DE19715355A1

DE19715355A1 - Method for fuel injection in multi-cylinder engines and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE19715355A1
Application number: DE19715355A
Authority: DE
Inventors: Stan Prof Dr Cornel
Original assignee: FORSCH TRANSFERZENTRUM EV
Current assignee: FORSCH TRANSFERZENTRUM EV
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-04-12
Publication date: 1998-10-01

Abstract

The aim of the invention is to provide a simple high-energy effective technical solution to improve the engine size/performance ratio and the price/performance ratio in the manufacturing of multicylinder engines. To do this, a single fuel pump is provided to supply prepressurized fuel to a prepressure rail chamber common to one or several engine cylinders, wherein said prepressure corresponds to only a fraction of the required injection pressure. Once said regulated prepressure is exceeded, the fuel is fed from the prepressure rail chamber into the return rail chamber common to one or several engine cylinders via pressure limiting valves. So-called inertia pipes with shut-off valves are provided between the prepressure rail chamber and the return rail chamber. Said inventive solutions are chiefly required and used for fuel injection in internal combustion engines.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kraftstoffeinspritzung in Mehrzylinder-Kraftmaschinen durch Erzeugen eines Kraftstoffvor druckes zur Förderung des Kraftstoffes in einer Schwungleitung zwecks Nutzung des Druckstoßprinzips mittels Absperrventil in der Schwungleitung, wobei jede einem Absperrventil zugeordnete Einspritzdüse mit dem Druckstoß versorgt wird und der nicht die Einspritzdüse passierende Kraftstoff durch das geöffnete Absperrventil über eine Rücklaufleitung vor die Kraftstoffpumpe zurückgefördert wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Derartige technische Lösungen werden vor allem bei der Kraftstoffeinspritzung in Verbrennungskraftmaschinen benötigt. Bevorzugte Anwendungsgebiete sind Mehrzylinder-Gasmotoren mit Diesel-Piloteinspritzung, Mehrzylinder-Dieselinotoren, Mehr zylinder-Ottomotoren und Mehrzylinder-Motoren für den Einsatz von Alternativ-Kraftstoffen.The invention relates to a method for fuel injection in Multi-cylinder engines by generating fuel pressure to promote the fuel in a flywheel Use of the pressure surge principle by means of a shut-off valve in the Swing line, each associated with a shut-off valve Injector is supplied with the pressure surge and not the Fuel passing through the injector through the open shut-off valve is returned to the fuel pump via a return line, and an apparatus for performing the method. Such technical solutions are mainly used in the Fuel injection required in internal combustion engines. Preferred areas of application are multi-cylinder gas engines with Diesel pilot injection, multi-cylinder diesel engines, more cylinder gasoline engines and multi-cylinder engines for the use of Alternative fuels.

Mehrzylinder-Kraftmaschinen sind überwiegend mit Kraftstoffpumpen ausgestattet, die von Nockenwellen angetrieben werden. Die den Arbeitszylindern zugeführte Kraftstoffdosis weist dabei bezüglich der Tröpfchengröße und der Länge des Kraftstoffstrahls eine markante Drehzahlabhängigkeit auf.Multi-cylinder engines are mostly with fuel pumps equipped that are driven by camshafts. The the The fuel dose supplied to the working cylinders is related to the Droplet size and the length of the fuel jet a distinctive Speed dependency on.

Bei sogenannten Common-Rail-Systemen herrscht im Rail bzw. im Gesamtsystem bis zu den Einspritzdüsen stets der erforderliche Maximaldruck, der jedoch nur zeitweise beim Kraftstoffeinspritzen infolge der Öffnung einer oder mehrerer elektromagnetisch gesteuerter Einspritzdüsen benötigt wird. In diesem Falle bleiben die Tröpfchengröße sowie die Eigenschaften des Kraftstoffstrahles unabhängig von der Motordrehzahl gleich. Allerdings wird der von der oder den Pumpen realisierte Kraftstoffvordruck mit den entsprechend nachteiligen energetischen Auswirkungen nur zu einem geringen Teil genutzt. In so-called common rail systems, there is in the rail or in Whole system up to the injectors always the required Maximum pressure, which is only occasionally due to fuel injection the opening of one or more electromagnetically controlled Injectors are needed. In this case the droplet size remains as well as the properties of the fuel jet regardless of the Engine speed equal. However, the pump or pumps realized fuel pre-pressure with the corresponding disadvantageous energetic effects only used to a small extent.

