EP0704619A1 - Kraftstoffeinspritzanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffeinspritzanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine Download PDF

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EP0704619A1
EP0704619A1 EP95111427A EP95111427A EP0704619A1 EP 0704619 A1 EP0704619 A1 EP 0704619A1 EP 95111427 A EP95111427 A EP 95111427A EP 95111427 A EP95111427 A EP 95111427A EP 0704619 A1 EP0704619 A1 EP 0704619A1
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Daimler Benz AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/053—Camshafts overhead type
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    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection system for a multi-cylinder internal combustion engine with the features specified in the preamble of claim 1.
  • Such a fuel injection system for a multi-cylinder internal combustion engine is known from EP 0 501 459 A2, in which a high-pressure pump delivers fuel into a supply line (common rail) which acts as a high-pressure fuel reservoir.
  • the supply line is designed as a high-strength, thick-walled tube and connected to solenoid valve-controlled nozzles via injection lines.
  • the invention has for its object to improve the generic fuel injection system between the high pressure pump and the solenoid-controlled nozzles in terms of weight, space and costs.
  • the high-pressure fuel accumulator which is located in the hollow rocker arm axis, has a storage volume that corresponds approximately to 300 times the maximum fuel injection quantity of a cylinder. This large volume means that pressure peaks and pressure fluctuations that occur can be kept within permissible limits.
  • a beneficial development of the invention results from the fact that, in addition to the supply line as a high-pressure fuel accumulator, at least one further line is arranged in the rocker arm axis and is used to supply the rocker arm with lubricating oil. If necessary, a control line for the camshaft adjustment can be provided in addition to the fuel-carrying line and the lubricating-oil-carrying line.
  • a fuel injection system 1 for a diesel internal combustion engine essentially consists of at least one high-pressure pump 2 which delivers the fuel, a high-pressure fuel reservoir as a common supply line 3 and solenoid valve-controlled nozzles 4, the magnets 5 of which can be controlled by an electronic control unit 6 which operates as a function of operating parameters of the internal combustion engine.
  • a fuel feed line 7 leading away from the high pressure pump 2 according to FIG. 1 is connected to a hollow rocker arm axis 8.
  • the connection of the fuel supply line 7 is located at a free end 9 of the rocker arm axis 8, on which rocker arms 10 designed as valve actuation means and driven by cams 11 of a camshaft 12 are rotatably mounted for actuating intake and exhaust valves 13, 14.
  • connections 15 for injection lines 16 are provided between the intake and exhaust valves 13, 14 of the respective cylinder (not shown), which lead to the corresponding nozzles 4. With 17 fuel return lines are designated.
  • the rocker arm axis 8 has a fuel-carrying bore which forms the supply line 3, the storage volume of the supply line corresponding approximately to 300 times a maximum fuel injection quantity.
  • This ratio also applies to the differently designed exemplary embodiments 3, 4 and 5, which in addition to the supply line 3 also contain an oil-carrying line as a high-pressure fuel reservoir.
  • the volume of these lines is considerably smaller, since they have no storage function, but serve to supply lubricating oil to the valve train parts.
  • the fuel storage pressure provided for common rail systems is around 1,500 bar.
  • the additional hole in the rocker arm axis 8 is designated as an oil-carrying line for the lubricating oil supply with 18, which is significantly smaller in diameter than the fuel-carrying supply line 3. If necessary, a further hole (shown in dash-dotted lines) can be introduced, the oil-carrying control line 19 for with rocker arms 10 cooperating coupling links.
  • the rocker arm axis 8 consists of an outer tube 8 'into which an insert body 20 is pressed.
  • this insert body 20 contains the fuel-carrying supply line 3, the lubricating-oil-carrying line 18 and optionally the oil-carrying control line 19.
  • the hollow rocker arm axis 8 is provided with a longitudinal web 21 which is eccentrically located in the cavity as a partition for forming the fuel-carrying supply line 3 and the lubricating-oil-carrying line 18.
  • a further chambering for the control line 19 can optionally be provided by inserting an intermediate wall in the oil-carrying line 18.

