EP1357285A2 - Fuel injection system for internal combustion engine - Google Patents
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- EP1357285A2 EP1357285A2 EP03004641A EP03004641A EP1357285A2 EP 1357285 A2 EP1357285 A2 EP 1357285A2 EP 03004641 A EP03004641 A EP 03004641A EP 03004641 A EP03004641 A EP 03004641A EP 1357285 A2 EP1357285 A2 EP 1357285A2
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- 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 is based on one Fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
- Such a fuel injection device is by DE 198 53 103 A1 known.
- This fuel injector has a high pressure pump through which fuel is submerged High pressure is pumped into a store. With the store are arranged on cylinders of the internal combustion engine Connected injectors. A feed pump is provided through the fuel from a fuel tank Suction side of the high pressure pump is promoted. Still is one controlled by an electronic control device Fuel metering device provided in the connection between the delivery side of the delivery pump and the suction side of the High pressure pump is arranged. The Fuel metering device is used to control the through the High-pressure pump fuel quantity pumped into the store depending on the operating parameters of the internal combustion engine.
- the Fuel metering device has a control valve that has a slide-shaped valve member, which by a Electromagnet is movable against a return spring.
- the Valve element controls in cooperation with one Drain opening of the valve housing via its outer jacket a flow cross-section in the connection of the feed pump to the high pressure pump. This results in a Throttling of the inflow to the high pressure pump Fuel flow.
- the pressure generated by the feed pump falls off, so that the high pressure pump only partially is filled.
- the high pressure pump thereby has one bad delivery rate. Under certain Operating conditions of the internal combustion engine, for example in overrun, the high pressure pump must not Fuel can be pumped into the memory, this State is referred to as zero funding.
- the fuel injection device with the Features according to claim 1 has the advantage that through the design of the control valve as a timing valve none Throttling of the suction side of the high pressure pump Fuel occurs, causing the filling and the degree of delivery the high pressure pump are improved.
- the Clock valve of the feed from the feed pump to the suction side of the High pressure pump completely closed in a simple manner are, as indicated in claim 2, so that none additional measures are required to Ensure zero delivery of the high pressure pump the structure of the fuel injector is simplified and their efficiency is improved.
- FIG. 1 shows a Fuel injection device for an internal combustion engine in a schematic representation
- Figure 2 is a diagram of timing of a clock valve Fuel injector.
- FIG. 1 is a fuel injection device for a Internal combustion engine, for example of a motor vehicle shown.
- the internal combustion engine is preferably one self-igniting internal combustion engine and has one or several cylinders.
- the motor vehicle has one Fuel tank 10 in which fuel for the Operation of the internal combustion engine is stored.
- the Fuel injection device has a feed pump 12 on, through the fuel from the fuel tank 10 via a connection 13 to the suction side of a High pressure pump 14 is promoted.
- the high pressure pump 14 delivers fuel to a memory 16, for example be tubular or in any other form can. Lines 18 lead from memory 16 to the Injectors 20 arranged in cylinders of the internal combustion engine from.
- Control valve 22 arranged through an opening of the Injectors are controlled so as to fuel injection to effect by the respective injector 20 or To prevent fuel injection.
- the control valves 22 are controlled by an electronic control device 23 controlled by the depending on Operating parameters of the internal combustion engine, such as for example speed, load, temperature and other, the Time and duration of fuel injection by the Injectors 20 is determined.
- the high pressure pump 14 is mechanically by the Internal combustion engine and therefore proportional to the speed of the Internal combustion engine driven.
- the feed pump 12 can also mechanically by the internal combustion engine are driven, being for the high pressure pump 14 and Feed pump 12, a common drive shaft can be provided can.
- the feed pump 12 can alternatively also, for example have an electric motor drive.
- the high pressure pump 14 can be designed as a radial piston pump be and has several, for example three evenly spaced from each other Pump elements 30, each one by one common drive 32 driven in one stroke
- the Drive 32 can be, for example, an eccentric shaft and a through this move polygon on which the Support pump piston 34 of pump elements 30.
