DE19842067A1 - Fuel injection system for diesel internal combustion engine has accumulator associated directly with each injector to eliminate fuel pressure fluctuations - Google Patents

Fuel injection system for diesel internal combustion engine has accumulator associated directly with each injector to eliminate fuel pressure fluctuations

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Abstract

The system has a high pressure pump (12) which supplies fuel to an accumulator (15) associated with each solenoid controlled fuel injector, the accumulators being connected by lines (11) The accumulator may take the form of an annular space (16) inside the injector or may be formed as an elongate hollow body in the high pressure connection (10) to each injector.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Dieselbrennkraftmaschine, mit einer den Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher fördernden Hochdruckeinspritzpumpe und mit mit dem Hochdruckspeicher strömungsverbundenen magnetventilge­ steuerten Injektoren, von denen jeder eine Einspritzdüse mit einer Düsennadel sowie einen mit dieser zusammenwirkenden und einen Steuerraum begrenzenden Steuerkolben und ein die Druc­ kentlastung in dem Steuerraum steuerndes Magnetventil aufweist, ferner mit einem im Injektor zum Nadelsitz der Düsennadel ver­ laufenden Kraftstoffzulauf.The invention relates to a fuel injection system for a Diesel engine, with the fuel in one High pressure storage promoting high pressure injection pump and with with the high pressure accumulator flow-connected solenoid valve controlled injectors, each with an injector a nozzle needle and one interacting with it and a control piston delimiting the control space and the pressure kentlastung in the control room controlling solenoid valve, also with a ver in the injector to the needle seat of the nozzle needle running fuel supply.

Aus der MTZ "Motortechnische Zeitschrift" 58 (1997) 10 ist eine derartige Kraftstoffeinspritzanlage für Dieselbrennkraftmaschi­ nen bekannt, bei der eine Hochdruckeinspritzpumpe den Kraft­ stoff auf einen Hochdruck bis zu etwa 1350 bar verdichtet und zu einem Hochdruckspeicher fördert. Dieser Hochdruckspeicher ist eine gemeinsame Versorgungsleitung, ein sogenanntes Common Rail für alle magnetventilgesteuerten Injektoren, d. h., daß von dieser Versorgungsleitung aus Kraftstoff über jeweilige Ein­ spritzleitungen bzw. Verbindungsleitungen zu zugeordneten In­ jektoren fließt, und zwar einerseits in den von dem Steuerkol­ ben begrenzten Steuerraum und andererseits über den Kraftstoff­ zulauf in den die Düsennadel umgebenden Druckraum. From the MTZ "Motortechnische Zeitschrift" 58 (1997) 10 is one such fuel injection system for diesel engine NEN known in which a high pressure injection pump the force compressed to a high pressure up to about 1350 bar and promotes to a high pressure accumulator. This high pressure accumulator is a common supply line, a so-called common Rail for all solenoid-controlled injectors, i.e. that is, from this fuel supply line via respective on spray lines or connecting lines to assigned In ejectors flows, on the one hand in the control column ben limited control room and on the other hand on the fuel inflow into the pressure chamber surrounding the nozzle needle.  

Bei diesem Common Rail-System treten zwischen Injektoren und der als Hochdruckspeicher wirkenden Versorgungsleitung uner­ wünschte Druckschwingungen auf.In this common rail system occur between injectors and the supply line acting as a high-pressure accumulator wanted pressure vibrations.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch einfache Maßnahmen an der Kraftstoffeinspritzanlage die üblicherweise zwischen den Injektoren und dem Hochdruckspeicher auftretenden Druckschwingungen zumindest zu minimieren.The invention is therefore based on the object, by simple Measures to be taken on the fuel injection system usually occurring between the injectors and the high pressure accumulator At least to minimize pressure vibrations.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.To solve the task serve in the characterizing part of the claim 1 specified characteristics.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.In the subclaims there are still further training opportunities specified the invention.

Dadurch, daß das Speichervolumen des Hochdruckspeichers nicht mehr in der Versorgungsleitung, sondern direkt an jedem Injek­ tor untergebracht ist, können unerwünschte Druckschwingungen weitgehend beseitigt werden.The fact that the storage volume of the high pressure accumulator is not more in the supply line, but directly on each injection Tor is accommodated, unwanted pressure fluctuations be largely eliminated.

