EP0910739A1 - Kraftstoffeinspritzsystem - Google Patents

Kraftstoffeinspritzsystem

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EP0910739A1
EP0910739A1 EP98912246A EP98912246A EP0910739A1 EP 0910739 A1 EP0910739 A1 EP 0910739A1 EP 98912246 A EP98912246 A EP 98912246A EP 98912246 A EP98912246 A EP 98912246A EP 0910739 A1 EP0910739 A1 EP 0910739A1
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EP
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injection
cam
pump
valve
area
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EP98912246A
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EP0910739B1 (de
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Stuart-William Nicol
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated 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
    • F02M41/00—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor
    • F02M41/08—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined
    • F02M41/10—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor
    • F02M41/12—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor the pistons rotating to act as the distributor
    • F02M41/123—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor the pistons rotating to act as the distributor characterised by means for varying fuel delivery or injection timing
    • F02M41/125—Variably-timed valves controlling fuel passages
    • 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
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/06—Pumps peculiar thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M45/06—Pumps peculiar thereto
    • F02M45/063—Delivery stroke of piston being divided into two or more parts, e.g. by using specially shaped cams

Definitions

  • the invention is based on a fuel injection system according to the preamble of claim 1.
  • a distributor injection pump is provided as the fuel injection pump, with a reciprocatingly driven and at the same time rotating pump piston, each of one of a plurality of injection lines during its rotary movement and its pumping stroke lead to one fuel injection valve each, supplied with fuel brought to the injection pressure.
  • the electrically controlled valve which is a solenoid valve
  • the electrically controlled valve is opened briefly in order to relieve the pump work space and to briefly reduce the fuel pressure achieved.
  • a very fast switching solenoid valve is required, which requires considerable effort in the electrical control and in the construction of the valve.
  • the fact that the injection is interrupted is particularly disadvantageous must be time-controlled by a solenoid valve. As a result, an increasing part of the available cam stroke for interrupting the injection is used with increasing speed.
  • High-pressure fuel delivery to the fuel injector opens in the direction of delivery and closes when the injection is ended and which is suitable for reducing pressure waves between the pressure valve and the fuel injection valve and for maintaining a desired constant stand pressure in this area during the injection breaks.
  • the solution according to the invention ensures a safe interruption of the injection between the pre-injection and the main injection with low demands on the speed of a time-controlled valve.
  • the constructionally supported interruption of the injection ensures that a safe interruption of the injection between the pre-injection and the main injection can be maintained even at a higher speed, without there being a loss of the cam stroke that can be provided for high-pressure delivery.
  • the speed-independent influence of the switching time is compensated by the second part of the cam, so that there are no overly high demands on the speed of the electrically controlled valve.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a fuel injection pump that is controlled by a solenoid valve
  • FIG. 2 shows a course of the cam track according to the invention in the form of a cam elevation curve over the angle of rotation with a first control sequence of the valve at low engine speed
  • FIG. 3 shows a course of the cam track according to the invention the angle of rotation with a second control sequence of the valve at high engine speed.
  • the solution according to the invention is implemented using a distributor injection pump, as is shown schematically in FIG. 1. It is a distribution unit Injection pump of the axial piston type, although the object of the invention can also be used in other fuel injection pumps, such as, for. B. Distributor injection pumps of the radial piston pump type or single pumps with only one pump piston for supplying a single cylinder
  • a pump piston 1 is provided in the distributor injection pump of the type shown in FIG.
  • the pump piston is provided with a cam 6, which has axially downward facing cams 5 of the embodiment according to the invention, for. B. coupled via a spring, not shown.
  • the cam disk is rotating, in particular synchronously with the speed of the internal combustion engine supplied by the injection pump, from a drive shaft, not shown, in a known manner
  • the cam disc runs under the influence of the spring on a known axially fixed roller ring and subsequently sets the rotating pump and distributor piston in a reciprocating conveying and suctioning movement.
  • the timing or angle of rotation of the rollers on the cam flank thus determines the stroke position of the pump piston.
  • the pump piston comes into connection with one of several injection lines 7 via a distributor groove 8 in the outer surface of the pump and distributor piston.
