üblicherweise wird hier als Stellglied ein 3/2-Ventil vorgesehen, das einen an der Einspritzöffnung des jeweiligen Einspritzventils mündenden Druckkanal 4.6 mit der von dem Druckspeicher 3 abführenden Einspritzleitung 4.5 oder mit einer Entlastungsleitung 4.7, die in einen Niederdruckraum führt, verbindet. Noch weiter stromab ist eine herkömmliche Düsenhalterkombination (DHK) als Kraftstoffinjektor 4 angeordnet. Je nach Lage des Stellgliedes 6 zwischen dem Druckspeicher 3 und der DHK und der Abstimmung der Leitungslängen kann eine Druckerhöhung aufgrund von Wellendynamik für eine Erhöhung des Einspritzdrucks ausgenutzt werden.The following is with reference to 1 first of all a known injection system is briefly described. The pressure-controlled injection system includes a fuel tank 1 with a high pressure pump 2 connected is. This is a volume-controlled high pressure pump with an operating pressure p between approx. 200 bar and approx. 1600 bar. The high pressure pump 2 in turn is with a pressure accumulator 3 connected. To control the injection times and injection quantities, there is an electrically controlled actuator on each of the injection valves 6 provided that controls the high-pressure fuel injection with its opening and closing. Usually, a 3/2-valve is provided here as an actuator, which has a pressure channel opening at the injection opening of the respective injection valve 4.6 with that of the accumulator 3 laxative injection line 4.5 or with a relief line 4.7 that leads into a low pressure room. Even further downstream is a conventional nozzle holder combination (DHK) as a fuel injector 4 arranged. Depending on the position of the actuator 6 between the accumulator 3 and the DHK and the coordination of the line lengths, an increase in pressure due to wave dynamics can be used for an increase in the injection pressure.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand von 2 beschrieben. Um ein hydraulisches Nadelschließen im Sinne der Erfindung zu erreichen, wird anstelle der DHK ein modifizierter Kraftstoffinjektor 4 eingesetzt. Der Kraftstoffinjektor 4 umfasst eine in dem Federraum 4.8 angeordnete Düsenfeder 4.4. Weiterhin ist ein zusätzlicher Steuerraum 4.9 für die Steuerung der Düsennadel 4.1 vorgesehen. In diesem Steuerraum 4.9 ist eine Druckstange 4.1.1 der Düsennadel 4.1 gleitbar gelagert. Der Steuerraum 4.9 ist über eine Zulaufdrossel 4.10 mit dem Druckkanal 4.6 verbunden. Weiterhin ist der Steuerraum 4.9 über eine Ablaufdrossel 4.11 mit einem zweiten Stellglied 4.3 verbunden. Vorzugsweise handelt es sich bei diesem zweiten Stellglied um ein 2/2-Wege-Ventil, d.h. einem Ventil, das zwei Zuleitungen und zwei Schaltstellungen besitzt. In einer ersten Schaltstellung verschließt ein Dichtelement einen Ablauf, sodass die Arbeitskammer, also der Steuerraum 4.9, über die Zulaufdrossel 4.10 aus dem Druckkanal 4.6 mit Kraftstoff druckbefüllt wird. In einer zweiten Schaltstellung ist der mit einer Leckleitung 4.12 verbundene Ablauf geöffnet, so dass Kraftstoff durch den Steuerraum 4.9 abläuft und diesen nicht mehr mit Druck beaufschlagt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine sehr flexible Steuerung des Einspritzverlaufs möglich. So lässt sich beispielsweise vorteilhaft ein rampenförmiger