DE60027857T2 - Elektrisch gesteuertes Dieselkraftstoffeinspritzsystem - Google Patents

Elektrisch gesteuertes Dieselkraftstoffeinspritzsystem Download PDF

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Description

  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Kraftstoffeinspritzer und ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen und insbesondere Hochleistungstakt-Diesel-Brennkraftmaschinen. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem einen Kraftstoffeinspritzer und ein Kraftstoffeinspritzsystem, das die Vorteile von sowohl der elektronischen Einspritzereinheiten, als auch die der Kraftstoffsysteme der gemeinsamen Schiene verwendet, um die Leistungsaufnahme für das Kraftstoffsystem in Bezug auf den Antrieb eines Nockenwellenzuges zu verbessern.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Kraftstoffeinspritzsystem und einen Kraftstoffeinspritzer, der eine hohe Einspritzdruckcharakteristik der elektronischen Einspritzereinheiten und Flexibilität des Einstelleinspritzdruckes in einem gemeinsamen Schienensystem vorsieht.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein neues Hochleistungs-Kraftstoffeinspritzsystem, das die Vorteile der elektronischen Einspritzersystemeinheit (EUI) bietet, während die Flexibilität der EUI's verbessert wird, um den Einspritzzeitpunkt festzulegen und die Fähigkeit den Kraftstoffdruck unabhängig von der Motordrehzahl oder -belastung einzustellen. Zusätzlich verbessert die vorliegende Erfindung den Kraftstoffverbrauch für das Kraftstoffsystem und verbessert die Robustheit des Antriebs-Nockenwellenzuges.
  • 2. Beschreibung der zugehörigen Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem und einen Kraftstoffeinspritzer, der in der Lage ist, von einem Nockenwellenzug angetrieben zu werden.
  • Deckard et al., das U. S. Patent Nr. 4,572,433 zeigt eine elektromagnetische Kraftstoffeinspritzereinheit für den Gebrauch in einem Mehrfachzylinder-Dieselmotor, der eine extern betätigte Pumpe für die Druckerhöhung des zu dem druckbetätigten Einspritzventil, das normalerweise durch eine Feder in die geschlossene Position vorgespannt ist, gelieferten Kraftstoffes hat, das den Strömungsauslaß durch einen Sprühauslaß steuert. Der unter Druck stehende Kraftstoff von der Pumpe wird über eine Drosselstelle in einem modulierten Druck in die Servo-gesteuerte Kammer zugeführt, die eine Servo-Kolbeneinrichtung hat, die betrieblich mit dem Einspritzventil verbunden ist. Ein Ablaufkanal erstreckt sich von der Servo-gesteuerten Kammer durch ein magnetisch betätigtes Steuerventil in der Form eines Explosionsventiles, das normalerweise in der geschlossenen Position durch eine Ventil-Rückholfeder einer zuvor festgelegten Kraft vorgespannt ist, wodurch das Steuerventil auch als ein Sicherheitsventil betätigt wird, wobei eine zweite Sicherheitsventileinrichtung auch in die Einspritzereinheit einbezogen ist, so dass die Einspritzereinheiten für den Motor bei einem einheitlichen maximalen Spitzendruck arbeiten werden.
  • Obwohl Deckhard '433 im Wesentlichen dieses Ziel erreicht, ist es beobachtet worden, dass es noch Veränderungen in dem maximalen Spitzendruck gibt, der in dem Kraftstoffsystem erreichbar ist und insbesondere zwischen den individuellen Kraftstoffeinspriteinheiten in einer Brennkraftmaschine.
  • Diese Veränderbarkeit kann die Leistung des Motors beeinflussen und die Effizienz des Motors während des Betriebs reduzieren.
