FI123271B - Fuel injection systems - Google Patents

Fuel injection systems Download PDF

Info

Publication number
FI123271B
FI123271B FI20115649A FI20115649A FI123271B FI 123271 B FI123271 B FI 123271B FI 20115649 A FI20115649 A FI 20115649A FI 20115649 A FI20115649 A FI 20115649A FI 123271 B FI123271 B FI 123271B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
fuel
pressure
fuel injection
injection system
line
Prior art date
Application number
FI20115649A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20115649A0 (en
FI20115649A (en
Inventor
Pietro Scrocco
Gennaro Caputo
Original Assignee
Waertsilae Finland Oy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waertsilae Finland Oy filed Critical Waertsilae Finland Oy
Priority to FI20115649A priority Critical patent/FI123271B/en
Publication of FI20115649A0 publication Critical patent/FI20115649A0/en
Priority to KR1020147001644A priority patent/KR101781791B1/en
Priority to EP12743197.1A priority patent/EP2724013B1/en
Priority to PCT/FI2012/050624 priority patent/WO2012175800A2/en
Priority to CN201280030920.7A priority patent/CN103620199B/en
Publication of FI20115649A publication Critical patent/FI20115649A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI123271B publication Critical patent/FI123271B/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863—Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves
    • 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
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/005—Pressure relief valves
    • F02M63/0052—Pressure relief valves with means for adjusting the opening pressure, e.g. electrically controlled
    • 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
    • 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
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/002—Arrangement of leakage or drain conduits in or from 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
    • 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
    • F02M59/025—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 a single piston
    • F02M59/027—Unit-pumps, i.e. single piston and cylinder pump-units, e.g. for cooperating with a camshaft
    • 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
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/46—Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
    • F02M69/54—Arrangement of fuel pressure regulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D2041/3881—Common rail control systems with multiple common rails, e.g. one rail per cylinder bank, or a high pressure rail and a low pressure rail
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)

Description

POLTTOAINEEN RUISKUTUSJÄRJESTELMÄFUEL INJECTION SYSTEM

Keksintö kohdistuu mäntämoottorin polttoaineen ruiskutusjärjestelmään.The invention relates to a piston engine fuel injection system.

5 Polttoaineen ruiskutuspumppuja käytetään mäntämoottoreissa ruiskuttamaan paineistettua polttoainetta jaksottaisesti polttoaineen ruiskutussuuttimelle ja edelleen polttoaineen ruiskutussuuttimen kautta moottorin sylinteriin. Polttoaineen ruiskutuspumppu käsittää polttoainekammion, johon on järjestetty edestakaisin liikkuva mäntä, jonka liike nostaa polttoaineen 10 painetta. Polttoaineen ruiskutuspumppu käsittää ainakin yhden polttoainekanavan, jonka kautta polttoainetta syötetään polttoainekammioon sen ulkopuolella sijaitsevasta tulokammiosta. Mäntä käsittää kaksi ohjausreunaa, joista ensimmäinen määrittää polttoaineen ruiskutuksen aloitushetken ja toinen polttoaineen ruiskutuksen lopetushetken. Kun 15 ensimmäinen ohjausreuna, joka on painekammiossa yläkuolokohtaa kohti liikkuvan männän sivulla, peittää polttoainekanavan aukon, polttoaineen paine painekammiossa nousee ja paineistettua polttoainetta virtaa painekammiosta polttoaineen ruiskutussuuttimelle johtavaan polttoaineputkistoon. Kun toinen ohjausreuna männän sivulla saavuttaa 20 polttoainekanavan aukon ja avaa polttoainekanavan, paine painekammiossa purkautuu polttoainekanavan kautta tulokammioon ja polttoaineen virtaus polttoaineen ruiskutussuuttimille päättyy. Toinen ohjausreuna on kierteinen, cm joten polttoaineen ruiskutuksen lopetushetkeä voidaan muuttaa pyörittämällä ° mäntää pituusakselinsa ympäri.5 Fuel injection pumps are used in piston engines to periodically inject pressurized fuel onto the fuel injection nozzle and further through the fuel injection nozzle into the engine cylinder. The fuel injection pump comprises a fuel chamber provided with a reciprocating piston whose movement increases the pressure of the fuel 10. The fuel injection pump comprises at least one fuel passage through which fuel is supplied to the fuel chamber from an inlet chamber located outside it. The piston comprises two guide edges, the first defining the start of the fuel injection and the second the end of the fuel injection. When the first guide edge 15 on the side of the piston moving in the pressure chamber towards the top dead center obstructs the fuel channel opening, the fuel pressure in the pressure chamber rises and the pressurized fuel flows from the pressure chamber to the fuel line leading to the fuel injection nozzle. When the second guide edge on the piston side reaches the opening of the fuel passage 20 and opens the fuel passage, the pressure in the pressure chamber is released through the fuel passage into the inlet chamber and the fuel flow to the fuel injection nozzles ends. The other guide edge is helical, so that the end of the fuel injection can be changed by rotating the piston about its longitudinal axis.

° 25 ° Esillä olevan keksinnön eräänä tavoitteena on aikaansaada polttoaineen | ruiskutusjärjestelmä, jossa on parannettu ruiskutuspaineen säätö.° 25 ° One object of the present invention is to provide a fuel injection system with improved injection pressure control.

