DE4335171C1 - Kraftstoffeinspritzanlage für eine mehrzylindrige Dieselbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine mehrzylindrige Dieselbrennkraftmaschine nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der EP 05 01 459 A2 ist eine derartige Kraftstoffeinspritz­ anlage bekannt, bei der eine mechanisch angetriebene Hochdruck­ pumpe Kraftstoff in eine gemeinsame Versorgungsleitung (Common Rail) fördert, von der Einspritzleitungen zu magnetventilge­ steuerten Einspritzdüsen führen. Ferner ist aus der DE 40 30 490 A1 eine mit magnetventilgesteuerten Einspritzdüsen zusammen­ wirkende gemeinsame Versorgungsleitung, die in Zweigleitungen aufgeteilt ist, welche zu Gruppen zusammengestellten Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordnet sind, bekannt, bei der ein elektromagnetisch betätigbares Absperrventil die Förderverbindung in die zugeordnete Zweigleitung dann unterbricht, wenn der Motor im Zustand einer kritisch hohen Temperatur erneut gestartet wird.

Bei Kraftstoffeinspritzanlagen dieser Art würde bei einem Defekt einer Einspritzdüse durch Undichtheit oder bei einer Störung eines Magnetventiles der für eine einwandfreie Kraftstoff­ einspritzung notwendige Druck in der Versorgungsleitung absinken, so daß ein einwandfreier Betrieb der Brenn­ kraftmaschine nicht mehr aufrechterhalten werden kann oder gar zur Zerstörung der Brennkraftmaschine führen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen an ei­ ner Kraftstoffeinspritzanlage mit einer in Zweigleitungen aufgeteilten Versorgungsleitung zu treffen, durch die bei Auftreten eines Störfalls im Sinne eines Druckabfalls in einer Zweigleitung dennoch ein Notfahrbetrieb der mehrzylindrigen Brennkraftmaschine sichergestellt werden kann.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß bei einem Druckabfall in einer Zweigleitung diese separat abgeschaltet werden kann, während die andere störungsfreie Zweigleitung weiterhin mit Hochdruck versorgt wird, kann zumindest ein Notfahrbetrieb der Brennkraftmaschine sichergestellt werden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und förderliche Weiter­ bildungen der Erfindung angegeben. Das im Anspruch 2 angegebene elektromagnetisch betätigbare Wegeventil ist zwar aus der DE 42 36 882 C1 an sich bekannt, jedoch ist das dort verwendete Wegeventil in einem Injektor zur Düsennadelsteuerung vorgesehen. Ferner sind Magnetventile aus der DE 41 04 791 A1 bekannt, von denen aber das eine Absperrventil zwischen einer Förderpumpe und einem ersten Teilsaugraum und das andere in einer den ersten und zweiten Teilsaugraum verbindenden Leitung angeordnet ist. Aus der DE 42 33 273 A1 ist eine Pumpenanordnung getroffen, bei der jeder Zweigleitung eine Hochdruckpumpe zugeordnet ist, die jedoch im Störfall jede für sich nicht abschaltbar ist.

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

Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzanlage mit jeweils nur einer Hochdruckpumpe und einem Ventil in einer zu einer durch Zweigleitungen aufgeteilten Versorgungsleitung führenden Förderverbindung,

Fig. 2 die Kraftstoffeinspritzanlage mit einer Hochdruckpumpe und zwei Ventilen,

Fig. 3 die Kraftstoffeinspritzanlage mit zwei abschaltbaren Hochdruckpumpen,

Fig. 4 die Kraftstoffeinspritzanlage mit zwei abschaltbaren Hochdruckpumpen und einer Druckausgleichsleitung zwischen den Zweigleitungen und

Fig. 5 die Druckausgleichsleitung mit einem Schieberkolbenventil in vergrößerter Darstellung.

