KR101602970B1 - Fuel injection system for an internal combustion engine, comprising a hydrocarbon injector - Google Patents

Fuel injection system for an internal combustion engine, comprising a hydrocarbon injector Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄화수소 인젝터(16)의 연료 공급을 위해 예비 토출 펌프(5)의 토출 압력이 사용되는 탄화수소 인젝터(16)를 구비한 연료 분사 시스템에 관한 것이다. 탄화수소 인젝터(16)가 엔진의 배기 가스 장치 내에 연료를 분사하는 경우, 연료 분사 시스템의 저압 영역의 압력은 단시간 동안 상승한다.The present invention relates to a fuel injection system having a hydrocarbon injector (16) in which the discharge pressure of a preliminary discharge pump (5) is used for fueling a hydrocarbon injector (16). When the hydrocarbon injector 16 injects fuel into the exhaust gas system of the engine, the pressure in the low pressure region of the fuel injection system rises for a short time.

Figure R1020107011825
Figure R1020107011825

Description

탄화수소 인젝터를 구비한 엔진용 연료 분사 시스템{FUEL INJECTION SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE, COMPRISING A HYDROCARBON INJECTOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a fuel injection system for an engine equipped with a hydrocarbon injector,

디젤 방식으로 작동하는 엔진은 배기 가스 규제가 점차로 엄격해짐에 따라 배기 가스 장치 내에 미립자 필터를 구비하는 일이 점점 더 빈번해지고 있다. 대체로, 인젝터가 연소실 내에 배치될 때 엔진의 제어 장치가 후분사를 개시하므로, 가열된 배기 가스 내에 존재하는 아직 연소되지 않은 연료가 배기관 내에서 산화하고, 이에 따라 미립자 필터의 재생을 개시하기 위해 요구되는 열이 제공됨으로써 이러한 미립자 필터는 재생된다.Engines operating in the diesel system are increasingly becoming more and more equipped with particulate filters in the exhaust gas system as exhaust gas regulations become increasingly stringent. In general, since the control device of the engine starts post-injection when the injector is disposed in the combustion chamber, the unburned fuel present in the heated exhaust gas is oxidized in the exhaust pipe, and thus the demand for starting the regeneration of the particulate filter The particulate filter is regenerated.

이러한 후분사는 통상적으로 목적에 맞지 않으므로, 배기 가스 장치 내에 소위 탄화수소 인젝터를 제공하는 것이 이미 공지되어 있다. 이러한 탄화수소 인젝터는 미립자 필터(들)의 상류에서 연료를 배기관 내로 분사하고, 이에 의해 미립자 필터를 재생하는 제어 장치를 개선하는 것이 가능하다.It is already known to provide a so-called hydrocarbon injector in an exhaust gas system since such post injection is usually not suited to the purpose. Such a hydrocarbon injector is capable of improving the control device that injects fuel into the exhaust pipe upstream of the particulate filter (s), thereby regenerating the particulate filter.

탄화수소 인젝터를 통해 분사된 연료를 가능한 미세하게 분무하기 위해 7 내지 10바아의 작동 압력(상대 압력)이 요구될 수 있다. 이를 위해 필요한 연료 회로는 낮은(상당하지 않은) 분사 압력으로 인해 비교적 비용이 많이 들고 아주 드물게 사용된다. 따라서, 전형적으로 약 500 내지 1,000킬로미터마다, 부분적으로 10시간을 훨씬 초과하는 작동 시간에 상응하도록 미립자 필터의 재생이 요구되며, 이러한 재생은 단지 약 10 내지 20분간 지속된다. 오직 이러한 짧은 시간 범위 동안 탄화수소 인젝터는 활성화된다. 따라서 탄화수소 인젝터의 작동 시간과 사전 장치된 펌프의 작동 시간은 엔진의 전체 작동 시간의 일부일 뿐이다.Operating pressures (relative pressures) of 7 to 10 bar may be required to atomically atomize the fuel injected through the hydrocarbon injectors as much as possible. The fuel circuitry required for this is relatively costly and very rarely used because of the low (not significant) injection pressure. Thus, regeneration of the particulate filter is typically required, corresponding to an operating time of more than about 10 hours, in some cases from about 500 to 1,000 kilometers, and this regeneration lasts for only about 10 to 20 minutes. Only during this short time span the hydrocarbon injector is activated. Therefore, the operating time of the hydrocarbon injector and the operating time of the pre-installed pump are only part of the overall operating time of the engine.

본 발명의 목적은 효율 및 비용에 있어 최적화된, 탄화수소 인젝터를 구비한 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a fuel injection system with a hydrocarbon injector optimized for efficiency and cost.

상기 목적은 본 발명에 따라, 저압 영역과 고압 영역을 가지며, 저압 영역에서는 연료 탱크로부터 고압 펌프로 연료를 토출하는 예비 토출 펌프가 제공되며 고압 영역에서는 커먼 레일 또는 하나 이상의 분사 밸브로 고압 상태의 연료를 토출하는 고압 펌프가 제공되는 엔진의 연료 분사 시스템에서, 저압 영역은 하나 이상의 탄화수소 인젝터를 포함하고 하나 이상의 탄화수소 인젝터는 필요한 경우 하나 또는 복수의 미립자 필터의 상류에서 엔진의 배기 가스 후처리 장치 내로 연료를 분사함으로써 달성된다.According to the present invention, there is provided a preliminary discharge pump for discharging fuel from a fuel tank to a high-pressure pump in a low-pressure region and a common rail or at least one injection valve in a high- The low pressure region comprises at least one hydrocarbon injector and the at least one hydrocarbon injector is located upstream of one or more particulate filters, if necessary, into the exhaust aftertreatment device of the engine, .

본 발명에 따라 요구된 바와 같이 연료 분사 시스템의 저압 영역에 탄화수소 인젝터를 일체시킴으로써 탄화수소 인젝터를 위한 별도의 연료 펌프가 생략될 수 있다. 그 대신, 어차피 존재하는 예비 토출 펌프는 필요한 경우 탄화수소 인젝터 내의 연료를 토출하기 위해서도 사용된다. 이에 의해 연료 분사 시스템이 간소화되고, 제조 비용은 크게 절감된다. 또한 추가의 연료 폄프가 요구되지 않으므로 중량이 낮고, 이에 따라 연료 분사 시스템이 장착된 차량의 연료 소모량 및 CO2 배출량이 적다는 장점이 있다.The separate fuel pump for the hydrocarbon injector can be omitted by integrating the hydrocarbon injector into the low pressure region of the fuel injection system as required by the present invention. Instead, the preliminary discharge pump, which is present anyway, is also used to discharge the fuel in the hydrocarbon injector if necessary. As a result, the fuel injection system is simplified and the manufacturing cost is greatly reduced. It is also advantageous in that the weight is low since no additional fuel pump is required and thus the fuel consumption and CO 2 emissions of the vehicle equipped with the fuel injection system are low.

토출 펌프가 전기 구동식 연료 펌프로서 형성되거나 기계 구동식 연료 펌프로서 형성되는, 본 발명에 따른 연료 분사 시스템의 실시예가 제공된다. 대안적으로 기계 구동식 토출 펌프에 추가로, 스위칭 가능한 추가 연료 펌프가 하나 더 제공되는 것도 가능하다.There is provided an embodiment of a fuel injection system according to the present invention in which the discharge pump is formed as an electrically driven fuel pump or as a mechanically driven fuel pump. Alternatively, in addition to the machine-driven discharge pump, it is also possible to provide one additional switchable fuel pump.