Durch den Wegfall der Versorgungsleitung werden Kosten einge­ spart; außerdem ergibt sich mehr Bauraum.By eliminating the supply line, costs are reduced saves; there is also more installation space.

Des weiteren ergibt sich der Vorteil, daß benachbarte Injekto­ ren durch kurze Verbindungsleitungen miteinander verbunden wer­ den können.Furthermore, there is the advantage that neighboring injectors who are connected to each other by short connecting cables that can.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ergibt sich durch die be­ sondere Lage des Speichervolumens im Injektor, durch welche zu­ mindest in diesem Bereich auf den zusätzlichen Kraftstoffzulauf verzichtet werden kann.An advantageous embodiment results from the be special location of the storage volume in the injector, through which to at least in this area on the additional fuel supply can be dispensed with.

Gegebenenfalls ist eine Ausführungsform anwendbar, bei der der seitlich vom Injektor abragende Hochdruckanschluß das Speicher­ volumen aufnimmt, von dem aus die Einspritzleitung hin- und/oder wegführt.If appropriate, an embodiment is applicable in which the  high-pressure connection protruding from the side of the injector volume from which the injection line and / or leads away.

Hochdruckspeicher sind aber auch für Injektoren geeignet, bei denen jede Düsennadel über einen Aktuator direkt betätigbar ist.High-pressure accumulators are also suitable for injectors which each nozzle needle can be operated directly via an actuator is.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert. Es zei­ genThe invention is shown in the drawing and is based on of exemplary embodiments explained in more detail below. It shows gene

Fig. 1 einen magnetventilgesteuerten Injektor mit im Bereich des Steuerkolbens integriertem Speichervolumen im Längsschnitt, Fig. 1 is a solenoid valve controlled injector with an integrated control piston in the area of storage volumes in longitudinal section;

Fig. 2 den oberen Teil des Injektors mit integriertem Spei­ chervolumen in vergrößerter Darstellung, Fig. 2 shows the upper part of the injector with an integrated SpeI storage volume in an enlarged scale;

Fig. 3 einen Injektor mit integriertem Speichervolumen im Be­ reich der Düsennadel in vergrößerter Darstellung, Fig. 3 is an injector with an integrated storage volume in the loading area of the nozzle needle in an enlarged scale;

Fig. 4 einen Injektor, dessen Speichervolumen im Hochdruckan­ schluß untergebracht ist, Fig. 4 an injector, the storage volume is accommodated in the circuit Hochdruckan,

Fig. 5 Injektoren, deren Speichervolumen aufweisenden Hoch­ druckanschlüsse durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden sind, Fig. 5 injectors whose storage volume pressure joints having high are interconnected by connecting lines,

Fig. 6 eine andere Leitungsanordnung der Verbindungsleitungen an den Hochdruckanschlüssen. Fig. 6 shows another line arrangement of the connecting lines at the high pressure connections.

Ein in Fig. 1 gezeigter magnetventilgesteuerter Injektor 1 einer für Dieselbrennkraftmaschinen vorgesehenen Kraftstoffeinspritz­ anlage besteht im wesentlichen aus einer Einspritzdüse 2 mit einer im Düsenkörper 3 geführten federbelasteten Düsennadel 4, auf deren Rückseite ein Steuerkolben 5 angeordnet ist, der ge­ meinsam mit einem Ventilstück 6 eines Magnetventiles 7 einen Steuerraum 8 begrenzt.A shown in Fig. 1 solenoid valve controlled injector 1 of an intended for diesel engine fuel injection system consists essentially of an injection nozzle 2 with a guided in the nozzle body 3 spring-loaded nozzle needle 4, a spool 5 is arranged on the rear side thereof, the thing in common with a valve piece 6 of a solenoid valve 7 delimits a control room 8 .

Das Ventilstück 6 weist einen den Steuerkolben 5 umgebenden hülsenförmigen Teil 6a und einen magnetventilseitigen Abstütz­ bund 6b auf, der auf einem Gehäuseteil 9 des Injektors 1 ab­ dichtend aufliegt.The valve piece 6 has a sleeve-shaped part 6 a surrounding the control piston 5 and a solenoid valve-side support collar 6 b, which rests on a housing part 9 of the injector 1 in a sealing manner.