So beträgt beispielsweise bei einem Vierzylinder-Viertaktmotor mit einer Drehzahl von 3000 ¹/Min. die Einspritzperiode 40 ms. Die Einspritzdauer beträgt je Einspritzperiode dagegen lediglich maximal 2 ms, was einer energetischen Nutzungsrate von höchstens 5% entspricht.By way of example, in a four-cylinder four-stroke engine with a speed of 3000 ¹ / min. the injection period 40 ms. The injection duration, on the other hand, is only a maximum of 2 ms per injection period, which corresponds to an energetic utilization rate of at most 5%.

Bekannt sind technische Lösungsvorschläge, die das Nutzen des Druckstoßprinzips für die Bereitstellung des beim Vorgang des Kraftstoffeinspritzens bei Einzylinder-Arbeitsmaschinen in den Arbeitszylinder benötigten Drucks vorsehen. Hierbei kann der durch die Kraftstoffpumpe bereitgestellte Vordruck auf einen Bruchteil des benötigten Kraftstoffdrucks an der jeweiligen Einspritzdüse beschränkt bleiben.There are known technical solutions that use the Pressure surge principle for the provision of the in the process of Fuel injection in single-cylinder machines in the Provide the working cylinder with the required pressure. Here, by the Fuel pump provided pre-pressure to a fraction of the required fuel pressure at the respective injector is limited stay.

Für die Nutzung dieses Prinzips bei Mehrzylinder-Arbeitsmaschinen vervielfachen sich dabei die Anforderungen an Kraftstoffpumpen-Antriebe, an die Kraftstoffpumpen sowie an die Kraftstoff-Vordruck- und Kraftstoff-Rücklaufförderleitungen.For the use of this principle in multi-cylinder machines the requirements for fuel pump drives are multiplied, to the fuel pumps and to the fuel pre-pressure and Fuel return delivery lines.

Die Nachteile der bekannten Lösungen für die Kraftstoffeinspritzung in Mehrzylinder-Kraftmaschinen bestehen im wesentlichen im Falle des Einsatzes von üblichen nocken- oder nockenwellenbetriebener Kraftstoffpumpen in der Drehzahlabhängigkeit von Tröpfchengröße und Eigenschaften des eingespritzten Kraftstoffstrahls.The disadvantages of the known solutions for fuel injection in Multi-cylinder engines exist essentially in the case of Use of conventional cam or camshaft operated Fuel pumps in the speed dependence of droplet size and Properties of the injected fuel jet.

Im Falle der Anwendung von Common-Rail-Systemen wird die Drehzahlabhängigkeit der Qualität des Kraftstoffeinspritzens zwar vermieden, jedoch um den Preis eines inakzeptablen energetischen Wirkungsgrades, da der über die gesamte Einspritzperiode bereitgestellte Vordruck nur während des unmittelbaren Einspritzvorgangs tatsächlich benötigt wird.In the case of common rail systems, the Speed-dependent quality of fuel injection avoided, but at the price of an unacceptable energetic Efficiency, as the provided over the entire injection period Form only during the immediate injection process actually is needed.

