EP0775821B1 - Method and apparatus for injecting fuel in a reciprocating internal combustion engine - Google Patents
Method and apparatus for injecting fuel in a reciprocating internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- EP0775821B1 EP0775821B1 EP95810733A EP95810733A EP0775821B1 EP 0775821 B1 EP0775821 B1 EP 0775821B1 EP 95810733 A EP95810733 A EP 95810733A EP 95810733 A EP95810733 A EP 95810733A EP 0775821 B1 EP0775821 B1 EP 0775821B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- injection
- fuel
- cylinder
- accordance
- nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
- F02M59/08—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by two or more pumping elements with conjoint outlet or several pumping elements feeding one engine cylinder
Definitions
- the invention relates to a method for injecting Fuel in a reciprocating piston internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
- the invention relates a device operated according to the inventive method.
- FR-967 693 A is an injection system for one Four-cylinder diesel engine known, which two fuel nozzles for each cylinder, two Fuel pumps and a common control shaft with Cams which the fuel pumps alternate actuate.
- FR-840 465 A discloses an internal combustion engine an injection system that has two fuel nozzles for each Cylinder and a rotary valve includes the Alternatively, fuel through the fuel nozzles in the Inject the combustion chamber of the cylinder.
- EP 0 586 775 A which forms the closest prior art, describes a method for injection of fuel in a diesel engine known.
- the fuel is made up of two Injectors staggered in time into the combustion chamber injected by first a first injector is opened and later a second injector opened while the first injector is still open becomes.
- the injection nozzles have closing springs closed nozzle needles, the Closing springs dimensioned differently and / or are biased.
- This known method has the disadvantages of The interval and the sequence of the injection are fixed and that in the combustion chamber a high, uneven Thermal stress or a burn (corrosion, Abrasion) arises.
- the invention has for its object a method for injecting fuel into the combustion chamber To improve cylinders.
- the Sequence of control of the injection nozzles changed, so that during a first injection process the an injector is opened, and in one subsequent injection first another Injector is opened.
- the order of Injection in the subsequent working cycles can to be exchanged cyclically.
- the main advantages of the invention are therein see that by controlling the mass flow of Fuel favorably influenced the cylinder pressure curve is to achieve a better efficiency that in Combustion chamber and especially on the cylinder cover more uniform temperature load is generated. Thereby areas with very high temperature loads on Cylinder covers and pistons, so-called "hot spots", avoided, resulting in corrosion or abrasion Metal removal caused on the cylinder cover or piston is prevented. Because of the deeper maximum A temperature in the combustion chamber is also required less strong cooling. Another advantage of Avoiding areas with high thermal loads to see that the combustion chamber components like Less cylinder cover, piston or cylinder insert area tends to crack.
- In the combustion chamber of a cylinder of a diesel engine are two or more injection nozzles arranged. These injectors are made by one Control device controlled so that the Injection process of the different injectors of a cylinder at different times begin and that during subsequent Injection processes the order of activation of the Injector is varied.
- the object of the invention is further with Device for carrying out the method for injecting fuel in a combustion chamber of a cylinder of a two-stroke reciprocating piston internal combustion engine according to the Characteristics of the Claim 5 solved.
- a multi-cylinder, not shown, slow-running 2-stroke reciprocating internal combustion engine that is operated according to the diesel process, is in Fig. 1st indicated a cylinder 44 in which a working piston 45 is guided up and down.
- the working piston 45 limited together with one to cylinder 44 mounted cylinder cover 46 a combustion chamber 43, in the by means of a first injector 1a and a second Injector 1b liquid fuel is injected.
- the first Injector 1a and the second injector 1b from on known design each have a nozzle needle 7, which under the action of a closing spring 8 against one Seat 1 'is pressed.
- a blind hole is arranged in the nozzle housing, of which Spray holes 2 open, which open into the combustion chamber 43.
- the injection phase of the injector 1a, 1b is the pressure of the pressure chamber via line 9a, 9b 10 supplied fuel so high that the Closing force of the spring 8 is overcome and the Nozzle needle 7 is lifted off the seat 1 ', so that the fuel through the spray holes 2 in the Combustion chamber 43 arrives.
- a line 42 is connected, which is for discharge of leak fuel.
- the injectors 40a, 40b are designed such that the beginning and the End of the injection process via an electrical Control line 41a, 41b is controllable.
- the Injector 40a, 40b can also be such be designed so that the amount of fuel to be injected via an electric Control line 46a, 46b can be controlled.
- the Injectors 40a, 40b are both one Fuel feed line 47a, 47b connected.
- a Control device controls via control lines 41a, 41b and possibly existing control lines 46a, 46b the injectors 40a, 40b and thus that Opening and closing the valves 1a, 1b.
- the Control device is via an electrical signal line 50b connected to a sensor 52 which detects the angle of rotation ⁇ of the crankshafts 53 of the reciprocating piston internal combustion engine supervised.
- the control device 50 has a electrical signal line 50a with an input and Output device 51 connected to which control values can be specified and status values can be displayed.