An dem Gehäuseteil 9 des Injektors 1 ist seitlich ein Hoch­ druckanschluß 10 für eine Einspritzleitung bzw. Verbindungslei­ tung 11 angeformt. Über diese Verbindungsleitung 11 und den Hochdruckanschluß 10 gelangt von einer Hochdruckeinspritzpumpe 12 geförderter Kraftstoff über einen im Injektor 1 verlaufenden Kraftstoffzulauf 13 einerseits in einen die Düsennadel 4 umge­ benden Druckraum 14 und andererseits in den magnetventilseiti­ gen Steuerraum 8.On the housing part 9 of the injector 1 , a high pressure connection 10 for an injection line or Verbindungslei device 11 is formed on the side. Via this connecting line 11 and the high-pressure connection 10 , fuel delivered by a high-pressure injection pump 12 passes through a fuel inlet 13 running in the injector 1 , on the one hand, into a nozzle needle 4, the surrounding pressure chamber 14, and, on the other hand, into the solenoid valve side control chamber 8 .

Jeder Injektor 1 ist mit einem ein definiertes Speichervolumen aufweisenden Hochdruckspeicher 15 versehen, der gemäß Fig. 1 und 2 als Ringzwischenraum 16 zwischen dem Gehäuseteil 9 des Injektors 1 und dem hülsenförmigen Teil 6a des Ventilstückes 6 ausgebildet ist. In diesen langgestreckten Hochdruckspeicher 15 mündet etwa in Längsmitte der Hochdruckanschluß 10. An dem dü­ sennadelseitigen Ende des Hochdruckspeichers 15 führt der bis zum Druckraum 14 reichende Kraftstoffzulauf 13 weg.Each injector 1 is provided with a high-pressure accumulator 15 having a defined storage volume, which, according to FIGS . 1 and 2, is designed as an annular space 16 between the housing part 9 of the injector 1 and the sleeve-shaped part 6 a of the valve piece 6 . The high-pressure connection 10 opens into this elongated high-pressure accumulator 15 approximately in the longitudinal center. At the nozzle-side end of the high-pressure accumulator 15 , the fuel inlet 13 leading to the pressure chamber 14 leads away.

Der Hochdruckspeicher 15 ist in seinem magnetventilseitigen Be­ reich über eine im Ventilstück verlaufende und eine Drossel 16 aufweisende Radialbohrung 17 mit dem Steuerraum 8 verbunden. Beim öffnen des Magnetventiles 7 hebt die Ventilkugel 18 von ihrem Ventilsitz 19 ab und es entsteht ein Kraftstoffdruckab­ fall in dem Steuerraum 8, durch den sich die Einspritzdüse öff­ net. Beim Schließen des Magnetventiles 7 wirkt der volle Spei­ cherdruck auf den Steuerkolben 5, die Einspritzdüse schließt wieder.The high-pressure accumulator 15 is connected in its solenoid valve side via a radial bore 17 extending in the valve piece and having a throttle 16 to the control chamber 8 . When the solenoid valve 7 is opened, the valve ball 18 lifts off from its valve seat 19 and a fuel pressure drop occurs in the control chamber 8 , through which the injection nozzle opens. When closing the solenoid valve 7, the full SpeI cherdruck acts on the control piston 5 , the injector closes again.

Die Speichervolumen aller Injektoren sind so bemessen, daß eine zumindest gleich gute Druckwellendämpfung wie beim Einsatz ei­ ner sonst üblichen Verbindungsleitung (Common Rail) entsteht.The storage volume of all injectors is dimensioned so that one at least as good pressure wave damping as when using egg ner otherwise common connecting line (Common Rail) arises.

Ferner ergibt sich ein akzeptabler Druckabfall am Injektor wäh­ rend der Einspritzung.There is also an acceptable pressure drop across the injector injection.

