EP2329128A1 - Einspritzsystem für dieselkraftstoff über ein common rail (cr) - Google Patents

Einspritzsystem für dieselkraftstoff über ein common rail (cr)

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EP2329128A1 EP09776724A EP09776724A EP2329128A1 EP 2329128 A1 EP2329128 A1 EP 2329128A1 EP 09776724 A EP09776724 A EP 09776724A EP 09776724 A EP09776724 A EP 09776724A EP 2329128 A1 EP2329128 A1 EP 2329128A1
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Definitions

  • the invention relates to an injection system for diesel fuel via a common rail (CR) and injectors for the operation of diesel engines with a power ⁇ 37 kW, which manage with an injection pressure up to 800 bar.
  • CR common rail
  • a known injection system of the CR type is described in EP 1387079 Al. It has a high-pressure pump, which supplies a rail with fuel via a flow rate control, to which injectors for supplying the individual cylinders of the engine with fuel are connected.
  • the high-pressure pump is supplied via a low-pressure pump, which draws fuel from a tank and delivers it to the high-pressure pump via a pressure relief valve.
  • the pressure in the rail is regulated by means of an electronic control unit.
  • Such CR systems have elaborate solenoid valve controlled injectors for diesel engines which are each connected to the tank via bleed lines, i. by the CR system a much larger amount of fuel is to promote beyond the required injection quantity, wherein the total amount delivered may be four to five times the amount required by the engine.
  • the object of the present invention is to provide a simple-to-produce CR system for diesel engines with low power, which in particular works with small leaks and in which at low cost commercially available components can be used.
  • mini-HD pumps for pressures up to 800 bar, which are extremely inexpensive as so-called monobloc pumps or PF pumps available in stores. These are uncontrolled piston pumps of the simplest kind.
  • the further feature that the pressure in the rail is controlled on the pressure side by means of an ECU via a DRV, an ideal embodiment, which contributes to further simplification, by making it possible to use simple, known per se components to the rail pressure according to the map control, as a result of the pressure-side Quiltnab interviewedung the diverted fuel is conveyed back in a simple manner via a fuel return line in the tank.
  • the injection of fuel by the injectors is also controlled by the ECU, with their magnet arrangements for powering the nozzle needle being energized accordingly, e.g. under realization of a pre, main and post injection per stroke of a cylinder.
  • Two monobloc pumps of this type supply a rail 2.
  • the motor-driven pumps 1 are actuated via their roller tappets 14 by a camshaft (not shown).
  • the monoblock pumps 1 convey into the rail 2 a constant amount, the excess amount is diverted and returned via a fuel return line 12 to the tank.
  • the stored in an electronic control unit 4 in the map injection pressure is set by the pressure-side flow control via a DRV 6.
  • the diverted fuel passes through the fuel return line 12 back into the tank 7.
  • the injectors 3 are connected according to the number of engine cylinders via high pressure lines 11 to the rail.
  • Each injector 3 is energized via a line 16 from the ECU according to the map.
  • Via a line 17, the ECU is connected to a pressure control valve 6, which discharges from the rail 2 on the pressure side that amount which corresponds to the respective given rail pressure.
  • Another line 18 connects the ECU 4 with a pressure sensor 5, which is also connected to the rail 2.
  • a fuel pump 8 an electric diaphragm pump or a conventional piston pump is suitable.
  • the monobloc pumps 1 are supplied, which compress the fuel and over a pump-mounted check valve and a high-pressure line 10 to the rail 2 supplies.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Einspritzsystem für Dieselkraftstoff über ein Common Rail (CR) und Injektoren (3) zum Betrieb kleiner Dieselmotoren, welche mit einem Einspritzdruck bis 800 bar auskommen, wobei zur CR-Einspeisung ungeregelte stößelbetätigte Monoblockpumpen (1) verwendet werden, als Injektoren (3) solche für die leckagefreie Direkteinspritzung verwendet werden und der Druck im Rail (2) mittels einer Elektronischen Steuereinheit (ECU) über ein Druckregelventil (DRV) druckseitig abgesteuert wird.

