SE524460C2 - Fuel injection systems - Google Patents

Fuel injection systems

Info

Publication number
SE524460C2
SE524460C2 SE0200944A SE0200944A SE524460C2 SE 524460 C2 SE524460 C2 SE 524460C2 SE 0200944 A SE0200944 A SE 0200944A SE 0200944 A SE0200944 A SE 0200944A SE 524460 C2 SE524460 C2 SE 524460C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
common rail
pressure
pressure piston
piston chamber
control
Prior art date
Application number
SE0200944A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0200944L (en
SE0200944D0 (en
Inventor
Sergi Yudanov
Original Assignee
Volvo Lastvagnar Ab
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 Volvo Lastvagnar Ab filed Critical Volvo Lastvagnar Ab
Priority to SE0200944A priority Critical patent/SE524460C2/en
Publication of SE0200944D0 publication Critical patent/SE0200944D0/en
Priority to BR0308590-2A priority patent/BR0308590A/en
Priority to JP2003578731A priority patent/JP2005520983A/en
Priority to CNB038029324A priority patent/CN100356058C/en
Priority to PL03371655A priority patent/PL371655A1/en
Priority to EP03713146A priority patent/EP1490595A1/en
Priority to PCT/SE2003/000435 priority patent/WO2003081025A1/en
Priority to AU2003217113A priority patent/AU2003217113A1/en
Priority to RU2004131572/06A priority patent/RU2302550C2/en
Publication of SE0200944L publication Critical patent/SE0200944L/en
Priority to US10/708,655 priority patent/US7191762B2/en
Publication of SE524460C2 publication Critical patent/SE524460C2/en
Priority to NO20044303A priority patent/NO20044303L/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other 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
    • F02M63/02Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-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
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/023Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive mechanical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other 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
    • F02M63/0003Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure
    • F02M63/0007Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure using electrically actuated valves

Landscapes

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

Abstract

A fuel injection system for an internal combustion engine comprises a nozzle (2) with an inlet and a cam-driven plunger (5) forming a plunger chamber (7) which is connected to the inlet of the nozzle. The injection sysstem also comprises a common rail (10) for fuel and a control valve (9) installed between the plunger chamber (7) and the common rail (10), wherein the control valve is able to open or close hydraulic communication between the plunger chamber and the common rail upon receiving an electrical control command. An electrically actuated nozzle control valve (21) is used for opening and closing of the nozzle (2). The system also comprises a means (11) for pressurizing the common rail and regulating pressure of the fuel in the common rail (10).

Description

20 25 30 524 460 enskild insprutning. Högtryckssystem av typ ”common- rail” kan inte lika lätt àstadkomma sädan insprutningskaraktäristik och när deras naturliga fyrkantformade insprutningskurva blir önskvärd vid vissa motordriftförhállanden, sä kan motsvarande enhets- insprutare med en direkt nàlkontrollventil forma insprutningen lika förmánligt. Detta ger de senare systemen bättre flexibilitet vid formning av insprut- ningskurvan. Å andra sidan uppvisar högtryckssystem av typ ”common- rail” vissa fördelar i jämförelse med de xnekaniskt päverkade insprutningssystemen. Bland de som är mest viktiga för motorer för yrkesfordon kan nämnas den nästan obegränsade valfriheten i tidpunkten för insprutningen och enkelheten att ástadkomma multipla Sådan hos ett bränsle- insprutningar. möjlighet insprutningssystem ökar i betydelse genom introduktionen av olika typer av anordningar för efter- behandling av dieselavgaser och framsteg i utvecklingen sàsom HCCI. av alternativa förbränningsprocesser Mekaniskt päverkade systems beroende av en kam för drivning av pumpkolven kan allvarligt begränsa deras förmåga att uppfylla kraven. beträffande insprutnings- timing och matning för multipla insprutningar. Den andra fördelen med högtrycks commonrail system i jämförelse med system med mekaniska enhetsinsprutare kan vara lägre parasitförluster beträffande driveffekten vid drift med mycket làg last och under tomgàngskörning. Under sàdana förhållanden kan högtrycks commonrail system även ha högre precision beträffande bränslematningen än ett system med mekaniskt päverkade enhetsinsprutare med en stor diameter pà tryckkolven. Slutligen kan mekaniskt päverkade system med enhetsinsprutare vara en källa till 10 15 20 25 30 524 460 3 höga mekaniska oljud som alstras både av själva insprutarna och den kraftöverföring som överför vridkraft för manövrering av systemet. Sådant oljud är speciellt märkbart vid tomgång. Driften av högtrycks commonrail system bidrar inte märkbart till det totala motorljudet vid någon driftspunkt. 20 25 30 524 460 individual injection. High-pressure systems of the “common-rail” type cannot achieve such injection characteristics as easily, and when their natural square-shaped injection curve becomes desirable in certain engine operating conditions, the corresponding unit injectors with a direct needle control valve can shape the injection just as advantageously. This gives the latter systems better flexibility in shaping the injection curve. On the other hand, high-pressure systems of the “common-rail” type have certain advantages in comparison with the mechanically impacted injection systems. Among those that are most important for engines for commercial vehicles can be mentioned the almost unlimited freedom of choice at the time of injection and the ease of achieving multiple Such in a fuel injection. The possibility of injection systems is increasing in importance through the introduction of various types of devices for post-treatment of diesel exhaust gases and progress in development such as HCCI. of alternative combustion processes The dependence of mechanically impacted systems on a cam for driving the pump piston can severely limit their ability to meet the requirements. regarding injection timing and feed for multiple injections. The second advantage of high-pressure common rail systems compared to systems with mechanical unit injectors can be lower parasite losses in terms of drive power when operating at very low loads and during idling. Under such conditions, high pressure common rail systems can also have higher fuel supply precision than a system with mechanically actuated unit injectors with a large diameter on the pressure piston. Finally, mechanically actuated systems with unit injectors can be a source of loud mechanical noises generated by both the injectors themselves and the power transmission which transmits torque to operate the system. Such noise is especially noticeable at idle. The operation of the high-pressure common rail system does not significantly contribute to the total engine noise at any operating point.

UPPFINNINGENS ÃNDAMÅL Föremålet för föreliggande uppfinning är ett nytt mekaniskt enhetsinsprutningssystem med commonrail- funktionalitet. Ändamålet med uppfinningen är att möjliggöra selektiv användning av principerna för mekanisk insprutningsfunktion och commonrail vid sådana förhållanden som tillåter utnyttjande av deras respektive fördelar, och selektiv deaktivering vid andra förhållanden där deras respektive nackdelar kan påverka motorns prestanda skadligt.OBJECTS OF THE INVENTION The object of the present invention is a new mechanical unit injection system with common rail functionality. The object of the invention is to enable selective application of the principles of mechanical injection function and common rail in conditions which allow the use of their respective advantages, and selective deactivation in other conditions where their respective disadvantages may adversely affect engine performance.

TEKNI KENs STÅNDPUNKT US Patent 6,247,450 Bl av Jiang visar ett system som omfattar en mekaniskt påverkad enhetsinsprutare med en styrventil och en commonrail. I detta system regleras relativt nivåer och detta commonrail-trycket vid låga bränslet matas under tryck in i enhets- insprutaren via ett doseringsmunstycke som öppnas vid ett visst tillbakadraget läge hos enhetsinsprutarens tryckkolv, och som stängs vid andra tryckkolvs- positioner. Variation av commonrail-trycket och öppningsdurationen hos doseringsmunstycket bestämmer mängden bränsle som fyller tryckkolvskammaren. Under kolvens pumpslag stängs doseringsmunstycket och bränslet trycksätts i tryckkolvskammaren, som är lämpligt dimensionerad för att möjliggöra att det nödvändiga insprutningstrycket uppnås. Tryckkolvs- 10 15 20 25 30 524 460 4 kammaren är förbunden med inloppet till ett konventionellt fjäderstängt munstycke via en styrventil. När den önskade tryckniván uppnäs kan styrventilen öppnas för att, överföra det trycksatta bränslet till munstycket och insprutningen inleds. Vid avslutning av ventilen och insprutningen stängs munstycket stängs av returfjädern.TECHNOLOGY'S POSITION US Patent 6,247,450 B1 by Jiang discloses a system comprising a mechanically actuated unit injector with a control valve and a common rail. In this system, relative levels are regulated and this common rail pressure at low fuel is fed under pressure into the unit injector via a metering nozzle which is opened at a certain retracted position of the unit injector pressure piston, and which closes at other pressure piston positions. Variation of the common rail pressure and the opening duration of the metering nozzle determine the amount of fuel that fills the plunger chamber. During the pump stroke of the piston, the dosing nozzle is closed and the fuel is pressurized in the pressure piston chamber, which is suitably dimensioned to enable the necessary injection pressure to be reached. The pressure piston chamber is connected to the inlet of a conventional spring-closed nozzle via a control valve. When the desired pressure level is reached, the control valve can be opened to transfer the pressurized fuel to the nozzle and the injection is started. At the end of the valve and the injection, the nozzle is closed by the return spring.