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

Kraftstoffeinspritzanlage (1) für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit auf einer Kipphebelachse (8) drehbar gelagerten Ventilbetätigungsmitteln zur Betätigung von Einlaß- und Auslaßventilen (13,14) , mit einer Hochdruckpumpe (2) zur Förderung des Kraftstoffes in eine für magnetventilgesteuerte Düsen (4) vorgesehene und als Kraftstoffhochdruckspeicher wirkende gemeinsame Versorgungsleitung (3) (Common-Rail), an der für jeden Zylinder ein Anschluß (15) für eine zu einer Düse (4) führende Einspritzleitung (16) vorgesehen ist. Der Kraftstoffhochdruckspeicher ist durch eine hohlausgeführte Kipphebelachse (8) gebildet, deren Kraftstoffspeichervolumen ein Vielfaches der jeweils einzuspritzenden maximalen Kraftstoff- menge ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
  • Aus der EP 0 501 459 A2 ist eine derartige Kraftstoffeinspritzanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine bekannt, bei der eine Hochdruckpumpe Kraftstoff in eine als Kraftstoffhochdruckspeicher wirkende Versorgungsleitung (Common Rail) fördert. Die Versorgungsleitung ist als hochfestes und dickwandiges Rohr ausgebildet und über Einspritzleitungen mit magnetventilgesteuerten Düsen verbunden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage zwischen der Hochdruckpumpe und den magnetventilgesteuerten Düsen hinsichtlich Gewicht, Platzbedarf und Kosten zu verbessern.
  • Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
  • Durch die besonderen Maßnahmen, nämlich eine als Lager für Ventilbetätigungsmittel zur Betätigung von Einlaß- und Auslaßventilen dienende Kipphebelachse auch als Kraftstoffhochdruckspeicher mitzuverwenden, ist der ansonsten separat zur Kipphebelachse angeordnete und platzraubende Kraftstoffhochdruckspeicher überflüssig. Neben der Gewinnung eines zusätzlichen Bauraumes sind Gewicht und Kosten minimiert.
  • Außerdem ergeben sich wesentlich kürzere Einspritzleitungen von der Kipphebelachse zur jeweiligen Düse.
  • Der in der hohlen Kipphebelachse untergebrachte Kraftstoffhochdruckspeicher hat ein Speichervolumen, das etwa dem 300-fachen der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge eines Zylinders entspricht. Durch dieses große Volumen sind auch auftretende Druckspitzen bzw. Druckschwankungen in zulässigen Grenzen zu halten.
  • Aus der EP 0 259 106 A1 ist eine Kipphebelachse mit einer Kammerung bekannt, in der in mindestens zwei ölführenden Kanälen einerseits Öl für hydraulische Ventilspielausgleichselemente und andererseits Öl für die Beaufschlagung von Koppelgliedern, die mit Ventilbetätigungsmitteln verbindbar sind, vorgesehen sind.
  • Eine förderliche Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß zusätzlich zu der Versorgungsleitung als Kraftstoffhochdruckspeicher mindestens eine weitere Leitung in der Kipphebelachse angeordnet ist, die zur Schmierölversorgung der Kipphebel dient. Gegebenenfalls kann neben der kraftstofführenden Leitung und der schmierölführenden Leitung noch eine Steuerleitung für die Nockenwellenverstellung vorgesehen sein.
  • In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
  • Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand von Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Ventiltrieb mit einer hohlausgeführten Kipphebelachse zur Aufnahme eines Kraftstoffhochdruckspeichers,
    Fig. 2
    die Kipphebelachse (in vergrößerter Darstellung) mit integriertem Kraftstoffhochdruckspeicher
    Fig.3,4,5
    verschiedene Ausgestaltungen der Kipphebelachse mit getrennten Leitungen für den Kraftstoffhochdruckspeicher und für mindestens einen Ölstrom.
  • Eine Kraftstoffeinspritzanlage 1 für eine Dieselbrennkraftmaschine besteht im wesentlichen aus mindestens einer den Kraftstoff fördernden Hochdruckpumpe 2, aus einem Kraftstoffhochdruckspeicher als gemeinsame Versorgungsleitung 3 sowie aus magnetventilgesteuerten Düsen 4, deren Magnete 5 durch eine in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine arbeitende elektronische Steuereinheit 6 ansteuerbar sind.
  • Eine von der Hochdruckpumpe 2 gemäß Fig. 1 wegführende Kraftstoffvorlaufleitung 7 ist an einer hohlausgeführten Kipphebelachse 8 angeschlossen. In der Kipphebelachse 8 verläuft die für die magnetventilgesteuerten Düsen 4 vorgesehene gemeinsame Versorgungsleitung 3, die als Kraftstoffhochdruckspeicher wirkt. Der Anschluß der Kraftstoffvorlaufleitung 7 befindet sich an einem freien Ende 9 der Kipphebelachse 8, auf der als Ventilbetätigungsmittel ausgebildete und durch Nocken 11 einer Nockenwelle 12 angetriebene Kipphebel 10 zur Betätigung von Einlaß- und Auslaßventilen 13, 14 drehbar gelagert sind. Auf der Kipphebelachse 8 sind zwischen den Einlaß- und Auslaßventilen 13,14 des jeweiligen Zylinders (nicht dargestellt) Anschlüsse 15 für Einspritzleitungen 16 vorgesehen, die zu den entsprechenden Düsen 4 führen. Mit 17 sind Kraftstoffrücklaufleitungen bezeichnet.
  • Nach Fig. 2 weist die Kipphebelachse 8 eine kraftstofführende Bohrung auf, die die Versorgungsleitung 3 bildet, wobei das Speichervolumen der Versorgungsleitung etwa dem 300-fachen einer maximalen Kraftstoffeinspritzmenge entspricht. Dieses Verhältnis gilt auch bei den unterschiedlich ausgestalteten Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 3, 4 und 5, die neben der Versorgungsleitung 3 als Kraftstoffhochdruckspeicher noch eine ölführende Leitung enthalten. Die Volumen dieser Leitungen sind wesentlich kleiner, da sie keine Speicherfunktion haben, sondern zur Schmierölversorgung der Ventiltriebsteile dienen. Außerdem liegen hier übliche Drücke vor, die nur einen Bruchteil der Kraftstoffspeicherdrücke ausmachen. Der für Common-Rail-Systeme vorgesehene Kraftstoffspeicherdruck liegt bei ca. 1 500 bar.
  • In Fig. 3 ist die zusätzliche Bohrung in der Kipphebelachse 8 als ölführende Leitung für die Schmierölversorgung mit 18 bezeichnet, die durchmessermäßig wesentlich kleiner ist als die kraftstofführende Versorgungsleitung 3. Gegebenenfalls kann eine weitere Bohrung (strichpunktiert dargestellt) eingebracht sein, die ölführende Steuerleitung 19 für mit Kipphebeln 10 zusammenwirkende Koppelglieder ist.
  • In Fig. 4 besteht die Kipphebelachse 8 aus einem Außenrohr 8', in das ein Einschubkörper 20 eingepreßt ist. Dieser Einschubkörper 20 enthält - ebenso wie die Ausführung gemäß Fig. 3 - die kraftstofführende Versorgungsleitung 3, die schmierölführende Leitung 18 und gegebenenfalls die ölführende Steuerleitung 19.
  • In Fig. 5 ist die hohlausgeführte Kipphebelachse 8 mit einem in dem Hohlraum außermittig liegenden Längssteg 21 als Trennwand zur Bildung der kraftstofführenden Versorgungsleitung 3 und der schmierölführenden Leitung 18 versehen.
  • Auch bei dieser Ausführung kann gegebenenfalls eine weitere Kammerung für die Steuerleitung 19 vorgesehen sein, indem noch eine Zwischenwand in der ölführenden Leitung 18 eingesetzt ist.

Claims (6)

  1. Kraftstoffeinspritzanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit auf einer Kipphebelachse drehbar gelagerten Ventilbetätigungsmitteln zur Betätigung von Einlaß- und Auslaßventilen, mit einer Hochdruckpumpe zur Förderung des Kraftstoffes in eine für magnetventilgesteuerte Düsen vorgesehene und als Kraftstoffhochdruckspeicher wirkende gemeinsame Versorgungsleitung (Common Rail), an der für jeden Zylinder ein Anschluß für eine zu einer Düse führende Einspritzleitung vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kraftstoffhochdruckspeicher (3) durch eine hohlausgeführte Kipphebelachse (8) gebildet ist, deren Kraftstoffspeichervolumen ein Vielfaches der jeweils einzuspritzenden maximalen Kraftstoffmenge ist.
  2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der hohlausgeführten Kipphebelachse (8) neben einem Kraftstoffhochdruckspeicher (3) mindestens eine von diesen getrennt verlaufende ölführende Leitung (18;19) vorgesehen ist
  3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kraftstoffhochdruckspeicher (3) und mindestens eine ölführende Leitung (18;19) durch Längsbohrungen in der Kipphebelachse (8) gebildet sind.
  4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die hohlausgeführte Kipphebelachse (8) einen mit Längsbohrungen versehenen Einschubkörper (20) aufweist, bei dem die eine Längsbohrung den Kraftstoffhochdruckspeicher (3) und mindestens eine weitere Längsbohrung die ölführende Leitung (18;19) bildet.
  5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an der hohlausgeführten Kipphebelachse (8) zwischen dem jeweiligen Einlaß- und Auslaßventil (13,14) ein Anschluß (15) für eine zu einer Düse (4) führende Einspritzleitung (16) vorgesehen ist.
  6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an einem Ende der hohlausgeführten Kipphebelachse (8) eine von der Hochdruckpumpe (2) ausgehende Kraftstoffvorlaufleitung (7) angeschlossen ist.
EP95111427A 1994-09-29 1995-07-20 Kraftstoffeinspritzanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP0704619B1 (de)

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