DE19742180C2 - Injection system for an internal combustion engine and method for regulating an injection system - Google Patents
Injection system for an internal combustion engine and method for regulating an injection systemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so wie ein Verfahren zum Regeln eines Einspritzsystems für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.The invention relates to an injection system for a Internal combustion engine according to the preamble of claim 1 so like a method of regulating an injection system for a Internal combustion engine according to the preamble of claim 5.
Bei Brennkraftmaschinen, die mit einem Common-Rail- Einspritzsystem betrieben werden, kommt es häufig zu einer Dampfblasenbildung im Hochdruckspeicher, wenn die Brennkraft maschine im heißgefahrenen Zustand abgestellt wird. Um beim nächsten Anlaßvorgang im Hochdruckspeicher einen Kraftstoff druck zu erzeugen, der für ein Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzventile notwendig ist, muß das von den Dampfbla sen im Hochdruckspeicher eingenommene Volumen wieder mit Kraftstoff gefüllt werden. Hierbei muß ein Anlasser der Brennkraftmaschine und die von der Kurbelwelle angetriebene Hochdruckpumpe mehrere Umdrehungen durchdrehen, bis die Hoch druckpumpe ausreichend Kraftstoff in den Hochdruckspeicher gefördert hat, um die Dampfblasen zu verdrängen. Erst dann beginnt der Druck im Hochdruckspeicher, wieder auf den zur Kraftstoffeinspritzung notwendigen Wert anzusteigen. Die Brennkraftmaschine springt also nur verzögert an.In internal combustion engines that use a common rail Injection system are operated, there is often a Vapor formation in the high pressure accumulator when the internal combustion engine machine is switched off when it is hot. To at next starting process in the high-pressure accumulator a fuel generate pressure for a fuel injection by the injection valves is necessary, the must from the steam bl volume in the high-pressure accumulator Fuel to be filled. Here a starter must Internal combustion engine and the one driven by the crankshaft Turn the high pressure pump several turns until the high pressure pump sufficient fuel in the high pressure accumulator has promoted to displace the vapor bubbles. Only begins the pressure in the high pressure accumulator, back to the Fuel injection necessary value to rise. The The internal combustion engine therefore only starts up with a delay.
In der DE 195 39 883 A1 wird ein Common-Rail- Einspritzsystem beschrieben, bei dem eine elektrisch ange triebene Vorförderpumpe eingesetzt wird, deren Förderstrom vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine unbeeinflußt ist. Weiterhin ist zwischen der Vorförderpumpe und dem Vordruck- Regelventil ein ansteuerbares Schaltventil eingesetzt, das während des Anlaßvorgangs der Brennkraftmaschine geschlossen ist, um kurzzeitig den Vordruck im Kraftzulauf zur Hochdruck pumpe zu erhöhen und damit den von der Vorförderpumpe geför derten Kraftstoff direkt durch die Hochdruckpumpe hindurch in den Hochdruckspeicher zu fördern. Da die Vorförderpumpe einen wesentlich höheren Kraftstoffstrom erzeugt als die Hochdruck pumpe beim Anlaßvorgang, werden die Dampfblasen im Hochdruck speicher schnell aufgefüllt, und die Anspringverzögerung der Brennkraftmaschine wird verkürzt.DE 195 39 883 A1 describes a common rail Injection system described in which an electrically driven feed pump is used, the flow is unaffected by the operating state of the internal combustion engine. Furthermore, between the pre-feed pump and the pre-pressure Control valve used a controllable switching valve that closed during the starting process of the internal combustion engine is, for a short time the pre-pressure in the power supply to the high pressure to increase the pump and thus the risk of the pre-feed pump fuel directly through the high pressure pump to promote the high pressure accumulator. Since the pre-feed pump one generates significantly higher fuel flow than high pressure pump during the starting process, the steam bubbles are at high pressure memory quickly replenished, and the start delay of the Internal combustion engine is shortened.
Für die mechanisch von der Kurbelwelle der Brennkraft maschine angetriebene Hochdruckpumpe muß weiterhin während ihres Betriebs für eine Kühlung und Schmierung gesorgt wer den. Hierzu wird im allgemeinen Kraftstoff aus der Kraft stoffzuleitung des Einspritzsystems im Bereich zwischen der Vorförderpumpe und der Hochdruckpumpe abgezweigt und der Hochdruckpumpe zur Schmierung und Kühlung zugeführt. Bei der Verwendung einer mechanischen Vorförderpumpe, die wie die Hochdruckpumpe von der Kurbelwelle des Motors angetrieben wird, ergibt sich das Problem, daß, wenn ein Teil des von der Vorförderpumpe geförderten Kraftstoffs zur Schmierung und Kühlung der Hochdruckpumpe abgezweigt wird, der Vordruck wäh rend des Anlaßvorgangs nicht so weit erhöht werden kann, daß die Vorförderpumpe durch die Hochdruckpumpe hindurch Kraft stoff direkt in den Hochdruckspeicher zum schnellen Verdrän gen der Dampfblasen fördert und damit für eine Verkürzung des Anlaßvorgangs sorgt. Wird aus diesem Grund anstelle der me chanischen eine elektrische Vorförderpumpe eingesetzt, so führt dies jedoch aufgrund des schlechteren Wirkungsgrades der elektrischen Vorförderpumpe zu einem höheren Energiever brauch des Einspritzsystems.For the mechanical of the crankshaft of the internal combustion engine machine driven high pressure pump must continue during cooling and lubrication in your company the. For this purpose, fuel is generally generated from the power injection system in the area between the Branch pump and the high pressure pump branched off and the High pressure pump supplied for lubrication and cooling. In the Using a mechanical feed pump that works like that High pressure pump driven by the engine crankshaft the problem arises that if part of the Feed pump for fuel and lubrication Cooling of the high pressure pump is branched off, the admission pressure can not be increased to the extent that force the pre-feed pump through the high pressure pump fabric directly into the high-pressure accumulator for quick displacement promotes the vapor bubbles and thus for a shortening of the Starting process. For this reason, instead of me an electrical pre-feed pump is used, so however, this leads to poorer efficiency the electric feed pump to a higher energy supply need the injection system.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Einspritzsystem mit einer Hochdruckpumpe bereitzustellen, das sich durch eine einfache Auslegung der Schmierung und Kühlung der Hochdruckpumpe und einen kurzen Anlaßvorgang auszeichnet und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Einspritzsy stems.The object of the present invention is therefore a Providing injection system with a high pressure pump that through a simple design of the lubrication and cooling the high pressure pump and a short starting process and a method for operating such an injection system stems.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhän gigen Ansprüchen offenbart.This object is achieved by the features of claims 1 and 5 solved. Preferred embodiments are in the depend claims disclosed.
