EP1125049B1 - Combined stroke/pressure controlled fuel injection method and system for an internal combustion engine - Google Patents
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- F02M2200/21—Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements
Definitions
- the invention is based on a fuel injection method for an internal combustion engine of the genus Claim 1 and a fuel injection system according to the preamble of claim 4.
- Such a fuel injection method and system has become known, for example, from WO 98/09068.
- a pressure-controlled fuel injection system the fuel pressure prevailing in the nozzle space of an injector opens a valve body (for example a nozzle needle) against the action of a closing force and thus releases the injection opening for an injection of the fuel.
- the pressure at which fuel exits the nozzle chamber into the cylinder is called the injection pressure.
- a stroke-controlled fuel injection system is understood in the context of the invention that the opening and closing of the injection opening of an injector take place with the aid of a displaceable valve member due to the hydraulic interaction of the fuel pressures in a nozzle chamber and in a control chamber.
- an arrangement is referred to below as central if it is intended for all cylinders together and as local if it is intended for only a single cylinder.
- EP 0 711 914 A1 describes a pressure-controlled fuel injection system known, in which a valve control unit either the lower or higher fuel pressure is directed into the injector nozzle area. There becomes a spring-loaded valve body by the pressure lifted its valve seat so that fuel from the Injection port can leak.
- pressure-controlled injection systems are pressure waves during injection kindled the main injection with the higher one Fuel pressure is wanted, but during pre-injection with the lower fuel pressure a negative influence on the hydraulic behavior of the injection system the subsequent main injection.
- the lower fuel pressure can also be used for the main injection to realize a boat-shaped injection process be used.
- first embodiment of a lifting / pressure-controlled fuel injection system 1 promotes a quantity-controlled high-pressure pump 2 fuel 3 from a storage tank 4 under high pressure via a delivery line 5 in a central pressure accumulator 6 (high-pressure common rail), from which a plurality Drain the high-pressure lines 7 corresponding to the number of individual cylinders to the individual injectors 8 (injection device) projecting into the combustion chamber of the internal combustion engine to be supplied.
- a first higher fuel pressure of approximately 300 bar to 1800 bar can be stored in the pressure accumulator 6.
- the higher fuel pressure in the high-pressure line 7 is conducted by energizing a 3/2-way valve 9 via a pressure line 10 into a nozzle chamber 11 of the injector 8.
- the injection with the higher fuel pressure (main injection) is pressure-controlled with the aid of a piston-shaped valve member 12 (nozzle needle) which is axially displaceable in a guide bore and whose conical valve sealing surface 13 interacts with a valve seat surface on the injector housing and thus closes the injection openings 14 provided there.
- a pressure surface of the valve element 12 pointing in the opening direction of the valve element 12 is exposed to the pressure prevailing there, the nozzle space 11 continuing through an annular gap between the valve element 12 and the guide bore up to the valve sealing surface 13 of the injector 8.
- the valve member 12 sealing the injection openings 14 is opened against the action of a closing force (closing spring 15), the spring chamber 16 being relieved of pressure by means of a leakage line 17 .
- a closing force closing spring 15
- the spring chamber 16 being relieved of pressure by means of a leakage line 17 .
- the leakage line 20 serves to relieve pressure and can lead back into the storage tank 4.
- the higher fuel pressure initially prevailing in the pressure line 10 and the nozzle chamber 11 is reduced to the lower fuel pressure which is stored in an accumulator chamber 21 connected to the connecting line 18.
- This lower fuel pressure is used for pre and / or post injection (HC enrichment for exhaust gas aftertreatment).
- the control chamber 24 has a fuel inlet 25 with a first throttle 26 and a fuel outlet from the connecting line 18 to a pressure relief line 27 with a second throttle 28 , which can be connected to the leakage line 20 by a control element in the form of a 2/2-way valve 29 is.
- the pressure piece 22 is pressurized in the closing direction by the pressure in the control chamber 24.
- the pressure in the control chamber 24 can be reduced, so that as a result the pressure acting on the valve member 12 in the opening direction exceeds the pressure acting on the valve member 12 in the closing direction ,
- the valve sealing surface 13 lifts off from the valve seat surface, so that an injection takes place with the lower fuel pressure.
- the relief process of the control chamber 24 and thus the stroke control of the valve member 12 can be influenced by the dimensioning of the two throttles 26, 28.
- This injection is then ended by closing the 2/2-way valve 29.
- the injection with the lower system pressure can take place either after the main injection as a post-injection or before the main injection as a pre-injection.
- the accumulator chamber 21 is still sufficiently filled with pressurized fuel even after a post-injection, this fuel can be used for a pre-injection during the next injection cycle, whereby a pre-injection and post-injection is possible for each injection cycle.
- the size of the accumulator chamber 21 is adapted to the requirements of the pre-injection and post-injection, the function of the accumulator chamber 21 also being able to fulfill a sufficiently long pressure line.
- 3/2-way valve 9, pressure relief valve 19 and accumulator space 21, designated overall by 30 in FIG. 1, can be arranged either inside the injector housing ( FIG. 1a ) or outside ( FIG. 1b ).
- the central pressure accumulator of FIG. 1 is omitted, and the pressure is built up by energizing a 2/2-way valve 41.
- the high-pressure pump 2 can have a fuel pressure of approximately 300 to approximately 1600 bar generate and be a cam pump, for example.
- a central distributor device 42 distributes this fuel pressure to the individual injectors 43 . Behind the distributor device 42 there is a non-return valve 44 for each injector 43, which allows the fuel to flow in the direction of the injector 43, and a pressure relief valve 45 that opens at approx. 300 bar, which allows fuel to flow back from the injector 43 to relieve the distributor device 42 and Allows pressure reduction, provided.
- Check valve 44 and pressure relief valve 45 form the overall valve arrangement designated 46 .
- control chamber 24 of the injector 43 now also has its fuel inlet 25 from the pressure line 10 and the accumulator chamber 47 is arranged in the pressure line 10 directly in front of the nozzle chamber 11.
- the pressure in the control chamber 24 is limited to approximately 300 bar via a pressure limiting valve 48 .
- This pressure limiting valve 48 can also be integrated in the 2/2-way valve 29 or in a corresponding solenoid valve.
- the valve arrangement 46 provides the one present in the injector 43 Fuel when the 2/2-way valve 41 is not energized under the lower fuel pressure.
- By opening (energizing) of the 2/2-way valve 29 is pre-injected in a stroke-controlled manner from the local accumulator 47.
- the higher system pressure activated, the pressure in the nozzle chamber 11 and in increases Control chamber 24 so that the pressure relief valve 48th opens and the pressure there is limited to a low level is.
- the valve member 12 open pressure controlled.