대개 전기 구동식의 스위칭 가능한 추가 연료 펌프는 대체로, 엔진 시동시 가능한 신속한 압력 형성을 달성하기 위해 사용된다. 더욱이 이러한 추가 연료 펌프는 탱크의 비움 과정 이후에 연료 분사 시스템을 재충전하기 위해 사용될 수 있다. 엔진이 시동 걸리고, 기계 구동식 토출 펌프가 압력을 충분히 형성하자마자 추가 연료 펌프는 재차 스위치-오프된다. 이렇게 하여, 본 발명에 따라 엔진 작동시에 추가 연료 펌프는 스위치-온될 수 있으므로, 연료 분사 시스템의 저압 영역에서 2단계 압력 상승이 발생한다. 제1 압력 상승은 추가 연료 펌프에 의해 야기되는 반면, 이의 하류에 배치된 기계 구동식 토출 펌프는 추가의 압력 상승을 야기한다. 이에 의해, 이러한 특수 작동 모드 동안 예비 토출 펌프의 송출면에서의 압력은 단시간 동안 그리고 의도한 대로 상승하므로, 탄화수소 인젝터를 통해 연료를 분사하기에 충분히 높은 압력이 저압 영역에 존재한다. 전기적으로 스위칭 가능한 추가 연료 펌프가 어차피 매우 짧은 작동 시간만을 가지므로, 재생을 위해 약 10 내지 20분간 재생이 추가로 짧게 요구되는 것도 용이하게 가능하고, 이는 어차피 존재하는 추가 연료 펌프의 수명과 견고성을 향상시키기 위한 추가 조치를 필요로 하지 않는다.Usually electrically driven, switchable additional fuel pumps are generally used to achieve the quickest possible pressure buildup at engine start-up. Moreover, this additional fuel pump can be used to refuel the fuel injection system after the tank has been emptied. As soon as the engine starts up and the machine-driven discharge pump fully pressurizes, the additional fuel pump is switched off again. Thus, in accordance with the present invention, the additional fuel pump can be switched on during engine operation, resulting in a two-stage pressure rise in the low pressure region of the fuel injection system. The first pressure rise is caused by the additional fuel pump, while the machine-driven discharge pump located downstream thereof causes an additional pressure rise. Thereby, during this special mode of operation, the pressure at the delivery side of the preliminary discharge pump rises for a short time and as intended, so that a pressure high enough to inject fuel through the hydrocarbon injector is present in the low pressure region. Because the electrically switchable additional fuel pump has only a very short operating time anyway, it is also readily possible that an additional short period of about 10 to 20 minutes of regeneration is required for regeneration, which in any case is sufficient to extend the life and robustness of the additional fuel pump No further action is needed to improve.

대안적으로 하나 이상의 탄화수소 인젝터를 연료 고압 펌프의 내부 챔버 또는 연료 유입 라인에 연결하는 것이 가능하다. 물론 하나 이상의 탄화수소 인젝터를 귀환 라인에 연결하는 것도 가능하다.Alternatively, it is possible to connect one or more hydrocarbon injectors to the inner chamber or fuel inlet line of the fuel high-pressure pump. Of course, it is also possible to connect one or more hydrocarbon injectors to the return line.

정규 작동에서 예비 토출 펌프의 토출 압력과 이에 따라 연료 분사 시스템의 저압 영역의 압력을 가능한 한 낮게 유지하는 것이 요구되므로, 본 발명의 바람직한 추가의 일 실시예에서 연료 고압 펌프의 내부 챔버와 귀환 라인 사이에는 압력 조절 밸브가 배치된다. 이러한 압력 조절 밸브에 의해 엔진의 저압 영역의 작동 압력은 정규 작동에서 폐회로 제어된다. 부가적으로 본 발명에 따르면, 탄화수소 인젝터를 통해 엔진의 배기 가스 후처리 장치 내로 연료를 분사하기에 충분히 높은 압력이 사용 가능하도록 압력 조절 밸브를 적합하게 제어함으로써 단시간 동안 연료 분사 시스템의 저압 영역의 압력을 상승시키는 것이 가능하다.It is necessary to maintain the discharge pressure of the preliminary discharge pump and therefore the pressure in the low pressure region of the fuel injection system as low as possible in normal operation so that in a further preferred embodiment of the present invention the internal chamber of the fuel high- A pressure regulating valve is disposed. With this pressure regulating valve, the operating pressure in the low-pressure region of the engine is closed-loop controlled in normal operation. In addition, according to the present invention, by suitably controlling the pressure regulating valve so that a pressure high enough to inject fuel into the exhaust gas after-treatment apparatus of the engine through the hydrocarbon injector can be suitably controlled, the pressure in the low- Can be increased.

압력 조절 밸브는 예를 들어 예비 토출 펌프의 흡입측에서의 연료 유입부 내 압력에 의해 개회로 제어될 수 있다. 예비 토출 펌프의 토출량이 단시간 동안 상승함으로써 저압 영역의 압력도 압력 조절 밸브의 특성 곡선에 상응하게 상승한다.The pressure regulating valve can be open-circuited controlled, for example, by pressure in the fuel inlet at the suction side of the preliminary discharge pump. The discharge amount of the preliminary discharge pump rises for a short time, so that the pressure in the low pressure region also rises corresponding to the characteristic curve of the pressure control valve.

압력 조절 밸브와 귀환 라인 사이에 스위칭 가능한 스로틀이 배치되는, 본 발명의 바람직한 추가의 일 실시예가 제공된다. 이러한 스위칭 가능한 스로틀은 전기식으로 또는 유압식으로 스위칭될 수 있으며, 저압 영역의 압력이 상승되어야 할 경우, 각각 활성화될 수 있다.A further preferred embodiment of the present invention is provided in which a switchable throttle is disposed between the pressure regulating valve and the return line. This switchable throttle can be switched electrically or hydraulically and can be activated, respectively, if the pressure in the low pressure region has to be raised.

도입부에 언급된 목적은 마찬가지로 저압 영역과 고압 영역을 가지며, 저압 영역에서는 연료 탱크로부터 고압 펌프로 연료를 토출하는 예비 토출 펌프가 제공되며, 고압 영역에서는 커먼 레일 내로 또는 하나 이상의 분사 밸브로 고압 상태의 연료를 토출하는 고압 펌프가 제공되며, 저압 영역에는 하나 이상의 탄화수소 인젝터가 연결되며, 하나 이상의 탄화수소 인젝터는 필요한 경우 하나 또는 복수의 미립자 필터의 상류에서 엔진의 배기관 내로 연료를 분사하는, 연료 분사 시스템을 작동하기 위한 방법을 통해, 탄화수소 인젝터를 통해 연료를 분사하는 동안 연료 분사 시스템의 저압 영역의 압력이 상승함으로써 달성된다.The purpose mentioned in the introduction section is likewise provided with a preliminary discharge pump for discharging fuel from a fuel tank to a high pressure pump in a low pressure region and a high pressure region, Wherein at least one hydrocarbon injector is connected and at least one hydrocarbon injector injects fuel into the exhaust of the engine upstream of the one or more particulate filters if necessary, Is achieved by increasing the pressure in the low pressure region of the fuel injection system during the injection of the fuel through the hydrocarbon injector.