Sådana system är beroende av att tryckkolven stàr stilla vid maximalt lyft och bibehåller trycket som alstrats under pumpslaget, för att möjliggöra flexibel insprutningstiming. Bränsleinsprutning kan över huvud taget inte ske under flertalet av pumpkolvens till- bakadragnings- eller pumpslag, eftersom doserings- munstycket är stängt. Uppenbarligen är inte systemet utformat för insprutning vid någon annan tidpunkt än när tryckkolven befinner sig i. närheten av nmxlyft, eftersom även om under skulle fjâderöppningstryck, styrventilen skulle öppnas bränsledoseringsfasen och commonrail-trycket vara satt högre än munstyckets skulle det tryckfall över doseringsmunstycket som är nödvändigt för att erhälla systemets bränsledoserings- funktion, ha förhindrat insprutning.Such systems depend on the pressure piston standing still at maximum lift and maintaining the pressure generated during the pump stroke, to enable flexible injection timing. Fuel injection can not take place at all during most of the retraction or pump stroke of the pump piston, as the dosing nozzle is closed. Obviously, the system is not designed for injection at any time other than when the pressure piston is in the vicinity of the nmx lift, because even if below the spring opening pressure, the control valve would open the fuel metering phase and the common rail pressure would be higher than the nozzle, the required pressure drop across the metering nozzle to obtain the fuel metering function of the system, have prevented injection.

Förutom det begränsade tidsintervallet för insprutning 6,247,450 ett nämligen ogynnsam form pà uppvisar systemet enligt US patent flertal andra nackdelar, insprutningskurvan báde i början och slutet av insprutningen, begränsat intervall av insprutnings- tryck etc.In addition to the limited time interval for injection 6,247,450, namely an unfavorable form, the system according to US patents has several other disadvantages, the injection curve both at the beginning and the end of the injection, limited interval of injection pressure, etc.

Det andra kända FIE som kan anses vara relevant med avseende pà uppfinningens ståndpunkt är det som är känt som tryck/tidsdoserande enhetsinsprutningssystem 10 15 20 25 30 524 460 och som introducerats på marknaden av Cummins Inc.The second known FIE which can be considered relevant with respect to the position of the invention is that which is known as pressure / time dosing unit injection system 10 24 20 25 30 524 460 and which has been introduced on the market by Cummins Inc.

Exempel på sådana system finns i US patent 3,544,008, 4,092,964 och 5,445,323. Ett omfattar en commonrail med trycksatt bränsle som matar system av denna typ enhetsinsprutare. Emellertid är commonrailens funktion inte att spruta in bränsle direkt i motorn, utan att underlätta bränsledoseringen till tryckkolvskammaren som förflyttas medelst munstycket under tryckkolvens kolvslag. Sådana system har således ett begränsat område för insprutningstiming och behöver utnyttja den mekaniska manövreringen varje gång en insprutning skall ske.Examples of such systems are found in U.S. Patents 3,544,008, 4,092,964 and 5,445,323. One includes a common rail with pressurized fuel that feeds systems of this type of unit injector. However, the function of the common rail is not to inject fuel directly into the engine, but to facilitate the fuel metering to the piston chamber which is moved by means of the nozzle during the piston stroke of the piston. Such systems thus have a limited area for injection timing and need to utilize the mechanical operation each time an injection is to be made.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ett huvudändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett brånsleinsprutningssystem som möjliggör selektiv användning av principerna för mekanisk insprutnings- funktion. och commonrail vid sådana förhållanden som tillåter utnyttjande av deras respektive fördelar, och selektiv deaktivering vid andra förhållanden för att undvika deras respektive nackdelar.DISCLOSURE OF THE INVENTION A main object of the invention is to provide a fuel injection system which enables selective application of the principles of mechanical injection function. and commonrail in conditions that allow utilization of their respective advantages, and selective deactivation in other conditions to avoid their respective disadvantages.

Ett mer specifikt ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett bränsleinsprutningssystenn med ett ökat intervall av möjliga insprutningstillfällen jämfört med kända mekaniskt påverkade insprutningssystem, så att ske vid valfri ett utökat insprutningstryck jämfört, med 'vad som är möjligt med insprutning kan punkt under motorns rotation; med intervall av möjliga och med en förbättrad Ett sådant system kända commonrail högtryckssystem; förmåga att forma insprutningskurvan. kan möjliggöra en särskild användning av arbetsprincipen för commonrail under tomgång och låg last för minskning av' motorljudet och en särskild användning av arbets- 10 15 20 25 30 524 460 principen för mekanisk påverkan under sàdana förhållanden när höga insprutningstryck är nödvändiga, varvid utformningen av commonraildelen av systemet kan vara relativt enkel och slitstark på grund av det relativt laga maximala railtrycket. Ett sàdant system kommer, genomx användning av' bada arbetspriciperna. med val av lämplig timing av' magnetiseringen av en styrventil, att kunna àstadkomma en sá kallad stövelformad insprutning förutom andra typer av kurvform, vilka är kända som möjliga för mekaniskt påverkade enhetsinsprutare och commonrailsystem, sàsom kvadratiska eller triangulára insprutningskurvor, pilotinsprutningar, högtrycksefterinsprutning och sena efterinsprutningar.A more specific object of the invention is to provide a fuel injection system with an increased range of possible injection times compared to known mechanically actuated injection systems, so as to occur at any increased injection pressure compared to what is possible with injection can point during engine rotation; at intervals of possible and with an improved Such a system known commonrail high pressure system; ability to shape the injection curve. can allow a special use of the working principle for common rail during idling and low load to reduce the engine noise and a special use of the working principle for mechanical impact under such conditions when high injection pressures are necessary, whereby the design of the common rail part of the system can be relatively simple and durable due to the relatively low maximum rail pressure. Such a system will, through the use of both working principles. by selecting the appropriate timing of the magnetization of a control valve, to be able to provide a so-called boot-shaped injection in addition to other types of curve shape, which are known as possible for mechanically actuated unit injectors and common rail systems, such as square or triangular injection curves, pilot injections and high pressure post-injection .

Ett annat specifikt ändamàl med föreliggande uppfinning är att àstadkomma ett bränsleinsprutningssystem som förutom de ovan beskrivna egenskaperna, kommer att ha ett inneboende skydd mot systemövertryck.Another specific object of the present invention is to provide a fuel injection system which, in addition to the properties described above, will have an inherent protection against system overpressure.

KORT BESKRIVNING AV FIGURER Figurerna 1 till 9 visar schematiska vyer av olika utföringsexempel av uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Figures 1 to 9 show schematic views of various embodiments of the invention.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSEXEMPEL: Enligt ett första utföringsexempel av föreliggande uppfinning som visas i Fig. 1, är det anordnat en bränsleinjektor 1 som omfattar ett konventionellt normalt stängt munstycke 2 och en elektriskt styrd nálkontrollventil (NCV) 3; en mekaniskt påverkad anordning 4 för trycksättning av bränsle, vilken omfattar en kamdriven tryckkolv 5 med en kam 6 och en tryckkolvskammare 7; en returfjäder 8 och en elektriskt manövrerad ventil 9; en commonrail 10 som pà sedvanligt 10 15 20 25 30 524 460 sätt samarbetar med ett antal bränsleinsprutare och mekaniskt påverkade organ i en motor (ej visad), ett organ 11 för trycksättning av commonrailen och för reglering av dess tryck vid en önskad nivå; en returledning 12 med ett relativt làgt tryck och en bränsletank 13. En elektronisk styrenhet (ej visad) övervakar trycket i commonrailen 10 och styr ventilerna 3 och 9.PREFERRED EMBODIMENTS: According to a first embodiment of the present invention shown in Fig. 1, there is provided a fuel injector 1 comprising a conventional normally closed nozzle 2 and an electrically controlled needle control valve (NCV) 3; a mechanically actuated device 4 for pressurizing fuel, which comprises a cam-driven piston 5 with a cam 6 and a piston chamber 7; a return spring 8 and an electrically operated valve 9; a common rail 10 which, in the usual manner, cooperates with a number of fuel injectors and mechanically actuated means in an engine (not shown), a means 11 for pressurizing the common rail and for regulating its pressure at a desired level; a return line 12 with a relatively low pressure and a fuel tank 13. An electronic control unit (not shown) monitors the pressure in the common rail 10 and controls the valves 3 and 9.