- Fig. 2 shows a top view of the cylinder cover 46 with arranged injection nozzles 1a, 1b. From the spray holes 2 the fuel emerges in the direction of the radiation Arrows A. In the combustion chamber 43, when the air flows in and when moving the working piston 45 one Swirl flow of the combustion air (arrow B) is generated. When the fuel burns, the cylinder cover 46 and piston 45 areas with increased temperature arise as indicated by area 46c. Such areas 46c can be relatively high Warm temperature when the injectors are uniform can be controlled, and the hottest gases on the ground the swirl flow constantly the same area 46c is fed.
- the Control device 50 controls the injectors 40a, 40b and thus the nozzles 1a, 1b in such a way that for Example of successive injection processes alternately, nozzle 1a or nozzle 1b first is opened and later the further nozzle 1a, 1b.
- the variation of the sequence of the control of the nozzles 1a, 1b can be done in a variety of ways. For example, it is also possible to use two in a row following injections, the nozzle 1a first to open, and in the following two Injection processes to open the nozzle 1b first.
- FIG. 4c shows a further variant of a Nozzle control, in which case three nozzles 1a, 1b, 1c are arranged in the cylinder cover 46, which the Inject fuel into combustion chamber 43.
- the nozzle 1a open a crankshaft angle of 0 °, later or with a larger crankshaft angle the nozzle 1b switched on, and with an even larger one Crankshaft angle, the nozzle lc switched on, at a crankshaft angle of 20 ° all nozzles 1a, 1b, 1c be switched off at the same time.
- FIG. 4c is the total of all nozzles 1a, 1b, 1c in the Combustion chamber 43 injected mass flow of fuel in Function of the crank angle shown.
- the injector 40a, 40b can be such be designed so that the amount injected Fuel can be controlled so that with the Control device 40 both switching on and off Nozzles 1a, 1b, 1c as well as the total mass flow Fuel can be controlled and regulated.
- Fig. 3 shows a further embodiment of a Injector and an injector 1a.
- the Injection nozzle 1a has a nozzle needle 7 with one on it attached piston 64.
- a spring 65 presses the Nozzle needle 7 in a closed position.
- a Injector 60 leads via a line 61 pressurized fuel, which in the Pressure chamber 10 arrives, a pressure on the piston 64 generated, and thereby raises the nozzle needle 7, so that the Fuel at the spray holes 2 as exiting Rays A can escape.
- the embodiment of the lifting of the nozzle needle 7 partially or completely prevented by one piezoelectric actuator 66.
- the actuator 66 is of the control device 50 via a control line 41a controlled.
- the actuator 66 is in particular with Pulse width modulated signals can be controlled so that the Actuator consisting of a plurality of piezoelectric layers very precisely with high Speed is controllable.
- the opening of the Nozzle needle 7, its lifting speed and the stroke the nozzle needle 7 is precise in time, precisely and quickly controllable.
- the control device 50 includes one Electronics for the time control as well as the Flow rate of the injector 1a over the Piezo element 66 and the position of the To regulate nozzle needle 7.
- FIG. 5 shows schematically and partially in a section an embodiment of an injection device 40a, which is fed with fuel by a high-pressure pump 80 and an accumulator 81.
- the input channel 67 for the fuel branches into the channel 68 to the rear of the metering piston 70, which is designed as a differential piston, and into the main channel 69, with which fuel is guided via the groove 141 of the control piston 100 to the input channel section 123.
- the control valve 91 of the control hydraulics 90 which has an inlet and a return, is actuated with control oil that is under pressure, the end face 143 of the control piston 100 is moved downward.
- the pilot valve receives its control commands from the control electronics 50, which ensures that the fuel injection process takes place at the right time and with the right amount.
- the angle signals are transmitted to the control device 50 by a sensor 52 arranged at the crankshaft 3 via an electrical connection 50b.
- An encoder 73 which works, for example, inductively, emits signals about the position of the metering piston 70 to the control electronics 50 by monitoring the position of the shaft 74. This makes it possible to determine and change the fuel injection quantity per injection process.
- the connection between the main channel 69 and the input channel section 123 is first interrupted. Thereafter, the output channel 124 is connected to the injection channel 9a, which leads to the injection nozzle 1a of the cylinder 44 of the diesel engine, via the groove 142 in the control piston 100.
- the metering piston 70 is moved by the pressure exerted by the fuel on the back 68 of the metering piston through the channel 68.
- the fuel is injected into the cylinder space 43. If the pilot valve 91 is closed and the return line for the control oil is opened, the control piston 100 is pressed upward by the fuel pressure acting on the end face 144 of the control piston 100 and the spring force.
- the fuel supply to channel 9a is interrupted and the end of injection is brought about. 5, the second injection nozzle 1b opening into the combustion chamber 43 is only indicated.
- This injection nozzle 1b is supplied with fuel by a further injection device 40b which is identical to the injection device 40a but is not shown.
- five seal on the control piston 100 Sealing points constantly against themselves under high pressure located fuel.
- the most important sealing point namely the one with the connection to the injection nozzle 1a, is designed as a seat valve 145, so that between line 9a during the individual injection processes is put under pressure.
- the valve seat 145 is in the closed state very tight. So that can uncontrolled injection can be prevented.
