DE69427046T2 - Abgestimmte Druckmittel-Einlassleitung für eine hydraulisch betätigte Kraftstoffeinspritzvorrichtung - Google Patents

Abgestimmte Druckmittel-Einlassleitung für eine hydraulisch betätigte Kraftstoffeinspritzvorrichtung

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzvorrichtungssysteme und insbesondere auf Einlaßsammelleitungen zur Lieferung von Betätigungsströmungsmittel zu den Einspritzvorrichtungen.
  • Bekannte hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzvorrichtungssysteme und/oder -komponenten sind beispielsweise gezeigt im US-Patent 5, 168, 855, ausgegeben an Stone am 8. Dezember 1992, im US-Patent 5, 176, 115, ausgegeben an Gampion am 5. Januar 1993 und im US-Patent 5, 033, 435, ausgegeben an Ostarello und andere am 23. Juli 1991.
  • Bei solchen Brennstoffeinspritzvorrichtungssystemen kann der zyklische Betrieb der Einspritzvorrichtung und die intermittierende bzw. abwechselnde Leitung von Hochdruckbetätigungsströmungsmittel zu jeder Einspritzvorrichtung i) unerwünschterweise zu den strukturellen Spannungen beitragen, die verschiedenen Motorkomponenten aufgeprägt werden, ii) bewirken, daß der anfängliche Einspritzratendruck steiler als erwünscht ist, was ein übermäßiges Motorgeräusch und übermäßige Emissionen zur Folge hat, und/oder iii) den durchschnittlichen Einspritzdruck verringern.
  • Beispielsweise zeigt das in Fig. 2 von Stone oder Campion offenbarte Brennstoffeinspritzvorrichtungssystem eine Betätigungsströmungsmitteleinlaßsammelleitung mit relativ hohem Druck, die einen Common-Rail-Durchlaß bzw. eine gemeinsame Druckleitung und eine Vielzahl von Rail- bzw. Druckleitungszweigdurchlässen aufweist. Jeder Zweigdurchlaß schneidet einen jeweiligen ringförmigen Hohlraum, der mit einer jeweiligen Einspritzvorrichtung assoziiert ist. Der ringförmige Hohlraum steht in Verbindung mit einem Betätigungsströmungsmitteleinlaßdurchlaß der Einspritzvorrichtung, der selektiv von einem elektronisch gesteuerten Ventil geöffnet und blockiert wird. Wenn das Ventil geöffnet wird, um Hochdruckbetätigungsströmungsmittel in die Einspritzvorrichtung zu leiten, können sich starke Druckwellen zwischen der Sammelleitung und der jeweiligen Einspritzvorrichtung fortpflanzen. Diese Druckwellen können unakzeptable Spannungen auf dem Zylinderkopf erzeugen, und zwar im allgemeinen am Schnitt des Zweigdurchlasses und des Rings, was ein Versagen der Komponenten bewirken kann. Wenn in ähnlicher Weise das Ventil schließt, um eine weitere Zuleitung von Betätigungsströmungsmittel in die Einspritzvorrichtung zu blockieren, können sich starke Druckwellen zwischen der Sammelleitung und der jeweiligen Einspritzvorrichtung fortpflanzen, die wiederum übermäßige Spannungen bei dem Schnitt von dem Zweigdurchlaß und dem Ring einleiten.
  • Die hydraulisch betätigten Einspritzvorrichtungen, die bei Stone und Campion offenbart werden, haben ein gewisses Ausmaß an innewohnender Steuerung über die Anfangseinspritzdruckrate. Jedoch kann eine solche Steuerung nicht immer geeignet sein, um zukünftige strenge Emissionsstandards bei einigen Motoranwendungen zu erfüllen.
  • Darüber hinaus können herkömmliche hydraulisch betätigte Einspritzvorrichtungen typischerweise eine relativ kurze Einspritzdauer bei Motorleerlaufzuständen haben. Diese kurze Einspritzdauer kann übermäßiges Motorgeräusch bei Leerlaufzuständen bewirken.