이에 의해, 엔진의 배기관 내로 연료를 분사하기 위해 충분히 높은 분사 압력이 탄화수소 인젝터에 제공되는 것이 보장된다. 엔진의 정규 작동시, 즉 탄화수소 인젝터를 통해 연료가 분사되지 않는 경우, 연료 분사 시스템의 저압 영역의 압력은 재차 정상적인 크기로 강하될 수 있다. 이에 의해, 특히 예비 토출 펌프의 부하는 경감되고, 연료의 가열은 감소되고, 연료 분사 시스템의 전체 효율은 상승한다.Thereby, it is ensured that a sufficiently high injection pressure is provided to the hydrocarbon injector for injecting the fuel into the exhaust pipe of the engine. In normal operation of the engine, that is, when fuel is not injected through the hydrocarbon injector, the pressure in the low pressure region of the fuel injection system may again drop to a normal magnitude. As a result, the load of the preliminary discharge pump in particular is reduced, the heating of the fuel is reduced, and the overall efficiency of the fuel injection system is raised.

또한 예비 토출 펌프는 탄화수소 인젝터의 분사 압력에 상응하는 연속 작동 압력을 위해 구성될 필요가 없다. 예비 토출 펌프가 단시간 동안, 즉 수 분간 탄화수소 인젝터의 분사 압력을 제공할 수 있는 것으로 충분하다. 이에 의해, 예비 토출 펌프는 비용면에서 더 유리하고 더 작게 설계될 수 있다. The preliminary discharge pump also need not be configured for continuous operating pressure corresponding to the injection pressure of the hydrocarbon injector. It is sufficient that the preliminary discharge pump can provide the injection pressure of the hydrocarbon injector for a short time, i.e., for a few minutes. Thereby, the preliminary discharge pump can be designed more advantageously in terms of cost and smaller.

본 발명에 따라 요구된 저압 영역에서의 일시적 압력 상승은 전기 구동식 예비 토출 펌프에서 예비 토출 펌프의 제어 전압이 상승함으로써 또는 압력 조절된 전기 구동식 펌프에서 압력의 설정값이 상승함으로써 실행될 수 있다.The temporary pressure rise in the low pressure region required according to the present invention can be performed by raising the control voltage of the preliminary discharge pump in the electrically driven preliminary discharge pump or by raising the set value of the pressure in the pressure regulated electrically driven pump.

대안적으로, 예비 토출 펌프에 추가로 전기 구동식 추가 연료 펌프가 하나 더 상류에 제공되고, 예비 토출 펌프에 추가로 추가 연료 펌프가 때때로 스위치-온됨으로써 저압 영역에서의 일시적 압력 상승이 실행되는 것도 가능하다. 이에 의해, 간단한 수단을 통해 연료 분사 시스템의 저압 영역에서 2단계 압력 상승이 가능하며, 두 단계 모두의 압력 상승의 총합은 탄화수소 인젝터의 분사 압력에 도달할 만큼 커야한다.Alternatively, in addition to the preliminary discharge pump, an electrically driven additional fuel pump may be provided upstream, and in addition to the preliminary discharge pump, an additional fuel pump may be occasionally switched on to perform a temporary pressure rise in the low pressure region It is possible. This allows a two-step pressure rise in the low pressure region of the fuel injection system through simple means, and the sum of the pressure rise in both steps must be large enough to reach the injection pressure of the hydrocarbon injector.

대안적으로 또는 부가적으로, 귀환 라인의 상류에 배치된 스위칭 가능한 스로틀을 활성화함으로써 저압 영역에서 압력 상승을 실행하는 것도 가능하다. 귀환량을 의도한 대로 스로틀링함으로써 저압 영역의 작동 압력은 압력 조절 밸브의 특성 곡선에 상응하게 더 높은값으로 변위되므로, 탄화수소 인젝터를 통해 연료를 분사하기 위한 충분한 압력이 형성 가능하다.Alternatively or additionally, it is also possible to perform a pressure rise in the low pressure region by activating a switchable throttle disposed upstream of the return line. By throttling the feedback amount as intended, the operating pressure in the low-pressure region is displaced to a higher value corresponding to the characteristic curve of the pressure-regulating valve, so that sufficient pressure for injecting the fuel through the hydrocarbon injector can be formed.

이 경우, 차후의 귀환량들 중 하나 또는 복수가 스위칭 가능한 스로틀을 통해 흐르는 것이 가능하며, 구동축의 베어링을 통해 흐르는 연료를 수반하거나 수반하지 않는 펌프 하우징으로부터의 귀환량은 스위칭 가능한 스로틀을 통해 흐를 수 있으며, 부가적으로 인젝터로부터의 누설량도 스위칭 가능한 스로틀을 통해 흐를 수 있다.In this case, it is possible for one or more of the subsequent feedback quantities to flow through the switchable throttle, and the amount of feedback from the pump housing with or without fuel flowing through the bearing of the drive shaft can flow through the switchable throttle In addition, the amount of leakage from the injector can also flow through the switchable throttle.

본 발명의 추가 장점 및 바람직한 실시예는 하기의 도면, 도면의 설명 및 청구범위로부터 제시된다. 도면, 도면의 설명 및 청구범위에 기술된 모든 특징들은 개별적으로뿐 아니라 서로 간의 임의의 조합으로써도 본 발명에서 중요할 수 있다.Further advantages and preferred embodiments of the invention are set forth in the following drawings, in the description of the drawings and in the claims. All features described in the drawings, in the description of the drawings and in the claims can be important in the present invention as well as individually or in any combination with each other.

도 1 내지 도 8에는 본 발명에 따른 연료 분사 시스템의 실시예들이 도시되어 있다.1 to 8 show embodiments of the fuel injection system according to the present invention.

도 1에는 본 발명에 따른 연료 분사 시스템의 제1 실시예가 블록 회로도로 도시되어 있다.1 is a block circuit diagram of a first embodiment of a fuel injection system according to the present invention.

연료 분사 시스템은 특히 연료 고압 펌프(1), 탱크(3), 압력 센서(4), 전기 구동식 예비 토출 펌프(5), 연료 필터(7), 레일(9) 및 압력 제한 밸브(11)를 포함한다. 레일(9)에 연결된 인젝터는 도 1에 도시되지 않는다.The fuel injection system includes a fuel high pressure pump 1, a tank 3, a pressure sensor 4, an electrically driven preliminary discharge pump 5, a fuel filter 7, a rail 9 and a pressure limiting valve 11, . The injector connected to the rail 9 is not shown in Fig.

압력 제한 밸브(11)는 도시되지 않은 인젝터의 누설량도 배출되는 귀환 라인(13)으로 통한다. 귀환 라인(13)은 이러한 실시예에서 탱크(3)로 통하여 이곳에서 제트 펌프(10)를 구동시킨다.The pressure limiting valve 11 leads to the return line 13 through which the leakage amount of the injector (not shown) is also discharged. The return line 13 in this embodiment drives the jet pump 10 through the tank 3 here.

연료 고압 펌프(1)의 내부 공간에는 선택적으로 온도 센서(T)가 배치될 수 있다. 연료 고압 펌프(1)는 연료 유입부(15), 필터(7) 및 예비 토출 펌프(5)를 통해 탱크(3)와 유압식으로 연결된다. 예비 토출 펌프(5)의 하류에서 연료 유입부(15)에는 탄화수소 인젝터(16)가 연결된다. 탄화수소 인젝터(16)에 의해, 필요한 경우 연료가 엔진의 배기관(미도시) 내에 분사될 수 있다. 미립자 필터의 상류에 놓인 위치에서 연료가 배기관 내에 의도한 대로 분사됨으로써, 미립자 필터의 재생은 개시될 수 있다.A temperature sensor T may be optionally disposed in the internal space of the fuel high-pressure pump 1. [ The fuel high pressure pump 1 is hydraulically connected to the tank 3 through the fuel inlet 15, the filter 7 and the preliminary discharge pump 5. A hydrocarbon injector 16 is connected to the fuel inlet 15 downstream of the preliminary discharge pump 5. The hydrocarbon injector 16 may inject fuel into the exhaust pipe (not shown) of the engine, if necessary. The fuel is injected intentionally into the exhaust pipe at a position upstream of the particulate filter, whereby regeneration of the particulate filter can be started.