Brânsleinsprutaren 1 är utformad för att arbeta som en högtrycks commonrailinsprutare av den typ som. är 'väl känd från teknikens ståndpunkt. Såsom är karakteristiskt för denna typ av kända insprutare omfattar insprutaren 1 en nål 15 en reglerkolv 16 med en reglerkammare 17 en fjäder 14 som påverkar att stänga munstycket 2; som är så anordnad att högre tryck i reglerkammaren tenderar att påverka reglerkolven att trycka nålen 15 för stängning av nmnstycket; en ingångsstrypventil 18 och en utloppsport 19. Ingångsstrypventilen 18 förbinder reglerkammaren 17 med tryckkolvskammaren 7 och utlopps- NCV 3. Vid mottagande av ett kommando kan NCV 3 öppna förbindelsen porten 19 förbinder reglerkammaren med mellan utloppsporten 19 och returledningen 12.The fuel injector 1 is designed to operate as a high pressure common rail injector of the type used. is well known from the state of the art. As is characteristic of this type of known injector, the injector 1 comprises a needle 15, a control piston 16 with a control chamber 17 a spring 14 which acts to close the nozzle 2; which is arranged so that higher pressure in the control chamber tends to cause the control piston to push the needle 15 to close the nozzle; an inlet throttle valve 18 and an outlet port 19. The inlet throttle valve 18 connects the control chamber 17 to the pressure piston chamber 7 and the outlet NCV 3. Upon receiving a command, NCV 3 can open the connection the port 19 connects the control chamber with between the outlet port 19 and the return line 12.

Flödesarean hos ingångsstrypventilen, utloppsporten och NCV' är så valda att öppningen av' NCV förorsakar ett tryckfall i reglerkammaren som är tillräckligt för att möjliggöra för trycket, som verkar på en differensyta på nålen 15, att öppna nmnstycket 2. Likaså typiskt för kända högtrycks commonrailinsprutare, är att utlopps- porten 19 och reglerkolven 16 är utformade så att reglerkolven kan begränsa utloppsporten till ett läge son: motsvarar ett öppet munstycke, varvid läckage av trycksatt bränsle genom ingångsstrypventilen 18, 10 15 20 25 30 524 460 utloppsporten 19 och den nålventilen 3 till öppna returledningen 12 begränsas.The flow area of the inlet throttle valve, outlet port and NCV 'is so selected that the opening of' NCV causes a pressure drop in the control chamber sufficient to allow the pressure acting on a differential surface of the needle 15 to open the nozzle piece 2. Also typical of known high pressure common rail injectors , is that the outlet port 19 and the control piston 16 are designed so that the control piston can limit the outlet port to a position son: corresponds to an open nozzle, whereby leakage of pressurized fuel through the inlet throttle valve 18, the outlet port 19 and the needle valve 3 to open return line 12 is limited.

Tryckkolvskammaren 7 är förbunden med munstyckets 2 inlopp. Tryckolvskammaren kan förbindas med eller skiljas av fràn commonrailen 10, beroende på styr- ventilens 9 läge.The pressure piston chamber 7 is connected to the inlet of the nozzle 2. The pressure piston chamber can be connected to or separated from the common rail 10, depending on the position of the control valve 9.

Brånsleinsprutningssystemet fungerar enligt följande: bränsletrycket i commonrailen 10 upprätthålles vid en viss konstant nivå som är satt med hänsyn till motorns speciella driftförhállanden. När ett högt insprutnings- tryck inte behövs för insprutningen, till exempel med motorn på tomgång eller vid relativt låg last, bibehålls styrventilen 9 öppen under hela motor-cykeln. Under tryckkolvens 5 pumpslag, förflyttas bränslet via styr- ventilen 9 tillbaka till commonrailen, så att det är väldigt lite tryckuppbyggnad i tryckkolvskammaren 7 och motsvarande liten tryckuppbyggnad hos motortrans- missionen som driver tryckkolven. NCV 3 öppnar för att påbörja insprutningen, varvid trycket i reglerkammaren 17 faller och gör det möjligt för reglerkolven 16 och nålen 15 att lyfta och öppna munstycket. Därefter sprutas bränsle in med commonrailtryck genom det öppna munstycket, tills NCV återigen stängs. Efter stängningen av NCV stiger trycket i reglerkammaren 17 tillbaka upp till nivån av commonrailtrycket och reglerkolven 16 stänger munstycket under medverkan av fjädern 14. Denna arbetsmod kommer att benämnas fortsättningsvis som commonrail- eller CR-mod. Det är underförstått att för skall trycken i commonrail 10 och i returledningen 12 vara att CR-moden skall fungera, skillnaden mellan större än för fjäderöppningstrycket hos munstycket 2, vilket fjäderöppningstryck definieras av fjäderns 14 10 15 20 25 30 524 460 ~nnna~ -v u förspänning och storleken pá den stängda nàlens 15 differensarea, vilket är väl känt inom teknikomràdet.The fuel injection system operates as follows: the fuel pressure in the common rail 10 is maintained at a certain constant level which is set with regard to the special operating conditions of the engine. When a high injection pressure is not required for the injection, for example with the engine idling or at a relatively low load, the control valve 9 is kept open during the entire engine cycle. During the pump stroke of the pressure piston 5, the fuel is moved via the control valve 9 back to the common rail, so that there is very little pressure build-up in the pressure piston chamber 7 and a correspondingly small pressure build-up of the engine transmission that drives the pressure piston. NCV 3 opens to start the injection, whereby the pressure in the control chamber 17 drops and enables the control piston 16 and the needle 15 to lift and open the nozzle. Fuel is then injected with common rail pressure through the open nozzle, until the NCV closes again. After closing the NCV, the pressure in the control chamber 17 rises back up to the level of the common rail pressure and the control piston 16 closes the nozzle with the action of the spring 14. This working mode will hereinafter be referred to as common rail or CR mode. It is understood that for the pressures in common rail 10 and in the return line 12 to be that the CR mode is to operate, the difference between greater than for the spring opening pressure of the nozzle 2, which spring opening pressure is defined by the spring 14 10 15 20 25 30 524 460 ~ nnna ~ -vu bias and the size of the difference area of the closed needle 15, which is well known in the art.

Arbetsmod CR. möjliggör en Ininskning av det mekaniska oljudet hos insprutningssystemet genom avlägsnande av tryckuppbyggnaden i transmissionen som driver de som kännetecknar en mekaniskt Till- mekaniska drivorganen, manövrerad FIE och i synnerhet enhetsinsprutare. gängen till commonrailtryck möjliggör även bränsle- insprutning vid valfri punkt under motorcykeln. Maximala konstruktionsbegränsningar beträffande arbetstrycket i commonrail kommer att vara en kompromiss mellan kostnad, användbar livslängd och andra parametrar som begränsar det. maximala trycket à ena sidan och, á andra sidan fördelar som flexibilitet i insprutningstiming, ljud- reduktion och annat som förbättrar motorns karakteristik. Således kan ett typiskt maximalt arbets- tryck i commonrail vara mellan 200 och 600 bar.Work mode CR. enables a reduction of the mechanical noise of the injection system by removing the pressure build-up in the transmission which drives those which characterize a mechanical Till-mechanical drive means, operated FIE and in particular unit injectors. the common rail pressure threads also enable fuel injection at any point under the motorcycle. Maximum design constraints regarding the working pressure in common rail will be a compromise between cost, useful life and other parameters that limit it. maximum pressure on the one hand and, on the other hand, advantages such as flexibility in injection timing, noise reduction and other things that improve engine characteristics. Thus, a typical maximum working pressure in common rail can be between 200 and 600 bar.

När ett högre insprutningstryck erfordras, stängs styrkolven 9 kortvarigt under tryckkolvens 5 pumpslag.When a higher injection pressure is required, the control piston 9 is briefly closed during the pump stroke of the pressure piston 5.

Detta ástadkommer en tryckökning i tryckkolvskammaren 7, vid ingàngsstrypventilen l8 och inloppet till munstycket 2. När ett visst önskat tryck uppnàtts, öppnar NCV och insprutning sker så som beskrivits ovan. Slutet pä insprutningen beror pà den relativa timingen pà stängningen av NCV och öppningen av styrventilen 9.This causes an increase in pressure in the pressure piston chamber 7, at the inlet throttle valve 18 and the inlet to the nozzle 2. When a certain desired pressure is reached, NCV opens and injection takes place as described above. The end of the injection depends on the relative timing of the closing of the NCV and the opening of the control valve 9.

