EP1343966A2 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung - Google Patents

Kraftstoffeinspritzeinrichtung

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Publication number
EP1343966A2
EP1343966A2 EP01998724A EP01998724A EP1343966A2 EP 1343966 A2 EP1343966 A2 EP 1343966A2 EP 01998724 A EP01998724 A EP 01998724A EP 01998724 A EP01998724 A EP 01998724A EP 1343966 A2 EP1343966 A2 EP 1343966A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
module
fuel injection
injector
injection device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01998724A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Mahr
Martin Kropp
Hans-Chris Magel
Wolfgang Otterbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1343966A2 publication Critical patent/EP1343966A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/14—Arrangements of injectors with respect to engines; Mounting of injectors
    • 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
    • F02M39/00—Arrangements of fuel-injection apparatus with respect to engines; Pump drives adapted to such arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/025—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive hydraulic, e.g. with pressure amplification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/105—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive hydraulic drive
    • 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 a fuel injection device according to the preamble of patent claim 1.
  • Both pressure-controlled and stroke-controlled fuel injection devices are known for introducing fuel into direct-injection diesel engines.
  • the injection pressure can be adapted to the load and speed and a pre-injection can be used to reduce noise. This allows the combustion process to be optimally coordinated.
  • a high injection pressure is required to reduce emissions and achieve high specific outputs.
  • the achievable pressure level of the pressure storage space is limited for reasons of strength.
  • a further pressure increase of the injection pressure is possible by using a pressure booster.
  • Pressure boosters with a large transmission ratio of approx. 1: 7 are currently known.
  • the pressure booster is located in the injector and is controlled by means of a 3/2-way valve.
  • Such a generic fuel injection device is known for example from EP 0 562 046 B1.
  • the pressure booster and all switching valves are integrated in the injector, as a result of which a large installation space is necessary and an overall module which is very complex to manufacture is available.
  • the invention is therefore concerned with the use and design of a pressure booster in a common rail system for increasing the injection pressure.
  • the fuel injection device according to the invention can be designed both stroke-controlled and pressure-controlled.
  • the scope of the invention is under a stroke-controlled
  • Fuel injection device understood that the opening and closing of the injection opening with the aid of a movable nozzle needle takes place due to the hydraulic interaction of the fuel pressures in a nozzle chamber and in a control chamber. A pressure drop within the control room causes the nozzle needle to lift.
  • the nozzle needle can be deflected by an actuator (actuator, actuator).
  • the nozzle needle is moved against the action of a closing force (spring) by the fuel pressure prevailing in the nozzle chamber of an injector, so that the injection opening for an injection of the fuel from the nozzle chamber into the cylinder is released.
  • injection pressure The pressure at which fuel emerges from the nozzle chamber into a cylinder of an internal combustion engine
  • system pressure is understood to mean the pressure at which fuel is available within the fuel injection device or is stored in the pressure memory.
  • Fuel metering means providing a defined amount of fuel for injection. Leakage is to be understood as an amount of fuel that is generated during the operation of the fuel injector (e.g. a guide leak), is not used for injection and flows into the return.
  • the pressure level of the return can have a static pressure.
  • the pressure booster in a pressure-boosted fuel injection device is constructed as a single function module, which can optionally be integrated in the fuel injection device can and can be easily installed in different places. This enables a flexible response to the space requirements and installation requirements of the engine manufacturer. Attaching the pressure booster module to the pressure storage space enables, for example, a very small, compact injector.
  • the modular design allows the provision of an injection system kit for different engine requirements. In this way, simpler Comm on-Raii injection systems without pressure boosting for inexpensive engines (e.g. in small cars) can be built from the same components as more expensive, functionally expanded, pressure-boosted systems with higher injection pressure for high-quality engines.
  • the modular design is possible with stroke-controlled and with pressure-controlled systems.
  • pressure booster module and valve module are divided into individual module blocks (pressure booster module and valve module).
  • the pressure booster module can then also be used with other injection systems such as can be used with a distributor pump. It is also possible to place the valve module on the pressure storage chamber and the pressure booster module on the injector.
  • a standard high-pressure supply via pressure pipe connections is used for injectors today.
  • the pressure pipe socket is clamped between the engine and injector using a fastening device.
  • the high pressure supply line is then connected to the pressure pipe socket.