CDCD

lo Keksinnön mukaisesti tämä tavoite saavutetaan siten kuin o 30 patenttivaatimuksessa 1 on esitetty.According to the invention, this object is achieved as set forth in claim 1.

22

Keksinnön mukainen polttoaineen ruiskutusjärjestelmä käsittää polttoaineen ruiskutussuuttimet polttoaineen ruiskuttamiseksi moottorin sylintereihin, ruiskutuspumput polttoaineen syöttämiseksi suuttimille, joista kukin ruiskutuspumppu käsittää ainakin yhden pumppuelementin ruiskutettavan 5 polttoaineen paineistamiseksi. Jokainen suutin on liitetty erilliseen pumppuelementtiin polttoaineputken avulla. Polttoaineputkeen on liitetty paluuputki, jossa on paineensäätöventtiili polttoaineen paineen säätämiseksi polttoaineputkessa. Polttoaineen ruiskutusjärjestelmässä on edelleen varustettu ohjausyksiköllä, joka on järjestetty ohjaamaan 10 paineensäätöventtiiliä.The fuel injection system of the invention comprises fuel injection nozzles for injecting fuel into the engine cylinders, injection pumps for supplying fuel to the nozzles, each injection pump comprising at least one pump element for pressurizing the fuel to be injected. Each nozzle is connected to a separate pump element via a fuel line. A fuel return pipe is provided with a pressure control valve for controlling the fuel pressure in the fuel pipe. The fuel injection system is further provided with a control unit arranged to control 10 pressure control valves.

Keksinnön mukaisella polttoaineen ruiskutusjärjestelmällä voidaan hyvin joustavasti säätää ruiskutuspainetta moottorin koko toiminta-alueella. Nopealla ja joustavalla ruiskutuspaineen säädöllä voidaan päästä 15 täsmälliseen polttoaineen ruiskutusmäärän muokkaamiseen, matalaan päästötasoon ja polttoaineen kulutusvaatimuksiin vaikuttamalla ruiskutusjärjestelmän rakenteeseen, moottorin automaatioon ja kustannuksiin hyvin vähän. Lisäksi keksinnön mukaista polttoaineen ruiskutusjärjestelmää voidaan soveltaa erityyppisiin kaksi- ja nelitahtidieselmoottoreihin, jotka on 20 varustettu perinteisillä polttoaineen ruiskutusjärjestelmillä.The fuel injection system according to the invention allows very flexible control of the injection pressure throughout the engine operating range. Quick and flexible injection pressure control can achieve 15 precise fuel injection modifications, low emission levels and fuel consumption requirements with minimal impact on the injection system design, engine automation and costs. Further, the fuel injection system of the invention can be applied to different types of two- and four-stroke diesel engines equipped with conventional fuel injection systems.

Seuraavassa keksintöä selostetaan esimerkinomaisesti viitaten oheiseen cm piirustukseen, jossa esitetään kaavamaisesti osa esillä olevan keksinnön ° erään suoritusmuodon mukaisesta polttoaineen ruiskutusjärjestelmästä.The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, which schematically illustrate a portion of a fuel injection system according to an embodiment of the present invention.

έ 25 ° Piirustuksessa on esitetty mäntämoottorin polttoaineen ruiskutusjärjestelmä | 1. Moottori voi olla suuri dieselmoottori, joko kaksi- tai nelitahtimoottori.έ 25 ° The drawing shows the piston engine fuel injection system 1. The engine can be a large diesel engine, either two-stroke or four-stroke.

σ> Suurilla mäntämoottoreilla tarkoitetaan tässä sellaisia moottoreita, joita S voidaan käyttää esim. laivojen pää- ja apumoottoreina tai voimalaitoksissa o 30 lämmön ja/tai sähkön tuotantoon. Polttoaineen ruiskutusjärjestelmää 1 voidaan käyttää myös pienemmissä dieselmoottoreissa.σ> Large piston engines refer to engines that can be used, for example, as main and auxiliary engines in ships or in power plants o 30 for heat and / or power generation. The fuel injection system 1 can also be used on smaller diesel engines.