연료 유입부(15)는 예비 토출 펌프(5)의 토출측을 고압 펌프(1)의 펌프 하우징의 내부 챔버(17)와 연결시키므로, 예비 토출 펌프(5)의 전체 토출 흐름은 내부 챔버(17) 내에 도달한다. 연결 라인(18)은 펌프 하우징의 내부 챔버(17)와 한편으로 계량 공급 유닛(19) 사이 및 다른 한편으로 귀환 라인(13) 사이의 유압식 연결부를 형성한다. 연결 라인(18)과 귀환 라인(13) 사이에는 압력 조절 밸브(20)가 배치된다.The fuel inlet 15 connects the discharge side of the preliminary discharge pump 5 to the inner chamber 17 of the pump housing of the high pressure pump 1 so that the entire discharge flow of the preliminary discharge pump 5 is supplied to the inner chamber 17, Lt; / RTI > The connecting line 18 forms a hydraulic connection between the inner chamber 17 of the pump housing and the metering feed unit 19 on the one hand and the return line 13 on the other hand. A pressure regulating valve (20) is disposed between the connecting line (18) and the return line (13).

계량 공급 유닛(19)은 연료 고압 펌프(1)의 펌프 부재(21)로부터 흡입된 연료량과, 따라서 이의 토출량을 개회로 제어하기 위해 사용된다. 이를 위해, 펌프 부재(21)의 흡입측은 분배 라인(23)을 통해 계량 공급 유닛(19)의 출력부와 유압식으로 연결된다.The metering supply unit 19 is used to control the amount of fuel sucked from the pump member 21 of the fuel high-pressure pump 1, and thus the discharge amount thereof, for an open circuit. To this end, the suction side of the pump member 21 is hydraulically connected to the output of the metering feed unit 19 via a distribution line 23.

펌프 부재(21)는 실질적으로 흡입 밸브(25)와, 고압측 체크 밸브(27)와, 실린더 보어(도면 부호 미기재) 내에서 진동하는 피스톤(29)으로 이루어진다. 펌프 부재(21)의 피스톤(29)은 롤러 태핏(31)을 통해 구동축(35)의 캠(33)에 의해 구동된다. 펌프 부재(21)는 고압 상태의 연료를 고압 라인(34)을 통해 레일(9) 내에 토출한다.The pump member 21 substantially consists of a suction valve 25, a high-pressure side check valve 27, and a piston 29 vibrating in a cylinder bore (not shown). The piston 29 of the pump member 21 is driven by the cam 33 of the drive shaft 35 through the roller tappet 31. [ The pump member 21 discharges the high-pressure fuel into the rail 9 through the high-pressure line 34.

캠(33)은 펌프 하우징(미도시) 내부의 제1 베어링 및 제2 베어링 내에서 캠(33)의 2개 측면에 대해 회전 가능하게 지지된 구동축(35)의 일부이다. 구동축(35)은 펌프 하우징의 내부 챔버(17) 내에 배치되어 있다. 구동축(35)의 베어링은 연료 유입부(15)로부터 펌프 하우징의 내부 챔버(17) 내로 흐르는 연료의 부분 흐름에 의해 강제적으로 관류되고, 도 1에 따른 블록 회로도에서는 스로틀 형태로서 도시되어 있다. 도 1에서 제1 베어링은 도면 부호 "39"를 갖는 반면, 제2 베어링에는 도면 부호 "41"이 부여되었다.The cam 33 is a part of the drive shaft 35 rotatably supported on two sides of the cam 33 in the first bearing and the second bearing inside the pump housing (not shown). The drive shaft 35 is disposed in the inner chamber 17 of the pump housing. The bearing of the drive shaft 35 is forcibly perfused by the partial flow of fuel flowing from the fuel inlet 15 into the inner chamber 17 of the pump housing and is shown as a throttle in the block circuit diagram according to FIG. In Fig. 1, the first bearing has the reference numeral "39" while the second bearing has the reference numeral "41".

도 1에 도시된 본 발명에 따른 연료 고압 펌프의 제1 실시예에서 압력 조절 밸브(20)는 연료 고압 펌프(1)의 내부 챔버(17)의 하류에 배치되어 있다. 압력 조절 밸브(20)는 스프링(56)에 의해 차단 방향으로 가압된 제어 피스톤(55)과 누설 라인(57)을 포함한다.In the first embodiment of the fuel high-pressure pump according to the present invention shown in Fig. 1, the pressure regulating valve 20 is disposed downstream of the inner chamber 17 of the fuel high-pressure pump 1. The pressure regulating valve 20 includes a control piston 55 and a leakage line 57 which are urged by the spring 56 in the closing direction.

압력 조절 밸브(20)가 내부 챔버(17)의 하류에 배치됨으로써, 내부 챔버(17) 내에는 예비 토출 펌프(5)의 송출면에서와 거의 동일한 압력이 존재한다. 대개 예비 토출 펌프(5)의 송출면에서의 초과압과 이에 따라 내부 챔버(17)의 송출면에서의 초과압은 약 3 내지 6바아이다.The pressure regulating valve 20 is disposed at the downstream side of the inner chamber 17 so that there is substantially the same pressure in the inner chamber 17 as at the delivery side of the preliminary discharge pump 5. The excess pressure at the delivery surface of the preliminary discharge pump 5 and thus the excess pressure at the delivery surface of the inner chamber 17 is about 3 to 6 bar.

이러한 내부 챔버(17) 내에 존재하는 압력은 특히 베어링(39 및 41)을 통한 연료가 압축되도록 유도한다. 제1 베어링(39) 및 제2 베어링(41)은 대개 미끄럼 베어링으로 형성되므로, 베어링(39 및 41)의 강제적인 관류를 통해 베어링(39 및/또는 41) 내에는 유체 역학적 윤활 웨지가 형성된다. 이에 의해 제1 베어링(39) 및 제2 베어링(41)의 부하 수용 능력은 크게 상승하고 이와 동시에 제1 베어링(39) 및 제2 베어링(41)으로부터의 열배출도 개선된다.The pressure present in this inner chamber 17 induces the fuel to be compressed, especially through the bearings 39 and 41. The first bearing 39 and the second bearing 41 are generally formed of sliding bearings so that a hydrodynamic lubrication wedge is formed in the bearings 39 and / or 41 through the forced flow of the bearings 39 and 41 . As a result, the load bearing capacity of the first bearing 39 and the second bearing 41 is greatly increased, and at the same time, the heat discharge from the first bearing 39 and the second bearing 41 is also improved.

