EP1077327B1 - Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Common-Rail-Einspritzanlage - Google Patents

Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Common-Rail-Einspritzanlage Download PDF

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EP1077327B1
EP1077327B1 EP00117170A EP00117170A EP1077327B1 EP 1077327 B1 EP1077327 B1 EP 1077327B1 EP 00117170 A EP00117170 A EP 00117170A EP 00117170 A EP00117170 A EP 00117170A EP 1077327 B1 EP1077327 B1 EP 1077327B1
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EP
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pump
injection system
pressure pump
distribution element
cylinders
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Christian Taudt
Helmut Hummel
Christoph Klesse
Martin Werner
Eckbert Zander
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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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
    • 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
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails

Definitions

  • the invention relates to an injection system for an internal combustion engine, especially for a common rail injection system, with a pre-feed pump for conveying Fuel from a fuel tank; one downstream behind the pre-feed pump arranged high pressure pump for generation that is required to supply at least one injector Injection pressure and one between the pre-feed pump and the controllable valve arranged for the high pressure pump Control of the fuel flow supplied to the high pressure pump; the controllable valve to avoid throttling effects between an open position and a closed position Position essentially switchable seamlessly is; the high pressure pump has several pump cylinders.
  • Generic injection systems are, for example, from the WO 95/13474 A known.
  • the disadvantage was that a throttling between the Prefeed pump and the high pressure pump a pronounced speed dependency had, so that the servo valve depending of the speed had to be readjusted.
  • the throttling required a larger form of the Pre-feed pump, so that a relatively large pre-feed pump is necessary was.
  • WO 96/13474 known, instead of a continuously controllable servo valve an essentially seamless 2/2-way valve to use. Such an injection system sets however, a relatively high pre-delivery pressure ahead.
  • the present invention has for its object a To create injection system in which to control the Injection pressure as little fuel as possible from the outlet of the High pressure pump must be recycled and beyond the lowest possible form is required.
  • the task is based on that described above known injection system, by the features of claim 1 solved.
  • the invention builds on the generic injection system characterized in that between the controllable valve (7) and the High pressure pump (4) a continuously switchable distributor element (10) is arranged, that of the pre-feed pump (1) Fuel flow to the individual pump cylinders (4.1 to 4.3) of the high pressure pump (4).
  • the distributor element from several switchable valves, each upstream of one of the pump cylinders of the high pressure pump are to fuel the individual pump cylinders to supply; preferably the switchable valves of the Distribution element, the inlet valves of the pump cylinder High pressure pump.
  • the switchable valves of the distributor element also take over the function of the inlet valves of the pump cylinders, can advantageously dispense with separate inlet valves become.
  • the invention advantageously includes the general technical Teach in between the pre-feed pump and the high pressure pump instead of a continuously controllable servo valve, for example to arrange a 2/2-way valve, which is a throttle-free Control of fuel flow with a correspondingly low Form enables.
  • the distributor element is designed as a rotary valve which is, for example, firmly connected to the drive shaft is and the fuel flow speed synchronized to the individual pump cylinder distributed.
  • the common rail injection system shown in Figure 1 has a pre-feed pump 1 on the fuel via a Fuel filter 2 from a fuel tank 3 promotes and on a high-pressure pump 4, which for fuel injection required in the combustion chamber of an internal combustion engine Injection pressure generated.
  • the high pressure pump 4 is here as a radial piston pump with three pistons and three pump cylinders 4.1, 4.2, 4.3 executed and is via a drive shaft 5 driven, which is fixed to the drive shaft of the Internal combustion engine is coupled.
  • the high-pressure pump 4 with a pressure accumulator is on the output side 6 (English Common Rail) connected, from the four injectors are supplied with fuel, the four injectors for Simplification are not shown.
  • the minimum duration is one Switching cycle of the 2/2-way valve 7 is small enough for that 2/2-way valve 7 the duration of the suction periods of each Pump cylinder 4.1-4.3 can affect.
  • Switching cycle is the time interval between opening and understanding the 2/2-way valve 7 to understand.
  • the mechanical Control of the 2/2-way valve 7 is therefore preferably carried out by a fast piezoelectric actuator 9, however, an appropriately sized electromagnetic can also be used Use the actuator.
  • a distributor element 10 is arranged, which from the prefeed pump 1 delivered fuel flow to the three pump cylinders 4.1 to 4.3 of the high pressure pump 4 distributed, the Distributor element 10 from three switchable valves 10.1 to 10.3, each of one of the pump cylinders 4.1 to 4.3 are upstream.
  • the valves 10.1 to 10.3 are here coupled switchable, so that only one of the valves 10.1 to 10.3 opens while the other two valves are closed are. Instead, there is also the option of to use three independently switchable valves.
  • valves 10.1 to 10.3 of the distributor element 10 at the same time as inlet valves the high pressure pump 4 act, so that on separate inlet valves can be dispensed with.
  • They are preferred Valves 10.1 to 10.3 of the distributor element also as 2/2-way valves formed between an open and a closed position essentially seamless are switchable. Alternatively, however, can also be controlled continuously Servo valves are used for the distributor element.
  • the control of the valves 10.1 to 10.3 of the distributor element 10 also takes place in this exemplary embodiment by the electronic control unit 8 as follows is described in detail.
  • the electronic control unit 8 is also on the input side a tachometer 11 connected to the speed n of the drive shaft 5 measures so that the 2/2-way valve 7 and the valves 10.1 to 10.3 of the distributor element 10 depending driven by the speed n of the drive shaft 5 can.
  • the electronic control unit 8 is on the input side connected to a phase detector 12 which detects the angle of rotation ⁇ the drive shaft 5 of the high pressure pump 4 is detected by a phase-dependent control of the 2/2-way valve 7 and the valves 10.1 to 10.3 of the distributor element 10.
  • the Tachometer 11 or the phase detector 12 also with the drive shaft the internal combustion engine or with another Be connected to the wave, which has a unique phase relationship the drive shaft 5 of the high pressure pump 4.
  • this Fall is the speed or phase of the drive shaft 5 of the high pressure pump 4 from the measured values of the tachometer 11 and the phase detector 12 is calculated.
  • control unit 8 opens the 2/2-way valve 7, so that the delivered by the pre-feed pump 1 Fuel flow reaches the high-pressure pump 4 unhindered.
  • control unit 8 closes the 2/2-way valve 7 at predetermined time intervals T for each a predetermined period of time ⁇ T, resulting in less fuel comes to the high pressure pump 4.
  • the time intervals T and the The closing time ⁇ T can be varied.
  • control unit 8 also controls the valves 10.1 to 10.3 of the distributor element 10, wherein the control of the valves 10.1 to 10.3 so that any manufacturing-related differences in delivery performance between the individual pump cylinders 4.1 to 4.3 are compensated. If, for example, the pump cylinder 4.1 is due to production has a lower pumping capacity than the pump cylinders 4.2 and 4.3, the associated valve of the pump cylinder 4.1 open for a longer period of time, causing the Suction phase of the pump cylinder 4.1 extended and the pumping power is improved accordingly. Leave this way through a suitable control of the valves 10.1 to 10.3 achieve extremely even fuel delivery and reduce pressure pulsations in the pressure accumulator 6.
  • FIG. 2 The exemplary embodiment shown in FIG. 2 is largely correct with the embodiment described above agree, so that in the following largely the same reference numerals be used and to avoid repetitions will refer to the description above.
  • the difference compared to the embodiment shown in Figure 1 consists essentially in the execution of the distributor element 10, which in this case consists of a rotary valve consists of the drive shaft 5 of the internal combustion engine is driven and that promoted by the prefeed pump 1 Fuel flow synchronous to speed and evenly on the three Pump cylinder 4.1 to 4.3 distributed.
  • the distributor element 10 which in this case consists of a rotary valve consists of the drive shaft 5 of the internal combustion engine is driven and that promoted by the prefeed pump 1 Fuel flow synchronous to speed and evenly on the three Pump cylinder 4.1 to 4.3 distributed.
  • the invention is not limited in its implementation the preferred embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable, which of the solution shown, even if fundamentally different Makes use of explanations.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Common-Rail-Einspritzanlage, mit einer Vorförderpumpe zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank; einer stromabwärts hinter der Vorförderpumpe angeordneten Hochdruckpumpe zur Erzeugung des zur Speisung von mindestens einem Injektor erforderlichen Einspritzdrucks und einem zwischen der Vorförderpumpe und der Hochdruckpumpe angeordneten steuerbaren Ventil zur Steuerung des der Hochdruckpumpe zugeführten Kraftstoffstroms; wobei das steuerbare Ventil zur Vermeidung von Drosseleffekten zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung im wesentlichen übergangslos schaltbar ist; die Hochdruckpumpe mehrere Pumpzylinder aufweist.
Gattungsgemäße Einspritzanlagen sind beispielsweise aus der WO 95/13474 A bekannt.
Schon frühere Common-Rail-Einspritzanlagen für Brennkraftmaschinen förderten den Kraftstoff zunächst von einer Vorförderpumpe über einen Kraftstoffilter aus dem Kraftstofftank und leiteten anschließend diesen an eine Hochdruckpumpe weiter, die den zur Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum der Brennkraftmaschine erforderlichen Einspritzdruck erzeugt, wobei die Hochdruckpumpe ausgangsseitig mit einem Druckspeicher (engl. Common Rail) verbunden ist, aus dem sämtliche Injektoren ihren Kraftstoff beziehen.
Zwischen der Hochdruckpumpe und dem Druckspeicher war ein Hochdruckregelventil angeordnet, das beim Überschreiten eines vorgegebenen Maximaldrucks einen Kraftstoffnebenstrom abzweigt und in den Kraftstofftank zurückführt, damit der Einspritzdruck wieder unter den Maximaldruck sinkt. Nachteilig daran war, daß der am Hochdruckregelventil druckentspannte Kraftstoffstrom stark erhitzte, was energieökonomisch störte.
Es war deshalb wünschenswert, die Fördermenge der Hochdruckpumpe so zu steuern, daß das Hochdruckregelventil möglichst wenig Kraftstoff abzweigen und in den Kraftstofftank zurückführen musste, um ein Überschreiten des Maximaldrucks zu verhindern.
Eine bekannte Lösung sah vor, zwischen der Vorförderpumpe und der Hochdruckpumpe deshalb ein stufenlos steuerbares Servoventil (Volumenstromregelventil) anzuordnen, mit dem der Kraftstoffstrom zur Hochdruckpumpe und damit die Fördermenge der Hochdruckpumpe stufenlos gedrosselt werden konnte. Nachteilig daran jedoch war, daß eine Drosselung zwischen der Vorförderpumpe und der Hochdruckpumpe eine ausgeprägte Drehzahlabhängigkeit aufwies, so daß das Servoventil in Abhängigkeit von der Drehzahl nachgeregelt werden musste. Darüber hinaus erforderte die Drosselung einen größeren Vordruck der Vorförderpumpe, so daß eine relativ große Vorförderpumpe notwendig war.
Zur Vermeidung des vorstehenden Nachteils ist aus der WO 96/13474 bekannt, an Stelle eines stufenlos steuerbaren Servoventils ein im Wesentlichen übergangslos schaltbares 2/2-Wegeventil zu verwenden. Eine derartige Einspritzanlage setzt jedoch einen verhältnismäßig hohen Vorförderdruck voraus.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzanlage zu schaffen, bei welcher zur Steuerung des Einspritzdrucks möglichst wenig Kraftstoff vom Ausgang der Hochdruckpumpe zurückgeführt werden muß und darüber hinaus ein möglichst geringer Vordruck erforderlich ist.
Die Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs beschriebenen bekannten Einspritzsystem, durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Einspritzanlage dadurch auf, dass zwischen dem steuerbaren Ventil (7) und der Hochdruckpumpe (4) ein stufenlos schaltbares Verteilerelement (10) angeordnet ist, das den von der Vorförderpumpe (1) geförderten Kraftstoffstrom auf die einzelnen Pumpzylinder (4.1 bis 4.3) der Hochdruckpumpe (4) verteilt.
In einer ersten Weiterbildung der Erfindung besteht das Verteilerelement aus mehreren schaltbaren Ventilen, die jeweils einem der Pumpzylinder der Hochdruckpumpe stromaufwärts vorgeschaltet sind, um die einzelnen Pumpzylinder mit Kraftstoff zu versorgen; wobei vorzugsweise die schaltbaren Ventile des Verteilerelements die Einlaßventile der Pumpzylinder der Hochdruckpumpe sind.
Indem die schaltbaren Ventile des Verteilerelements vorzugsweise auch die Funktion der Einlaßventile der Pumpzylinder übernehmen, kann vorteilhaft auf separate Einlaßventile verzichtet werden.
Die Verwendung von mehreren, vorzugsweise unabhängig von einander schaltbaren Ventilen in dem Verteilerelement bietet auch den Vorteil, daß fertigungsbedingte Unterschiede der Förderleistung zwischen den einzelnen Pumpzylindern durch eine entsprechende Ansteuerung der schaltbaren Ventile des Verteilerelements kompensiert werden können, so daß der von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoffstrom vorteilhaft sehr gleichmäßig ist.
Die Erfindung schließt vorteilhaft die allgemeine technische Lehre ein, zwischen der Vorförderpumpe und der Hochdruckpumpe anstelle eines stufenlos steuerbaren Servoventils beispielsweise ein 2/2-Wegeventil anzuordnen, das eine drosselfreie Steuerung des Kraftstoffstroms mit einem entsprechend niedrigen Vordruck ermöglicht.
Eine hierzu alternative Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Verteilerelement als Drehschieber ausgebildet ist, welcher beispielsweise fest mit der Antriebswelle verbunden ist und den Kraftstoffstrom drehzahlsynchron auf die einzelnen Pumpzylinder verteilt.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
Es zeigen:
Figur 1
als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Einspritzanlage mit einem 2/2-Wegeventil zwischen Vorförderpumpe und Hochdruckpumpe und einem Verteilerelement mit drei schaltbaren Ventilen zur Verteilung des Kraftstoffstroms auf die Pumpzylinder der Hochdruckpumpe; sowie
Figur 2
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einspritzanlage mit einem mechanisch betriebenen Drehschieber zur Verteilung des Kraftstoffstroms auf die Pumpzylinder.
Die in Figur 1 dargestellte Common-Rail-Einspritzanlage weist eine Vorförderpumpe 1 auf, die den Kraftstoff über einen Kraftstoffilter 2 aus einem Kraftstofftank 3 fördert und an eine Hochdruckpumpe 4 weiterleitet, die den zur Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum einer Brennkraftmaschine erforderlichen Einspritzdruck erzeugt. Die Hochdruckpumpe 4 ist hierbei als Radialkolbenpumpe mit drei Kolben und drei Pumpzylindern 4.1, 4.2, 4.3 ausgeführt und wird über eine Antriebswelle 5 angetrieben, die fest mit der Antriebswelle der Brennkraftmaschine gekoppelt ist.
Ausgangsseitig ist die Hochdruckpumpe 4 mit einem Druckspeicher 6 (engl. Common Rail) verbunden, aus dem vier Injektoren mit Kraftstoff versorgt werden, wobei die vier Injektoren zur Vereinfachung nicht dargestellt sind.
Zwischen der Vorförderpumpe 1 und der Hochdruckpumpe 4 ist zunächst ein steuerbares 2/2-Wegeventil 7 angeordnet, das von einer elektronischen Steuereinheit 8 (engl. ECU - Electronic Control Unit) zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung im wesentlichen übergangslos schaltbar ist. Im Gegensatz zu den herkömmlicherweise verwendeten stufenlos steuerbaren Servoventilen bewirkt das 2/2-Wegeventil 7 also keine Drosselung zwischen der Vorförderpumpe 1 und der Hochdruckpumpe 4, so daß nur ein relativ niedriger Vordruck und eine entsprechend kleine Vorförderpumpe 1 erforderlich ist.
Es ist hierbei vorteilhaft, wenn die minimale Dauer eines Schaltzyklus des 2/2-Wegeventils 7 klein genug ist, damit das 2/2-Wegeventil 7 die Dauer der Saugperioden der einzelnen Pumpzylinder 4.1-4.3 beeinflussen kann. Unter dem Begriff Schaltzyklus ist hierbei der Zeitabstand zwischen dem Öffnen und Schließen des 2/2-Wegeventils 7 zu verstehen. Die mechanische Ansteuerung des 2/2-Wegeventils 7 erfolgt deshalb vorzugsweise durch ein schnelles piezoelektrisches Stellglied 9, jedoch läßt sich auch ein entsprechend dimensioniertes elektromagnetisches Stellglied verwenden.
Zwischen dem 2/2-Wegeventil 7 und der Hochdruckpumpe 4 ist ein Verteilerelement 10 angeordnet, das den von der Vorförderpumpe 1 geförderten Kraftstoffstrom auf die drei Pumpzylinder 4.1 bis 4.3 der Hochdruckpumpe 4 verteilt, wobei das Verteilerelement 10 aus drei schaltbaren Ventilen 10.1 bis 10.3 besteht, die jeweils einem der Pumpzylinder 4.1 bis 4.3 vorgeschaltet sind. Die Ventile 10.1 bis 10.3 sind hierbei gekoppelt schaltbar, so daß jeweils nur eines der Ventile 10.1 bis 10.3 öffnet, während die beiden anderen Ventile geschlossen sind. Stattdessen besteht jedoch auch die Möglichkeit, drei unabhängig voneinander schaltbare Ventile zu verwenden.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Ventile 10.1 bis 10.3 des Verteilerelements 10 gleichzeitig als Einlaßventile der Hochdruckpumpe 4 fungieren, so daß auf separate Einlaßventile verzichtet werden kann. Vorzugszweise sind die Ventile 10.1 bis 10.3 des Verteilerelements ebenfalls als 2/2-Wegeventile ausgebildet, die zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung im wesentlichen übergangslos schaltbar sind. Alternativ können jedoch auch stufenlos steuerbare Servoventile für das Verteilerelement verwendet werden. Die Ansteuerung der Ventile 10.1 bis 10.3 des Verteilerelements 10 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls durch die elektronische Steuereinheit 8, wie im folgenden eingehend beschrieben wird.
So ist die elektronische Steuereinheit 8 eingangsseitig mit einem Drehzahlmesser 11 verbunden, der die Drehzahl n der Antriebswelle 5 mißt, so daß das 2/2-Wegeventil 7 und die Ventile 10.1 bis 10.3 des Verteilerelements 10 in Abhängigkeit von der Drehzahl n der Antriebswelle 5 angesteuert werden können.
Weiterhin ist die elektronische Steuereinheit 8 eingangsseitig mit einem Phasendetektor 12 verbunden, der den Drehwinkel ϕ der Antriebswelle 5 der Hochdruckpumpe 4 erfaßt, um eine phasenabhängige Steuerung des 2/2-Wegeventils 7 und der Ventile 10.1 bis 10.3 des Verteilerelements 10 zu ermöglichen.
Anstelle der Antriebswelle 5 der Hochdruckpumpe 4 kann der Drehzahlmesser 11 bzw. der Phasendetektor 12 auch mit der Antriebswelle der Brennkraftmaschine oder mit einer anderen Welle verbunden sein, die eine eindeutige Phasenbeziehung zu der Antriebswelle 5 der Hochdruckpumpe 4 aufweist. In diesem Fall wird die Drehzahl bzw. die Phasenlage der Antriebswelle 5 der Hochdruckpumpe 4 aus den Meßwerten des Drehzahlmessers 11 und des Phasendetektors 12 errechnet.
Im folgenden wird zunächst der stationäre Zustand der Einspritzanlage beschrieben, in dem der von der Hochdruckpumpe 4 geförderte Kraftstoffstrom gleich dem Kraftstoffverbrauch ist. In diesem Fall öffnet die Steuereinheit 8 das 2/2-Wegeventil 7, so daß der von der Vorförderpumpe 1 geförderte Kraftstoffstrom ungehindert zu der Hochdruckpumpe 4 gelangt.
Falls der Kraftstoffverbrauch nachläßt und der von der Vorförderpumpe 1 geförderte Kraftstoffstrom den Kraftstoffverbrauch übersteigt, so schließt die Steuereinheit 8 das 2/2-Wegeventil 7 in vorgegebenen Zeitabständen T jeweils für eine vorgegebene Zeitspanne ΔT, wodurch weniger Kraftstoff zu der Hochdruckpumpe 4 gelangt. Die Zeitabstände T und die Schließdauer ΔT können hierbei variiert werden.
Darüber hinaus steuert die Steuereinheit 8 auch die Ventile 10.1 bis 10.3 des Verteilerelements 10 an, wobei die Ansteuerung der Ventile 10.1 bis 10.3 so erfolgt, daß eventuelle fertigungsbedingte Unterschiede der Förderleistung zwischen den einzelnen Pumpzylindern 4.1 bis 4.3 kompensiert werden. Falls beispielsweise der Pumpzylinder 4.1 fertigungsbedingt eine kleinere Pumpleistung aufweist als die Pumpzylinder 4.2 und 4.3, so wird das zugehörige Ventil des Pumpzylinders 4.1 jeweils für eine längere Zeitspanne geöffnet, wodurch die Saugphase des Pumpzylinders 4.1 verlängert und die Pumpleistung entsprechend verbessert wird. Auf diese Weise lassen sich durch eine geeignete Ansteuerung der Ventile 10.1 bis 10.3 eine äußerst gleichmäßige Kraftstofförderung erreichen und Druckpulsationen im Druckspeicher 6 verringern.
Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel überein, so daß im folgenden weitgehend dieselben Bezugszeichen verwendet werden und zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verweisen wird.
Der Unterschied gegenüber dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht im wesentlichen in der Ausführung des Verteilerelements 10, das hierbei aus einem Drehschieber besteht, der von der Antriebswelle 5 der Brennkraftmaschine angetrieben wird und den von der Vorförderpumpe 1 geförderten Kraftstoffstrom drehzahlsynchron und gleichmäßig auf die drei Pumpzylinder 4.1 bis 4.3 verteilt.
Die beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Prinzips, so daß die zugehörigen Figuren nur eine vereinfachte Darstellung einer Einspritzanlage zeigen. So kann stromabwärts der Hochdruckpumpe beispielsweise noch ein herkömmliches Hochdruckregelventil angeordnet werden, das beim Überschreiten eine vorgegebenen Maximaldrucks - wie eingangs beschriebene - einen Teil des von der Hochdruckpumpe geförderten Kraftstoffstroms abzeigt und in den Kraftstofftank 3 zurückführt.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims (11)

  1. Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Common-Rail-Einspritzanlage, mit
    einer Vorförderpumpe (1) zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (3),
    einer stromabwärts hinter der Vorförderpumpe (1) angeordneten Hochdruckpumpe (4) zur Erzeugung des zur Speisung von mindestens einem Injektor erforderlichen Einspritzdrucks und
    einem zwischen der Vorförderpumpe (1) und der Hochdruckpumpe (4) angeordneten steuerbaren Ventil (7) zur Steuerung des der Hochdruckpumpe (4) zugeführten Kraftstoffstroms, wobei
    das steuerbare Ventil (7) zur Vermeidung von Drosseleffekten zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung im wesentlichen übergangslos schaltbar ist; und wobei
    die Hochdruckpumpe (4) mehrere Pumpzylinder (4.1 bis 4.3) aufweist;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen dem steuerbaren Ventil (7) und der Hochdruckpumpe (4) ein stufenlos schaltbares Verteilerelement (10) angeordnet ist, das den von der Vorförderpumpe (1) geförderten Kraftstoffstrom auf die einzelnen Pumpzylinder (4.1 bis 4.3) der Hochdruckpumpe (4) verteilt.
  2. Einspritzanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerelement (10) aus mehreren schaltbaren Ventilen (10.1 bis 10.3) besteht, die jeweils einem der Pumpzylinder (4.1 bis 4.3) der Hochdruckpumpe (4) stromaufwärts vorgeschaltet sind, um die einzelnen Pumpzylinder (4.1 bis 4.3) mit Kraftstoff zu versorgen.
  3. Einspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2
    dadurch gekennzeichnet, daß die schaltbaren Ventile (10.1 bis 10.3) des Verteilerelements (10) die Einlaßventile der Pumpzylinder (4.1 bis 4.3) der Hochdruckpumpe (4) sind.
  4. Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen schaltbaren Ventile (10.1 bis 10.3) des Verteilerelements (10) unabhängig voneinander schaltbar sind, um fertigungsbedingte Ungleichheiten der Förderleistung der einzelnen Pumpzylinder (4.1 bis 4.3) kompensieren zu können.
  5. Einspritzanlage nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der minimale Schaltzyklus der schaltbaren Ventile (10.1 bis 10.3) des Verteilerelements (10) hinreichend kurz ist, um die Dauer der Saugphase der einzelnen Pumpzylinder (4.1 bis 4.3) beeinflussen zu können.
  6. Einspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der minimale Schaltzyklus des zwischen der Vorförderpumpe (1) und der Hochdruckpumpe (4) angeordneten steuerbaren Ventils (7) hinreichend kurz ist, um den Kraftstoffstrom jeweils selektiv und zeitlich begrenzt während der Saugphase der einzelnen Pumpzylinder (4.1 bis 4.3) freizugeben und dadurch fertigungsbedingte Ungleichheiten der Förderleistung der einzelnen Pumpzylinder (4.1 bis 4.3) zu kompensieren.
  7. Einspritzanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerelement (10) ein Drehschieber ist.
  8. Einspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Ventil (7) und/oder das Verteilerelement (10) eingangsseitig mit einer elektronischen Steuereinheit (8) verbunden sind.
  9. Einspritzanlage nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Drehzahl der Hochdruckpumpe (4) ein Drehzahlmesser (11) vorgesehen ist, wobei der Drehzahlmesser (11) ausgangsseitig mit der elektronischen Steuereinheit (8) verbunden ist, die das steuerbare Ventil (7) und/oder das Verteilerelement (10) drehzahlabhängig ansteuert.
  10. Einspritzanlage nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Phasenlage der Hochdruckpumpe (4) ein Phasendetektor (12) vorgesehen ist, wobei der Phasendetektor (12) ausgangsseitig mit der elektronischen Steuereinheit (8) verbunden ist, die das steuerbare Ventil (7) und/oder das Verteilerelement (10) phasenabhängig ansteuert.
  11. Einspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur mechanischen Ansteuerung des steuerbaren Ventils (7) ein piezoelektrisches Stellglied (9) vorgesehen ist, um einen kurzen Schaltzyklus zu ermöglichen.
EP00117170A 1999-08-16 2000-08-10 Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Common-Rail-Einspritzanlage Expired - Lifetime EP1077327B1 (de)

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DE19938751A DE19938751A1 (de) 1999-08-16 1999-08-16 Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Common-Rail-Einspritzanlage
DE19938751 1999-08-16

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EP1077327A2 EP1077327A2 (de) 2001-02-21
EP1077327A3 EP1077327A3 (de) 2003-05-14
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