Denna arbetsmod liknar funktionssekvensen hos mekaniskt påverkade enhetsinsprutare enligt teknikens ståndpunkt och kommer fortsättningsvis att benämnas EUI~arbetsmod.This mode of operation is similar to the operating sequence of mechanically actuated unit injectors according to the state of the art and will henceforth be referred to as the EUI mode of operation.

Genom användning av EUI-arbetsmod kan föreliggande uppfinning uppnå mycket höga insprutningstryck som är karakteristiska för kända enhetsinsprutare och enhets- pumpsystem. Pá har inte föreliggande samma gång 10 15 20 25 30 524 460 10 uppfinning de nackdelar som förekommer vid högtrycks commonrailsystem som är förknippade med mycket högt tryck i commonrail och andra volymer, eftersom det höga trycket begränsas till relativt smà volymer vid den stängda styrventilen 9. I själva verket kan common- railtrycket under arbetsmod EUI minskas ned till en mycket lág nivå som är precis tillräcklig för att fylls tryckkolvens returslag, vilket normalt kan vara mellan 4 och 6 bar. tillförsäkra att tryckkolvskammaren 7 under Vid ett annat utföringsexempel av föreliggande uppfinning som visas i Fig. 2, är systemet utformat på samma sätt, men en envägsventil 20 är installerad mellan munstyckets 2 inlopp och commonrail 10, med sitt inlopp anslutet till commonrailen. Ventilen 20 öppnas under tryckkolvens 5 retur- för att minska eller áterslag, tryckfallet mellan tryckkolvskammaren 7 och common- railen, vilket i avsaknad av ventilen 20 skulle leda till för ett för lågt tryck vid inloppet till munstycket 2, för att CR-insprutningsmoden skulle kunna fungera.By using the EUI mode of operation, the present invention can achieve very high injection pressures that are characteristic of known unit injectors and unit pump systems. At the same time, the present invention does not have the disadvantages of high pressure common rail systems associated with very high pressure in common rail and other volumes, since the high pressure is limited to relatively small volumes at the closed control valve 9. In fact, the common rail pressure during working mode EUI can be reduced to a very low level which is just sufficient to fill the return stroke of the pressure piston, which can normally be between 4 and 6 bar. In another embodiment of the present invention shown in Fig. 2, the system is designed in the same way, but a one-way valve 20 is installed between the inlet of the nozzle 2 and the common rail 10, with its inlet connected to the common rail. The valve 20 is opened during the return of the pressure piston 5 to reduce or rebound, the pressure drop between the pressure piston chamber 7 and the common rail, which in the absence of the valve 20 would lead to too low a pressure at the inlet to the nozzle 2, for the CR injection mode to work.

Ventilen 20 därför för används att möjliggöra en insprutning under tryckkolvens àterslag. Alternativt tillåter den användning av en styrventil 9 med en mindre flödesarea. Detta kan à sin sida förbättra styrventilens elektrisk ström- responstid, minska dess dimensioner, förbrukning etc.The valve 20 is therefore used to enable an injection during the return of the pressure piston. Alternatively, it allows the use of a control valve 9 with a smaller flow area. This in turn can improve the control valve's electrical current response time, reduce its dimensions, consumption, etc.

Den ovan beskrivna principen för styrning av nálens 15 rörelse kan vara otillräcklig när en högre hastighet erfordras för nálens öppning och stängning. Detta kan undvikas genom användning av en trevägsventil samt lämplig modifiering av hydraulkretsen. Figurerna 3 och 4 visar ett annat utföringsexempel av uppfinningen, vid 10 15 20 25 30 524 460 ll vilket en trevägs nàlkontrollventil 3 är installerad mellan tryckkolvskammaren 7 och reglerkammaren 17.The principle described above for controlling the movement of the needle 15 may be insufficient when a higher speed is required for the opening and closing of the needle. This can be avoided by using a three-way valve and appropriate modification of the hydraulic circuit. Figures 3 and 4 show another embodiment of the invention, at 524 460 ll in which a three-way needle control valve 3 is installed between the pressure piston chamber 7 and the control chamber 17.

Reglerkammaren är endast förbunden med NCV, som antingen kan ansluta reglerkammaren 17 med tryckkällan (som visat i figuren) eller till returledningen 12 med lágt tryck.The control chamber is only connected to NCV, which can either connect the control chamber 17 with the pressure source (as shown in the figure) or to the return line 12 with low pressure.

NCV reglerkammaren och tryckkällan och öppnar förbindelsen Öppningen av stänger förbindelsen mellan med returledningen, sà att bränslet kan evakueras snabbt för att möjliggöra en snabbare nálöppning. Stängning av NCV kopplar bort reglerkammaren 17 fràn returledningen och àteransluter den till vilket tryckkällan, även stänger munstycket snabbare.The NCV control chamber and the pressure source and open the connection The opening of closes the connection between with the return line, so that the fuel can be evacuated quickly to enable a faster needle opening. Closing the NCV disconnects the control chamber 17 from the return line and reconnects it to which the pressure source also closes the nozzle faster.

Identiskt med det i Fig. 2 visade utföringsexemplet kan en envägsventil 20, som är förbunden med sitt inlopp till commonrail och med sitt utlopp till munstycket 2, användas som visat i Fig. 4 för att utvidga intervallet med möjliga insprutningstidpunkter hos systemet och minska styrventilens 9 maximalt erforderliga flödesarea.Identical to the embodiment shown in Fig. 2, a one-way valve 20, which is connected to its inlet to the common rail and to its outlet to the nozzle 2, can be used as shown in Fig. 4 to extend the range with possible injection times of the system and reduce the control valve 9 maximum required flow area.

Ytterligare ett utföringsexempel som visas i Fig. 5 omfattar en tre-läges, trevägs- styrventil 9 mellan tryckkolvskammaren 7 och commonrail 10. Styrventilen 9 kan alternativt ansluta tryckkolvkammaren 7 till commonrail eller till returledningen 12, eller isolera kammaren fràn bàda dessa. För övrigt är konstruktionen Fördelen med att Fig. 5 "läck- användas om så den samma som den som visas i Fig. 3. utforma föreliggande uppfinning enligt det i visade utföringsexemplet är att en sà kallad kan avslutning” pà insprutningen erfordras.Another embodiment shown in Fig. 5 comprises a three-position, three-way control valve 9 between the pressure piston chamber 7 and the common rail 10. The control valve 9 can alternatively connect the pressure piston chamber 7 to the common rail or to the return line 12, or insulate the chamber from both. Incidentally, the construction The advantage of Fig. 5 "leak-reusing if the same as that shown in Fig. 3. designing the present invention according to the embodiment shown is that a so-called termination" of the injection may be required.

Funktionsläget CR-mod erhålles genom öppning av NCV varvid trycket avlastas i reglerkammaren 17, vilket i 10 15 20 25 30 524 460 12 sin tur tilláter öppning av munstycket 2. Under CR-mod insprutning matas bränsle till munstycket frän common- rail via den öppna styrventilen 9 sásom visas i Fig. 5.The CR mode operating mode is obtained by opening the NCV, relieving the pressure in the control chamber 17, which in turn allows the nozzle 2 to be opened. During CR mode injection, fuel is fed to the nozzle from the common rail via the open the control valve 9 as shown in Fig. 5.

Denna position hos ventilen 9 kommer i det följande att benämnas som en första position. Stängning av NCV ökar trycket i reglerkammaren 17 och stänger sä smáningom munstycket. Bränsle som förflyttas av tryckkolven 5 under pumpslaget passerar tillbaka till commonrail via ventilen 9, vilket förhindrar att något nämnvärt extra tryck byggs och därvid effektivt upp i systemet eliminerar kraftsvängningar i tryckkolvens drivmekanism.This position of the valve 9 will hereinafter be referred to as a first position. Closing the NCV increases the pressure in the control chamber 17 and eventually closes the nozzle. Fuel moved by the pressure piston 5 during the pump stroke passes back to the common rail via the valve 9, which prevents any appreciable extra pressure from building up and thereby effectively eliminates force oscillations in the pressure piston drive mechanism.