  • Studien sind auf dem Gebiet der dynamischen Vorgänge der Einlaß/Auslaßsammelleitungen für kompressible Strömungsmittel ausgeführt worden, wie beispielsweise für Luft. Ein erwähnenswertes Beispiel ist betitelt Internal Combustion Engine Intake Manifold Aspiration Dynamics (dynamische Ansaugvorgänge bei Verbrennungsmotoreinlaßsammelleitungen) von T. Miyano und M. Hubbard, veröffentlicht im Dezember 1990 in Volume 112 von Transactions of the American Society of Mechanical Engineers (ASME). In der obigen Studie wurde die Länge und der Durchmesser des Einlaßsammelleitungsrohrs und die Rohrlänge stromaufwärts des Drosselkörpers variiert, um verbesserte volumetrische Wirkungsgrade eines Motors zu bewirken. Ein Tuning bzw. eine Einstellung der Lufteinlaßsammelleitung wird auch im US-Patent 5, 085, 177 offenbart, das an Mina am 4. Februar 1992 ausgegeben wurde. Eine Brennstoffeinlaßsammelleitungseinstellung wird im US-Patent 5, 076, 239 offenbart, das an Mina am 31. Dezember 1991 ausgegeben wurde und im US-Patent 5, 086, 743, ausgegeben an Hickey am 11. Februar 1992.
  • Jedoch kennen die Anmelder keinen Stand der Technik der hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsysteme zur Steuerung des Flusses eines unter relativ hohem Druck stehenden inkompressiblen hydraulischen Betätigungsströmungsmittel zwischen einer Einlaßsammelleitung und den Einspritzvorrichtungen.
  • US-A-4539959 offenbart eine Betätigungsströmungsmitteleinlaßsammelleitung mit Ventilen an jedem ihrer Zweigdurchlässe.
  • DE-A-30 44 254 offenbart eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungsmotoren gemäß des Oberbegriffes des Anspruchs 1.
  • Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Betätigungsströmungsmitteleinlaßsammelleitung vorgesehen, die für ein hydraulisch betätigtes Brennstoffeinspritzsystem geeignet ist, das Komprimierungsmittel besitzt, um Betätigungsströmungsmittel unter Druck zu setzen, und eine Vielzahl von hydraulisch betätigten Einspritzvorrichtungen, die geeignet sind, um mit einem Betätigungsströmungsmittel von der Sammelleitung beliefert zu werden, wobei die Sammelleitung geeignet ist, um in Strömungsmittelverbindung zwischen den Komprimierungsmitteln und den Einspritzvorrichtungen positioniert zu werden, und die einen Common-Rail-Durchlaß bzw. einen Durchlaß mit gemeinsamer Druckleitung und eine Vielzahl von Rail- bzw. Druckleitungsverzweigungsdurchlässen besitzt, die sich von dem Common-Rail-Durchlaß erstrecken, wobei jeder Zweigdurchlaß geeignet ist, um in Strömungsmittelverbindung zwischen dem Common-Rail-Durchlaß und der jeweiligen Einspritzvorrichtung positioniert zu werden, wobei die Sammelleitung Mittel zur dynamischen Strömungsmitteleinstellung besitzt, um den Fluß des Betätigungsströmungsmittels zwischen dem Common-Rail-Durchlaß und den Einspritzvorrichtungen zu steuern, wobei die Mittel zur dynamischen Strömungsmitteleinstellung eine vorbestimmte Flußbegrenzung aufweisen, die immer einen Strömungsmittelfluß zuläßt, die in jedem Zweigdurchlaß der Sammelleitung positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußbegrenzung im dem Zweigdurchlaß an einer Stelle positioniert ist, die näher an dem Common-Rail-Durchlaß ist als an der jeweiligen Einspritzvorrichtung.