- the pressure in the injector drops 43 via the pressure relief valve 45 to the lower one Fuel pressure down, so that the stroke control is active again is and the valve member 12 closes.
- the pressure-limiting valve arrangement 46a is formed by a 3/2-way valve 49 and a pressure-limiting valve 45a that opens at approximately 300 bar.
- the pressure line 10 is connected to the distributor device 42 via the 3/2-way valve 49.
- the pressure prevailing in the injector 43 is reduced to the lower fuel pressure for a pre-injection and / or post-injection via the pressure relief valve 45a.
- valve arrangement 46a is provided in FIG. 3a and the valve arrangement 46 in FIG. 3b .
- the injection system 60 shown in FIG. 4 corresponds to the injection system 1 with the exception of the generation of the higher fuel pressure.
- the high-pressure pump 2 delivers fuel into a first central pressure accumulator 61 (low-pressure common rail).
- the fuel stored there under a pressure of approx. 200 to 600 bar is compressed to the higher fuel pressure (approx. 600 to approx. 1800 bar) by means of a central pressure translation unit 62 and stored in the second central pressure accumulator 6.
- the pressure booster unit 62 comprises a valve unit 63 for pressure booster control, a pressure booster 64 with a pressure medium 65 in the form of a displaceable piston element, and two check valves 66 and 67 .
- the pressure medium 65 can be connected at one end with the aid of the valve unit 63 to the first pressure accumulator 61, so that it is pressurized at one end by the fuel in a primary chamber 68 .
- a differential space 69 is relieved of pressure by means of a leakage line 70 , so that the pressure medium 65 can be displaced in the compression direction in order to reduce the volume of a pressure chamber 71.
- the fuel located in the pressure chamber 71 is compressed to the higher fuel pressure in accordance with the area ratio of the primary chamber 68 and the pressure chamber 71 and supplied to the second pressure accumulator 6.
- the check valve 66 prevents the backflow of compressed fuel from the second pressure accumulator 6.
- the pressure medium 65 is reset and the pressure chamber 71 is refilled, via the check valve 67 the first pressure accumulator 61 is connected. Due to the pressure conditions in the primary chamber 68 and in the pressure chamber 71, the check valve 67 opens, so that the pressure chamber 71 is under the fuel pressure of the first pressure accumulator 61 and the pressure medium 65 is hydraulically returned to its starting position.
- one or more springs can be arranged in rooms 68, 69 and 71.
- the valve unit 63 is only shown as an example as a 3/2-way valve.
- the injector 80 shown in FIG. 5 has two pressure lines 82, 83 connected to one another via a check valve 81 for the higher or lower fuel pressure, the control chamber 24 being connected to the pressure line 83.
- the higher fuel pressure By applying the higher fuel pressure to the nozzle chamber 11 via the pressure line 82, the main injection is pressure-controlled.
- the lower fuel pressure is applied to the nozzle chamber 11 via the pressure line 83, the pre-injection or post-injection takes place in a stroke-controlled manner.
- the fuel pressure stored in the pressure accumulator 61 is used as the lower fuel pressure. If necessary, a higher fuel pressure can then be generated from this by means of a local pressure transmission unit 91 , which is arranged in a bypass line 92 of the pressure line 10. Using a valve unit 93 (3/2-way valve) in the bypass line 92, a local pressure booster 94 , which is constructed analogously to the central pressure booster 64, can be switched on.
- the pressure chamber 95 of the local pressure booster 94 is filled with fuel from the pressure accumulator 61, the check valve 81 preventing the return of compressed fuel back into the pressure accumulator 61.
- the pressure transmission unit 91 together with the check valve 81 can be located inside the injector 80 (FIG. 6a) or outside (FIG. 6b).
- FIG. 7 a shows an injection system 100, in which, unlike injection system 60 (FIG. 4), the fuel is stored in the second pressure accumulator 6 under the lower fuel pressure. As in FIG. 6, the higher fuel pressure is then generated for each injector 80 by means of the local pressure translation unit 91.
- the fuel delivered by the high-pressure pump 2 is stored in the central first pressure accumulator 61 under a pressure of approximately 50 to approximately 200 bar.
- the pressure chamber 71 of the central pressure booster 64 can also be filled with fuel from the first pressure accumulator 61, as in FIG. 7a, with fuel 3 ', which a fuel pump 2' (feed pump) via a feed line 5 'from a promotes another storage tank 4 'in the pressure chamber 71. Since the high pressure side and the low pressure side of the central pressure translation unit are hydraulically decoupled from one another, different operating materials, for example oil for the low pressure side and fuel for the high pressure side, can also be used for both sides.
- the injection system 110 of FIG. 8 uses a quantity-controlled two-stage high-pressure pump 111 to generate two different fuel pressures, of which the lower one is stored centrally in the first pressure accumulator 61 and the higher one centrally in the second pressure accumulator 6.
- the pressure line 83 is constantly connected to the first pressure accumulator 61, while for the main injection the pressure line 82 is connected to the second pressure accumulator 6 via a 3/2-way valve 112.
- the 3/2-way valve 112 can be arranged inside the injector 80 ( FIG. 8a ) or outside ( FIG. 8b ).
- a 2/2-way valve 113 can also be provided in the pressure line 82 for switching the higher fuel pressure.
- the injection system 120 shown in FIG. 9 differs from the injection system 110 only in that a quantity-controlled, single-stage high-pressure pump 2 delivers fuel only into the second pressure accumulator 6, from which fuel is then conveyed into the first pressure accumulator 61.
- a quantity-controlled, single-stage high-pressure pump 2 delivers fuel only into the second pressure accumulator 6, from which fuel is then conveyed into the first pressure accumulator 61.
- the lower fuel pressure of approximately 400 bar is maintained in the first pressure accumulator 61.
- the 3/2-way valve 112 is arranged inside the injector 80 and in Fig. 9b outside, while in Fig. 9c a 2/2-way valve 113 is provided.
- a two-stage high-pressure pump 2 is used in the injection system 130 shown in FIG. 10 to generate the higher and the lower fuel pressure.
- the lower fuel pressure is fed into the central pressure accumulator 61, while the higher fuel pressure is generated by energizing the 2/2-way valve 41 and is distributed to the individual injectors 80 via a distributor device 42.
- the injection system 140 shown in FIG. 11 differs from the injection system 90 (FIG. 6) in that the lower fuel pressure of the pressure accumulator 61 is not allocated to the injectors 80 via a distributor device, but rather each injector 80 via a separate pressure line to the pressure accumulator 61 connected.
- the local pressure translation unit 91 can be located inside the injector 80 ( FIG. 11a ) or outside ( FIG. 11b ). It is also possible to use piezo actuators instead of one or both solenoid valves. Temperature compensation and possibly a hydraulic coupling must be provided for these piezo actuators. Both the stroke-controlled injection with the lower fuel pressure and the pressure-controlled injection with the higher fuel pressure can be carried out with a piezo actuator instead of a solenoid valve.