- an outlet valve 38 In the Connections of the pump work rooms 36 to the reservoir 16 is an outlet valve 38 in the form of a to the memory 16 arranged opening check valve through which the Separation between the pump work rooms 36 and the Storage 16 takes place during the suction stroke of the pump piston 34.
- the feed pump 12 In the Connections of the pump work rooms 36 to the pressure side the feed pump 12 is an inlet valve 39 in the form one opening to the pump work rooms 36 Check valve arranged through which the separation between the pump work rooms 36 and the feed pump 12 during the delivery stroke of the pump piston 34.
- the pump pistons 34 During one respective suction strokes of the pump pistons 34, if these are moving radially inward are the pump work spaces 36 when the inlet valves 39 are open with the outlet of the Feed pump 12 connected and are filled with fuel, the pump work spaces 36 through the closed Exhaust valves 38 are separated from the memory 16. While a respective delivery stroke of the pump piston 34, if this the pump work rooms are moving radially outwards 36 with the outlet 16 when the outlet valves 38 are open connected and through the closed inlet valves 39 of the pressure side of the feed pump 12 separated.
- the fuel injector also has one Fuel meter 44 on between the Pressure side of the feed pump 12 and the suction side of the High pressure pump 14 is arranged.
- the Fuel metering device 44 is electric actuated clock valve formed, the actuator 45, for example an electromagnet or a piezo actuator, having.
- the clock valve 44 can be used as a 2/2-way valve be trained.
- the actuator 45 is by the Control device 23 controlled, the clock valve 44 between an open switch position in which the Connection between the pressure side of the feed pump 12 and the suction side of the high pressure pump 14 is fully open, and a closed switch position in which the connection between the pressure side of the feed pump 12 and the suction side the high pressure pump 14 is completely separate, switchable is.
- the fuel metering device 44 is operated by the Control device 23 controlled pulse width modulated in the Way that the opening duration of the clock valve 44 is so long that the high pressure pump 14 a defined amount of fuel is fed, which in turn by the high pressure pump 14 is promoted under high pressure in the memory 16 to in Memory 16 a predetermined, of operating parameters Maintain internal combustion engine dependent pressure.
- a pressure sensor 17 is arranged, which with is connected to the control device 23, which thus signals receives about the actual pressure in the memory 16 and the Setting the duration of the clock valve 44 so that the Flow of fuel to the high pressure pump 14 so is set so that the predetermined pressure in the memory 16 is achieved.
- the timing valve 44 is controlled by the control device 23 preferably as shown in Figure 2 in synchronism with the suction stroke h the pump piston 34 of the pump elements 30 is activated, such that the opening duration D of the clock valve 44 during of the suction stroke h of the pump piston 34 of a respective one Pump element 30 is so large that the pump piston 34 a Sucks amount of fuel into the pump workspace 36, the in the subsequent delivery stroke of the pump piston 34 in the Memory 16 is promoted to 16 in the memory maintain predetermined pressure.
- the bigger the Amount of fuel that is by the high pressure pump 14 or whose pump elements 30 are conveyed into the memory 16 the longer the opening period D of the cycle valve becomes 44 set by the control device 23.
- Cycle valve 44 at the beginning of each suction stroke Pump element 30 is initially closed and during the Suction strokes are opened so that the required Amount of fuel is sucked through the pump element 30.
- the frequency of the pulse width modulation of the clock valve 44 is thereby synchronous with the speed of the high pressure pump 14 set.
- the high pressure pump 14 required opening time of the clock valve 44 when controlled is so short for each pump element 30 that it is due to the inertia of the clock valve 44 no longer correct can be set, it can be provided that how shown at C in Figure 2 only for every second Pump element 30, the clock valve 44 is opened. in this connection the timing valve 44 remains for a pump element 30 completely closed and will for a following Pump element 30 opened.
- the period of the control of the clock valve 44 is in Figure 2 at C again with T designated.
- the frequency of the Pulse width modulation of the clock valve 44 in synchronism with one Multiples of the speed of the high pressure pump 14 are set.
- the timing valve 44 is not in controlled by the control device 23, the means in a de-energized state, in its open state Switch position and when activated by the Control device 23, that is, in the voltage-loaded State is brought into its closed switching position.