Einspritzverlauf erzielen. Dazu wird zunächst das zweite Stellglied 4.3 vor dem ersten Stellglied 6 oder fast gleichzeitig mit dem ersten. Stellglied 6 geöffnet. Durch die Öffnung des zweiten Stellglieds 4.3 wird der Steuerraum 4.9 mit der Leckleitung 4.12 verbunden und dadurch entlastet. Über die Zulaufdrossel in den Steuerraum 4.9 eindringender Kraftstoff kann in die Leckleitung abfließen, so dass in dem Steuerraum kein Druck aufgebaut wird. Der Düsenraum 4.2 wird über den Druckkanal 4.6 mit Kraftstoff aus dem Druckspeicher 3 befüllt. Sobald der Druck in dem Düsenraum 4.2 den Federdruck der verstärkten Düsenfeder 4.4 übersteigt, hebt die Düsennadel 4.1 von ihrem Sitz ab und Kraftstoff wird mit dem hohen Druck des Druckspeichers 3 in den Brennraum (hier Brennraum des Zylinders 4) eingespritzt. Gleichzeitig fließt Kraftstoff über die Zulaufdrossel 4.10 in den Steuerraum 4.9. Zum Beenden des Einspritzvorgangs werden beide Stellglieder in geeigneter Weise geschlossen.A first embodiment of the invention will now be described with reference to 2 described. In order to achieve hydraulic needle closing in the sense of the invention, a modified fuel injector is used instead of the DHK 4 used. The fuel injector 4 includes one in the spring chamber 4.8 arranged nozzle spring 4.4 , There is also an additional control room 4.9 for the control of the nozzle needle 4.1 intended. In this control room 4.9 is a push rod 4.1.1 the nozzle needle 4.1 slidably mounted. The control room 4.9 is via an inlet throttle 4.10 with the pressure channel 4.6 connected. Furthermore, the control room 4.9 via a flow restrictor 4.11 with a second actuator 4.3 connected. This second actuator is preferably a 2/2-way valve, ie a valve that has two Has supply lines and two switch positions. In a first switch position, a sealing element closes a drain, so that the working chamber, i.e. the control room 4.9 , via the inlet throttle 4.10 from the pressure channel 4.6 is pressurized with fuel. In a second switch position is the one with a leakage line 4.12 connected drain opened so that fuel through the control room 4.9 expires and no longer pressurizes it. In this embodiment, a very flexible control of the injection process is possible. For example, a ramp-shaped injection curve can advantageously be achieved. To do this, first the second actuator 4.3 before the first actuator 6 or almost simultaneously with the first. actuator 6 open. Through the opening of the second actuator 4.3 becomes the control room 4.9 with the leak pipe 4.12 connected and thus relieved. Via the inlet throttle in the control room 4.9 penetrating fuel can flow into the leakage line, so that no pressure is built up in the control chamber. The nozzle room 4.2 is via the pressure channel 4.6 with fuel from the pressure accumulator 3 filled. Once the pressure in the nozzle room 4.2 the spring pressure of the reinforced nozzle spring 4.4 exceeds the nozzle needle 4.1 from their seat and fuel is with the high pressure of the pressure accumulator 3 into the combustion chamber (here the combustion chamber of the cylinder 4 ) injected. At the same time, fuel flows through the inlet throttle 4.10 in the control room 4.9 , Both actuators are closed in a suitable manner to end the injection process.

Hierbei ergeben sich folgende Varianten.The following variants result.

Funktionsweise Schließmechanismus druckgesteuert:
Hier wird zunächst das Stellglied 6 geschlossen bzw. durch eine entsprechende Schaltstellung dieses Stellglieds eine Verbindung zwischen dem Druckkanal 4.6 und der Leckleitung 4.7 hergestellt. Das Stellglied 4.3 für die Steuerung der Düsennadel 4.1 bleibt dabei solange geöffnet, bis die Düsennadel 4.1 aufgrund des Druckabfalls im Düsenraum 4.2 infolge der Federkraft der Düsenfeder 4.4 schließt. Dabei bleibt das Stellglied für die Zumessung geschlossen.Functionality of the locking mechanism pressure-controlled:
Here is the actuator first 6 closed or through a corresponding switching position of this actuator a connection between the pressure channel 4.6 and the leak pipe 4.7 manufactured. The actuator 4.3 for the control of the nozzle needle 4.1 remains open until the nozzle needle 4.1 due to the pressure drop in the nozzle area 4.2 due to the spring force of the nozzle spring 4.4 closes. The actuator for metering remains closed.

Funktionsweise Schließmechanismus hubgesteuert:
Hier bleibt das erste Stellglied 6 geöffnet und der Druck des Druckspeichers 3 steht weiter im Düsenraum 4.2 an. Das zweite Stellglied 4.3 wird angesteuert und geschlossen. Über die Zulaufdrossel 4.10 wird der Steuerraum 4.9 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff befällt, was dazu führt, dass die Ventilnadel unter Einwirkung dieses Drucks und der Federkraft der Düsenfeder 4.4 schließt und den Einspritzvorgang beendet. Dieser Schließmechanismus führt zu einem Abquetschen des Einspritzstrahls.How the locking mechanism works stroke-controlled:
The first actuator remains here 6 opened and the pressure of the pressure accumulator 3 is still in the nozzle area 4.2 on. The second actuator 4.3 is controlled and closed. Via the inlet throttle 4.10 becomes the control room 4.9 is under high pressure fuel, causing the valve needle to act under this pressure and the spring force of the nozzle spring 4.4 closes and ends the injection process. This closing mechanism leads to the injection jet being squeezed out.

Funktionsweise Schließmechanismus druck/hubgesteuert:
Wird das Stellglied 4.3 für die Steuerung der Düsennadel 4.1 gleichzeitig oder fast gleichzeitig mit dem Stellglied 6 für die Zumessung geschlossen, dann fällt während des hydraulischen Schließens der Düsennadel 4.1 gleichzeitig auch der Druck im Düsenraum 4.2 ab. Somit kann unter Nutzung eines geeigneten Timings zwischen der Betätigung der beiden genannten Stellglieder 4.3, 6 ein optimales Schließen der Düsennadel 4.1 ohne Rückblasen oder Abquetschen des Einspritzstrahls erfolgen. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Steuerraum 4.9 für die Steuerung der Düsennadel 4.1 permanent über eine Zulaufdrossel 4.10 mit dem Druckspeicher 3 verbunden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Düsennadel 4.1 zu jeder Zeit hydraulisch schließbar ist.Function of the locking mechanism pressure / stroke controlled:
Becomes the actuator 4.3 for the control of the nozzle needle 4.1 simultaneously or almost simultaneously with the actuator 6 closed for metering, then the nozzle needle falls during the hydraulic closing 4.1 at the same time the pressure in the nozzle area 4.2 from. Thus, using a suitable timing between the actuation of the two actuators mentioned 4.3 . 6 an optimal closing of the nozzle needle 4.1 without blowing back or squeezing the injection jet. At the in 3 The illustrated embodiment is the control room 4.9 for the control of the nozzle needle 4.1 permanently via an inlet throttle 4.10 with the accumulator 3 connected. This ensures that the nozzle needle 4.1 can be closed hydraulically at any time.

Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Verwendung eines 3/2-Ventils als Stellglied 4.3 für die Steuerung der Düsennadel 4.1. Das 3/2-Ventil ist ein Ventil, das drei fluidische Zuleitungen und zwei Schaltzustände aufweist. Eine fluidische Zuleitung des Stellglieds 4.3 ist über den Druckkanal 4.6 permanent mit dem Druckspeicher 3 verbunden. Die zweite fluidische Zuleitung des Stellglieds 4.3 ist mit dem Steuerraum 4.9 verbunden. Die dritte fluidische Zuleitung des Stellglieds 4.3 ist mit der Leckleitung 4.12 verbunden. Je nach Schaltstellung des Stellglieds 4.3 ergeben sich somit folgende Betriebszustände des Stellglieds 4.3. In einer ersten Schaltstellung des Stellglieds 4.3 ist der Steuerraum 4.9 über den Druckkanal 4.6 mit dem Druckspeicher 3 verbunden. In einer zweiten Schaltstellung des Stellglieds 4.3 ist der Steuerraum 4.9 mit der Leckleitung 4.12 verbunden. Optional kann eine Zulaufdrossel 4.10 vor dem Steuerraum 4.9 angeordnet sein, um die Öffnungs- und Schließbewegung der Düsennadel 4.1 zu optimieren.This in 4 The illustrated embodiment of the invention shows the use of a 3/2 valve as an actuator 4.3 for the control of the nozzle needle 4.1 , The 3/2 valve is a valve that has three fluid supply lines and two switching states. A fluid supply line to the actuator 4.3 is across the pressure channel 4.6 permanently with the pressure accumulator 3 connected. The second fluidic supply line to the actuator 4.3 is with the control room 4.9 connected. The third fluidic supply line to the actuator 4.3 is with the leak pipe 4.12 connected. Depending on the switching position of the actuator 4.3 this results in the following operating states of the actuator 4.3 , In a first switching position of the actuator 4.3 is the control room 4.9 over the pressure channel 4.6 with the accumulator 3 connected. In a second switching position of the actuator 4.3 is the control room 4.9 with the leak pipe 4.12 connected. An inlet throttle can optionally be used 4.10 in front of the control room 4.9 be arranged to the opening and closing movement of the nozzle needle 4.1 to optimize.

11: KraftstofftankFuel tank
22: Hochdruckpumpehigh pressure pump
33: Druckspeicheraccumulator
44: Kraftstoffinjektorfuel injector
4.14.1: Düsennadelnozzle needle
4.1.14.1.1: Druckstangepushrod
4.24.2: Düsenraumnozzle chamber
4.34.3: Stellgliedactuator
4.44.4: Düsenfedernozzle spring
4.54.5: EinspritzleitungInjection line
4.64.6: Druckkanalpressure channel
4.74.7: Leckleitungleakage line
4.84.8: Federraumspring chamber
4.94.9: Steuerraumcontrol room
4.104.10: Zulaufdrosselinlet throttle
4.114.11: Ablaufdrosseloutlet throttle
4.124.12: Leckleitungleakage line
pp: Betriebsdruckoperating pressure

Claims

Fuel injection system with a fuel tank ( 1 ), a high pressure pump ( 2 ) and one Pressure accumulator ( 3 ), as well as with a plurality of fuel injectors ( 4 ), downstream of the accumulator ( 3 ) an actuator ( 6 ) is arranged for the fuel metering, which in a first operating position the pressure accumulator ( 3 ) with the nozzle area ( 4.2 ) of the fuel injector ( 4 ) and in a second operating position the nozzle area ( 4.2 ) of the fuel injector ( 4 ) with a leak line ( 4.7 ) connects, characterized in that the fuel injector ( 4 ) a control room ( 4.9 ) in which one with the nozzle needle ( 4.1 ) connected push rod ( 4.1.1 ) is slidably mounted that a second actuator ( 4.3 ) for the control of the nozzle needle ( 4.1 ) is provided, the second actuator in a first operating position controlling the control chamber ( 4.9 ) with a leak line ( 4.12 ) connects and in a second operating position the control room ( 4.9 ) against the leakage line ( 4.12 ) completes.

Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the control chamber ( 4.9 ) via a throttle (inlet throttle 4.10 , Flow restrictor 4.11 ) on the one hand with the pressure channel ( 4.6 ) and on the other hand with a fluid connection of the actuator ( 4.3 ) connected is.

Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet of the inlet throttle ( 4.10 ) permanently with the pressure accumulator ( 3 ) connected is.

Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that as the second actuator ( 4.3 ) a 3/2 valve is provided, the first fluid connection of which to the pressure accumulator ( 3 ), whose second fluid connection with the control room ( 4.9 ) of the fuel injector ( 4 ), and its third fluid connection with the leak line ( 4.12 ) are connected.

Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that between the second fluid connection of the actuator designed as a 3/2 valve ( 4.3 ) and the control room ( 4.9 ) of the fuel injector ( 4 ) an inlet throttle ( 4.10 ) is arranged.

Method for controlling a fuel injection system with a fuel tank ( 1 ), a high pressure pump ( 2 ) and a pressure accumulator ( 3 ), as well as with a plurality of fuel injectors ( 4 ), downstream of the accumulator ( 3 ) an actuator ( 6 ) is arranged for the fuel metering, which in a first operating position the pressure accumulator ( 3 ) with the nozzle area ( 4.2 ) of the fuel injector ( 4 ) and in a second operating position the nozzle area ( 4.2 ) of the fuel injector ( 4 ) with a leak line ( 4.7 ), characterized in that at the beginning of an injection process the second actuator ( 4.3 ) before or at most simultaneously with the first actuator ( 6 ) is opened.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at the end of an injection process, the first actuator ( 6 ) is closed, and the second actuator ( 4.3 ) remains open until the nozzle needle ( 4.1 ) through the nozzle spring ( 4.4 ) is closed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, when an injection process has ended, the second actuator ( 4.3 ) before the first actuator ( 6 ) is closed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, when an injection process has ended, the first actuator ( 6 ) and the second actuator ( 4.3 ) are essentially closed at the same time.