  • Gibson et al., das U. S. Patent Nr. 5,535, 273 nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zeigt einen elektronisch gesteuerten Fluid-Einspritzer, der eine unter drucksetzbare Fluid-Sammelkammer für die Voreinspritzung in einem nach außen öffnenden direkt-betätigten Regulierventil hat. Die Gibson-Konzeption ist auf ein verbessertes elektronisch-gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem gerichtet, das eine Fluid-Sammelkammer in einem direkt-betätigten Regulierventil aufweist. Das unter-Drucksetzen des Fluids in der Sammelkammer beginnt vor dem Start der Fluid-Einspritzung. Die Fluid-Einspritzung beginnt durch ein hydraulisches aus dem Gleichgewicht bringen des Regulierventils. Die Fluid-Einspritzung endet abrupt durch das im Gleichgewichtsein des Regulierventils, um einer Vorspannvorrichtung zu gestatten, das Regulierventil zu schließen. Fluide, wie z. B. Kraftstoff, können als eine reine Dampfphase eingespritzt werden, um das Mischen und die Verbrennungsluft zu verbessern. Das System von Gibson u. a. steuert mehrere Fluid-Parameter, die die Fähigkeit zu einer Fluid-Einspritzung mit einer höheren Spitze und geringeren Fluid-Einspritzdruckabfall an dem Ende der Einspritzung aufweisen, um dadurch zu einer verbesserten Motorleistung und geringerem Geräusch, Emissionen und Verschleiß zu führen.
  • Gibson u. a. erreicht diese Absichten zum Teil durch die Verwendung einer Magnetspuleneinrichtung, die zwei Ventile für das unter-Drucksetzen des Kraftstoffes vor der Einspritzung aktiviert. Das erste Ventil ist zwischen einer ersten Position bewegbar, die die Fluid-Verbindung zwischen der Sammelkammer und dem Steuerkanal und der zweiten Position öffnet, um die Kraftstoffverbindung zu schließen. Das zweite Ventil ist ein Dreiwege-Ventil, z. B. ein Explosionsventil, das an seiner ersten Position die Fluid-Ver bindung zwischen einer Drucksteuerkammer und dem Steuerkanal blockiert und die Verbindung zwischen der Drucksteuerkammer und der Einspritzkammer öffnet.
  • Es ist festgelegt worden, dass ein einfacheres und mehr vorverstelltes System notwendig ist, um alle Belange in dem Kraftstoffeinspritzsystem des Standes der Technik zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, den Druck des Kraftstoffes aus der Kraftstoffquelle den gesamten Weg durch bis zu dem Einspritzereignis zu steuern.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist ein neues elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem sowie eine Elektronische Einspritzereinheit (EUI) für den Gebrauch in demselben. Das Kraftstoffeinspritzsystem der augenblicklichen Erfindung ist für den Gebrauch in Brennkraftmaschinen bestimmt und besonders für Hochleistungs-Dieselkraftstoff-Einspritzsysteme und verwendet sowohl die Vorteile der Elektronischen Einspritzereinheit („EUI"), als auch die des Systems der gemeinsamen Schiene. Zu diesem Zweck wird der hohe Einspritzdruck der Elektronischen Einspritzereinheit (EUI) mit der Flexibilität des einzustellenden Einspritzdruckes in der gemeinsamen Schienensystem kombiniert. Die Ausführung der vorliegenden Erfindung verbessert die Leistungsaufnahme für das Kraftstoffsystem sowie die Robustheit des Systems, um durch einen Nockenwellenzug angetrieben zu werden.
  • Die Systemkomponenten bestehen aus einer Kraftstoffförderpumpe, die vorzugsweise eine Niederdruckpumpe ist, so dass der Ausgangsdruck bei konstanten 10 bar durch eine relativ Niederdruck-Kraftstoffleitung gehalten wird. Diese relativ Niederdruck-Kraftstoffleitung ist mit einem elektronisch gesteuerten Druckregler und einem Drucksensor verbunden. Der Kraftstoffdruck wird rückgekoppelt durch ein elektronisches Steuermodul (ECM) eingestellt, um den Kraftstoffdruck einzustellen, um einen gewünschten spezifischen Kraftstoffförderdruck genau zu erreichen. Die gemeinsame Kraftstoffförderleitung führt Dieselkraftstoff zu allen Einspritzern in einem rückgekoppelten gesteuerten Druck zu. Eine Magnetspule mit langsamer Reaktion mit einem Impulsbreiten-modulierten Antrieb (PMW) wird verwendet, um den Regler zu betätigen, da sich der Druck in der gemeinsamen Kraftstoffförderleitung nicht schnell verändern kann.
  • Jeder Zylinder in einer Brennkraftmaschine ist mit einer elektronischen Einspritzereinheit ausgerüstet. Diese elektronische Einspritzereinheit besteht aus einem Einspritzerkörper mit einer Messdrosselstelle in der Sammelkammer, einem Kolben mit einer Rückholfeder, einem Magnetsteuerventil mit einer Feder und einer Düsennadel mit einer Feder. Der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt wird durch das ECM durch Aktivierung oder Deaktivierung eines Magnetsteuerventils gesteuert.