  • the distributor groove is continuously connected to the pump work space via a longitudinal channel 9.
  • the injection line introduces via Pressure valve 12 to a fuel injection valve 13 which is assigned to the respective cylinder of an internal combustion engine.
  • the pump working chamber 10 is supplied with fuel via a suction line 15, which is supplied by a suction chamber 17, which is essentially only shown in broken lines and is enclosed within the housing of the fuel injection pump.
  • the suction chamber receives fuel from a fuel delivery pump 18, which is synchronous with the fuel injection pump, eg. B. is driven by the drive shaft and thus promotes fuel in speed-dependent amounts in the suction chamber.
  • a fuel delivery pump 18 which is synchronous with the fuel injection pump, eg. B. is driven by the drive shaft and thus promotes fuel in speed-dependent amounts in the suction chamber.
  • an additional pressure control valve 19 the pressure in the suction chamber is usually controlled as a function of speed, if with the help of this
  • Fuel continuously flows back to the reservoir 23 via an overflow throttle 22, so that cooling of the injection pump or degassing of the suction chamber is thereby ensured.
  • the suction line 15 leads via a check valve 16 into the pump work space, the check valve opening in the direction of the pump work space.
  • an electrically controlled valve 24 is provided, which controls a bypass line 21 to the pressure valve 16 and with the aid of which a connection is made between the pump work chamber 10 and the suction chamber 17 when the valve is opened and the pump work chamber 10 is closed when the valve is closed.
  • the electrically controlled valve 24 symbolized as a solenoid valve is controlled by a control device 25 according to operating parameters in a manner known per se. With a sufficiently large flow cross section of the valve 24, the check valve 16 can also be omitted. In this case the Pump work space during the suction stroke is filled exclusively via the electrically controlled valve.
  • the start of the high pressure delivery of the pump piston is controlled.
  • the start of spraying can also be controlled with the valve.
  • the injection start can be adjusted by a separate injection start adjustment device, which is known to have a cam drive part that can be rotated relative to the pump piston that scans the cam.
  • the high-pressure delivery sides of the cam flanks of the cams 5 are designed in such a way that, as shown in FIG. 2 or 3, they produce a stroke profile of the pump piston over time, which is divided into a first region V which begins after the delivery stroke of the piston after a small one Delivery stroke ends, in a second area P in which the piston is then not moved at all or only so slightly in the conveying direction that it is not effective for high-pressure delivery in this area and an injection break occurs, and finally in a third area H, in which the The cam flank rises again and shifts the pump piston further for further delivery of the main injection quantity.
  • area P the cam can be right, slightly rising or also slightly falling.
  • the pre-injection is still controlled by the electrically controlled valve in such a way that it is closed when the rollers come into the second area P.
  • the electrically controlled valve e.g. a solenoid valve or a valve actuated by a piezo, for controlling the start of the pre-injection quantity delivery in U.T., i.e. is closed from a base circle before the cam curve rises and is opened again in the cam area V before the cam area P is reached.
  • valve 24 After a pause in spraying in region P, valve 24 then re-closes with the start of high-pressure delivery for the main injection in the subsequent cam flank part H, where the high-pressure delivery is then interrupted again by opening valve 24 and the main injection is ended.
  • the requirements for the exactness of the control point are lower than with any other control of a spray start.
  • valve 24 is controlled so that it is only closed in the region of the cam flank P, so that it is securely closed when the Fuel delivery for the now main injection takes place in the area of the cam flank part H adjoining the area P.
  • the end of the injection is in turn controlled by opening the valve, which usually takes place before the top dead center of the cam of the injection pumps.
  • This control has the advantage that at high speeds the pump working space of the injection pump can be sufficiently filled with fuel, since the filling phase is now extended compared to the control at low speed and the piston movement in the filling direction, i.e. during the suction stroke only has to reach the stroke area on which the second area P is located. Because the high-pressure pumping only takes place from area P, the required filling quantity of the pumping work space is reduced.
  • the electrically controlled valve therefore closes only in the region P of the cam flank, so that the suction stroke can be fully utilized for the suction of fuel via the cam flank V running down.