Eine Kraftstoffeinspritzanlage 1 mit Hochdruckspeicherung für eine sechs- oder mehrzylindrige Dieselbrennkraftmaschine 2 mit Zylinderbänken 3, 4 umfaßt eine Zulaufleitung 5 sowie gabelartig aufgeteilte zwei Leitungsabschnitte 5a, 5b, von denen der eine Leitungsabschnitt 5a in eine der Zylinderbank 3 zugeordnete Zweigleitung 6 und der andere Leitungsabschnitt 5b in eine der Zylinderbank 4 zugeordnete andere Zweigleitung 7 mündet. Beide Zweigleitungen 6, 7 bilden eine als Hochdruckspeicher wirkende Versorgungsleitung.

In der Zulaufleitung 5 gemäß Fig. 1 ist eine mechanisch ange­ triebene und magnetventilgesteuerte Hochdruckpumpe 8 und in der Gabelung ein Ventil 9 angeordnet, über das Kraftstoff sowohl zu der einen als auch zu der anderen Zweigleitung 6, 7 bei einwandfreiem Betrieb der Brennkraftmaschine gefördert wird. Sobald eine Störung in einem der Drucksensoren 10, 11 auf­ weisenden Zweigleitungen 6, 7 auftritt, wird der auftretende Druckabfall von dem Drucksensor erfaßt, das Drucksignal einer betriebsparameterabhängigen elektronischen Steuereinheit 12 eingegeben und das Ventil 9 derart geschaltet, daß lediglich die störungsfreie Zweigleitung mit Hochdruck versorgt, während die andere stillgelegt wird. Das Ventil 9 könnte z. B. ein Schieberventil mit drei Schaltstellungen sein, von denen die einem störungsfreien Betrieb entsprechende Schaltstellung eine Verbindung von der Hochdruckpumpe 8 zu beiden Zweigleitungen 6, 7 und die einem Störbetrieb entsprechende zweite oder dritte Schaltstellung eine Verbindung von der Hochdruckpumpe 8 zu einer der Zweigleitungen für die Hochdruckversorgung zuläßt, während gleichzeitig die Hochdruckversorgung der undichten Zweigleitung abgeschaltet wird.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung mit lediglich einer ma­ gnetventilgesteuerten Hochdruckpumpe 8 ist das Ventil 9 in der Gabelung durch zwei von der Steuereinheit 12 ansteuerbare Magnetventile 13, 14 ersetzt, von denen das Magnetventil 13 in dem zur Zweigleitung 6 führenden Leitungsabschnitt 5a und das Magnetventil 14 in dem zur Zweigleitung 7 führenden Lei­ tungsabschnitt 5b eingesetzt ist.

Die Ausführung gemäß Fig. 3 enthält in jedem Leitungsabschnitt 5a, 5b eine magnetventilgesteuerte Hochdruckpumpe 15, 16, die Kraftstoff in die zugehörige Zweigleitung 6, 7 fördert. Die beiden Zweigleitungen 6, 7 sind ebenso wie die Ausführungen gemäß Fig. 1 und 2 stromab der Hochdruckpumpen 15, 16 getrennt ausgeführt und haben jeweils einen Drucksensor 10, 11 zur Erkennung eines Druckabfalls in einer der Zweigleitungen 6, 7.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführung verbindet eine Druckaus­ gleichsleitung 17 mit zwischengeschaltetem Sperrventil 18 als elektromagnetisches 2-Wegeventil (nicht dargestellt) oder als druckausgeglichenes Schieberkolbenventil (Fig. 5) die beiden Zweigleitungen 6, 7, von denen lediglich eine Zweigleitung 6 oder 7 einen Drucksensor 10 oder 11 enthält.