  • Eine Messdrosselstelle ist präzis spanend bearbeitet, um einen Strömungskanal an der Kolbenhülsenwand oder in dem Kolben der EUI zu schaffen. Die Menge des Kraftstoffes, der in eine Sammelkammer durch die Messdrosselstelle zugeführt wird, wird durch den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Förderleitung und der Abmessung der Messdrosselstelle bestimmt.
  • Das Volumen von der einen Sammelkammer beträgt 20 bis 60 mal das maximale Kraftstoffvolumen/Takt und ist auf der Grundlage zwischen der Kompaktheit des Einspritzers, dem maximalen Einspritzdruck und dem maximalen Einspritzerdruckabfall optimiert.
  • Das System enthält außerdem eine Nockenwelle mit einer Mehrzahl von besonders ausgebildeten Nockennase, um die Einspritzkolben anzutreiben. Der Nocken hat vier Abschnitte. Der erste ist ein Basiskreisabschnitt für ein Kraftstoffmessverfahren. Der zweite ist ein aufsteigenden Abschnitt für Unterdruckgesetzten Kraftstoff, der in der Sammelkammer gesammelt ist. Der dritte ist ein Nullgeschwindigkeitsabschnitt, wenn ein Kolben seinen maximalen Hub erreicht. Der dritte Abschnitt sollte lang genug sein, um alle möglichen Einspritzzeitpunktabfolgen abzudecken. Der vierte Abschnitt ist ein fallender Abschnitt, der mit dem aufsteigenden Abschnitt von einer weiteren Nockennase für das Wiedererlangen von Energie des Unterdruckstehenden verbleibenden Kraftstoffes in der Sammelkammer überlappend sein sollte.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung von der einen elektronischen Einspritzereinheit (EUI) und einem elektronisch gesteuerten Einspritzersystem.
  • 2 ist eine Querschnittsdarstellung der Magnetspule mit langsamer Reaktion, die für den Gebrauch in dem Kraftstoffeinspritzer für das elektronisch gesteuerte Einspritzersystem vorgesehen ist.
  • 3 ist eine Querschnittsdarstellung der Magnetspule mit langsamer Reaktion von 2 in ihrer aktivierten Position.
  • 4 ist eine schematische Ansicht eines Kraftstoffeinspritzsystems der vorliegenden Erfindung, die, wie in der 1 gezeigt, eine Mehrzahl von EUI's verwendet.
  • Ausführliche Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles
  • Nunmehr sich den Zeichnungen zuwendend, in denen gleiche Ziffern gleiche Bauteile bezeichnen, und insbesondere 1, ist dort eine schematische Querschnittsdarstellung des Elektronisch Gesteuerten Kraftstoff-Einspritzersystems der vorliegenden Erfindung gezeigt.
  • Der Einspritzer 10 besteht aus einem mit Gewinde versehenen Körper 12 und einer Gewindemutter 14, wobei die Mutter 14 mit dem mit Gewinde versehenen Körper 12 in einem endgültigen Zusammenbau zusammenwirkend verschraubt ist, um ein Gehäuse 13 des Kraftstoffeinspritzers des Elektronisch Gesteuerten Kraftstoff-Einspritzers zu bilden. Der mit Gewinde versehene Körper 12 hat eine Bohrung, die sich im Wesentlichen dort hindurch erstreckt, die gleitend einen Kolben 18 aufnimmt. Der Kolben 18 wird in der herkömmlichen Weise durch einen Kolbenbetätigerstößel 20 betätigt und eine vorspannende Rückholfeder 22 betätigt. Der mit Gewinde versehene Körper 12 ist mit einer Kraftstoffmessdrosselstelle 24 derart ausgerüstet, dass wenn der Kolben in einer vollständig zurückgekehrten Position ist, ein Niederdruck-Kraftstoffkanal 26 in dem Kolben vorgesehen ist, der zusammenwirkend mit der Messdrosselstelle im Eingriff ist, um dem Kraftstoff zu gestatten, aus der veränderbaren Kraftstoffleitung 84 zu der Sammelvolumenkammer 28 hindurchzugehen. Es ist wichtig zu beachten, dass die Messdrosselstelle 24 von einem größeren Durchmesser als der Niederdruck-Kraftstoffkanal 26 ist.