I funktionsläget EUI-mod är styrventilen 9 omkopplad fràn den första positionen till en andra position under tryckkolvens 5 pumpslag. I det andra läget isolerar frán både returledningen. Trycket i systemet stiger sedan och, när tryckkolvskammaren 7 commonrail och önskad trycknivà har nåtts öppnar NCV och gör det möjligt för nålen 15 att öppna munstycket som beskrivits ovan. Bränsleinsprutningen sker vid ett högt tryck som alstras av tryckkolven. För avslutning av en insprutning finns flera möjliga alternativ. I normala fall kommer NCV att stänga, vilket äter trycksätter reglerkammaren 17. Om en tryckstödd avslutning av insprutningen önskas kan styrventilan 9 antingen lämnas öppen i. det andra läget under en tidsperiod som motsvarar munstyckets stängningsduration, eller växlas över tillbaka till den första. positionen. Munstycket kommer sedan att stänga vid ett högre tryck i reglerkammaren 17, vilket kommer att assistera returfjädern 14 att stänga nálen snabbare.In the EUI mode operating mode, the control valve 9 is switched from the first position to a second position during the pump stroke of the pressure piston 5. In the second position insulates from both the return line. The pressure in the system then rises and, when the pressure piston chamber 7 common rail and the desired pressure level has been reached, the NCV opens and enables the needle 15 to open the nozzle as described above. The fuel injection takes place at a high pressure generated by the pressure piston. There are several possible options for completing an injection. In normal cases, the NCV will close, which eats the pressurizing control chamber 17. If a pressure-assisted termination of the injection is desired, the control valve 9 can either be left open in the second position for a period of time corresponding to the nozzle closing duration, or switched back to the first. the position. The nozzle will then close at a higher pressure in the control chamber 17, which will assist the return spring 14 to close the needle more quickly.

Om ett läck-avslutning pá insprutningen önskas, växlas styrventilen 9 över till ett tredje läge som förbinder tryckkolvskammaren 7 med returledningen 12 och isolerar den fràn commonrail. Med detta menas att munstycket 10 15 20 25 30 524 460 13 kommer att stängas med returfjädern 14 när bränsletrycket i munstycket är làgt.If a leak termination of the injection is desired, the control valve 9 is switched to a third position which connects the pressure piston chamber 7 to the return line 12 and insulates it from the common rail. By this is meant that the nozzle 10 will be closed with the return spring 14 when the fuel pressure in the nozzle is low.

Vid fall när det är en fördel med samtidig användning av läck-avslutning och tryckstödd avslutning pä insprut- ningen, kan NCV anslutas direkt till commonrail sàsom visas i Fig. 6. För avslutning av en insprutning kopplas NCV om till den position där den stänger anslutningen mellan reglerkammaren 17 och returledningen 12 och förbinder reglerkammaren med commonrail. Styrventilen 9 kopplas om till den tredje positionen för avlastning av trycket frän tryckkolvskammaren och munstycket, och nälen 15 stänger munstycket genom den kombinerade verkan av returfjädern 14 och trycket i reglerkammaren 17. I detta utföringsexempel av uppfinningen kan en relativt svag returfjäder 14 användas för munstycket, vilket kan tilláta en lägre minimal inställning av commonrail- trycket än den som kan användas för funktion CR-mod.In cases where there is an advantage of simultaneous use of leakage termination and pressure-assisted termination of the injection, NCV can be connected directly to the common rail as shown in Fig. 6. To terminate an injection, NCV is switched to the position where it closes the connection between the control chamber 17 and the return line 12 and connects the control chamber to the common rail. The control valve 9 is switched to the third position for relieving the pressure from the piston chamber and the nozzle, and the needle 15 closes the nozzle by the combined action of the return spring 14 and the pressure in the control chamber 17. In this embodiment of the invention a relatively weak return spring 14 may be used. which may allow a lower minimum setting of the common rail pressure than that which can be used for function CR mode.

För minskning av det i Fig. 5 och 6 visade insprutnings- systemets komplexitet, kan en tvävägs nälkontrollventil användas i stället för 3-vägsventilen, sàsom 'visas i Fig. 7 och 8. Det funktionella förloppet hos systemet enligt Fig. 7 och 8 motsvarar det hos systemen som visas 5 och 6. arrangemang med i respektive Fig. ett Utformningen och funktionen hos NCV är tvävägs beskrivet tidigare i denna del av texten.To reduce the complexity of the injection system shown in Figs. 5 and 6, a two-way needle control valve may be used instead of the 3-way valve, as shown in Figs. 7 and 8. The functional course of the system of Figs. 7 and 8 corresponds to the arrangement shown in Figs. 5 and 6. The arrangement and function of NCV are twofold described earlier in this part of the text.

De i Fig. 6 och 8 visade utföringsexemplen av före- liggande uppfinning kan vara fördelaktiga beroende pà deras inneboende bättre skydd gentemot systemövertryck.The embodiments of the present invention shown in Figs. 6 and 8 may be advantageous due to their inherently better protection against system overpressure.

Detta beror pá att reglerkammarens 17 inlopp är förbundet med commonrail (antingen direkt eller via NCV) i stället för med tryckkolvskammaren 7, säsom är fallet 10 15 20 25 30 524 460 14 vid de andra utföringsexemplen av uppfinningen (Fig. 1- 5, 7) och vid mänga andra utformningar enligt teknikens stàndpunkt. Vid dessa senare system ger ett misslyckande för NCV att öppna ej någon möjlighet för det tryck som skapades under tryckkolvens pumpslag att strömma ut, eftersom tryckuppbyggnaden sker samtidigt i nmnstycket och i reglerkammaren 17 och inte kan öppna munstycket.This is because the inlet of the control chamber 17 is connected to the common rail (either directly or via NCV) instead of to the pressure piston chamber 7, as is the case with the other embodiments of the invention (Figs. 1-5, 7). ) and in many other prior art designs. In these latter systems, a failure for the NCV to open does not allow the pressure created during the pump stroke of the pressure piston to flow out, since the pressure build-up takes place simultaneously in the nozzle and in the control chamber 17 and cannot open the nozzle.

Detta kan förorsaka allvarlig mekanisk skada pà FIE och pá motorn. Att ansluta reglerkammaren 17 till commonrail som i Fig. 6 och 8 sätter en hárdvarugräns för det maximala tryck som kan uppnås vid insprutaren med stängt munstycke. Denna tryckgräns bestäms av förspánningen hos returfjädern 14, diametern pà reglerkolven 16 och trycket i commonrail 10, vilket i sin tur lätt kan begränsas medelst en säkerhetsventil.This can cause serious mechanical damage to the FIE and the motor. Connecting the control chamber 17 to the common rail as in Figs. 6 and 8 sets a hardware limit for the maximum pressure that can be achieved at the injector with the nozzle closed. This pressure limit is determined by the bias of the return spring 14, the diameter of the control piston 16 and the pressure in the common rail 10, which in turn can be easily limited by means of a safety valve.

Denna princip att begränsa det maximala trycket via hårdvaran, kan användas vid alla andra utföringsexempel av uppfinningen sásom beskrivits ovan. Ett exempel pà detta framgår av Fig. 9a,b.This principle of limiting the maximum pressure via the hardware can be used in all other embodiments of the invention as described above. An example of this is shown in Fig. 9a, b.

Fig. 10 visar ytterligare ett utföringsexempel av före- liggande uppfinning som omfattar en elektriskt manövrerad nàlkontrollventil 3 som direkt styr munstyckets 2 nàl 15. Nálen 15 kan vara mekaniskt förbunden med NCV's rörliga ankare 21.Fig. 10 shows a further exemplary embodiment of the present invention which comprises an electrically operated needle control valve 3 which directly controls the needle 15 of the nozzle 2. The needle 15 may be mechanically connected to the movable anchor 21 of the NCV.

CR och/eller EUI, Funktionsmoderna liksom kombinationer av dessa, är i detta utföringsexempel ástadkomna pá samma sätt som beskrivits tidigare. NCV' kan vara solenoid-manövrerad eller lämpligen piezo-manövrerad, för att ästadkomma snabb och exakt styrning av nälens 15 position. här beskrivna Samtliga de utföringsexemplen av uppfinningen är kapabla att forma insprutningsprocessens 10 15 20 25 30 524 460 15 kurva pà flera olika sätt.CR and / or EUI, the Function Modes as well as combinations thereof, are in this exemplary embodiment achieved in the same way as described previously. NCV 'may be solenoid-operated or suitably piezo-operated, in order to achieve rapid and accurate control of the position of the needle. All the exemplary embodiments of the invention are capable of shaping the curve of the injection process in several different ways.

(NOP) Variabla nálöppningstryck àstadkommes under arbetsmod EUI genom lämplig fördröjning av timingen för öppningen av NCV 3 i förhållande till stängningen av styrventilen 9. För de 8 och 9, NOP bestämmas genom användning av styrkolven 16 med en varianter som visas i Fig. 6, kan hög maximal större diameter än diametern pá nàlen 15. Att välja en högre NOP ger en mer fyrkantformad insprutningskurva, lägre NOP kommer att ge en gradvis tryckökning under en insprutning och kurvan kommer att få en triangulär form.(NOP) Variable needle opening pressures are achieved during operating mode EUI by appropriate delay of the timing of the opening of NCV 3 relative to the closing of the control valve 9. For the 8 and 9, NOP is determined using the control piston 16 with a variant shown in Fig. 6, can high maximum larger diameter than the diameter of the needle 15. Choosing a higher NOP gives a more square injection curve, lower NOP will give a gradual increase in pressure during an injection and the curve will have a triangular shape.