  • the pressure booster and the switching valve of the pressure booster for each cylinder is combined to form a module A, which is arranged in the cylinder head in such a way that a hydraulic connection to the injector is created and a connection for the connecting line to the pressure storage chamber is formed.
  • the assembly module A is advantageously clamped between the injector and the motor, comparable to the position of the pressure pipe socket customary today for injectors.
  • a seal between the two modules can be achieved, for example, by pressing the two modules together by the component fastening. If the module consisting of the pressure booster and the switching valve is replaced by a pressure pipe socket, you get a normal common rail system without a pressure booster.
  • the functionality of the injection system can be flexibly adapted to the requirements of different engine applications.
  • This allows the space available in the cylinder head to be optimally utilized and, at the same time, a lateral high-pressure supply can be realized, which enables a favorable connection to the pressure accumulator.
  • injectors are assigned to the same pressure booster module and valve module.
  • the system costs can be reduced further by the reduced number of necessary pressure booster modules.
  • Each injector can be designed for minimal dead volume. By connecting several injectors in parallel, a dead volume that is correct for system tuning can be achieved after the pressure booster. drawing
  • FIG. 1 shows a module division in a fuel injection device
  • FIG. 2 shows a fuel injection device with a pressure booster
  • FIG. 3 shows a fuel injection device with a pressure booster
  • Fig. 4 shows another possible combination of the modules in a
  • a fuel pump 2 conveys fuel 3 from a storage tank 4 via a delivery line 5 into a central pressure storage chamber 6 (common rail), from which a plurality of pressure lines 7 corresponding to the number of individual cylinders to the individual injectors 8 projecting into the combustion chamber of the internal combustion engine to be supplied dissipate. 1 only one of the injectors 8 for each cylinder is shown in more detail. With the help of the fuel pump 2, an average system pressure is generated and stored in the pressure storage chamber 6.
  • the pressure in the differential space 10 formed by a transition from a larger to a smaller piston cross section is used.
  • the differential space 1 0 With system pressure (rail pressure) applied. Then the same pressure conditions (rail pressure) prevail on all pressure surfaces of a piston 11.
  • the piston 1 1 is pressure balanced.
  • the piston 11 is pressed into its initial position by an additional spring.
  • the differential space 1 0 is relieved of pressure and the pressure booster 9 generates a pressure boost according to the area ratio.
  • a throttle 1 2 and a 2/2-way valve 13 are used to control the pressure in the differential space 10.
  • the throttle 1 2 connects the differential space with fuel under system pressure from the pressure storage space 6.
  • the 2/2-way valve 1 3 connects the differential space to a return line 14.
  • the nozzle needle l is pressurized to the closed position.
  • the pressure booster 9 is in the starting position. Now an injection with rail pressure can take place by opening the valve 15. If an injection with higher pressure is desired, then the 2/2-way valve 1 3 is activated (opened) and thus a pressure increase is achieved.
  • Pressure booster 9, throttle 1 2 and check valve 1 6 on the one hand and Wegve ⁇ til 1 3 on the other are combined to form a module 16 and 17.
  • the injector 8 can be understood as a further module.
  • the pressure booster module 1 6 and the valve module 1 7 can either be attached directly to the injector 8 or they can be installed on the pressure storage chamber 6 or at any other point in the supply line to the injector 8. Furthermore, it is possible to arrange the valve module 1 7 on the pressure storage chamber 6 and the pressure booster module 1 6 on the injector 8.
  • a pressure accumulator 30 is connected to a pressure booster module 32 via a high pressure line 31.
  • the pressure booster module 32 contains a pressure booster 33 and an associated switching valve 34.
  • the injector is designed as a further module 35 and is arranged vertically, centrally above the cylinder.
  • the pressure booster module 32 is arranged perpendicular to the injector so that it contacts the injector at one end, whereby a hydraulic connection is established.
  • the seal between the pressure booster module 32 and the injector can be made by pressing one end of the pressure booster module 32 onto the injector 35.
  • a tensioning device of the pressure booster module 32 is provided.
  • a screw connection or a pressure piece can also be provided for sealing.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a pressure-translated common rail injection system with a modular structure.
  • the injector is designed as a separate module 40.
  • Pressure booster and DV switching valve are included in module 41.
  • a short pressure connection 42 is provided as a separate component, which produces the hydraulic connection of the modules 40 and 41 via a bore.
