EP0462116A1

EP0462116A1 - Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung.

Info

Publication number: EP0462116A1
Application number: EP19900902999
Authority: EP
Inventors: Helmut Rembold; Ernst Linder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1990-02-17
Publication date: 1991-12-27
Anticipated expiration: 2010-02-17
Also published as: WO1990010789A1; DE3907766A1; US5146894A; DE59000289D1; EP0462116B1; JPH04503986A

Description

Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicherkraftstoffeinspritz- vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei derartigen Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtungen wird von einer kontinuierlich fördernden Ladepumpe Kraftstoff unter Druck in einen Druckspeicher eingebracht, wobei zwischen Ladepumpe und Druckspeicher ein Rückschlagventil vorgesehen ist, um zu verhin¬ dern, daß beim Ansaughub der Pumpe Kraftstoff unter Druck in die Pumpe zurück gepreßt wird. Speicherkraf stoffeinspritzvorrichtun¬ gen benötigen in der Folge S euerein ichtungen, welche die Menge und den Zeitpunkt der Weiterleitung des Kraftstoffes unter Druck zur Einspritzdüse überwachen, wobei hierfür beispielsweise rotie¬ rende Verteilerwellen und/oder Ventilanordnungen, insbesondere Ma¬ gnetventile, Verwendung finden. Bei üblichen Speicherkraftstoff- einspritzvorrichtungen der eingangs genannten Art erfolgt keine gesonderte Regelung der Ladepumpe und es wird lediglich dafür ge¬ sorgt, daß die Ladepumpe eine hinreichende Menge an Treibstoff in den Speicher fördert, welche verhindert, daß der Speicher insbe¬ sondere bei hohen Drehzahlen vollständig entleert werden kann.

Bei Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtungen kann sowohl während des Saughubs als auch im Kompressionshub eines Ottomotors direkt in den Brennraum des Motors gespritzt werden. Zur Verbesserung de Emisionsverhaltens ist es hierbei bekannt geworden, die Einspritz menge in Teilmengen, insbesondere eine Voreinspritzmenge und eine Haupteinspritzmenge zu unterteilen. Insbesondere bei Mehrzylinder motoren kann es hierbei zu Überschneidungen in der Kraftstoffent¬ nähme aus einem derartigen Speicher kommen, wobei es zu Überlage¬ rungen

ERSATZB ÄΓ von Voreinspritz- und Haupteinspritzvergangen in unterschied¬ lichen Zylindern koinmen kann. Derartige Überlagerungen von Einspritzvorgängen können in der Folge zu Schwierigkeiten bei der exakten Zumessung der Einspritzmengen führen und es ist nicht ohne weiteres möglich, definierte Einspritzmengen für unterschiedliche Einspritzvorgänge sicherzustellen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Speicherkraftstoff- einspritzvorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Hauptan¬ spruches bringt nun den Vorteil mit sich, daß Überlagerungen von Einspritzvorgängen, insbesondere bei Unterteilung des Einspritzvorganges in einen Voreinspritz- und einen Hauptein¬ spritzvorgang vermieden werden können, und daß gleichzeitig sichergestellt werden kann, daß für die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung nicht nur die vordefinerte Menge sondern auch ein vordefinierter Druck eingehalten v/erden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Speicherkraftstoffeinspritzvorrich- tun möglich. Besonders vorteilhaft ist es hiebei die Ausbil¬ dung so zu treffen, daß die Druckspeicher an eine gemeinsame Kraftstoffdruckleitung angeschlossen sind und daß jeder Druckspeicher über ein nach außen schließendes Rückschlag¬ ventil mit der Druckleitung und unter Umgehung des Rück- schlagventiles mit der Ventilanordnung in der Leitung zu den Einspritzdüsen verbunden ist. Auf diese Weise ist eine präzise Trennung der Speicher voneinander möglich und es kann sichergestellt werden, daß unterschiedliche Einspritzvorgänge mit unterschiedlichen Druckniveaus vorgenommen werden können. Weiters wird mit Sicherheit verhindert, daß die Speicher beim Saughub der Pumpe entleert werden können.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann die Ausbildung so getroffen werden, daß der für die Vorein¬ spritzmenge ausgelegte Druckspeicher einen Hubbegrenzungsan- schlag und der für die Haupteinspritzung ausgelegte Druck¬ speicher eine Uberströmöffnung bei Erreichen des maximalen Speichervolumens aufweist. Auf diese Weise kann der für die Voreinspritzmenge ausgelegte Druckspeicher konstruktiv besonders einfach gehalten werden. Eine Uberfüllung des Speichers bzw. ein zu hohes Druckniveau wird hiebei beim Ladevorgang dadurch verhindert, daß der zweite Speicher über ein Rückschlagventil mit Kraftstoff versorgt wird, wobei die entsprechenden SicherungsVorkehrungen, insbesondere ein Überdruckventil oder eine Überströmöffnung lediglich bei einem nachgeschalteten Speicher, insbesondere dem für die Haupteinspritzung dienenden zweiten Speicher, vorgesehen sein müssen.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausbildung läßt sich dadurch verwirklichen, daß die gesonderten Speicher koaxial angeordnet sind und eine für beide Speicherkolben gemeinsame Druckfeder aufweisen. Auch bei einer derartigen Ausbildung ist es ohne weiteres möglich, für Vor- und Haupteinspritzung unterschiedliche Druckniveaus zur Verfügung zu stellen, wofür die Ausbildung in einfacher Weise so getroffen werden kann, daß die Kolben der Speicher unterschiedliche Querschnitts¬ fläche aufweisen.

Insbesondere im Zusammenhang mit Mehrzylindermotoren und entsprechend großer Anzahl von Schaltvorgängen der Ventile für eine Unterteilung der Einspritzung in Voreinspritzung und Haupteinspritzung ist es besonders vorteilhaft, die Ausbil¬ dung so zu treffen, daß in die Leitung zu den Einspritzdüsen zusätzlich zu Magnetventilen ein Verteilerventil, insbeson¬ dere eine rotierende Welle mit Steuerbohrungen bzw. -nuten eingeschaltet ist, wobei eine derartige Ausbildung im Zu¬ sammenhang mit konventionellen Speicherkraftstoffeinspritz- vorrichtungen an sich bekannt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig.l eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungs- gemäßen Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung und Fig.2 eine abgewandelte Ausführungsform eines Speichers zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Speicherkraftstoffeinspritzvor- richtung.

Bei der Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung der Fig.l fördert eine Ladepumpe 1 Kraftstoff aus einem Tank 2 über Rückschlagventile 3 , 4 durch eine gemeinsame Kraftstoffdruck¬ leitung 5 in zwei Druckspeicher 6 und 7, wobei die Kolben 8, 9 der Speicher jeweils von Federn 10 und 11 beaufschlagt sind. Der für eine Voreinspritzung herangezogene Speicher 6 weist dabei einen Anschlag 12 auf, welcher das Speichervolu¬ men des ersten Speichers 6 begrenzt. Der für eine Hauptein¬ spritzung herangezogene Speicher 7 weist eine Überström¬ öffnung 13 auf, so daß bei überschreiten des maximalen Füllvolumens bzw. des maximalen Fülldruckes des Speichers 7 die Überströmöffnung 13 freigegeben wird und Kraftstoff unter Druck in den wiederum schematisch mit 2 angedeuteten Tank bzw. Rücklauf abströmen kann.

Die beiden Druckspeicher 6 und 7 sind über Druckleitun¬ gen 14 und 15 sowie in diesen Leitungen angeordnete Magnet¬ ventile 16 und 17 und eine stromabwärts der Magnetventile 16, 17 in die Druckleitungen eingeschaltete Verteilerwelle 18 entsprechend der Drehlage der Verteilerwelle 18 mit nicht näher dargestellten Einspritzdüsen verbunden, wobei in Fig.l eine Zuleitung zu einer derartigen Einspritzdüse mit 19 bezeichnet ist. In der in Fig.l gezeigten Stellung der Magnetventile 16 bzw. 17 erfolgt keine Kraftstoffentnahme aus den Druckspeichern. Bei einer Umschaltung des Magnetventiles 16 kann in der gezeigten Drehstellung der Verteilerwelle 18 über die Leitung 19 eine Voreinspritzung in einer Düse über die Leitung 19 vorgenommen werden. In der Folge kann nach einer entsprechenden Drehbewegung der Verteilerwelle 18, welche mit der Nockenwelle im allgemeinen gekoppelt ist, in derselben Einspritzdüse bei entsprechender Schaltung des Magnetventiles 17 in der Druckleitung 15 auch eine Hauptein¬ spritzung vorgenommen werden.

Durch das Vorsehen von zwei getrennten Druckspeichern 6 und 7 für eine Voreinspritzung und eine Haupteinspritzung kann auch in zwei unterschiedlichen Zylindern gleichzeitig eine Voreinspritzung und eine Haupteinspritzung vorgenommen werden, ohne daß es dadurch zu einer gegenseitigen Beein¬ flussung der einzelnen Einspritzvorgänge kommt. Da die Voreinspritzmenge im allgemeinen etwa 10 bis 20 % von der Haupteinspritzmenge beträgt, ist durch die in Fig.l darge¬ stellte Ausführungsform sichergestellt, daß sich der Kolben 8 des Druckspeichers 6 immer am definierten Anschlag befindet. Die gegenseitige Beeinflussung der beiden Druckspeicher 6 und 7 wird dabei durch das Rückschlagventil 4 verhindert. Durch entsprechende Bemessung der Kolbenquerschnitte sowie der Druckfedern 10 und 11 können weiters in den beiden Druck¬ speichern unterschiedliche Druckniveaus aufrechterhalten werden.

Es wird dabei vorausgesetzt, daß die Ladepumpe 1 einen weitgehend pulsationsfreien Förderstrom liefert und daß jeweils eine hinreichende Menge an Kraftstoff in die Speicher 6 und 7 gefördert wird, so daß auch bei höchsten Drehzahlen ein Entleeren der Speicher 6 und 7 in j-edem Fall verhindert wird. Neben der Uberströmöffnung 13 zur Begrenzung des maximalen Speichervolumens kann eine nicht näher dargestellte Regeleinrichtung für eine lastabhängige Förderung der Lade¬ pumpe vorgesehen sein.

In der in Fig.l dargestellten Stellung der Magnetventile 16 und 17 findet eine Entlastung der Druckleitung 19 über Rückschlagventile 20 in den Rücklauf bzw. Tank 2 statt.

-Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform fördert die Ladepumpe 1 über Rückschlagventile 3 und 4 in einen Speicher 21, in welchem zwei Speicherkolben 22 und 23 von einer gemeinsamen Druckfeder 24 beaufschlagt sind. Es sind somit beide Speicherkolben für die zwei getrennten Druck¬ speicher für die Voreinspritzung und Haupteinspritzung in einem gemeinsamen Gehäuse koaxial zueinander angeordnet, wobei der Speicherkolben 22 den Speicherraum für die Vor¬ einspritzung begrenzt und mit der Druckleitung 14 in Ver¬ bindung steht, während der Speicherkolben 23 den Speicherraum für die Haupteinspritzung begrenzt und mit der Druckleitung 15 in Verbindung steht. Der Speicherkolben 22 ist wiederum gegen einen Anschlag 25 bewegbar, während der Speicherkolben 23 mit einer Uberströmöffnung 26 zusammenwirkt, welche bei überschreiten des maximalen Speichervolumens einen Abström¬ querschnitt in den Tank 2 freigibt. In den Leitungen 14 und 15 sind, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig.l, wiederum Magnetventile 16 bzw. 17 und/oder eine Verteilerwelle 18 zu Druckleitungen 19 zu Einspritzdüsen angeordnet. Durch die unterschiedliche Querschnittsbemessung der Speicherkolben 22 und 23 wird sichergestellt, daß der Voreinspritzkolben jeweils bei Beaufschlagung mit Druckkraftstoff am Anschlag 25 anliegt, wenn keine Einspritzung durchgeführt wird. Eine eventuell mögliche Beeinflussung der Einspritzvorgänge über die Kopplung der Speicherkolben 22 und 23 über die gemeinsame Druckfeder 24 kann bei entsprechender Federdimensionierung mit kleiner Federkonstante vernachlässigt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung, bei welcher Kraftstoff unter Druck einem Speicher zuführbar ist, mit einer Druckkraftstoff aus dem Speicher über eine Ventilanord¬ nung zu wenigstens einer Einspritzdüse führenden Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Druckspeicher

(6,7,21) angeordnet sind und daß die Druckspeicher über gesonderte Ventilanordnungen (16,17,18) mit den Einspritz¬ düsen verbunden sind.

2. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckspeicher (6,7,21) an eine gemeinsame Kraftstoffdruckleitung (5) angeschlossen sind und daß jeder Druckspeicher (6,7,21) über ein nach außen schließendes Rückschlagventil (3,4) mit der Druckleitung (5) und unter Umgehung des Rückschlagventiles (3,4) mit der Ventilanordnung (16,17,18) in der Leitung (14,15,19) zu den Einspritzdüsen verbunden ist.

3. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Vorein- spritzmenge ausgelegte Druckspeicher (6,22) einen Hubbegren¬ zungsanschlag (12,25) und der für die Haupteinspritzung ausgelegte Druckspeicher (7,23) eine Uberströmöffnung (13,26) bei Erreichen des maximalen Speichervolumens aufweist.

4. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gesonder¬ ten Speicher (21) koaxial angeordnet sind und eine für beide Speicherkolben (22,23) gemeinsame Druckfeder (24) aufweisen.

5. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (8,9,22,23) der Speicher (6,7,21) unterschiedliche Quer¬ schnittsfläche aufweisen.

6. Speicherkraf tstof feinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung (14,15) zu den Einspritzdüsen zusätzlich zu Magnetventilen (16,17) ein Verteilerventil (18), insbesondere eine rotieren¬ de Welle mit Steuerbohrungen bzw. -nuten eingeschaltet ist.