DE19526885C2

DE19526885C2 - Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19526885C2
Application number: DE1995126885
Authority: DE
Inventors: Rolf Hutmacher
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1995-07-22
Filing date: 1995-07-22
Publication date: 1999-11-25
Anticipated expiration: 2015-07-23
Also published as: DE19526885A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer den Kraftstoff zu einer Düse för dernden Hochdruckpumpe, nach der Merkmalsgruppe a, b, c und e des Patentanspruchs 1.

Zur Einhaltung zukünftiger Grenzwerte von Partikelemissionen sind hohe Einspritzdrücke erforderlich, die in konventionellen Reiheneinspritzpumpen nicht zulässig sind. Für hohe Einspritz drücke sind Steckpumpen mit kurzer Einspritzleitung zur Düse oder Pumpe-Düsen geeignet. Derartige Systeme weisen einen Noc kenantrieb sowie eine elektronische Magnetventilsteuerung für den Spritzbeginn und die Spritzdauer auf.

Durch den hohen Stellenwert in der Vollast für mittlere und ho he Drehzahlen der Brennkraftmaschine werden bekanntlich die Nockengeschwindigkeiten bzw. die Kolbengeschwindigkeiten so ge wählt, daß sie aus Partikelgründen sehr hoch sind.

Aus Diesel Engine Design For The 1990 s, The Fortieth L. Ray Buckendale Lecture, SAE International SP 1011, March 1994, S. 70, 71, Fig. 4.43 erfolgt die Einspritzung in einem Nockenge schwindigkeitsbereich, in dem die Kolben- bzw. Nockengeschwin digkeit konstant hoch oder leicht ansteigend ist.

In der Vollast und besonders bei niederen Lasten und Drehzahlen der Brennkraftmaschinen, inbesondere im Leerlauf, treten jedoch unangenehm hohe Verbrennungsgeräusche auf.

Aus der DE 37 29 636 A1 sind Maßnahmen zur Geräuschminderung bekannt. Die Reduzierung der Geräusche erfolgt durch eine Spritzbeginnverstelleinrichtung in Verbindung mit einer Ein spritzdauerbestimmung, wodurch insbesondere bei Verteilerein spritzpumpen ein leiser Verbrennungsablauf im Leerlaufbetrieb erzielt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzusehen, die in allen Lastbereichen, insbesondere bei niederen Lasten, eine Absenkung der Verbrennungsgeräusche ermöglichen.

Zur Lösung der Aufgabe dient die Merkmalsgruppe d, f und g des Patentanspruchs 1.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Dadurch, daß die gesamte Einspritzung nicht nur in einem Be reich mit hoher Kolbengeschwindigkeit erfolgt, also in einem Bereich mit zumindest annähernd konstantem Geschwindigkeits verlauf, wie er weitgehend demjenigen in der Vollast bei mitt leren und hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine entspricht, werden die Verbrennungsgeräusche erheblich reduziert. Ein deut liche Absenkung der Verbrennungsgeräusche ergibt sich durch Vorverlegen eines großen Teils der Einspritzung in den steil ansteigenden Verlauf der Kolbengeschwindigkeit.

Für den Leerlauf und bei niedrigen Lasten ist somit der Spritz beginn in einen Bereich mit niederer Kolbengeschwindigkeit ver legt. Der Zündbeginn ist früher und kann je nach Betriebszu stand, z. B. beim Kaltstart, weiter nach früh gezogen werden, da die Kolbengeschwindigkeit mit früherem Spritz- und Zündbeginn auf einem niederen Niveau liegt. Ein weiterer Vorteil als Folge der Teillastfrühverstellung ist die Stickoxidreduzierung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in grafischer Darstellung den Verlauf der Kolbenge schwindigkeit über Grad Nockenwinkel sowie den Spritz beginn E_B und die Einspritzdauer E_D im Bereich des ZOT bei warmem Betrieb der Brennkraftmaschine (ZOT = oberer Totpunkt der Kolbenstellung bei Zündung),

Fig. 2 den Spritzbeginn E_B' und die Einspritzdauer E_D' bei warmem Betrieb der Brennkraftmaschine, wie sie aus Die sel Engine Design For The 1990 s bekannt sind,

Fig. 3 eine Einspritzvorrichtung mit nockenbetätigter Hoch druckpumpe in schematischer Darstellung.

Eine magnetventilgesteuerte Einspritzvorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einer den Kraftstoff zu einer Düse 2 fördern den nockenbetätigten Hochdruckpumpe 3 sowie einem in einer Ver sorgungsleitung 4 angeordneten elektromagnetischen Steuerventil 5 zur Bestimmung des Förderbeginns und der Förderdauer (Fig. 3).

Der Kolben 6 der Hochdruckpumpe 3 ist über einen Rollenstößel 7 von einem Nocken 8 einer Nockenwelle 9 angetrieben, dessen auf laufende Nockenflanke 8a einen steilen Kurvenverlauf der Kol bengeschwindigkeit K_VI ergibt, der dann im Bereich von ZOT in einen zumindest annähernd konstanten Geschwindigkeitsverlauf K_VII übergeht, wie aus den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist.