33

Polttoaineen ruiskutusjärjestelmä 1 käsittää polttoaineen ruiskutussuuttimet 2 polttoaineen ruiskuttamiseksi moottorin sylintereihin. Lisäksi polttoaineen ruiskutusjärjestelmä 1 käsittää polttoaineen ruiskutuspumput 3 polttoaineen 5 syöttämiseksi ruiskutussuuttimille 2 polttoaineputkien 4 kautta. Kukin ruiskutuspumppu 3 käsittää ainakin yhden pumppuelementin 5 ruiskutettavan polttoaineen paineistamiseksi. Piirustuksessa esitetty polttoaineen ruiskutuspumppu 3 käsittää yhden pumppuelementin 5, mutta se voi käsittää myös kaksi tai useampia pumppuelementtejä. Pumppuelementti 5 käsittää 10 polttoainekammion 6, johon on järjestetty edestakaisin liikkuva mäntä 7. Selvyyden vuoksi piirustuksessa on esitetty vain yksi polttoaineen ruiskutussuutin 2 ja yksi polttoaineen ruiskutuspumppu 3, vaikka polttoaineen ruiskutusjärjestelmä 1 käsittää lukuisia polttoaineen ruiskutussuuttimia 2 ja polttoaineen ruiskutuspumppuja 3. Kukin polttoaineen ruiskutussuutin 2 on 15 liitetty sitä vastaavaan pumppuelementtiin 5 polttoaineputken 4 välityksellä. Polttoaineen ruiskutuspumppu 3 on esitetty piirustuksessa osittaisena poikkileikkauskuvana.The fuel injection system 1 comprises fuel injection nozzles 2 for injecting fuel into the engine cylinders. In addition, the fuel injection system 1 comprises fuel injection pumps 3 for supplying fuel 5 to the injection nozzles 2 through the fuel lines 4. Each injection pump 3 comprises at least one pump element 5 for pressurizing the fuel to be injected. The fuel injection pump 3 shown in the drawing comprises one pump element 5, but may also comprise two or more pump elements. The pump element 5 comprises 10 fuel chambers 6 provided with a reciprocating piston 7. For clarity, only one fuel injection nozzle 2 and one fuel injection pump 3 are shown in the drawing, although the fuel injection system 1 comprises a plurality of fuel injection nozzles 2 and a fuel injection nozzle 2. 15 connected to a corresponding pump element 5 via a fuel pipe 4. The fuel injection pump 3 is shown in the drawing in a partial cross-sectional view.

Moottorin käydessä mäntä 7 liikkuu edestakaisin polttoainekammiossa 6.As the engine is running, the piston 7 moves back and forth in the fuel chamber 6.

20 Männän 7 liikkuminen edestakaisin aiheuttaa polttoaineen paineistumisen polttoainekammiossa 6. Männän 7 liikkuminen edestakaisin aikaansaadaan pyörivän nokka-akselin 9 nokan 8 avulla. Jousi (ei esitetty) painaa männän 7 cm nokkaa 8 vasten, δThe reciprocating movement of the piston 7 causes the fuel to be pressurized in the fuel chamber 6. The reciprocating movement of the piston 7 is achieved by the cam 8 of the rotating camshaft 9. The spring (not shown) presses the piston 7 cm against the cam 8, δ

CMCM

i Y 25 Pumppuelementissä 5 on yksi tai useampia poistoaukkoja 15 paineistetun ° polttoaineen poistamiseksi polttoainekammiosta 6. Poistoaukosta 15 | polttoaineen ruiskutussuuttimelle 2 johtava polttoaineputki 4 on varustettu σ> päävirtausventtiilillä 16, joka avautuu, kun paine polttoainekammiossa 6 S ylittää määrätyn raja-arvon ja sulkeutuu, kun paine polttoainekammiossa 6 o 30 laskee tämän raja-arvon alapuolelle. Päävirtausventtiili 16 on yksitieventtiili, eli se sallii virtauksen polttoainekammiosta 6 kohti polttoaineen 4 ruiskutussuutinta 2, mutta estää virtauksen polttoaineen ruiskutussuuttimesta 2 kohti polttoainekammiota 6.i Y 25 Pump element 5 has one or more outlets 15 for discharging pressurized ° fuel from fuel chamber 6. Outlet 15 | the fuel pipe 4 leading to the fuel injection nozzle 2 is provided with a σ> main flow valve 16 which opens when the pressure in the fuel chamber 6 S exceeds a specified limit and closes when the pressure in the fuel chamber 6 o 30 falls below this limit. The main flow valve 16 is a one-way valve, i.e. it allows flow from the fuel chamber 6 towards the fuel injection nozzle 2 but prevents the flow from the fuel injection nozzle 2 towards the fuel chamber 6.

Pumppuelementin 5 ympärille on järjestetty runko-osa 17. Tulokammio 18 on 5 järjestetty runko-osan 17 ja pumppuelementin 5 väliin. Tulokammio 18 on rengasmainen. Tulokammio 18 on liitetty syöttöputken 19 välityksellä polttoainelähteeseen, kuten polttoainesäiliöön 11. Syöttöputki 19 on varustettu pumpulla 20 polttoaineen syöttämiseksi polttoainelähteestä tulokammioon 18. Tulokammio 18 on liitetty polttoainekammioon 6 yhden tai 10 useamman polttoainekanavan 21 välityksellä. Polttoaineen paluuputki 22 johtaa tulokammiosta 18 takaisin polttoainelähteeseen 11. Polttoaineen paluuputkessa 22 on säätöventtiili 30 polttoaineen paineen säätämiseksi paluuputkessa 22.A housing member 17 is arranged around the pump element 5. The inlet chamber 18 is arranged between the housing member 17 and the pump element 5. Inlet chamber 18 is annular. The inlet chamber 18 is connected via a supply pipe 19 to a fuel source, such as a fuel tank 11. The supply tube 19 is provided with a pump 20 for supplying fuel from the fuel source to the inlet chamber 18. The inlet chamber 18 is connected to the fuel chamber 6 through one or more fuel channels 21. The fuel return pipe 22 leads from the inlet chamber 18 back to the fuel source 11. The fuel return pipe 22 has a control valve 30 for controlling the fuel pressure in the return pipe 22.