Description

Einspritzsystem für Dieselkraftstoff über ein Common Rail (CR)
Die Erfindung betrifft ein Einspritzsystem für Dieselkraftstoff über ein Common Rail (CR) und Injektoren zum Betrieb von Dieselmotoren mit einer Leistung < 37 kW, welche mit einem Einspritzdruck bis 800 bar auskommen.
Ein bekanntes Einspritzsystem des CR-Typs ist in EP 1387079 Al beschrieben. Es besitzt eine Hochdruckpumpe, welche über eine Durchflussmengensteuerung ein Rail mit Kraftstoff versorgt, an welches Injektoren zum Versorgen der einzelnen Zylinder des Motors mit Kraftstoff angeschlossen sind. Die Hochdruckpumpe wird versorgt über eine Niederdruckpumpe, welche Kraftstoff aus einem Tank ansaugt und über ein Überdruckventil an die Hochdruckpumpe liefert. Der Druck im Rail wird mittels einer elektronischen Steuereinheit geregelt.
Derartige CR-Systeme besitzen für Dieselmotoren aufwendige magnetventilgesteuerte Injektoren, welche jeweils über Leckölleitungen mit dem Tank verbunden sind, d.h. durch das CR-System ist über die benötigte Einspritzmenge hinaus eine wesentlich größere Kraftstoffmenge zu fördern, wobei die insgesamt geförderte Menge das Vier- bis Fünffache der vom Motor benötigten Menge betragen kann.
Bei den bekannten CR-Systemen für Dieselmotoren kommen sehr hohe Einspritzdrücke in Frage, die für den Betrieb von Kleindieselmotoren nicht benötigt werden. Gerade für solche Motoren ist daher der Betrieb des Rails mit druckseitiger Absteuerung besonders aufwendig, denn auch für kleine Motorleistungen benötigt ein solches CR-System einen hohen Energieaufwand zur Gewährleistung hoher Drücke und Durchsatzmengen .
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein mit einfachen Mitteln herzustellendes CR-System für Dieselmotoren mit kleinen Leistungen zu schaffen, welches insbesondere mit kleinen Leckagen arbeitet und bei dem zu günstigen Bedingungen im Handel erhältliche Bauelemente einsetzbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst .
Dabei genügen sogenannte Mini -HD-Pumpen für Drücke bis zu 800 bar, welche äußerst kostengünstig als sogenannte Monoblockpumpen oder PF- Pumpen im Handel erhältlich sind. Dabei handelt es sich um ungeregelte Kolbenpumpen der einfachsten Art .
Ferner kommen sogenannte Low-cost- Injektoren in Frage, wie sie als direkt einspritzende Injektoren für Ottomotoren zur Verfügung stehen.
Da für Kleindieselmotoren mit einem Hubraum < 500 ccm bzw. unter einem Leistungsbereich von 37 kW bei Drücken unter 800 bar Partikelgrenzwerte im Rahmen zulässiger Emissionen erreichbar sind - PM < 0,3 g/kWh und NOx + HC < 7,5 g/kW - stellt der erfindungsgemäß aufgezeigte Lösungsweg nicht nur ein e- missionsgerechtes, sondern auch ein extrem kosten- günstiges Einspritzsystem für Dieselmotoren kleiner Leistungen dar.
Dabei stellt das weitere Merkmal, dass der Druck im Rail mittels einer ECU über ein DRV druckseitig abgesteuert wird, eine ideale Ausgestaltung dar, die zur weiteren Vereinfachung beiträgt, indem sie es ermöglicht, mittels einfacher, an sich bekannter Bauteile den Raildruck entsprechend dem Kennfeld zu steuern, wobei als Folge der druckseitigen Mengenabsteuerung der abgesteuerte Kraftstoff auf einfache Weise über eine Kraftstoffrücklaufleitung in den Tank zurückgefördert wird.
Die Kraftstoffeinspritzung durch die Injektoren wird ebenfalls über die ECU gesteuert, wobei deren Magnetanordnungen zur Betätigung der Düsennadel entsprechend bestromt werden, z.B. unter Verwirklichung einer Vor-, Haupt- und Nacheinspritzung je Arbeitshub eines Zylinders.
Durch den Einsatz der bei Ottomotoren bekannten GDIs, bei denen die Düsennadel am Anker einer Magnetanordnung befestigt ist, entfallen hydraulische Leckagen, wie sie bei üblichen CR-Systemen für Dieselmotoren in Kauf zu nehmen sind. Das erfindungsgemäße CR-System arbeitet daher besonders effektiv und sparsam.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
Diese zeigt eine Monoblockpumpe 1 in Form einer einfachen Stempelpumpe, welche in Abstimmung auf die jeweilige Motorgröße gewählt wird. Zwei derartige Monoblockpumpen versorgen ein Rail 2. Die Mo- noblockpυmpen 1 werden über deren Rollenstößel 14 von einer nicht gezeichneten Nockenwelle betätigt.
Die Monoblockpumpen 1 fördern in das Rail 2 eine konstante Menge, die Überschussmenge wird abgesteuert und über eine Kraftstoffrücklaufleitung 12 zum Tank zurückgeführt .
Der in einer elektronischen Steuereinheit 4 im Kennfeld hinterlegte Einspritzdruck wird durch die druckseitige Mengensteuerung über ein DRV 6 eingestellt. Der abgesteuerte Kraftstoff gelangt über die Kraftstoffrücklaufleitung 12 zurück in den Tank 7. Die Injektoren 3 sind entsprechend der Zahl der Motorzylinder über Hochdruckleitungen 11 mit dem Rail verbunden. Jeder Injektor 3 wird über eine Leitung 16 aus der ECU entsprechend dem Kennfeld bestromt . Über eine Leitung 17 ist die ECU mit einem Druckregelventil 6 verbunden, welches aus dem Rail 2 druckseitig diejenige Menge absteuert, die dem jeweils vorgebenen Raildruck entspricht. Eine weitere Leitung 18 verbindet die ECU 4 mit einem Drucksensor 5, welcher ebenfalls am Rail 2 angeschlossen ist .
Die Zuförderung des Kraftstoffs zu den Monoblockpumpen 1 erfolgt über eine Förderpumpe 8 aus dem Tank 7 über eine KraftstoffZulaufleitung 13, in welche ein Kraftstofffilter 9 eingebaut ist. Als Kraftstoffpumpe 8 eignet sich eine elektrische Membranpumpe oder eine übliche Kolbenpumpe. Über die Förderpumpe 8 werden die Monoblockpumpen 1 versorgt, welche den Kraftstoff verdichten und über ein pumpenseitig eingebautes Rückschlagventil und eine Hochdruckleitung 10 dem Rail 2 zuführt.