연결 라인(18) 내 압력 조절 밸브(20)의 배치는 연료 분사 시스템의 정규 작동시 특히 예비 토출 펌프의 양정 높이가 감소될 수 있다는 장점도 있다. 그러나 이는 연료 분사 시스템의 저압 영역의 정상 작동 압력이 탄화수소 인젝터를 작동하기에 충분하지 않다는 것도 의미한다. 즉, 탄화수소 인젝터(16)에 의해 엔진의 배기 가스 후처리 장치 내로 연료가 분사되도록 하는 압력이 너무 낮은 경우, 연료는 충분히 미세하게 분무되지 않고, 따라서 분사된 연료의 완전 연소가 보장되지 않는다. 불완전 연소시 엔진의 배출값은 저하되는데, 이는 바람직하지 않다.The arrangement of the pressure regulating valve 20 in the connecting line 18 also has the advantage that during normal operation of the fuel injection system the head height of the preliminary discharge pump can be reduced in particular. However, this also means that the normal operating pressure of the low pressure region of the fuel injection system is not sufficient to operate the hydrocarbon injector. That is, when the pressure at which the fuel is injected into the exhaust gas after-treatment apparatus of the engine by the hydrocarbon injector 16 is too low, the fuel is not sufficiently atomized, and thus the complete combustion of the injected fuel is not guaranteed. When incomplete combustion, the emission value of the engine is lowered, which is undesirable.

이제 본 발명에 따라 탄화수소 인젝터(16)에 의한 연료 분사와 동시에 연료 분사 시스템의 저압 영역의 압력은 상승할 수 있다. 이는 전기 구동되는 예비 토출 펌프(5)의 공급 전압이 상승함으로써 실행될 수 있으므로, 이 토출 펌프는 더 높은 회전수로 작동하고 이에 따라 토출 압력은 원하는 값으로 상승한다.The pressure in the low pressure region of the fuel injection system can be raised simultaneously with the fuel injection by the hydrocarbon injector 16 in accordance with the present invention. This can be performed by raising the supply voltage of the electrically driven preliminary discharge pump 5, so that the discharge pump operates at a higher number of revolutions so that the discharge pressure rises to a desired value.

대안적으로 압력 조절을 통해 작동 압력을 상승시키는 것도 가능하다. 이는 도시되지 않은 신호 라인을 통해 압력 조절기와 연결된 압력 센서(4)를 예비 토출 펌프(5)의 토출측에 필요로 한다. 정규 작동시 예비 토출 펌프(5)는 약 3 내지 5바아인 저압 영역의 압력 설정값(psoll)으로서 사전 설정된다. 이렇게 하여 연료가 탄화수소 인젝터를 통해 분사되어야 하는 경우, 압력 조절기의 설정값(psoll)은 단시간 동안 약 7 내지 10바아의 값으로 상승한다. 이에 따라 예비 토출 펌프(5)는 원하는 설정 압력(psoll)이 저압 영역에서 설정되도록 압력 조절기에 의해 제어된다.Alternatively, it is also possible to raise the operating pressure through pressure regulation. This requires the pressure sensor 4 connected to the pressure regulator through a signal line (not shown) on the discharge side of the preliminary discharge pump 5. In normal operation, the preliminary discharge pump 5 is preset as the pressure setpoint (p soll ) in the low pressure range of about 3 to 5 bar. Thus, when fuel is to be injected through a hydrocarbon injector, the setpoint (p soll ) of the pressure regulator rises to a value of about 7 to 10 bar for a short period of time. The preliminary discharge pump 5 is controlled by the pressure regulator such that the desired set pressure p soll is set in the low pressure range.

미립자 필터의 재생과 이를 위해 요구되는 엔진의 배기관 내로의 탄화수소 인젝터를 통한 연료 분사가 약 10 내지 20분 동안만 지속되고, 더욱이 드물게만 요구되므로, 이러한 짧은 작동 지속 시간에 대해 예비 토출 펌프(5)는 예비 토출 펌프가 손상을 입거나 예비 토출 펌프의 수명이 크게 감소되는 일 없이 공칭점 이상으로 작동될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 연료 분사 시스템은 보강된 펌프에 추가로 투자하지 않고 구현 가능한데, 이는 연료 분사 시스템의 경제성에 유리하게 작용한다.Since the regeneration of the particulate filter and the fuel injection through the hydrocarbon injector into the exhaust pipe of the engine required for this last only last for about 10 to 20 minutes and are only rarely required, Can be operated above the nominal point without damage to the preliminary discharge pump or a significant reduction in the life of the preliminary discharge pump. Therefore, the fuel injection system according to the present invention can be implemented without further investment in the reinforced pump, which is advantageous for the economical efficiency of the fuel injection system.

저압 영역에서의 탄화수소 분사를 위해 형성된 상승한 압력이 베어링(39, 41)을 통해 강하되는 것을 방지하기 위해, 베어링들(39, 41) 중 하나 이상의 베어링의 유출부와 귀환 라인(13)의 연결부에 유량 제한 부재(42)가 배치될 수 있다. 2개 베어링(39, 41)의 유출부들이 우선 접속된 후, 귀환 라인(13)과 공통으로 연결될 수도 있으며, 이 경우 2개 베어링(39, 41)에 대해 하나의 유량 제한 부재(42)만 요구된다. 유량 제한 부재(42)는 예를 들어 스로틀 형태로서 형성될 수 있다. 대안적으로 유량 제한 부재(42)는 예를 들어 전기 작동식 밸브 또는 유압 작동식 밸브의 형태를 갖는 스위칭 가능한 스로틀로도 형성될 수 있다. 또한 유량 제한 부재(42)는, 특정 압력에서 개방된 후 밸브 특성 곡선에 따른 압력 상승을 야기하는 압력 유지 밸브로서도 형성될 수 있다. 압력 조절 밸브(20)가 점차 증가하는 스프링 곡선을 갖는 경우, 유량 제한 부재(42)와 조합된 형태가 특히 바람직하다. 이에 의해 저압 영역에서 가급적 일정한 압력이 정규 작동시, 즉 탄화수소 분사 없이 달성될 수 있는 반면, 탄화수소 분사를 위해 저압 영역에서 토출량이 증가할 때 저압 영역에서 가급적 큰 압력 상승이 달성된다. 이 경우, 압력 조절 밸브(20)의 스프링은 개방 행정이 증가할수록 스프링 강도가 증가하도록 구성된다. To prevent the elevated pressure created for hydrocarbon injection in the low pressure region from falling through the bearings 39 and 41, the outflow of one or more of the bearings 39, 41 and the connection of the return line 13 The flow rate limiting member 42 may be disposed. The outflow portions of the two bearings 39 and 41 may be first connected and then connected in common to the return line 13. In this case, only one flow limiting member 42 Is required. The flow rate limiting member 42 may be formed, for example, in the form of a throttle. Alternatively, the flow restricting member 42 may also be formed as a switchable throttle, for example in the form of an electrically actuated valve or a hydraulically actuated valve. The flow rate limiting member 42 may also be formed as a pressure holding valve that causes a pressure rise in accordance with the valve characteristic curve after being opened at a specific pressure. When the pressure regulating valve 20 has a gradually increasing spring curve, a combination with the flow rate limiting member 42 is particularly preferable. As a result, a pressure as high as possible in the low pressure region is achieved when the discharge amount increases in the low pressure region for hydrocarbon injection, while a constant pressure as low as possible in the low pressure region can be achieved at normal operation, that is without hydrocarbon injection. In this case, the spring of the pressure regulating valve 20 is configured such that the spring strength increases as the opening stroke increases.