- the metering accuracy of the injection can be improved by the high actuating speed of a piezo actuator. Furthermore, an injection course shaping (in general with the main injection) can be realized. If a piezo actuator is used for the stroke control, an outlet throttle may not be necessary due to the low pressure level that can be switched.
- the injection system 150 of FIG. 12 like the injection system 110 shown in FIG. 8b, uses two pressure reservoirs 6, 61 for the higher and the lower fuel pressure, wherein, unlike in FIG. 8b, the higher fuel pressure as in FIG. 4 by means of the central pressure translation unit 62 is generated and the higher fuel pressure is distributed centrally to the injectors 80 via the 3/2-way valve 51 and the distributor device 42, as in FIG. 3a.
- the injection system 160 shown in FIG. 13 differs from the injection system 150 in that it uses the injector 80 shown in FIG. 8a, in which the higher fuel pressure is metered locally via the 3/2-way valve 112.
- the 3/2-way valve 112 can either be arranged inside the injector housing (FIG. 13a) or, in particular together with the check valve 81, outside (FIG. 13b) .
- a method of injecting fuel with at least two different fuel pressures via injectors 80 into the combustion chamber of an internal combustion engine takes place with the lower one Fuel pressure stroke-controlled and fuel injection pressure controlled with the higher fuel pressure.
- Fuel pressure stroke-controlled and fuel injection pressure controlled with the higher fuel pressure are the control room 24 and via a check valve 81 also the nozzle area 11 connected to a low pressure fuel supply, and for a main injection with the higher one Fuel pressure is the nozzle space 11 to the high pressure fuel supply connected.
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzverfahren
für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des
Patentanspruchs 1 sowie von einem Kraftstoffeinspritzsystem
nach der Gattung des Patentanspruchs 4. The invention is based on a fuel injection method
for an internal combustion engine of the genus
Claim 1 and a fuel injection system
according to the preamble of
Ein derartiges Kraftstoffeinspritzverfahren und -system ist beispielsweise durch die WO 98/09068 bekanntgeworden.Such a fuel injection method and system has become known, for example, from WO 98/09068.
Zum besseren Verständnis der nachfolgenden Beschreibung werden zunächst einige Begriffe näher erläutert: Bei einem druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzsystem wird durch den im Düsenraum eines Injektors herrschenden Kraftstoffdruck ein Ventilkörper (z.B. eine Düsennadel) gegen die Wirkung einer Schließkraft aufgesteuert und so die Einspritzöffnung für eine Einspritzung des Kraftstoffes freigegeben. Der Druck, mit dem Kraftstoff aus dem Düsenraum in den Zylinder austritt, wird als Einspritzdruck bezeichnet. Unter einem hubgesteuerten Kraftstoffeinspritzsystem wird im Rahmen der Erfindung verstanden, daß das Öffnen und Schließen der Einspritzöffnung eines Injektors mit Hilfe eines verschieblichen Ventilglieds aufgrund des hydraulischen Zusammenwirkens der Kraftstoffdrücke in einem Düsenraum und in einem Steuerraum erfolgen. Weiterhin ist im folgenden eine Anordnung als zentral bezeichnet, wenn sie gemeinsam für alle Zylinder vorgesehen ist, und als lokal, wenn sie für nur einen einzelnen Zylinder vorgesehen ist.For a better understanding of the following description, a few terms are first explained in more detail: In a pressure-controlled fuel injection system , the fuel pressure prevailing in the nozzle space of an injector opens a valve body (for example a nozzle needle) against the action of a closing force and thus releases the injection opening for an injection of the fuel. The pressure at which fuel exits the nozzle chamber into the cylinder is called the injection pressure. A stroke-controlled fuel injection system is understood in the context of the invention that the opening and closing of the injection opening of an injector take place with the aid of a displaceable valve member due to the hydraulic interaction of the fuel pressures in a nozzle chamber and in a control chamber. Furthermore, an arrangement is referred to below as central if it is intended for all cylinders together and as local if it is intended for only a single cylinder.
Bei dem in der WO 98/09068 beschriebenen Einspritzsystem erfolgen sowohl die Einspritzung mit dem höheren Kraftstoffdruck als auch die Einspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck hubgesteuert, wobei Steuerraum und Düsenraum miteinander unmittelbar verbunden sind. Da der höhere Einspritzdruck auch im Steuerraum herrscht, sind auch dort entsprechende Anforderungen an Dichtfunktion, Federkräfte und Ventilglied zu erfüllen. Durch die Hubsteuerung ist eine gute Reproduzierbarkeit der Einspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck möglich. In the injection system described in WO 98/09068 both the injection takes place with the higher fuel pressure as well as the injection with the lower one Fuel pressure is stroke-controlled, with the control chamber and nozzle chamber are directly connected to each other. Because the higher one Injection pressure also prevails in the control room, are there too corresponding requirements for sealing function, spring forces and valve member to meet. Through the stroke control good reproducibility of the injection with the lower one Fuel pressure possible.
Aus der EP 0 711 914 A1 ist ein druckgesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem bekannt, bei dem über eine Ventilsteuereinheit entweder der tiefere oder höhere Kraftstoffdruck in den Düsenraum des Injektors geleitet wird. Dort wird durch den Druck ein federbelasteter Ventilkörper von seinem Ventilsitz abgehoben, so daß Kraftstoff aus der Einspritzöffnung austreten kann. Bei druckgesteuerten Einspritzsystemen werden bei der Einspritzung Druckwellen entfacht, die bei der Haupteinspritzung mit dem höheren Kraftstoffdruck zwar gewollt, aber bei der Voreinspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck einen negativen Einfluß auf das hydraulische Verhalten des Einspritzsystems bei der anschließenden Haupteinspritzung ausüben können.EP 0 711 914 A1 describes a pressure-controlled fuel injection system known, in which a valve control unit either the lower or higher fuel pressure is directed into the injector nozzle area. There becomes a spring-loaded valve body by the pressure lifted its valve seat so that fuel from the Injection port can leak. With pressure-controlled injection systems are pressure waves during injection kindled the main injection with the higher one Fuel pressure is wanted, but during pre-injection with the lower fuel pressure a negative influence on the hydraulic behavior of the injection system the subsequent main injection.