Zunächst ist auf den Kurvenverlauf der Kolbengeschwindigkeit über Grad Nockenwelle bezogen auf ZOT einzugehen. Dieser Kur venverlauf ist in Fig. 2 dargestellt und entspricht dem Stand der Technik.

Bei dem zumindest annähernd konstanten Verlauf der Kolbenge schwindigkeit K_VII befindet sich ZOT in Fig. 2 etwa 5° Nocken winkel nach dem durch K_VI und K_VII gebildeten Übergang K_VÜ, wo bei der Spritzbeginn E_B, kurz vor ZOT liegt, insbesondere 2-3° Nockenwinkel vor ZOT, während die Einspritzdauer E_D etwa bei 15° Nockenwinkel nach ZOT endet. Dieses Beispiel bezieht sich auf eine Drehzahl der Brennkraftmaschine von etwa n = 1800 1/min. auf Vollastbetrieb und betriebswarmer Brennkraftmaschi ne. Bei niederen Lasten (Teillast) befindet sich die Einspritz dauer trotz Vorverlegen auf dem hohen Niveau der Kolbenge schwindigkeit mit zumindest annähernd konstantem Kurvenverlauf K_VII.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung gemäß Fig. 1 erfolgt der Spritzbeginn E_B bei Vollast und im betriebswarmen Motorzustand bereits auf niederem Niveau der Kolbengeschwindigkeit, etwa bei 5° Nockenwinkel vor ZOT. Das Spritzende E_E liegt bei etwa 12° nach ZOT. Bei niederen Lasten (Teillast) erfolgt die Ein spritzung weitgehend im Geschwindigkeitsverlauf K_VI, also auf noch niederem Niveau der Kolbengeschwindigkeit, wobei der Ein spritzbeginn E_B bei etwa 7° Nockenwinkel vor ZOT einsetzt. Bei kalter Brennkraftmaschine erfolgt die Einspritzung zumindest weitgehend in dem Bereich K_VI mit steil ansteigender Kolbenge schwindigkeit. Es erfolgt also eine Rücknahme der Kolbenge schwindigkeit durch früheren Förderbeginn.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist die Zuordnung der Noc kenwelle 9 zur Kurbelwelle (nicht dargestellt) so getroffen, daß die Nockenwelle 9 zur Kurbelwelle gegenüber üblichen Aus führungen nach spät verlegt ist.

In Fig. 3 ist ein Rollenstößel 7' mit unterbrochenen Linien an der auflaufenden Nockenflanke 8a gezeigt, der dem Stand der Technik entspricht.

Claims

1. Einspritzvorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine

a) mit einer den Kraftstoff zu einer Düse (2) fördernden Hoch druckpumpe (3),
b) deren Kolben (6) von dem Nocken (8) einer Nockenwelle (9) angetrieben wird,
c) wobei der Nocken (8) derart ausgebildet ist, daß die Ge schwindigkeit des Kolbens (6) einen steil ansteigenden Ge schwindigkeitsverlauf (K_VI) und dann einen zumindest annä hernd konstanten Geschwindigkeitsverlauf (K_VII) und einen Übergang (K_VÜ) zwischen den beiden Geschwindigkeitsverläufen (K_VI, K_VII) aufweist,
d) wobei eine im Betrieb der Brennkraftmaschine konstant blei bende Zuordnung der Nockenwelle (9) zur Kurbelwelle der Brennkraftmaschine derart festgelegt wird, daß ein ZOT der Brennkraftmaschine im Bereich des Überganges (K_VÜ) zwischen dem steil ansteigenden Geschwindigskeitsverlauf (K_VI) und dem zumindest annähernd konstanten Geschwindigkeitsverlauf (K_VII) liegt,
e) wobei die Einspritzvorrichtung ein elektromagnetisches Steu erventil (5) zur Steuerung des Förderbeginns und der För derdauer der Hochdruckpumpe aufweist,
f) wobei bei Vollast ein kleiner Teil der Einspritzung im Be reich des steil ansteigenden Geschwindigkeitsverlaufes (K_VI) des Kolbens (6) und ein großer Teil der Einspritzung im Be reich des zumindest annähernd konstanten Geschwindigkeits verlaufs (K_VII) erfolgt,
g) und bei niederer Last ein großer Teil der Einspritzung in den Bereich des steil ansteigenden Geschwindigkeitsverlaufs (K_VI) des Kolbens (6) vorverlegt wird.

2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei betriebswarmer Brennkraftmaschine und bei abnehmender Last aus dem niederen Lastbereich heraus das Einspritzende (E_E) aus dem zumindest annähernd konstanten Geschwindigkeitsverlauf (K_VII) der Kolbengeschwindigkeit in den steil ansteigenden Ge schwindigkeitsverlauf (K_VI)übergeht.

3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kaltstart der Brennkraftmaschine der Einspritzbe ginn (E_B) gegenüber dem Einspritzbeginn (E_B) bei niederer Last noch weiter in Richtung früh zurückgenommen wird.