15 Mäntä 7 käsittää ensimmäisen ohjausreunan 23, joka sijaitsee männän 7 sivulla. Ensimmäinen ohjausreuna 23 määrittää polttoaineen ruiskutuksen aloitushetken. Toinen ohjausreuna 24 sijaitsee myös männän 7 sivulla. Toinen ohjausreuna 24 määrittää polttoaineen ruiskutuksen lopetushetken. Toinen ohjausreuna 24 on ensimmäisen ohjausreunan 23 alapuolella. Toinen 20 ohjausreuna 24 on kierteinen, joten polttoaineen ruiskutuksen lopetushetkeä voidaan muuttaa pyörittämällä mäntää 7 pituusakselinsa 25 ympäri. Männän 7 sivulle on järjestetty männän pituusakselin 25 suuntainen ura 26.The piston 7 comprises a first guide edge 23 located on the side of the piston 7. The first guide edge 23 defines the starting point for fuel injection. The second guide edge 24 is also located on the side of the piston 7. The second guide edge 24 defines the moment when the fuel injection will stop. The second guide edge 24 is below the first guide edge 23. The second guide edge 24 is helical, so that the end of the fuel injection can be varied by rotating the piston 7 about its longitudinal axis 25. On the side of the piston 7 is provided a groove 26 parallel to the longitudinal axis 25 of the piston.

C\JC \ J

° Ruiskutuspumppu 3 käsittää edelleen toimilaitteen 27 männän 7 i Y 25 pyörittämiseksi pituusakselinsa ympäri ja siten polttoaineen ruiskutuksen ° lopetushetken ja ruiskutuksen keston säätämiseksi. Toimilaite 27 käsittää | esim. männänvarren ympärille järjestetyn hammaspyörän ja sen kanssa σ> yhteistoiminnassa olevan hammastangon. Tangon pituussuuntainen liike S pyörittää mäntää 7 sen pituusakselin 25 ympäri.The injection pump 3 further comprises an actuator 27 for rotating the plunger 7 i Y 25 about its longitudinal axis and thereby adjusting the fuel injection ° end time and injection duration. The actuator 27 comprises | e.g. a gear mounted around a piston rod and a toothed bar cooperating therewith. The longitudinal movement S of the rod rotates the piston 7 about its longitudinal axis 25.

§ 30 5§ 30 5

Kukin polttoaineen ruiskutussuutin 2 on virtausyhteydessä erilliseen pumppuelementtiin 5 polttoaineputken 4 välityksellä. Kuhunkin polttoaineputkeen 4 on liitetty paluuputki 10 polttoaineen poistamiseksi polttoaineputkesta 4. Paluuputki 10 voi olla virtausyhteydessä 5 polttoainesäiliöön 11. Kukin paluuputki 10 on varustettu paineensäätöventtiilillä 12 polttoaineen paineen säätämiseksi polttoaineputkessa 4. Paluuputkessa 10 on myös syöttöventtiili 13, joka on asennettu paineensäätöventtiilin 12 alavirran puolelle. Syöttöventtiili 13 on yksitieventtiili, joka on järjestetty avautumaan, kun paine paluuputkessa 10 10 paineensäätöventtiilin 12 ja syöttöventtiilin 13 välillä ylittää tietyn raja-arvon ja sulkeutumaan, kun paine laskee tämän raja-arvon alapuolelle.Each fuel injection nozzle 2 is in fluid communication with a separate pump element 5 via a fuel pipe 4. A return pipe 10 is connected to each fuel pipe 4 for removing fuel from the fuel pipe 4. The return pipe 10 may be in fluid communication with the fuel tank 11. Each return pipe 10 is provided with a pressure control valve 12 for controlling the fuel pressure in the fuel The inlet valve 13 is a one-way valve arranged to open when the pressure in the return pipe 10 10 between the pressure control valve 12 and the inlet valve 13 exceeds a certain threshold and closes when the pressure drops below this limit.

Polttoaineputkessa 4 on paineanturi 14 polttoaineen paineen mittaamiseksi polttoaineputkessa 4. Paineanturi 14 on asennettu paluuputken 10 haarautumiskohdan alavirran puolelle.The fuel pipe 4 has a pressure sensor 14 for measuring the fuel pressure in the fuel pipe 4. The pressure sensor 14 is mounted downstream of the branch line of the return pipe 10.

1515

Polttoaineen ruiskutusjärjestelmä 1 on varustettu ohjausyksiköllä 29, joka on järjestetty ohjaamaan paineensäätöventtiiliä 12. Polttoaineputkien 4 paineantureiden 14 mittaustiedot siirretään ohjausyksikölle 29.The fuel injection system 1 is provided with a control unit 29 arranged to control the pressure control valve 12. The measurement data of the pressure sensors 14 of the fuel pipes 4 are transmitted to the control unit 29.