- Both other seals 146 will the tight fit of the Spool 100 exploited and a small leakage current of the fuel accepted and over the Return channels 127 back into the fuel tank returned.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
Die Erfindung betriff ein Verfahren zum Einspritzen von
Brennstoff bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine gemäss
dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft
weiter eine Vorrichtung betrieben gemäss dem
erfindungsgemässen Verfahren.The invention relates to a method for injecting
Fuel in a reciprocating piston internal combustion engine according to
the preamble of
Aus der FR-967 693 A ist ein Einspritzsystem für einen Vier-Zylinder aufweisenden Dieselmotor bekannt, welches für jeden Zylinder zwei Brennstoffdüsen, zwei Brennstoffpumpen und eine gemeinsame Steuerwelle mit Nocken umfasst, welche die Brennstoffpumpen abwechselnd betätigen.FR-967 693 A is an injection system for one Four-cylinder diesel engine known, which two fuel nozzles for each cylinder, two Fuel pumps and a common control shaft with Cams which the fuel pumps alternate actuate.
Die FR-840 465 A offenbart einen Verbrennungsmotor mit einem Einspritzsystem, das zwei Brennstoffdüsen für jeden Zylinder und einen Drehschieber umfasst, um den Brennstoff alternativ durch die Brennstoffdüsen in den Brennraum des Zylinders einzuspritzen.FR-840 465 A discloses an internal combustion engine an injection system that has two fuel nozzles for each Cylinder and a rotary valve includes the Alternatively, fuel through the fuel nozzles in the Inject the combustion chamber of the cylinder.
Diese Systeme weisen die Nachteile auf, dass die Einspritzung in einer festgelegten Reihenfolge erfolgt, dass die Brennstoffdüsen von Arbeitstakt zu Arbeitstakt abwechselnd geöffnet werden und dass der Verlauf des Massenstromes durch die Ausführung des Einspritzsystems fest vorgegeben ist.These systems have the disadvantages that the Injection takes place in a fixed order, that the fuel nozzles from work cycle to work cycle be opened alternately and that the course of the Mass flow through the execution of the injection system is fixed.
Aus der EP 0 586 775 A, die den nächstkommenden Stand der Technik bildet, ist ein Verfahren zum Einspritzen
von Brennstoff bei einer Dieselbrennkraftmaschine
bekannt. Dabei wird der Brennstoff durch zwei
Einspritzdüsen zeitlich gestaffelt in den Brennraum
eingespritzt, indem zunächst eine erste Einspritzdüse
geöffnet wird und später eine zweite Einspritzdüse
während der noch offenen ersten Einspritzdüse geöffnet
wird. Die Einspritzdüsen weisen mit Schliessfedern
geschlossen gehaltene Düsennadeln auf, wobei die
Schliessfedern unterschiedlich stark dimensioniert
und/oder vorgespannt sind.
Dieses bekannte Verfahren weist die Nachteile auf, der Intervall und die Reihenfolge der Einspritzung festliegen und dass im Verbrennungsraum eine hohe, ungleichmässige Temperaturbelastung bzw. ein Abbrand (Korrosion, Abrasion) entsteht.This known method has the disadvantages of The interval and the sequence of the injection are fixed and that in the combustion chamber a high, uneven Thermal stress or a burn (corrosion, Abrasion) arises.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum eines Zylinders zu verbessern.The invention has for its object a method for injecting fuel into the combustion chamber To improve cylinders.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst.The object is achieved with the features
of
Während aufeinanderfolgenden Einspritzvorgängen wird die Reihenfolge der Ansteuerung der Einspritzdüsen geändert, sodass während einem ersten Einspritzvorgang zuerst die eine Einspritzdüse geöffnet wird, und in einem nachfolgenden Einspritzvorgang zuerst eine andere Einspritzdüse geöffnet wird. Die Reihenfolge der Einspritzung in den nachfolgenden Arbeitszyklen kann zyklisch vertauscht werden. During successive injections, the Sequence of control of the injection nozzles changed, so that during a first injection process the an injector is opened, and in one subsequent injection first another Injector is opened. The order of Injection in the subsequent working cycles can to be exchanged cyclically.
Die Vorteile der Erfindung sind im wesentlichen darin zu sehen, dass durch die Steuerung des Massenstromes von Brennstoff der Zylinderdruckverlauf günstig beeinflusst wird, um einen besseren Wirkungsgrad zu erzielen, dass im Brennraum und insbesondere auch am Zylinderdeckel eine gleichmässigere Temperaturbelastung erzeugt wird. Dadurch werden Gebiete mit sehr hoher Temperaturbelastung am Zylinderdeckel und Kolben, sogenannte "Hot spots", vermieden, wodurch ein durch Korrosion oder Abrasion verursachter Metallabtrag am Zylinderdeckel bzw. Kolben verhindert wird. Aufgrund der tieferen maximalen Temperatur im Verbrennungsraum bedarf es zudem einer weniger starken Kühlung. Ein weiterer Vorteil des Vermeidens von Gebieten mit hoher Temperaturbelastung ist darin zu sehen, dass die Brennraumbauteile wie Zylinderdeckel, Kolben oder Zylindereinsatzfläche weniger zu einer Rissbildung neigt.The main advantages of the invention are therein see that by controlling the mass flow of Fuel favorably influenced the cylinder pressure curve is to achieve a better efficiency that in Combustion chamber and especially on the cylinder cover more uniform temperature load is generated. Thereby areas with very high temperature loads on Cylinder covers and pistons, so-called "hot spots", avoided, resulting in corrosion or abrasion Metal removal caused on the cylinder cover or piston is prevented. Because of the deeper maximum A temperature in the combustion chamber is also required less strong cooling. Another advantage of Avoiding areas with high thermal loads to see that the combustion chamber components like Less cylinder cover, piston or cylinder insert area tends to crack.