Claims

Patentansprüche
1. Einspritzsystem für Dieselkraftstoff über ein Comtnon Rail (CR) (2) und Injektoren (3) zum Betrieb von Dieselmotoren mit einer Leistung < 37 kW, welche mit einem Einspritzdruck bis etwa 800 bar auskommen, dadurch gekennzeichnet, dass zur CR-Einspeisung ungeregelte stößelbetätigte Monoblockpumpen (1) verwendet werden, dass als Injektoren (3) solche für die leckagefreie Direkteinspritzung verwendet werden, dass der Druck im Rail (2) mittels einer Elektronischen Steuereinheit (4) über ein Druckregelventil (6) druckseitig abgesteuert wird, dass die Elektronsiche Steuereinheit (4) kennfeidprogrammiert ist und dass die Phasen der Kraftstoffeinspritzung durch Bestromung der Injektoren (3) über die Elektronsiche Steuereinheit (4) gesteuert werden .
2. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubraum des Dieselmotors weniger als 500 ccm beträgt.
3. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ECU (4) kennfeidprogrammiert ist.
4. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Rail (2) angeschlossener Drucksensor (5) mit der Elektronischen Steuereinheit (4) kommuniziert.
5. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Druckregelventil (6) abgesteuerte Kraftstoffmenge über eine Kraftstoffrücklaufleitung (12) in einen Tank (7) gefördert wird.
6. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasen der Kraftstoffeinspritzung durch Bestromung der Injektoren (3) über die Elektronische Steuereinheit (4) gesteuert werden .
7. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Injektoren mit jeweils am Anker einer Magnetanordnung befestigter Düsennadel vorgesehen sind.
EP09776724.8A 2008-10-02 2009-06-13 Einspritzsystem für Dieselkraftstoff über ein Common rail Active EP2329128B1 (de)

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