  • Die Anwendung eines hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzssystems bei einem speziellen Motor erfordert Rücksicht auf die hydrodynamischen Effekte und auf den breiten Bereich von Umweltbetriebszuständen des Motors, wie von den Anforderungen des Kunden definiert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sehen eine Betätigungsströmungsmitteleinlaßsammelleitung vor, die ordnungsgemäß zum Zwecke der Verringerung von hydrodynamischen Effekten konfiguriert ist (d. h. die Verringerung von strukturellen Spannungen) weiter zur Verringerung der anfänglichen Einspritzrate, zur Steigerung der Einspritzdauer bei Motorleerlaufdrehzahlen, zur Verringerung der elektrischen Leistungsanforderung zur Ventilbetätigung und/oder zur Verbesserung des mittleren Einspritzdruckes während des Hauptteils der Einspritzung. Solche Ausführungsbeispiele helfen dabei, das Motorgeräusch, die Emissionen und/oder übermäßige Spannungen bei verschiedenen Komponenten zu verringern.
  • In den Zeichnungen stellen die Figuren folgendes dar:
  • Fig. 1 ist eine diagrammartige allgemeine schematische Ansicht eines hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzsystems der vorliegenden Erfindung, das eine Betätigungsströmungsmittelschaltung und eine Brennstoffeinspritzschaltung aufweist, und zwar für einen Verbrennungsmotor mit einer Vielzahl von Einspritzvorrichtungen.
  • Fig. 2 ist eine diagrammartige teilweise aufgeschnittene Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Teils der Betätigungsströmungsmittelschaltung der Fig. 1.
  • Fig. 3 ist eine diagrammartige Teilquerschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Teils der Betätigungsströmungsmittelschaltung der Fig. 1.
  • Fig. 4 ist eine diagrammartige Teilquerschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Teils der Betätigungsströmungsmittelschaltung der Fig. 1.
  • Mit Bezug auf Fig. 1, wo ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente oder Merkmale in den Fig. 2 bis 4 bezeichnen, ist ein Ausführungsbeispiel eines hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzsystems 10 gezeigt (im folgenden als HEUI-Brennstoffsystem bezeichnet).
  • Das beispielhafte HEUI-Brennstoffsystem 10 ist in Fig. 1 derart gezeigt, daß es für einen direkt einspritzenden Dieselverbrennungsmotor geeignet ist. Während sich das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 auf einen Reihen-6-Zylinder-Motor bezieht, sei bemerkt, daß die vorliegende Erfindung auch auf andere Arten von Motoren anwendbar ist, wie beispielsweise V-Motoren und Kreiskolbenmotoren, und daß der Motor mehr oder weniger als 6 Zylinder oder Brennkammern enthalten kann. Mit Bezug auf die Fig. 2 bis 4 hat der Motor 12 mindestens einen Zylinderkopf 14. Jeder Zylinderkopf 14 hat eine oder mehrere Einspritzeinheitsbohrungen 16.
  • Wiederum mit Bezug auf Fig. 1 weist das HEUI-Brennstoffsystem 10 eine oder mehrere hydraulisch betätigte elektronisch gesteuerte Einspritzvorrichtungen 18 auf, wie beispielsweise Einheitspumpeneinspritzvorrichtungen, die geeignet sind, um in einer jeweiligen Bohrung 16 positioniert zu werden. Das System 10 weist weiter eine Vorrichtung oder Mittel 20 auf um hydraulisches Betätigungsströmungsmittel zu 18 zu liefern, eine Vorrichtung oder Mittel 22 zur Lieferung von Brennstoff an jede Einspritzvorrichtung 18 und eine Vorrichtung oder Mittel 24 zur elektronischen Steuerung der Brennstoffeinspritzmenge, der Einspritzzeitsteuerung bzw. des Einspritzzeitpunktes und/oder des Betätigungsströmungsmitteldruckes des HEUI- Brennstoffsystems 10. Weitere Details eines beispielhaften HEUI-Brennstoffsystems 10, die hier nicht besprochen werden, sind im US-Patent 5, 168, 855 offenbart, das an Stone am 8. Dezember 1992 ausgegeben wurde.