  • An axial force is applied to the pressure port 42 for sealing.
  • Module 41 is arranged approximately at right angles to injector 40 and partially within motor 43.
  • FIG. 4 illustrates that in a fuel injection device 23, two injectors 8 can also be assigned to a pressure booster module 16 and a valve module 17.

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Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (1) umfasst einen gemeinsamen Druckspeicherraum (6), einen Injektor (8), einen Druckverstärker und Ventile zur Steuerung des Einspritzvorgangs und der Druckverstärkung. Es ist eine modulare Bauweise durch ein Druckverstärker-Modul (16) und ein Ventil-Modul (17) ausgebildet. Dies trägt zur Kostenersparnis und zur Erhöhung der Flexibilität bei der Fertigung von Kraftstoffeinspritzrinrichtungen bei.

Description

Kraftstoffeinspritzeinrichtung
B E S C H R E I B U N G
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Zur Einbringung von Kraftstoff in direkt einspritzende Dieselmotoren sind sowohl druckgesteuerte als auch hubgesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen bekannt. Bei Common Rail Systemen kann der Einspritzdruck an Last und Drehzahl angepasst werden und zur Geräuschminderung eine Voreiπspritzung verwendet werden. Dadurch kann der Verbrennungsverlauf optimal abgestimmt werden . Zur Reduzierung der Emissionen und der Erzielung hoher spezifischer Leistungen ist ein hoher Einspritzdruck erforderlich. Das erreichbare Druckniveau des Druckspeicherraum ist jedoch aus Festigkeitsgründen begrenzt. Eine weitere Druckerhöhung des Einspritzdruckes ist durch die Verwendung eines Druckverstärkers möglich. Zur Zeit sind Druckverstärker mit einem großen Übersetzungsverhältnis von ca. 1 : 7 bekannt. Bei diesen bekannten druckverstärkten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen befindet sich der Druckverstärker im Injektor und wird mittels eines 3/2-Wege-Ventils gesteuert. Eine solche gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 562 046 B1 bekannt. Bei diesen bekannten Einspritzvorrichtungen sind der Druckverstärker und alle Schaltventile in den Injektor integriert, wodurch ein großer Bauraum notwendig wird und ein sehr aufwendig zu fertigendes Gesamtmodul vorliegt. Die Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Einsatz und der Bauform eines Druckvεrstärkers bei einem Common Rail System zur Steigerung des Einspritzdruckes.
Zum besseren Verständnis der Beschreibung und der Patentansprüche werden nachfolgend einige Begriffe erläutert: Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gernäß der Erfindung kann sowohl hubgesteuert als auch druckgesteuert ausgebildet sein. Im Rahmen der Erfindung wird unter einer hubgesteuerten
Kraftstoff einspritzeiπrichtung verstanden, daß das Öffnen und Schließen der Einspritzöffnung mit Hilfe einer verschieblichen Düsennadel aufgrund des hydraulischen Zusammenwirkens der Kraftstoffdrücke in einem Düsenraum und in einem Steuerraum erfolgt. Eine Druckabsenkung innerhalb des Steuerraums bewirkt einen Hub der Düsennadel. Alternativ kann das Auslenken der Düsennadel durch ein Stellglied (Aktor, Aktuator) erfolgen. Bei einer druckgesteuerten Kraftstoff einspritzeinrichtung gemäß der Erfindung wird durch den im Düsenraum eines Injektors herrschenden Kraftstoffdruck die Düsennadel gegen die Wirkung einer Schließkraft (Feder) bewegt, so daß die Einspritzöffnung fü r eine Einspritzung des Kraftstoffs aus dem Düsenraum in den Zylinder freigegeben wird. Der Druck, mit dem Kraftstoff aus dem Düsenraum in einen Zylinde r einer Brennkraftmaschine austritt, wird als Einspritzdruck bezeichnet, während unter einem Systemdruck der Druck verstanden wird, unter dem Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffeinspritzeinhchtung zur Verfügung steht bzw. im Drucks peicher bevorratet ist. Kraftstoffzumessung bedeutet, eine definierte Kraftstoffmenge zur Einspritzung bereitzustellen. Unter Leckage ist eine Menge an Kraftstoff zu verstehen, die beim Betrieb der Kraftstoffeinspritzeinrichtung entsteht (z. B. eine Führungsleckage), nicht zur Einspritzung verwendet und in den Rücklauf fließt. Das Druckniveau des Rücklaufes kann einen Standdruck aufweisen.