Im Falle der Nutzung des für Einzylinder-Kraftmaschinen bekannten Druckstoßprinzips an Mehrzylinder-Kraftmaschinen würden sich die maschinentechnischen und steuerungstechnischen Anforderungen wegen der erforderlichen Vielzahl der einzusetzenden Kraftstoffpumpen einschließlich Pumpenantriebe sowie der benötigten Kraftstoffzu- und -rückleitungen zu den Hochdruckeinheiten vervielfachen, was zu kostenseitigen Nachteilen sowie zu einer Beeinträchtigung des Masse-/Leistungsverhältnisses führt. In the case of using what is known for single-cylinder engines Pressure surge principles on multi-cylinder engines would be the same mechanical and control engineering requirements the required number of fuel pumps to be used including pump drives and the required fuel supply and - Return lines to the high pressure units multiply what to disadvantages in terms of cost and an impairment of the Mass / performance ratio leads.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu überwinden. Angestrebt wird eine technische Lösung, die mit hohem energetischen Wirkungsgrad und einem geringen maschinentechnischen Aufwand Voraussetzungen für eine Verbesserung des Masse-/Leistungs- und des Preis-/Leistungs verhältnisses bei der Herstellung von Mehrzylinder-Kraftmaschinen bietet.The object of the invention is therefore to overcome the disadvantages of to overcome known prior art. One is aimed for technical solution with high energy efficiency and a low mechanical engineering requirements for a Improvement of mass / performance and price / performance relationship in the manufacture of multi-cylinder engines.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch die schutzbegründenden Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Das Verfahren zur Kraftstoffeinspritzung in Mehrzylinder-Kraftmaschinen ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen eine einzige Kraftstoffpumpe den Kraftstoff mit einem Vordruck in eine für mehrere Motorzylinder gemeinsame Vordruck-Railchamber fördert, wobei der Vordruck lediglich einem Bruchteil des benötigten Einspritzdrucks entspricht. Der Kraftstoff wird bei Überschreiten des eingestellten Vordruckes aus der Vordruck-Railchamber über Druckbegrenzungsventile in die für mehrere Motorzylinder gemeinsame Rücklauf-Railchamber überführt. Zwischen Vordruck-Railchamber und Rücklauf-Railchamber werden sogenannte Schwungleitungen mit Absperrventilen vorgesehen, wobei je Absperrventil eine Schwungleitung zwischen Vordruck-Railchamber und Rücklauf-Railchamber genutzt wird. Je Absperrventil wird in der jeweiligen Schwungleitung mindestens eine Einspritzdüse betätigt. Der beim Schließen eines Absperrventils entstehende Druckstoß wird für das Dosieren des Kraftstoffs über die jeweilige Einspritzdüse verwendet. Der bei geöffnetem Absperrventil rückströmende Kraftstoff wird in die für mehrere Motorzylinder gemeinsame Rücklauf-Railchamber gefördert.The task is essentially according to the invention protection-based features of claims 1 and 10 solved. The process for fuel injection in multi-cylinder engines is characterized in that essentially one Fuel pump the fuel with a pre-pressure in one for several Motor cylinder promotes common form Railchamber, the Form only a fraction of the required injection pressure corresponds. The fuel is set when the Form from the form Railchamber about Pressure relief valves in the common for several engine cylinders Returned Railchamber transferred. Between form Railchamber and Return railchambers are also known as flywheels Shut-off valves are provided, one swing line per shut-off valve between the pre-pressure railchamber and return railchamber. There is at least one for each shut-off valve in the respective swing line Injector operated. The one when a shut-off valve closes resulting pressure surge is used for metering the fuel over the respective injection nozzle used. The one with the shut-off valve open backflowing fuel is used for multiple engine cylinders joint return railchamber funded.

Die Druckverhältnisse in der Vordruck-Railchamber und in der Rücklauf-Rail chamber werden mit einfachen Mitteln konstant gehalten, so daß in den Schwungleitungen über den gesamten Drehzahlbereich optimale Strömungsbedingungen gewährleistet werden können. Auf dieser Grundlage wird bei Betätigung der Absperrventile in den jeweiligen Schwungleitungen der benötigte Druckstoß für das Kraftstoffeinspritzen über die mit der jeweiligen Schwungleitung verbundenen Einspritzdüsen erzeugt.The pressure conditions in the pre-pressure railchamber and in the return rail chamber are kept constant with simple means, so that in the swing lines over the entire speed range optimal Flow conditions can be guaranteed. On this The basis is when the shut-off valves are actuated in the respective The pressure surge required for fuel injection via the injection nozzles connected to the respective swing line generated.

In einer besonderen Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Energie des in der Rücklauf-Railchamber gespeicherten Kraftstoffs für das Kraftstoffördersystem genutzt wird. Dies führt zu einer zusätzlichen günstigen Beeinflussung des Energieaufwandes für das Bereitstellen des benötigten Kraftstoff vordrucks in der Vordruck-Railchamber.In a special embodiment, the method is thereby characterized in that the energy of the in the return railchamber stored fuel is used for the fuel delivery system. This leads to an additional favorable influence on the Energy expenditure for providing the required fuel forms in the form Railchamber.

Die Schwungleitung kann in Verbindung mit Vorrichtungen zur Schwingungstilgung betrieben werden. Dies verhindert unerwünschte Beeinträchtigungen des Kraftstoffördersystems.The flywheel can be used in conjunction with devices for Vibration damping are operated. This prevents unwanted ones Impairments to the fuel delivery system.