Das Einspritzsystem gemäß Anspruch 1 weist eine Vorför derpumpe auf, die mittels einer von der Kraftstoffleitung zur Hochdruckpumpe abzweigenden Zuführung die Hochdruckpumpe zu sätzlich mit Kraftstoff zur Schmierung und Kühlung versorgt, wobei eine zusätzliche Regelvorrichtung in der Zuführung im Zusammenspiel mit dem Vordruck-Regelventil und dem Hochdruck- Regelventil dafür sorgt, daß die Zuführung während des Anlaß vorgangs der Brennkraftmaschine unterbrochen ist. Durch diese Ausgestaltung des Einspritzsystems sowie das im Anspruch 5 angegebene Verfahren zum Betreiben eines solchen Einspritzsy stems wird ein Druck im Kraftstoffzulauf zur Hochdruckpumpe während des Anlaßvorgangs erzeugt, bei dem die Vorförderpum pe, die über ein größeres Fördervolumen verfügt als die Hoch druckpumpe, durch die Hochdruckpumpe hindurch gegen den Wi derstand ihrer Saug- und Druckventile Kraftstoff direkt in den Hochdruckspeicher zum Verdrängen der Dampfblasen fördert und somit den Anlaßvorgang verkürzt. Während des Anlaßvor gangs reicht der noch von einem früheren Betrieb der Hoch druckpumpe in der Zuführung vorhandene Kraftstoff zur Schmie rung und Kühlung der Hochdruckpumpe aus.The injection system according to claim 1 has a Vorför the pump, which by means of a from the fuel line to High pressure pump branching feed the high pressure pump additionally supplied with fuel for lubrication and cooling, with an additional control device in the feed in Interaction with the upstream pressure control valve and the high pressure Control valve ensures that the feeder during the start process of the internal combustion engine is interrupted. Through this Design of the injection system and that in claim 5 specified method for operating such an injection system A pressure in the fuel supply to the high-pressure pump becomes constant generated during the starting process in which the prefeed pump pe, which has a larger funding volume than the Hoch pressure pump, through the high pressure pump against the Wi the status of their suction and pressure valves fuel directly in promotes the high pressure accumulator to displace the vapor bubbles and thus shortens the starting process. During the event In the beginning it ranges from a previous operation of the Hoch pressure pump fuel available in the feed to Schmie tion and cooling of the high pressure pump.
Gemäß der im Anspruch 2 offenbarten bevorzugten Ausfüh rungsform ist die zusätzliche Regelvorrichtung an die Kraft stoffleitung nach dem Vordruck-Regelventil angeschlossen, wo bei die Zuführung zur Hochdruckpumpe zwischen dem Vordruck- Regelventil und der zusätzlichen Regelvorrichtung abzweigt. Bei diesem Aufbau muß nur das Vordruck-Regelventil ansteuer bar ausgelegt werden, um die während des Anlaßvorgangs die Zuführung bis zum Erreichen des maximalen Vordrucks zu unter brechen.According to the preferred embodiment disclosed in claim 2 The additional control device for the force is the form material line connected after the pre-pressure control valve where with the supply to the high pressure pump between the pre-pressure Control valve and the additional control device branches. With this construction, only the upstream pressure control valve has to be activated bar to be designed to the during the starting process Feed to below the maximum pre-pressure break.
Gemäß der im Anspruch 3 angegebenen Ausführungsform kann zur Optimierung des Regelverhaltens ein zusätzliches Durch flußquerschnitt-Regelventil vor der Hochdruckpumpe vorgesehen werden, das mit dem Vordruck-Regelventil in einer Wirkverbin dung steht, so daß ausschließlich das Durchflußquerschnitt- Regelventil zur Regelung des Einspritzsystems angesteuert werden muß.According to the embodiment specified in claim 3 can an additional through to optimize the control behavior flow control valve provided in front of the high pressure pump be that with the pre-pressure control valve in an effective connection dung stands so that only the flow cross-section Control valve for controlling the injection system controlled must become.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the figures. Show it:
Fig. 1 ein Einspritzsystem gemäß einer ersten Aus führungsform der Erfindung; FIG. 1 is an injection system according to a first imple mentation of the invention;
Fig. 2 ein Einspritzsystem gemäß einer zweiten Aus führungsform der Erfindung; Figure 2 shows an injection system according to a second embodiment of the invention.
Fig. 3 ein Einspritzsystem gemäß eine dritten Aus führungsform der Erfindung; Fig. 3 shows an injection system according to a third embodiment of the invention;
Fig. 4 ein Einspritzsystem gemäß einer vierten Aus führungsform der Erfindung und Fig. 4 is an injection system according to a fourth embodiment of the invention and
Fig. 5 Diagramme eines Anlaßvorgangs mit einem er findungsgemäßen Einspritzsystem. Fig. 5 diagrams of a starting process with an injection system according to the invention.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Einspritzsy stems gemäß einer ersten Ausführungsform, bei der Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 10 über eine Kraft stoffleitung 11 durch eine mechanisch, vorzugsweise über eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angetriebene Vorförder pumpe 20 angesaugt und durch die Vorförderpumpe 20 zu einer mechanisch ebenfalls vorzugsweise über die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetriebenen Hochdruckpumpe 30 gefördert wird. Die Hochdruckpumpe 30 verdichtet den Kraftstoff und speist ihn unter hohem Druck in einen Hochdruckspeicher 40 ein. Der Hochdruckspeicher 40 steht mit Injektoren 50 (nur einer gezeigt) in Verbindung, über die der Kraftstoff in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Zwi schen der Vorförderpumpe 20 und der Hochdruckpumpe 40 ist in der Kraftstoffleitung 11 ein Durchflußquerschnitt-Regelventil 70 angeordnet, um den Volumenstrom zur Hochdruckpumpe 30 be darfsabhängig regeln zu können. Fig. 1 shows schematically the structure of an injection system according to a first embodiment, in which fuel from a fuel reservoir 10 via a fuel line 11 through a mechanically, preferably via a crankshaft of an internal combustion engine driven pre-feed pump 20 and through the pre-feed pump 20 to a mechanical is also preferably conveyed via the crankshaft of the internal combustion engine driven high pressure pump 30 . The high-pressure pump 30 compresses the fuel and feeds it into a high-pressure accumulator 40 under high pressure. The high-pressure accumulator 40 is connected to injectors 50 (only one shown), via which the fuel is injected into a combustion chamber of the internal combustion engine. Between the pre-feed pump 20 and the high pressure pump 40 , a flow cross-section control valve 70 is arranged in the fuel line 11 in order to be able to regulate the volume flow to the high pressure pump 30 as required.
Das Durchflußquerschnitt-Regelventil 70 weist einen Ak tor 71 auf, der vorzugsweise als Magnet ausgebildet ist. Der Aktor 71 wirkt direkt auf ein Durchflußquerschnitt- Schließglied 72 des Durchflußquerschnitt-Regelventils 70 ein, das einen von der Vorförderpumpe 20 kommenden Kraftstoffzu lauf mit einem zu der Hochdruckpumpe 30 führenden Kraftstoff ablauf verbindet. Weiterhin ist das Durchflußquerschnitt- Regelventil 70 mit einer Rückstelleinrichtung 73, vorzugswei se einer Federeinrichtung, versehen, die das Durchflußquer schnitt-Schließglied 72 in seine Ausgangsstellung bringt. In dieser Ausgangsstellung ist der Durchflußquerschnitt zwischen dem Kraftstoffzulauf und dem Kraftstoffablauf geschlossen. Wird der Aktor 71 jedoch betätigt, so wird das Durchflußquer schnitt-Schließglied 72 gegen die Rückstelleinrichtung 73 be wegt und damit der Durchflußquerschnitt zwischen dem Kraft stoffzulauf und dem Kraftstoffablauf geöffnet und die Hoch druckpumpe 30 mit Kraftstoff versorgt.The flow cross-section control valve 70 has an Ak tor 71 , which is preferably designed as a magnet. The actuator 71 acts directly on a flow cross-section closing element 72 of the flow cross-section control valve 70 , which connects a fuel feed coming from the pre-feed pump 20 with a fuel run leading to the high pressure pump 30 . Furthermore, the flow cross-section control valve 70 is provided with a resetting device 73 , preferably a spring device, which brings the flow cross-section closing member 72 into its initial position. In this initial position, the flow cross section between the fuel inlet and the fuel outlet is closed. If the actuator 71 is actuated, however, the flow cross-section closing member 72 is moved against the resetting device 73 and thus the flow cross-section between the fuel inlet and the fuel outlet is opened and the high pressure pump 30 is supplied with fuel.