Im Brennraum eines Zylinders einer Dieselbrennkraftmaschine sind zwei oder auch mehrere Einspritzdüsen angeordnet. Diese Einspritzdüsen werden von einer Regelvorrichtung derart angesteuert, dass sie den Einspritzvorgang der unterschiedlichen Einspritzdüsen eines Zylinders zu unterschiedlichen Zeitpunkten beginnen, und dass während nachfolgenden Einspritzvorgängen die Reihenfolge der Ansteuerung der Einspritzdüsen variiert wird.In the combustion chamber of a cylinder of a diesel engine are two or more injection nozzles arranged. These injectors are made by one Control device controlled so that the Injection process of the different injectors of a cylinder at different times begin and that during subsequent Injection processes the order of activation of the Injector is varied.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiter mit einer
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Einspritzen von Brennstoff
in einen Brennraum eines Zylinders einer Zweitakt-Hubkolbenbrennkraftmaschine gemäss den
Merkmalen des
Anspruches 5 gelöst.The object of the invention is further with
Device for carrying out the method for injecting fuel
in a combustion chamber of a cylinder of a two-stroke reciprocating piston internal combustion engine according to the
Characteristics of the
Im weiteren wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Einspritzvorrichtung mit zwei Einspritzdüsen;
- Fig. 2
- eine Aufsicht auf den Zylinderdeckel gemäss Anordnung von Fig. 1;
- Fig. 3
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einspritzvorrichtung;
- Fig. 4a, 4b
- ein Verfahren zum Ansteuern von zwei Einspritzdüsen;
- Fig. 4c
- ein weiteres Verfahren zum Ansteuern von drei Einspritzdüsen;
- Fig. 5
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einspritzvorrichtung.
- Fig. 1
- an injector with two injectors;
- Fig. 2
- a plan view of the cylinder cover according to the arrangement of Fig. 1;
- Fig. 3
- another embodiment of an injection device;
- 4a, 4b
- a method for driving two injectors;
- Fig. 4c
- another method for driving three injectors;
- Fig. 5
- another embodiment of an injection device.
Von einer nicht näher dargestellten mehrzylindrigen,
langsamlaufenden 2-Takt-Hubkolbenbrennkraftmaschine, die
nach dem Diesel-Verfahren betrieben wird, ist in Fig. 1
ein Zylinder 44 angedeutet, in welchem ein Arbeitskolben
45 auf- und abbeweglich geführt ist. Der Arbeitskolben 45
begrenzt zusammen mit einem auf den Zylinder 44
aufgesetzten Zylinderdeckel 46 einen Brennraum 43, in den
mittels einer ersten Einspritzdüse 1a und einer zweiten
Einspritzdüse 1b flüssiger Brennstoff eingespritzt wird.
Im Zentrum des Zylinderdeckels 46 ist ein nicht
dargestelltes Auslassventil angeordnet, sodass im
Zylinder 44 zu Beginn der Aufwärtsbewegung des
Arbeitskolbens 45 eine Längsspülung auftritt. Die erste
Einspritzdüse 1a sowie die zweite Einspritzdüse 1b von an
sich-bekannter Bauart weisen je eine Düsennadel 7 auf,
die unter der Wirkung einer Schliessfeder 8 gegen eine
Sitzfläche 1' gedrückt wird. Unterhalb der Sitzfläche 1'
ist im Düsengehäuse ein Sackloch angeordnet, von welchem
Spritzlöcher 2 aufgehen, die in den Brennraum 43 münden.