Paineensäätöventtiilejä 12 voidaan ohjata pulssinleveysmodulaatio- 20 ohjauksella (PWM), jossa paineensäätöventtiilin 12 toimilaitteen ohjaussignaali tuotetaan PWM-tekniikalla. PWM:ssä toimilaitteelle syötettyä ohjausjännitteen (tai -virran) keskimääräistä arvoa ohjataan kääntämällä cm syötön ja toimilaitteen välistä kytkintä on- ja off-asentojen välillä nopeassa ° tahdissa. Mitä pitempään kytkin on on-asennossa verrattuna off-jaksoihin, v 25 sitä suurempi on toimilaitteelle syötettävä teho. Vaihtoehtoisesti voidaan ° käyttää myös muita ohjaustekniikoita.The pressure control valves 12 may be controlled by a pulse width modulation control (PWM) in which the control signal of the actuator of the pressure control valve 12 is produced by the PWM technique. In PWM, the average value of the control voltage (or current) supplied to the actuator is controlled by turning the switch between the inlet and the actuator in cm between the on and off positions at a rapid ° rate. The longer the switch is in the on position compared to the off periods, the greater the power supplied to the actuator. Alternatively, other control techniques may be used.

CCCC

CLCL

σ> Ohjaus voi perustua suljettuun säätöön tai avoimen piirin ohjaukseen.σ> Control can be based on closed control or open loop control.

CDCD

Suljetussa säädössä ohjausyksikkö 29 ohjaa paineensäätöventtiilin 12 o 30 toimintaa perustuen paineanturin 14 painemittaukseen. Ohjaus voi perustua polttoaineputken 4 maksimipaineen mittaukseen ruiskutustapahtuman 6 aikana. Ohjausyksikkö 29 vertaa mitattua painearvoa referenssiarvoon ja ohjaa paineensäätöventtiiliä 12 siten, että mitattu painearvo lähestyy referenssiarvoa.In closed control, the control unit 29 controls the operation of the pressure control valve 12 o 30 based on the pressure measurement of the pressure sensor 14. The control may be based on measuring the maximum pressure of the fuel line 4 during the injection process 6. The control unit 29 compares the measured pressure value with the reference value and controls the pressure control valve 12 so that the measured pressure value approaches the reference value.

5 Avoimen piirin ohjauksessa ohjausyksikkö 29 on varustettu polttoaineen painematriisilla, joka määrittää referenssiarvot polttoaineen paineelle polttoaineputkessa 4 ja vastaavan paineensäätöventtiilin 12 aseman. Ohjausyksikkö 29 on suunniteltu ohjaamaan paineensäätöventtiiliä 12 polttoaineen painearvomatriisin referenssiarvojen perusteella.5 In open circuit control, the control unit 29 is provided with a fuel pressure matrix which defines reference values for the fuel pressure in the fuel line 4 and the position of the corresponding pressure control valve 12. The control unit 29 is designed to control the pressure control valve 12 based on the reference values of the fuel pressure matrix.

1010

Sekä suljetussa säädössä että avoimen piirin ohjauksessa polttoainepaineen referenssiarvot ovat riippuvaisia moottorin ohjausstrategiasta. Referenssiarvot voidaan määritellä esimerkiksi tietyn moottorinopeuden ja/tai -kuorman tai päästötason parametrina.For both closed-loop and open-loop control, the fuel pressure reference values depend on the engine control strategy. Reference values can be defined, for example, as a parameter for a given engine speed and / or load or emission level.

1515

Seuraavassa polttoaineen ruiskutuspumpun 3 toimintaa kuvataan yksityiskohtaisemmin. Moottorin käydessä nokka-akseli 9 ja nokka 8 pyörivät nokka-akselin pyörähdysakselin 28 ympäri. Polttoainetta syötetään pumpulla 20 polttoainesäiliöstä 11 tulokammioon 18. Männän 7 ollessa 20 alakuolokohdassaan polttoainetta virtaa tulokammiosta 18 polttoainekanavan 21 kautta polttoainekammioon 6. Mäntä 7 alkaa liikkua ylöspäin, eli kohti yläkuolokohtaa, polttoainekammiossa 6. Ensimmäinen ohjausreuna 23 cm peittää polttoainekanavan 21 aukon. Sen jälkeen ylöspäin liikkuva mäntä 7 ° paineistaa polttoainekammiossa 6 olevan polttoaineen. Polttoainetta virtaa Y 25 poistoaukon 15 ja päävirtausventtiilin 16 kautta polttoaineputkeen 4 ja ° polttoaineen ruiskutussuuttimeen 2, kun polttoaineen paine | polttoainekammiossa 6 ylittää päävirtausventtiilin 16 avauspaineen.The operation of the fuel injection pump 3 will now be described in more detail. When the engine is running, the camshaft 9 and cam 8 rotate about the camshaft rotation axis 28. Fuel is supplied by pump 20 from fuel tank 11 to inlet chamber 18. With piston 7 at its lower dead center, fuel flows from inlet chamber 18 through fuel passage 21 to fuel chamber 6. Piston 7 begins to move upward, i.e. toward the dead center, in The upwardly moving piston 7 then pressurizes the fuel in the fuel chamber 6. Fuel flows through Y 25 through outlet 15 and main flow valve 16 to fuel line 4 and ° to fuel injection nozzle 2 when fuel pressure | the fuel chamber 6 exceeds the opening pressure of the main flow valve 16.