  • Die Mittel 20 zum Liefern des hydraulischen Betätigungsströmungsmittels weisen vorzugsweise einen Betätigungsströmungsmittelsumpf 26 auf, eine Betätigungsströmungsmitteltransferpumpe 28 mit relativ geringem Druck, einen Betätigungsströmungsmittelkühler 30, einen oder mehrere Betätigungsströmungsmittelfilter 32, eine Quelle oder Mittel 34 zur Erzeugung eines unter relativ hohem Druck stehenden Betätigungsströmungsmittels, wie beispielsweise eine Betätigungsströmungsmittelpumpe 34 mit relativ hohem Druck, mindestens eine Betätigungsströmungsmittelsammelleitung 36 mit relativ hohem Druck und eine Vorrichtung oder Mittel 38 zur dynamischen Strömungsmitteleinstellung zur Steuerung des Flusses des Betätigungsströmungsmittels mit relativ hohem Druck zwischen der Sammelleitung 36 und den Einspritzvorrichtungen 18.
  • Vorzugsweise ist das als Betätigungsströmungsmittel ausgewählte Strömungsmittel nicht Brennstoff, sondern ist eine relativ inkompressible Flüssigkeit mit einer relativ höheren Viskosität als Brennstoff unter den gleichen Umständen. Vorzugsweise ist das Betätigungsströmungsmittel Motorschmieröl, und der Betätigungsströmungsmittelsumpf ist ein Motorschmierölsumpf.
  • Vorzugsweise ist eine Betätigungsströmungsmittelsammelleitung 36 für jeden Zylinderkopf 14 mit einer Bank von Einspritzvorrichtungen 18 vorgesehen und damit assoziiert. Jede Betätigungsströmungsmittelsammelleitung 36 hat einen Common-Rail-Durchlaß 42 und eine Vielzahl von gegenseitig beabstandeten Zweigdurchlässen 44, die sich von dem Common-Rail-Durchlaß 42 weg erstrecken.
  • Der Common-Rail-Durchlaß 42 ist in Strömungsmittelverbindung mit der Betätigungsströmungsmittelpumpe 34 mit relativ hohem Druck angeordnet und liegt stromabwärts davon. Die Anzahl der Zweigdurchlässe 44 für jede Sammelleitung 36 entspricht der Anzahl der Einspritzvorrichtungen 18, die in jedem Zylinderkopf 14 positioniert sind. Jeder Zweigdurchlaß 44 ist in Strömungsmittelverbindung zwischen dem Common-Rail-Durchlaß 42 und einer jeweiligen Einspritzvorrichtung 18 angeordnet. Jeder Zweigdurchlaß 44 hat einen ersten oder stromaufwärts liegenden Teil 46 und auch einen zweiten oder stromabwärts liegenden Teil 48. Der stromaufwärts liegende Teil 46 ist benachbart zu oder zumindest näher an dem Common-Rail-Durchlaß 42 positioniert, und der stromabwärts liegende Teil 48 ist benachbart zu der jeweiligen Einspritzvorrichtung 18 oder zumindest näher an ihr gelegen.