  • Die Mutter 14 ist gebohrt, um ein Magnetspulen-Steuerventil 30 unterzubringen, das körpernah zu der ersten Sammelvolumenkammer 28 ausgerichtet ist. Sich der 2 zuwendend ist die Magnetspulen-Steuerventilanordnung vorzugsweise von einer langsamen Reaktionsvielfalt und kann durch einen Impuls mit einem Modulationsausgangssignal von einem Motorsteuermodul, nicht gezeigt, angetrieben werden.
  • Die Magnetspule enthält einen Stator mit einer elektrischen Wicklung, die darauf aufgewickelt ist, und die Wicklung ist mit einer Quelle der Elektroenergie und dem ECM steuerbar verbunden, so dass die Steuerung der Magnetspule elektrisch gesteuert werden kann. Der elektronische Magnetspulenanker 50 ist innerhalb der Magnetspulenanordnung bewegbar montiert und ist magnetisch in unmittelbarer Nähe zum Statorkern. Der Anker ist durch eine Ankerspulenfeder 52 elastisch vorgespannt. Überdies enthält der Anker 56 einen Anschlag, um eine Beschädigung an dem Anker während der Aktivierung oder der Deaktivierung zu verhindern. Der Anker ist in der Wirklichkeit ein Magnetspulen-Explosionsventil 46, das einen dualen Ventilschaft hat, der an dem Ankerfedersitz 60 befestigt ist. Der Ankerfedersitz ist innerhalb der Ankerkammer 62 bewegbar, so dass bei Energiezuführung in die Spule 41 der Anker innerhalb der Kammer einen zuvor festgelegten Abstand magnetisch betätigt wird.
  • Es wird erwartet, dass ein Magnetventil mit langsamer Reaktion verwendet werden sollte, da der Förderdruck durch das Kraftstoffsystem nicht schnell verändert wird. Brecher an dem Einspritzpunkt sind, unabhängig von der Motordrehzahl, in optimalen Bereichen. Dies gestattet eine verbesserte Steuerung der Kraftstoffeinspritzparameter, die eine Fähigkeit für eine höhere Spitzeneinspritzung und einen geringeren Fluid-Ein spritzdruckabfall am Ende der Einspritzung enthalten, was zu einer verbesserten Motorleistung und niedrigerer Emission, Geräusch und Verschleiß führt. Überdies ist es unter Verwendung des Kraftstoffeinspritzsystems der Erfindung möglich, eine gemeinsame Schiene zu entwerfen, die nicht am Nachteil der Druckschwankungen leidet, was zu Einspritzwirkungslosigkeit führt.
  • Wie aus den 1, 2 und 3 gesehen werden kann, erstreckt sich der Hochdruckkanal 32 durch den Stator der Magnetspule und ist in Fluid-Verbindung mit der Fluid-Sammelvolumenkammer 28 in dem Körper des Einspritzers. Der duale Steuerventilschaft 48 ist mit einem z-förmigen Kraftstoff-Bypasskanal ausgerüstet, der eine Fluid-Verbindung zwischen dem Hochdruck-Kraftstoffkanal 32 und dem Hochdruck-Kraftstoffkanal 33 verbindet. Der Hochdruck-Kraftstoffkanal 33 wird in Fluid-Verbindung mit dem Hochdruck-Kraftstoffkanal 32 gebracht, wenn das Magnetventil betätigt wird, wie in der 3 gesehen werden kann, um dadurch den Kraftstoffkanal 46 in Verbindung mit sowohl dem Kraftstoffkanal 33, als auch dem Kraftstoffkanal 32 zu bringen, um dem unter Druck stehendem Kraftstoff zu gestatten, sich von der Kraftstoffsammeldruckkammer 28 durch die Magnetsteuerventilanordnung und in die Sprühspitzenkammer 34 zu bewegen. Die Spitze des Einspritzers ist von der herkömmlichen Sorte, die ein Sprühspitzenventil 36 mit einem Federsitz 42 hat, das gleitbar innerhalb einer Bohrung 35 in der Spitze angeordnet ist. Die Sprühspitzenspiralfeder 38 wirkt, um die Sprühspitzenventilanordnung in eine geschlossene Position vorzuspannen, so dass kein Kraftstoff durch die Drosselstelle 40 austritt. Die Sprühspitzennadel ist mit einem Differentialabschnitt ausgerüstet, der in Reaktion zu dem unter Druck stehenden Kraftstoff steht, der in die Kammer 34 eindringt, gegen die Feder vorspannt und dabei die Sprühdüse öffnet und gestattet, Kraftstoff in einen Motorzylinder (nicht gezeigt) eingespritzt zu werden. Der Kolben wird durch einen Kipphebel 70 betätigt, der seinerseits dem Nocken 68 durch eine Einspritzabfolge folgt, um dadurch den Kraftstoff während der Einspritzabfolge des Betriebs unter Druck zu setzen.