σ> Ohjausyksikkö 29 ohjaa paineensäätöventtiiliä 12 siten, että polttoaineen ^1"σ> The control unit 29 controls the pressure control valve 12 so that the fuel ^ 1 "

Lo painetta polttoaineputkessa 4 voidaan säätää. Paineensäätöventtiilin 12 o 30 ollessa auki, osa polttoaineesta virtaa polttoaineputkesta 4 paineensäätöventtiilin 12 ja syöttöventtiilin 13 kautta polttoainesäiliöön 11.Lo pressure in fuel line 4 can be adjusted. When the pressure control valve 12 o 30 is open, some of the fuel flows from the fuel line 4 through the pressure control valve 12 and the supply valve 13 to the fuel tank 11.

77

Suljetussa säädössä polttoaineen painetta polttoaineputkessa 4 mitataan paineanturilla 14. Ohjausyksikkö 29 vertaa mitattua painearvoa referenssiarvoon ja ohjaa paineensäätöventtiiliä 12 siten, että mitattu 5 painearvo polttoaineputkessa 4 lähestyy referenssiarvoa. Avoimen piirin ohjauksessa ohjausyksikkö 29 ohjaa paineensäätöventtiiliä 12 polttoaineen painearvomatriisin referenssiarvojen perusteella.In closed control, the fuel pressure in the fuel line 4 is measured by a pressure sensor 14. The control unit 29 compares the measured pressure value with the reference value and controls the pressure control valve 12 so that the measured pressure value 5 in the fuel line 4 approaches the reference value. In open circuit control, the control unit 29 controls the pressure control valve 12 based on the reference values of the fuel pressure matrix.

Polttoainevirta polttoaineputkeen 4 ja polttoaineen ruiskutussuuttimeen 2 10 jatkuu kunnes männän 7 toinen ohjausreuna 24 saavuttaa polttoainekanavan 21 aukon ja avaa sen. Näin polttoaineen paine polttoainekammiossa 6 purkautuu männän 7 sivulla olevan pituussuuntaisen uran 26 ja polttoainekanavan 21 kautta tulokammioon 18. Päävirtausventtiili 16 ja syöttöventtiili 13 sulkeutuvat.The fuel flow to the fuel line 4 and the fuel injection nozzle 2 10 continues until the second guide edge 24 of the piston 7 reaches and opens the opening of the fuel passage 21. Thus, the fuel pressure in the fuel chamber 6 is released through the longitudinal groove 26 on the side of the piston 7 and the fuel passage 21 into the inlet chamber 18. The main flow valve 16 and the supply valve 13 are closed.

15 Mäntä 7 saavuttaa yläkuolokohtansa ja alkaa sen jälkeen liikkua alaspäin polttoainekammiossa 6. Toinen ohjausreuna 24 peittää jälleen polttoainekanavan 21 aukon. Lähellä alakuolokohtaa ensimmäinen ohjausreuna 23 saavuttaa polttoainekanavan 21 aukon ja avaa sen, jolloin 20 polttoainetta virtaa polttoainekanavan 21 kautta polttoainekammioon 6. Mäntä 7 saavuttaa alakuolokohtansa ja jää siihen hetkeksi, jolloin polttoainetta virtaa polttoainekammioon 18 polttoainekanavan 21 kautta.The piston 7 reaches its upper dead center and then begins to move downwardly in the fuel chamber 6. The second guide edge 24 again covers the opening of the fuel passage 21. Near the lower dead center, the first guide edge 23 reaches and opens the opening of the fuel passage 21, whereby the fuel 20 flows through the fuel passage 21 to the fuel chamber 6. The piston 7 reaches its lower dead center and remains for a moment.

C\JC \ J

° Pyöritettäessä mäntää 7 sen pituusakselin 25 ympäri toisen ohjausreunan 24 i Y 25 paikka muuttuu suhteessa polttoainekanavan 21 aukkoon.As the piston 7 is rotated about its longitudinal axis 25, the position of the second guide edge 24 i Y 25 changes with respect to the opening in the fuel channel 21.

° Yläkuolokohtaansa kohti liikkuvan männän toinen ohjausreuna 24 saavuttaa | siis polttoainekanavan 21 aukon ennemmin tai myöhemmin, ja vastaavasti σ> polttoaineen ruiskutus päättyy ennemmin tai myöhemmin. Polttoaineen S ruiskutuksen lopetushetkeä voidaan siten viivästyttää tai aikaistaa, o 30 Polttoaineen ruiskutuksen kestoa voidaan muuttaa pyörittämällä mäntää 7 pituusakselinsa 25 ympäri.° The second leading edge 24 of the piston moving towards its upper dead center reaches | that is, the opening of the fuel passage 21 will sooner or later, and accordingly, the injection of the fuel will end sooner or later. The end of the injection of fuel S can thus be delayed or brought forward, 30 The duration of the injection of fuel can be varied by rotating the piston 7 about its longitudinal axis 25.

