EP1751423B1 - Fuel-injection system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art aus.The invention is based on a fuel injection system of an internal combustion engine according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.
Ein derartiges Kraftstoffeinspritzsystem ist in vielfältiger Weise aus der Praxis bekannt und dient beispielsweise zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Dieselbrennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, siehe
Ein bekanntes Kraftstoffeinspritzsystem ist beispielsweise als so genanntes Common-Rail-Einspritzsystem ausgelegt, das eine Hochdruckquelle umfasst, die mit einem die so genannte Commmon-Rail bildenden Hochdruckspeicher verbunden ist, der wiederum jeweils über eine Kraftstoffzufuhrleitung mit Kraftstoffinjektoren verbunden ist, die jeweils in einen Brennraum der Brennkraftmaschine ragen. Die Kraftstoffinjektoren sind in der Regel jeweils mit einer Ventilsteuereinheit und einer Düseneinheit ausgebildet. In die Düseneinheit führt ein Kraftstoffkanal, der mit einem Kraftstoffeinlass des jeweiligen Kraftstoffinjektors verbunden ist, so dass der unter Hochdruck stehende Kraftstoff in den jeweiligen Brennraum eingespritzt werden kann.A known fuel injection system is designed, for example, as a so-called common rail injection system, which comprises a high pressure source which is connected to a so-called commmon rail high-pressure accumulator, which in turn is connected in each case via a fuel supply line with fuel injectors, each in a combustion chamber the internal combustion engine protrude. The fuel injectors are usually each formed with a valve control unit and a nozzle unit. Into the nozzle unit leads a fuel channel which is connected to a fuel inlet of the respective fuel injector is, so that the fuel under high pressure can be injected into the respective combustion chamber.
Während des Betriebs des Kraftstoffeinspritzsystems treten beim Öffnen bzw. Schließen der Kraftstoffinjektoren Druckwellen auf, die sich über die Kraftstoffzufuhrleitung in die Common-Rail ausbreiten können, was sich nachteilig auf eine präzise Drucksteuerung und auf eine präzise Einstellung der gewünschten Einspritzmengen auswirkt.During operation of the fuel injection system occur when opening or closing of the fuel injectors pressure waves that can propagate through the fuel supply line in the common rail, which adversely affects a precise pressure control and precise adjustment of the desired injection quantities.
Ferner ist aus der
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einem Rückschlagventil, das in dem Kraftstoffkanal des Injektors angeordnet ist und einen Kraftstofffluss in Richtung der Kraftstoffzufuhrleitung sperrt, bietet eine kompakte und kostengünstige Lösung zur Unterdrückung einer Ausbreitung von Druckwellen von dem Kraftstoffinjektor in Richtung der Quelle für unter Hochdruck stehenden Kraftstoff.The fuel injection system according to the invention with the features according to the preamble of claim 1 and a check valve which is arranged in the fuel passage of the injector and blocks a fuel flow in the direction of the fuel supply line, provides a compact and cost-effective solution for suppressing a propagation of pressure waves from the fuel injector in the direction the source of high pressure fuel.
Das Kraftstoffeinspritzsystem nach der Erfindung ist beispielsweise ein Common-Rail-Einspritzsystem einer Dieselbrennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges. Der Kraftstoffinjektor dient in diesem Falle zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine. Die Quelle für unter Hochdruck stehenden Kraftstoff ist dann von einem Hochdruckspeicher gebildet, der die so genannte Common-Rail bildet und Kraftstoff, der unter einem Druck von bis zu 1,8 kbar stehen kann, für sämtliche Einspritzventile der Brennkraftmaschine bereitstellt.The fuel injection system according to the invention is, for example, a common-rail injection system of a diesel internal combustion engine of a motor vehicle. The fuel injector is used in this case for the injection of fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine. The source of fuel under high pressure is then formed by a high-pressure accumulator, which forms the so-called common rail and provides fuel, which can be under a pressure of up to 1.8 kbar, for all injectors of the internal combustion engine.
Bei einer besonders kostengünstigen Ausführungsform des Kraftstoffeinspritzsystems nach der Erfindung weist das Rückschlagventil ein zumindest bereichsweise kugelförmig ausgebildetes Ventilschließglied auf, das mit einem Kegelsitz zusammenwirkt und mittels einer Schließfeder in Schließrichtung vorgespannt ist.In a particularly inexpensive embodiment of the fuel injection system according to the invention, the check valve has an at least partially spherically formed valve closure member which cooperates with a conical seat and is biased by a closing spring in the closing direction.