도 2에는 본 발명에 따른 연료 분사 시스템의 추가의 일 실시예가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서 예비 토출 펌프(5)는 기계적으로 구동된다. 이 예비 토출 펌프는 통상적으로 연료 고압 펌프(1)의 구동축(35)과 직접 결합한다. 이러한 고정된 결합으로 인해, 회전수가 본질적으로 매우 낮은 엔진 시동시에 압력 형성은 비교적 천천히 진행된다. 이러한 결함을 제거하기 위해 예비 토출 펌프(5)의 상류에는 전기 구동식으로 스위칭 가능한 추가 연료 펌프(43)가 제공된다. 이러한 추가 연료 펌프(43)는 대체로 엔진의 시동 동안만 작동되므로 연료 분사 시스템 내의 신속한 압력 형성이 가능하다. 이렇게 하여 본 발명에 따라, 탄화수소 인젝터(16)를 통해 연료가 분사되어야 하는 경우, 이러한 추가 연료 펌프가 엔진 작동시에도 동시에 그리고 유압식으로 예비 토출 펌프(5)와 직렬로 작동된다. 즉, 이 경우 탄화수소 인젝터를 통한 연료의 미세한 분무를 보장하기 위해 추가 연료 펌프(43)와 예비 토출 펌프(5)의 양정 높이는 충분히 큰 값으로 가산된다. 하나 이상의 탄화수소 인젝터(16)는 귀환 라인(13)에 연결될 수 있다. 하나 이상의 베어링(39, 41)과 귀환 라인(13)의 연결부에는 유량 제한 부재(42)가 제공될 수 있다.Fig. 2 shows a further embodiment of the fuel injection system according to the present invention. In this embodiment, the preliminary discharge pump 5 is mechanically driven. This preliminary discharge pump normally directly engages with the drive shaft 35 of the fuel high-pressure pump 1. [ Because of this fixed engagement, pressure buildup proceeds relatively slowly during engine startup, where the number of revolutions is essentially very low. In order to eliminate such defects, an additional fuel pump 43, which is switchable electrically, is provided upstream of the preliminary discharge pump 5. This additional fuel pump 43 is generally operated only during the start-up of the engine, so rapid pressure formation in the fuel injection system is possible. In this way, according to the invention, when fuel is to be injected through the hydrocarbon injector 16, this additional fuel pump is operated simultaneously with the engine operation and also hydraulically in series with the preliminary discharge pump 5. That is, in this case, the head height of the additional fuel pump 43 and the preliminary discharge pump 5 is added to a sufficiently large value to ensure fine spraying of the fuel through the hydrocarbon injector. One or more hydrocarbon injectors 16 may be connected to the return line 13. The flow restriction member 42 may be provided at the connection portion of one or more bearings 39, 41 and the return line 13.

예비 토출 펌프의 흡입측에는 특히 회전수가 높을 때 예비 토출 펌프(5)의 토출량이 제한되도록 하는 흡입 스로틀(45)이 제공된다.A suction throttle 45 is provided on the suction side of the preliminary discharge pump so as to limit the discharge amount of the preliminary discharge pump 5 particularly when the rotational speed is high.

제2 실시예의 기계적으로 구동되는 예비 토출 펌프(5)는 베인 펌프로서, 내접 기어 펌프로서, 특히 지로터(gerotor) 펌프로서 또는 외접 기어 펌프로서 형성될 수 있다. 이러한 펌프에서 회전하는 부품과 펌프 하우징 사이에는 누설 손실을 야기하는 간극이 존재한다. 이러한 간극은 도 2에서 스로틀 표시(도면 부호 "49")를 통해 도시된다. 간극을 통해 유출되는 누설량은 누설 라인(51)을 통해 배출된다. 누설 라인(51)은 제1 베어링(39)을 통해 흐르는 귀환 라인(13)의 연료량을 공급하는 라인(도면 부호 미기재) 내로 이어진다.The mechanically driven preliminary discharge pump 5 of the second embodiment can be formed as a vane pump, as an internal gear pump, in particular as a gerotor pump or as an external gear pump. In such a pump, there is a gap between the rotating part and the pump housing which causes leakage loss. This gap is shown in FIG. 2 through a throttle display (reference numeral 49). The leakage amount flowing out through the gap is discharged through the leakage line 51. The leakage line 51 leads into a line (not shown) supplying the fuel amount of the return line 13 flowing through the first bearing 39.

도 2에 도시된 실시예에서 탄화수소 인젝터(16)에는 연료 고압 펌프(1)의 내부 챔버(17)로부터 연료가 공급되고, 이 탄화수소 인젝터는 예비 토출 펌프(5)의 하류에 배치되므로, 탄화수소 인젝터에는 예비 토출 펌프(5)의 토출 압력이 가해진다. 추가 연료 펌프(43)의 스위치-온은 연료 고압 펌프(1)의 회전수와 추가 연료 펌프(43)의 출력에 따라 내부 챔버(17) 내의 압력 상승과 이에 따라 탄화수소 인젝터(16)에서의 압력 상승도 야기한다.2, the hydrocarbon injector 16 is supplied with fuel from the inner chamber 17 of the fuel high-pressure pump 1, and the hydrocarbon injector is disposed downstream of the preliminary discharge pump 5, The discharge pressure of the preliminary discharge pump 5 is applied. The switch-on of the additional fuel pump 43 increases the pressure in the inner chamber 17 according to the number of revolutions of the fuel high-pressure pump 1 and the output of the additional fuel pump 43 and accordingly the pressure in the hydrocarbon injector 16 Rise.

도 3에는 본 발명에 따른 연료 분사 시스템의 추가의 일 실시예가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서는 추가 연료 펌프(43)가 존재하지 않고, 압력 상승은 귀환 라인(13)의 상류에 그리고 압력 조절 밸브(20) 후방에 배치된 스위칭 가능한 전기 작동식 스로틀(50)을 통해 실행된다. 베어링(39 및 41)을 통해 흐르는 연료는 스위칭 가능한 스로틀(50)을 통해 흐르지 않는다.3 shows a further embodiment of the fuel injection system according to the present invention. In this embodiment no additional fuel pump 43 is present and a pressure rise is carried out through a switchable electrically actuated throttle 50 located upstream of the return line 13 and behind the pressure regulating valve 20 . The fuel flowing through the bearings 39 and 41 does not flow through the switchable throttle 50.

스로틀(50)이 활성화되면 연료 고압 펌프의 내부 챔버(17)로부터의 귀환량은 감소한다. 이로부터, 스위칭 가능한 스로틀(50)의 상류에서 압력 상승이 얻어지므로, 탄화수소 인젝터(16)에 가해지는 압력은 약 7 내지 10바아의 원하는 값으로 상승한다.When the throttle 50 is activated, the amount of feedback from the inner chamber 17 of the fuel high-pressure pump decreases. From this, since the pressure rise is obtained upstream of the switchable throttle 50, the pressure applied to the hydrocarbon injector 16 rises to a desired value of about 7 to 10 bar.

본 발명에 따른 연료 분사 시스템의 도 4에 도시된 실시예에서 스위칭 가능한 스로틀(50)은 유압식으로 작동한다. 이 경우, 도 3에 따른 실시예에서와 마찬가지로 압력 조절 밸브(20)와, 베어링(39 및 41)의 귀환량과의 접속부 사이의 귀환 라인은 스로틀링된다.In the embodiment shown in FIG. 4 of the fuel injection system according to the present invention, the switchable throttle 50 operates hydraulically. In this case, as in the embodiment according to Fig. 3, the return line between the pressure regulating valve 20 and the connection between the return amount of the bearings 39 and 41 is throttled.

제어가 유압식으로 실행되는 경우, 스로틀 위치(61)에서 발생하는 압력 강하가 이용된다. 이러한 스로틀 위치(61)는 탄화수소 인젝터(16)의 공급 라인(미도시) 내에 배치된다. 이는 탄화수소 인젝터(16)가 연료를 분사하자마자 스로틀 위치(61)에서 압력 강하가 발생함을 의미한다. 제어 라인들을 통해 스위칭 가능한 스로틀(50)은 유압식으로 작동하며, 상기 제어 라인들 중 제1 라인은 스로틀 위치(61)의 상류에서, 다른 라인은 스로틀 위치(61)의 하류에서 연결된다.When the control is performed hydraulically, the pressure drop occurring at the throttle position 61 is used. This throttle position 61 is disposed in a supply line (not shown) of the hydrocarbon injector 16. [ This means that as soon as the hydrocarbon injector 16 injects the fuel, a pressure drop occurs in the throttle position 61. The throttle 50, which is switchable via the control lines, operates hydraulically, the first of which is connected upstream of the throttle position 61 and the other of which is connected downstream of the throttle position 61.

