DE10319623A1 - Fuel injection system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer als Doppelkolbenpumpe ausgebildeten Kraftstoffpumpe, die zum Einspritzen in den Brennraum einer Brennkraftmaschine Kraftstoff zu einem ihr jeweils zugeordneten Injektor fördert, und die hinsichtlich des Einspritzverlaufs optimiert ist. Die Doppelkolbenpumpe besitzt zwei parallel auf eine gemeinsame Leitung fördernde Pumpenkolben (70, 73) mit Steuerkanten, wobei jedem Pumpenkolben (70, 73) eine Steuerstange (71, 74) zugeordnet ist, mit der Förderbeginn und Förderende steuerbar sind. Dabei ist am ersten Pumpenkolben (70) der Förderbeginn und am zweiten Pumpenkolben (73) das Förderende einstellbar. Zur variablen Einstellung der in Schließrichtung auf die Düsennadel (12) wirkenden Kraft wird vor Beginn einer Einspritzung in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern ein Steuerdruck bereitgestellt, der eine Druckbeaufschlagung der Düsennadel (12) in Schließrichtung erlaubt. Zur Kompensation der dadurch verursachten Spritzbeginnänderung erfolgt eine entsprechende Verstellung der Steuerstange (71) des den Förderbeginn regelnden ersten Pumpenkolbens (70).The invention relates to a fuel injection device with a fuel pump designed as a double piston pump, which delivers fuel to an injector assigned to it in order to be injected into the combustion chamber of an internal combustion engine, and which is optimized with regard to the injection process. The double piston pump has two pump pistons (70, 73) with control edges that deliver in parallel to a common line, each pump piston (70, 73) being assigned a control rod (71, 74) with which the start and end of delivery can be controlled. The start of delivery can be set on the first pump piston (70) and the end of delivery on the second pump piston (73). In order to variably adjust the force acting on the nozzle needle (12) in the closing direction, a control pressure is provided before the start of an injection, depending on engine operating parameters, which allows the nozzle needle (12) to be pressurized in the closing direction. A corresponding adjustment of the control rod (71) of the first pump piston (70) regulating the start of delivery takes place in order to compensate for the change in injection caused thereby.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, mit einer als Doppelkolbenpumpe ausgebildeten Kraftstoffpumpe, die zum Einspritzen in den Brennraum einer Brennkraftmaschine Kraftstoff zu einem ihr jeweils zugeordneten Injektor fördert. Zur Steuerung von Beginn und Ende einer Einspritzung wird ein Querschnitt der Düsennadel mit dem von der Kraftstoffpumpe gelieferten Kraftstoff beaufschlagt, der eine Öffnungskraft an der Düsennadel in Öffnungsrichtung bewirkt. Entsprechend der Fördercharakteristik der Doppelkolbenpumpe steigt der Kraftstoffdruck während einer Einspritzung bis zum Erreichen eines Höchstdrucks an, um dann wieder abzufallen.The invention relates to a fuel injection device, with a fuel pump designed as a double piston pump, the to inject fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine promotes an injector assigned to them. To control from the start and the end of an injection becomes a cross section of the nozzle needle supplied with the fuel supplied by the fuel pump, which is an opening force on the nozzle needle in the opening direction causes. According to the funding characteristics The double piston pump increases the fuel pressure during one Injection continues until a maximum pressure is reached and then drops again.
Eine Doppelkolbenpumpe der vorausgesetzten Bauart, die an sich Stand der Technik ist, besitzt zwei Pumpenkolben, wobei jedem Pumpenkolben eine Steuerstange zugeordnet ist, mit der Förderbeginn und Förderende des jeweiligen Pumpenkolbens durch Verdrehung des Pumpenkolbens regelbar ist. Derartige Doppelkolbenpumpen haben den Vorteil, dass große Fördermengen möglich sind bei kleinem Bauvolumen. Bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Anwendung wird jeweils einer der beiden Pumpenkolben dazu benutzt, um Förderbeginn und Förderende einzustellen. Dadurch, dass beide Pumpenkolben parallel auf eine gemeinsame Leitung fördern, wird die vor Förderbeginn und nach Förderende vom nicht gesteuerten Pumpenkolben geförderte Kraftstoffmenge über die Steuerbohrungen des gesteuerten Pumpenkolbens abgesteuert.A double piston pump of the required Design, which is state of the art, has two pump pistons, each pump piston is assigned a control rod with which start of delivery and funding end of the respective pump piston by turning the pump piston is adjustable. Such double piston pumps have the advantage that size Flow rates possible are with a small construction volume. In a known from the prior art One of the two pump pistons is used to at the start of funding and funding end adjust. The fact that both pump pistons in parallel on one promote joint leadership, will be before the start of funding and after the end of funding from Uncontrolled pump piston delivered amount of fuel over the Control bores of the controlled pump piston shut off.
Im Weiteren ist es aus dem Stand
der Technik bekannt, bei Einspritzsystemen mit Einfachkolbenpumpen
den Öffnungsdruck
eines Einspritzventils in Abhängigkeit
von Motorparametern zu variieren, um eine bessere Zerstäubung des
eingespritzten Kraftstoffs zu erreichen. Ein derartiges Kraftstoffeinspritzsystem
geht beispielsweise aus der
Im Weiteren ist es beispielsweise
aus der
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine eine Doppelkolbenpumpe enthaltende Kraftstoffeinspritzeinrichtung hinsichtlich des Einspritzverlaufs zu optimieren.The specified in claim 1 Invention is based on the problem of a double piston pump containing fuel injector with respect to the injection course to optimize.
Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch aufgeführten Merkmale dadurch gelöst, dass am ersten Pumpenkolben der Doppelkolbenpumpe der Förderbeginn und am zweiten Pumpenkolben das Förderende eingestellt wird, wobei der zweite Pumpenkolben dem ersten Pumpenkolben hinsichtlich des Förderbeginns voreilt und der zweite Pumpenkolben dem ersten Pumpenkolben hinsichtlich des Förderendes nacheilt, wobei der vom zweiten Pumpenkolben vor dem Förderbeginn des ersten Pumpenkolbens geförderte Kraftstoff über die dem ersten Pumpenkolben zugeordneten Steuerbohrungen abgeführt wird, und wobei der vom ersten Pumpenkolben nach dem Förderende des zweiten Pumpenkolbens geförderte Kraftstoff über die dem ersten Pumpenkolben zugeordneten Steueröffnungen abgeführt wird. Des weiteren ist eine Steuerleitung vorgesehen, die mit ersten Steuerräumen aller Injektoren verbunden ist und einen Steuerdruck bereitstellt, der eine Druckbeaufschlagung von den Steuerräumen zugeordneten, auf die Düsennadel in Schließrichtung wirkenden Kolben zur variablen Einstellung der in Schließrichtung auf die Düsennadel wirkenden Kraft vor Beginn einer Einspritzung in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern ermöglicht. Zur Kompensation der damit verbundenen Spritzbeginnveränderung erfolgt eine Verstellung der Steuerstange in Abhängigkeit von dem in der Steuerleitung herrschenden Druck. Die Verstellung der Steuerstange kann beispielsweise hydraulisch oder auch elektrisch mittels eines Elektromotors erfolgen.This problem is caused by the im Claim listed Characteristics solved by that on the first pump piston of the double piston pump, the start of delivery and the delivery end is set on the second pump piston, wherein the second pump piston with respect to the first pump piston of the start of funding and the second pump piston with respect to the first pump piston conveyor end lags behind, with that of the second pump piston before the start of delivery of the first pump piston Fuel over the control bores assigned to the first pump piston are removed, and wherein that of the first pump piston after the delivery end of the second pump piston funded Fuel over the control openings assigned to the first pump piston are discharged. Furthermore, a control line is provided, which is connected to the first control rooms of all Injectors is connected and provides a control pressure that a pressurization from the control rooms assigned to the nozzle needle in the closing direction Acting piston for variable adjustment in the closing direction on the nozzle needle acting force before the start of an injection depending on Engine operating parameters enabled. To compensate for the associated change in injection start the control rod is adjusted as a function of that in the control line prevailing pressure. The control rod can be adjusted, for example hydraulically or electrically by means of an electric motor.
Zweckmäßigerweise wird der in der Steuerleitung anliegende Steuerdruck zur Einstellung der Steuerstange des den Förderbeginn regelnden Pumpenkolbens benutzt.Conveniently, the in the Control line applied control pressure for setting the control rod the start of funding regulating pump piston used.
Zweckmäßigerweise wird der in der Steuerleitung anliegende Steuerdruck in Abhängigkeit von Betriebsparametern bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine höher eingestellt als bei höheren Drehzahlen. Ein hoher, niedrigen Drehzahlen entsprechender Steuerdruck bewirkt eine Verstellung des Förderbeginns in Richtung FRÜH, ein niedriger, hohen Drehzahlen entsprechender Steuerdruck bewirkt eine entsprechend geringere Verstellung des Förderbeginns in Richtung SPÄT. Mit dieser Kopplung wird erreicht, dass einerseits eine Einspritzung bei niedrigen Einspritzdrücken vermieden wird. Gleichzeitig wird die mit der Öffnungsdruckerhöhung verbundene Verschiebung des Einspritzbeginns in Richtung SPÄT durch eine Verstellung des Förderbeginns am Pumpenkolben in Richtung FRÜH ausgeglichen. Grundsätzlich sind aber auch je nach Motorbetriebserfordernissen davon abweichende Regelstrategien möglich.The control pressure present in the control line is expediently set to be higher as a function of operating parameters at low engine speeds than at higher speeds. A high, low speed corresponding control pressure causes the delivery start to be adjusted in the EARLY direction, a low, high speed corresponding control pressure causes a correspondingly lower adjustment of the delivery start in the LATE direction. This coupling ensures that, on the one hand, injection at low injection pressures is avoided. At the same time, the shift in the start of injection in the LATE direction associated with the increase in opening pressure is caused by an adjustment of the delivery rate at the pump piston in the direction of EARLY. Basically, different control strategies are possible depending on the engine operating requirements.
In weiterer Ausgestaltung gemäß den Unteransprüchen kann eine weitere Steuerleitung vorgesehen sein, mit der die auf die Düsennadel wirkende Schließkraft während der Einspritzung erhöht wird, um den Schließdruck anzuheben. Der notwendige Steuerdruck kann an einer Bohrung abgenommen werden, die im Pumpenzylinder des das Förderende steuernden zweiten Pumpenkolbens der Doppelkolbenpumpe angeordnet ist, um den Absteuerdruck zur Beaufschlagung der Düsennadel in Schließrichtung zu nutzen, bevor der Druckabfall am Förderende die Einspritzdüse erreicht.In a further embodiment according to the subclaims a further control line can be provided with which to the nozzle needle effective closing force while the injection increased will to the closing pressure to raise. The necessary control pressure can be taken from a hole those in the pump cylinder of the pumping end controlling second pump piston of the double piston pump is arranged around the Discharge pressure to act on the nozzle needle in the closing direction use before the pressure drop at the delivery end reaches the injection nozzle.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.
Die einzige Figur zeigt ein Einspritzsystem mit bezüglich des Öffnungs- und Schließdrucks anpassbaren Injektoren, denen jeweils eine Doppelkolbenkraftstoffpumpe zugeordnet ist.The only figure shows an injection system with in terms of of the opening and closing pressure customizable injectors, each with a double piston fuel pump assigned.
In der Figur ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
mit zwei Injektoren
Die Doppelkolbenpumpe
Der Injektor kann über den
zweiten Steuerraum
Wie dargestellt kann der Steuerraum
Claims (7)
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