Um das Schließverhalten des Rückschlagventils verändern zu können, stützt sich die Schließfeder vorzugsweise an einem beispielsweise ringförmigen Einstellstück ab, so dass die Vorspannung der Schließfeder und damit der zum Öffnen des Rückschlagventils erforderliche Mindestdruck eingestellt werden kann.In order to change the closing behavior of the check valve, the closing spring is preferably supported on an example annular adjusting piece, so that the bias of the closing spring and thus the minimum pressure required to open the check valve can be adjusted.
Kraftstoffinjektoren weisen in der Regel im Bereich ihres Kraftstoffeinlasses einen Filter zur Abscheidung von Partikeln auf. Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem ist so ausgebildet, dass das Rückschlagventil einem Ventilsitz aufweist, wobei der Ventilsitz an dem Kraftstofffilter ausgebildet ist. Das Rückschlagventil ist also zumindest teilweise integrierter Betstandteil des Kraftstofffilters.Fuel injectors usually have a filter for the separation of particles in the region of their fuel inlet. The fuel injection system according to the invention is designed so that the check valve has a valve seat, wherein the valve seat is formed on the fuel filter. The Check valve is thus at least partially integrated Betstandteil the fuel filter.
Der Kraftstofffilter ist vorzugsweise als Stabfilter ausgebildet, der Spalte bzw. Ausnehmungen aufweist, mittels denen aufgrund von Druckpulsationen eine Zerkleinerung von Partikeln erfolgt.The fuel filter is preferably designed as a rod filter having gaps or recesses, by means of which a comminution of particles takes place due to pressure pulsations.
Um einen Kraftstofffluss zwischen den in der Regel am Umfang des Stabfilters angeordneten Spalten des Stabfilters und dem Ventilsitz zu gewährleisten, weist der Stabfilter vorzugsweise eine Ringnut auf, über die der Kraftstoff zu dem Rückschlagventil strömen kann.In order to ensure a fuel flow between the generally arranged on the circumference of the rod filter columns of the rod filter and the valve seat, the rod filter preferably has an annular groove over which the fuel can flow to the check valve.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the article according to the invention are the description, the drawings and the claims removed.
Zwei Ausführungsbeispiele eines Kraftstoffeinspritzsystems nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
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Figur 1 eine ausschnittsweise und prinziphafte Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einem Kraftstoffinjektor; -
Figur 2 einen Kraftstoffeinlass des Kraftstoffinjektors des Kraftstoffeinspritzsystems nachFigur 1 ; -
Figur 3 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs III inFigur 2 ; und -
Figur 4 einen Kraftstoffeinlass eines bekannten Kraftstoffinjektors
-
FIG. 1 a partial and schematic representation of a fuel injection system with a fuel injector; -
FIG. 2 a fuel inlet of the fuel injector of the fuel injection system according toFIG. 1 ; -
FIG. 3 an enlarged view of the area III inFIG. 2 ; and -
FIG. 4 a fuel inlet of a known fuel injector
In
Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 umfasst eine mit einem hier nicht näher dargestellten Kraftstofftank verbundene Hochdruckpumpe 11, die mit einem Hochdruckspeicher 12 verbunden ist, der eine so genannte Common-Rail darstellt und über Kraftstoffzufuhrleitungen 13, 14, 15, 16 Kraftstoff unter einem Druck von bis zu 1,8 kbar für vier gleichartig ausgebildete Kraftstoffinjektoren bereitstellt, von denen in
Der Kraftstoffinjektor 17 umfasst eine Ventilsteuereinheit 18 und eine Düseneinheit 19, in welcher eine Düsennadel 20 axial verschieblich geführt ist, die zum Steuern von Spritzlöchern 21 dient, die an der dem Ventilsteuermodul 18 abgewandten und in den Brennraum der Brennkraftmaschine ragenden Stirnseite des Düsenmoduls 19 angeordnet sind.The
Der Kraftstoffinjektor 17 hat einen Anschlussstutzen bzw. Druckrohrstutzen 22 mit einem Kraftstoffeinlass 23, der mit der Kraftstoffzufuhrleitung 13 verbunden ist. Von dem Kraftstoffeinlass 23 führt ein Kraftstoffkanal 24 zu einem Hochdruckraum 25, der die Düsennadel 20 umschließt und aus dem bei geöffneter Düsennadel 20 Kraftstoff über die Spritzlöcher 21 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.The
Wie insbesondere
Der Stabfilter 26 hat an seinem Umfang Aussparungen 27, die zusammen mit der Wandung der Stabfilterbohrung 25 Spalte bilden, welche den maximalen Partikeldurchmesser vorgeben, der den Stabfilter 26 passieren kann.The
An der dem Kraftstoffeinlass 23 abgewandten Stirnseite des Stabfilters 26 ist ein als Kegelsitz ausgebildeter Ventilsitz 28 angeordnet, der als Sitz für ein als Kugel ausgebildetes Ventilschließglied 29 eines Rückschlagventils 30 dient, das einen Kraftstofffluss aus dem Kraftstoffkanal 24 in Richtung des Kraftstoffeinlasses 23 und damit in Richtung der Common-Rail 12 sperrt.At the
Das Rückschlagventil 30 weist des Weiteren eine Schließfeder 31 auf, die auf das Ventilschließglied 29 wirkt und sich an einer ringförmigen Einstellscheibe 32 abstützt, deren Lage bzw. deren Dicke die Vorspannung der Schließfeder 31 vorgibt.The
Alternativ kann die Vorspannung der Feder 31 durch die Einpresstiefe des Stabfilters 26 in die Stabfilterbohrung 25 eingestellt werden.Alternatively, the bias of the
Mittels des Rückschlagventils 30 kann verhindert werden, dass sich Druckwellen, die innerhalb des Injektors 17 erzeugt werden, über das restliche Kraftstoffeinspritzsystem ausbreiten.By means of the
Der Stabfilter 26 weist des Weiteren eine Ringnut 33 auf, die einen Kraftstofffluss zwischen der Filtereinheit des Stabfilters 26 und dem Ventilsitz 28 zulässt.The
In
Der Kraftstoffeinlass 40 unterscheidet sich von dem in Figur 2 dargestellten erfinderischen kraftstoffeinlass dadurch, dass er ohne Filterelement, d. h. ohne Stabfilter ausgebildet ist. Vielmehr ist der Kraftstoffkanal 24 im Bereich des Kraftstoffeinlasses 40 mit einem Rückschlagventil 30 versehen, das eine als Ventilschließglied dienende Kugel 29 aufweist, die mittels einer Schließfeder 31 in Sperrrichtung vorgespannt ist, die sich an einer Einstellscheibe 32 abstützt. Das Ventilschließglied 29 wirkt mit einem Ventilsitz 28 zusammen, der einen Kegelsitz bildet und an einem als Pressband ausgebildeten Einpressteil 41 ausgebildet ist.The
Die vorstehend beschriebenen Rückschlagventile arbeiten in nachfolgend beschriebener Weise.The check valves described above operate in the manner described below.
Wenn an dem Kraftstoffinjektor 17 die Ventilnadel 20 in Öffnungsstellung verfahren wird, wird aus dem Hochdruckraum 25 der Düseneinheit 19, dem Kraftstoffkanal 24 und der Kraftstoffzufuhrleitung 13 die für den Einspritzvorgang erforderliche Kraftstoffmenge entnommen. Dabei öffnet das Rückschlagventil 30, d. h. die Ventilkugel 29 hebt von ihrem Ventilsitz 28 ab. Druckwellen, die innerhalb des Injektors entstehen und als Reflexionswellen in Richtung des Kraftstoffeinlasses 23 bzw. 40 und damit in Richtung der Common-Rail 12 laufen, werden hingegen bei geschlossenem Rückschlagventil 30 gelöscht.When the
Claims (5)
- Fuel injection system of an internal combustion engine, comprising at least one fuel injector (17) which is connected via a fuel inlet (23, 40) to a fuel supply line (13, 14, 15, 16) which is connected to a source (12) for highly pressurized fuel, wherein the fuel injector (17) comprises a valve control unit (18) and a nozzle unit (19), to which leads a fuel duct (24) which is connected to the fuel supply line (13), wherein in the fuel duct (24) there is arranged a check valve (30) which blocks a flow of fuel in the direction of the fuel supply line (13), wherein the check valve (30) has a valve seat (28), characterized in that the check valve is at least partially an integrated constituent part of a fuel filter (26) arranged in the region of the fuel inlet (23), wherein the valve seat (28) is formed on the fuel filter (26).
- Fuel injection system according to Claim 1, characterized in that the check valve (30) comprises a valve closing member (29) which is of spherical design at least in regions and which interacts with a conical seat (28) and which is preloaded in the closing direction by means of a closing spring (31).
- Fuel injection system according to Claim 2, characterized in that the closing spring (31) is supported on a setting piece (32).
- Fuel injection system according to Claim 1, characterized in that the fuel filter (26) is an edge-type filter.
- Fuel injection system according to Claim 1, characterized in that the edge-type filter (26) has an annular groove (33) between its filter unit and the valve seat (28).
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