Zur Verbesserung des Einspritzverhaltens werden erfindungsgemäß
das Einspritzverfahren gemäß Patentanspruch 1
und die Kraftstoffeinspritzsysteme gemäß Patentanspruch 4
und 8 vorgeschlagen. Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind
in den Patentansprüchen 2 und 3 sowie 5 bis 9 enthalten.To improve the injection behavior, the invention
the injection method according to claim 1
and the fuel injection systems according to
Erfindungsgemäß werden die Vorteile eines hubgesteuerten und eines druckgesteuerten Einspritzsystems kombiniert. Damit ergeben sich entscheidende Vorteile:
- flexiblere Vor- und Nacheinspritzung;
- bessere Dosiermöglichkeiten und gute Reproduzierbarkeit der Vor- und Nacheinspritzung durch eine Hubsteuerung und geringen Einspritzdruck;
- sehr kleine Baugröße des Injektors, da die Hubsteuerung aufgrund des geringen Druckes als Steuerorgan ein 2/2-Wege-Ventil aufweisen kann;
- Verwendung von schnell schaltenden Magnetventilen bei geringem Strombedarf;
- kleiner Einfluß der Bauteiltoleranzen auf die Vor- und Nacheinspritzung;
- Drucküberhöhung bei der Haupteinspritzung und dreiecksförmiger Einspritzverlauf;
- geringere Anforderungen an Dichtfunktion, Federkräfte und Ventilglied durch geringeren Druck bei der Vor- und Nacheinspritzung;
- Wahlmöglichkeit des Einspritzprinzips bei der Haupteinspritzung bei kleinen Einspritzdrücken.
- more flexible pre and post injection;
- better dosing options and good reproducibility of pre and post injection thanks to stroke control and low injection pressure;
- very small size of the injector, since the stroke control can have a 2/2-way valve as a control element due to the low pressure;
- Use of fast switching solenoid valves with low power consumption;
- small influence of component tolerances on pre and post injection;
- Pressure increase in the main injection and triangular injection course;
- lower demands on sealing function, spring forces and valve member due to lower pressure during pre and post injection;
- Choice of the injection principle for the main injection at low injection pressures.
Der tiefere Kraftstoffdruck kann auch für die Haupteinspritzung zur Realisierung eines bootförmigen Einspritzverlaufs verwendet werden.The lower fuel pressure can also be used for the main injection to realize a boat-shaped injection process be used.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Further advantages and advantageous configurations of the object the invention are the description, the drawing and removable from the claims.
Verschiedene Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen hub-/druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzsystemen sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein erstes Kraftstoffeinspritzsystem für eine Einspritzung mit zwei, unterschiedlich hohen Kraftstoffdrücken, mit einem zentralen Druckspeicher und jeweils einem lokalen Akkumulatorraum für jeden Injektor;
- Fig. 2
- ein zweites Kraftstoffeinspritzsystem mit einer zentralen Verteilereinrichtung und jeweils einem lokalen Akkumulatorraum für jeden Injektor;
- Fig. 3
- ein drittes Kraftstoffeinspritzsystem mit einem zentralen Druckspeicher, einer zentralen Verteilereinrichtung und jeweils einem lokalen Akkumulatorraum für jeden Injektor;
- Fig. 4
- ein viertes Kraftstoffeinspritzsystem mit zwei zentralen Druckspeichern, einem zentralen Druckverstärker und jeweils einem lokalen Druckverstärker für jeden Injektor;
- Fig. 5
- ein Ausführungsbeispiel eines hub-/druckgesteuerten Injektors;
- Fig. 6
- ein fünftes Kraftstoffeinspritzsystem mit dem in Fig. 5 gezeigten Injektor, einem zentralen Druckspeicher, einer zentralen Verteilereinrichtung und jeweils einem lokalen Druckverstärker für jeden Injektor;
- Fig. 7
- ein sechstes Kraftstoffeinspritzsystem mit dem in Fig. 5 gezeigten Injektor, zwei zentralen Druckspeichern und jeweils einem lokalen Druckverstärker für jeden Injektor;
- Fig. 8
- ein siebtes Kraftstoffeinspritzsystem mit dem in Fig. 5 gezeigten Injektor sowie zwei zentralen Druckspeichern;
- Fig. 9
- ein achtes Kraftstoffeinspritzsystem mit dem in Fig. 5 gezeigten Injektor sowie zwei zentralen Druckspeichern;
- Fig. 10
- ein neuntes Kraftstoffeinspritzsystem mit dem in Fig. 5 gezeigten Injektor, einem zentralen Druckspeicher sowie einer zentralen Verteilereinrichtung;
- Fig. 11
- ein zehntes Kraftstoffeinspritzsystem mit dem in Fig. 5 gezeigten Injektor, einem zentralen Druckspeicher sowie jeweils einem lokalen Druckverstärker für jeden Injektor;
- Fig. 12
- ein elftes Kraftstoffeinspritzsystem mit dem in Fig. 5 gezeigten Injektor, zwei zentralen Druckspeichern, einem zentralen Druckverstärker sowie einer zentralen Verteilereinrichtung; und
- Fig. 13
- ein zwölftes Kraftstoffeinspritzsystem mit dem in Fig. 5 gezeigten Injektor, zwei zentralen Druckspeichern sowie einem zentralen Druckverstärker.
- Fig. 1
- a first fuel injection system for an injection with two different fuel pressures, with a central pressure accumulator and in each case a local accumulator space for each injector;
- Fig. 2
- a second fuel injection system with a central distributor device and in each case a local accumulator space for each injector;
- Fig. 3
- a third fuel injection system with a central pressure accumulator, a central distributor device and in each case a local accumulator space for each injector;
- Fig. 4
- a fourth fuel injection system with two central pressure accumulators, a central pressure booster and a local pressure booster for each injector;
- Fig. 5
- an embodiment of a stroke / pressure controlled injector;
- Fig. 6
- a fifth fuel injection system with the injector shown in FIG. 5, a central pressure accumulator, a central distributor device and in each case a local pressure booster for each injector;
- Fig. 7
- a sixth fuel injection system with the injector shown in FIG. 5, two central pressure accumulators and one local pressure booster for each injector;
- Fig. 8
- a seventh fuel injection system with the injector shown in FIG. 5 and two central pressure accumulators;
- Fig. 9
- an eighth fuel injection system with the injector shown in FIG. 5 and two central pressure accumulators;
- Fig. 10
- a ninth fuel injection system with the injector shown in Figure 5, a central pressure accumulator and a central distributor device.
- Fig. 11
- a tenth fuel injection system with the injector shown in FIG. 5, a central pressure accumulator and in each case a local pressure booster for each injector;
- Fig. 12
- an eleventh fuel injection system with the injector shown in FIG. 5, two central pressure accumulators, a central pressure booster and a central distributor device; and
- Fig. 13
- a twelfth fuel injection system with the injector shown in FIG. 5, two central pressure accumulators and a central pressure booster.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
eines hub-/druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzsystems 1
fördert eine mengengeregelte Hochdruckpumpe 2 Kraftstoff 3
aus einem Vorratstank 4 mit hohem Druck über eine Förderleitung
5 in einen zentralen Druckspeicher 6 (Hochdruck-Common-Rail),
von dem mehrere, der Anzahl einzelner Zylinder
entsprechende Hochdruckleitungen 7 zu den einzelnen,
in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine
ragenden Injektoren 8 (Einspritzeinrichtung) abführen. In
Fig. 1 ist lediglich einer der Injektoren 8 näher dargestellt.