Vorteile der Erfindung
Zur Kostenersparnis bei der Fertigung und zur Erhöhung der Flexibilität beim Einbau von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen wird eine Kraftstoff einspritzeinri chtung gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Weiterbildungen der Erfindung betreffen die Patentansprüche 2 bis 6.
Durch die Verwendung einfacher Module wird eine günstige Serienfertigung ermöglicht. Dazu wird der Druckverstärker bei einer druckübersetzten Kraftstoffeinspritzeinrichtung (Common-Rail-System) als einzelnes Funktionsmodul konstruiert, das optional in die Kraftstoffeinspritzeinrichtung integriert werden kann und leicht an unterschiedlichen Stellen installiert werden kann. Damit kann flexibel auf den Raumbedarf und die Einbauanforderung des Motorenherstellers reagiert werden. Ein Anbau des Druckverstärker-Moduls am Druckspeicherraum ermöglicht beispielsweise einen sehr kleinen, kompakten Injektor. Die Modulbauweise erlaubt die Bereitstellung eines Einspritzsystem-Baukastens für unterschiedliche Motoranforderungen. So lassen sich einfachere Comm on-Raii- Einspritzsysteme ohne Druckverstärkung für kostengünstige Motoren (z. B. in Kleinwagen) aus den gleichen Bauteilen aufbauen, wie teurere, funktionell erweiterte, druckübersetzte Systeme mit höherem Einspritzdruck für hochwertige Motoren. Die Modulbauweise ist bei hubgesteuerten und bei druckgesteuerten Systemen möglich.
Um die Flexibilität weiter zu erhöhen, ist es möglich, den Druckverstärker und die dazugehörigen Schaltventile in einzelne Modulblöcke (Druckverstärker-Modul und Ventil-Modul) aufzuteilen. Das Druckverstärker-Modul kann dann auch bei anderen Einspritzsystεmeπ wie z.B. bei einer Verteilerpumpe verwendet werden. Weiterhin ist es damit möglich, das Ventil-Modul am Druckspeicherraum zu plazieren und das Druckverstärker-Modul am Injektor.
Bei Injektoren wird heute standardmäßig eine seitliche Hochdruck-Zuführung über Druckrohrstutzen verwendet. Dabei wird der Druckrohrstutzen mit einer Befestigungsvorrichtung zwischen Motor und Injektor eingespannt. Die Hochdruckzuleitung wird dann an den Druckrohrstutzen angeschlossen.
Besonders vorteilhaft ist es, für jeden Zylinder den Druckverstärker und das Schaltventil des Druckverstärkers zu einem Baugruppenmodul A zusammenzufassen, das so im Zylinderkopf angeordnet wird, dass eine hydraulische Verbindung zum Injektor entsteht und ein Anschluss für die Verbindungsleitung zum Druckspeicherraum ausgebildet wird. Vorteilhafterweise wird das Baugruppenmodul A dazu zwischen Injektor und Motor eingespannt, vergleichbar mit der Lage des heute bei Injektoren üblichen Druckrohrstutzens. Eine Abdichtung zwischen beiden Modulen kann dabei u.a. durch ein Aufeinanderpressen beider Module durch die Bauteilbefestigung erreicht werden . Wird das Modul aus Druckverstarker und Schaltventil durch einen Druckrohrstutzen ersetzt, erhalt man ein normales Common Rail System ohne Druckverstarker Somit kann die Funktionalität des Einspritzsystems flexi bel auf die Erfordernisse unterschiedlicher Motoreneinsatzgebiete angepasst werden.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, für jeden Zylinder Injektor und Druckverstarker in einem Baugruppenmodul zusammenzufassen und das Druckverstarker-Schaltventil als separates Baugruppenmodul B auszufuhren Vorteilhafterweise wird dieses Baugruppenmodul B dann zwischen dem Injektor und dem Motor eingespannt, vergleichbar mit der Lage des heute bei Injektoren üblichen Druckrohrstutzens. Damit kann der im Zylinderkopf bestehende Bauraum optimal ausgenutzt werden
Besonders vorteilhaft ist es ebenso, für jeden Zylinder Injekto r und Druckverstarker-Schaltventil in einem Baugruppenmodul zusammenzufassen und den Druckverstarker als separates Baugruppenmodul C auszufuhren Vorteilhafterweise wird dieses Baugruppenmodul C dann zwischen Injektor und Motor eingespannt, vergleichbar mit der Lage des heute bei Injektoren ü blichen Druckrohrstutzens, so dass eine hydraulische Verbindung zum Injektor entsteht und ein Anschluss für die Verbindungsleitung zum Druckspeicher ausgebildet wird Damit kann der im Zylinderkopf bestehende Bauraum optimal ausgenutzt werden und gleichzeitig eine seitliche Hochdruckversorgung realisiert werden, die eine günstige Verbindung zum Druckspeicher ermöglicht.