Oberhalb der Sitzfläche 1' ist im Düsengehäuse eine
Druckkammer 10 angeordnet, die über eine Druckleitung
9a,9b mit einer Einspritzvorrichtung 40a,40b verbunden
ist. Während der Einspritzphase der Einspritzdüse 1a,1b
ist der Druck des über die Leitung 9a,9b der Druckkammer
10 zugeführten Brennstoffes so hoch, dass die
Schliesskraft der Feder 8 überwunden wird und die
Düsennadel 7 von der Sitzfläche 1' abgehoben wird, so
dass der Brennstoff über die Spritzlöcher 2 in den
Brennraum 43 gelangt. Am Gehäuse der Einspritzdüse 1a, 1b
ist eine Leitung 42 angeschlossen, welche zum Abführen
von Leckbrennstoff dient. Die Einspritzvorrichtungen 40a,
40b sind derart ausgestaltet, dass der Beginn und das
Ende des Einspritzvorganges über eine elektrische
Steuerleitung 41a, 41b steuerbar ist. Die
Einspritzvorrichtung 40a, 40b kann zudem derart
ausgestaltet sein, dass auch die Menge des
einzuspritzenden Brennstoffes über eine elektrische
Steuerleitung 46a, 46b ansteuerbar ist. Die
Einspritzvorrichtungen 40a, 40b sind beide mit je einer
Brennstoffzuleitung 47a, 47b verbunden. Eine
Regelvorrichtung steuert über die Steuerleitungen 41a,
41b und über ev. weiter vorhandene Steuerleitungen 46a,
46b die Einspritzvorrichtungen 40a, 40b und damit das
Öffnen und Schliessen der Ventile 1a, 1b. Die
Regelvorrichtung ist über eine elektrische Signalleitung
50b mit einem Sensor 52 verbunden, welcher den Drehwinkel
ω der Kurbelwellen 53 der Hubkolbenbrennkraftmaschine
überwacht. Weiter ist die Regelvorrichtung 50 über eine
elektrische Signalleitung 50a mit einer Ein- und
Ausgabevorrichtung 51 verbunden, mit welcher Steuerwerte
vorgebbar sind und Zustandswerte anzeigbar sind.From a multi-cylinder, not shown,
slow-running 2-stroke reciprocating internal combustion engine that
is operated according to the diesel process, is in Fig. 1st
indicated a cylinder 44 in which a working
Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf den Zylinderdeckel 46 mit
angeordneten Einspritzdüsen 1a, 1b. Aus den Spritzlöchern
2 tritt der Brennstoff strahlenförmig aus in Richtung der
Pfeile A. Im Brennraum 43 wird beim Einströmen der Luft
und beim Aufwärtsbewegen des Arbeitskolbens 45 eine
Drallströmung der Verbrennungsluft (Pfeil B) erzeugt.
Beim Verbrennen des Brennstoffes können am Zylinderdeckel
46 und Kolben 45 Bereiche mit erhöhter Temperatur
entstehen wie dies durch den Bereich 46c angedeutet ist.
Derartige Bereiche 46c können sich auf eine relativ hohe
Temperatur erwärmen wenn die Einspritzdüsen gleichförmig
angesteuert werden, und die heissesten Gasen auf Grund
der Drallströmung ständig dem gleichen Bereich 46c
zugeführt wird.Fig. 2 shows a top view of the
In Fig. 4a und Fig. 4b ist das erfindungsgemässe
Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum
43 des Zylinders 44 dargestellt, insbesondere der
Massenstrom m des Brennstoffes in Funktion des
Kurbeiwellenwinkeis ω. Unter Massenstrom m wird die Masse
Brennstoff pro Zeiteinheit beziehungsweise pro
Winkeleinheit verstanden. In Fig. 4a wird zuerst die Düse
1a geöffnet und zeitlich später, beziehungsweise bei
einem grösseren Kurbelwellenwinkel die Düse 1b. Der
Einspritzvorgang wird bei beiden Düsen 1a,1b gleichzeitig
unterbrochen. Fig. 4b zeigt einen weiteren
Einspritzvorgang, bei welchem zuerst die Düse 1b geöffnet
und zeitlich später die Düse 1a geöffnet wird. Die
Regelvorrichtung 50 steuert die Einspritzvorrichtungen
40a, 40b und damit die Düsen 1a, 1b derart an, dass zum
Beispiel bei nacheinander folgenden Einsprizvorgängen
abwechslungsweise die Düse 1a oder die Düse 1b zuerst
geöffnet wird und zeitlich später die weitere Düse 1a,1b.
Die Variation der Reihenfolge der Ansteuerung der Düsen
1a, 1b kann in einer Vielzahl von Möglichkeiten erfolgen.
So ist es zum Beispiel auch möglich in zwei nacheinander
folgenden Einspritzvorgängen jeweils die Düse 1a zuerst
zu öffnen, und in den beiden nachfolgenden
Einspritzvorgängen die Düse 1b zuerst zu öffnen.4a and 4b this is according to the invention
Process for injecting fuel into the
Fig. 4c zeigt eine weitere Variante einer
Düsenansteuerung, wobei in diesem Falle drei Düsen 1a,
1b, 1c im Zylinderdeckel 46 angeordnet sind, welche den
Brennstoff in den Brennraum 43 spritzen. In der
dargestellten Ansteuerfolge wird zuerst die Düse 1a bei
einem Kurbelwellenwinkel von 0° geöffnet, zeitlich später
beziehungsweise bei einem grösseren Kurbelwellenwinkel
die Düse 1b zugeschaltet, und bei einem noch grösseren
Kurbelwellenwinkel die Düse lc zugeschaltet, wobei bei
einem Kurbelwellenwinkel von 20° alle Düsen 1a,1b,1c
gleichzeitig ausgeschaltet werden. Im untersten Diagramm
von Fig. 4c ist der total von allen Düsen 1a,1b,1c in den
Brennraum 43 eingespritze Massenstrom an Brennstoff in
Funktion des Kurbelwinkels dargestellt.4c shows a further variant of a
Nozzle control, in which case three
Die Einspritzvorrichtung 40a, 40b kann derart
ausgestaltet sein, dass auch die Menge eingespritzer
Brennstoff ansteuerbar ist, sodass mit der
Regelvorrichtung 40 sowohl das Ein- und Ausschalten der
Düsen 1a, 1b, 1c als auch der Totalmassenstrom an
Brennstoff ansteuerbar und regelbar ist.The
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Einspritzvorrichtung sowie einer Einspritzdüse 1a. Die
Einspritzdüse 1a weist eine Düsennadel 7 mit einem daran
befestigten Kolben 64. Eine Feder 65 drückt die
Düsennadel 7 in eine geschlossene Lage. Eine
Einspritzvorrichtung 60 führt über eine Leitung 61 einen
unter Druck stehenden Brennstoff zu, welcher in die
Druckkammer 10 gelangt, einen Druck auf den Kolben 64
erzeugt, und dabei die Düsennadel 7 anhebt, sodass der
Brennstoff an den Spritzlöchern 2 als austretende
Strahlen A entweichen kann. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel wird das Anheben der Düsennadel 7
teilweise oder vollständig verhindert durch einen
piezoelektrischen Aktuator 66. Der Aktuator 66 wird von
der Regelvorrichtung 50 über eine Ansteuerleitung 41a
angesteuert. Der Aktuator 66 ist insbesondere mit
pulsweitenmodulierten Signalen ansteuerbar, sodass der
Aktuator bestehend aus einer Mehrzahl von
piezoelektrischen Schichten sehr genau mit mit hoher
Geschwindigkeit ansteuerbar ist. Das Öffnungsbeginn der
Düsennadel 7, deren Abhebgeschwindigkeit sowie der Hubweg
der Düsennadel 7 ist zeitlich präzis, genau und rasch
ansteuerbar. Die Regelvorrichtung 50 umfasst eine
Elektronik um die zeitliche Ansteuerung sowie die
Durchflussmenge der Einspritzdüse 1a über das
Piezoelement 66 und die dadurch beeinflusste Stellung der
Düsennadel 7 zu regeln.Fig. 3 shows a further embodiment of a
Injector and an injector 1a. The
Injection nozzle 1a has a
Fig. 5 zeigt schematisch und teilweise in einem Schnitt
ein Ausführungsbeispiel einer Einspritzvorrichtung 40a,
welche von einer Hochdruckpumpe 80 und einem Akkumulator
81 mit Brennstoff beschickt wird. Der Eingangskanal 67
für den Brennstoff verzweigt sich in den Kanal 68 zur
Rückseite des als Differenzkolben ausgebildeten
Dosierkolbens 70 und in den Hauptkanal 69, mit dem
Brennstoff über die Nute 141 des Steuerkolbens 100 zum
Eingangskanalabschnitt 123 geführt wird. Bei Betätigung
des Steuerventils 91 der Steuerhydraulik 90, das einen
Zulauf und einen Rücklauf aufweist, mit Steueröl, das
unter Druck steht, wird die Stirnseite 143 des
Steuerkolbens 100 nach unten bewegt. Das Vorsteuerventil
erhält seine Steuerbefehle von der Regelelektronik 50,
welche dafür sorgt, dass der Brennstoffeinspritzvorgang
im richtigen Zeitpunkt und mit der richtigen Menge
erfolgt. So werden beispielsweise von einem bei der
Kurbelwelle 3 angeordneten Sensor 52 die Winkelsignale
über eine elektrische Verbindung 50b der Regelvorrichtung
50 übermittelt. Ein Geber 73, der beispielsweise induktiv
arbeitet, gibt durch überwachen der Lage der Welle 74 an
die Regelelektronik 50 Signale über die Position des
Dosierkolbens 70 ab. Damit wird es möglich, die
Einspritzmenge des Brennstoffs pro Einspritzvorgang zu
bestimmen und zu verändern.
Während sich der Steuerkolben 100 nach unten bewegt, wird
zunächst die Verbindung zwischen dem Hauptkanal 69 und
dem Eingangskanalabschnitt 123 unterbrochen. Danach wird
über die Nute 142 im Steuerkolben 100 der Ausgangskanal
124 mit dem Einspritzkanal 9a, der zur Einspritzdüse 1a
des Zylinders 44 des Dieselmotors führt, verbunden. Der
Dosierkolben 70 wird durch den vom Brennstoff über den
Kanals 68 auf die Rückseite 72 des Dosierkolbens
ausgeübten Druck bewegt. Der Brennstoff wird in den
Zylinderraum 43 eingespritzt. Wird das Vorsteuerventil 91
geschlossen und der Rücklauf für das Steueröl geöffnet,
so wird der Steuerkolben 100 durch den auf die
Stirnfläche 144 des Steuerkolbens 100 wirkenden
Brennstoffdruck und die Federkraft nach oben gedrückt.
Die Brennstoffzufuhr zum Kanal 9a wird unterbrochen und
somit das Einspritzende herbeigeführt. In Fig. 5 ist die
zweite in den Brennraum 43 mündende Einspritzdüse 1b nur
andeutungsweise dargestellt. Diese Einspritzdüse 1b wird
von einer weiteren, zur Einspritzvorrichtung 40a
identischen, aber nicht dargestellten
Einspritzvorrichtung 40b mit Brennstoff versorgt.FIG. 5 shows schematically and partially in a section an embodiment of an injection device 40a, which is fed with fuel by a high-
While the
Am Steuerkolben 100 dichten beispielsweise fünf
Dichtstellen dauernd gegen den sich unter Hochdruck
befindlichen Brennstoff. Die wichtigste Dichtstelle,
nämlich diejenige mit der Verbindung zur Einspritzdüse
1a, ist als Sitzventil 145 ausgebildet, damit zwischen
den einzelnen Einspritzvorgängen die Leitung 9a nicht
unter Druck gesetzt wird. Der Ventilsitz 145 ist im
geschlossenen Zustand ganz dicht. Damit kann
unkontrolliertes Einspritzen verhindert werden. Bei den
anderen Dichtungen 146 wird die enge Passung des
Steuerkolbens 100 ausgenützt und ein kleiner Leckstrom
des Brennstoffs in Kauf genommen und über die
Rückführkanäle 127 wieder in den Treibstofftank
rückgeführt.For example, five seal on the
Claims (6)
- Method for the injection of fuel into a combustion chamber of a cylinder of a slowly running two-stroke reciprocating piston combustion engine of the diesel type, wherein a quantity of fuel intended for a working cycle is injected by means of at least two injection nozzles into the combustion chamber with the injection nozzles being opened in a sequence, characterised in that the injection nozzles are opened in a selectable sequence at different crankshaft cycles in order to freely control the mass flow of fuel in the cylinder within one working cycle.
- Method in accordance with claim 1 characterised in that the sequence of the injection is cyclically interchanged in the subsequent working cycles.
- Method in accordance with claim 1 or claim 2, characterised in that the crankshaft angle between the opening of two injection nozzles is at least 4 degrees.
- Method in accordance with claim 1, characterised in that the injection process is simultaneously terminated for all injection nozzles.
- Apparatus for carrying out the method in accordance with one of the claims 1 to 4, comprising a control device (50) and a sensor (52) connected to the control device (50) for sensing the crankshaft angle, characterised in that for each cylinder there are provided at least two independently controllable injection devices (40a, 40b), which are each connected to one injection nozzle (1a, 1b), or at least two directly controllable injection nozzles (1a, 1b).
- Reciprocating piston combustion engine operated with a method in accordance with one of the claims 1 to 4 or having an apparatus in accordance with claim 5.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE59508329T DE59508329D1 (en) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | Method and device for injecting fuel in a reciprocating piston internal combustion engine |
EP95810733A EP0775821B1 (en) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | Method and apparatus for injecting fuel in a reciprocating internal combustion engine |
DK95810733T DK0775821T3 (en) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | Method and device for injecting fuel by a piston combustion engine |
JP28240696A JP3896178B2 (en) | 1995-11-24 | 1996-10-24 | Method and apparatus for injecting fuel to an internal combustion reciprocating piston engine |
KR1019960054441A KR100443036B1 (en) | 1995-11-24 | 1996-11-15 | Fuel injection method and apparatus for reciprocating piston internal combustion engine |
FI964633A FI108313B (en) | 1995-11-24 | 1996-11-20 | Method for Fuel Injection, Equipment for Implementing the Method, and Impact Piston Engine Machine |
CN96117261A CN1086017C (en) | 1995-11-24 | 1996-11-22 | Method and apparatus for fuel injection for reciprocating piston combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP95810733A EP0775821B1 (en) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | Method and apparatus for injecting fuel in a reciprocating internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0775821A1 EP0775821A1 (en) | 1997-05-28 |
EP0775821B1 true EP0775821B1 (en) | 2000-05-10 |
Family
ID=8221823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP95810733A Expired - Lifetime EP0775821B1 (en) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | Method and apparatus for injecting fuel in a reciprocating internal combustion engine |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0775821B1 (en) |
JP (1) | JP3896178B2 (en) |
KR (1) | KR100443036B1 (en) |
CN (1) | CN1086017C (en) |
DE (1) | DE59508329D1 (en) |
DK (1) | DK0775821T3 (en) |
FI (1) | FI108313B (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITPZ990004A1 (en) * | 1999-10-04 | 2001-04-04 | Cosimo Sarno | MULTI-INJECTOR SYSTEMS. |
TW491930B (en) * | 2000-10-10 | 2002-06-21 | Waertsilae Nsd Schweiz Ag | Method for the injection of fuel |
JP5693189B2 (en) * | 2010-12-08 | 2015-04-01 | 三菱重工業株式会社 | Fuel injection apparatus for internal combustion engine and fuel injection method for internal combustion engine |
DE102017102792B4 (en) | 2017-02-13 | 2024-06-27 | Ktm Ag | Two-stroke internal combustion engine |
DE102018104856B4 (en) * | 2018-03-02 | 2020-06-10 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Method for operating an internal combustion engine and fuel injection system |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR840465A (en) * | 1937-08-06 | 1939-04-26 | Porsche Kg | Fast running internal combustion engine, in particular for motor vehicles and airplanes |
US2640422A (en) * | 1946-12-03 | 1953-06-02 | Texas Co | Fuel pump for internal-combustion engines |
FR967693A (en) * | 1948-06-07 | 1950-11-09 | Improvement in injection engines | |
JPS5438439A (en) * | 1977-08-30 | 1979-03-23 | Agency Of Ind Science & Technol | Fuel injection for pump multiple injection |
US4463733A (en) * | 1983-02-15 | 1984-08-07 | Deere & Company | Closed loop fuel injection timing control |
US4610427A (en) * | 1984-04-17 | 1986-09-09 | Nippon Soken, Inc. | Piezoelectric control valve for fuel injector of internal combustion engine |
DE59206823D1 (en) | 1992-09-11 | 1996-08-29 | New Sulzer Diesel Ag | Process for fuel injection in diesel engines |
-
1995
- 1995-11-24 DE DE59508329T patent/DE59508329D1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-11-24 EP EP95810733A patent/EP0775821B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-11-24 DK DK95810733T patent/DK0775821T3/en active
-
1996
- 1996-10-24 JP JP28240696A patent/JP3896178B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-15 KR KR1019960054441A patent/KR100443036B1/en active IP Right Grant
- 1996-11-20 FI FI964633A patent/FI108313B/en not_active IP Right Cessation
- 1996-11-22 CN CN96117261A patent/CN1086017C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR970027781A (en) | 1997-06-24 |
FI964633A0 (en) | 1996-11-20 |
JPH09170525A (en) | 1997-06-30 |
DK0775821T3 (en) | 2000-08-07 |
JP3896178B2 (en) | 2007-03-22 |
CN1086017C (en) | 2002-06-05 |
FI108313B (en) | 2001-12-31 |
EP0775821A1 (en) | 1997-05-28 |
FI964633A (en) | 1997-05-25 |
DE59508329D1 (en) | 2000-06-15 |
KR100443036B1 (en) | 2004-11-03 |
CN1156789A (en) | 1997-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2558699C2 (en) | Pump nozzle for fuel injection into an internal combustion engine | |
DE4313852A1 (en) | Fuel injection device for internal combustion engines | |
DE3148671C2 (en) | ||
DE112006003077T5 (en) | Fuel system with variable injection pressure | |
DE2809762C2 (en) | ||
EP2395208A1 (en) | Large motor with a cylinder lubrication device and method for lubricating a cylinder of a large motor | |
DE60125098T2 (en) | Fuel injection valve | |
EP0786592B1 (en) | Method and apparatus for injecting fuel in an internal combustion piston engine | |
DE1919707A1 (en) | Fuel injection pump for multi-cylinder internal combustion engines | |
DE3420345C2 (en) | ||
DE3618447A1 (en) | Fuel injection device for internal combustion engines | |
DE3382635T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR THE ACCURATE CONTROL OF FUEL INJECTION IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE. | |
EP0775821B1 (en) | Method and apparatus for injecting fuel in a reciprocating internal combustion engine | |
DE3150805A1 (en) | Fuel injection system | |
DE3802161A1 (en) | Diesel injection by electro-hydraulically operated cylindrical slide valves | |
EP0882180B1 (en) | Distributor type fuel injection pump | |
EP0178487A2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engines | |
DE19706694A1 (en) | Control of an injection system for a multi-cylinder internal combustion engine | |
EP0586775B1 (en) | Method to inject fuel in Diesel engines | |
EP0982492A2 (en) | Apparatus for injecting fuel in a reciprocating internal combustion engine | |
DD243067A5 (en) | INJECTION SYSTEM FOR A DIESEL ENGINE WITH A HIGH PRESSURE INJECTION PUMP FOR EACH CYLINDER | |
EP3483420B1 (en) | Large diesel engine and fuel injection nozzle and fuel injection method for a large diesel engine | |
EP0032172B1 (en) | Fuel-injection device for internal combustion engines, particularly for diesel engines | |
DE3624700C2 (en) | Injection pump with spray adjustment | |
EP0690222B1 (en) | Injection device to inject fuel in a reciprocating internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE DK FR IT NL |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Free format text: LT;SI |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19971030 |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 19980114 |
|
GRAG | Despatch of communication of intention to grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA |
|
GRAG | Despatch of communication of intention to grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
RAP1 | Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred) |
Owner name: WAERTSILAE NSD SCHWEIZ AG |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): DE DK FR IT NL |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 59508329 Country of ref document: DE Date of ref document: 20000615 |
|
ITF | It: translation for a ep patent filed |
Owner name: ING. ZINI MARANESI & C. S.R.L. |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DK Ref legal event code: T3 |
|
ET | Fr: translation filed | ||
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed | ||
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Payment date: 20091112 Year of fee payment: 15 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20091201 Year of fee payment: 15 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: NL Ref legal event code: V1 Effective date: 20110601 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST Effective date: 20110801 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20110601 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20101130 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DK Payment date: 20141119 Year of fee payment: 20 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20141119 Year of fee payment: 20 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Payment date: 20141125 Year of fee payment: 20 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R071 Ref document number: 59508329 Country of ref document: DE |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DK Ref legal event code: EUP Effective date: 20151124 |