Im Druckspeicher 6 kann ein erster höherer Kraftstoffdruck
von ca. 300 bar bis 1800 bar gelagert werden.In the example shown in Fig. 1 first embodiment of a lifting / pressure-controlled fuel injection system 1 promotes a quantity-controlled high-
Der in der Hochdruckleitung 7 anstehende höhere Kraftstoffdruck
wird mittels Bestromens eines 3/2-Wege-Ventils
9 über eine Druckleitung 10 in einen Düsenraum 11 des Injektors
8 geleitet. Die Einspritzung mit dem höheren
Kraftstoffdruck (Haupteinspritzung) erfolgt druckgesteuert
mit Hilfe eines in einer Führungsbohrung axial verschiebbaren
kolbenförmigen Ventilglieds 12 (Düsennadel), dessen
konische Ventildichtfläche 13 mit einer Ventilsitzfläche
am Injektorgehäuse zusammenwirkt und so die dort vorgesehenen
Einspritzöffnungen 14 verschließt. Innerhalb des Düsenraums
11 ist eine in Öffnungsrichtung des Ventilglieds
12 weisende Druckfläche des Ventilgliedes 12 dem dort
herrschenden Druck ausgesetzt, wobei sich der Düsenraum 11
über einen Ringspalt zwischen dem Ventilglied 12 und der
Führungsbohrung bis an die Ventildichtfläche 13 des Injektors
8 fortsetzt. Durch den im Düsenraum 11 herrschenden
Druck wird das die Einspritzöffnungen 14 abdichtende Ventilglied
12 gegen die Wirkung einer Schließkraft (Schließfeder
15) aufgesteuert, wobei der Federraum 16 mittels einer
Leckageleitung 17 druckentlastet ist. Durch Umschalten
des 3/2-Wege-Ventils 9 zurück in den unbestromten Zustand
wird die Haupteinspritzung beendet und die Druckleitung 10
über eine Anschlußleitung 18 und ein auf einen zweiten
tieferen Kraftstoffdruck (ca. 300 bar) eingestelltes
Druckbegrenzungsventil 19 mit einer Leckageleitung 20 verbunden.
Die Leckageleitung 20 dient der Druckentlastung
und kann in den Vorratstank 4 zurückführen. Infolge der
Umschaltung baut sich der in der Druckleitung 10 und dem
Düsenraum 11 zunächst noch herrschende höhere Kraftstoffdruck
auf den tieferen Kraftstoffdruck ab, der in einem an
die Anschlußleitung 18 angeschlossenen Akkumulatorraum 21
gelagert wird. Dieser tiefere Kraftstoffdruck dient zur
Vor- und/oder Nacheinspritzung (HC-Anreicherung zur Abgasnachbehandlung).The higher fuel pressure in the high-
Am Ventilglied 12 greift koaxial zu der Schließfeder 15
ein Druckstück 22 an, das mit seiner der Ventildichtfläche
13 abgewandten Stirnseite 23 einen Steuerraum 24 begrenzt.
Der Steuerraum 24 hat von der Anschlußleitung 18 her einen
Kraftstoffzulauf 25 mit einer ersten Drossel 26 und einen
Kraftstoffablauf zu einer Druckentlastungsleitung 27 mit
einer zweiten Drossel 28, die durch ein Steuerorgan in
Form eines 2/2-Wege-Ventils 29 mit der Leckageleitung 20
verbindbar ist. Über den Druck im Steuerraum 24 wird das
Druckstück 22 in Schließrichtung druckbeaufschlagt. Durch
Betätigen (Bestromen) des 2/2-Wege-Ventils 29 kann der
Druck im Steuerraum 24 abgebaut werden, so daß in der Folge
der in Öffnungsrichtung auf das Ventilglied 12 wirkende
Druck im Düsenraum 11 den in Schließrichtung auf das Ventilglied
12 wirkenden Druck übersteigt. Die Ventildichtfläche
13 hebt von der Ventilsitzfläche ab, so daß eine
Einspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck erfolgt. Dabei
läßt sich der Entlastungsvorgang des Steuerraums 24
und somit die Hubsteuerung des Ventilglieds 12 über die
Dimensionierung der beiden Drosseln 26, 28 beeinflussen.
Durch Schließen des 2/2-Wege-Ventils 29 wird diese Einspritzung
dann beendet. Die Einspritzung mit dem tieferen
Systemdruck kann entweder nach der Haupteinspritzung als
Nacheinspritzung oder vor der Haupteinspritzung als Voreinspritzung
erfolgen. Sofern der Akkumulatorraum 21 auch
nach einer Nacheinspritzung noch ausreichend mit unter
Druck stehendem Kraftstoff gefüllt ist, kann dieser Kraftstoff
beim nächsten Einspritzzyklus für eine Voreinspritzung
genutzt werden, wodurch für jeden Einspritzzyklus eine
Vor- und Nacheinspritzung möglich ist. Die Größe des
Akkumulatorraums 21 ist an die Erfordernisse der Vor- und
Nacheinspritzung angepaßt, wobei die Funktion des Akkumulatorraums
21 auch eine genügend lange Druckleitung erfüllen
kann.On the
Die in Fig. 1 insgesamt mit 30 bezeichnete Anordnung aus
3/2-Wege-Ventil 9, Druckbegrenzungsventil 19 und Akkumulatorraum
21 kann entweder innerhalb des Injektorgehäuses
(Fig. 1a) oder außerhalb (Fig. 1b) angeordnet sein.The arrangement of 3/2-way valve 9,
Nachfolgend werden in der Beschreibung zu den weiteren Figuren lediglich die Unterschiede zum Kraftstoffeinspritzsystem nach Fig. 1 behandelt. Identische bzw. funktionsgleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet und werden nicht näher erläutert.The following describes the other figures in the description only the differences to the fuel injection system treated according to Fig. 1. Identical or functionally identical Components are identified by the same reference numbers and are not explained in more detail.
Bei dem in Fig. 2a gezeigten Einspritzsystem 40 ist der
zentrale Druckspeicher der Fig. 1 ausgelassen, und der
Druckaufbau erfolgt durch Bestromen eines 2/2-Wege-Ventils
41. Die Hochdruckpumpe 2 kann einen Kraftstoffdruck von
ca. 300 bis ca. 1600 bar erzeugen und z.B. eine Nockenpumpe
sein. Eine zentrale Verteilereinrichtung 42 verteilt
diesen Kraftstoffdruck auf die einzelnen Injektoren 43.