Der Hochdruckspeicher 40 ist über eine Kraftstoffrück leitung 13 an dem Kraftstoffvorratsbehälter 10 angeschlossen. In der Kraftstoffrückleitung 13 ist ein Hochdruck-Regelventil 80 angeordnet, mit dem sich der Druck im Hochdruckspeicher 40 regeln läßt. Das Hochdruck-Regelventil 80 weist ein Druck schließglied 82 auf, das von einer Rückstelleinrichtung 83, vorzugsweise einer Federvorrichtung, mit einem Haltedruck be legt ist und in seiner Ausgangsstellung die Rückleitung 13 verschließt. Am Hochdruck-Regelventil 80 ist weiterhin ein Aktor 81 angeordnet, mit dem sich der Haltedruck der Rück stelleinrichtung 83 entsprechend der gewünschten Betriebsbe dingung der Brennkraftmaschine einstellen läßt.The high pressure accumulator 40 is connected via a fuel return line 13 to the fuel tank 10 . A high-pressure control valve 80 is arranged in the fuel return line 13 , with which the pressure in the high-pressure accumulator 40 can be controlled. The high-pressure control valve 80 has a pressure closing member 82 , which is from a resetting device 83 , preferably a spring device, with a holding pressure be and closes the return line 13 in its starting position. On the high-pressure control valve 80 , an actuator 81 is also arranged, with which the holding pressure of the return adjusting device 83 can be set in accordance with the desired operating condition of the internal combustion engine.
Nach der Vorförderpumpe 20 und vor dem Durchflußquer schnitt-Regelventil 70 zweigt eine weitere Kraftstoffrücklei tung 12 von der Kraftstoffleitung 11 ab, die an den Kraft stoffvorratsbehälter 10 angeschlossen ist. In der Kraft stoffrückleitung 12 ist ein Vordruck-Regelventil 60 angeord net, mit dem sich der Kraftstoffdruck auf den Volumenstrom nach der Vorförderpumpe 20 einstellen und überschüssiger Kraftstoff über die Kraftstoffrückleitung in den Kraftstoff vorratsbehälter 10 rückführen läßt. Das Vordruck-Regelventil 60 weist ein von einer Rückstelleinrichtung 63, vorzugsweise eine Federeinrichtung, mit einem Haltedruck belegtes Druck schließglied 62 auf, das in seiner Ausgangsstellung die Kraftstoffrückleitung 12 verschließt. Zur Einstellung des Haltedrucks auf die Rückstelleinrichtung 63 ist weiterhin ein ansteuerbarer Aktor 61 am Vordruck-Regelventil 60 angeordnet.After the pre-feed pump 20 and before the flow cross-section control valve 70 branches a further fuel return line 12 from the fuel line 11 , which is connected to the fuel tank 10 . In the fuel return line 12 is a pre-pressure control valve 60 angeord net with which the fuel pressure can be adjusted to the volume flow after the pre-feed pump 20 and excess fuel can be returned to the fuel reservoir 10 via the fuel return line. The admission pressure control valve 60 has a closing element 62 , which is occupied by a resetting device 63 , preferably a spring device, with a holding pressure and which closes the fuel return line 12 in its starting position. To set the holding pressure on the resetting device 63 , a controllable actuator 61 is also arranged on the upstream pressure control valve 60 .
Zwischen der Vorförderpumpe 20 und dem Durchflußquer schnitt-Regelventil 70 ist außerdem eine Verbindungsleitung 14 an die Kraftstoffleitung 11 angeschlossen, um der mecha nisch angetriebenen Hochdruckpumpe 30 Kraftstoff zur Schmie rung und Kühlung zuzuführen. Die Verbindungsleitung 14 kann dabei zusammen mit der Rückleitung 12 von der Kraftstofflei tung 11 abzweigen. Auf der Zulaufseite zur Hochdruckpumpe 30 sind in der Verbindungsleitung 14 weiterhin nacheinander ein Regelventil 90 und eine Spüldrossel 95 angeordnet. Das Regel ventil 90 weist ein Druckschließglied 92 auf, das von einer Rückstelleinrichtung 93 mit einem Haltedruck belegt ist. Das Druckschließglied 92 ist dabei so angeordnet, daß es in sei ner Ausgangsstellung die Verbindungsleitung 14 verschließt. Weiterhin ist das Regelventil mit einem Aktor 91 versehen, über den sich der Haltedruck der Rückstelleinrichtung 93 ein stellen läßt. Das Regelventil 90 besitzt jedoch einen gerin geren Haltedruck und eine geringere Steigung des Druckabfalls über seinem Durchfluß als das Vordruck-Regelventil 60, um über den gesamten Betriebsbereich der Hochdruckpumpe 30 für eine Schmierung und Kühlung mit Kraftstoff zu sorgen. Der Kraftstoffstrom zur Kühlung und Schmierung wird weiter durch die Spüldrossel 95 eingestellt. Um einen geschlossenen Schmier- und Kühlkreislauf zu bilden, ist die Verbindungslei tung 14 auf der Ablaufseite der Hochdruckpumpe 30 an den Kraftstoffvorratsbehälter 10, vorzugsweise über die Rücklei tung 13, angeschlossen.Between the pre-feed pump 20 and the flow cross-section control valve 70 , a connecting line 14 is also connected to the fuel line 11 in order to supply the mechanically driven high pressure pump 30 with fuel for lubrication and cooling. The connecting line 14 can branch off together with the return line 12 from the fuel line 11 . On the inlet side to the high-pressure pump 30 , a control valve 90 and a flushing throttle 95 are further arranged in succession in the connecting line 14 . The control valve 90 has a pressure closing member 92 , which is occupied by a restoring device 93 with a holding pressure. The pressure closing member 92 is arranged so that it closes the connecting line 14 in its initial position. Furthermore, the control valve is provided with an actuator 91 , via which the holding pressure of the reset device 93 can be set. However, the control valve 90 has a lower holding pressure and a smaller increase in the pressure drop over its flow than the pre-pressure control valve 60 in order to provide lubrication and cooling with fuel over the entire operating range of the high-pressure pump 30 . The fuel flow for cooling and lubrication is further adjusted by the purge throttle 95 . In order to form a closed lubrication and cooling circuit, the connecting line 14 on the outlet side of the high-pressure pump 30 is connected to the fuel reservoir 10 , preferably via the return line 13 .