  • Die Mittel 38 zur dynamischen Strömungsmitteleinstellung sind unter Berücksichtigung des Strömungsmitteldurchlaßdruckabfalls, der dynamischen Wellenzeitsteuerung und der Zeitverzögerung bei der Beschleunigung des Betätigungsströmungsmittels von der Sammelleitung 36 zu der jeweiligen Einspritzvorrichtung 18 ausgelegt. Die Mittel 38 zur dynamischen Strömungsmitteleinstellung weisen vorzugsweise eine vorbestimmte Flußeinschränkung auf, die in jedem Zweigdurchlaß 44 der Sammelleitung 36 positioniert sind. Die Flußeinschränkung hat einen vorbestimmten effektiven Flußquerschnitt und eine Länge und ist vorzugsweise in dem stromaufwärtsliegenden Teil 46 des Zweigdurchlasses 44 positioniert. Alternativ hat der stromaufwärtsliegende Teil 46 von jedem Zweigdurchlaß 44 eine vorbestimmte erste effektive Flußquerschnittsfläche A&sub1; und eine erste Länge L&sub1;. Darüber hinaus hat der stromabwärts liegende Teil 48 von jedem Zweigdurchlaß 44 eine zweite effektive Flußquerschnittsfläche A&sub2; und eine zweite Länge L&sub2;. Das Produkt der ersten Fläche A&sub1; mal der ersten Länge L&sub1; ist geringer als das Produkt der zweiten Fläche A&sub2; mal der zweiten Länge L&sub2;.
  • Drei alternative Ausführungsbeispiele der Mittel 38 zur dynamischen Strömungsmitteleinstellung sind in den Fig. 2 bis 4 gezeigt. In den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 weist der stromabwärts liegende Teil 48 von jedem Zweigdurchlaß 44 ein Überbrückungsrohr oder eine externe Leitung auf, die mit einer jeweiligen Einspritzvorrichtung 18 verbunden ist. Vorzugsweise sind die Überbrückungsrohre nahtlose Stahlrohre, und alle Armaturen sind von der Standard-O- Ringanschlußart der Society of Automotive Engineers (SAE). Da jedes Überbrückungsrohr 48 mit einer jeweiligen Einspritzvorrichtung 18 mit einer Hochdruckarmatur verbunden ist, müssen die strukturellen Spannungsniveaus nicht so genau kontrolliert werden wie im Fall eines Zweigdurchlasses 44, der integral mit einem Zylinderkopf 14 ausgebildet ist.
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 weist der stromaufwärtsliegende Teil 46 von jedem Zweigdurchlaß 44 eine entfernbare Armatur bzw. Abdichtung auf, und zwar mit einem internen Durchlaß, der die vorbestimmte Flußbegrenzung definiert. Somit kann die Flußbegrenzung leicht durch Ersetzen der Armatur durch eine andere mit einer anderen Flußbegrenzung verändert werden. Der Innendurchmesser und die Länge von sowohl der Armatur 46 auf der Sammelleitungsseite als auch vom Überbrückungsrohr 48 sind ordnungsgemäß ausgewählt worden, um die anfängliche Einspritzrate zu steuern, und um den mittleren effektiven Einspritzdruck zu verbessern.
  • Im zweiten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 wird der stromaufwärtsliegende Teil 46' und die Flußbegrenzung von jedem Zweigdurchlaß 44' intern von einem Motorglied 54 definiert. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist das Motorglied 50 eine Kipphebelbasis.
  • Im dritten Ausführungsbeispiel der Fig. 4 wird jeder Zweigdurchlaß 44 " integral ausgeformt und innerhalb zumindest eines Motorgliedes angeordnet, wie beispielsweise innerhalb der Lufteinlaßsammelleitung und/oder dem Zylinderkopf 14 ". Der stromabwärts liegende Teil 48 " von jedem Zweigdurchlaß 44 " steht in Verbindung mit einem Ring 52 ", der durch eine jeweilige Einspritzvorrichtung 18 " definiert wird.