Hinter der Verteilereinrichtung 42 sind für jeden Injektor
43 noch ein Rückschlagventil 44, das den Kraftstoff in
Richtung Injektor 43 durchläßt, und ein bei ca. 300 bar
öffnendes Druckbegrenzungsventil 45, das einen Rückfluß
von Kraftstoff aus dem Injektor 43 zur Entlastung der Verteilereinrichtung
42 und zum Druckabbau zuläßt, vorgesehen.
Rückschlagventil 44 und Druckbegrenzungsventil 45
bilden die insgesamt mit 46 bezeichnete Ventilanordnung.
Anders als beim Injektor 8 hat nun auch der Steuerraum 24
des Injektors 43 seinen Kraftstoffzulauf 25 von der Druckleitung
10 her und ist der Akkumulatorraum 47 in der
Druckleitung 10 unmittelbar vor dem Düsenraum 11 angeordnet.
Außerdem ist der Druck im Steuerraum 24 über ein
Druckbegrenzungsventil 48 auf ca. 300 bar begrenzt. Dieses
Druckbegrenzungsventil 48 kann auch im 2/2-Wege-Ventil 29
bzw. in einem entsprechenden Magnetventil integriert sein.In the
Durch die Ventilanordnung 46 steht der im Injektor 43 vorhandene
Kraftstoff bei nichtbestromtem 2/2-Wege-Ventil 41
unter dem tieferen Kraftstoffdruck. Durch Öffnen (Bestromen)
des 2/2-Wege-Ventils 29 erfolgt hubgesteuert die Voreinspritzung
aus dem lokalen Akkumulator 47. Wird durch
Bestromen des 2/2-Wege-Ventils 41 der höhere Systemdruck
aktiviert, so steigt der Druck im Düsenraum 11 und im
Steuerraum 24 an, so daß das Druckbegrenzungsventil 48
öffnet und der Druck dort auf geringem Niveau begrenzt
ist. Durch den höheren Druck im Düsenraum 11 wird das Ventilglied
12 druckgesteuert aufgesteuert. Bei Deaktivierung
des höheren Kraftstoffdruckes sinkt der Druck im Injektor
43 über das Druckbegrenzungsventil 45 auf den tieferen
Kraftstoffdruck ab, so daß die Hubsteuerung wieder aktiv
wird und das Ventilglied 12 schließt.The
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b ist die den Druck begrenzende
Ventilanordnung 46a durch ein 3/2-Wege-Ventil 49
und ein bei ca. 300 bar öffnendes Druckbegrenzungsventil
45a gebildet. Für die Haupteinspritzung wird bei aktiviertem
höheren Kraftstoffdruck die Druckleitung 10 über das
3/2-Wege-Ventil 49 mit der Verteilereinrichtung 42 verbunden.
Am Ende der Haupteinspritzung wird dann durch Umschalten
des 3/2-Wege-Ventils 49 der im Injektor 43 herrschende
Druck über das Druckbegrenzungsventil 45a auf den
tieferen Kraftstoffdruck für eine Vor- und/oder Nacheinspritzung
abgebaut.In the exemplary embodiment according to FIG. 2b , the pressure-limiting
Das Einspritzsystem 50 der Fig. 3 verwendet, anders als
das Einspritzsystem 40, einen zentralen Druckspeicher 6
für den höheren Kraftstoffdruck. Über ein 3/2-Wege-Ventil
51 wird die Verteilereinrichtung 42 entweder mit dem
Druckspeicher 6 verbunden oder auf Leckage 52 zurückgeschaltet,
um am Ende der Haupteinspritzung die Verteilereinrichtung
42 zu entlasten. In Fig. 3a ist die Ventilanordnung
46a und in Fig. 3b die Ventilanordnung 46 vorgesehen. 3, unlike
Das in Fig. 4 gezeigte Einspritzsystem 60 entspricht mit
Ausnahme der Erzeugung des höheren Kraftstoffdruckes dem
Einspritzsystem 1. Die Hochdruckpumpe 2 fördert Kraftstoff
in einen ersten zentralen Druckspeicher 61 (Niederdruck-Common-Rail).
Der dort unter einem Druck von ca. 200 bis
600 bar gelagerte Kraftstoff wird mittels einer zentralen
Druckübersetzungseinheit 62 auf den höheren Kraftstoffdruck
(ca. 600 bis ca. 1800 bar) komprimiert und im zweiten
zentralen Druckspeicher 6 gelagert. Die Druckübersetzungseinheit
62 umfaßt eine Ventileinheit 63 zur Druckübersetzungsansteuerung,
einen Druckübersetzer 64 mit einem
Druckmittel 65 in Form eines verschieblichen Kolbenelements
sowie zwei Rückschlagventile 66 und 67. Das
Druckmittel 65 kann einenends mit Hilfe der Ventileinheit
63 an den ersten Druckspeicher 61 angeschlossen werden, so
daß es durch den in einer Primärkammer 68 befindlichen
Kraftstoff einenends druckbeaufschlagt wird. Ein Differenzraum
69 ist mittels einer Leckageleitung 70 druckentlastet,
so daß das Druckmittel 65 zur Verringerung des Volumens
einer Druckkammer 71 in Kompressionsrichtung verschoben
werden kann. Dadurch wird der in der Druckkammer
71 befindliche Kraftstoff entsprechend dem Flächenverhältnis
von Primärkammer 68 und Druckkammer 71 auf den höheren
Kraftstoffdruck verdichtet und dem zweiten Druckspeicher 6
zugeführt. Das Rückschlagventil 66 verhindert den Rückfluß
von komprimiertem Kraftstoff aus dem zweiten Druckspeicher
6. Wird die Primärkammer 68 mit Hilfe der Ventileinheit 63
an eine Leckageleitung 72 angeschlossen, so erfolgen die
Rückstellung des Druckmittels 65 und die Wiederbefüllung
der Druckkammer 71, die über das Rückschlagventil 67 an
den ersten Druckspeicher 61 angeschlossen ist. Aufgrund
der Druckverhältnisse in der Primärkammer 68 und in der
Druckkammer 71 öffnet das Rückschlagventil 67, so daß die
Druckkammer 71 unter dem Kraftstoffdruck des ersten Druckspeichers
61 steht und das Druckmittel 65 hydraulisch in
seine Ausgangsstellung zurückgefahren wird. Zur Verbesserung
des Rückstellverhaltens können eine oder mehrere Federn
in den Räumen 68, 69 und 71 angeordnet sein. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel ist die Ventileinheit 63
lediglich beispielhaft als 3/2-Wege-Ventil dargestellt.The
Der in Fig. 5 gezeigte Injektor 80 weist zwei über ein
Rückschlagventil 81 miteinander verbundene Druckleitungen
82, 83 für den höheren bzw. tieferen Kraftstoffdruck auf,
wobei der Steuerraum 24 an die Druckleitung 83 angeschlossen
ist. Indem der Düsenraum 11 über die Druckleitung 82
mit dem höheren Kraftstoffdruck beaufschlagt wird, erfolgt
die Haupteinspritzung druckgesteuert. Wenn der Düsenraum
11 über die Druckleitung 83 mit dem tieferen Kraftstoffdruck
beaufschlagt wird, erfolgt hubgesteuert die Voroder
Nacheinspritzung.The
Bei dem Einspritzsystem 90 der Fig. 6 wird anders als beim
Einspritzsystem 60 (Fig. 4) der im Druckspeicher 61 gelagerte
Kraftstoffdruck als tieferer Kraftstoffdruck genutzt.