Zur weiteren Reduzierung der Kosten und der Erhöhung der Flexibilität werden mehrere Injektoren demselben Druckverstarker-Modul und Ventil-Modul zugeordnet. Durch die verringerte Anzahl an notwendigen Druckverstarker- Modulen lassen sich die Systemkosten weiter reduzieren. Dabei kann jeder Injektor auf minimales Totvolumen ausgelegt werden. Durch die Parallelschaltung mehrerer Injektoren kann ein für die Systemabstimmung richtiges Totvolumen nach dem Druckverstarker erreicht werden. Zeichnung
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßεn Kraftstoffeinspritzeinrichtung sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Modulaufteilung bei einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung;
Fig. 2 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Druckverstärker;
Fig. 3 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Druckverstärker;
Fig. 4 eine weitere Kombinationsmöglichkeit der Module bei einer
Kraftstoffeinspritzeinrichtung.
"Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Aus der Fig. 1 ist der modulare Aufbau einer hubgesteuerten Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 ersichtlich. Eine Kraftstoffpumpe 2 fördert Kraftstoff 3 aus einem Vorratstank 4 über eine Förderleitung 5 in einen zentralen Druckspeicherraum 6 (Common-Rail), von dem mehrere, der Anzahl einzelner Zylinder entsprechende Druckleitungen 7 zu den einzelnen, in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden Injektoren 8 abführen. In der Fig. 1 ist lediglich einer der Injektoren 8 für jeden Zylinder näher dargestellt. Mit Hilfe der Kraftstoffpumpe 2 wird ein mittlerer Systemdruck erzeugt und im Druckspeicherraum 6 gelagert.
Zur Steuerung eines Druckverstärkers 9 wird der Druck im durch einen Übergang von einem größeren zu einem kleineren Kolbenquerschnitt ausgebildeten Differenzraum 10 verwendet. Zur Wiederbefüllung und Deaktivierung des Druckverstärkers wird der Differenzraum 1 0 mit Systemdruck (Raildruck) beaufschlagt. Dann herrschen an allen Druckflächen eines Kolbens 1 1 die gleichen Druckverhältnisse (Raildruck) . Der Kolben 1 1 ist druckausgeglichen. Durch eine zusätzliche Feder wird der Kolben 1 1 in seine Ausgangsstellung gedrüc kt. Zur Aktivierung des Druckverstärker 1 1 wird der Differenzraum 1 0 druckentlastet und der Druckverstärker 9 erzeugt eine Druckverstärkung gemäß dem Flächenverhältnis. Zur Steuerung des Druckes im Differenzraum 10 wird eine Drossel 1 2 und ein 2/2-Wege- Ventil 13 verwendet. Die Drossel 1 2 verbindet den Differenzraum mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff aus dem Druckspeicherraum 6. Das 2/2-Wege-Ventil 1 3 schließt den Differenzraum an eine Rücklaufleitung 14 an.
Sind die 2/2-Wege-Ventile 1 3 und 1 5 geschlossen, so wird die Düsennade l in die Schließstellung druckbeaufschiagt. Der Druckverstärker 9 befindet sich in der Ausgangsstellung. Nun kann durch das Öffnen des Ventils 1 5 eine Einspritzung mit Raildruck erfolgen. Wird eine Einspritzung mit höherem Druck gewünscht, so wird das 2/2-Wege-Veπtil 1 3 angesteuert (geöffnet) und damit eine Druckverstärkung erreicht.