Claims (9)

1. Bränsleinsprutningssystem (1) för en kolvmotor innefattande - bränsleinsprutare (2) för att spruta in bränsle i motorns cylindrar, 5. insprutningspumpar (3) för att mata in bränsle i bränsleinsprutarna (2), där varje insprutningspump (3) innefattar ätminstone ett pumpelement (5) för att trycksätta bränslet som skall insprutas, varvid varje bränsleinsprutare (2) är ansluten tili ett separat pumpelement (5) med hjälp av en bränsleledning (4), kännetecknat av att en returledning (10) är ansluten tili bränsleledningen (4), 10 vilken returledning (10) är försedd med en tryckreglerventil (12) för att reglera bränsletrycket i bränsleledningen (4), och att bränsleinsprutningssystemet (1) är försett med en styrenhet (29) som är avsedd att styra tryckreglerventilen (12).A fuel injection system (1) for a piston engine comprising - fuel injectors (2) for injecting fuel into the cylinders of the engine; 5. injection pumps (3) for feeding fuel into the fuel injectors (2), each injection pump (3) comprising at least one pump element (5) for pressurizing the fuel to be injected, each fuel injector (2) connected to a separate pump element (5) by means of a fuel line (4), characterized in that a return line (10) is connected to the fuel line (4) ), Which return line (10) is provided with a pressure control valve (12) for controlling the fuel pressure in the fuel line (4), and that the fuel injection system (1) is provided with a control unit (29) intended to control the pressure control valve (12). 2. Bränsleinsprutningssystem enligt patentkrav 1, kännetecknat av att bränsleledningen (4) är försedd med en trycksensor (14) för att mätä bränsletrycket i bränsleledningen (4).Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the fuel line (4) is provided with a pressure sensor (14) for measuring the fuel pressure in the fuel line (4). 3. Bränsleinsprutningssystem enligt patentkrav 2, kännetecknat av att 20 styrenheten (29) har anordnats att styra tryckreglerventilen (12) pä basen av det av trycksensorn (14) mätta trycket. c\jFuel injection system according to claim 2, characterized in that the control unit (29) is arranged to control the pressure control valve (12) at the base of the pressure measured by the pressure sensor (14). c \ j 4. Bränsleinsprutningssystem enligt patentkrav 3, kännetecknat av att oj styrenheten (29) har anordnats att jämföra det mätta tryckvärdet med ett i ? 25 referensvärde och att styra tryckreglerventilen (12) sä att det mätta ? tryckvärdet närmar sig referensvärdet. X tr □_ en4. Fuel injection system according to claim 3, characterized in that the control unit (29) is arranged to compare the measured pressure value with an i. 25 and controlling the pressure control valve (12) so that it is saturated? the pressure value approaches the reference value. X tr □ _ en 5. Bränsleinsprutningssystem enligt patentkrav 3, kännetecknat av att Lo styrenheten (29) är bränslets tryekvärdesmatris som definierar o 30 referensvärden för bränslets tryck i bränsleledningen (4), och att styrsystemet (29) har anordnats att styra tryckreglerventilen (12) pä basen av referensvärden.Fuel injection system according to claim 3, characterized in that the Lo control unit (29) is the fuel pressure value matrix which defines reference values for the fuel pressure in the fuel line (4), and that the control system (29) is arranged to control the pressure control valve (12) on the base of the reference . 6. Bränsleinsprutningssystem enligt nägot av tidigare patentkrav, 5 kännetecknat av att returledningen (10) är försedd med en matningsventil (13) som anordnats nedströms om tryckreglerventilen (12), matningsventilen (13) är en envägsventil, som har anordnats att öppnas när trycket i returledningen (10) överskrider en viss gräns.Fuel injection system according to any of the preceding claims, characterized in that the return line (10) is provided with a supply valve (13) arranged downstream of the pressure control valve (12), the supply valve (13) is a one-way valve which is arranged to open when the pressure in the return line (10) exceeds a certain limit. 7. Bränsleinsprutningssystem enligt nägot av tidigare patentkrav, kännetecknat av att tryckreglerventilen (12) styrs med styrning genom pulsbreddmodulering.Fuel injection system according to any of the previous claims, characterized in that the pressure control valve (12) is controlled with control by pulse width modulation. 8. Bränsleinsprutningssystem enligt nägot av tidigare patentkrav, 15 kännetecknat av att bränslepumpens pumpelement (5) innefattar en bränslekammare (6) och en i bränslekammaren anordnad fram och tillbaka rörlig kolv (7), en bränslekanal (21) och ett bärnsleutlopp (15), som har anordnats i flödesförbindelse med bränslekammaren (6).Fuel injection system according to any one of the preceding claims, characterized in that the pump element (5) of the fuel pump comprises a fuel chamber (6) and a reciprocating piston (7) arranged in the fuel chamber, a fuel channel (21) and a carrier loop outlet (15), which is arranged in flow communication with the fuel chamber (6). 9. Bränsleinsprutningssystem enligt patentkrav 8, kännetecknat av att koiven (7) innefattar en första styrkant (23), som definierar inledningspunkten för insprutning av bränsle, och en andra styrkant (24), som definierar cm avslutningspunkten för insprutning av bränsle. δ CM ö o X DC CL σ> co LO δ CMFuel injection system according to claim 8, characterized in that the cowl (7) comprises a first guide edge (23) which defines the starting point for fuel injection, and a second guide edge (24) which defines the end point for fuel injection. δ CM ö o X DC CL σ> co LO δ CM
FI20115649A 2011-06-23 2011-06-23 Fuel injection systems FI123271B (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115649A FI123271B (en) 2011-06-23 2011-06-23 Fuel injection systems
KR1020147001644A KR101781791B1 (en) 2011-06-23 2012-06-15 Fuel injection system
EP12743197.1A EP2724013B1 (en) 2011-06-23 2012-06-15 Fuel injection system
PCT/FI2012/050624 WO2012175800A2 (en) 2011-06-23 2012-06-15 Fuel injection system
CN201280030920.7A CN103620199B (en) 2011-06-23 2012-06-15 Fuel injection system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115649A FI123271B (en) 2011-06-23 2011-06-23 Fuel injection systems
FI20115649 2011-06-23