Das in Fig. 1 gezeigte Einspritzsystem wird folgender maßen betrieben: Abhängig von der Drehzahl der Brennkraftma schine und dem Fahrerwunsch wird der Kraftstoff über die In jektoren 50 in die Brennkammer eingespritzt und werden die Einstellung der Aktoren 61, 71, 81, 91 der Regelventile 60, 70, 80, 90 vorgenommen. In der Ausgangsposition ist die Kraftstoffleitung 11 zwischen der Vorförderpumpe 20 und der Hochdruckpumpe 30 durch das Durchflußquerschnitt-Regelventil 70 unterbrochen. Gleichzeitig sind die Rückleitungen 12, 13 in den Kraftstoffvorratsbehälter 10 über das Vordruckregel ventil 60 und das Hochdruckregelventil 80 sowie die Verbin dungsleitung 14 über das Regelventil 90 geschlossen.The injection system shown in FIG. 1 is operated as follows: depending on the speed of the internal combustion engine and the driver's request, the fuel is injected into the combustion chamber via the injectors 50 and the actuators 61 , 71 , 81 , 91 of the control valves 60 are set , 70 , 80 , 90 . In the starting position, the fuel line 11 between the prefeed pump 20 and the high pressure pump 30 is interrupted by the flow cross-section control valve 70 . At the same time, the return lines 12 , 13 in the fuel tank 10 via the admission pressure control valve 60 and the high pressure control valve 80 and the connec tion line 14 via the control valve 90 are closed.
In Abhängigkeit von der gewünschten Betriebsbedingung in der Brennkraftmaschine wird die Verbindung zwischen Vorför derpumpe 20 und Hochdruckpumpe 30 über das Durchflußquer schnitt-Regelventil 70 dann geöffnet. Gleichzeitig werden über die Aktoren 61, 81 die Haltedrücke der Rückstelleinrich tungen 63, 83 des Vordruck-Regelventils 60 und des Hochdruck- Regelventils 80 eingestellt, um einen gewünschten Vordruck auf den Kraftstoffstrom nach der Vorförderpumpe 20 und einen gewünschten Druck im Hochdruckspeicher 40 zu erzeugen. Das Durchflußquerschnitt-Regelventil 70 und das Vordruck- Regelventil 60 werden dabei vorzugsweise so angesteuert, daß sich mit einer Vergrößerung des Volumenstroms eine Vordruc kerhöhung auf der Zulaufseite der Hochdruckpumpe 30 ein stellt, so daß sich eine progressiv steigende Steuerungskenn linie des Volumenstroms über seiner Ansteuergröße und damit eine hohe Regelgüte unter geringem Energieverbrauch der Vor förderpumpe 20 ergibt.Depending on the desired operating condition in the internal combustion engine, the connection between Vorför derpump 20 and high pressure pump 30 through the flow cross-section control valve 70 is then opened. At the same time, the holding pressures of the return devices 63 , 83 of the admission pressure control valve 60 and of the high pressure control valve 80 are set via the actuators 61 , 81 in order to generate a desired admission pressure to the fuel flow after the pre-feed pump 20 and a desired pressure in the high pressure accumulator 40 . The flow cross-section control valve 70 and the admission pressure control valve 60 are preferably controlled in such a way that an increase in the volume flow causes an increase in the admission pressure on the inlet side of the high pressure pump 30 , so that a progressively increasing control characteristic of the volume flow over its actuation variable and so that a high control quality with low energy consumption of the feed pump 20 results.
Der Haltedruck der Rückstelleinrichtung 93 auf das Druckschließglied 92 des Regelventils 90 ist weiterhin so eingestellt, daß bereits ein geringer Druck nach der Vorför derpumpe 20 genügt, um die Verbindungsleitung 14 zu öffnen und die Hochdruckpumpe 30 mit Kraftstoff zur Schmierung und Kühlung zu versorgen. Da eine mechanisch angetriebene Vorför derpumpe eingesetzt wird, die an die Kurbelwelle der Brenn kraftmaschine angeschlossen ist, kann ein ausreichendes För dervolumen sowohl zur Kraftstoffzufuhr in den Hochdruckspei cher 40 über die Hochdruckpumpe 30 als auch zur Schmierung und Kühlung der Hochdruckpumpe erzielt werden. Die Hochdruck pumpe 30 ist beispielsweise mit einem Hubvolumen von 0,6 cm3 und die Vorförderpumpe 20 mit einem Hubvolumen von 1,2 cm3 ausgelegt.The holding pressure of the reset device 93 on the pressure closing member 92 of the control valve 90 is further adjusted so that a low pressure after the Vorför derpump 20 is sufficient to open the connecting line 14 and to supply the high pressure pump 30 with fuel for lubrication and cooling. Since a mechanically driven Vorför derpump is used, which is connected to the crankshaft of the internal combustion engine, a sufficient För dervolume can be achieved both for supplying fuel in the high-pressure accumulator 40 via the high-pressure pump 30 and for lubricating and cooling the high-pressure pump. The high pressure pump 30 is designed, for example, with a stroke volume of 0.6 cm 3 and the prefeed pump 20 with a stroke volume of 1.2 cm 3 .
Wenn die Brennkraftmaschine im heißgelaufenen Zustand abgestellt wird, können im Hochdruckspeicher 40 Dampfblasen entstehen. Das von diesen Dampfblasen eingenommene Volumen muß dann beim nächsten Anlaßvorgang der Brennkraftmaschine wieder mit Kraftstoff aufgefüllt werden, bis sich ein ausrei chender Druck im Hochdruckspeicher einstellt, um den Ein spritzvorgang in die Brennkraftmaschine beginnen zu können. Um die Zeit zu verkürzen, die notwendig ist, ausreichend Kraftstoff zur Dampfblasenverdrängung einzuspeisen, wird der folgende, anhand der Diagramme in Fig. 5 beschriebene Anlaß vorgang bei der Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 ausgeführt: Nach dem Anschalten der Brennkraftmaschine entsteht zunächst eine kurze Totzeit (Zeitraum von 0 bis 0') bis die Brenn kraftmaschine ihren Betrieb aufnimmt und die mit der Brenn kraftmaschine über die Kurbelwelle angetriebene Vorförderpum pe 20 beginnt, Kraftstoff zu fördern. Das Durchflußquer schnitt-Regelventil 70 ist über den Aktor 71 so angesteuert, daß der Durchflußquerschnitt voll geöffnet ist. Weiterhin ist das Vordruck-Regelventil 60 durch den Aktor 61 auf maximalem Vordruck, der je nach Auslegung 5 bis 20 bar beträgt, einge stellt. Der Aktor 81 des Hochdruck-Regelventils 80 nimmt eine Position ein, bei der im Hochdruckspeicher 40 ein Mindest druck erzeugt wird, der für den Beginn der Kraftstoffein spritzung über die Injektoren 50 erforderlich ist. Bei diesen Einstellungen der Regelventile fördert die Vorförderpumpe 20 durch die Hochdruckpumpe 30 hindurch Kraftstoff direkt in den Hochdruckspeicher 40, da der Vordruck höher eingestellt ist als der summierte Öffnungsdruck der Einlaß- und Auslaßventile der Hochdruckpumpe. Da sich mit der mechanisch angetriebenen Vorförderpumpe 20 ein höherer Förderstrom als bei der Hoch druckpumpe 30 bzw. einer elektrisch angetriebenen Vorförder pumpe erzielen läßt, werden die Dampfblasen im Hochdruckspei cher 40 schnell aufgefüllt, und somit wird die Anlaßzeit der Brennkraftmaschine verkürzt.If the internal combustion engine is switched off in the hot state, 40 vapor bubbles can arise in the high-pressure accumulator. The volume occupied by these vapor bubbles must then be refilled with fuel during the next starting process of the internal combustion engine until a sufficient pressure in the high-pressure accumulator is set in order to start the injection process into the internal combustion engine. In order to shorten the time that is necessary to feed in sufficient fuel for the displacement of the vapor bubbles, the following starting process, which is described with the aid of the diagrams in FIG. 5, is carried out for the internal combustion engine according to FIG. 1: Period from 0 to 0 ') until the internal combustion engine starts operating and the pre-feed pump 20 driven by the internal combustion engine via the crankshaft begins to deliver fuel. The flow cross section control valve 70 is controlled via the actuator 71 so that the flow cross section is fully open. Furthermore, the upstream pressure control valve 60 is set by the actuator 61 to the maximum upstream pressure, which, depending on the design, is 5 to 20 bar. The actuator 81 of the high-pressure control valve 80 takes a position, a minimum pressure is generated in the high-pressure accumulator 40, the injection for the start of Kraftstoffein is required via the injectors 50th With these settings of the control valves, the pre-feed pump 20 delivers fuel through the high-pressure pump 30 directly into the high-pressure accumulator 40 , since the admission pressure is set higher than the total opening pressure of the inlet and outlet valves of the high-pressure pump. Since with the mechanically driven pre-feed pump 20 a higher flow than the high pressure pump 30 or an electrically driven pre-feed pump can be achieved, the steam bubbles in the high-pressure accumulator 40 are filled up quickly, and thus the starting time of the internal combustion engine is shortened.
Um den Anlaßvorgang weiter zu beschleunigen, ist auch das Regelventil 90 über den Aktor 91 so eingestellt, daß die Rückstelleinrichtung 93 das Druckschließglied 92 mit einem Haltedruck belastet, der dem eingestellten maximalen Vordruck entspricht. Das Regelventil 90 öffnet also erst dann, wenn der Vordruck nach der Vorförderpumpe 20 höher ist als der zum Durchfördern durch die Hochdruckpumpe 30 minimal erforderli che Druck. Während des Anlaßvorgangs bleibt die Verbindungs leitung 14 geschlossen, so daß kein Kraftstoff zur Schmierung und Kühlung der Hochdruckpumpe 30 von der Kraftstoffleitung 11 abgezweigt wird. Da jedoch der Anlaßvorgang nur sehr kurz ist, reicht der noch vom letzten Betrieb der Brennkraftma schine vorhandene Kraftstoff in der Verbindungsleitung 14 aus, um für eine ausreichende Schmierung und Kühlung der Hochdruckpumpe 30 zu sorgen.In order to accelerate the starting process further, the control valve 90 is also set via the actuator 91 so that the resetting device 93 loads the pressure closing member 92 with a holding pressure which corresponds to the set maximum admission pressure. The control valve 90 therefore only opens when the admission pressure after the pre-feed pump 20 is higher than the minimum pressure required for delivery through the high-pressure pump 30 . During the starting process, the connecting line 14 remains closed, so that no fuel for lubricating and cooling the high-pressure pump 30 is branched off from the fuel line 11 . However, since the starting process is only very short, the fuel present in the connecting line 14 from the last operation of the internal combustion engine is sufficient to ensure adequate lubrication and cooling of the high-pressure pump 30 .
Wenn zum Zeitpunkt 1 die Dampfblasen verdrängt sind, be ginnt der Druck im Hochdruckspeicher 40 anzusteigen, bis zum Zeitpunkt 2 der am Hochdruckregelventil 80 festgelegte Min destdruck für den Beginn der Einspritzung erreicht ist. Zwi schen den Zeitpunkten 1 und 2 treten, wie das Diagramm des Drehzahlverlaufs zeigt, bereits Arbeitsprozesse in der Brenn kammer der Brennkraftmaschine ohne Kraftstoffverbrennung auf. Wenn zum Zeitpunkt 2 der Mindestdruck im Hochdruckspeicher erreicht ist, setzt die Einspritzung in die Brennkammer der Brennkraftmaschine ein, wobei im dargestellten Fall die erste Einspritzung nicht zu einer Kraftstoffverbrennung führt und die Brennkraftmaschine damit um einen Zyklus verzögert an springt. Zwischen den Zeitpunkten 2 und 3 beginnt die Dreh zahl bei der Brennkraftmaschine schnell anzusteigen, bis sie zum Zeitpunkt 3 die Soll-Leerlaufdrehzahl erreicht hat. Diese Drehzahl wird dann durch die Regelung der Einspritzmenge über die Injektoren 50 konstant gehalten, bis eine Änderung im Be triebszustand der Brennkraftmaschine bewirkt werden soll.If the vapor bubbles are displaced at the time 1, be begins to rise the pressure in the high pressure accumulator 40, to the time 2 the set at the high-pressure control valve 80 min is achieved least pressure for the start of injection. Between the times 1 and 2 , as the diagram of the speed curve shows, work processes already occur in the combustion chamber of the internal combustion engine without fuel combustion. When the minimum pressure in the high-pressure accumulator is reached at time 2 , the injection begins in the combustion chamber of the internal combustion engine, the first injection not leading to fuel combustion in the illustrated case and the internal combustion engine thus starting to delay one cycle. Between times 2 and 3 , the speed of the internal combustion engine begins to increase rapidly until it has reached the desired idling speed at time 3 . This speed is then kept constant by regulating the injection quantity via the injectors 50 until a change in the operating state of the internal combustion engine is to be effected.
Das Durchflußquerschnitt-Regelventil 70 und das Vor druck-Regelventil 60 werden bis zum Zeitpunkt 3 auf maximal geöffneten Durchflußquerschnitt und maximal möglichen Vor druck gehalten. Da zum Zeitpunkt 1 die Hochdruckpumpe 30 be ginnt, Kraftstoff zu fördern, könnten das Durchflußquer schnitt-Regelventil 70 und das Vordruckregelventil 60 zwar bereits auf eine Position zurückgefahren werden, bei der der Vordruck und Volumenstrom im Zulauf zur Hochdruckpumpe 30 ge rade ausreicht, daß die Hochdruckpumpe ihr maximales Förder volumen erzielt. Weiterhin könnte beim Erreichen des Zeit punktes 2 die Einstellung des Durchflußquerschnitt- Regelventils 70 und des Vordruck-Regelventils 60 weiter so verändert werden, daß der eingestellte Vordruck und Volumen strom im Zulauf zur Hochdruckpumpe 30 nur etwas höher ist als der Bedarf der Injektoren 50, so daß die Hochdruckpumpe stets einen gewissen Kraftstoffüberschuß fördert, der über das Hochdruck-Regelventil 80 abgesteuert wird. Diese möglichen Änderungen in der Einstellung der Regelventile werden jedoch im allgemeinen nicht durchgeführt, da die erforderlich schnelle Nachführung der Regelventile 60, 80 nur sehr schwie rig auszuführen ist.The flow cross-section control valve 70 and the pre-pressure control valve 60 are kept up to time 3 to the maximum open flow cross-section and the maximum possible pre-pressure. Since at time 1 the high pressure pump 30 begins to deliver fuel, the flow cross-section control valve 70 and the admission pressure control valve 60 could already be retracted to a position in which the admission pressure and volume flow in the inlet to the high pressure pump 30 are sufficient that the High pressure pump achieves its maximum delivery volume. Furthermore, when reaching point 2, the setting of the flow cross-section control valve 70 and the admission pressure control valve 60 could be changed further such that the admission pressure and volume flow set in the inlet to the high pressure pump 30 are only slightly higher than the demand of the injectors 50 , so that the high pressure pump always promotes a certain excess fuel, which is controlled by the high pressure control valve 80 . However, these possible changes in the setting of the control valves are generally not carried out, since the required rapid adjustment of the control valves 60 , 80 is very difficult to carry out.