- the Clock valve 44 in not by the control device 23 controlled state, that is in a de-energized state, is in its closed switching position and at Control by the control device 23, that is in stressed state, in its open Switch position is brought.
- the pulse duty factor for pulse width modulated control of the clock valve 44 that is the ratio of the actuated Time period for the uncontrolled time period and thus that Ratio of the open period to the closed one Duration of the suction stroke of the pump elements 30 can be in Shape of a map as a function of the High pressure pump 14 to be promoted in the memory 16 Fuel quantity can be stored in the control device 23.
- bypass connection 48 leading to a relief area leads, for example, the suction side of the feed pump 12 can serve.
- a Relief area opening pressure valve 50 is arranged in the bypass connection 48. If no full delivery by the high pressure pump 14 should take place and the clock valve 44 is not constantly open becomes, the pressure between the feed pump 12 and the timing valve 44 and when the opening pressure of the Pressure valve 50 is exceeded, fuel flows to Suction side of the feed pump 12 back.
- a further bypass connection 52 to one Low pressure range than, for example, a return 54 can serve in the fuel tank 10.
- a throttle point 56 intended in the further bypass connection 52 is one Venting the connection 13 between the feed pump 12 and the high pressure pump 14 allows.
- a lubrication connection 58 to the drive 32 of the high pressure pump 14, through which the drive 32 fuel for lubrication is fed.
- a Pressure valve 60 arranged, which only when a predetermined pressure opens and the lubrication connection 58th releases. This ensures that in particular when starting the internal combustion engine, if by the Feed pump 12 must first be built up pressure fuel delivered by the high-pressure pump 14 is supplied and not via the lubrication connection 58 Fuel is diverted.
- a throttle point 62 through which the Drive 32 supplied amount of fuel is limited. from Guide drive 32 of high pressure pump 14 Relief connections 64 to the return 54 in which each a throttle point 66 or one to the return 54 opening pressure valve 68 is arranged.
- the fuel injector can also at least have a pressure booster 70 which between the memory 16 and the injectors 20 is arranged and through which the pressure of the injectors 20 and for fuel injection compared to that in Memory 16 prevailing pressure is increased again. It can a separate one for each injector 20 Pressure increasing device 70 may be provided, which in the Injector 20 can be integrated.
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on one Fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE 198 53 103 A1 bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Hochdruckpumpe auf, durch die Kraftstoff unter Hochdruck in einen Speicher gefördert wird. Mit dem Speicher sind an Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnete Injektoren verbunden. Es ist eine Förderpumpe vorgesehen, durch die Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter zur Saugseite der Hochdruckpumpe gefördert wird. Weiterhin ist eine durch eine elektronische Steuereinrichtung angesteuerte Kraftstoffzumeßeinrichtung vorgesehen, die in der Verbindung zwischen der Druckseite Förderpumpe und der Saugseite der Hochdruckpumpe angeordnet ist. Die Kraftstoffzumeßeinrichtung dient zur Steuerung der durch die Hochdruckpumpe in den Speicher geförderten Kraftstoffmenge abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffzumeßeinrichtung weist ein Regelventil auf, das ein schieberförmiges Ventilglied aufweist, das durch einen Elektromagneten gegen eine Rückstellfeder bewegbar ist. Das Ventilglied steuert in Zusammenwirkung mit einer Ablauföffnung des Ventilgehäuses über seinen Außenmantel hubabhängig einen Durchflußquerschnitt in der Verbindung von der Förderpumpe zur Hochdruckpumpe. Hierdurch erfolgt eine Drosselung des der Hochdruckpumpe zufließenden Kraftstoffstroms. Der von der Förderpumpe erzeugte Druck fällt dabei ab, so daß die Hochdruckpumpe nur teilweise befüllt wird. Die Hochdruckpumpe weist hierdurch einen schlechten Liefergrad auf. Unter bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, beispielsweise im Schubbetrieb, darf durch die Hochdruckpumpe kein Kraftstoff in den Speicher gefördert werden, wobei dieser Zustand als Nullförderung bezeichnet wird. Es kann jedoch nicht sichergestellt werden, daß durch das Regelventil der Zulauf von Kraftstoff von der Förderpumpe zur Hochdruckpumpe vollständig verschlossen wird, so daß zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind, um den von der Förderpumpe geförderten und durch das Regelventil hindurchtretenden Kraftstoff abzuführen, damit dieser nicht durch die Hochdruckpumpe in den Speicher gefördert wird und die Nullförderung erreicht wird. Durch diese zusätzlichen Maßnahmen wird wiederum der Wirkungsgrad der Kraftstoffeinspritzeinrichtung verschlechtert, da ständig ein Teil des durch die Förderpumpe