Es ist auch möglich, für die Herstellung des Vordrucks in der Vordruck-Rail chamber mehrere Kraftstoffpumpen zu nutzen. Dabei kann die Anzahl der zu betreibenden Kraftstoffpumpen entsprechend der jeweiligen Motorlastanforderungen gewählt werden.It is also possible for the production of the form in the form rail chamber to use multiple fuel pumps. The number of the fuel pumps to be operated according to the respective Engine load requirements can be selected.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können Schwung leitung, Absperrventil, Schwingungstilger und Einspritzdüse in einer Hochdruckeinheit je Arbeitszylinder zusammengefaßt sein. Diese Hochdruckeinheit kann bedarfsweise mit einem Mantel gegenüber der Kraftmaschine thermisch isoliert betrieben und oder durch ein im Mantel integriertes Kühlmedium gekühlt werden.In a further embodiment of the invention, momentum line, shut-off valve, vibration damper and injector in one High pressure unit can be summarized per cylinder. This High pressure unit can be covered with a jacket if necessary Engine operated thermally insulated and or by a in the jacket integrated cooling medium can be cooled.

Weiterhin ist es möglich, die Absperrventile in den Schwungleitungen des Einspritzsystems für Mehrzylinder-Kraftmaschinen elektro-magnetisch zu betreiben.It is also possible to cut the shut-off valves in the swing lines of the Injection system for multi-cylinder engines electro-magnetically too operate.

Die technische Lösung ist aufgabengemäß auch durch eine Vorrichtung gekennzeichnet, die aus Kraftstoffpumpen, Schwungleitungen mit Absperrventilen und Rücklaufleitungen zum Kraftstoffvorratssystem besteht. In dieser Vorrichtung ist zwischen zumindest einer Kraftstoffpumpe und zumindest einer Schwungleitung eine für eine Zylindergruppe oder für alle Zylinder der Mehrzylinder-Kraftmaschine gemeinsame Vordruck-Railchamber angeordnet. According to the task, the technical solution is also provided by a device featured that consisting of fuel pumps, flywheels Shut-off valves and return lines to the fuel supply system consists. In this device there is between at least one Fuel pump and at least one flywheel one for one Cylinder group or for all cylinders of the multi-cylinder engine common pre-printed railchamber arranged.

Zwischen der zumindest einen Schwungleitung und dem Kraftstoff vorratssystem ist eine für eine Zylindergruppe oder für alle Zylinder der Mehrzylinder-Kraftmaschine gemeinsame Rücklauf-Railchamber angeordnet. Außerdem sind ein oder mehrere Druckbegrenzungsventile zwischen Vordruck- und Rücklauf-Railchamber angeordnet.Between the at least one flywheel and the fuel The storage system is one for a cylinder group or for all cylinders Multi-cylinder engine common return railchamber arranged. There are also one or more pressure relief valves arranged between the pre-pressure and return railchamber.

In einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung sind Schwungleitung, Absperrventil, Einspritzdüse und bedarfsweise Schwingungstilger in einem gemeinsamen Hochdruckmodul angeordnet.In a special embodiment of the device Flywheel line, shut-off valve, injection nozzle and if necessary Vibration absorber arranged in a common high pressure module.

In jedem Hochdruckmodul können zwischen Vordruck-Railchamber und Rücklauf-Railchamber eine oder mehrere Einspritzdüsen angeordnet sein.In each high pressure module you can choose between the pre-pressure Railchamber and Return railchamber one or more injection nozzles can be arranged.

Das Absperrventil und die Einspritzdüsen einer Hochdruckeinheit können konstruktiv in einem gemeinsamen Bauteil oder in mehreren durch Leitungen verbundenen Bauteilen angeordnet sein.The shut-off valve and the injection nozzles of a high-pressure unit can constructively in a common component or in several Lines connected components can be arranged.

Weiterhin ist eine Ausführungsform der Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß an der Vordruck-Railchamber eine oder mehrere Kraftstoffpumpen angeordnet sind.Furthermore, an embodiment of the device is thereby characterized in that one or more on the pre-printed Railchamber Fuel pumps are arranged.

Ebenso ist es möglich, an jedem Arbeitszylinder ein oder mehrere Hochdruckmodule anzuordnen.It is also possible to have one or more on each cylinder Arrange high pressure modules.