  • Die Nockenwelle hat eine Mehrzahl von speziell ausgelegten Nockennasen, um die EUI-Kolben anzutreiben. Idealerweise hat die Nockenwelle eine Nockennase für jedes EUI. Jede Nockennase hat vier Abschnitte. Der erste ist ein Basiskreis 21 für den Kraftstoffmessvorgang. Der zweite ist ein aufsteigender Abschnitt 23 für den unter Druck stehenden Kraftstoff, der in der Sammelkammer gefangen ist. Der dritte ist ein Null-Geschwindigkeitsabschnitt 25, wenn ein Kolben seinen maximalen Hub erreicht. Der dritte Abschnitt sollte lang genug sein, um alle möglichen Einspritzzeitpunktabfolgen abzudecken. Der vierte Abschnitt ist ein abfallender Abschnitt 27, der mit einem aufsteigenden Abschnitt einer weiteren Nockennase für die Wiedergewinnung von Energie des unter Druck verbleibenden Kraftstoffes in der Sammelkammer überlappt sein sollte.
  • Nunmehr sich zurück auf die 1 wendend, weist das Kraftstoffsystem 72 einen Kraftstoffsammelbereich, gezeigt als ein Kraftstofftank 74, auf, der einen Niederdruck-Kraftstoffkanal 76 hat, der zu einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe 78 führt. Die Niederdruck-Kraftstoffpumpe kann hydraulisch oder elektrisch oder von irgendeiner Art angetrieben werden, die in der Lage ist, den Ausgangsdruck bei ungefähr 10 bar beizubehalten. Ein Druckregler 80 ist in der Kraftstoffleitung 76 angeordnet und elektrisch mit dem ECM 81 verbunden, um Informationen an das ECM zu senden oder davon zu empfangen. Der Druckregler wird an dem Ausgang der Kraftstoffförderpumpe angewandt. Der Kraftstoffdruck wird durch das ECM rückgekoppelt eingestellt. Der Kraftstoffdruckregler sichert zu, dass der Druck von der Niederdruck-Kraftstoffpumpe innerhalb eines Bereiches von ungefähr 10 bar moduliert und gehalten wird. Ein Kraftstoffdrucksensor arbeitet in Verbindung mit dem Kraftstoffregler, um den Ausgangsdruck der Kraftstoffförderpumpe bei ungefähr 10 bar innerhalb des nunmehr konstanten Kraftstoffdruckkanals 84 beizubehalten. Der Kraftstoffdruckkanal 84 ist mit der Messstelle 26 des Einspritzers 10 in Fluid-Verbindung, um dem Kraftstoff zu gestatten, sich von dem Kraftstofftank zu dem Einspritzer zu bewegen und dabei in den Motor eingespritzt zu werden.
  • In einem Überblick des Betriebs des Elektronisch Gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystems der vorliegenden Erfindung dreht der Nocken 68 in einem Basiskreisabschnitt. Die Kraftstoffsammelkammer 28 beginnt an dem Kraftstoffförderanschluss kurzgeschlossen zu werden, wenn der Kolben seinen höchsten Punkt erreicht. Unter einem durch das ECM gebildeten Förderdruck wird Frischluft in die Sammelkammer durch die Messstelle 24 zugeführt. Die in die Kraftstoffsammelkammer zugeführte Menge von Kraftstoff wird durch den Kraftstoffförderdruck bestimmt, der durch einen zweidimensionalen Plan, PS = F (Motordrehzahllast), der in der software des ECM enthalten ist, kalibriert wird. Die Sammelkammer wird dann gefüllt und der Nocken beginnt dem aufsteigenden Abschnitt gegenüber zu stehen und treibt den Kolben nach unten über die Betätigung des Kipphebelarms, der mit dem Stößel 20 im Eingriff ist. Der Beginn des Unterdrucksetzungspunktes (BOP) wird durch die Kraftstoffmenge in der Sammelkammer bestimmt. Der Unterdrucksetzungsvorgang endet, wenn der maximale Hubabschnitt der Nockenwelle erreicht worden ist. Der stabile Zustand des Hochdrucks wird in der Sammelkammer beibehalten, bis die Kraftstoffeinspritzung tatsächlich beginnt. Es ist festgelegt worden, dass das Kraftstoffdruckniveau an dem Ende der Kraftstoffdruck-Anstiegszeitdauer von dem Beginn des Unterdrucksetzungspunktes abhängt. Es folgt demzufolge, dass je früher der Beginn des Unterdrucksetzungspunktes festgelegt wird, desto höher ist der Kraftstoffdruck.