geförderten Kraftstoffs als Leckagestrom abfließt.Such a fuel injection device is by DE 198 53 103 A1 known. This fuel injector has a high pressure pump through which fuel is submerged High pressure is pumped into a store. With the store are arranged on cylinders of the internal combustion engine Connected injectors. A feed pump is provided through the fuel from a fuel tank Suction side of the high pressure pump is promoted. Still is one controlled by an electronic control device Fuel metering device provided in the connection between the delivery side of the delivery pump and the suction side of the High pressure pump is arranged. The Fuel metering device is used to control the through the High-pressure pump fuel quantity pumped into the store depending on the operating parameters of the internal combustion engine. The Fuel metering device has a control valve that has a slide-shaped valve member, which by a Electromagnet is movable against a return spring. The Valve element controls in cooperation with one Drain opening of the valve housing via its outer jacket a flow cross-section in the connection of the feed pump to the high pressure pump. This results in a Throttling of the inflow to the high pressure pump Fuel flow. The pressure generated by the feed pump falls off, so that the high pressure pump only partially is filled. The high pressure pump thereby has one bad delivery rate. Under certain Operating conditions of the internal combustion engine, for example in overrun, the high pressure pump must not Fuel can be pumped into the memory, this State is referred to as zero funding. However, it can not be ensured that the control valve Fuel feed from the feed pump to the high pressure pump is completely closed, so that additional measures are required to be the one pumped by the feed pump and fuel passing through the control valve dissipate so that it is not in storage is promoted and zero funding is achieved becomes. Through these additional measures, the Efficiency of the fuel injector deteriorated because part of the constant through the Delivery pump of fuel delivered as a leakage flow flows.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Ausbildung des Steuerventils als Taktventil keine Drosselung des der Saugseite der Hochdruckpumpe zugeführten Kraftstoffs auftritt, wodurch die Füllung und der Liefergrad der Hochdruckpumpe verbessert sind. Außerdem kann durch das Taktventil der Zulauf von der Förderpumpe zur Saugseite der Hochdruckpumpe auf einfache Weise vollständig verschlossen werden, wie dies im Anspruch 2 angegeben ist, so daß keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich sind, um die Nullförderung der Hochdruckpumpe sicherzustellen, wodurch der Aufbau der Kraftstoffeinspritzeinrichtung vereinfacht und deren Wirkungsgrad verbessert ist.The fuel injection device according to the invention with the Features according to claim 1 has the advantage that through the design of the control valve as a timing valve none Throttling of the suction side of the high pressure pump Fuel occurs, causing the filling and the degree of delivery the high pressure pump are improved. In addition, through the Clock valve of the feed from the feed pump to the suction side of the High pressure pump completely closed in a simple manner are, as indicated in claim 2, so that none additional measures are required to Ensure zero delivery of the high pressure pump the structure of the fuel injector is simplified and their efficiency is improved.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ist sichergestellt, daß von der Förderpumpe zu viel geförderter Kraftstoff, der nicht der Saugseite der Hochdruckpumpe zugeführt wird, abgeführt werden kann. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ist eine ausreichende Schmierung des Antriebs der Hochdruckpumpe sichergestellt auch wenn diese keinen Kraftstoff fördert. Die Ausbildung gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine Entlüftung der Verbindung zwischen der Förderpumpe und der Saugseite der Hochdruckpumpe.In the dependent claims are advantageous Refinements and developments of the invention Fuel injector specified. Through the Training according to claim 3 ensures that the Delivery pump too much fuel delivered, which is not the Suction side of the high pressure pump is fed, discharged can be. By training according to claim 4 is a adequate lubrication of the drive of the high pressure pump ensured even if it does not deliver fuel. The training according to claim 5 enables ventilation the connection between the feed pump and the suction side the high pressure pump.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung und Figur 2 ein Diagramm der zeitlichen Ansteuerung eines Taktventils der Kraftstoffeinspritzeinrichtung.An embodiment of the invention is in the drawing shown and in the description below explained. 1 shows a Fuel injection device for an internal combustion engine in a schematic representation and Figure 2 is a diagram of timing of a clock valve Fuel injector.
In Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine
Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeugs
dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine
selbstzündende Brennkraftmaschine und weist einen oder
mehrere Zylinder auf. Das Kraftfahrzeug weist einen
Kraftstoffvorratsbehälter 10 auf, in dem Kraftstoff für den
Betrieb der Brennkraftmaschine bevorratet ist. Die
Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Förderpumpe 12
auf, durch die Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter
10 über eine Verbindung 13 zur Saugseite einer
Hochdruckpumpe 14 gefördert wird. Die Hochdruckpumpe 14
fördert Kraftstoff in einen Speicher 16, der beispielsweise
rohrförmig oder in beliebiger anderer Form ausgebildet sein
kann. Vom Speicher 16 führen Leitungen 18 zu an den
Zylindern der Brennkraftmaschine angeordneten Injektoren 20
ab. An den Injektoren 20 ist jeweils ein elektrisches
Steuerventil 22 angeordnet, durch das eine Öffnung der
Injektoren gesteuert wird, um so eine Kraftstoffeinspritzung
durch den jeweiligen Injektor 20 zu bewirken oder eine
Kraftstoffeinspritzung zu verhindern. Die Steuerventile 22
werden durch eine elektronische Steuereinrichtung 23
angesteuert, durch die in Abhängigkeit von
Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, wie
beispielsweise Drehzahl, Last, Temperatur und weiteren, der
Zeitpunkt und die Dauer der Kraftstoffeinspritzung durch die
Injektoren 20 bestimmt wird.In Figure 1 is a fuel injection device for a
Internal combustion engine, for example of a motor vehicle
shown. The internal combustion engine is preferably one
self-igniting internal combustion engine and has one or
several cylinders. The motor vehicle has one
Die Hochdruckpumpe 14 wird mechanisch durch die
Brennkraftmaschine und damit proportional zur Drehzahl der
Brennkraftmaschine angetrieben. Die Förderpumpe 12 kann
ebenfalls mechanisch durch die Brennkraftmaschine
angetrieben werden, wobei für die Hochdruckpumpe 14 und die
Förderpumpe 12 eine gemeinsame Antriebswelle vorgesehen sein
kann. Die Förderpumpe 12 kann alternativ auch beispielsweise
einen elektromotorischen Antrieb aufweisen.The
Die Hochdruckpumpe 14 kann als Radialkolbenpumpe ausgebildet
sein und weist mehrere, beispielsweise drei mit
gleichmäßigem Winkelabstand voneinander angeordnete
Pumpenelemente 30 auf, die jeweils einen durch einen
gemeinsamen Antrieb 32 in einer Hubbewegung angetriebenen
Pumpenkolben 34 aufweisen, der jeweils in einer
Zylinderbohrung 35 einen Pumpenarbeitsraum 36 begrenzt. Der
Antrieb 32 kann beispielsweise eine Exzenterwelle und ein
durch diese bewegtes Polygon aufweisen, auf dem sich die
Pumpenkolben 34 der Pumpenelemente 30 abstützen. In den
Verbindungen der Pumpenarbeitsräume 36 mit dem Speicher 16
ist jeweils ein Auslaßventil 38 in Form eines zum Speicher
16 hin öffnenden Rückschlagventils angeordnet, durch das die
Trennung zwischen den Pumpenarbeitsräumen 36 und dem
Speicher 16 beim Saughub der Pumpenkolben 34 erfolgt. In den
Verbindungen der Pumpenarbeitsräume 36 mit der Druckseite
der Förderpumpe 12 ist jeweils ein Einlaßventil 39 in Form
eines zu den Pumpenarbeitsräumen 36 hin öffnenden