In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, die für eine Zylindergruppe oder für alle Zylinder der Mehrzylinder-Kraft maschine gemeinsame Vordruck-Railchamber und die für eine Zylindergruppe oder für alle Zylinder der Mehrzylinder-Kraftmaschine gemeinsame Rücklauf-Railchamber als zwei Kammern in einer gemeinsamen Baueinheit auszuführen. Dabei werden bedarfsweise bei der Ausführung von Vordruck- und Rücklauf-Railchamber als zwei Kammern einer gemeinsamen Railchamber in der Trennwand zwischen den Kammern eine oder mehrere das hysterese- und schwingungsfreie Konstanthalten des Vordrucks sichernde Druckbegrenzungsventile angeordnet. In a further embodiment of the device it is provided that for a cylinder group or for all cylinders of the multi-cylinder force machine common form Railchamber and the one Cylinder group or for all cylinders of the multi-cylinder engine common return railchamber as two chambers in one execute common structural unit. If necessary, the Execution of pre-pressure and return railchambers as two chambers a common railchamber in the partition between the Chamber one or more of the hysteresis and vibration free Pressure relief valves ensuring constant upstream pressure arranged.

Vorteilhaft ist die Anordnung des Hochdruckmoduls in einer thermisch isolierenden Hülse. Diese Hülse kann bei Erfordernis auch mit einem Kühlmedium betrieben werden und weist dazu einen Kühlmediumzulauf und einen Kühlmediumablauf auf.The arrangement of the high-pressure module in a thermal is advantageous insulating sleeve. This sleeve can also be used with a Coolant are operated and has a coolant inlet and a cooling medium drain.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß mit ihr ein drehzahlunab hängiger Hochdruck verfügbar ist, der jedoch nicht ständig sondern nur in Verbindung mit einem unmittelbaren Kraftstoffeinspritzvorgang erzeugt wird.The advantages of the invention are that with it a speed independent pending high pressure is available, which is however not always but only in Generated connection with an immediate fuel injection process becomes.

Die Erfindung erlaubt es, die konstruktive Ausführung und Steuerung des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems mit den vorteilhaften Eigenschaften eines modernen Common-Rails zu verbinden. Dabei werden ein gemeinsamer Vordruck-Railchamber für alle oder für einzelne Gruppen von Arbeitszylindern einer Mehrzylinder-Kraftmaschine sowie gesteuerte Ventile in direktem funktionalem Zusammenhang mit Einspritzdüsen betrieben. Ein entscheidender Vorteil der gefundenen Lösung besteht darin, daß in der Vordruck-Railchamber nur ein Teil von etwa einem Zehntel des benötigten Maximaldruckes ständig bereitzustellen ist und daß der Maxiinaldruck lediglich als kurzzeitige Druckwelle unmittelbar vor dem Kraftstoffdosieren über die Einspritzdüse mittels Steuerung des jeweiligen Absperrventils vor einer einzelnen oder einer Gruppe von Einspritzdüsen entsteht. Dazu wird das System aus einem Vordruckmodul, der Druckversorgungsanlage, und aus Hochdruckmodulen zusammengesetzt. Der benötigte Hochdruck beträgt im allgemeinem das 8- bis 10fache des Vordruckes. Praktisch wird die erfindungsgemäße technische Lösung dadurch umgesetzt, daß durch den von einer Kraftstoffpumpe erzeugten Vordruck ein Druckspeicher geladen wird, der störende Druckschwankungen bei der aus diesem Druckspeicher erfolgenden Kraftstoffentnahme verhindert. Der Speicher ist als gemeinsames Bauteil in Form einer Vordruck-Railchamber für mehrere daran angeschlossene Hochdruckmodule ausgeführt. Durch definiertes Öffnen der gesteuerten Absperrventile in jeweils einem Hochdruckmodul wird eine Beschleunigung des in der zugehörigen Schwungleitung befindlichen Kraftstoffs bewirkt, der in die Rücklauf-Railchamber zurückgeführt wird. Von der oder den Kraftstoffpumpen wird der Kraftstoff in erster Linie der jeweiligen Rücklauf-Railchamber unter Nutzung des verfügbaren Restdrucks entnommen, wobei dem Kraftstofftank lediglich die dem System über die Einspritzdüsen entzogene Kraftstoffmenge entnommen wird. Durch schlagartiges Schließen der Absperrventile im jeweiligen Hochdruckmodul erfolgt eine Umwandlung des überwiegenden Teils der kinetischen Energie des im Fluß befindlichen Kraftstoffs in Druckenergie. Die bewirkte Druckerhöhung erreicht ein Vielfaches des statischen Vordrucks im Vordruck-Railchamber und pflanzt sich in Form einer Druckwelle in Richtung der einzelnen oder mehrerer an die Schwungleitung des jeweiligen Hochdruckmoduls angeschlossenen Einspritzdüsen fort, wo diese zur Kraftstoffeinspritzung genutzt werden kann.The invention allows the design and control of the Fuel injection system according to the invention with the advantageous Combine the properties of a modern common rail. In doing so a common pre-printed railchamber for all or for individual groups of working cylinders of a multi-cylinder engine and controlled Valves in direct functional connection with injectors operated. A decisive advantage of the solution found is there in that in the pre-printed Railchamber only part of about one Tenths of the required maximum pressure must be made available at all times and that the maximum pressure just as a short-term pressure wave immediately before the fuel metering via the injection nozzle by controlling the respective shut-off valve in front of a single or a group of Injection nozzles are created. The system is made up of a pre-printing module, the pressure supply system, and from high pressure modules composed. The high pressure required is generally that 8 to 10 times the form. The invention is practical technical solution implemented in that by a Fuel pump generated form a pressure accumulator is loaded disruptive pressure fluctuations when from this pressure accumulator prevented fuel withdrawal. The memory is as common component in the form of a pre-printed railchamber for several connected high-pressure modules. By defined Open the controlled shut-off valves in one high-pressure module each becomes an acceleration of that in the associated flywheel located fuel causes in the return railchamber is returned. Of the fuel pump or pumps is the Fuel primarily under the respective return railchamber Use of the available residual pressure removed, the fuel tank only that the system via the Fuel quantity withdrawn from injection nozzles is removed. By suddenly closing the shut-off valves in the respective High pressure module is used to convert the majority of the kinetic energy of the fuel in flow in pressure energy. The pressure increase caused is a multiple of the static Form in the form Railchamber and plants in the form of a Blast wave towards the individual or several at the Flywheel line of the respective high pressure module connected Injectors continue where they are used for fuel injection can.

Bei Einsatz von Schwingungstilgern wird durch diese die erzeugte Druckwelle etwa auf das Niveau des erzeugten Vordrucks abgebaut, um unerwünschte und die Funktion des Einspritzsystems beeinträchtigende Reflexionen zu vermeiden.When using vibration absorbers, the generated one Pressure wave reduced to around the level of the pre-pressure generated undesirable and impairing the function of the injection system To avoid reflections.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment are explained.

In der beiliegenden Zeichnung zeigt dieIn the accompanying drawing, the

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Kraftstoffein spritzsystems für eine Vierzylinder-Kraftmaschine. Fig. 1 is a schematic representation of a fuel injection system for a four-cylinder engine.

Embodiment

Für ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Mehrzylinder-Kraftmaschine wird gemäß Fig. 1 der bereitzustellende Vordruck in Abhängigkeit vom Bedarfskennfeld der betreffenden Arbeitsmaschine über eine Kraftstoffpumpe 3 realisiert, wobei im Kraftstoffbehälter 1 zum Schutz vor Verunreinigungen ein Vorfilter 2 installiert ist. Dieser Vordruck gelangt über eine Zuleitung in eine für alle Zylinder der Arbeitsmaschine gemeinsame Vordruck-Railchamber 4, die mit einem integrierten zusätzlichen Kraftstoff-Feinfilter ausgestattet ist. For a fuel injection system for a multi-cylinder engine, according to FIG. 1, the pre-pressure to be provided is implemented via a fuel pump 3 as a function of the demand map of the work machine in question, a prefilter 2 being installed in the fuel tank 1 to protect it from contamination. This pre-pressure reaches a pre-pressure railchamber 4 which is common to all cylinders of the working machine and which is equipped with an integrated additional fuel fine filter.

Die Vordruck-Railchamber 4 speist die Hochdruckmodule für die einzelnen Arbeitszylinder, die aus Schwungleitung 11, Absperrventil 10, Schwingungstilger 9, Aufnahme der Schwungleitung 12 und Einspritzdüse 13 bestehen. Der Vordruck-Railchamber 4 fungiert nicht nur als Kraftstoffverteilsystem sondern durch seine Dimensionierung zugleich als Druckschwankungen vermindernder Druckspeicher. Bei geöffneten Absperrventilen 10 in den Hochdruckmodulen wird der unter Vordruck stehende Kraftstoff in der Schwungleitung 11 beschleunigt und über eine für alle Arbeitszylinder gemeinsame Rücklauf-Railchamber 6 zur Kraftstoffpumpe 3 zurückgeführt. Die kinetische Energie des sich im Fluß befindlichen Kraftstoffs wird durch schlagartiges Schließen des elektromagnetisch betätigten Absperrventils 10 überwiegend in Druckenergie umgewandelt, die sich in Form einer Druckwelle zur Einspritzdüse 13 sowie zum Schwingungstilger 9 bis an das Ende der Schwungleitung 11 fortsetzt. Durch den Schwingungstilger 9 wird der Druck der Druckwelle zur Vermeidung von unerwünschten Reflexionen zumindest auf das Niveau des Vordrucks gedämpft. Die in der Druckwelle zu verzeichnende Druckhöhe beträgt durchschnittlich bzw. abhängig von der Einspritzmenge etwa das 10fache des eingestellten Vordrucks und wird zur Kraftstoffdosierung in den jeweiligen Arbeitszylinder über die mit der Schwungleitung 11 verbundene Einspritzdüse 13 genutzt. Zwischen der Vordruck-Railchamber 4 und der Rücklauf-Railchamber 6 ist eine Kurzschlußleitung angeordnet, die zum schwingungsarmen Konstanthalten des Vordrucks mit einem Druckbegrenzungsventils 5 ausgestattet ist. Der in der Rücklauf-Railchamber 6 verfügbare Kraftstoffüberdruck wird unmittelbar an der Kraftstoffpumpe 3 dem Vordrucksystem zugeführt. Um das Hochdruckmodul ist zur Geräuschdämmung und zum Wärmeschutz eine Isolierhülse 7 angeordnet, die über einen Kühlmediumzulauf 8a und einen Kühlmediumablauf 8b mit Kühlflüssigkeit durchströmt wird. The pre-pressure railchamber 4 feeds the high-pressure modules for the individual working cylinders, which consist of a flywheel 11 , a shut-off valve 10 , a vibration damper 9 , a receptacle for the flywheel 12 and an injection nozzle 13 . The pre-pressure Railchamber 4 not only functions as a fuel distribution system, but also dimensioned as a pressure accumulator that reduces pressure fluctuations. When the shut-off valves 10 in the high-pressure modules are open, the fuel under pressure is accelerated in the flywheel 11 and returned to the fuel pump 3 via a return railchamber 6 common to all working cylinders. The kinetic energy of the fuel in the flow is mainly converted into pressure energy by suddenly closing the electromagnetically operated shut-off valve 10 , which continues in the form of a pressure wave to the injection nozzle 13 and to the vibration damper 9 to the end of the flywheel 11 . The vibration damper 9 dampens the pressure of the pressure wave to avoid undesired reflections at least to the level of the admission pressure. The pressure level to be recorded in the pressure wave is on average or approximately 10 times the set pre-pressure depending on the injection quantity and is used for metering fuel into the respective working cylinder via the injection nozzle 13 connected to the flywheel 11 . A short-circuit line is arranged between the upstream railchamber 4 and the return railchamber 6 and is equipped with a pressure-limiting valve 5 for keeping the upstream pressure constant with little vibration. The fuel overpressure available in the return railchamber 6 is fed directly to the fuel pump 3 to the admission pressure system. An insulating sleeve 7 is arranged around the high-pressure module for noise insulation and for heat protection, through which cooling liquid flows through a cooling medium inlet 8 a and a cooling medium outlet 8 b.

Reference list

11

Kraftstoffbehälter
Fuel tank

22nd

Vorfilter
Prefilter

33rd

Kraftstoffpumpe
Fuel pump

44th

Vordruck-Railchamber
Form Railchamber

55

Druckbegrenzungsventil
Pressure relief valve

66

Rücklauf-Railchamber
Return railchamber

77

Isolierhülse
Insulating sleeve

88th

a Kühlmedium-Zulauf
a Coolant supply

88th

b Kühlmedium-Ablauf
b Coolant outlet

99

Schwingungstilger
Vibration damper

1010th

Absperrventil
Shut-off valve

1111

Schwungleitung
Swing line

1212th

Aufnahme der Schwungleitung
Inclusion of the swing line

1313

Einspritzdüse
Injector

Claims

1. Method for fuel injection in multi-cylinder engines by generating a fuel admission pressure to deliver the fuel in a flywheel line for the purpose of using the pressure surge principle by means of a shut-off valve in the flywheel line, each injection nozzle assigned to a shutoff valve being supplied with the pressure surge and the fuel not passing through the injection nozzle the open shut-off valve is returned to the fuel pump via a return line, characterized in that
that the fuel pump ( 3 ) conveys the fuel with a pre-pressure into a pre-pressure rail chamber ( 4 ) which is common to several engine cylinders and which only corresponds to a fraction of the required injection pressure,
that the fuel is transferred from the pre-pressure railchamber ( 4 ) via pressure limiting valves ( 5 ) to the return railchamber ( 6 ) common to several engine cylinders when the set pressure is exceeded,
that a swing line ( 11 ) between the pre-pressure rail chamber ( 4 ) and the return rail chamber ( 6 ) is used for each shut-off valve ( 10 ),
that at least one injection nozzle ( 13 ) is actuated for each shut-off valve ( 10 ) in the respective swing line ( 11 ),
that the pressure surge occurring when a shut-off valve ( 10 ) is closed is used for metering the fuel via the respective injection nozzle ( 13 ) and
that the fuel flowing back when the shut-off valve ( 10 ) is fed into the common return railchamber ( 6 ) for several engine cylinders.

2. The method according to claim 1, characterized in that the energy of the fuel stored in the return rail chamber ( 6 ) is used for the fuel delivery system.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the swing line ( 11 ) is operated in conjunction with devices for vibration damping ( 9 ).

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that several fuel pumps ( 3 ) are used for the production of the form in the form Railchamber ( 4 ).

5. The method according to claim 4, characterized in that the number of fuel pumps to be operated ( 3 ) is selected according to the engine load requirements.

6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that the flywheel ( 11 ), shut-off valve ( 10 ), vibration damper ( 9 ) and injection nozzle ( 13 ) are combined in a high pressure unit.

7. The method according to claim 6, characterized in that the high pressure unit with a jacket opposite the Engine operated thermally isolated and / or by a Cooling medium is cooled.

8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that the shut-off valve ( 10 ) is operated electromagnetically.

9. The method according to claims 1 to 7, characterized in that the shut-off valve ( 10 ) is operated mechanically.

10. Device for performing the method according to claims 1 to 9, consisting of fuel pumps, flywheel with shut-off valve and return line to the fuel supply system, characterized in that
that between a fuel pump ( 3 ) and a flywheel line ( 11 ) a common for a cylinder group or for all cylinders of the multi-cylinder engine is arranged pre-pressure railchamber ( 4 ),
that between the flywheel line ( 11 ) and the fuel supply system, a common return railchamber ( 6 ) is arranged for a cylinder group or for all cylinders of the multi-cylinder engine and
that one or more pressure relief valves ( 5 ) are arranged between the upstream and return railchambers ( 4 , 6 ).

11. The device according to claim 10, characterized in that the swing line ( 11 ), shut-off valve ( 10 ), vibration damper ( 9 ) and injection nozzle ( 13 ) are arranged in a common high-pressure module.

12. Device according to claims 10 and 11, characterized in that one or more injection nozzles are arranged in each high-pressure module between the pre-pressure rail chamber ( 4 ) and the return rail chamber ( 6 ).

13. Device according to claims 10 to 12, characterized in that the shut-off valve ( 10 ) and the injection nozzles ( 13 ) of a high-pressure unit are structurally arranged in a common component or in a plurality of components connected by lines.

14. Device according to claims 10 to 13, characterized in that one or more fuel pumps ( 3 ) are arranged on the pre-pressure rail chamber ( 4 ).

15. The device according to claims 10 to 14, characterized characterized in that one or more per cylinder High pressure modules are arranged.

16. Device according to claims 10 to 15, characterized in that the common for a cylinder group or for all cylinders of the multi-cylinder engine pre-pressure rail chamber ( 4 ) and the common for a cylinder group or for all cylinders of the multi-cylinder engine return Rail chamber ( 6 ) are arranged as two chambers in a common structural unit.

17. The apparatus according to claim 16, characterized in that when executing the pre-pressure and return rail chamber ( 4 and 6 ) as two chambers of a common rail chamber in the partition between the chambers one or more ensuring the hysteresis and vibration-free constant of the pre-pressure Pressure relief valves ( 5 ) are arranged.

18. The apparatus according to claim 11, characterized in that the high pressure module is arranged in a thermally insulating sleeve ( 7 ).

19. The apparatus according to claim 11 and 18, characterized in that the high pressure module is arranged in a sleeve operated with cooling medium with cooling medium inlet ( 8 a) and cooling medium outlet ( 8 b).