스로틀 위치(61)는 연료 고압 펌프(1)에 또는 탄화수소 인젝터(16)에 일체될 수 있거나, 탄화수소 인젝터(16)의 유입 라인 내에 외장 배치될 수 있다.The throttle position 61 may be integrated into the fuel high pressure pump 1 or into the hydrocarbon injector 16 or may be externally disposed within the inlet line of the hydrocarbon injector 16.

저압 영역의 압력 상승 및 스로틀링을 위해 오직 펌프 하우징의 내부 챔버(17)로부터의 귀환량만을 사용하는 것이 아닐 수도 있다. 베어링(39 및 41)을 통해 흐르는 연료량 및/또는 인젝터(미도시)의 누설량도 스위칭 가능한 스로틀(50)을 통해 흐르도록, 스위칭 가능한 스로틀(50)을 귀환 라인(13) 내에 하류에 배치하는 것도 가능하다. 이러한 경우 귀환량이 더 많으므로, 스위칭 가능한 스로틀(50)의 활성화를 통한 더 높은 압력 상승이 달성될 수 있다. 다른 한편으로 스로틀(50) 이전의 귀환부(13a)에서 단시간 동안 상승한 압력은 베어링(39 및/또는 41)의 일부인 샤프트 밀봉 링(shaft sealing ring)의 부하 상승을 야기한다.It may not be possible to use only the amount of feedback from the inner chamber 17 of the pump housing for pressure rise and throttling in the low pressure region. It is also possible to arrange the switchable throttle 50 downstream in the return line 13 so that the amount of fuel flowing through the bearings 39 and 41 and / or the amount of leakage of the injector (not shown) also flows through the switchable throttle 50 It is possible. In this case, since the amount of feedback is greater, a higher pressure rise through activation of the switchable throttle 50 can be achieved. On the other hand, the pressure which has risen for a short time in the return section 13a before the throttle 50 causes a load rise of the shaft sealing ring which is a part of the bearings 39 and / or 41.

도 5에는 전체 귀환량이 스위칭 가능한 스로틀(50)을 통해 흐르므로 여기서 최대 압력 상승이 구현될 수 있는 연료 분사 시스템이 도시되어 있다.5 shows a fuel injection system in which the maximum pressure rise can be realized since the total amount of feedback flows through the switchable throttle 50. In FIG.

도 6에는 유량 조절 밸브(63)가 제공된 연료 분사 시스템이 도시되어 있다. 도면에 도시된 유량 조절 밸브(63)의 제1 스위칭 위치에서 연료 유입부(15)와 귀환 라인(13)은 유압 분리된다. 유량 조절 밸브(63)의 제2 스위칭 위치에서 귀환 라인(13)은 연료 유입부(15)와 연결된다. 이에 의해 연료 귀환 라인 내 압력은 지지 압력으로서 압력 조절 밸브(20)에 가해진다. 또한 이에 의해 탄화수소 인젝터(16)에서 일시적 압력 상승이 이루어질 수 있다.Fig. 6 shows a fuel injection system provided with a flow control valve 63. Fig. In the first switching position of the flow control valve 63 shown in the figure, the fuel inlet 15 and the return line 13 are separated from each other by the hydraulic pressure. At the second switching position of the flow control valve 63, the return line 13 is connected to the fuel inlet 15. Whereby the pressure in the fuel return line is applied to the pressure regulating valve 20 as the supporting pressure. This also allows a temporary pressure rise in the hydrocarbon injector 16 to occur.

도 7에는 기계적으로 구동되는 예비 토출 펌프(5)가 제공된 연료 분사 시스템이 도시되어 있으며, 예비 토출 펌프(5)로의 유입부에는 스위칭 가능한 스로틀(50)이 배치된다. 스위칭 가능한 스로틀(50)은 도 3에 따른 실시예와 유사하게 전기 작동식 밸브일 수 있거나 도 4에 따른 실시예와 유사하게 유압식으로 작동될 수 있다. 스위칭 가능한 스로틀(50)의 유압식 제어 장치에서는 도 4에 따른 실시예에서와 같이, 탄화수소 인젝터(16)로 흐를 때 얻어지는 압력 강하가 이용될 수 있다. 기계적으로 구동되는 예비 토출 펌프(5) 이전의 상류에는 도 2에 따른 실시예와 유사하게 추가 연료 펌프(43)가 제공될 수 있다. 저압 영역에서 상승한 압력이 탄화수소 분사를 위해 요구되는 경우, 스위칭 가능한 스로틀(50)은 더 큰 유량 단면을 갖도록 설정되므로 예비 토출 펌프(5)의 토출량은 상승하는데, 이는 재차 저압 영역의 압력 상승을 야기한다.Fig. 7 shows a fuel injection system provided with a mechanically driven preliminary discharge pump 5, and a switchable throttle 50 is arranged at an inlet to the preliminary discharge pump 5. Fig. The switchable throttle 50 may be an electrically actuated valve similar to the embodiment according to FIG. 3 or may be hydraulically operated similar to the embodiment according to FIG. In the hydraulic control device of the switchable throttle 50, the pressure drop obtained when flowing to the hydrocarbon injector 16 can be used, as in the embodiment according to Fig. Upstream prior to the mechanically driven pre-dispensing pump 5, an additional fuel pump 43 may be provided similar to the embodiment according to FIG. When the pressure rising in the low pressure region is required for hydrocarbon injection, since the switchable throttle 50 is set to have a larger flow cross section, the discharge amount of the preliminary discharge pump 5 rises, which causes the pressure rise in the low- do.

도 8에는 전기 구동되는 예비 토출 펌프(5)가 제공된 연료 분사 시스템이 도시되어 있다. 귀환 라인(13)이 연료 고압 펌프(1)의 펌프 하우징의 내부 챔버(17)와 압력 조절 밸브(20)로부터 탱크(3) 내로 안내되며, 탱크 내에서는 이젝터(ejector) 펌프(10)가 귀환 라인(13)에 연결된다. 귀환 라인(13) 내에서는 이젝터 펌프(10) 이전 상류에, 예를 들어 탱크(3) 내에 또는 이젝터 펌프(10) 내에 스위칭 가능한 스로틀(50), 예를 들어 전기 작동되는 스로틀 밸브(50)가 배치된다. 저압 영역에서 상승한 압력이 탄화수소 분사를 위해 요구되는 경우, 스위칭 가능한 스로틀(50)은 더 작은 유량 단면에 대해 설정되므로 귀환 라인(13)을 통해 흘러나가는 연료량은 감소하는데, 이는 재차 저압 영역의 압력 상승을 야기한다.Fig. 8 shows a fuel injection system provided with an electrically driven preliminary discharge pump 5. The return line 13 is guided from the inner chamber 17 of the pump housing of the fuel high-pressure pump 1 and the pressure regulating valve 20 into the tank 3, and in the tank, the ejector pump 10 is returned Line 13 as shown in FIG. In the return line 13, a throttle 50, for example an electrically operated throttle valve 50, which is switchable before the ejector pump 10, for example in the tank 3 or in the ejector pump 10, . When a pressure rising in the low pressure region is required for hydrocarbon injection, the amount of fuel flowing through the return line 13 decreases because the switchable throttle 50 is set for the smaller flow cross-section, .

Claims (21)

저압 영역과 고압 영역을 갖는 엔진의 연료 분사 시스템이며,
저압 영역에서는 연료 탱크(3)로부터 고압 펌프(1)로 연료를 토출하는 예비 토출 펌프(5)가 제공되며, 고압 영역에서는 내부 챔버(17) 내에 배치되어 하나 이상의 베어링(39, 41)을 통해 회전 가능하게 지지된 구동축을 포함하고 커먼 레일(9) 또는 하나 이상의 분사 밸브로 고압 상태의 연료를 토출하는 고압 펌프(1)가 제공되며, 고압 펌프(1)의 내부 챔버(17)는 저압 영역의 일부이고, 저압 영역은 필요한 경우 저압 영역으로부터 그리고 예비 토출 펌프(5)의 하류에서 엔진의 배기 가스 후처리 장치 내로 연료를 분사하는 하나 이상의 탄화수소 인젝터(16)를 포함하는 연료 분사 시스템에 있어서,
탄화수소 인젝터(16)를 통해 연료를 배기 가스 후처리 장치 내로 분사하는 동안 저압 영역의 압력은 저압 영역으로의 유입량의 증가에 의해 상승하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.A fuel injection system for an engine having a low pressure region and a high pressure region,
In the low pressure region, a preliminary discharge pump 5 for discharging the fuel from the fuel tank 3 to the high-pressure pump 1 is provided. In the high-pressure region, it is disposed in the inner chamber 17 and is connected via one or more bearings 39, 41 A high pressure pump (1) including a drive shaft rotatably supported and discharging high pressure fuel to the common rail (9) or one or more injection valves is provided, and the inner chamber (17) of the high pressure pump (1) Wherein the low pressure region comprises at least one hydrocarbon injector (16) for injecting fuel from the low pressure region and downstream of the preliminary dispensing pump (5) into the exhaust gas aftertreatment device of the engine,
Characterized in that the pressure in the low pressure region rises by an increase in the inflow amount into the low pressure region during the injection of the fuel into the exhaust aftertreatment apparatus via the hydrocarbon injector (16). 제1항에 있어서, 예비 토출 펌프(5)는 전기 구동식 연료 펌프로서 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.The fuel injection system according to claim 1, wherein the preliminary discharge pump (5) is formed as an electrically driven fuel pump. 제1항에 있어서, 예비 토출 펌프(5)는 기계 구동식 연료 펌프로서 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.The fuel injection system according to claim 1, wherein the preliminary discharge pump (5) is formed as a mechanical-driven fuel pump. 제3항에 있어서, 예비 토출 펌프(5) 이전 상류에 스위칭 가능한 스로틀(50)이 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.4. A fuel injection system according to claim 3, characterized in that a throttle (50) is provided which is switchable upstream of the preliminary discharge pump (5). 제3항에 있어서, 기계 구동식 예비 토출 펌프(5)에 추가로, 연결 가능한 전기 구동식 추가 연료 펌프(43)가 하나 더 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.4. A fuel injection system according to claim 3, characterized in that, in addition to the machine-driven preliminary discharge pump (5), one further electrically connectable electrically driven additional fuel pump (43) is provided. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 탄화수소 인젝터(16)는 연료 고압 펌프(1)의 내부 챔버(17) 또는 연료 유입 라인(15)에 연결되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.6. A fuel injector according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one hydrocarbon injector (16) is connected to the inner chamber (17) or the fuel inlet line (15) of the fuel high pressure pump (1) system. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 탄화수소 인젝터(16)는 귀환 라인(13)에 연결되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.6. A fuel injection system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one hydrocarbon injector (16) is connected to a return line (13). 삭제delete 제4항에 있어서, 스위칭 가능한 스로틀(50)은 전기식으로 또는 유압식으로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.5. The fuel injection system according to claim 4, wherein the switchable throttle (50) is electrically or hydraulically switched. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 베어링(39, 41)과 귀환 라인(13)의 연결부에는 유량 제한 부재(42)가 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.6. A fuel injection system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a flow restriction member (42) is provided at the junction of the at least one bearing (39, 41) and the return line (13). 저압 영역과 고압 영역을 가지며, 저압 영역에서는 연료 탱크(3)로부터 고압 펌프(1)로 연료를 토출하는 예비 토출 펌프(5)가 제공되며, 고압 영역에서는 커먼 레일(9) 내로 또는 하나 이상의 분사 밸브로 고압 상태의 연료를 토출하는 고압 펌프(1)가 제공되며, 저압 영역에는 하나 이상의 탄화수소 인젝터(16)가 연결되며, 하나 이상의 탄화수소 인젝터(16)는 필요한 경우 하나 또는 복수의 미립자 필터의 상류에서 엔진의 배기관 내로 연료를 분사하는, 연료 분사 시스템을 작동하기 위한 방법에 있어서,
탄화수소 인젝터(16)를 통해 연료를 분사하는 동안 저압 영역의 압력은 유입량의 증가에 의해 상승하는 것을 특징으로 하는, 연료 분사 시스템을 작동하기 위한 방법.A preliminary discharge pump 5 for discharging fuel from the fuel tank 3 to the high-pressure pump 1 is provided in the low-pressure region and a high-pressure region is provided in the common rail 9, A high pressure pump 1 for discharging high pressure fuel to the valve is provided and at least one hydrocarbon injector 16 is connected to the low pressure region and one or more hydrocarbon injectors 16 are connected upstream of one or more particulate filters A method for operating a fuel injection system that injects fuel into an exhaust duct of an engine, the method comprising:
Characterized in that the pressure in the low pressure region rises due to an increase in inflow during the injection of the fuel through the hydrocarbon injector (16). 삭제delete 삭제delete 제11항에 있어서, 예비 토출 펌프(5)는 압력 조절기에 의해 개회로 제어되고, 저압 영역에서의 압력 상승은 압력의 설정값(psoll)이 상승함으로써 실행되는 것을 특징으로 하는, 연료 분사 시스템을 작동하기 위한 방법.The method of claim 11, wherein the pre-dispensing pump 5 is controlled to the opening by a pressure control, a pressure rise in the low pressure region, characterized in that is carried out by rising the set value of the pressure (p soll), a fuel injection system Lt; / RTI > 제11항 또는 제14항에 있어서, 예비 토출 펌프(5)에 추가로, 예비 토출 펌프(5)의 상류에 배치된 전기 구동식 추가 연료 펌프(43)가 제공되고, 저압 영역에서의 압력 상승은 예비 토출 펌프(5)에 추가로 추가 연료 펌프(43)가 스위치-온됨으로써 실행되는 것을 특징으로 하는, 연료 분사 시스템을 작동하기 위한 방법.15. The fuel pump system according to claim 11 or 14, further comprising an electrically driven additional fuel pump (43) disposed upstream of the preliminary discharge pump (5) in addition to the preliminary discharge pump (5) Characterized in that a further fuel pump (43) is switched on in addition to the preliminary discharge pump (5). 제11항 또는 제14항에 있어서, 유량 조절 밸브(63)에 의해 귀환 라인(13)이 연료 유입부(15)와 연결 가능한 것을 특징으로 하는, 연료 분사 시스템을 작동하기 위한 방법.15. A method according to claim 11 or 14, characterized in that the return line (13) is connectable to the fuel inlet (15) by a flow control valve (63). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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