Ab dem Zeitpunkt 1 könnte auch der eingestellte Halte druck am Regelventil 90 vom maximalen Vordruck auf einen Hal tedruck abgesenkt werden, der erforderlich ist, um einen Kraftstoffdurchlauf durch die Verbindungsleitung 14 zu ge währleisten. Es würde dann Kraftstoff aus der Kraftstoffzu leitung 11 über die Verbindungsleitung 14 der Hochdruckpumpe 30 zur Schmierung und Kühlung zugeführt. Zur Vereinfachung der Steuerung wird jedoch die Druckeinstellung am Regelventil 90 synchron mit der Druckeinstellung am Vordruck-Regelventil 60 vorgenommen und erst zum Zeitpunkt 3 auf den zum Kraft stoffdurchlauf durch die Verbindungsleitung 14 notwendigen Minimalwert abgesenkt. Bis zum Zeitpunkt 3 ist der vom letz ten Betrieb der Brennkraftmaschine vorhandene Kraftstoff in der Verbindungsleitung 14 ausreichend, um für eine Kühlung und Schmierung der Hochdruckpumpe 30 zu sorgen.From time 1 , the set holding pressure on the control valve 90 could be reduced from the maximum admission pressure to a holding pressure that is required to ensure a fuel flow through the connecting line 14 . It would then be supplied from the fuel supply line 11 via the connecting line 14 to the high pressure pump 30 for lubrication and cooling. To simplify the control, however, the pressure setting on the control valve 90 is carried out synchronously with the pressure setting on the upstream pressure control valve 60 and is only lowered at time 3 to the minimum value required for fuel flow through the connecting line 14 . Up to the point in time 3 , the fuel present in the connecting line 14 from the last operation of the internal combustion engine is sufficient to ensure cooling and lubrication of the high-pressure pump 30 .
Nach dem zum Zeitpunkt 4 die zum Zeitpunkt 3 ausgelösten Änderungen in der Einstellung des Durchflußquerschnitt- Regelventils 70 und des Vordruck-Regelventils 60 auf eine Po sition durchgeführt ist, bei der der Volumenstrom und Vor druck gerade ausreicht, den Injektorbedarf mit einem gewissen Kraftstoffüberschuß, der durch das Hochdruckregelventil 80 angesteuert wird, zu decken, wird das Durchflußquerschnitt- Regelventil 70 langsam weiter geschlossen. Sobald zum Zeit punkt 5 der zur Aufrechterhaltung des gewünschten Drucks im Hochdruckspeicher 40 erforderliche Volumenstrom unterschrit ten wird, beginnt der Ansteuerwert des Hochdruck-Regelventils 80 anzusteigen, um den gewünschten Druck im Hochdruckspeicher aufrecht erhalten zu können. Mit Hilfe einer Plausibilitäts kontrolle zum Zeitpunkt 6 wird die Regelung des Drucks im Hochdruckspeicher 40 vom Hochdruck-Regelventil 80 auf die Re gelung durch das Durchflußquerschnitt-Regelventil 70 umge schaltet, und das Hochdruck-Regelventil 80 wird im weiteren Betrieb dichtgehalten. Mit diesen Steuerungsvorgängen muß je doch so lange gewartet werden, bis ein hinreichend konstanter Betriebszustand in der Brennkraftmaschine vorliegt. Statt ei ner Druckregelung im Hochdruckspeicher 40 über das Durch flußquerschnitt-Regelventil 70 kann auch eine Druckregelung durch das Hochdruck-Regelventil 80 erfolgen.After the changes triggered at time 4 in time 3 in the setting of the flow cross-section control valve 70 and the admission pressure control valve 60 to a position where the volume flow and pre-pressure is just sufficient, the injector demand with a certain fuel excess, the is controlled by the high pressure control valve 80 to cover, the flow cross-section control valve 70 is slowly closed further. As soon as at point 5 the volume flow required to maintain the desired pressure in the high-pressure accumulator 40 is undercut, the control value of the high-pressure control valve 80 begins to increase in order to be able to maintain the desired pressure in the high-pressure accumulator. With the help of a plausibility check at time 6 , the control of the pressure in the high-pressure accumulator 40 is switched from the high-pressure control valve 80 to the control system by the flow cross-section control valve 70 , and the high-pressure control valve 80 is kept tight during further operation. With these control processes, one has to wait until a sufficiently constant operating state is present in the internal combustion engine. Instead of a pressure control in the high-pressure accumulator 40 via the flow cross-section control valve 70 , pressure control by the high-pressure control valve 80 can also take place.
Um den Anlaßvorgang und dazu die Zeitspanne zwischen Zeitpunkt 0 und Zeitpunkt 1 zu verkürzen, ist es vorteilhaft, den am Vordruck-Regelventil 60 und am Regelventil 90 einge stellten Vordruck so hoch wie möglich auszulegen. Als maxima le Vordruckwerte können hier bis zu 20 bar angelegt werden, ohne daß dies nachteilige Auswirkungen auf den Energiever brauch des Einspritzsystems oder die Haltbarkeit der Vorför derpumpe hat. Grund hierfür ist, daß bei der Brennkraftma schine Betriebszustände, bei denen das Durchflußquerschnitt- Regelventil 70 voll geöffnet und Vordruck durch das Vordruck- Regelventil auf maximalen Wert eingestellt ist, neben dem An laßvorgang nur äußerst selten und kurzfristig auftreten, z. B. dann, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine nahe bei der Nenndrehzahl liegt und die Lastanforderung an die Brennkraft maschine gleichzeitig angehoben wird, so daß der Druck im Hochdruckspeicher 40 auf den für diese höhere Lastanforderung erforderlichen Wert gebracht werden muß. In diesem Fall muß das Durchflußquerschnitt-Regelventil 70 für Sekundenbruchtei le voll geöffnet und der maximale Vordruck am Vordruck- Regelventil 60 eingestellt werden.In order to shorten the starting process and the time span between time 0 and time 1 , it is advantageous to design the pre-pressure set on the upstream pressure control valve 60 and on the control valve 90 as high as possible. Up to 20 bar can be applied as the maximum pre-pressure values without this having an adverse effect on the energy consumption of the injection system or the durability of the pre-pump. The reason for this is that in the internal combustion engine operating states in which the flow cross-section control valve 70 is fully open and the inlet pressure is set to the maximum value by the inlet pressure control valve, in addition to the on-letting process only occur extremely rarely and for a short time, e.g. B. when the speed of the internal combustion engine is close to the nominal speed and the load requirement for the internal combustion engine is raised at the same time, so that the pressure in the high-pressure accumulator 40 must be brought to the value required for this higher load requirement. In this case, the flow cross-section control valve 70 must be fully opened for seconds and the maximum admission pressure at the admission pressure control valve 60 must be set.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Einspritzsystem könnte jedoch auch auf das Durchflußquerschnitt-Regelventil 70, das den Kraftstoffzulauf zur Hochdruckpumpe 30 und damit die Kraftstofförderung in den Hochdruckspeicher 40 bedarfsabhän gig regelt, verzichtet werden. Stattdessen wird das Fördervo lumen in den Hochdruckspeicher 40 durch das Hochdruckregel- Ventil 80 eingestellt.In the injection system shown in Fig. 1, however, could also be dispensed with the flow cross-section control valve 70 , which regulates the fuel supply to the high-pressure pump 30 and thus the fuel delivery in the high-pressure accumulator 40 as required. Instead, the delivery volume is set in the high-pressure accumulator 40 by the high-pressure control valve 80 .