  • the inflow filling effect has an effect in the beginning of the cam flank in front of area P as long as the valve is not yet closed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Es wird ein Kraftstoffeinspritzsystem vorgeschlagen, mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe, deren Hochdruckförderung durch ein einen Entlastungskanal (21) steuerndes elektrisch gesteuertes Ventil (24) bestimmt wird, wobei durch das Schliessen dieses Ventils (24) die Phase der Hochdruckförderung bestimmt wird. Zur Durchführung einer in eine Voreinspritzung und eine Haupteinspritzung unterteilten Einspritzung und zur Vereinfachung der Ansteuerung des elektrisch gesteuerten Ventils (24) ist der den Pumpenkolben (1) antreibende Nocken (5) so geformt, dass er einen Bereich (P) bereitstellt, in dem der Pumpenkolben (1) zur Unterbrechung der Einspritzung zwischen einer Vor- und Haupteinstpritzung in seiner erreichten Stellung verharrt, sich zurückbewegt oder sich langsamer weiterbewegt und das Ventil (24) so angesteuert ist, dass bei niedriger Drehzahl der Pumpenarbeitsraum (10) geschlossen ist, wenn der Pumpenkolben (1) sich vor dem Beginn des dem Bereich (P) vorhergenden Nockenbereichs (V) befindet und geöffnet ist, wenn der Pumpenkolben (1) sich im Nockenbereich (V) befindet und zu Beginn des dem Bereich (P) nachfolgenden Nockenbereichs (H) wieder geschlossen und anschliessend zur Beendigung der Einspritzung wieder geöffnet wird, während bei hoher Drehzahl das erste Schliessen des Ventils (24) pro Förderhub, ohne vorhergehender Voreinspritzung, im Bereich (P) erfolgt.

Description

Kraftstoffeinspritzsystem
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einem solchen, durch die DE-A-36 44 257 bekannten System ist als Kraft- Stoffeinspritzpumpe eine Verteilereinspritzpumpe vorgesehen, mit einem hin- und hergehend angetriebenen und zugleich rotierenden Pumpenkolben, der bei seiner Drehbewegung und seinem Pumphub jeweils eine von mehreren Einspritzleitungen, die zu je einem Kraftstoffeinspritzventil führen, mit auf Einspritzdruck gebrachtem Kraftstoff versorgt. Zur
Unterteilung der Einspritzung in eine Voreinspritzung und eine Haupteinspritzung wird das elektrisch gesteuerte Ventil, das ein Magnetventil ist, kurzzeitig geöffnet, um so den Pumpenarbeitsraum zu entlasten und den erzielten Kraft- Stoffdruck kurzzeitig abzubauen. Dies bedeutet, daß ein sehr schnell schaltendes Magnetventil erforderlich ist, das einen erheblichen Aufwand an die elektrische Steuerung und an die Konstruktion des Ventils erfordert. Besonders nachteilig ist dabei die Tatsache, daß die Unterbrechung der Einspritzung durch ein Magnetventil zeitgesteuert erfolgen muß. Dadurch wird mit zunehmender Drehzahl ein immer größer werdender Teil des verfügbaren Nockenhubes für die Unterbrechung der Einspritzung in Anspruch genommen. Bei einer Verteilerein- spritzpumpe steht ein gegenüber den Möglichkeiten einer Reiheneinspritzpumpe, bei der ein Nocken allein jeweils einen Pumpenkolben antreibt ein wesentlich geringerer Hub pro Einispritzvorgang zur Verfügung, weil der hier verfügbare Nockenhub wegen der begrenzten Länge der Nockenbahn beschränkt ist. Eine zeitgesteuerte Unterbrechung der Einspritzung durch Zwischenentlastung des Pumpenarbeitsraumes mittels eines Magnetventils bedeutet daher eine wesentliche Einschränkung der durch die Kraftstoffeinspritzpumpe bereitgestellte Leistung. Weiterhin ist auch ein spezielles Druck- ventil in der Verbindung zwischen Pumpenarbeitsraum und Einspritzventil vorgesehen, das bei
Kraftstoffhochdruckförderung zur Kraftstoffeinspritzdüse in Förderrichtung öffnet und bei Beendigung der Einspritzung schließt und das geeignet ist, Druckwellen zwischen dem Druckventil und dem Kraftstoffeinspritzventil abzubauen und in diesem Bereich einen angestrebten konstanten Standdruck während der Einspritzpausen zu halten. Vorteilhaft ist es bei einer unterteilten Kraftstoffeinspritzung mit einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung pro Arbeitstakt des jeweiligen zu versorgenden Zylinders der Brennkraftmaschine für einen konstanten Standdruck in den Einspritzpausen zu sorgen.