  • Der Druck in der Sammelkammer oder der Kraftstoffeinspritzdruck ist in direkter Beziehung zu dem Kraftstoffförderdruck und ist von der Motordrehzahl und der Last unabhängig. Mittels dieses Systems wird es erwartet, dass es mehr Freiheiten gibt, die Kraftstoffdrücke im Voraus festzulegen und die Motorleistung und die Emissionsparameter zu optimieren, als es im Stand der Technik möglich war. Es wird außerdem geschätzt, dass alle zu dem Hochdruck ausgesetzten Kraftstoffvolumina, die in der Sammelkammer innerhalb des Einspritzerkörpers sind, und der maximale Kraftstoffeinspritzdruck möglicherweise mit dem Niveau eines elektronischen Einspritzersystems verglichen wird.
  • In der Kraftstoffeinspritzphase ist der Nocken in dem maximalen Hubabschnitt und der Kolben wird unveränderlich gehalten. Die Magnetspule wird durch das ECM zu einem kalibrierten Zeitpunkt aktiviert, um die Düsenkammer und die Kraftstoffsammelkammer zu verbinden. Der Druck in der Nadelkammer steigt schnell an und hebt die Nadel und startet die Kraftstoffeinspritzung. Der Einspritzdruck wird allmählich infolge der Kraftstoffeinspritzung reduziert. Der zulässige maximale Kraftstoffdruckabfall wird durch das ausgelegte Volumen der Sammelkammer festgelegt, die eine Optimierung der Einspritzergröße ist. Zu diesem Zweck wird es erwartet, dass das Volumen der Sammelkammer 20 bis 60 mal das maximale Kraftstoffvolumen/Takt der Nadelkammer ist und auf der Grundlage einer Optimierung der Einspritzerkompaktheit, des maximalen Einspritzdruckes und des maximalen Einspritzdruckabfalls optimiert wird.
  • Während der Druckenergie-Aufhebungsphase beginnt der Nocken seinen Fallschritt zu machen. Der Kolben bewegt sich nach oben, um die Nockenlast in die Richtung seiner Drehung durch die Ausdehnung des verbleibenden Unterdruckstehenden Kraftstoffes in der Sammelkammer zu drücken. Da ein Teil der Energie, die verbraucht wird, um den Kraftstoff unter Druck zu setzen, während dieser Zeitdauer wieder erneuert wird, ist der gesamte Energieverbrauch des neuen Einspritzsystems geringer als in den herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystemen. Der Endpunkt des Unterdrucksetzens und der Startpunkt der Druckfreigabe werden durch glatte Kurven der Nockennase festgelegt. Demzufolge gibt es einen geringeren plötzlichen mechanischen Stoß auf die Nockenwelle und den Antriebszug. Überdies ist es nunmehr möglich, ein Kraftstoffsystem mit gemeinsamer Schiene in einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine vorzusehen und die Nachteile des Kraftstoffsystems mit gemeinsamer Schiene zu beseitigen. Unter diesen Nachteilen sind, dass ein ausreichender Druck in der Kraftstoffleitung vorzusehen ist, um die Einspritzer mit ausreichend Kraftstoff zu versorgen, um den Anforderungen des Motors zu genügen.
  • 4 zeigt solch ein Kraftstoffsystem mit gemeinsamer Schiene. Es wird tatsächlich für einen auf diesem Gebiet der Technik üblichen Fachmann deutlich, dass 1 lediglich eine detaillierte Ansicht einer EUI des Systems von 4 ist.