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20115649A0 FI20115649A0 (en) 2011-06-23
FI20115649A FI20115649A (en) 2012-12-24
FI123271B true FI123271B (en) 2013-01-31

Family

ID=44206858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20115649A FI123271B (en) 2011-06-23 2011-06-23 Fuel injection systems

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2724013B1 (en)
KR (1) KR101781791B1 (en)
CN (1) CN103620199B (en)
FI (1) FI123271B (en)
WO (1) WO2012175800A2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3032086A1 (en) * 2014-12-08 2016-06-15 Wärtsilä Finland Oy Fuel injection arrangement
EP3032091B1 (en) * 2014-12-08 2019-03-20 Wärtsilä Finland Oy Fuel injection arrangement
DE102018208901A1 (en) * 2018-06-06 2019-12-12 Robert Bosch Gmbh Water injection device for an internal combustion engine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3304755B2 (en) * 1996-04-17 2002-07-22 三菱電機株式会社 Fuel injection device
KR100612784B1 (en) * 2002-01-31 2006-08-17 가부시키가이샤 덴소 Accumulator injection system
DE10237586A1 (en) * 2002-08-16 2004-02-26 Robert Bosch Gmbh Fuel injection installation for IC engine, such as diesel engine with high pressure pump for fuel delivery to buffer container, whose piston is driven from engine camshaft
JP2005146882A (en) * 2003-11-11 2005-06-09 Toyota Motor Corp Fuel injection device for internal combustion engine
JP4432610B2 (en) * 2004-05-17 2010-03-17 トヨタ自動車株式会社 Fuel supply device for internal combustion engine
DE102006040441B3 (en) * 2006-08-29 2008-02-21 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for identifying opening of passive pressure limiting valve, involves supplying fuel from common-rail system in fuel tank, where load shedding is identified
JP4318266B2 (en) * 2007-03-30 2009-08-19 エムエーエヌ・ディーゼル・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・エスイー・ティスクランド Cam-driven fuel injection system for large two-cycle diesel engines
DE102009031527B3 (en) * 2009-07-02 2010-11-18 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for controlling and regulating an internal combustion engine
DE102009051390B4 (en) * 2009-10-30 2015-10-22 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for controlling and regulating an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
KR101781791B1 (en) 2017-09-26
CN103620199B (en) 2016-05-04
FI20115649A0 (en) 2011-06-23
WO2012175800A3 (en) 2013-02-14
CN103620199A (en) 2014-03-05
KR20140043127A (en) 2014-04-08
FI20115649A (en) 2012-12-24
WO2012175800A2 (en) 2012-12-27
EP2724013A2 (en) 2014-04-30
EP2724013B1 (en) 2015-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2697583C2 (en) Method (versions) and fuel feed system control system
US7201148B2 (en) Pressure accumulation fuel injection controller
JP4624846B2 (en) Volumetric fuel injection system for internal combustion engines
RU2012149959A (en) ENGINE OPERATION METHOD (OPTIONS) AND ENGINE CONTROL SYSTEM
EP2317102A3 (en) Control apparatus for internal combustion engine
JP2007023944A (en) Fuel injection device and method for detecting failure of fuel injection device
FI123271B (en) Fuel injection systems
JP2010043647A (en) High pressure flow rate variable pump for fuel injection system
RU2015154684A (en) METHOD (OPTIONS) AND ZERO FLOW LUBRICATION SYSTEM FOR HIGH PRESSURE FUEL PUMP
KR101473996B1 (en) Dual Fual injection Valve and Dual Fual injection Device Using The Same
KR102674893B1 (en) Method and control device for operating a common-rail fuel supply system
US6840224B2 (en) Pressure-elevating type fuel injecting system
US20100282211A1 (en) Fuel delivery system
US20050056258A1 (en) Fuel supply apparatus and fuel pressure regulating method for internal combustion engine
KR101031422B1 (en) Fuel supply device for engine
US20050045149A1 (en) Fuel injection system
JP4144360B2 (en) Accumulated fuel injection system
CN109424474B (en) Water injection device for internal combustion engine
JP2004156574A (en) Fluid loss/oil pressure fluctuation reducing structure for common rail (cr) fuel injection system
JP5545823B2 (en) Control device for accumulator fuel injector
WO2010082217A1 (en) A fuel injection system for an internal combustion engine
JP2009057867A (en) Fuel injection control device and fuel injection system using the device
JP2013096356A (en) Fuel supply system
JP4407647B2 (en) Fuel injection device for internal combustion engine
EP3818256B1 (en) A method for upgrading a lubrication system in a large slow-running two-stroke engine

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123271

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed