JP5328802B2 - Fuel injection system for internal combustion engine with HC injector - Google Patents
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Description
ディーゼル方式で作動する内燃機関には、次第に厳しくなる排ガス規制に基づいて、排ガス経路に、より頻繁に微粒子フィルタが用いられるようになっている。一般的に、内燃機関の制御装置が、燃焼室に配置されたインジェクタの後噴射を行うことにより、微粒子フィルタは再生されるので、高温の排ガスにおいて依然として燃焼していない燃料が、排ガス管内で酸化され、これにより微粒子フィルタの再生を行うのに必要な熱が提供される。 In an internal combustion engine that operates in a diesel system, a particulate filter is used more frequently in the exhaust gas path based on exhaust gas regulations that are becoming increasingly strict. Generally, the particulate filter is regenerated by the post-injection of the injector disposed in the combustion chamber by the control device of the internal combustion engine, so that fuel that is not yet burned in the high-temperature exhaust gas is oxidized in the exhaust gas pipe. This provides the heat necessary to regenerate the particulate filter.
後噴射は、多くの場合十分ではないので、既に公知であるが、排ガス経路にいわゆるHC(炭化水素)インジェクタが設けられる。HCインジェクタは、単数または複数の微粒子フィルタの上流側で排ガス管に燃料を噴射し、これにより微粒子フィルタ再生の管理が改善される。 Since post-injection is not sufficient in many cases, it is already known, but a so-called HC (hydrocarbon) injector is provided in the exhaust gas path. The HC injector injects fuel into the exhaust pipe upstream of the single or multiple particulate filters, thereby improving the management of particulate filter regeneration.
HCインジェクタにより噴射される燃料のできるだけ微細な噴霧を実現するために、7bar〜10bar(相対圧)の運転圧が所望される。このために必要な燃料回路は、低くはない噴射圧に基づいて割合高価であり、しかもごくたまにしか必要とされない。典型的には、一部では10時間を大きく越える運転時間に相当する、500km〜1000km毎に、微粒子フィルタの再生が必要であり、この場合再生は、約10min〜20minしか掛からない。この短い時間の間だけHCインジェクタが作動状態となる。要するにHCインジェクタおよび上流側に配置されたポンプの運転時間は、内燃機関の総運転時間のごく一部でしかない。 An operating pressure of 7 bar to 10 bar (relative pressure) is desired in order to achieve the finest possible spray of fuel injected by the HC injector. The fuel circuit required for this is relatively expensive based on the injection pressure which is not low and is only occasionally required. Typically, the particulate filter needs to be regenerated every 500 km to 1000 km, which in part corresponds to an operating time greatly exceeding 10 hours, in which case the regeneration takes only about 10 min to 20 min. The HC injector is activated only during this short time. In short, the operating time of the HC injector and the pump arranged upstream is only a small part of the total operating time of the internal combustion engine.
発明の開示
本発明の課題は、HCインジェクタを備えた燃料噴射系を改良して、作用効率およびコストに関して最適化されたものを提供することである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an improved fuel injection system with HC injectors that is optimized for efficiency and cost.
この課題を解決するための本発明の装置によれば、内燃機関の燃料噴射系であって、低圧部分および高圧部分が設けられており、低圧部分に前搬送ポンプが設けられており、前搬送ポンプは、燃料タンクから高圧ポンプに燃料を搬送し、高圧部分に高圧ポンプが設けられており、高圧ポンプは、高圧下の燃料をコモンレールまたは少なくとも1つの噴射弁に搬送するものにおいて、低圧部分は、少なくとも1つのHCインジェクタを備えており、少なくとも1つのHCインジェクタは、必要な場合、燃料を、単数または複数の微粒子フィルタの上流側で、内燃機関の排ガス後処理装置に噴射することを特徴とする。 According to the apparatus of the present invention for solving this problem, a fuel injection system for an internal combustion engine is provided with a low-pressure part and a high-pressure part, a pre-conveying pump is provided in the low-pressure part, The pump conveys fuel from a fuel tank to a high-pressure pump, and a high-pressure pump is provided in a high-pressure portion. The high-pressure pump conveys fuel under high pressure to a common rail or at least one injection valve. At least one HC injector, wherein the at least one HC injector, when necessary, injects fuel upstream of the one or more particulate filters into the exhaust gas aftertreatment device of the internal combustion engine. To do.
本発明において要求された、燃料噴射系の低圧部分に対するHCインジェクタの組込により、HCインジェクタ用の特別な燃料ポンプを省略することができる。またポンプの省略というよりも、必然的に設けられる前搬送ポンプが、必要な場合、HCインジェクタに燃料を搬送するためにも用いられる。これにより燃料噴射系の簡素化が得られ、製作コストが大幅に削減される。更なる利点によれば、追加的な燃料ポンプが不要であり、これにより燃料噴射系を備えた車両の重量、ひいては燃料消費およびCO2エミッションが僅かになる。 By incorporating the HC injector into the low pressure part of the fuel injection system required in the present invention, a special fuel pump for the HC injector can be omitted. Also, rather than omitting the pump, a pre-conveying pump that is inevitably provided is also used to convey fuel to the HC injector, if necessary. This simplifies the fuel injection system and greatly reduces manufacturing costs. According to a further advantage, no additional fuel pump is required, which reduces the weight of the vehicle with the fuel injection system, and thus fuel consumption and CO 2 emissions.
本発明による燃料噴射系の形態では、前搬送ポンプが、電気駆動式の燃料ポンプとしてまたは機械駆動式の燃料ポンプとして形成されている。選択的に、機械駆動式の搬送ポンプに対して追加的に、作動接続可能な補助燃料ポンプを設けてもよい。 In the form of the fuel injection system according to the invention, the front conveying pump is formed as an electrically driven fuel pump or as a mechanically driven fuel pump. Optionally, an auxiliary fuel pump that can be operatively connected may be provided in addition to the mechanically driven transport pump.
原則として電気駆動式に作動接続可能な補助燃料ポンプは、通常、内燃機関の始動時にできるだけ迅速な圧力上昇を達成するために用いられる。またこの補助燃料ポンプは、燃料噴射系をタンク空運転のあとで再び充填するために用いてもよい。内燃機関が始動して、機械駆動式の搬送ポンプが十分な圧力を形成すると、直ちに補助燃料ポンプは再び停止される。本発明によれば、内燃機関の運転時に、補助燃料ポンプを作動接続することができるので、燃料噴射系の低圧部分において2段階の圧力上昇が行われる。最初の圧力上昇は、補助燃料ポンプによって及ぼされ、これに対して補助燃料ポンプの下流側に配置された機械駆動式の搬送ポンプが、追加的な圧力上昇を及ぼす。これにより特別な運転モードの間に、前搬送ポンプの吐出側の圧力が短時間で所望に高められるので、HCインジェクタにより燃料を噴射するために十分な高圧が低圧部分に存在することになる。電気式に作動接続可能な補助燃料ポンプが極めて短い運転時間を有しているので、再生のための約10min〜20minの短い追加的な使用は簡単に実現され、存在する補助燃料ポンプの頑丈さおよび耐用期間を高めるための追加的な手段は必要とされない。 Auxiliary fuel pumps, which in principle can be connected in an electrically driven manner, are usually used to achieve the fastest possible pressure increase when starting the internal combustion engine. The auxiliary fuel pump may be used to refill the fuel injection system after the tank empty operation. As soon as the internal combustion engine is started and the mechanically driven transport pump creates sufficient pressure, the auxiliary fuel pump is stopped again. According to the present invention, since the auxiliary fuel pump can be operatively connected during operation of the internal combustion engine, a two-stage pressure increase is performed in the low pressure portion of the fuel injection system. The initial pressure increase is exerted by the auxiliary fuel pump, whereas a mechanically driven transport pump located downstream of the auxiliary fuel pump exerts an additional pressure increase. Thus, during the special operation mode, the pressure on the discharge side of the pre-conveying pump is increased as desired in a short time, so that a high pressure sufficient to inject fuel by the HC injector exists in the low pressure portion. Since the auxiliary fuel pump, which can be electrically activated, has a very short operating time, a short additional use of about 10 min to 20 min for regeneration is easily realized and the robustness of the existing auxiliary fuel pump And no additional means are required to increase the service life.
選択的に、少なくとも1つのHCインジェクタは、燃料流入路または燃料高圧ポンプ内室に接続することができる。もちろん少なくとも1つのHCインジェクタを戻し流路に接続することもできる。 Optionally, the at least one HC injector can be connected to a fuel inlet or a fuel high pressure pump chamber. Of course, at least one HC injector can also be connected to the return channel.
通常運転では、前搬送ポンプの搬送圧ひいては燃料噴射系の低圧部分における圧力をできるだけ小さく維持するよう所望されるので、本発明の別の有利な形態では、燃料高圧ポンプの内室と戻し流路との間に、圧力調整弁が配置されている。圧力調整弁により、通常運転における内燃機関の低圧部分の運転圧が調整される。追加的に本発明によれば、一時的に燃料噴射系の低圧部分における圧力を、圧力調整弁の適切な制御により高めることができ、それもHCインジェクタにより内燃機関の排ガス後処理装置に燃料を噴射するために十分に高い圧力が提供されるように高めることができる。 In normal operation, it is desired to keep the transport pressure of the pre-transport pump and thus the pressure in the low pressure portion of the fuel injection system as small as possible, so in another advantageous form of the invention the inner chamber and return flow path of the fuel high pressure pump. Between the two, a pressure regulating valve is arranged. The operating pressure of the low-pressure portion of the internal combustion engine during normal operation is adjusted by the pressure adjustment valve. In addition, according to the present invention, the pressure in the low pressure portion of the fuel injection system can be temporarily increased by appropriate control of the pressure regulating valve, which also supplies fuel to the exhaust gas aftertreatment device of the internal combustion engine by the HC injector. The pressure can be increased to provide a sufficiently high pressure to inject.
圧力調整弁は、たとえば前搬送ポンプの吸込側における燃料流入路における圧力により制御することができる。前搬送ポンプの搬送流量の短時間的な上昇により、低圧部分における圧力も圧力調整弁の特性曲線に従って高まる。 The pressure regulating valve can be controlled by, for example, the pressure in the fuel inflow path on the suction side of the front transfer pump. Due to the short-time increase in the conveyance flow rate of the front conveyance pump, the pressure in the low pressure portion also increases according to the characteristic curve of the pressure regulating valve.
本発明の別の有利な形態によれば、圧力調整弁と戻し流路との間に切換可能な絞りが配置されている。切換可能な絞りは、低圧部分における圧力を高めようとする場合に、電気式または液圧式に切り換えて、作動させることができる。 According to another advantageous embodiment of the invention, a switchable throttle is arranged between the pressure regulating valve and the return channel. The switchable throttle can be operated by switching to an electric type or a hydraulic type in order to increase the pressure in the low pressure portion.
また前述の課題を解決するための本発明の方法によれば、燃料噴射系を運転する方法であって、燃料噴射系に低圧部分および高圧部分が設けられており、低圧部分に前搬送ポンプが設けられており、前搬送ポンプは、燃料タンクから高圧ポンプに燃料を搬送し、高圧部分に高圧ポンプが設けられており、高圧ポンプは、高圧下の燃料をコモンレールまたは少なくとも1つの噴射弁に搬送し、低圧部分に、少なくとも1つのHCインジェクタが接続されており、少なくとも1つのHCインジェクタは、必要な場合、燃料を、単数または複数の微粒子フィルタの上流側で、内燃機関の排ガス管に噴射するものにおいて、HCインジェクタにより燃料を噴射する間、燃料噴射系の低圧部分における圧力を高めることを特徴とする。 Further, according to the method of the present invention for solving the above-mentioned problem, the fuel injection system is operated, wherein the fuel injection system is provided with the low pressure portion and the high pressure portion, and the pre-transport pump is provided in the low pressure portion. A pre-conveying pump is provided to convey fuel from a fuel tank to a high-pressure pump, and a high-pressure pump is provided in a high-pressure part. The high-pressure pump conveys high-pressure fuel to a common rail or at least one injection valve. And at least one HC injector is connected to the low pressure section, and the at least one HC injector injects fuel into the exhaust pipe of the internal combustion engine upstream of the one or more particulate filters, if necessary. The apparatus is characterized in that the pressure in the low pressure portion of the fuel injection system is increased while the fuel is injected by the HC injector.
これにより、内燃機関の排ガス管に燃料を噴射するために、HCインジェクタのための十分に高い噴射圧が提供される。内燃機関の通常運転では、つまり燃料がHCインジェクタを通って噴射されない運転では、燃料噴射系の低圧部分における圧力は、再び通常値に低下することができる。これによりとりわけ前搬送ポンプが負荷軽減され、燃料の加熱は低下し、燃料噴射系の全体効率が高まる。 This provides a sufficiently high injection pressure for the HC injector to inject fuel into the exhaust pipe of the internal combustion engine. In the normal operation of the internal combustion engine, that is, in the operation in which the fuel is not injected through the HC injector, the pressure in the low pressure portion of the fuel injection system can be lowered again to the normal value. This particularly reduces the load on the front transport pump, reduces fuel heating, and increases the overall efficiency of the fuel injection system.
さらに前搬送ポンプは、HCインジェクタの噴射圧に相当する継続運転圧に設計する必要はない。前搬送ポンプは、短時間(つまり数分間)HCインジェクタの噴射圧を提供すれば十分である。これにより前搬送ポンプは安価に小さく形成することができる。 Further, the front transfer pump does not need to be designed to have a continuous operation pressure corresponding to the injection pressure of the HC injector. It is sufficient for the pre-conveying pump to provide the injection pressure of the HC injector for a short time (ie several minutes). As a result, the pre-conveying pump can be made small at low cost.
本発明において要求される、低圧部分における短時間的な圧力上昇は、電気駆動式の前搬送ポンプでは、前搬送ポンプの制御圧の上昇により、または圧力調整式で電気駆動式のポンプでは、圧力の目標値の上昇により行うことができる。 The short-time pressure increase in the low-pressure portion required in the present invention is caused by an increase in the control pressure of the pre-conveying pump in the electrically driven pre-conveying pump, or in the pressure-regulated electric driving pump. This can be done by increasing the target value.
選択的に、前搬送ポンプに対して追加的に、上流側で、電気駆動式の補助燃料ポンプを設けることもでき、低圧部分における一時的な圧力上昇は、前搬送ポンプに対して追加的な補助燃料ポンプの一時的な作動接続により行われる。これにより、簡単な構成で、燃料噴射系の低圧部分における2段階の圧力上昇が実現され、この場合両方の圧力上昇の合計は、HCインジェクタの噴射圧に到達する程度の大きさにする必要がある。 Optionally, in addition to the pre-conveying pump, an electrically driven auxiliary fuel pump can also be provided upstream, so that a temporary pressure increase in the low-pressure part is additional to the pre-conveying pump. This is done by a temporary working connection of the auxiliary fuel pump. This realizes a two-stage pressure increase in the low-pressure portion of the fuel injection system with a simple configuration. In this case, the sum of both pressure increases needs to be large enough to reach the injection pressure of the HC injector. is there.
選択的または追加的に、低圧部分における圧力上昇は、戻し流路の上流側に配置された切換可能な絞りの作動により行うこともできる。戻し流量の所望の絞りにより、低圧部分における運転圧は、圧力調整弁の特性曲線に従って高い値に変化するので、HCインジェクタにより燃料を噴射するために十分な圧力が達成される。 As an alternative or in addition, the pressure increase in the low-pressure part can also be effected by the operation of a switchable throttle arranged upstream of the return channel. Due to the desired restriction of the return flow rate, the operating pressure in the low pressure portion changes to a high value according to the characteristic curve of the pressure regulating valve, so that sufficient pressure is achieved to inject fuel by the HC injector.
駆動軸の支承箇所を通流する燃料と共に、または駆動軸の支承箇所を通流する燃料なしに、ポンプハウジングからの戻し流量である、単数または複数の戻し流量は、切換可能な絞りを通流可能であり、この場合追加的にインジェクタからの漏れ流量も切換可能な絞りを通流可能である。 The return flow (s), which is the return flow from the pump housing, with or without fuel flowing through the drive shaft support, is passed through a switchable throttle. In this case, the leakage flow rate from the injector can also be passed through a switchable throttle.
本発明の別の利点および有利な形態は、以下の図面の説明、発明を実施するための形態および特許請求の範囲から理解することができる。図面の説明、発明を実施するための形態および特許請求の範囲に開示した特徴は、個別的にみなしても、組み合わせた形でみなしても、本発明にとって重要である。 Other advantages and advantageous forms of the invention can be understood from the following description of the drawings, modes for carrying out the invention and claims. The features disclosed in the description of the drawings, the detailed description and the claims are important to the invention, whether individually or in combination.
発明を実施するための形態
図1には、本発明による燃料噴射系の第1形態をブロック回路図で示した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION FIG. 1 is a block circuit diagram showing a first embodiment of a fuel injection system according to the present invention.
燃料噴射系は、主に燃料高圧ポンプ1、タンク3、圧力センサ4、電気駆動式の前搬送ポンプ5、燃料フィルタ7、レール9および圧力制限弁11を備えている。レール9に接続されたインジェクタは、ここでは図示していない。
The fuel injection system mainly includes a fuel high-pressure pump 1, a
圧力制限弁11は、戻し流路13に通じており、戻し流路13に、図示していないインジェクタの漏れ流量も導出される。戻し流路13は、本形態では、タンク3に通じていて、そこでジェットポンプ10を駆動する。
The
燃料高圧ポンプ1の内側に、選択的に温度センサTを配置してもよい。燃料高圧ポンプ1は、燃料流入路15、フィルタ7および前搬送ポンプ5を介して、タンク3と液圧式に接続されている。前搬送ポンプ5の下流側で、燃料流入路15に、HCインジェクタ16が接続されている。HCインジェクタ16によって、必要な場合、内燃機関の排ガス管(図示していない)に燃料を噴射することができる。微粒子フィルタの上流側で排ガス管に燃料を所望に噴射することによって、微粒子フィルタの再生が行われる。
A temperature sensor T may be selectively disposed inside the fuel high-pressure pump 1. The fuel high-pressure pump 1 is hydraulically connected to the
燃料流入路15は、前搬送ポンプ5の吐出側を、高圧ポンプ1のポンプハウジングの内室17と接続するので、前搬送ポンプ5の全搬送流れが内室17に到達する。接続路18が、一方ではポンプハウジングの内室17と、他方では調量ユニット19および戻し流路13との間の液圧式の接続を形成する。接続路18と戻し流路13との間に圧力調整弁20が配置されている。
The
調量ユニット19は、燃料高圧ポンプ1のポンプエレメント21により吸い込まれる燃料流量ひいては搬送流量を調整するために用いられる。このためにポンプエレメント21の吸込側は、弁流路23を介して、調量ユニット19の出口と液圧式に接続されている。
The
ポンプエレメント21は、主に吸込弁25と高圧側の逆止弁27とピストン29とから成っており、ピストン29は、シリンダ孔(符号を付していない)内で往復運動する。ポンプエレメント21のピストン29は、ローラタペット31を介して駆動軸35のカム33により駆動される。ポンプエレメント21は、高圧下にある燃料を、高圧流路34を介してレール9に搬送する。
The
カム33は、駆動軸35の一部であり、駆動軸35は、カム33の両側で、第1の支承部および第2の支承部においてポンプハウジング(図示していない)内で回動可能に支承されている。駆動軸35は、ポンプハウジングの内室17内に配置されている。駆動軸35の支承部を通って、強制的に燃料流入路15からポンプハウジングの内室17に通流する燃料の部分流れが通流する。支承部は、図1のブロック回路図では絞り箇所として示した。第1の支承部は図1では符号39を付し、第2の支承部は符号41を付した。
The
図1に示した本発明における燃料高圧ポンプの第1形態では、圧力制限弁20は、燃料高圧ポンプ1の内室17の下流側に配置されている。圧力制限弁20は、制御ピストン55と漏れ流路57とを備えており、制御ピストン55は、ばね56によって閉鎖方向に荷重を掛けられている。
In the first embodiment of the fuel high-pressure pump according to the present invention shown in FIG. 1, the
内室17の下流側に圧力制限弁20を配置したことによって、内室17に、前搬送ポンプ5の吐出側とほぼ同じ圧力が作用する。通常、前搬送ポンプ5ひいては内室17の吐出側における正圧は、約3bar〜6barである。
By disposing the
内室17に作用する圧力によって、とりわけ支承部39,41を通る燃料が圧力を受ける。第1の支承部39および第2の支承部41は、原則的に滑り軸受けとして形成されているので、支承部39,41の強制的な通流により、支承部39および/または支承部41に流体力学的な潤滑楔が形成される。これにより第1の支承部39および第2の支承部41の負荷能力は大幅に高まり、同時に第1の支承部39および第2の支承部41からの放熱が改善される。
Due to the pressure acting on the
接続路18における圧力調整弁20の配置は、燃料噴射系の通常運転において特に有利であり、前搬送ポンプの搬送出力を低減することができる。その意味するところによれば、燃料噴射系の低圧部分における通常の運転圧は、HCインジェクタを運転するには十分でない。つまりHCインジェクタ16により内燃機関の排ガス後処理装置に燃料を噴射するところの圧力が低過ぎる場合、燃料は十分に微細に噴霧されず、これにより、噴射される燃料の完全な燃焼は保証されない。不完全な燃焼では、内燃機関のエミッション値が悪化し、これは所望されない。
The arrangement of the
本発明によれば、HCインジェクタ16による燃料の噴射と同時に、燃料噴射系の低圧部分における圧力を高めることができる。圧力上昇は、電気駆動式の前搬送ポンプ5の供給電圧を高めることにより行うことができるので、前搬送ポンプ5は高い回転数で作動し、したがって搬送圧が所望値に高まる。
According to the present invention, the pressure in the low pressure portion of the fuel injection system can be increased simultaneously with the fuel injection by the
選択的に、圧力調整装置を介して運転圧を高めることもできる。このためには前搬送ポンプ5の搬送側に圧力センサ4が要求され、圧力センサ4は、図示していない信号ラインを介して圧力調整装置と接続されている。通常運転では、前搬送ポンプ5は、低圧部分における圧力の目標値psollとして約3bar〜5barが設定される。燃料をHCインジェクタにより噴射しようとする場合、圧力調整装置の目標値psollは、一時的に約7bar〜10barの値に高められる。したがって前搬送ポンプ5は、圧力調整装置によって、低圧部分に所望の目標圧力psollが生じるように制御される。
Optionally, the operating pressure can also be increased via a pressure regulator. For this purpose, a pressure sensor 4 is required on the transport side of the