Der Injektor 1 gemäß Fig. 3 enthält einen als Ringraum 21 aus­ gebildeten Hochdruckspeicher 15, der zwischen dem Düsenkörper 3 und der Düsennadel 4 liegt und zugleich Kraftstoffzulauf für die Einspritzdüse 2 ist, wodurch der separate Kraftstoffzulauf im Injektor entfällt. Der seitlich an dem Injektor 1 angeformte Hochdruckanschluß 10 mündet in den obenliegenden Bereich des Ringraumes 21. Von diesem Ringraum 21 führt eine mit einer Drossel 16 versehene Steuerleitung 22 weg, die in den Steuer­ raum 8 mündet.The injector 1 according to FIG. 3 contains a high-pressure accumulator 15 formed as an annular space 21 , which is located between the nozzle body 3 and the nozzle needle 4 and at the same time is a fuel supply for the injection nozzle 2 , as a result of which the separate fuel supply in the injector is eliminated. The high-pressure connection 10 integrally formed on the side of the injector 1 opens into the upper region of the annular space 21 . From this annular space 21 leads a control line 22 provided with a throttle 16 away, which opens into the control space 8 .

Die Düsennadel 4 hat im brennraumseitigen Bereich z. B. leisten­ artige Nadelführungen 23 und stromab dieser Teile eine den Druckraum 14 begrenzende Druckschulter 24.The nozzle needle 4 has z. B. perform like needle guides 23 and downstream of these parts a pressure shoulder 14 delimiting pressure shoulder 24th

Der Hochdruckspeicher 15 wird in Fig. 4 durch den an dem Injek­ tor 1 angeordneten Hochdruckanschluß 10 selbst gebildet und stellt einen das Speichervolumen aufnehmenden langgestreckten Hohlkörper dar. The high-pressure accumulator 15 is itself formed in FIG. 4 by the high-pressure connection 10 arranged on the injector 1 and represents an elongated hollow body which accommodates the storage volume.

Die Hochdruckanschlüsse 10 der benachbarten Injektoren 1 sind durch die Einspritzleitungen bzw. Verbindungsleitungen 11 mit­ einander verbunden, und zwar können die Verbindungsleitungen 11 gemäß Fig. 6 an den langgestreckten Hohlkörpern 10 kopfseitig oder gemäß Fig. 5 seitlich an diesen Hohlkörpern 10 etwa in Längsmitte angeschlossen sein.The high-pressure connections 10 of the adjacent injectors 1 are connected to one another by the injection lines or connecting lines 11 , specifically the connecting lines 11 according to FIG. 6 can be connected to the elongated hollow bodies 10 on the head side or according to FIG. 5 laterally to these hollow bodies 10 approximately in the longitudinal center .

In Fig. 5 ist ein Drucksensor mit 25 und die Hochdruckein­ spritzpumpe mit 12 bezeichnet. Eine Anschlußleitung 26 an der Hochdruckeinspritzpumpe 12 kann wahlweise entweder am mittig gelegenen Injektor 1 einer Injektorreihe oder gemäß Fig. 6 am ersten Injektor 1 der Injektorreihe angeschlossen sein, um von der Hochdruckeinspritzpumpe her eine gleichmäßige Verteilung auf die Injektoren zu erreichen.In Fig. 5, a pressure sensor with 25 and the high pressure injection pump 12 is designated. A connecting line 26 on the high-pressure injection pump 12 can either be connected to the central injector 1 of an injector row or, as shown in FIG. 6, to the first injector 1 of the injector row in order to achieve a uniform distribution among the injectors from the high-pressure injection pump.

Claims (8)