Das Schieberventil 18 besteht aus einer durch Federn 19, 20 in Mittenstellung gehaltenen Schieberkolben 21, der in einer zylin­ drischen und mehrstufig ausgebildeten Ausnehmung 22 im Ventilge­ häuse 23 zwischen zwei kegelförmige Ventilsitze 24, 25 bildenden Endlagen längsverschiebbar geführt ist. Eine im Ventilgehäuse 23 verlaufende Umgehungsleitung 26 mit Drossel 27 mündet mit ihren Leitungsenden 26a, 26b jeweils in Ventilsitznähe so in die zylin­ drische Ausnehmung 22, daß sowohl in der einen Endlage als auch in der anderen Endlage des Schieberkolbens 21 die Umgehungslei­ tung 26 sperrbar bzw. die Verbindung zwischen beiden Zweigleitungen 6, 7 unterbrechbar ist.

Die Druckausgleichsleitung 17 mit Drossel 27 dient zum Druckaus­ gleich bei einem Ungleichgewicht der Hochdruckförderung beider Hochdruckpumpen 15, 16. Die Drossel vermeidet dabei, daß der Schieberkolben 21 bei geringer Mehrförderung einer Hochdruckpumpe in eine Endlage geht und dort verbleibt.

Sollte in einer der Zweigleitungen 6,7 infolge einer Störung bzw. Undichtheit, z. B. Klemmen der Düsennadel oder eines düsenseitigen Magnetventiles, der Druck stets absinken, wird eine Zweigleitung durch Nichtbefüllung abgeschaltet und der Schieberkolben 21 unterbricht die Verbindung zwischen den Zweigleitungen 6, 7, so daß ein Notfahrbetrieb der intakten Zweigleitung möglich ist.

In den Fig. 1 bis 4 sind noch von den Zweigleitungen 6, 7 ausgehende Einspritzleitungen mit 28a, 28b, 28c, 28d sowie mit 29a, 29b, 29c, 29d und zugeordnete Einspritzdüsen mit 30 bis 33 sowie 34 bis 37 bezeichnet.

Die verwendeten Hochdruckpumpen sind mit druckausgeglichenen Magnetventilen 38, 39 versehen, die üblicherweise für den Ein­ spritzbeginn und die Einspritzdauer bestimmt sind, die aber die zusätzliche Aufgabe zur Stillegung einer nicht intakten Zweig­ leitung haben, indem das entsprechende Magnetventil abgeschaltet wird.

Claims (4)

1. Kraftstoffeinspritzanlage für eine mehrzylindrige Dieselbrennkraftmaschine mit mindestens einer Hochdruckpumpe zur Förderung des Kraftstoffes in eine für magnetventilgesteuerte Einspritzdüsen vorgesehene und als Druckspeicher wirkende gemeinsame Versorgungsleitung (Common Rail), die sich in wenigstens zwei Zweigleitungen aufteilt, wobei jede Zweigleitung mehrere zu Gruppen zusammengefaßte Zylinder mit Kraftstoff versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß jede gemeinsame Versorgungsleitung einen Drucksensor (10, 11) sowie eine Vorrichtung zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr in die Zweigleitung aufweist und daß bei einem Störfall in einer der Zweigleitungen (6 oder 7) die Förderverbindung zu dieser Zweigleitung (6 oder 7) unterbrechbar ist.

2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zweigleitung (6, 7) ein Sperrventil als elektromagnetisch betätigbares 2-Wegeventil (13, 14) zugeordnet ist.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zweigleitung (6, 7) eine abschaltbare Hochdruckpumpe (15, 16) zugeordnet ist.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Zweigleitungen (6, 7) verbindende Druckausgleichsleitung (21) mit einem die Verbindung aufhebbaren Sperrventil (18) versehen ist und daß lediglich eine der gemeinsamen Zweigleitungen einen Drucksensor (10 oder 11) umfaßt, daß das Sperrventil einen durch Federn (19, 20) in Mittenstellung gehaltenen Schieberkolben (21) aufweist, der bei einem Störfall in einer der Zweigleitungen (6, 7) in eine seiner beiden Verschlußstellungen zur Aufhebung der Verbindung der Zweigleitungen (6, 7) selbsttätig überführbar ist.