微粒子フィルタの再生およびこのために必要なHCインジェクタによる排ガス管への燃料噴射が10min〜20minしか掛からず、しかも滅多に必要とされないので、この短い運転時間において、前搬送ポンプ5は、損傷を受けずに、もしくは耐用期間を大幅に低下させることなく、公称値の上位範囲で運転することができる。したがって本発明による燃料噴射系は、より強いポンプを追加的に導入することなく実現可能であり、このことは経済的な観点から有利である。
Since the regeneration of the particulate filter and the fuel injection to the exhaust gas pipe by the HC injector necessary for this take only 10 to 20 minutes and are rarely required, the
HC噴射のために低圧部分に形成された高い圧力が支承部39,41を介して再び低下することを回避するために、戻し流路13との、支承部39,41の少なくとも一方の流出路の接続路に通流量制限エレメント42を配置することができる。両方の支承部39,41の流出路は先ずまとめられ、次いでまとめて戻し流路13と接続するようにしてもよく、この場合には両方の支承部39,41のために単個の通流量制限エレメント42しか必要とされない。通流量制限エレメント42は、たとえば絞り箇所として形成することができる。選択的に通流量制限弁42は、たとえば電気式または液圧式に操作される弁の構成で切換可能な絞りとして形成してもよい。さらに通流量制限エレメント42は、特定の圧力で開いて、そのあとで弁特性曲線に従って圧力上昇を及ぼす圧力保持弁として形成してもよい。圧力調整弁20が、漸進するばね曲線を有している場合、通流量制限エレメント42との組み合わせが特に有利である。これにより、通常運転で、つまりHC噴射のない運転で、低圧部分にできるだけ一定の圧力が得られ、これに対してHC噴射のために低圧部分における搬送量が増加して低圧部分においてできるだけ強い圧力上昇が得られる。圧力調整弁20のばねは、開放ストロークと共にばね強さが大きくなるように設計されている。
In order to avoid that the high pressure formed in the low pressure part due to the HC injection drops again via the
図2には、本発明による燃料噴射系の別の形態を示した。本形態では、前搬送ポンプ5は、機械式に駆動される。前搬送ポンプ5は、多くの場合高圧ポンプ1の駆動軸35と直に連結されている。このような固い連結に起因して、内燃機関の始動時(もちろんここでは回転数は極めて小さい)には、圧力上昇は、比較的ゆっくりと行われる。その不足を補うために、前搬送ポンプ5の上流側に、電気駆動式に作動接続可能な補助燃料ポンプ43が設けられている。補助燃料ポンプ43は、一般的に内燃機関の始動時にだけ運転されるので、燃料噴射系において迅速な圧力上昇が実現される。本発明によれば、HCインジェクタ16により燃料を噴射しようとする場合、補助ポンプが、同時に、内燃機関の運転中でも、前搬送ポンプ5と液圧式に直列で運転される。したがって補助ポンプ43と前搬送ポンプ5との搬送出力は、HCインジェクタによる燃料の微細噴霧を保証するのに十分な値に加算される。
FIG. 2 shows another embodiment of the fuel injection system according to the present invention. In this embodiment, the
前搬送ポンプの吸込側に吸込絞り45が設けられており、吸込絞り45は、前搬送ポンプ5の搬送量が特に高い回転数の場合に制限されるように働く。
A suction throttle 45 is provided on the suction side of the front transport pump, and the suction throttle 45 functions so as to be limited when the transport amount of the
第2形態の機械駆動式の前搬送ポンプ5は、ベーンポンプ、内接歯車ポンプ、特にトロコイドポンプ(Gerotorpumpe:ジェロータポンプ)または外接歯車ポンプとして形成することができる。このポンプでは、回転する構成部材とポンプハウジングとの間にギャップが存在しており、ギャップは漏れ損失の原因となる。図2には、このギャップを、絞り(符号49参照)の記号で表した。ギャップを通って流出する漏れ流量は、漏れ流路51を通って導出される。漏れ流路51は、第1の支承部39を通流する燃料流量を漏れ流路13に供給する流路(符号を付していない)に通じている。
The mechanically driven
図2に示した形態では、HCインジェクタ16に、燃料高圧ポンプ1の内室17から燃料が供給され、HCインジェクタ16は、前搬送ポンプ5の下流側に配置されているので、HCインジェクタ16は、前搬送ポンプ5の搬送圧で荷重を掛けられる。補助燃料ポンプ43を作動接続(スイッチオン)すると、高圧ポンプ1の回転数および補助燃料ポンプ43の出力に応じて、内室17ひいてはHCインジェクタ16において圧力上昇が生じる。
In the form shown in FIG. 2, fuel is supplied to the
図3には、本発明による燃料噴射系の別の形態を示した。本形態では、補助燃料ポンプ43は設けられていないが、圧力上昇は、電気作動式に切換可能な絞り50を介して行われ、絞り50は、戻し流路13の上流側で、圧力調整弁20の後方に配置されている。支承箇所39,41を通流する燃料は、切換可能な絞り50を通流しない。
FIG. 3 shows another embodiment of the fuel injection system according to the present invention. In this embodiment, the
絞り50の作動状態では、燃料高圧ポンプの内室17からの戻し流量は低減される。その結果として切換可能な絞り50の上流側で圧力上昇が生じるので、HCインジェクタ16に荷重を掛ける圧力は、7bar〜10barの所望値に高められる。
In the operating state of the
本発明による燃料噴射系の、図4に示した形態では、切換可能な絞り50は、液圧式に制御される。ここでは、図3に示した形態と同様に、圧力調整弁20と、支承部39,41の戻し流量の共通のガイドとの間の戻し流路が絞られる。
In the embodiment shown in FIG. 4 of the fuel injection system according to the invention, the
制御が液圧式に行われる場合、絞り箇所61に生じる圧力低下が利用される。絞り箇所61は、HCインジェクタ16の供給路(符号を付していない)に配置されている。つまり、HCインジェクタ16が燃料を噴射すると、直ちに絞り箇所に圧力低下が生じる。1つが絞り箇所の上流側に、また別の1つが絞り箇所61の下流側に接続された制御路を介して、切換可能な絞り50は液圧式に制御される。
When the control is performed hydraulically, a pressure drop generated at the throttled
絞り箇所61は、燃料高圧ポンプ1またはHCインジェクタ16に組み込むか、または外側に、HCインジェクタ16の流入路に配置することができる。
The throttled
ポンプハウジングの内室17からの戻し流量を低圧部分の絞りおよび圧力上昇に利用することができる。さらにまた支承部39,41を通流する燃料量および/またはインジェクタ(図示していない)の漏れ流量が切換可能な絞り50を通流するように、切換可能な絞り50を下流側で戻し流路13に配置することもできる。この場合戻し流量は割合大きいので、切換可能な絞り50の作動により割合高い圧力上昇を達成することができる。また絞り50の手前で戻し流路13aにおいて一時的に高められた圧力によって、支承部39および/または支承部41に含まれる波形シールリングの高い負荷が生じる。
The return flow rate from the
図5に示した燃料噴射系では、戻し流量全体が切換可能な絞り50を通流するので、ここでは最大圧力上昇が達成される。
In the fuel injection system shown in FIG. 5, since the entire return flow rate flows through the
図6に示した燃料噴射系では、流量制御弁63が設けられている。流量制御弁63の、図示した切換位置では、燃料流入路15と戻し流路13とは、液圧式に分離されている。流量制御弁63の第2の切換位置では、戻し流路13は、燃料流入路15と接続されている。これにより、燃料戻し流路における圧力は、圧力調整弁2における支持圧として存在する。これによりHCインジェクタ16における一時的な圧力上昇が達成される。
In the fuel injection system shown in FIG. 6, a
図7に示した燃料噴射系では、機械駆動式の前搬送ポンプ5が設けられており、ここでは前搬送ポンプ5に向かう流入路に切換可能な絞り50が配置されている。切換可能な絞り50は、図3に示した形態と同様に電気作動式の弁であってよく、または図4に示した形態と同様に液圧作動式であってよい。切換可能な絞り50を液圧式に制御する場合、図4に示した形態と同様に、HCインジェクタ16に向かう通流時に生じる圧力低下が利用される。機械駆動式の前搬送ポンプ5の上流側で、図2に示した形態と同様に、補助燃料ポンプ43を設けることができる。低圧部分においてHC噴射のために割合高い圧力が必要な場合、切換可能な絞り50は、大きな通流横断面に調節されるので、前搬送ポンプ5の搬送流量が高められており、これによって低圧部分における圧力上昇が生じる。
In the fuel injection system shown in FIG. 7, a mechanically driven
図8に示した燃料噴射系では、電気駆動式の前搬送ポンプ5が設けられている。圧力調整弁20および高圧ポンプ1のポンプハウジングの内室17から戻し流路13がタンク3に延びており、タンク内でサクションジェットポンプ10が戻し流路13に接続されている。戻し流路13には、サクションジェットポンプ10の上流側に、たとえばタンク3内またはサクションジェットポンプ10内に、切換可能な絞り50、たとえば電気作動式の絞り50が配置されている。低圧部分においてHC噴射のために割合高い圧力が要求される場合、切換可能な絞り50は、割合小さな通流横断面に調節されるので、戻し流路13を通って流出する燃料流量は低下され、これにより低圧部分で圧力が上昇する。
In the fuel injection system shown in FIG. 8, an electrically driven
Claims (17)
低圧部分および高圧部分が設けられており、該低圧部分に前搬送ポンプ(5)が設けられており、該前搬送ポンプ(5)は、燃料タンク(3)から高圧ポンプ(1)に燃料を搬送し、高圧部分に高圧ポンプ(1)が設けられており、該高圧ポンプ(1)は、該高圧ポンプの内室(17)に配置された、少なくとも1つの支承部(39,41)を介して回動可能に支承された駆動軸(35)を備えており、前記内室(17)は、低圧部分の一部であり、高圧下の燃料をコモンレール(9)または少なくとも1つの噴射弁に搬送するものにおいて、
低圧部分は、少なくとも1つのHCインジェクタ(16)を備えており、該少なくとも1つのHCインジェクタ(16)は、必要な場合、燃料を、低圧部分から、前搬送ポンプ(5)の下流側で、内燃機関の排ガス後処理装置に噴射するよう構成されており、
少なくとも1つのHCインジェクタ(16)は、燃料流入路(15)または高圧ポンプ(1)の内室(17)に接続されており、
HCインジェクタ(16)により燃料を噴射する間、低圧部分の圧力を、HCインジェクタ(16)により燃料を噴射しない間における低圧部分の圧力より、流入流量を増加することによって高めることを特徴とする、内燃機関の燃料噴射系。 A fuel injection system for an internal combustion engine,
A low-pressure part and a high-pressure part are provided, and a pre-conveying pump (5) is provided in the low-pressure part, and the pre-conveying pump (5) supplies fuel from the fuel tank (3) to the high-pressure pump (1). A high-pressure pump (1) is provided in the high-pressure part, and the high-pressure pump (1) has at least one support part (39, 41) disposed in the inner chamber (17) of the high-pressure pump. The inner chamber (17) is a part of the low pressure portion, and the fuel under high pressure is supplied to the common rail (9) or at least one injection valve. In what is transported to
The low-pressure part comprises at least one HC injector (16), which, if necessary, removes fuel from the low-pressure part downstream of the pre-transport pump (5). It is configured to inject into an exhaust gas aftertreatment device of an internal combustion engine ,
At least one HC injector (16) is connected to the fuel inlet (15) or the inner chamber (17) of the high-pressure pump (1),
While the fuel is injected by the HC injector (16), the pressure in the low pressure portion is increased by increasing the inflow flow rate from the pressure in the low pressure portion while the fuel is not injected by the HC injector (16) . A fuel injection system for an internal combustion engine.
燃料噴射系に低圧部分および高圧部分が設けられており、該低圧部分に前搬送ポンプ(5)が設けられており、該前搬送ポンプ(5)は、燃料タンク(3)から高圧ポンプ(1)に燃料を搬送し、高圧部分に高圧ポンプ(1)が設けられており、該高圧ポンプの内室(17)に配置された、少なくとも1つの支承部(39,41)を介して回動可能に支承された駆動軸(35)を備えており、内室(17)は、低圧部分の一部であり、該高圧ポンプ(1)は、高圧下の燃料をコモンレール(9)または少なくとも1つの噴射弁に搬送し、低圧部分に、少なくとも1つのHCインジェクタ(16)が接続されており、該少なくとも1つのHCインジェクタ(16)は、必要な場合、燃料を、単数または複数の微粒子フィルタの上流側で、内燃機関の排ガス管に噴射するものにおいて、
少なくとも1つのHCインジェクタ(16)は、燃料流入路(15)または高圧ポンプ(1)の内室(17)に接続されており、
HCインジェクタ(16)により燃料を噴射する間、低圧部分における圧力を、HCインジェクタ(16)により燃料を噴射しない間における低圧部分の圧力より、流入流量を増加することによって高めることを特徴とする、燃料噴射系を運転する方法。 A method of operating a fuel injection system,
The fuel injection system is provided with a low-pressure part and a high-pressure part, and the low-pressure part is provided with a pre-conveying pump (5), and the pre-conveying pump (5) is connected to the high-pressure pump (1 ), And a high pressure pump (1) is provided in the high pressure portion, and is rotated through at least one support portion (39, 41) disposed in the inner chamber (17) of the high pressure pump. It comprises a drive shaft (35) which is supported in a supported manner, the inner chamber (17) being part of the low pressure part, the high pressure pump (1) delivering fuel under high pressure to the common rail (9) or at least one At least one HC injector (16) is connected to the low pressure section and is transported to one injector, the at least one HC injector (16) supplying fuel, if necessary, of one or more particulate filters. On the upstream side, the internal combustion machine In those injection into the exhaust gas pipe,
At least one HC injector (16) is connected to the fuel inlet (15) or the inner chamber (17) of the high-pressure pump (1),
While fuel is injected by the HC injector (16), the pressure in the low pressure portion is increased by increasing the inflow flow rate from the pressure in the low pressure portion while the fuel is not injected by the HC injector (16) . A method of operating a fuel injection system.
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