Vorteile der Erfindung
Durch die erfindungsgemäße Lösung erfolgt eine sichere Unterbrechung der Einspritzung zwischen Vor- und Haupteinspritzung bei geringen Anforderungen an die Schnelligkeit eines zeitgesteuerten Ventils. Dabei wird während der Unter- brechung der Einspritzung zwischen Vor- und Haupteinspritzung kein oder nur ein sehr geringe Teil des verfügbaren Nockenhubes in Anspruch genommen. Durch die konstruktiv über die Nockenform unterstütze Unterbrechung der Einspritzung wird erreicht, daß selbst bei höherer Drehzahl eine sichere Unterbrechung der Einspritzung zwischen Vor- und Haupteinspritzung einhaltbar ist, ohne, daß es zu einer Einbuße an für die Hochdruckförderung bereitstellbaren Nockenhub kommt. Der drehzahlunabhängige Einfluß der Schalt- zeit wird durch durch den zweiten Teilbereich des Nocken kompensiert, so daß auch keine allzugroße Anforderungen an die Schnelligkeit des elektrisch gesteuerten Ventils gestellt werden müssen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer Kraftstoffeinspritzpumpe, die von einem Magnetventil gesteuert wird, Figur 2 einen Verlauf der erfindungsgemäßen Nockenbahn in Form einer Nockenerhebungskurve über den Drehwinkel mit einer ersten Steuerungssequenz des Ventils bei niedriger Drehzahl der Brennkraftmaschine und Figur 3 einen Verlauf der erfindungsgemäßen Nockenbahn über den Drehwinkel mit einer zweiten Steuerungssequenz des Ventils bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine.
Beschreibung
Die erfindungsgemäße Lösung ist beim nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel anhand einer Verteilereinspritzpumpe realisiert, wie sie schematisch in der Figur 1 dargestellt ist. Es handelt sich dort um eine Verteilerein- spritzpumpe der Axialkolbenbauart, wenn auch der Gegenstand der Erfindung auch bei anderen Kraftstoffeinspritzpumpen verwendbar ist, wie z. B. Verteilereinspritzpumpen der Ra- dialkolbenpumpenbauart oder Einzelpumpen mit nur einem Pum- penkolben zur Versorgung eines einzelnen Zylinders einer
Brennkraftmaschine oder Reihenpumpen.- Besonders vorteilhaft ist die Erfindung aber bei einer Verteilereinspritzpumpe verwirklichbar, weil hier der verfügbare Nockenhub wegen der begrenzten Länge der Nockenbahn kleiner ist als bei z.B. einer Reiheneinpritzpumpe . Bei der Verteilereinspritzpumpe der in der Figur 1 gezeigten Art ist ein Pumpenkolben 1 vorgesehen, der in einer Zylinderbohrung 2 verschieb- und verdrehbar angeordnet ist und dort stirnseitig einen Pumpenarbeitsraum 10 einschließt. Der Pumpenkolben ist dabei mit einer Nockenscheibe 6, die axial nach unten weisende Nocken 5 der erfindungsgemäßen Ausgestaltung aufweist, z. B. über eine nicht weiter gezeigte Feder, gekoppelt. Die Nockenscheibe wird rotierend, insbesondere synchron zur Drehzahl der von der Einspritzpumpe versorgten Brennkraftmaschine von einer nicht weiter gezeigten Antriebswelle in bekannter
Weise angetrieben, wobei die Nockenscheibe unter Einfluß der Feder auf einem bekannten axial feststehenden Rollenring abläuft und in der Folge den rotierenden Pumpen- und Verteilerkolben in eine hin- und hergehende fördernden und ansaugende Bewegung versetzt. Der zeitliche bzw. drehwin- kelabhängige Ablauf der Rollen auf der Nockenflanke bestimmt also die Hublage des Pumpenkolbens . Bei seiner Drehbewegung in Zuordnung zu einem Pumpenförderhub, bei dem aus dem Pumpenarbeitsraum 10 Kraftstoff unter Hochdruck verdrängt wird, kommt der Pumpenkolben mit einer von mehreren Einspritzleitungen 7 über eine Verteilernut 8 in der Mantelfläche des Pump- und Verteilerkolbens in Verbindung. Die Verteilernut ist dabei über einen Längskanal 9 ständig mit dem Pumpenarbeitsraum verbunden. Die Einspritzleitung führt über ein Druckventil 12 zu einem Kraftstoffeinspritzventil 13, das dem jeweiligen Zylinder einer Brennkraftmaschine zugeordnet ist .
Die Versorgung des Pumpenarbeitsraumes 10 mit Kraftstoff erfolgt über eine Saugleitung 15, die von einem Saugraum 17, der im wesentlichen nur noch gestrichelt dargestellt ist und innerhalb des Gehäuses der Kraftstoffeinspritzpumpe eingeschlossen ist, versorgt. Der Saugraum erhält Kraftstoff von einer Kraftstofförderpumpe 18, die synchron zur Kraft- stoffeinspritzpumpe, z. B. von der Antriebswelle her, angetrieben wird und somit Kraftstoff in drehzahlabhängigen Mengen in den Saugraum fördert. Mit Hilfe eines zusätzlichen Drucksteuerventils 19 wird der Druck im Saugraum üblicher- weise drehzahlabhängig gesteuert, wenn mit Hilfe dieses
Drucks Zusatzfunktionen der Kraftstoffeinspritzpumpe gesteuert werden sollen. Über eine Überlaufdrossel 22 fließt beständig Kraftstoff zum Vorratsbehälter 23 zurück, so daß dadurch für Kühlung der Einspritzpumpe bzw. Entgasung des Saugraumes gesorgt ist. Die Saugleitung 15 führt über ein Rückschlagventil 16 in den Pumpenarbeitsraum, wobei das Rückschlagventil in Richtung Pumpenarbeitsraum öffnet. Parallel zu diesem Rückschlagventil ist ein elektrisch gesteuertes Ventil 24 vorgesehen, das eine Bypassleitung 21 zum Druckventil 16 steuert und mit dessen Hilfe beim Öffnen des Ventils eine Verbindung zwischen Pumpenarbeitsraum 10 und Saugraum 17 hergestellt ist und beim Schließen des Ventils der Pumpenarbeitsraum 10 verschlossen ist. Das als Magnetventil symbolisierte elektrisch gesteuerte Ventil 24 wird von einer Steuereinrichtung 25 entsprechend Betriebsparametern in an sich bekannter Weise gesteuert. Bei genügend großem Durchflußquerschnitt des Ventils 24 kann jedoch das Rückschlagventil 16 auch entfallen. In diesem Falle wird der Pumpenarbeitsraum beim Saughub ausschließlich über das elektrischgesteuerte Ventil gefüllt.
Mit Hilfe dieses elektrisch gesteuerten Ventils, wird der Beginn der Hochdruckförderung des Pumpenkolbens gesteuert . Mit dem Ventil kann letztendlich auch der Spritzbeginn gesteuert werden. Neben dieser Möglichkeit kann der Spritzbe- gin durch eine separate Spritzbeginnverstelleinrichtung verstellt werden, die bekannterweise einen relativ zum den Nocken abtastenden Pumpenkolben verdrehbarer Nockenantriebs- teil aufweist. Beim Verschließen des Ventils baut sich im Pumpenarbeitsraum 10 aufgrund der Förderbewegung des Pumpenkolbens ein für einen Einspritzvorgang erforderlicher Druck auf . Der so auf Einspritzdruck gebrachte Kraftstoff wird über den Längskanal 9 und die Verteilernut 8 einer der Einspritzleitungen 7 zugeführt. Mit dem Wiederöffnen des elektrisch gesteuerten Ventils wird die Hochdruckförderung unterbrochen. Die Schließdauer des Ventils bestimmt die Einspritzmenge, ggf. kann, wie oben gesagt, mit diesem auch der Spritzzeitpunkt gesteuert werden.
Erfindungsgemäß sind die Hochdruckförderseiten der Nockenflanken der Nocken 5, so ausgebildet, daß sie wie in der Figur 2 oder 3 dargestellt über die Zeit einen Hubverlauf des Pumpenkolbens erzeugen, der unterteilt ist in einen ersten Bereich V der beginnend mit den Förderhub des Kolbens nach einem kleinen Förderhub endet, in einen zweiten Bereich P in dem der Kolben dann gar nicht oder nur so geringfügig in Förderrichtung bewegt wird, daß er in diesem Bereich für eine Hochdruckförderung nicht wirksam ist und eine Einspritzpause entsteht und schließlich in einen dritten Bereich H, in dem die Nockenflanke wieder ansteigt und den Pumpenkolben zwecks weiterer Förderung der Haupteinspritz- menge weiter verschiebt. Im Bereich P kann der Nocken waage- recht, leicht steigend oder auch leicht fallend verlaufen. Die Voreinspritzung wird dabei weiterhin durch das elektrisch gesteuerte Ventil gesteuert und zwar so, daß es geschlossen ist, wenn die Rollen in den zweiten Bereich P kommen .
Für einen Betrieb bei niedriger Drehzahl ist dem Diagramm in Figur 2 entnehmbar, daß das elektrisch gesteuerte Ventil, z.B. ein Magnetventil oder auch ein von einem Piezo betätigtes Ventil, zur Steuerung des Beginns der Vorein- spritzmengenförderung in U.T., d.h. vor dem Anstieg der Nockenkurve aus einem Grundkreis geschlossen wird und in dem Nockenbereich V vor Erreichen des Nockenbereichs P wieder geöffnet wird. Nach einer Spritzpause im Bereich P folgt dann ein Wiederschließen des Ventils 24 mit Beginn der Hochdruckförderung für die Haupteinspritzung im anschließenden Nockenflankenteil H, wo danach durch Öffnen des Ventils 24 die Hochdruckförderung wiederum unterbrochen und die Haupt- einspritzung beendet wird. Im Punkt des Wiedeerschließens sind die Anforderungen an die Exaktheit des Steuerpunktes niedriger als bei einer sonstigen Steuerung eines Spritzbeginns .
Für den Betrieb bei hoher Drehzahl ist eine Unterterteilung in Vor- und Haupteinsprizung nicht so dringend erforderlich, da hier auf Grund der im wesentlichen zeitkonstant ablaufenden Verbrennungsvorgängen eine Verschiebung der Verbrennung in Drehrichtung nach dem oberen Totpunkt des Brennkraftmaschinenkolbens erfolgt und sich hier Zündverzüge bei eingespritzten Kraaftstoffmengen nicht mehr so nachteilig auf die Geräuschbildung bemerkbar machen, für diesen Fall, der in Figur 3 gezeigt ist, wird das Ventil 24 so angesteuert, daß es erst im Bereich des Nockenflankenteils P geschlossen wird, so daß es sicher geschlossen ist, wenn die Kraftstoffförderung für die nun alleinige Haupteinspritzung im Bereich des sich dem Bereich P anschließenden Nockenflankenteils H erfolgt. Das Ende der Einspritzung wird wiederum durch Öffnen des Ventils gesteuert, was dann in der Regel noch vor dem oberen Totpunkt des Nocken der Einspritzpumpen erfolgt .
Diese Ansteuerung hat den Vorteil, daß bei hohen Drehzahlen der Pumpenarbeitsraum der Einspritzpumpe ausreichend mit Kraftstoff gefüllt werden kann, da die Füllphase nun gegen über der Steuerung bei niedriger Drehzahl verlängert ist und die Kolbenbewegung in Füllrichtung, d.h. beim Saughub nur bis inden Hubbereich gelangen muß auf dem sich der zweite Berreich P befindet. Wegen der erst ab dem Bereich P erfol- genden Hochdruckförderung ist die erforderliche Füllmenge des Pumpemnarbeitsraumes reduziert. Das elektrisch gesteuerte Ventil schließt also erst im Bereich P der Nockenflanke, so daß der Saughub zum Angesaugen von Kraftstoff über die ablaufende Nockenflanke V voll ausgenutzt werden kann. Der Einströmfüllungseffekt wirkt sich noch im beginnenden Teil der Nockenflanke vor dem Bereich P aus solange das Ventil noch nicht geschlossen ist.
In Einzelfällen ist es möglich, die Nockenform zu modifizieren, im Sinne einer gewollten unterteilten Einspritzung und in Unterstützung der Steuerarbeit des Ventils. Statt eine rückläufigen Hubbewegung des Kolben zu erzeugen, kann dieser auch lediglich in seiner Stellung verharren oder nur so geringfügig weiterbewegt werden, daß seine Bewegung nicht ausreicht, eine Einspritzung nennenswerter Art zu ermöglichen, derart, daß auch schon ohne dem Einfluß des Ventils eine wirksame Spritzpause konstruktiv vorgegebener Länge auftreten kann, die die Kraftstoffzufuhr in den Brennraum der Brennkraftmaschine reduziert, so daß der Druckan- stieg im Brennraum kleiner wird und eine geräuscharme Verbrennung erzielt werden kann.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Kraftstoffeinspritz- pumpe mit einem Pumpenkolben, der von einem mit wenigstens einem Nocken versehenen Nockenantrieb angetrieben wird und einen Pumpenarbeitsraum (10) begrenzten, der zur Versorgung wenigstens eines Kraftstoffeinspritzventiles (13) mit auf Einspritzdruck gebrachtem Kraftstoffeinspritzmengen dient, sowie mit einem elektrisch gesteuerten Ventil (24) , über das der Pumpenarbeitsraum (10) der Kraftstoffeinspritzpumpe zur Steuerung der Einspritzung mit einem Entlastungraum (17) , verbunden oder geschlossen wird, und mit Unterbrechung der Einspritzung zwischen einer Vor- und einer Haupteinspritzung pro Einspritzvorgang dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Nocken so ausgebildet ist, daß er auf seiner den Pumpenkolben zu seinem Förderhub bewegenden Nockenflankeseite einen ersten Teilbereich (V) aufweist, in dem der Pumpenkolben einen Förderhub zur Durchführung einer Voreinspritzung durchführt, einen zweiten Teilbereich (P) aufweist, in dem der Kolben (1) nach der Beendigung der Voreinspritzung im wesentlichen in seiner dort erreichten Stellung verharrt oder nur gerinfügig in Förderrichtung oder gegen Förderrichtung bewegt wird und anschließend zur Durchführung des Förderhubes für die Haupteinspritzung einen dritten Teilbereich (H) aufweist, wobei das elektrisch gesteuerte Ventil (24) so angesteuert wird, daß es bei niedriger Drehzahl vor dem Beginn des ersten Teilbereichs (V) geschlossen ist und im ersten Teilbereich (V) zur Beendigung der Voreinspritzung geöffnet wird und anschließend zur Durchführung der Haupteinspritzung zu Beginn des dritten Teilbereiches wieder geschlossen wird und in diesem dritten Teilbereich des Nockens vor Erreichen des oberen Totpunktes des Nockens wieder geöffnet wird und daß bei hoher Drehzahl das Ventil zur Einleitung einer Haupteinspritzung ohne vorhergehender Voreinspritzung innerhalb des zweiten Teilbereichs (P) geschlossen wird und innerhalb des dritten Teilbereiches zur Beendigung der Haupteinspritzung vor Erreichen des oberen Totpunktes wieder göffnet wird.
EP98912246A 1997-04-25 1998-02-17 Kraftstoffeinspritzsystem Expired - Lifetime EP0910739B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19717493A DE19717493A1 (de) 1997-04-25 1997-04-25 Kraftstoffeinspritzsystem
DE19717493 1997-04-25
PCT/DE1998/000452 WO1998049442A1 (de) 1997-04-25 1998-02-17 Kraftstoffeinspritzsystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0910739A1 true EP0910739A1 (de) 1999-04-28
EP0910739B1 EP0910739B1 (de) 2001-10-04

Family

ID=7827733

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