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Einspritz systems, bei dem im folgenden nur auf die Unterschiede zu Fig. 1 eingegangen wird. Beim Einspritzsystem gemäß Fig. 2 ist das Regelventil 90 nach dem Vordruck-Regelventil 60 in der Kraftstoffrückleitung 12 angeordnet. Die Verbindungslei tung 14, über die der Hochdruckpumpe 30 Kraftstoff zur Schmierung und Kühlung zugeführt wird, zweigt von der Kraft stoffrückleitung 12 zwischen dem Vordruck-Regelventil 60 und dem Regelventil 90 ab. Durch diese Anordnung ist eine geson derte Ansteuerung des Regelventils 90 beim Anlaßvorgang, im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1, nicht erfor derlich, da die Verbindungsleitung 14 bereits durch die Ein stellung des Vordruck-Regelventils 60 auf den maximalen Vor druck unterbrochen wird. Das Regelventil 90 ist so voreinge stellt, daß durch die Rückstelleinrichtung 93 ein Haltedruck auf das Schließglied 92 wirkt, der ausreicht, einen Kraft stoffstrom zur Schmierung und Kühlung der Hochdruckpumpe 30 über die Verbindungsleitung 14 während des Betriebs der Hoch druckpumpe zu gewährleisten. Fig. 2 shows a second embodiment of the injection system, in which only the differences from Fig. 1 will be discussed below. In the injection system according to FIG. 2, the control valve 90 is arranged after the upstream pressure control valve 60 in the fuel return line 12 . The connecting line 14 , via which the high-pressure pump 30 is supplied with fuel for lubrication and cooling, branches off from the fuel return line 12 between the admission pressure control valve 60 and the control valve 90 . With this arrangement, a special control of the control valve 90 during the starting process, in contrast to the embodiment according to FIG. 1, is not necessary, since the connecting line 14 is already interrupted by the setting of the pre-pressure control valve 60 to the maximum pre-pressure. The control valve 90 is so vororeinge that a holding pressure acts on the closing member 92 by the return device 93 , which is sufficient to ensure a fuel flow for lubrication and cooling of the high pressure pump 30 via the connecting line 14 during operation of the high pressure pump.
Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 2, bei der das Durchflußquerschnitt-Regelventil 70 über eine erste Federvorrichtung 74 mit dem Vordruck-Regelventil 60 gekoppelt ist. Das kombinierte Durchflußquerschnitt- Vordruck-Regelventil ist so ausgelegt, daß in der Ausgangs stellung die Kraftstoffleitung 11 durch das Durchflußquer schnitt-Schließglied 72 und die Kraftstoffrückleitung 11 durch das Druckschließglied 62 geschlossen sind, wobei die Federverbindung 74, die das Druckschließglied 62 beauf schlagt, unbelastet gehalten wird. Wenn das Durchflußquer schnitt-Schließglied 72 durch den Aktor 71 betätigt und damit der Durchflußquerschnitt in der Kraftstoffleitung 11 geöffnet wird, wird gleichzeitig über die Federvorrichtung 74 das Druckschließglied 62 vorgespannt und ein gewünschter Vordruck auf den Kraftstoff nach der Vorförderpumpe 20 eingestellt. Die Federverbindung 74 ist dabei so ausgelegt, daß bei maxi mal geöffnetem Durchflußquerschnitt der maximale Vordruck über das Druckschließglied 62 eingestellt ist. Das Einspritz system gemäß Fig. 3 zeigt also, im Vergleich zu der Ausfüh rungsform gemäß Fig. 2, eine vereinfachte Steuerung, da das Vordruck-Regelventil 60 nicht getrennt vom Durchflußquer schnitt-Regelventil 70 angesteuert werden muß. FIG. 3 shows a modification of the embodiment according to FIG. 2, in which the flow cross-section control valve 70 is coupled to the admission pressure control valve 60 via a first spring device 74 . The combined flow cross-section pressure control valve is designed so that in the starting position, the fuel line 11 through the flow cross-section closing member 72 and the fuel return line 11 are closed by the pressure closing member 62 , the spring connection 74 , which strikes the pressure closing member 62 , unloaded is held. When the flow cross-section closing member 72 is actuated by the actuator 71 and thus the flow cross-section in the fuel line 11 is opened, the pressure closing member 62 is simultaneously biased by the spring device 74 and a desired admission pressure to the fuel after the feed pump 20 is set. The spring connection 74 is designed in such a way that the maximum admission pressure is set via the pressure closing element 62 when the flow cross section is open a maximum. The injection system according to FIG. 3 thus shows, in comparison to the exporting approximate shape shown in FIG. 2, a simplified control because the inlet pressure control valve 60 is not cut from Durchflußquer control valve 70 must be actuated separately.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform des Ein spritzsystems ist, in einer Weiterentwicklung der Ausfüh rungsform gemäß Fig. 3, auch das Hochdruck-Regelventil 80 über eine weitere Federverbindung 75 mit dem Durchflußquer schnitt-Regelventil 70 verbunden. Diese weitere Federverbin dung 75 ist so ausgelegt, daß in der Ausgangsstellung, wenn das Durchflußquerschnitt-Schließglied 72 die Kraftstofflei tung 11 unterbricht, die Federverbindung 75 unbelastet gehal ten wird. Wenn das Durchflußquerschnitt-Schließglied 72 durch den Aktor 71 bewegt und damit die Kraftstoffleitung 11 geöff net wird, wird über die Federverbindung 75 das Druckschließ glied 82 gegen den Durchflußquerschnitt der Rückleitung 13 vorgespannt und damit der im Hochdruckspeicher 40 gewünschte Druck eingestellt. Die Federverbindung 75 ist dabei so ausge legt, daß ausgehend von einer Ruheposition ein steiler An stieg des Haltedrucks auf das Druckschließglied 82 erreicht wird, der ab einer vorgegebenen Federauslenkung in einen fla chen Anstieg abknickt. Durch eine solche degressive Feder kennlinie, die z. B. durch eine degressive Tellerfeder oder eine Hintereinanderschaltung zweier Kopplungsfedern erzielt werden kann, wird eine besonders vorteilhafte Abstimmung des Regelverhaltens des Hochdruck-Regelventils 80 auf das Durch flußquerschnitt-Regelventil 70 sichergestellt. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Einspritzsystem kann somit über einen einzigen Aktor die gesamte Volumenstrom- und Druckregelung ausgeführt werden.In the embodiment of an injection system shown in FIG. 4, in a further development of the embodiment according to FIG. 3, the high-pressure control valve 80 is connected via a further spring connection 75 to the flow cross-section control valve 70 . This further Federverbin extension 75 is designed so that in the starting position when the flow cross-section closing member 72 interrupts the fuel line 11 , the spring connection 75 is kept unloaded. When the flow cross-section closing member 72 is moved by the actuator 71 and thus the fuel line 11 is opened, the pressure-closing member 82 is prestressed against the flow cross-section of the return line 13 via the spring connection 75 and thus the pressure desired in the high-pressure accumulator 40 is set. The spring connection 75 is laid out so that starting from a rest position a steep increase in the holding pressure on the pressure closing member 82 is reached, which kinks from a predetermined spring deflection in a fla chen increase. By such a degressive spring characteristic, the z. B. can be achieved by a degressive disc spring or a series connection of two coupling springs, a particularly advantageous coordination of the control behavior of the high pressure control valve 80 to the flow cross-section control valve 70 is ensured. In the injection system shown in FIG. 4, the entire volume flow and pressure control can thus be carried out via a single actuator.