  • In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 nimmt eine elektronisch erregte Einspritzvorrichtung 18 " ein Betätigungsströmungsmittel von dem Common-Rail-Durchlaß 42 " durch einen jeweiligen Zweigdurchlaß 44 " auf. Der Zweigdurchlaß 44 " schneidet einen Ring 52 ", der von der Zylinderkopfbohrung 16" und der Einspritzvorrichtung 18 " definiert wird. Der Ring 52 " verteilt gleichförmiger das unter relativ hohem Druck stehende Betätigungsströmungsmittel zur Einspritzvorrichtung 18 ". Aufgrund der Lage und der Herstellprozesse des Rings (im Kopf) und des Schnittes des Zweigdurchlasses 44 " mit der Einspritzvorrichtungsbohrung 16" in der Nachbarschaft des Rings 52 " muß das Druckniveau gesteuert bzw. überprüft werden, um strukturelles Versagen zu vermeiden. Die Längen und effektiven Flußquerschnittsflächen der stromaufwärts und stromabwärts liegenden Teile 46", 48" sind somit in erster Linie bemessen, um die Zylinderkopfspannungsniveaus in der Nachbarschaft des Ring 52" zu verringern, ohne die Einspritzleistung zu verschlechtern.
  • Der Zweigdurchlaß 44 erstreckt sich innerhalb des Zylinderkopfes 14. In einem Beispiel hat der stromaufwärts liegende Teil 46 einen Durchmesser von ungefähr 6 bis 8 mm, und der stromabwärts liegende Teil 48 hat einen Durchmesser von ungefähr 12 mm. Diese Konfiguration reduziert im Großen und Ganzen das Spannungsniveau in der Nachbarschaft des Rings 52, während eine Flexibilität für die anfängliche Einspritzratensteuerung und Verbesserungen des Einspritzdruckes beibehalten werden. Die Durchmesser der stromaufwärts und stromabwärts liegenden Teile 46, 48 des Zweigdurchlasses 44 werden als dominante Parameter zur Bestimmung des Strömungsmitteldruckes in dem Ring 52 angesehen, sie beeinflussen jedoch nur leicht den Einspritzdruck.
  • Das Volumen des Rings 52 wird genau entlang des stromaufwärts liegenden Teils 46 und des stromabwärts liegenden Teils 48 des Zweigdurchlasses 44 so bemessen, daß die anfängliche Einspritzung beim Leerlaufbetätigungsströmungssmitteldruck durch das Volumen des Betätigungsströmungsmittels, das in dem Ring 52 vorhanden ist, gestartet bzw. anfänglich angehoben wird. Durch korrekte Bemessung der stromaufwärts und stromabwärts liegenden Teile 46, 48 des Zweigdurchlasses 44 tritt eine Verzögerung beim Betätigungsströmungsmittelfluß von dem Common-Rail-Durchlaß 42 zu der jeweiligen Einspritzvorrichtung 18 auf, und der Leerlaufeinspritzdruck wird durch die begrenzte Energie im Volumen des Rings 52 minimiert. Das Düsenrückschlagelement der Einspritzvorrichtung 18 kann auch temporär verschlossen werden. Schließlich hebt ein ausreichender Fluß aus dem Common-Rail-Durchlaß 42 den Einspritzdruck zurück auf entweder einen Haltedruck oder einen Einspritzdruck zum erneuten Start. Das HEUI-Brennstoffsystem 10 kann zusammen mit dem Einspritzvorrichtungsdüsenventilöffnungsdruck eingestellt werden, um einen großen Bereich von Einspritzdauern bei Leerlaufzuständen zu erreichen.
  • Die Anwendung des HEUI-Brennstoffsystems auf einen speziellen Motor erfordert Achtung bezüglich der grundlegenden Prinzipien der Hydraulik und bezüglich des breiten Bereiches von Umweltbetriebszuständen des Dieselmotors, wie von den Kundenanforderungen definiert.
  • Das Hochdruckbetätigungsströmungsmittelsystem sieht Betätigungsmittel für das HEUI-Brennstoffsystem 10 vor. Die Einspritzenergie wird in der Hochdruckbetätigungsströmungsmittelsammelleitung gespeichert. Die Hochdruckbetätigungsströmungsmittelpumpe setzt die Sammelleitung auf den angewiesenen Pegel unter Druck. Die Energie zum Antrieb des Einspritzprozesses wird verfügbar bzw. berechenbar als das Sammelleitungsvolumen mal dem Druck. Die Sammelleitungsdruckveränderung wird durch die Massenmodul- bzw. E-Modulgleichung definiert:
  • dP = B(dV/V) wobei gilt
  • B = Betätigungsströmungsmittelmassenmodul - MPa
  • dV = Betätigungsströmungsmittelvolumen für eine Einspritzung - mm³
  • V = Betätigungsströmungsmittelvolumen der Sammelleitung mm³
  • dP = Druckveränderung - MPa
  • Das Betätigungsströmungsmittelvolumen der Sammelleitung 36 und des Pumpenhohlraums der Pumpe 34 sind ordnungsgemäß für jede Motoranwendung bemessen, um die erwünschten Einspritzcharakteristiken zu erhalten, nämlich Spitzeneinspritzdruck, -dauer und mittlerer effektiver Einspritzdruck (MEP). Die Betätigungsströmungsmittelpumpe 34 mit relativ hohem Druck muß genug Betätigungsströmungsmittel an die Einspritzvorrichtungen 18 in allen Betriebszuständen liefern. Bei Motoren 12 mit hohem Drehmomentanstieg erfordert der Spitzendrehmomentzustand im allgemeinen den höchsten Betätigungsströmungsmittelfluß. Bei anderen Anwendungen werden die Startzustände der Schlüsselpunkt für die ordnungsgemäße Bemessung der Sammelleitung 36 und der Pumpe 34 sein. Eine Analyse von allen Betriebszuständen ist erforderlich, um eine ordnungsgemäße Bemessung sicherzustellen. Der Betätigungsströmungsmittelfluß kann auf die folgenden Teile aufgeteilt werden: Anforderungen der Einspritzvorrichtung 18, Leckage der Pumpe 34 und andere Leckage der Mittel 20 zum Liefern von hydraulischem Betätigungsströmungsmittel.
  • Wenn eine ausgewählte Einspritzvorrichtung 18 betätigt wird, beginnt der Betätigungsströmungsmittelfluß am Sitz der Einspritzvorrichtung 18. Eine umgekehrte Druckwelle pflanzt sich von dem Einspritzvorrichtungsbetätigungsströmungsmitteleinlaßdurchlaß zur Betätigungsströmungsmittelsammelleitung 36. Die Geometrie des Einspritzvorrichtungsbetätigungsströmungsmitteleinlaßdurchlasses muß unter Berücksichtung des Leitungsdruckabfalls, der dynamischen Wellenzeitsteuerung und der Zeitverzögerung bei der Beschleunigung des Betätigungsströmungsmittels aus der Sammelleitung 36 in die Einspritzvorrichtung 18 ausgelegt werden.
  • Die gezeigten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sehen eine Betätigungsströmungsmitteleinlaßsammelleitung vor, die genau und einzigartig zu Zwecken der Verbesserung (d. h. der Reduzierung) der anfänglichen Einspritzrate, zur Verbesserung (d. h. zur Steigerung) des mittleren effektiven Einspritzdruckes während des Hauptteils der Einspritzung, zum Vorsehen von einer geringfügig längeren Einspritzdauer, zum Vorsehen von geringfügig niedriger Betätigungsströmungsmittelflußanforderung konfiguriert ist, weiter so, daß sie wenig Veränderung bei der Kaltleistung zeigt, geringe Kosten und geringe Abweichung erreicht, hervorragende Leerlaufcharakteristiken für die elektronische Steuerung der Brennstoffeinspritzmenge und -zeitsteuerung bietet, die Regelbarkeit aufgrund der geringeren Leerlauf- und Nennbrennstofflieferungsknicke verbessert, nachteilige Flußkräfte verringert, die auf das Sitzventil der Einspritzvorrichtung 18 wirken, wodurch die elektrischen Leistungsanforderungen zur Betätigung des Sitzventils der Einspritzvorrichtung 18 verringert werden und/oder die die strukturellen Spannungen im Zylinderkopf 14 verringert.