Druckverstärker 9, Drossel 1 2 und Rückschlagventil 1 6 einerseits und Schaltveπtil 1 3 andererseits werden je zu einem Modul 16 und 17 zusammengefasst. Als weiteres Modul kann der Injektor 8 verstanden werden. Das Druckverstärker- Modul 1 6 und das Ventil-Modul 1 7 lassen sich entweder direkt am Injektor 8 anbringen oder sie können am Druckspeicherraum 6 oder an einer anderen beliebigen Stelle in der Zuleitung zum Injektor 8 installiert werden. Weiterhin ist es möglich, das Ventil-Modul 1 7 am Druckspeicherraum 6 und das Druckverstärker- Modul 1 6 am Injektor 8 anzuordnen.
Fig. 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines druckübersetzten Common Rail Einspritzsystems mit modularem Aufbau. Ein Druckspeicher 30 ist über eine Hochdruckleitung 31 mit einem Druckverstärkermodul 32 verbunden . Das Druckverstärkermodul 32 beinhaltet einen Druckverstärker 33 und ein dazugehörende Schaltventil 34. Der Injektor ist als weiteres Modul 35 ausgeführt und senkrecht, mittig über dem Zylinder angeordnet. Das Druckverstärkermodul 32 ist senkrecht zum Injektor angeordnet, so dass es an einem Ende den Injektor berührt, womit eine hydraulische Verbindung hergestellt wird. Die Abd ichtung zwischen dem Druckverstärkermoduls 32 und dem Injektor kann durch Auf pressen des einen Ende des Druckverstärkermodul 32 auf den Injektor 35 erfolgen . Hierzu ist eine Spannvorrichtung des Druckverstärkermodul 32 vorgesehen. Ebenso kann eine Schraubverbindung oder ein Druckstück zur Abdichtung vorgesehen sein.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines druckübersetzten Common Rail Einspritzsystems mit modularem Aufbau. Der Injektor ist als separates Modul 40 ausgeführt. Druckverstärker und DV-Schaltventil sind im Modul 41 enthalten. Zur Abdichtung zwischen den Modulen ist als separates Bauteil ein kurzer Druckstutzen 42 vorgesehen, der über eine Bohrung die hydraulische Verbindung der Module 40 und 41 herstellt. Zur Abdichtung wird eine Axialkraft auf den Druckstutzen 42 aufgebracht. Modul 41 ist näherungsweise rechtwinklig zum Injektor 40 und teilweise innerhalb des Motors 43 angeordnet ist.
Fig. 4 veranschaulicht, dass bei einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 23 auch zwei Injektoren 8 einem Druckverstärker-Modul 1 6 und einem Ventil-Modul 1 7 zugeordnet werden können.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1 . Kraftstoffeinspritzeinrichtung ( 1 ) mit einem gemeinsamen Druckspeicherraum (6), mit einem Injektor (8), mit einem Druckverstärker ( 1 6) und mit Ventilen ( 1 7) zur Steuerung des Einspritzvorgangs und der Druckverstärkung, dadurch gekennzeichnet, dass eine modulare Bauweise durch Aufteilung der Funktionsgruppen Injektor (8), Druckverstärker (1 6) und Steuerungsventil ( 1 7) in mindestens zwei separate Bauteilmodule ausgebildet ist.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Zylinder zwei separate Module ausgebildet sind, die so im Zylinderkopf angeordnet sind, dass eine hydraulische Verbindung beider Module entsteht und ein Anschluss für die Verbindungsleitung zum Druckspeicherraum (6) ausgebildet wird.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Zylinder die Funktionsgruppen Druckverstärker ( 1 6) und Steuerungsventil ( 1 7) zusammen als ein separates Bauteilmodul ausgebildet sind, das mit dem Druckspeicherraum (6) und dem Injektor (8) verbunden ist.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Zylinder mindestens eines der Funktionsmodule Druckverstärker ( 1 6) oder Steuerungsventil ( 1 7) am Druckspeicherraum (6) angeordnet ist.
5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Zylinder ein Bauteilmodul, das mindestens die Funktionsgruppe mit dem Injektor (8) enthält, ausgebildet ist und ein weiteres separates Bauteilmodul zwischen diesem Injektormodul und dem Motor eingespannt ist, so dass eine hochdruckdichte hydraulische Verbindung zwischen beiden Modulen entsteht. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Injektoren (8) demselben Druckverstärker-Modul (16) und/oder demselben Ventil-Modul (17) zugeordnet sind.
EP01998724A 2000-12-02 2001-11-22 Kraftstoffeinspritzeinrichtung Withdrawn EP1343966A2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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