Claims (7)

  1. Kraftstoffeinspritzsystem, das aufweist eine Niederdruck-Kraftstoffförderpumpe (78) mit einer konstanten Ausgangsleistung in der Fluid-Verbindung mit einem Niederdruck-Kraftstoffkanal (76, 84); ein elektronisches Steuerungsmodul (81); um den Kraftstoffdruck in dem Niederdruck-Kraftstoffkanal (76, 84) auf einen gewünschten Kraftstoffförderdruck zu überwachen und einzustellen und Kraftstoff zu einem Einspritzer (10) unter einem rückmeldungsgesteuerten Druck zuzuführen; und zumindest einen Einspritzer (10) in Fluid-Verbindung mit einem Zylinder in einer Brennkraftmaschine; wobei der Einspritzer (10) einen Einspritzerkörper (12) hat, ausgerüstet mit einer Kraftstoff-Messdrosselstelle (24), um Kraftstoff von dem Niederdruck-Kraftstoffkanal (76, 84) zu einer Kraftstoffsammelkammer (28) innerhalb des Einspritzers zu führen, einen hin- und hergehenden Kolben (18) innerhalb des Einspritzers (10); wobei der Kolben (18) mit einem Kolbenkanal (26) ausgerüstet ist; wobei der Kolbenkanal (26) sich an einem Ende zu der Kraftstoffsammelkammer (28) öffnet, der Einspritzer (10) außerdem mit einem elektronisch gesteuerten Magnetsteuerventil (36) ausgerüstet ist, um eine Kraftstoffnadel (36) innerhalb des Einspritzers (10) zu betätigen, um Kraftstoff in den Motorzylinder einzuspritzen, und eine Nockenwelle mit zumindest einer Nockennase (68), um den Einspritzerkolben (18) anzutreiben; wobei die Nockennase (68) einen Basiskreisabschnitt (21) hat, um Kraftstoff für die Einspritzung abzumessen; einen Anstiegsabschnitt (23) für das Unterdrucksetzen von Kraftstoff in der Kraftstoffsammelkammer (28); einen Nullgeschwindigkeitsabschnitt (25) von ausreichender Länge, um eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzzeitpunktabfolgen abzudecken, und einen fallenden Abschnitt (27); wobei die Nockenwelle mit dem Kipphebelarm (70) zusammenwirkt, um den Kolben (18) anzutreiben und Kraftstoff in den Motorzylinder einzuspritzen, gekennzeichnet dadurch dass der Niederdruck-Kraftstoffkanal (76, 84) mit einem elektronisch-gesteuerten Kraftstoffdruckregler (80) und einem Kraftstoffdrucksensor verbunden ist, und sich der Kolbenkanal (26) während des Hin- und Hergehens des Kolbens (18) inner halb des Einspritzers (10) an seinem anderen Ende zu der Messdrosselstelle (24) öffnet.
  2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruck-Kraftstoffförderpumpe (78) den Kraftstoff, gefördert durch den Niederdruck-Kraftstoffkanal, bei einem konstanten Druck von 10 bis 20 bar hält.
  3. Kraftstoffeinspritzsystem von Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoff-Messdrosselstelle (24) von größerem Durchmesser als der Kolbenkanal (26) ist.
  4. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenkanal (26) nur in Verbindung mit der Messdrosselstelle (24) ist, wenn der Kolben (18) in einer vollständig zurückgezogenen Position ist.
  5. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffsammelkammer (28) 10 bis 20 mal das maximale Kraftstoffvolumen/Takt einer Nadelkammer (34) beträgt.
  6. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsteuerventil (30) eine Magnetspule mit langsamer Reaktion enthält, die auf einen Impulsbreiten-modulierten Antrieb reagiert.
  7. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil ein Ablassventil enthält, bewegbar innerhalb einer Ankerkammer (62); einen Ventilschaft (48), ausgerüstet mit einem Schaftkanal (46) derart, dass Kraftstoff aus der Kraftstoffsammelkammer (28) durch den Schaftkanal (46) in die Nadelkammer (34) nur geführt wird, wenn das Magnetventil aktiviert ist.
DE60027857T 1999-12-27 2000-11-22 Elektrisch gesteuertes Dieselkraftstoffeinspritzsystem Expired - Fee Related DE60027857T2 (de)

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US09/472,284 US6247450B1 (en) 1999-12-27 1999-12-27 Electronic controlled diesel fuel injection system

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