Aus diesem kann dann bei Bedarf auch ein höherer
Kraftstoffdruck mittels einer lokalen Druckübersetzungseinheit
91 erzeugt werden, die in einer Bypaßleitung 92
der Druckleitung 10 angeordnet ist. Mittels einer Ventileinheit
93 (3/2-Wegeventil) in der Bypaßleitung 92 kann
ein lokaler Druckübersetzer 94, der analog dem zentralen
Druckübersetzer 64 aufgebaut ist, zugeschaltet werden. Die
Druckkammer 95 des lokalen Druckübersetzers 94 wird mit
Kraftstoff aus dem Druckspeicher 61 befüllt, wobei das
Rückschlagventil 81 den Rücklauf von komprimiertem Kraftstoff
zurück in den Druckspeicher 61 verhindert. Die
Druckübersetzungseinheit 91 samt Rückschlagventil 81 kann
sich innerhalb des Injektors 80 (Fig. 6a) oder außerhalb
(Fig. 6b) befinden.In the
Fig. 7a zeigt ein Einspritzsystem 100, bei dem anders als
beim Einspritzsystem 60 (Fig. 4) der Kraftstoff im zweiten
Druckspeicher 6 unter dem tieferen Kraftstoffdruck gelagert
ist. Wie in Fig. 6 wird dann für jeden Injektor 80
mittels der lokalen Druckübersetzungseinheit 91 der höhere
Kraftstoffdruck erzeugt. Im zentralen ersten Druckspeicher
61 ist der von der Hochdruckpumpe 2 geförderte Kraftstoff
unter einem Druck von ca. 50 bis ca. 200 bar gelagert. Wie
Fig. 7b zeigt, kann die Druckkammer 71 des zentralen
Druckübersetzers 64 anstatt wie in Fig. 7a mit Kraftstoff
aus dem ersten Druckspeicher 61 auch mit Kraftstoff 3' befüllt
werden, den eine Kraftstoffpumpe 2' (Förderpumpe)
über eine Förderleitung 5' aus einem weiteren Vorratstank
4' in die Druckkammer 71 fördert. Da die Hochdruckseite
und die Niederdruckseite der zentralen Druckübersetzungseinheit
voneinander hydraulisch entkoppelt sind, können
für beide Seiten auch unterschiedliche Betriebsstoffe,
z.B. Öl für die Niederdruckseite und Kraftstoff für die
Hochdruckseite, verwendet werden. FIG. 7 a shows an
Das Einspritzsystem 110 der Fig. 8 verwendet eine mengengeregelte
zweistufige Hochdruckpumpe 111 zur Erzeugung von
zwei unterschiedlich hohen Kraftstoffdrücken, von denen
der tiefere zentral im ersten Druckspeicher 61 und der höhere
zentral im zweiten Druckspeicher 6 gespeichert werden.
Die Druckleitung 83 ist ständig an den ersten Druckspeicher
61 angeschlossen, während für die Haupteinspritzung
die Druckleitung 82 über ein 3/2-Wege-Ventil 112 mit
dem zweiten Druckspeicher 6 verbunden wird. Bei unbestromtem
3/2-Wege-Ventil 112 ist die Druckleitung 82 mit dem
ersten Druckspeicher 61 verbunden. Das 3/2-Wege-Ventil 112
kann innerhalb des Injektors 80 (Fig. 8a) oder außerhalb
(Fig. 8b) angeordnet sein. Wie in Fig. 8c gezeigt, kann
zum Schalten des höheren Kraftstoffdruckes in der Druckleitung
82 auch ein 2/2-Wege-Ventil 113 vorgesehen sein.The
Das in Fig. 9 gezeigte Einspritzsystem 120 unterscheidet
sich vom Einspritzsystem 110 lediglich dadurch, daß eine
mengengeregelte einstufige Hochdruckpumpe 2 Kraftstoff nur
in den zweiten Druckspeicher 6 fördert, aus dem dann
Kraftstoff in den ersten Druckspeicher 61 gefördert wird.