1. Kraftstoffeinspritzanlage für eine Dieselbrennkraftmaschine, mit einer den Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher fördernden Hochdruckeinspritzpumpe und mit mit dem Hochdruckspeicher strö­ mungsverbundenen magnetventilgesteuerten Injektoren, von denen jeder eine Einspritzdüse mit einer Düsennadel sowie einen mit dieser zusammenwirkenden und einen Steuerraum begrenzenden Steuerkolben und ein die Druckentlastung in dem Steuerraum steuerndes Magnetventil aufweist, ferner mit einem im Injektor zum Nadelsitz der Düsennadel verlaufenden Kraftstoffzulauf, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Injektor (1) ein Speichervolumen des Hochdruck­ speichers (15) vorgesehen ist und die Speichervolumen der In­ jektoren (1) durch Verbindungsleitungen (11) miteinander ver­ bunden sind.1.Fuel injection system for a diesel internal combustion engine, with a high-pressure injection pump delivering the fuel into a high-pressure accumulator and with solenoid valve-controlled injectors connected to the high-pressure accumulator, each of which has an injection nozzle with a nozzle needle and a control piston which interacts with it and delimits a control chamber, and pressure relief in which Control chamber controlling solenoid valve, further with a fuel inlet running in the injector to the needle seat of the nozzle needle, characterized in that a storage volume of the high-pressure accumulator ( 15 ) is provided on each injector ( 1 ) and the storage volume of the injectors ( 1 ) by connecting lines ( 11 ) are connected to each other. 2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, bei der an jedem Injektor seitlich ein Hochdruckanschluß und in jedem Injektor ein Ventilstück des Magnetventiles angeordnet ist, das teilwei­ se den Steuerkolben umgibt und in diesem Bereich einen Durchlaß zum Steuerraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der den Steuerkolben (5) umgebende Teil (6a) des Ventil­ stückes (6) gemeinsam mit dem Injektorgehäuse (9) einen das Speichervolumen aufnehmenden und mit dem Hochdruckanschluß (10) verbundenen Ringzwischenraum (16) bildet, von dem aus der Kraftstoffzulauf (13) zum Nadelsitz der Düsennadel (4) führt. 2. Fuel injection system according to claim 1, in which a high-pressure connection is arranged on the side of each injector and a valve piece of the solenoid valve is arranged in each injector, which partially surrounds the control piston and has a passage to the control chamber in this area, characterized in that the control piston ( 5 ) surrounding part ( 6 a) of the valve piece ( 6 ) together with the injector housing ( 9 ) forms a storage volume and with the high pressure connection ( 10 ) connected annular space ( 16 ), from which the fuel inlet ( 13 ) to the needle seat Nozzle needle ( 4 ) leads. 3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, bei der jeder In­ jektor einen seitlich von diesem abragenden Rochdruckanschluß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hochdruckanschluß (10) ein Speichervolumen enthält.3. Fuel injection system according to claim 1, wherein each injector has a laterally projecting Rochdruck connection, characterized in that each high-pressure connection ( 10 ) contains a storage volume. 4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder das Speichervolumen enthaltende Hochdruckanschluß (10) als langgestreckter Hohlkörper ausgebildet ist, an dem an seinem dem Injektor (1) abgewandten Ende die Verbindungsleitung (11) kopfseitig angeschlossen ist.4. Fuel injection system according to claim 3, characterized in that each high-pressure connection ( 10 ) containing the storage volume is designed as an elongated hollow body, at which the connecting line ( 11 ) is connected at the head end to its end facing away from the injector ( 1 ). 5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder das Speichervolumen enthaltende Hochdruckanschluß (10) als langgestreckter Hohlkörper ausgebildet ist, dessen seitlicher Bereich als Anschlußverbindung für die Verbindungs­ leitung (11) vorgesehen ist.5. Fuel injection system according to claim 3, characterized in that each high-pressure connection ( 10 ) containing the storage volume is designed as an elongated hollow body, the lateral region of which is provided as a connection for the connecting line ( 11 ). 6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, bei der an jedem Injektor seitlich ein Hochdruckanschluß angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Düsennadel (4) und dem Düsenkörper (5) ein für das Speichervolumen vorgesehener und mit dem Hochdruckanschluß (10) verbundener Ringraum (21) ausgebildet ist, der über eine im Injektorgehäuse (9) verlaufende Steuerleitung (22) mit dem Steuerraum (8) In Verbindung steht.6. Fuel injection system according to claim 1, in which a high-pressure connection is arranged laterally on each injector, characterized in that between the nozzle needle ( 4 ) and the nozzle body ( 5 ) is provided for the storage volume and connected to the high-pressure connection ( 10 ) annular space ( 21 is formed), which is on an axis extending in the injector (9) control line (22) to the control space (8) in connection. 7. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (21) zugleich Hochdruckzulauf ist. 7. Fuel injection system according to claim 1 or 6, characterized in that the annular space ( 21 ) is also a high pressure inlet. 8. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Hochdruckeinspritzpumpe (12) wegführende An­ schlußleitung (26) an einem zumindest annähernd mittig gelege­ nen Injektor (1) einer Injektorreihe oder an einem ersten In­ jektor (1) einer Injektorreihe angeschlossen ist.8. Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that one of the high pressure injection pump ( 12 ) leading to the connecting line ( 26 ) on an at least approximately central injector ( 1 ) of an injector row or on a first injector ( 1 ) one Injector row is connected.
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