Die in den Einspritzsystemen der Fig. 1 bis 4 beschriebe nen Vorförderpumpen und Hochdruckpumpen können vorzugsweise auch elektrisch angetrieben werden. Selbstverständlich sind auch Kombinationen von elektrisch angetriebener Vorförderpum pe und mechanisch angetriebener Hochdruckpumpe und umgekehrt einsetzbar.The described in the injection systems of Figs. 1 to 4 NEN pre-feed pumps and high pressure pumps can preferably also be driven electrically. Of course, combinations of electrically driven pre-feed pump and mechanically driven high pressure pump and vice versa can also be used.
Claims (7)
einer Vorförderpumpe (20), einer Hochdruckpumpe (30), einem Hochdruckspeicher (40) und wenigstens einem Injektor (50), die über eine Kraftstoffleitung (11) miteinander verbunden sind, um Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter (10) über die Vorförderpumpe (20) und die Hochdruckpumpe (30) in den Hochdruckspeicher (40) zu fördern und aus dem Hochdruck speicher über den Injektor in eine Brennkammer der Brenn kraftmaschine einzuspritzen,
einer ersten Regelvorrichtung (60), die zwischen der Vor förderpumpe (20) und der Hochdruckpumpe (30) an die Kraft stoffleitung (11) angeschlossen ist, um einen Druck im Kraft stoffzulauf vor der Hochdruckpumpe zu regeln, und
einer zweiten Regelvorrichtung (80), die an den Hochdruck speicher (40) angeschlossen ist, um einen Druck im Hochdruck speicher zu regeln,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Zuführung (14) für die Hochdruckpumpe (30) an der Kraftstoffleitung (11) zwischen der Vorförderpumpe (20) und der Hochdruckpumpe (30) angeschlossen ist, um der Hochdruck pumpe Kraftstoff zur Schmierung oder Kühlung zuzuführen, und
daß eine dritte Regelvorrichtung (90, 95) an die Zuführung angeschlossen ist, um den Kraftstoffstrom zur Schmierung oder Kühlung der Hochdruckpumpe zu regeln,
wobei die erste, zweite und dritte Regelvorrichtung beim Anlaßvorgang der Brennkraftmaschine so angesteuert werden, daß der Druck im Kraftstoffzulauf vor der Hochdruckpumpe (30) maximal ist, und daß der Druck im Hochdruckspeicher (40) auf einen zur Kraftstoffeinspritzung erforderlichen Mindestdruck eingestellt ist und die Zuführung (14) zur Hochdruckpumpe un terbrochen ist.1. Injection system for an internal combustion engine
a pre-feed pump ( 20 ), a high-pressure pump ( 30 ), a high-pressure accumulator ( 40 ) and at least one injector ( 50 ), which are connected to one another via a fuel line ( 11 ) in order to supply fuel from a fuel reservoir ( 10 ) via the pre-feed pump ( 20 ) and to convey the high-pressure pump ( 30 ) into the high-pressure accumulator ( 40 ) and to inject it from the high-pressure accumulator into a combustion chamber of the internal combustion engine via the injector,
a first control device ( 60 ), which is connected between the feed pump ( 20 ) and the high pressure pump ( 30 ) to the fuel line ( 11 ) in order to regulate a pressure in the fuel supply upstream of the high pressure pump, and
a second control device ( 80 ), which is connected to the high-pressure accumulator ( 40 ) in order to regulate a pressure in the high-pressure accumulator,
characterized by
that a feed ( 14 ) for the high pressure pump ( 30 ) on the fuel line ( 11 ) between the prefeed pump ( 20 ) and the high pressure pump ( 30 ) is connected to supply fuel to the high pressure pump for lubrication or cooling, and
that a third control device ( 90 , 95 ) is connected to the feed in order to control the fuel flow for lubricating or cooling the high-pressure pump,
wherein the first, second and third control device are controlled during the starting process of the internal combustion engine so that the pressure in the fuel supply upstream of the high-pressure pump ( 30 ) is maximum, and that the pressure in the high-pressure accumulator ( 40 ) is set to a minimum pressure required for fuel injection and the supply ( 14 ) to the high pressure pump is interrupted.
wobei mittels einer ersten Regelvorrichtung (60) ein Druck im Kraftstoffzulauf vor der Hochdruckpumpe (40) eingestellt wird, und
wobei mittels einer zweiten Regelvorrichtung (80) ein Druck im Hochdruckspeicher (40) eingestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß über eine Zuführung (14) aus der Kraftstoffleitung (11) zwi schen der Vorförderpumpe (20) und der Hochdruckpumpe (30) Kraftstoff zur Schmierung oder Kühlung abgezweigt und mittels einer dritten Regelvorrichtung (90, 95) der Kraftstoffstrom in der Zuführung (14) geregelt wird, und
daß beim Anlaßvorgang die erste, zweite und dritte Regel vorrichtung so angesteuert werden, daß der Druck im Kraft stoffzulauf (11) vor der Hochdruckpumpe (30) maximal ist, und daß der Druck im Hochdruckspeicher (40) auf einen zur Kraft stoffeinspritzung erforderlichen Mindestwert eingestellt ist und die Zuführung (14) zur Hochdruckpumpe unterbrochen ist.5. A method for controlling an injection system for an internal combustion engine with a prefeed pump ( 20 ), a high pressure pump ( 30 ), a high pressure accumulator ( 40 ) and at least one injector ( 50 ), which are connected to one another via a fuel line ( 11 ), fuel from a fuel tank ( 10 ) via the prefeed pump ( 20 ) and the high-pressure pump ( 30 ) in the high-pressure accumulator ( 40 ) and is injected from the high-pressure accumulator via the injector ( 50 ) into a combustion chamber of the internal combustion engine,
wherein a pressure in the fuel supply upstream of the high pressure pump ( 40 ) is set by means of a first control device ( 60 ), and
wherein a pressure in the high-pressure accumulator ( 40 ) is set by means of a second control device ( 80 ),
characterized in that via a feed ( 14 ) from the fuel line ( 11 ) between the prefeed pump ( 20 ) and the high pressure pump ( 30 ) branches off fuel for lubrication or cooling and by means of a third control device ( 90 , 95 ) the fuel flow in the feed ( 14 ) is regulated, and
that the first, second and third control devices are controlled during the starting process so that the pressure in the fuel supply ( 11 ) before the high-pressure pump ( 30 ) is maximum, and that the pressure in the high-pressure accumulator ( 40 ) is set to a minimum value required for fuel injection and the feed ( 14 ) to the high pressure pump is interrupted.
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