Durch Regelung seiner Kraftstoffzufuhr mittels eines 2/2-Wegventils
121 wird im ersten Druckspeicher 61 der tiefere
Kraftstoffdruck von ca. 400 bar aufrechterhalten. In
Fig. 9a ist das 3/2-Wege-Ventil 112 innerhalb des Injektors
80 und in Fig. 9b außerhalb angeordnet, während in
Fig. 9c ein 2/2-Wege-Ventil 113 vorgesehen ist.The
Anders als beim Einspritzsystem 110 nach Fig. 8b wird bei
dem in Fig. 10 gezeigten Einspritzsystem 130 eine zweistufige
Hochdruckpumpe 2 zum Erzeugen des höheren und des
tieferen Kraftstoffdrucks verwendet. Der tiefere Kraftstoffdruck
wird in den zentralen Druckspeicher 61 gefördert,
während der höhere Kraftstoffdruck durch Bestromen
des 2/2-Wege-Ventils 41 erzeugt und über eine Verteilereinrichtung
42 auf die einzelnen Injektoren 80 verteilt
wird.In contrast to the
Das in Fig. 11 gezeigte Einspritzsystem 140 unterscheidet
sich von dem Einspritzsystem 90 (Fig. 6) dadurch, daß der
tiefere Kraftstoffdruck des Druckspeichers 61 den Injektoren
80 nicht über eine Verteilereinrichtung zugeteilt
wird, sondern jeder Injektor 80 über eine eigene Druckleitung
an den Druckspeicher 61 angeschlossen ist. Die lokale
Druckübersetzungseinheit 91 kann sich innerhalb des Injektors
80 (Fig. 11a) oder außerhalb (Fig. 11b) befinden. Außerdem
ist es möglich, anstelle eines oder beider Magnetventile
Piezosteller zu verwenden. Für diese Piezosteller
ist ein Temperaturausgleich und evtl. eine hydraulische
Kopplung vorzusehen. Es kann sowohl die hubgesteuerte Einspritzung
mit dem tieferen Kraftstoffdruck als auch die
druckgesteuerte Einspritzung mit dem höheren Kraftstoffdruck
mit einem Piezosteller anstatt eines Magnetventils
ausgeführt werden. Durch die hohe Stellgeschwindigkeit eines
Piezostellers kann die Zumeßgenauigkeit der Einspritzung
verbessert werden. Weiterhin kann eine Einspritzverlaufsformung
(im allgemeinen bei der Haupteinspritzung)
realisiert werden. Bei Verwendung eines Piezostellers für
die Hubsteuerung kann evtl. wegen des geringen zu schaltenden
Druckniveaus auf eine Ablaufdrossel verzichtet werden.The
Das Einspritzsystem 150 der Fig. 12 verwendet wie das in
Fig. 8b gezeigte Einspritzsystem 110 zwei Druckspeicher 6,
61 für den höheren und den tieferen Kraftstoffdruck, wobei
anders als in Fig. 8b der höhere Kraftstoffdruck wie in
Fig. 4 mittels der zentralen Druckübersetzungseinheit 62
erzeugt und der höhere Kraftstoffdruck wie in Fig. 3a zentral
über das 3/2-Wege-Ventil 51 und die Verteilereinrichtung
42 auf die Injektoren 80 verteilt wird.The
Das in Fig. 13 gezeigte Einspritzsystem 160 unterscheidet
sich von dem Einspritzsystem 150 durch die Verwendung des
in Fig. 8a gezeigten Injektors 80, bei dem der höhere
Kraftstoffdruck lokal über das 3/2-Wege-Ventil 112 zugemessen
wird. Das 3/2-Wege-Ventil 112 kann entweder innerhalb
des Injektorgehäuses (Fig. 13a) oder, insbesondere
zusammen mit dem Rückschlagventil 81, außerhalb (Fig. 13b)
angeordnet sein.The
Abschließend wird noch darauf hingewiesen, daß der tiefere Kraftstoffdruck auch für die Haupteinspritzung zur Realisierung eines bootförmigen Einspritzverlaufs verwendet werden kann.Finally, it is pointed out that the lower one Fuel pressure also for the main injection for realization a boat-shaped injection course used can be.
Bei einem Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff mit
mindestens zwei unterschiedlich hohen Kraftstoffdrücken
über Injektoren 80 in den Brennraum einer Brennkraftmaschine
erfolgt die Kraftstoffeinspritzung mit dem tieferen
Kraftstoffdruck hubgesteuert und die Kraftstoffeinspritzung
mit dem höheren Kraftstoffdruck druckgesteuert. Für
eine Vor- und/oder Nacheinspritzung und/oder eine Bootinjektion
mit dem tieferen Kraftstoffdruck sind der Steuerraum
24 und über ein Rückschlagventil 81 auch der Düsenraum
11 an eine Niederdruckkraftstoffversorgung angeschlossen,
und für eine Haupteinspritzung mit dem höheren
Kraftstoffdruck ist der Düsenraum 11 an die Hochdruckkraftstoffversorgung
angeschlossen.In a method of injecting fuel with
at least two different fuel pressures
via
Claims (9)
- Method for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine at at least two different fuel pressures via injectors (8; 43; 80), the fuel being injected at the lower fuel pressure on a stroke-controlled basis, characterized in that the fuel is injected at the higher fuel pressure on a pressure-controlled basis.
- Injection method according to Claim 1, characterized in that, after the injection of fuel at the higher fuel pressure, the fuel pressure in the injector (8; 43) is reduced to the lower fuel pressure and is locally stored for at least one fuel injection process at the lower fuel pressure.
- Injection method according to Claim 1 or 2, characterized in that pressure control is performed independently of stroke control.
- Fuel injection system (1; 40; 50; 60) for an internal combustion engine, in which fuel can be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine at two different fuel pressures via stroke-controlled injectors (8; 43; 80), each injector (8; 43; 80) having in each case one piston-shaped valve element (12) which can be moved axially in a guide hole, is designed to seal an injection opening (14), is passed through a nozzle space (11) which is connected continuously to the guide hole, and can have the pressure formed in a control space (24) applied to it in the direction of the injection opening (14) at its end which is remote from the injection opening (14), and the said injector (8; 43; 80) also having a stroke pressure control member (29) for relieving the pressure in the control space (24), it being possible to connect the nozzle space (11) and the control space (24) to a fuel supply system, in particular for carrying out the injection method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that, for a main injection process at the higher fuel pressure, the nozzle space (11) is connected to a high-pressure fuel supply system, and in that, for a pre-injection and/or after-injection process and/or a boot injection process at the lower fuel pressure, the nozzle space (11) and the control space (24) are connected to an accumulator space (21; 47) which is filled during or after the main injection process and is relieved to the lower fuel pressure prior to the pre-injection or after-injection process.
- Fuel injection system according to Claim 4, characterized by a device (9) which connects the nozzle space (11) either to the high-pressure fuel supply system or to the accumulator space (21).
- Fuel injection system according to Claim 5, characterized in that the accumulator space (21) is connected to a pressure-limiting valve (19) which is set to the lower fuel pressure.
- Fuel injection system according to Claim 4, characterized in that the accumulator space (47) is connected continuously to the nozzle space (11) and the control space (24).
- Fuel injection system (1; 40; 50; 60) for an internal combustion engine, in which fuel can be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine at two different fuel pressures via stroke-controlled injectors (8; 43; 80), each injector (8; 43; 80) having in each case one piston-shaped valve element (12) which can be moved axially in a guide hole, is designed to seal an injection opening (14), is passed through a nozzle space (11) which is connected continuously to the guide hole, and can have the pressure formed in a control space (24) applied to it in the direction of the injection opening (14) at its end which is remote from the injection opening (14), and said injector (8; 43; 80) also having a stroke pressure control member (2/2-way valve 29) for relieving the pressure in the control space (24), it being possible to connect the nozzle space (11) and the control space (24) to a fuel supply system, in particular for carrying out the injection method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that, for a pre-injection and/or after-injection process and/or a boot injection process at the lower fuel pressure, the control space (24) and, via a non-return valve (81), also the nozzle space (11) are connected to a low-pressure fuel supply system, and in that, for a main injection process at the higher fuel pressure, the nozzle space (11) is connected to the high-pressure fuel supply system.
- Fuel injection system according to one of Claims 4 to 8, characterized in that the pressure surfaces of the valve element (12) which are provided in the nozzle space (11) and in the control space (24) are matched to one another in such a way that the valve element (12) opens on a pressure-controlled basis independently of the position of the stroke pressure control member.
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