Rückschlagventils angeordnet, durch das die Trennung
zwischen den Pumpenarbeitsräumen 36 und der Förderpumpe 12
beim Förderhub der Pumpenkolben 34 erfolgt. Während eines
jeweiligen Saughubs der Pumpenkolben 34, wenn diese sich
radial nach innen bewegen, sind die Pumpenarbeitsräume 36
bei geöffneten Einlaßventilen 39 mit dem Auslaß der
Förderpumpe 12 verbunden und werden mit Kraftstoff befüllt,
wobei die Pumpenarbeitsräume 36 durch die geschlossenen
Auslaßventile 38 vom Speicher 16 getrennt sind. Während
eines jeweiligen Förderhubs der Pumpenkolben 34, wenn diese
sich radial nach außen bewegen, sind die Pumpenarbeitsräume
36 bei geöffneten Auslaßventilen 38 mit dem Speicher 16
verbunden und durch die geschlossenen Einlaßventile 39 von
der Druckseite der Förderpumpe 12 getrennt.The
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist außerdem eine
Kraftstoffzumeßeinrichtung 44 auf, die zwischen der
Druckseite der Förderpumpe 12 und der Saugseite der
Hochdruckpumpe 14 angeordnet ist. Die
Kraftstoffzumeßeinrichtung 44 ist durch ein elektrisch
betätigtes Taktventil gebildet, das einen Aktor 45,
beispielsweise einen Elektromagneten oder einen Piezoaktor,
aufweist. Das Taktventil 44 kann als 2/2-Wegeventil
ausgebildet sein. Der Aktor 45 wird durch die
Steuereinrichtung 23 angesteuert, wobei das Taktventil 44
zwischen einer geöffneten Schaltstellung, in der die
Verbindung zwischen der Druckseite der Förderpumpe 12 und
der Saugseite der Hochdruckpumpe 14 ganz geöffnet ist, und
einer geschlossenen Schaltstellung, in der die Verbindung
zwischen der Druckseite der Förderpumpe 12 und der Saugseite
der Hochdruckpumpe 14 vollständig getrennt ist, umschaltbar
ist. Die Kraftstoffzumeßeinrichtung 44 wird durch die
Steuereinrichtung 23 pulsweitenmoduliert angesteuert, in der
Weise, daß die Öffnungsdauer des Taktventils 44 so groß ist,
daß der Hochdruckpumpe 14 eine definierte Kraftstoffmenge
zugeführt wird, die dann wiederum durch die Hochdruckpumpe
14 unter Hochdruck in den Speicher 16 gefördert wird, um im
Speicher 16 einen vorgegebenen, von Betriebsparametern der
Brennkraftmaschine abhängigen Druck aufrechtzuerhalten. Am
Speicher 16 ist dabei ein Drucksensor 17 angeordnet, der mit
der Steuereinrichtung 23 verbunden ist, die somit Signale
über den tatsächlichen Druck im Speicher 16 erhält und die
Öffnungsdauer des Taktventils 44 derart einstellt, daß der
Durchfluß von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe 14 so
eingestellt wird, daß der vorgegebene Druck im Speicher 16
erreicht wird.The fuel injector also has one
Das Taktventil 44 wird durch die Steuereinrichtung 23
vorzugsweise wie in Figur 2 dargestellt synchron zum Saughub
h der Pumpenkolben 34 der Pumpenelemente 30 angesteuert,
derart, daß die Öffnungsdauer D des Taktventils 44 während
des Saughubs h des Pumpenkolbens 34 eines jeweiligen
Pumpenelements 30 so groß ist, daß der Pumpenkolben 34 eine
Kraftstoffmenge in den Pumpenarbeitsraum 36 ansaugt, die
beim darauffolgenden Förderhub des Pumpenkolbens 34 in den
Speicher 16 gefördert wird, um im Speicher 16 den
vorgegebenen Druck aufrechtzuerhalten. Je größer die
Kraftstoffmenge ist, die durch die Hochdruckpumpe 14 bzw.
deren Pumpenelemente 30 in den Speicher 16 gefördert werden
soll, umso größer wird die Öffnungsdauer D des Taktventils
44 durch die Steuereinrichtung 23 eingestellt. In Figur 2
ist oben der über der Zeit t nacheinander erfolgende Saughub
h für die verschiedenen Pumpenelemente 30 dargestellt. Bei A
ist die Ansteuerung des Taktventils 44 mit einer
Öffnungsdauer D für Vollförderung dargestellt, bei der das
Taktventil 44 über den gesamten Saughub der Pumpenelemente
30 geöffnet ist. Bei B ist die Ansteuerung des Taktventils
44 mit einer Öffnungsdauer D bei Teilförderung,
beispielsweise 50%-Förderung dargestellt. Die Periodendauer
der Ansteuerung des Taktventils 44 ist in Figur 2 mit T
bezeichnet. Es kann dabei vorgesehen sein, daß das
Taktventil 44 wie in Figur 2 bei B dargestellt zu Beginn des
Saughubs eines jeweiligen Pumpenelements 30 zunächst
geöffnet ist und während des Saughubs geschlossen wird, wenn
die erforderliche Kraftstoffmenge durch das Pumpenelement 30
angesaugt ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß das
Taktventil 44 zu Beginn des Saughubs eines jeweiligen
Pumpenelements 30 zunächst geschlossen ist und während des
Saughubs geöffnet wird, so daß die erforderliche
Kraftstoffmenge durch das Pumpenelement 30 angesaugt wird.
Die Frequenz der Pulsweitenmodulation des Taktventils 44 ist
dabei synchron zur Drehzahl der Hochdruckpumpe 14
eingestellt.The
Wenn bei hoher Drehzahl der Hochdruckpumpe 14 die
erforderliche Öffnungsdauer des Taktventils 44 bei Steuerung
für jedes Pumpenelement 30 separat so kurz ist, daß diese
aufgrund der Trägheit des Taktventils 44 nicht mehr korrekt
eingestellt werden kann, so kann vorgesehen sein, daß wie
bei C in Figur 2 dargestellt nur für jedes zweite
Pumpenelement 30 das Taktventil 44 geöffnet wird. Hierbei
bleibt das Taktventil 44 für ein Pumpenelement 30
vollständig geschlossen und wird für ein folgendes
Pumpenelement 30 geöffnet. Die Periodendauer der Ansteuerung
des Taktventils 44 ist in Figur 2 bei C wiederum mit T
bezeichnet. Hierbei wird die Frequenz der
Pulsweitenmodulation des Taktventils 44 synchron zu einem
Vielfachen der Drehzahl der Hochdruckpumpe 14 eingestellt.If at high speed the
Wenn durch die Hochdruckpumpe 14 kein Kraftstoff in den
Speicher 16 gefördert werden darf, beispielsweise im
Schubbetrieb der Brennkraftmaschine, so wird durch die
Steuereinrichtung 23 das Taktventil 44 geschlossen gehalten,
so daß kein Kraftstoff von der Hochdruckpumpe 14 angesaugt
wird. Eine vollständige Dichtheit des Taktventils 44 und
damit die vollständige Trennung der Saugseite der
Hochdruckpumpe 14 von der Druckseite der Förderpumpe 10
durch das Taktventil 44 kann auf einfache Weise erreicht
werden.If no fuel in the by the
Es kann vorgesehen sein, daß sich das Taktventil 44 in nicht
durch die Steuereinrichtung 23 angesteuertem Zustand, das
heißt in spannungslosem Zustand, in seiner geöffneten
Schaltstellung befindet und bei Ansteuerung durch die
Steuereinrichtung 23, das heißt in spannungsbeaufschlagtem
Zustand, in seine geschlossene Schaltstellung gebracht wird.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß sich das
Taktventil 44 in nicht durch die Steuereinrichtung 23
angesteuertem Zustand, das heißt in spannungslosem Zustand,
in seiner geschlossenen Schaltstellung befindet und bei
Ansteuerung durch die Steuereinrichtung 23, das heißt in
spannungsbeaufschlagtem Zustand, in seine geöffnete
Schaltstellung gebracht wird.It can be provided that the
Das Tastverhältnis für die pulsweitenmodulierte Ansteuerung
des Taktventils 44, das ist das Verhältnis der angesteuerten
Zeitdauer zur nicht angesteuerten Zeitdauer und damit das
Verhältnis der geöffneten Zeitdauer zur geschlossenen
Zeitdauer für den Saughub der Pumpenelemente 30, kann in
Form eines Kennfeldes als Funktion der durch die
Hochdruckpumpe 14 in den Speicher 16 zu fördernden
Kraftstoffmenge in der Steuereinrichtung 23 abgelegt sein.The pulse duty factor for pulse width modulated control
of the
Von der Verbindung 13 zwischen der Förderpumpe 12 und der
Hochdruckpumpe 14 zweigt stromaufwärts vor dem Taktventil 44
eine Bypassverbindung 48 ab, die zu einem Entlastungsbereich
führt, als der beispielsweise die Saugseite der Förderpumpe
12 dienen kann. In der Bypassverbindung 48 ist ein zum
Entlastungsbereich hin öffnendes Druckventil 50 angeordnet.
Wenn durch die Hochdruckpumpe 14 keine Vollförderung
erfolgen soll und das Taktventil 44 nicht ständig geöffnet
wird, so steigt der Druck zwischen der Förderpumpe 12 und
dem Taktventil 44 an und wenn der Öffnungsdruck des
Druckventils 50 überschritten wird, so fließt Kraftstoff zur
Saugseite der Förderpumpe 12 zurück.From the
Von der Verbindung 13 zwischen der Förderpumpe 12 und der
Hochdruckpumpe 14 zweigt stromaufwärts vor dem Taktventil 44
außerdem eine weitere Bypassverbindung 52 zu einem
Niederdruckbereich ab, als der beispielsweise ein Rücklauf
54 in den Kraftstoffvorratsbehälter 10 dienen kann. In der
weiteren Bypassverbindung 52 ist eine Drosselstelle 56
vorgesehen. Durch die weitere Bypassverbindung 52 ist eine
Entlüftung der Verbindung 13 zwischen der Förderpumpe 12 und
der Hochdruckpumpe 14 ermöglicht.From the
Von der Verbindung 13 zwischen der Förderpumpe 12 und der
Hochdruckpumpe 14 zweigt stromaufwärts vor dem Taktventil 44
eine Schmierverbindung 58 zum Antrieb 32 der Hochdruckpumpe
14 ab, durch die dem Antrieb 32 Kraftstoff zur Schmierung
zugeführt wird. In der Schmierverbindung 58 ist ein
Druckventil 60 angeordnet, das erst bei Überschreiten eines
vorgegebenen Druckes öffnet und die Schmierverbindung 58
freigibt. Hierdurch ist sichergestellt, daß insbesondere
beim Starten der Brennkraftmaschine, wenn durch die
Förderpumpe 12 zunächst Druck aufgebaut werden muß, der
durch diese geförderte Kraftstoff der Hochdruckpumpe 14
zugeführt wird und nicht über die Schmierverbindung 58
Kraftstoff abgezweigt wird. In der Schmierverbindung 58 ist
außerdem eine Drosselstelle 62 vorgesehen, durch die die dem
Antrieb 32 zugeführte Kraftstoffmenge begrenzt wird. Vom
Antrieb 32 der Hochdruckpumpe 14 führen
Entlastungsverbindungen 64 zum Rücklauf 54 ab, in denen
jeweils eine Drosselstelle 66 oder ein zum Rücklauf 54 hin
öffnendes Druckventil 68 angeordnet ist.From the
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann außerdem wenigstens
eine Druckerhöhungseinrichtung 70 aufweisen, die zwischen
dem Speicher 16 und den Injektoren 20 angeordnet ist und
durch die der Druck des den Injektoren 20 zugeführten und
zur Einspritzung gelangenden Kraftstoffs gegenüber dem im
Speicher 16 herrschenden Druck nochmals erhöht wird. Es kann
dabei für jeden Injektor 20 eine eigene
Druckerhöhungseinrichtung 70 vorgesehen sein, die im
Injektor 20 integriert sein kann.The fuel injector can also at least
have a pressure booster 70 which between
the
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