Claims (6)

1. Betätigungsströmungsmittel-Einlaßverteiler- bzw. -sammelleitung (36) für ein hydraulisch betätigtes Einspritzvorrichtungs-Brennstoffsystem (10) mit Druckerzeugungsmitteln (34) zum Unterdrucksetzen von Betätigungsströmungsmittel und mit einer Vielzahl von hydraulisch betätigten Einspritzvorrichtungen (18), die mit Betätigungsströmungsmittel von der Sammelleitung (36) versorgt werden können, wobei die Sammelleitung geeignet ist, in Strömungsmittelverbindung zwischen den Druckerzeugungsmitteln (34) und den Einspritzvorrichtungen angeordnet zu werden, und einen Common-Rail-Durchlaß (gemeinsame Druckleitung) (42) sowie eine Vielzahl von Zweigleitungen (44) aufweist, wobei die Zweigleitungen (44) jeweils geeignet sind, in Strömungsmittelverbindung zwischen dem Common-Rail-Durchlaß (42) und einer jeweiligen Einspritzvorrichtung (18) angeordnet zu werden, wobei die Sammelleitung (36) strömungsdynamische Abstimm-Mittel bzw. Mittel (38) zur dynamische Strömungsmitteleinstellung aufweist zum Steuern der Strömung von Betätigungsströmungsmittel zwischen dem Common-Rail-Durchlaß (42) und den Einspritzvorrichtungen (18), wobei die strömungsdynamischen Abstimm- Mittel (38) eine vorbestimmte Strömungseinschränkung umfassen, die stets einen Strömungsmittelfluß gestattet und in jeder Zweigleitung (44) der Sammelleitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungseinschränkung in der Zweigleitung (44) an einer Stelle angeordnet ist, die näher zum Common-Rail-Durchlaß (42) hin liegt als zur jeweiligen Einspritzvorrichtung (18).
2. Sammelleitung gemäß Anspruch 1, wobei der stromaufwärtige Teil jeder Zweigleitung (44), welcher sich näher am Common-Rail-Durchlaß (42) befindet, eine erste effektive Strömungsquerschnittsfläche und eine erste Länge besitzt, wobei der stromabwärtige Teil jeder Zweigleitung, die sich näher an der jeweiligen Einspritzvorrichtung (18) befindet, eine zweite effektive Strömungsquerschnittsfläche und eine zweite Länge besitzt, wobei das Produkt der ersten Fläche mal der ersten Länge geringer ist als das Produkt der zweiten Fläche mal der zweiten Länge.
3. Sammelleitung gemäß Anspruch 2, wobei der stromabwärtige Teil jeder Zweigleitung (44) ein Überbrückungsrohr umfaßt, das mit der jeweiligen Einspritzvorrichtung (18) verbunden ist, wobei der stromaufwärtige Teil jeder Zweigleitung (44) ein Fitting bzw. eine Armatur umfaßt, das die Strömungseinschränkung bezüglich des Überbrückungsrohrs und des Common-Rail-Durchlasses (42) definiert.
4. Sammelleitung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der stromabwärtige Teil jeder Zweigleitung (44) ein Überbrückungsrohr umfaßt, das mit der jeweiligen Einspritzvorrichtung (18) verbunden ist, wobei der stromaufwärtige Teil jeder Zweigleitung (44) ein Motorglied (50) umfaßt, das die Strömungseinschränkung bezüglich des Überbrückungsrohrs und des Common- Rail-Durchlasses definiert.
5. Sammelleitung gemäß Anspruch 4, wobei das Motorglied (50) eine Kipphebelhalterung ist.
6. Sammelleitung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jede Zweigleitung (44) ein interner Durchlaß ist, welcher integral mit einem Motor (12) ausgebildet ist.
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