Olika kombinationer av multipla insprutningar såsom pilot-, split- och postinsprutningar, vilka är kända som möjliga att àstadkomma med FIE av bàde EUI- och CR-typ, ástadkommas med kan även föreliggande uppfinning.Various combinations of multiple injections such as pilot, split and post injections, which are known to be achievable with both EUI and CR type FIE, can also be achieved by the present invention.

Dessutom möjliggör uppfinningen en stövelformad insprut- ning med variabla insprutningsniváer och variabel duration. pà stövelfasen. För att åstadkomma en sädan insprutningskurvakan kan bàde funktionsmod CR och EUI en och användas under samma insprutningscykel, med öppning av NCV före starten av tryckkolvens pumpslag.In addition, the invention enables a boot-shaped injection with variable injection levels and variable duration. on the boot phase. In order to achieve such an injection curve, both operating mode CR and EUI can be used during the same injection cycle, with the opening of the NCV before the start of the pump stroke of the pressure piston.

Organen ll commonrail 10 och för trycksättning av reglering av bränsletrycket kan omfatta en pump med fast deplacement och en tryckregulator som i huvudsak bildar en reglerbar säkerhetsventil. Pumpens deplacement väljs så att det maximalt erforderliga trycket i CR kan uppnàs vid alla motorns driftsförhállanden. När ett lägre tryck vid de säkerhetsventilen att återföra fràn till Alternativt kan en pump med 'variabelt önskas än vad som är möjligt speciella förhållandena, kommer bränsleöverskottet pumpens utlopp bränsletanken. deplacement användas pà så sätt att pumpens matning kan justeras för alla arbetsförhållanden för upprätthållande 10 15 20 524 460 16 av erforderligt CR tryck, utan öppning av säkerhets- ventilen. Användningen av en pump med variabelt deplacement kommer att möjliggöra minskade kraft- förluster, men sádana pumpar är i allmänhet dyrare än pumpar med fast deplacement. Andra utföranden av organen 11 kan komma ifràga vid föreliggande uppfinning, exempelvis en pump med fast deplacement som drivs av motorn via en transmission med variabel utväxling, antingen mekanisk, hydro-mekanisk eller elektrisk. I det fallet ändamålet, senare kan motorns användas för startmotor varvid. undviks kostnaden. av' en. ytterligare speciell elmotor för pumpen. Även om föreliggande uppfinning har visats i samband föredragna utföringsexempel, är det uppenbart att det finns andra utföranden som kan falla inom ramen för uppfinningen sàsom den definieras av de efterföljande patentkraven.The means 11l common rail 10 and for pressurizing the regulation of the fuel pressure may comprise a pump with fixed displacement and a pressure regulator which essentially forms an adjustable safety valve. The displacement of the pump is selected so that the maximum required pressure in CR can be achieved in all engine operating conditions. When a lower pressure at the safety valve to return from to Alternatively, a pump with 'variable may be desired than possible special conditions, the excess fuel will pump out the fuel tank. displacement is used in such a way that the supply of the pump can be adjusted for all working conditions for maintaining the required CR pressure, without opening the safety valve. The use of a variable displacement pump will enable reduced power losses, but such pumps are generally more expensive than fixed displacement pumps. Other embodiments of the means 11 may be used in the present invention, for example a fixed displacement pump driven by the motor via a variable gear transmission, either mechanical, hydro-mechanical or electrical. In that case the purpose, later the engine can be used for starter motor whereby. the cost is avoided. of 'a. additional special electric motor for the pump. Although the present invention has been shown in connection with preferred embodiments, it is apparent that there are other embodiments which may fall within the scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (16)

10 15 20 25 30 524 460 17 Cl4277/KS, 04-05-14 PATENTKRAV10 15 20 25 30 524 460 17 Cl4277 / KS, 04-05-14 PATENT REQUIREMENTS 1. Ett bränsleinsprutningssystem för en förbrännings- motor, k ä n n e t e c k n a t av ett munstycke (2) (5) som bildar vilken tryckkolvskammare är med ett inlopp; en kamdriven tryckkolv en tryckkolvskammare (7), ansluten till munstyckets inlopp; en commonrail (10) för bränsle; en styrventil (9) soul är insatt mellan tryckkolvskammaren (7) och commonrail (10), vilken styrventil är anordnad att öppna eller stänga den hydrauliska förbindelsen mellan tryckkolvskammaren och commonrail vid mottagande av ett elektriskt styr- en elektriskt manövrerad nålkontrollventil (2); ett kommando; (3) för öppning och stängning av munstycket (ll) för reglering av bränsletrycket i commonrail (13). commonrail och (10): organ trycksättning av samt en bränsletankA fuel injection system for an internal combustion engine, characterized by a nozzle (2) (5) forming which piston chamber is with an inlet; a cam-driven pressure piston a pressure piston chamber (7), connected to the inlet of the nozzle; a common rail (10) for fuel; a control valve (9) is inserted between the pressure piston chamber (7) and the common rail (10), which control valve is arranged to open or close the hydraulic connection between the pressure piston chamber and the common rail upon receiving an electrically controlled an electrically operated needle control valve (2); a command; (3) for opening and closing the nozzle (ll) for regulating the fuel pressure in common rail (13). commonrail and (10): body pressurization of as well as a fuel tank 2. Ett bränsleinsprutningssystem enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att en envägsventil (20) är installerad mellan och (10), till commonrail. tryckkolvskammaren (7) commonrail med envägsventilens inlopp anslutetA fuel injection system according to claim 1, characterized in that a one-way valve (20) is installed between and (10), to the common rail. pressure piston chamber (7) common rail with one-way valve inlet connected 3. Ett bränsleinsprutningssystem enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att styrventilen (9) i en tredje position isolerar tryckkolvskammaren (7) från commonrail (10) och förbinder tryckkolvskammaren (7) med returledningen (12): i en andra position isolerar tryckkolvskammaren (7) från både returledningen (12) och commonrail (lO); i en första position isolerar tryckkolvskammaren (7) från returledningen (12) och förbinder tryckkolvskammaren (7) med commonrail (10). 10 15 20 25 30 524 460 18 omfattande ett (15): som verkar på nålen för stängning av (16) en inloppsstrypningA fuel injection system according to claim 1, characterized in that in a third position the control valve (9) insulates the pressure piston chamber (7) from the common rail (10) and connects the pressure piston chamber (7) to the return line (12): in a second position insulates the pressure piston chamber (7) from both the return line (12) and the common rail (10); in a first position, the pressure piston chamber (7) insulates from the return line (12) and connects the pressure piston chamber (7) to the common rail (10). 10 15 20 25 30 524 460 18 comprising one (15): acting on the needle for closing (16) an inlet choke 4. Ett bränsleinsprutningssystem munstycke (2) med ett inlopp och en nål ett (14) munstycket; en fjäderorgan bildar en (18) (19), vilken reglerkolv anligger mot sätt att ett reglerkolv (17) som reglerkolvskammare med och en utloppsport (15) reglerkammaren (16) kamdriven tryckkolv (5) (7), inloppsstrypningen (10) insatt mellan tryckkolvskammaren (7) nålen på så högre tryck i (17) nålen tenderar att trycka reglerkolven mot för stängning av munstycket; en som bildar en tryckkolvskammare till inlopp; en vilken tryckkolvskammare är ansluten (18) för bränsle; och munstyckets (2) commonrail en styrventil (9) som är och commonrail (10), vilken styrventil (9) är anordnad att öppna eller stänga den hydrauliska förbindelsen mellan tryckkolvs- mottagande av ett en nålkontrollventil (NCV) (3) (17) vilken NCV är anordnad att öppna kammaren och commonrail vid elektriskt styrkommando; mellan och (12), den förbindelsen (17) (12)f för trycksättning av commonrail och reglering av (10): vilket bränsleinsprutningssystem kännetecknas av installerad utloppsporten returledningen hydrauliska mellan eller stänga utloppsporten och returledningen (11) bränsletrycket i. commonrail (13), att de effektiva flödesareorna hos inloppsstrypningen (18), (19) och NCV (3) (14) kraft är valda så att en öppning av NCV kan bringa nålen (15) att öppna munstyckets inlopp är lägre än ett maximalt arbetstryck ett organ samt en bränsletank utloppsporten och fjäderorganets munstycket när trycket vid för commonrail. 10 15 20 25 30 524 460 19A fuel injection system nozzle (2) having an inlet and a needle a (14) nozzle; a spring means forms a (18) (19), which control piston abuts against means of a control piston (17) as a control piston chamber with and an outlet port (15) the control chamber (16) cam-driven pressure piston (5) (7), the inlet choke (10) inserted between the pressure piston chamber (7) the needle at such a higher pressure in (17) the needle tends to push the control piston against to close the nozzle; one forming a pressure piston chamber for inlet; a pressure piston chamber connected (18) for fuel; and the common rail of the nozzle (2) a control valve (9) which is and the common rail (10), which control valve (9) is arranged to open or close the hydraulic connection between pressure piston receiving of a needle control valve (NCV) (3) (17) which NCV is arranged to open the chamber and common rail by electrical control command; between and (12), the connection (17) (12) f for pressurizing the common rail and regulating (10): which fuel injection system is characterized by the installed outlet port return line hydraulic between or closing the outlet port and the return line (11) the fuel pressure in. common rail (13) , that the effective flow areas of the inlet throttle (18), (19) and NCV (3) (14) force are selected so that an opening of the NCV can cause the needle (15) to open the inlet of the nozzle is lower than a maximum working pressure of a member and a fuel tank outlet port and the spring member nozzle when the pressure at for commonrail. 10 15 20 25 30 524 460 19 5. Ett bränsleinsprutningssystem enligt kravet 4, (20) tryckkolvskammaren (7) och k ä n n e t e c k n a t därav, att en envägsventil är installerad mellan (10), till commonrail. commonrail med envägsventilens inlopp anslutetA fuel injection system according to claim 4, (20) the pressure piston chamber (7) and characterized in that a one-way valve is installed between (10), to the common rail. commonrail with one-way valve inlet connected 6. Ett bränsleinsprutningssystem enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att styrventilen (9) i en tredje position isolerar tryckkolvskammaren (7) från commonrail (10) och förbinder tryckkolvskammaren (7) med returledningen (12); i en andra position isolerar tryckkolvskammaren (7) från både returledningen (12) och commonrail (10): i en första position isolerar tryckkolvskammaren (7) från returledningen (12) och förbinder tryckkolvskammaren (7) med commonrail (10).A fuel injection system according to claim 4, characterized in that the control valve (9) in a third position insulates the pressure piston chamber (7) from the common rail (10) and connects the pressure piston chamber (7) to the return line (12); in a second position the pressure piston chamber (7) insulates from both the return line (12) and the common rail (10): in a first position the pressure piston chamber (7) insulates from the return line (12) and connects the pressure piston chamber (7) to the common rail (10). 7. Ett bränsleinsprutningssystem enligt något av kraven 4 till 6, k ä n n e t e c k n a t därav, (18) i stället för att vara ansluten till tryckkolvskammaren (7). att inloppsstrypningen är ansluten till commonrailA fuel injection system according to any one of claims 4 to 6, characterized therefrom, (18) instead of being connected to the pressure piston chamber (7). that the inlet choke is connected to the common rail 8. Ett bränsleinsprutningssystem enligt något av kraven 4 till 6, k ä n n e t e c k n a t därav, (19) reglerkolven (19) motsvarar öppet munstycke och reglerkolven (16) är så (16) vid en att utloppsporten utformade att förmår begränsa flödesarea (2), genom utloppsportens position som för att begränsa läckaget (18), till av trycksatt bränsle (19) (12). inloppsstrypningen utloppsporten och den öppna NCV (3) returledningen omfattande ett (15): ettA fuel injection system according to any one of claims 4 to 6, characterized by, (19) the control piston (19) corresponds to an open nozzle and the control piston (16) is so (16) at one that the outlet port is designed to be able to limit flow area (2), through the position of the outlet port as for limiting the leakage (18), to of pressurized fuel (19) (12). the inlet orifice outlet port and the open NCV (3) return line comprising a (15): a 9. Ett bränsleinsprutningssystem munstycke (2) med ett inlopp och en nål 10 15 20 25 30 524 460 20 (14) (2); en (17) ett högre tryck i som verkar på nålen för stängning av (16) och anligger mot nålen fjäderorgan som bildar en (15) på reglerkammaren (17) (16) (15) en kamdriven tryckkolv (7), till munstyckets (2) munstycket reglerkolv reglerkolvskammare så sätt att tenderar att trycka reglerkolven mot nålen (2); tryckkolvskammare för stängning av munstycket (5) som bildar en vilken ansluten (10) (9) som är insatt mellan tryckkolvskammaren (10), öppna eller stänga den hydrauliska förbindelsen mellan tryckkolvskammare är en commonrail för bränsle; en styrventil (7) och anordnad att inlopp; commonrail vilken styrventil är tryckkolvskammaren och commonrail vid mottagande av ett elektriskt (NCV) (3): styrkommando; en nålkontrollventil vilken NCV är anordnad att, i en första position, isolera reglerkammaren (17) från returledningen (12) och öppna den hydrauliska förbindelsen mellan tryckkolvskammaren (7) och reglerkammaren (17) och, i en andra position, isolera reglerkammaren (17) från tryckkolvskammaren (7) och hydrauliskt ansluta reglerkammaren (17) till returledningen (12): ett organ (ll) för trycksättning av commonrail och reglering av bränsletrycket i commonrail; samt en bränsletank (13), vilket bränsleinsprutningssystem kännetecknas av att (10) för att övervinna fjäderorganets när NCV (3) kan sättas tillräckligt högt (14) befinner sig i. sin andra trycket i commonrail kraft och öppna munstycket (2) position.A fuel injection system nozzle (2) having an inlet and a needle 10 15 20 25 30 524 460 20 (14) (2); a (17) a higher pressure in which acts on the needle for closing (16) and abuts against the needle spring means forming a (15) on the control chamber (17) (16) (15) a cam driven piston (7), to the nozzle ( 2) nozzle control piston control piston chamber so as to tend to push the control piston against the needle (2); pressure piston chamber for closing the nozzle (5) forming a connection (10) (9) inserted between the pressure piston chamber (10), opening or closing the hydraulic connection between pressure piston chambers is a common rail for fuel; a control valve (7) and arranged to inlet; commonrail which control valve is the pressure piston chamber and commonrail upon receipt of an electric (NCV) (3): control command; a needle control valve which NCV is arranged to, in a first position, isolate the control chamber (17) from the return line (12) and open the hydraulic connection between the pressure piston chamber (7) and the control chamber (17) and, in a second position, to isolate the control chamber (17) from the pressure piston chamber (7) and hydraulically connecting the control chamber (17) to the return line (12): a means (II) for pressurizing the common rail and regulating the fuel pressure in the common rail; and a fuel tank (13), which fuel injection system is characterized in that (10) in order to overcome the spring means when the NCV (3) can be set high enough (14) is in. its second pressure in the common rail force and open the nozzle (2) position. 10. Ett bränsleinsprutningssystem enligt kravet 9, k ä n n e t e c k n a t därav, (20) är commonrail installerad mellan (10), envägsventilens inlopp anslutet till commonrail. att en envägsventil tryckkolvskammaren (7) och med 10 15 20 25 30 524 460 21A fuel injection system according to claim 9, characterized in that (20) the common rail is installed between (10), the inlet of the one-way valve connected to the common rail. that a one-way valve pressure piston chamber (7) and with 10 15 20 25 30 524 460 21 11. Ett bränsleinsprutningssystem enligt kravet 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att styrventilen (9) i en tredje position isolerar tryckkolvskammaren (7) från (10) returledningen commonrail och förbinder tryckkolvskammaren (7) med (12): i en andra position isolerar tryckkolvskammaren (7) från både returledningen (12) och commonrail (10): i en första position isolerar tryckkolvskammaren (7) från returledningen (12) och förbinder tryckkolvskammaren (7) med commonrail (10).A fuel injection system according to claim 9, characterized in that the control valve (9) in a third position insulates the pressure piston chamber (7) from (10) the return line common rail and connects the pressure piston chamber (7) to (12): in a second position insulates the pressure piston chamber (7) from both the return line (12) and the common rail (10): in a first position, the pressure piston chamber (7) insulates from the return line (12) and connects the pressure piston chamber (7) to the common rail (10). 12. Ett kraven 9 till 11, att NCV (3) i en (17) bränsleinsprutningssystem enligt något av k ä n n e t e c k n a t därav, första position isolerar (12) hydraulisk förbindelse mellan reglerkammaren (10): (17) förbinder reglerkammaren reglerkammaren från returledningen och öppnar (17) och commonrail och i den andra positionen isolerar (10) och hydrauliskt (17) med returledningen (12). reglerkammaren från commonrailA claims 9 to 11, that the NCV (3) in a (17) fuel injection system according to any one of the features thereof, first position insulates (12) hydraulic connection between the control chamber (10): (17) connects the control chamber to the control chamber from the return line and opens (17) and common rail and in the second position insulates (10) and hydraulically (17) with the return line (12). control chamber from commonrail 13. Ett bränsleinsprutningssystem enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t därav, (ll) (10) omfattar en hydraulpump av typ variabelt deplacement och att organet för trycksättning av commonrail ett organ för reglering av pumpens deplacement för ástadkommande av önskat tryck i commonrail.A fuel injection system according to any one of the preceding claims, characterized in that (ll) (10) comprises a hydraulic pump of the variable displacement type and that the means for pressurizing the common rail is a means for regulating the displacement of the pump to achieve the desired pressure in the common rail. 14. Ett bränsleinsprutningssystem enligt något av kraven 1 till 12, k ä n n e t e c k n a t därav, organet (11) för trycksättning av commonrail (10) omfattar en hydraulpump av typ fast deplacement och ett organ för reglering av' pumpens rotationshastighet för åstadkommande av önskat tryck i commonrail. 524 460 22A fuel injection system according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the means (11) for pressurizing the common rail (10) comprises a hydraulic pump of the fixed displacement type and a means for regulating the rotational speed of the pump to achieve the desired pressure in commonrail. 524 460 22 15. Ett bränsleinsprutningssystem enligt kravet 14, k ä n I1 e t e c: k n a t. därav, att den hydrauliska pumpen drivs av motorns startmotor.A fuel injection system according to claim 14, characterized in that the hydraulic pump is driven by the engine starter motor. 16. Ett bränsleinsprutningssystenx enligt något av' de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t därav, att trycket i commonrail kan sättas till ett maximalvärde av 600 bar.A fuel injection system according to any one of the preceding claims, characterized in that the pressure in the common rail can be set to a maximum value of 600 bar.
SE0200944A 2002-03-26 2002-03-26 Fuel injection systems SE524460C2 (en)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0200944A SE524460C2 (en) 2002-03-26 2002-03-26 Fuel injection systems
RU2004131572/06A RU2302550C2 (en) 2002-03-26 2003-03-14 Fuel injection system (versions)
PL03371655A PL371655A1 (en) 2002-03-26 2003-03-14 Fuel injection system
JP2003578731A JP2005520983A (en) 2002-03-26 2003-03-14 Fuel injection device
CNB038029324A CN100356058C (en) 2002-03-26 2003-03-14 Fuel injection system
BR0308590-2A BR0308590A (en) 2002-03-26 2003-03-14 Fuel Injection System
EP03713146A EP1490595A1 (en) 2002-03-26 2003-03-14 Fuel injection system
PCT/SE2003/000435 WO2003081025A1 (en) 2002-03-26 2003-03-14 Fuel injection system
AU2003217113A AU2003217113A1 (en) 2002-03-26 2003-03-14 Fuel injection system
US10/708,655 US7191762B2 (en) 2002-03-26 2004-03-17 Fuel injection system
NO20044303A NO20044303L (en) 2002-03-26 2004-10-11 Fuel Injection System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0200944A SE524460C2 (en) 2002-03-26 2002-03-26 Fuel injection systems

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0200944D0 SE0200944D0 (en) 2002-03-26
SE0200944L SE0200944L (en) 2003-09-27
SE524460C2 true SE524460C2 (en) 2004-08-10

Family

ID=20287416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0200944A SE524460C2 (en) 2002-03-26 2002-03-26 Fuel injection systems

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1490595A1 (en)
JP (1) JP2005520983A (en)
CN (1) CN100356058C (en)
AU (1) AU2003217113A1 (en)
BR (1) BR0308590A (en)
NO (1) NO20044303L (en)
PL (1) PL371655A1 (en)
RU (1) RU2302550C2 (en)
SE (1) SE524460C2 (en)
WO (1) WO2003081025A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7077101B2 (en) * 2002-08-14 2006-07-18 Electro-Motive Diesel, Inc. Hybrid fuel injection system
US7406936B2 (en) * 2003-11-04 2008-08-05 Delphi Technologies, Inc. Accumulator fuel system
US7549410B2 (en) 2005-10-19 2009-06-23 Volvo Lastvagnar Ab Fuel injection system suitable for low-viscosity fuels
JP2008208814A (en) * 2007-02-28 2008-09-11 Nissan Diesel Motor Co Ltd Fuel injection control method of unit injector and control device therefor
US20120199101A1 (en) * 2011-02-07 2012-08-09 Caterpillar Inc. Pressure recovery system for low leakage cam assisted common rail fuel system, fuel injector and operating method therefor
RU2530699C2 (en) * 2013-06-26 2014-10-10 Погуляев Юрий Дмитриевич Method of fuel feed control and device to this end
RU2531163C2 (en) * 2013-07-15 2014-10-20 Погуляев Юрий Дмитриевич Method of control of fuel supply and control device of fuel supply
GB2567011B (en) * 2017-10-02 2021-01-20 Caterpillar Motoren Gmbh & Co Fuel injection system for engine system
CN111022232A (en) * 2019-12-31 2020-04-17 南岳电控(衡阳)工业技术股份有限公司 Common rail fuel injection system for diesel engine and control method thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3544008A (en) * 1969-01-02 1970-12-01 Cummins Engine Co Inc Fuel injector
DE2558699C2 (en) * 1975-12-24 1987-05-14 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Pump nozzle for fuel injection into an internal combustion engine
US5445323A (en) * 1993-08-23 1995-08-29 Cummins Engine Company, Inc. High pressure fuel injector including a trapped volume spill port
CN1053260C (en) * 1997-05-16 2000-06-07 清华大学 Electrically controlled diesel oil jetting system including linearly arranged pump, pipe, valve and nozzle
GB9905896D0 (en) * 1999-03-16 1999-05-05 Lucas Ind Plc Fuel injector arrangement
DE19923421C2 (en) * 1999-05-21 2003-03-27 Bosch Gmbh Robert injector
EP1087130B1 (en) * 1999-09-22 2002-07-10 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Accumulator fuel injection system
US6247450B1 (en) * 1999-12-27 2001-06-19 Detroit Diesel Corporation Electronic controlled diesel fuel injection system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004131572A (en) 2006-01-20
JP2005520983A (en) 2005-07-14
SE0200944L (en) 2003-09-27
RU2302550C2 (en) 2007-07-10
PL371655A1 (en) 2005-06-27
AU2003217113A1 (en) 2003-10-08
BR0308590A (en) 2005-02-09
CN100356058C (en) 2007-12-19
SE0200944D0 (en) 2002-03-26
CN1625650A (en) 2005-06-08
WO2003081025A1 (en) 2003-10-02
NO20044303L (en) 2004-10-11
EP1490595A1 (en) 2004-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7398763B2 (en) Multi-source fuel system for variable pressure injection
EP1683954B1 (en) Fuel supply apparatus
US4628881A (en) Pressure-controlled fuel injection for internal combustion engines
US6439202B1 (en) Hybrid electronically controlled unit injector fuel system
EP2373879B1 (en) Fuel injectors with intensified fuel storage
KR20010113692A (en) Variable output pump for gasoline direct injection
DE4118237A1 (en) Cyclic-delivery fuel injection system for internal combustion engine - employs three control valves in medium-pressure system supplying nozzle with fuel also during preinjection period
WO2000028208A1 (en) Hydraulically-actuated fuel injector with direct control needle valve
SE524460C2 (en) Fuel injection systems
US6595189B2 (en) Method of reducing noise in a mechanically actuated fuel injection system and engine using same
US7182070B2 (en) Method and device for shaping the injection pressure in a fuel injector
WO2014113134A1 (en) Methods of operation of fuel injectors with intensified fuel storage
EP1489293B1 (en) Fuel system
EP1502021B1 (en) Fuel injection system
US6626149B2 (en) Injection system
US6651626B2 (en) Fuel injection apparatus for internal combustion engines
US7191762B2 (en) Fuel injection system
JP2005536681A (en) Fuel injection device
JPH0233462A (en) Hydraulic controller particularly for fuel injector of internal combustion engine
JP4552991B2 (en) Fuel injection control system and fuel injection valve
JP4924533B2 (en) Fuel injection control system for internal combustion engine
JPS61223264A (en) Fuel jet apparatus of diesel engine
JPH1182220A (en) Fuel injection controller of diesel engine
CN115217662A (en) Double-valve oil injection system of diesel engine and low-rotation-speed high-pressure oil injection control method
JPH0388955A (en) Fuel injection device

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed