WO2001004488A1 - Kraftstoffeinspritzsystem für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2001004488A1
WO2001004488A1 PCT/EP2000/006283 EP0006283W WO0104488A1 WO 2001004488 A1 WO2001004488 A1 WO 2001004488A1 EP 0006283 W EP0006283 W EP 0006283W WO 0104488 A1 WO0104488 A1 WO 0104488A1
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PCT/EP2000/006283
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Ronald Hegner
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Mtu Friedrichshafen Gmbh
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    • F02M63/02—Fuel-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
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
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    • F02M2547/00—Special features for fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M2547/003—Valve inserts containing control chamber and valve piston

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection system for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Fuel injection systems for internal combustion engines in particular diesel engines, which have a high-pressure pump for delivering fuel from a fuel supply, a number of fuel injectors for injecting the fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, and a high-pressure accumulator for connecting the high-pressure pump to the fuel injectors and a high-pressure reservoir for holding the high-pressure pump
  • High pressure fuel line containing pressure required fuel to be injected are becoming increasingly widespread.
  • a major advantage of fuel injection systems of this type is that the injection process with respect to the start of injection, injection duration and mass flow rate of the injected fuel per unit of time can be adapted very precisely to the respective speed and load condition of the internal combustion engine.
  • the high-pressure fuel line which supplies the fuel from the high-pressure pump to the fuel injectors and maintains the fuel under high pressure, there is one
  • Fuel injection systems also have a fuel return line and a leakage line for returning accumulated leakage quantities that occur at the fuel injectors or due to leaks in the sealing points.
  • Providing these additional fuel lines is inherently expensive and, in particular in the case of large-volume diesel engines, significant vibration problems arise with regard to the attachment of the lines to the engine.
  • the object of the present invention is to provide a fuel injection system of the required type which is improved with regard to the routing of these fuel lines.
  • a fuel injection system for an internal combustion engine which has a high-pressure pump for delivering the fuel from a fuel supply, a number of fuel injectors for injecting the fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, and a high-pressure pump for connecting the high-pressure pump to the fuel injectors and a high-pressure reservoir for holding the fuel from the high-pressure pump contains high-pressure fuel-injected fuel-containing fuel line. Furthermore, there is a fuel return line for returning fuel that has not been injected and a leakage line. According to the invention, it is provided that the high-pressure fuel line, the fuel return line and the leakage line are combined in a common fuel line with respective flow cross sections separated by walls for each of the lines.
  • a major advantage of the fuel system according to the invention is that the fastening point, sealing and connecting elements required for separate attachment of the fuel return line and the leakage line are eliminated. On the one hand, this avoids the risk of a functional failure of such elements and, on the other hand, there are no difficulties with vibration problems of such lines.
  • the common fuel line is formed by three coaxially arranged, surrounding line pipes, the inner of which forms the high-pressure fuel line, and the high-pressure fuel line is surrounded by an inner and an outer jacket pipe, each of which includes a flow cross-section and the fuel return line and form the leakage line.
  • the high-pressure fuel line which is very solid due to the required high-pressure strength, forms a stable support for the surrounding jacket pipes. This alleviates the vibration problems
  • Jacket pipes surrounding the high-pressure fuel line are provided on their inner surface with longitudinally extending channels which form the flow cross sections of the fuel return line or leakage line. It is preferably provided that the jacket pipes surrounding the high-pressure fuel line have webs on their inner surface between the channels forming the flow cross sections of the fuel return line or leakage line, which webs rest on the outer circumference of the respective internal pipe surrounded by the relevant jacket pipe
  • the inner jacket pipe surrounding the high-pressure fuel line forms the leakage line
  • the outer jacket pipe surrounding the inner jacket pipe forms the fuel return line
  • the fuel injectors of the injection system each have a high-pressure channel mouth for connecting the high-pressure fuel line, a leakage channel mouth for connecting the leakage line and a return channel mouth for connecting the
  • a particularly preferred embodiment of the invention provides that the common high-pressure connection has on its front side a centrally arranged high-pressure channel mouth for connecting the high-pressure fuel line and on its circumference spaced apart in the axial direction the leakage channel mouth for connecting the leakage line and the return channel mouth for connecting the return line, whereby the individual mouths are each sealed by sealing elements and separated from the other mouths
  • the sealing element of the high-pressure duct mouth is formed by a conical seal which interacts with a sealing cone formed at the end of the high-pressure fuel line, and that the sealing elements sealing the leakage channel mouth and the return channel mouth are formed by 0-rings, which cooperate with the inner circumferential surface of one of the leakage line and the fuel return line, which have axially spaced flow cross sections and have screwing sleeves
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a fuel injection system for an internal combustion engine according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a somewhat schematic longitudinal section through a fuel injector, as can be used in the exemplary embodiment of the invention described,
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing the connection of a
  • High-pressure fuel line, the fuel return line and the leakage line summarizing common fuel line on a fuel injector in the exemplary embodiment described;
  • Figure 4 is a schematic block diagram of a fuel injection system for a
  • a fuel injection system for an internal combustion engine with a high-pressure accumulator (common rail system) charged with fuel by a high-pressure pump will first be described.
  • Such a fuel inspection system as is used in particular for a large-volume diesel engine, contains a high-pressure pump 1, which fuel from a
  • Fuel supply 2 to a high-pressure accumulator 3 calls.
  • the high-pressure accumulator 3 is contained in a high-pressure fuel line 4 connecting the high-pressure pump 1 to fuel injectors 5 and operates in the manner of an oil-elastic one High-pressure accumulator.
  • the fuel injectors 5 are provided for injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine during an injection process that is precisely defined after the start of injection, the end of injection and the course of the injection and are controlled by a control unit (not shown in the figure) as a function of the operating state of the internal combustion engine, in particular speed, load, temperature and others Parameters controlled.
  • Each fuel injector 5 contains an injection nozzle 7 which is supplied with the fuel to be injected via a fuel ka na I 6 provided in the fuel injectors 5.
  • the fuel injector 5 is controlled via a control valve 9, which is designed as a 3/2-way valve known per se in the prior art or as a 2/2-way servo valve for returning the fuel injector 5 which is required via the high-pressure fuel line 4 a fuel return line 11 is provided, which is connected to a corresponding connection of each of the fuel injectors 5.
  • a leakage line 12 is connected to each fuel injector 5, which is used to return leakage quantities, such as. B. in the event of a line break and non-functional high-pressure sealing points.
  • the fuel return line 11 and the leakage line 12 are each provided as separate lines.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a fuel injection system with a high-pressure pump acted upon by a high-pressure pump (common rail system) according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a high-pressure pump 1 is provided, which conveys fuel from a fuel supply 2 to a high-pressure accumulator 3, which works in the manner of an oil-elastic high-pressure accumulator and in a high-pressure pump 1 with fuel injectors 5 for injecting the fuel into the combustion chamber the internal combustion engine provided fuel high pressure line 4 is included.
  • the fuel injectors 5 each contain an injection nozzle 7, which is supplied with the fuel to be injected in the high-pressure accumulator 3 via a fuel channel 6, the control of the injection being controlled by a control valve 9 provided in the fuel injector 5.
  • a fuel return line 11 for returning fuel quantities not injected by the fuel injectors 5 and a leakage line 12 for returning leakage quantities occurring in the fuel injectors 5 are combined in a common fuel line 13 together with the high-pressure fuel line 4 containing the high-pressure accumulator 3, as shown in FIG 1 dashed circumference nien shown.
  • the high-pressure fuel line 4, the fuel return line 11 and the leakage line 12 are formed by separate flow cross sections provided in the common fuel line 13. The structure of the common fuel line 13 will be described in more detail later.
  • FIG. 2 shows a somewhat schematic longitudinal section through a fuel injector as used in the exemplary embodiment of the fuel injection system according to the invention described.
  • the fuel injector designated as a whole by reference number 5, comprises an injector housing 10 in which a nozzle needle 18 is mounted in a longitudinally displaceable manner in a guide sleeve 25 formed in the injector housing 10.
  • the tip of the nozzle needle 18 interacts with an injection nozzle 7 formed at the lower end of the injector housing 10 in the sense of opening and closing an injection cross-section.
  • a high-pressure channel 19 is formed, which extends from a high-pressure connection 26 arranged laterally on the fuel injector 5 to a surrounding the nozzle needle 18
  • the nozzle antechamber 22 leads via the high-pressure channel 19 to the fuel to be injected from the high-pressure fuel line 4 shown in FIG. 1 to the nozzle chamber 22 under high pressure.
  • the fuel injector 5 is controlled by means of a solenoid 15 arranged at the rear end thereof, which cooperates with a control valve formed by a closing body 16 and a valve body 17.
  • the control valve 16, 17 optionally supplies or relieves pressure to fuel supplied under high pressure, which is formed on the rear of a needle wedge 23 acting on the nozzle needle 18.
  • a return channel 21 is provided to discharge the control quantities occurring at the control valve 16, 17.
  • a leakage channel 20 serves to discharge any leakage quantities occurring in the fuel injector 5.
  • the construction of the fuel injector 5 shown in FIG. 2 corresponds to a fuel injector as currently used by the applicant.
  • the high-pressure connection 26, which is used to connect the high-pressure fuel line 4 shown in FIG.
  • a common connection which in addition to a high-pressure channel mouth 19a for connecting the high-pressure fuel line 4, a leakage channel mouth 20a for connection The leakage line 12 shown in FIG. 1 and a return channel mouth 21a for connecting the fuel return line 11 shown in FIG. 1
  • the high-pressure channel mouth 19a for connecting the high-pressure fuel line 4 is provided centrally on the end face of the common high-pressure connection 26, and the leakage channel mouth 20a for connecting the leakage line 12 and the
  • Rucklaufkanalmundung 21 a for connecting the return line 1 1, return port 27, are provided spaced apart in the axial direction on the circumference of the common high-pressure port 26.
  • the above-mentioned mouthings 19a, 20a, 21a of the high-pressure duct, leakage duct and return duct are each sealed and separated from one another by associated sealing elements.
  • Fuel line 13 (cf. FIG. 1) is formed by three coaxially arranged, surrounding line pipes 30, 31, 32. Of these, the inner line pipe 30 forms the high-pressure fuel line 4.
  • the inner line pipe 30 is surrounded by an inner and an outer jacket pipe 31, 32, each of which enclose a flow cross-section 31a, 32a and form the fuel line 11 and the leakage line 12 (see FIG. 1). That the
  • the inner jacket pipe 31 surrounding the high-pressure fuel line 30 forms the leakage line 12
  • the outer jacket pipe 32 surrounding the inner jacket pipe 31 forms the fuel return line 11.
  • the jacket pipes 31, 32 are provided on their inner surface with longitudinally extending channels 31a, 32a, each of which has the flow cross sections
  • webs 31b, 32b are formed between these channels 31a, 32a forming the flow cross sections, which rest on the outer circumference of the respective inner tube surrounding the respective jacket tube 31, 32, i.e. the webs 31b of the inner Jacket tube 31 on the outer circumference of the high-pressure tube 30 and the webs 32b of the outer jacket tube 32 on the outer circumference of the inner jacket tube 31
  • connection element 28 which connects the flow cross sections 30a of the high pressure pipe 30, 31a of the leakage line 12 the inner jacket pipe 31 and 32a of the outer jacket pipe 32 forming the leakage line with the associated mouths 19a, 20a and 21a of the high-pressure channel, leakage channel and return channel formed on the common high-pressure connection 26.
  • a sealing cone 37 is formed at the end of the central high-pressure pipe 30, which cooperates with a sealing element in the form of a sealing cone 37 which is formed on the end face of the common high-pressure connection 26, as is customary per se in the field of fuel injectors 21 and 20a of the leakage channel 20 are each sealed and separated from one another by sealing elements 34, 35, 36 in the form of O-rings.
  • a screw-on sleeve 38 which is an essential part of the connecting element 28, contains connecting channels 39 and 40, one of which is an internal connecting channel 39 a connection to the flow cross section 31a of the inner
  • the connecting channels 39 and 40 each close to the mouths 20a and 21a of the leakage channel and the return channel and the sealing elements 33, 34, 35 cooperate the inner circumferential surface of the screw sleeve 38 so that a flow path to the return channel mouth 21a is created from the connecting channel 40 and a flow path to the leakage channel mouth 20a is created by the connecting channel 39 LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • High-pressure pump Fuel supply High-pressure accumulator High-pressure fuel line Fuel injector Fuel channel Injector nozzle Control valve Injector housing Fuel return line Leakage line Common fuel line Solenoid Closing body of the control valve Valve body Nozzle needle High-pressure channel a High-pressure channel mouth Leakage channel a Leakage channel mouth Return channel a Return channel mouth Nozzle area High-pressure needle return pipe connection sleeve outer casing tube a channel a channels a channels b webs b webs

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Abstract

Es wird ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine beschrieben, das eine Hochdruckpumpe (1) zur Förderung des Kraftstoffs aus einem Kraftstoffvorrat (2), eine Anzahl von Kraftstoffinjektoren (5) zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine und eine die Hochdruckpumpe (1) mit den Kraftstoffinjektoren (5) verbindende und einen Hochdruckspeicher (3) enthaltende Kraftstoffhochdruckleitung (4) aufweist. Weiterhin sind eine Kraftstoffrücklaufleitung (11) zur Rückführung von durch die Kraftstoffinjektoren (5) nicht eingespritzten Kraftstoff und eine Leckageleitung (12) zur Rückführung von an den Kraftstoffinjektoren (5) anfallenden Leckagemengen vorgesehen. Erfindungsgemäß sind die Kraftstoffhochdruckleitung (4), die Kraftstoffrücklaufleitung (11) und die Leckageleitung (12) in einer gemeinsamen Kraftstoffleitung (13) zusammengefasst, welche jeweilige voneinander durch Wandungen getrennte Strömungsquerschnitte für jede der Leitungen (4, 11, 12) aufweist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Kraftstoffeinspritzsysteme für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, die eine Hochdruckpumpe zur Förderung des Kraftstoffs aus einem Kraftstoffvorrat, eine Anzahl von Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine und eine die Hochdruckpumpe mit den Kraftstoffinjektoren verbindende und einen Hochdruckspeicher zum Vorhalten des von der Hochdruckpumpe unter hohem Druck geforderten einzuspritzenden Kraftstoffs enthaltende Kraftstoffhochdruckleitung enthalten (Common-Rail-Systeme) finden zunehmend Verbreitung. Ein wesentlicher Vorteil derartiger Kraftstoffeinspritzsysteme ist es, dass der Einspritzvorgang in Bezug auf Einspritzbeginn, Einspritzdauer und Massendurchsatz des eingespritzten Kraftstoffs pro Zeiteinheit sehr genau an den jeweiligen Drehzahl- und Lastzustand der Brennkraftmaschine angepasst werden kann. Zusätzlich zu der den Kraftstoff von der Hochdruckpumpe zu den Kraftstoffinjektoren fordernden und den Kraftstoff unter hohem Druck vorhaltenden Kraftstoffhochdruckleitung ist bei diesen
Kraftstoffeinspritzsystemen noch eine Kraftstoffrücklaufleitung sowie eine Leckageleitung zur Rückführung von anfallenden Leckagemengen, welche an den Kraftstoffinjektoren bzw. aufgrund von Undichtigkeiten der Dichtstellen anfallen, vorgesehen. Diese zusätzlichen Kraftstoffleitungen vorzusehen ist an sich schon mit einem hohen Aufwand verbunden und insbesondere bei großvolumigen Dieselmotoren treten in Bezug auf die Anbringung der Leitungen am Motor wesentliche schwingungstechnische Probleme auf.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Kraftstoffeinspritzsystem der vorausgesetzten Art anzugeben, welches im Hinblick auf die Führung dieser Kraftstoffleitungen verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 eingelöst. Es wird ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine geschaffen, das eine Hochdruckpumpe zur Förderung des Kraftstoffs aus einem Kraftstoffvorrat, eine Anzahl von Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine und eine die Hochdruckpumpe mit den Kraftstoffinjektoren verbindende und einen Hochdruckspeicher zum Vorhalten des von der Hochdruckpumpe unter hohem Druck geförderten einzuspritzenden Kraftstoffs enthaltende Kraftstoffhochdruckleitung enthält. Weiterhin ist eine Kraftstoffrücklaufleitung zur Rückführung von nicht eingespritztem Kraftstoff und eine Leckageleitung vorhanden Erfindungsgemaß ist es vorgesehen, dass die Kraftstoffhochdruckleitung, die Kraftstoffrücklaufleitung und die Leckageleitung in einer gemeinsamen Kraftstoffleitung mit jeweiligen voneinander durch Wandungen getrennten Strömungsquerschnitten für jede der Leitungen zusammengefasst sind.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemaßen Kraftstoffsystems ist es, dass zur separaten Anbringung der Kraftstoffrücklaufleitung und der Leckageleitung erforderliche Befestigungstelle, Dichtungs- und Verbindungselemente entfallen. Damit wird einerseits das Risiko eines funktionellen Ausfalls von solchen Elementen vermieden und andererseits treten keine Schwierigkeiten in Bezug auf Schwingungsprobleme solcher Leitungen auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Kraftstoffeinspritzsystems ist es vorgesehen, dass die gemeinsame Kraftstoffleitung durch drei koaxial angeordnete, einander umgebende Leitungsrohre gebildet ist, von denen das innere die Kraftstoffhochdruckleitung bildet, und wobei die Kraftstoffhochdruckleitung von einem inneren und einem äußeren Mantelrohr umgeben ist, welche jeweils einen Strömungsquerschnitt einschließen und die Kraftstoffrückleitung und die Leckageleitung bilden. Ein Vorteil hiervon ist es, dass die aufgrund der geforderten Hochdruckfestigkeit sehr massiv ausgeführte Kraftstoffhochdruckleitung einen stabilen Träger für die umgebenden Mantelrohre bildet. Hierdurch werden die Schwingungsprobleme entschärft
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die die
Kraftstoffhochdruckleitung umgebenden Mantelrohre an ihrer inneren Oberfläche mit in Längsrichtung verlaufenden, die Strömungsquerschnitte von Kraftstoffrückleitung bzw. Leckageleitung bildenden Kanälen versehen sind. Vorzugsweise ist es dabei vorgesehen, dass die die Kraftstoffhochdruckleitung umgebenden Mantelrohre an ihrer inneren Oberflache zwischen den die Stromungsquerschnitte von Kraftstoffrückleitung bzw Leckageleitung bildenden Kanälen Stege aufweisen, welche am Außenumfang der von dem betreffenden Mantelrohr umgebenen jeweiligen innen egenden Leitung anliegen
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das die Kraftstoffhochdruckleitung umgebende innere Mantelrohr die Leckageleitung bildet, und dass das das innere Mantelrohr umgebende äußere Mantelrohr die Kraftstoffrückleitung bildet
Gemäß einer bevorzugten Ausfunrungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Kraftstoffinjektoren des Einspritzsystems jeweils einen mit einer Hochdruckkanalmundung zum Anschluss der Kraftstoffhochdruckleitung, einer Leckagekanalmundung zum Anschluss der Leckageleitung und einer Rucklaufkanalmundung zum Anschluss der
Kraftstoffrücklaufleitung versehenen gemeinsamen Hochdruckanschluss aufweisen Der Vorteil hiervon ist es, dass die Kraftstoffhochdruckleitung, die Leckageleitung und die Kraftstoffrücklaufleitung alle an einem gemeinsamen Anschluss unmittelbar am Kraftstoffinjektor angeschlossen sind, so dass im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine keinerlei Kanäle zur Abfuhrung von Rucklauf- oder Leckagemengen vom Kraftstoffinjektor vorgesehen werden müssen
Eine besonders bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung sieht es vor, dass der gemeinsame Hochdruckanschluss an seiner Stirnseite eine zentral angeordnete Hochdruckkanalmundung zum Anschluss der Kraftstoffhochdruckleitung und an seinem Umfang in axialer Richtung voneinander beabstandet die Leckagekanalmundung zum Anschluss der Leckageleitung und die Rucklaufkanalmundung zum Anschluss der Rucklaufleitung aufweist, wobei die einzelnen Mundungen jeweils durch Dichtungselemente abgedichtet und von den anderen Mundungen getrennt sind
Gemäß einer Weiterbildung hiervon ist es vorgesehen, dass das Dichtungselement der Hochdruckkanalmundung durch eine mit einem am Ende der Kraftstoffhochdruckleitung ausgebildeten Dichtungskonus zusammenwirkende Konusdichtung gebildet ist, und dass die die Leckagekanalmundung und die Rucklaufkanalmundung abdichtenden Dichtungselemente durch 0-Rιnge gebildet sind, welche mit der inneren Umfangsflache einer der Leckageleitung und der Kraftstoffrücklaufleitung zugeordnete, in Axialrichtung voneinander beabstandete Stromungsquerschnitte aufweisenden Uberschraubhulse zusammenwirken
Im folgenden wird ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Blockdarstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine nach einem Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 einen etwas schematisierten Längsschnitt durch einen Kraftstoffinjektor, wie er bei dem beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung zur Anwendung kommen kann,
Figur 3 eine Querschnittsansicht, welche den Anschluss einer die
Kraftstoffhochdruckleitung, die Kraftstoffrücklaufleitung und die Leckageleitung zusammenfassenden gemeinsamen Kraftstoffleitung an einem Kraftstoffinjektor bei dem beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel zeigt; und
Figur 4 eine schematische Blockdarstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems für eine
Brennkraftmaschine mit einem Hochdruckspeicher nach dem Stand der Technik
Zunächst soll anhand der Figur 4 ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem von einer Hochdruckpumpe mit Kraftstoff beaufschlagten Hochdruckspeicher (Common-Rail-System) beschrieben werden. Ein solches Kraftstoffe inspπtzsystem, wie es insbesondere für einen großvolumigen Dieselmotor Anwendung findet, enthalt eine Hochdruckpumpe 1 , welche Kraftstoff aus einem
Kraftstoffvorrat 2 zu einem Hochdruckspeicher 3 fordert. Der Hochdruckspeicher 3 ist in einer die Hochdruckpumpe 1 mit Kraftstoffinjektoren 5 verbindenden Kraftstoffhochdruckleitung 4 enthalten und arbeitet nach Art eines ölelastischen Hochdruckspeichers. Die Kraftstoffinjektoren 5 sind dazu vorgesehen, während eines nach Einspritzbeginn, Einspritzende und Einspritzverlauf genau definierten Einspritzvorgangs Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzen und werden durch eine in der Figur nicht gezeigte Steuereinheit in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine, insbesondere Drehzahl, Belastung, Temperatur und anderen Parametern gesteuert. Jeder Kraftstoffinjektor 5 enthält eine Einspritzdüse 7, die über einen in den Kraftstoffinjektoren 5 vorgesehenen Kraftstoff ka na I 6 mit dem einzuspritzenden Kraftstoff beaufschlagt wird. Die Steuerung des Kraftstoffinjektors 5 erfolgt über ein Steuerventil 9, welches als an sich im Stande der Technik bekanntes 3/2- Wegeventil oder als 2/2-Wege-Servoventιl ausgebildet ist Zur Ruckführung von über die Kraftstoffhochdruckleitung 4 gefordertem, jedoch von den Kraftstoffinjektoren 5 nicht eingespritztem Kraftstoff in Form etwa von Steuermengen ist eine Kraftstoffrücklaufleitung 1 1 vorgesehen, welche jeweils an einen entsprechenden Anschluss eines jeden der Kraftstoffinjektoren 5 angeschlossen ist. Weiterhin ist mit jedem Kraftstoffinjektor 5 eine Leckageleitung 12 verbunden, welche zur Ruckführung von Leckagemengen dient, wie z. B. bei Leitungsbruch und nicht funktionstüchtigen Hochdruck-Dichtstellen. Bei einem herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystem, wie es in Figur 4 gezeigt ist, sind die Kraftstoffrücklaufleitung 1 1 und die Leckageleitung 12 jeweils als eigenständige Leitungen vorgesehen.
Figur 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einem von einer Hochdruckpumpe beaufschlagten Hochdruckspeicher (Common-Rail- System) nach einem Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie bei dem in Figur 4 beschriebenen herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystem ist eine Hochdruckpumpe 1 vorgesehen, welche Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorrat 2 zu einem Hochdruckspeicher 3 fördert, der nach Art eines ölelastischen Hochdruckspeichers arbeitet und in einer die Hochdruckpumpe 1 mit Kraftstoffinjektoren 5 zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine vorgesehenen Kraftstoffhochdruckleitung 4 enthalten ist. Die Kraftstoffinjektoren 5 enthalten wiederum jeweils eine Einspritzdüse 7, die über einen Kraftstoffkanal 6 mit dem im Hochdruckspeicher 3 vorgehaltenen einzuspritzenden Kraftstoff beaufschlagt wird, wobei die Steuerung der Einspritzung durch ein im Kraftstoffinjektor 5 vorgesehenes Steuerventil 9 gesteuert wird. Erfindungsgemäß sind eine Kraftstoffrücklaufleitung 1 1 zur Ruckführung von durch die Kraftstoffinjektoren 5 nicht eingespritzten Kraftstoffmengen und eine Leckageleitung 12 zur Rückführung von an den Kraftstoffinjektoren 5 anfallenden Leckagemengen zusammen mit der den Hochdruckspeicher 3 enthaltenden Kraftstoffhochdruckleitung 4 in einer gemeinsamen Kraftstoffleitung 13 zusammengefasst, wie durch die in Figur 1 gestrichelten Umfangs nien dargestellt. Allgemein ausgedrückt sind die Kraftstoffhochdruckleitung 4, die Kraftstoffrücklaufleitung 1 1 und die Leckageleitung 12 durch in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 13 vorgesehene getrennte Strömungsquerschnitte gebildet. Der Aufbau der gemeinsamen Kraftstoffleitung 13 soll später näher beschrieben werden.
Figur 2 zeigt einen etwas schematisierten Längsschnitt durch einen Kraftstoffinjektor, wie er bei dem beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems Verwendung findet. Der insgesamt mit dem Bezugszeichen 5 versehene Kraftstoffinjektor umfasst ein Injektorgehäuse 10, in welchem eine Düsennadel 18 in einer in dem Injektorgehäuse 10 ausgebildeten Führungshülse 25 längsverschieblich gelagert ist. Die Spitze der Düsennadel 18 wirkt mit einer am unteren Ende des Injektorgehäuses 10 ausgebildeten Einspritzdüse 7 im Sinne eines Offnens und Sch eßens eines Einspπtzöffnungsquerschnitts zusammen. In dem Injektorgehäuse 10 ist ein Hochdruckkanal 19 ausgebildet, welcher von einem seitlich an dem Kraftstoffinjektor 5 angeordneten Hochdruckanschluss 26 zu einem die Düsennadel 18 umgebenden
Düsenvorraum 22 führt Über den Hochdruckkanal 19 wird der einzuspritzende Kraftstoff von der in Figur 1 gezeigten Kraftstoffhochdruckleitung 4 unter hohem Druck dem Düsenraum 22 zugeführt. Die Steuerung des Kraftstoffinjektors 5 erfolgt mittels eines am rückwärtigen Ende desselben angeordneten Solenoids 15, welches mit einem durch einen Schließkörper 16 und einen Ventilkörper 17 gebildeten Steuerventil zusammenwirkt.
Durch das Steuerventil 16, 17 wird ein Steuerraum 24 wahlweise mit unter hohem Druck zugeführtem Kraftstoff beaufschlagt bzw. druckentlastet, der an der Rückseite einer auf die Düsennadel 18 einwirkenden Nadelstelze 23 ausgebildet ist. Zur Abführung der am Steuerventil 16, 17 auftretenden Steuermengen ist ein Rücklaufkanal 21 vorgesehen. Ein Leckagekanal 20 dient dazu, in dem Kraftstoffinjektor 5 anfallende Leckagemengen abzuführen. Insoweit entspricht der Aufbau des in Figur 2 gezeigten Kraftstoffinjektors 5 einem Kraftstoffinjektor, wie er von der Anmeldeπn derzeit eingesetzt wird. Gemäß dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Hochdruckanschluss 26, welcher dem Anschluss der in Figur 1 dargestellten Kraftstoffhochdruckleitung 4 dient, als ein gemeinsamer Anschluss ausgebildet ist, welcher zusätzlich zu einer Hochdruckkanalmundung 19a zum Anschluss der Kraftstoffhochdruckleitung 4 eine Leckagekanalmundung 20a zum Anschluss der in Figur 1 dargestellten Leckageleitung 12 und eine Rucklaufkanalmundung 21 a zum Anschluss der in Figur 1 gezeigten Kraftstoffrücklaufleitung 1 1 aufweist Die Hochdruckkanalmundung 19a zum Anschluss der Kraftstoffhochdruckleitung 4 ist an der Stirnseite des gemeinsamen Hochdruckanschlusses 26 zentral angeordnet vorgesehen, die Leckagekanalmundung 20a zum Anschluss der Leckageleitung 12 und die
Rucklaufkanalmundung 21 a zum Anschluss der Rucklaufleitung 1 1 , Rucklaufanschluss 27, sind in axialer Richtung voneinander beabstandet am Umfang des gemeinsamen Hochdruckanschlusses 26 vorgesehen. Die genannten Mundungen 19a, 20a, 21 a von Hochdruckkanal, Leckagekanal und Rucklaufkanal sind jeweils durch zugeordnete Dichtungseiemente abgedichtet und voneinander getrennt.
Der Aufbau der gemeinsamen Kraftstoffleitung 13 und die Art und Weise von deren Anschluss an dem gemeinsamen Hochdruckanschluss 26 des Kraftstoffinjektors 5 soll nun im einzelnen anhand der Figuren 3a) und b) in Verbindung mit Figur 2 erläutert werden Wie Figur 3b) zeigt, ist die gemeinsame Kraftstoffleitung 13 (vergleiche Figur 1 ) durch drei koaxial angeordnete, einander umgebende Leitungsrohre 30, 31 , 32 gebildet Von diesen bildet das innere Leitungsrohr 30 die Kraftstoffhochdruckleitung 4 Das innere Leitungsrohr 30 ist von einem inneren und einem äußeren Mantelrohr 31 , 32 umgeben, welche jeweils einen Stromungsquerschnitt 31a, 32a einschließen und die Kraftstoffleitung 1 1 und die Leckageleitung 12 bilden (vergleiche Figur 1 ). Das die
Kraftstoffhochdruckleitung 30 umgebende innere Mantelrohr 31 bildet die Leckageleitung 12, das das innere Mantelrohr 31 umgebende äußere Mantelrohr 32 bildet die Kraftstoffrücklaufleitung 1 1. Die Mantelrohre 31, 32 sind an ihrer inneren Oberflache mit in Längsrichtung verlaufenden Kanälen 31a, 32a versehen, welche jeweils die Stromungsquerschnitte für die Kraftstoffrückleitung 1 1 und die Leckageleitung 12 bilden Zwischen diesen die Stromungsquerschnitte bildenden Kanälen 31a, 32a sind Stege 31 b, 32b ausgebildet, welche am Außenumfang des von dem betreffenden Mantelrohr 31, 32 umgebenden jeweils mnenliegendenden Rohr anliegen, also die Stege 31 b des inneren Mantelrohrs 31 am Außenumfang des Hochdruckrohrs 30 und die Stege 32b des äußeren Mantelrohrs 32 am Außenumfang des inneren Mantelrohrs 31
Wie Figur 3a) zeigt, ist am injektorseitigen Ende der durch die drei Rohre 30, 31 , 32 gebildeten gemeinsamen Kraftstoffleitung ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 28 versehenes Anschlusselement vorgesehen, welches eine Verbindung zwischen den Stromungsquerschnitten 30a des Hochdruckrohrs 30, 31a des die Leckageleitung 12 bildenden inneren Mantelrohrs 31 und 32a des die Leckageleitung bildenden äußeren Mantelrohrs 32 mit den am gemeinsamen Hochdruckanschluss 26 ausgebildeten zugeordneten Mundungen 19a, 20a bzw 21a von Hochdruckkanal, Leckagekanal bzw Rucklaufkanal herstellt Wie zu sehen ist, ist am Ende des zentralen Hochdruckrohrs 30 ein Dichtungskonus 37 ausgebildet, welcher mit einem an der Stirnseite des gemeinsamen Hochdruckanschlusses 26 ausgebildeten Dichtungselement in Form eines Dichtungskonus 37 zusammenwirkt, wie es an sich auf dem Gebiet der Kraftstoffinjektoren üblich ist Die am Umfang des gemeinsamen Hochdruckanschlusses 26 ausgebildeten Mundungen 21 a des Rucklaufkanals 21 und 20a des Leckagekanals 20 sind jeweils durch Dichtungselemente 34, 35, 36 in Form von O-Ringen abgedichtet und voneinander getrennt Eine Uberschraubhulse 38, welche ein wesentliches Teil des Anschlusselements 28 ist, enthalt Verbindungskanale 39 und 40, von denen ein innenliegender Verbindungskanal 39 eine Verbindung mit dem Stromungsquerschnitt 31a des inneren
Mantelrohrs 31 herstellt und von denen ein äußerer Verbindungskanal 40 eine Verbindung mit dem Stromungsquerschnitt 32a des äußeren Mantelrohrs 32 herstellt Die Verbindungskanale 39 und 40 munden jeweils in der Nahe der Mundungen 20a und 21a von Leckagekanal und Rucklaufkanal und die Dichtungselemente 33, 34, 35 wirken mit der inneren Umfangsflache der Uberschraubhulse 38 so zusammen, dass vom Verbindungskanal 40 ein Stromungsweg zur Rucklaufkanalmundung 21a und vom Verbindungskanal 39 ein Stromungsweg zur Leckagekanalmundung 20a geschaffen wird Bezugszeichenliste
Hochdruckpumpe Kraftstoffvorrat Hochdruckspeicher Kraftstoffhochdruckleitung Kraftstoffinjektor Kraftstoffkanal Einspritzdüse Steuerventil Injektorgehäuse Kraftstoffrücklaufleitung Leckageleitung gemeinsame Kraftstoffleitung Solenoid Schließkörper des Steuerventils Ventilkörper Düsennadel Hochdruckkanal a Hochdruckkanalmundung Leckagekanal a Leckagekanalmundung Rücklaufkanal a Rucklaufkanalmundung Düsenvorraum Nadelstelze Steuerraum Hülse Hochdruckanschluss Rücklaufanschluss Anschlusselement Hochdruckrohr inneres Mantelrohr äußeres Mantelrohr a Kanal a Kanäle a Kanäle b Stege b Stege
Dichtungselement
Dichtungselement
Dichtungselement
Dichtungselement
Dichtungskonus
Uberschraubhulse
Verbindungskanal
Verbindungskanal

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1 Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, mit einer Hochdruckpumpe ( 1) zur Forderung des Kraftstoffs aus einem Kraftstoffvorrat (2), einer Anzahl von Kraftstoffinjektoren (5) zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum der
Brennkraftmaschine und einer die Hochdruckpumpe ( 1 ) mit den Kraftstoffinjektoren (5) verbindenden und einen Hochdruckspeicher (3) zum Vorhalten des von der Hochdruckpumpe ( 1) unter hohem Druck geforderten einzuspritzenden Kraftstoffs enthaltenden Kraftstoffhochdruckleitung (4), sowie mit einer Kraftstoffrücklaufleitung ( 1 1 ) zur Rückführung von durch die Kraftstoffinjektoren (5) nicht eingespritztem Kraftstoff und einer Leckageleitung ( 12) zur Rückführung von an den Kraftstoffinjektoren (5) anfallenden Leckagemengen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffhochdruckleitung (4), die Kraftstoffrücklaufleitung ( 1 1 ) und die Leckageleitung ( 12) in einer gemeinsamen Kraftstoffleitung ( 13) mit jeweiligen voneinander durch Wandungen (30,31 ,32) getrennten Stromungsquerschnitten (30a, 31 a, 32a) für jede der Leitungen zusammengefasst sind
2 Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Kraftstoffleitung ( 13) durch drei koaxial angeordnete, einander umgebende Leitungsrohre (30,31 ,32) gebildet ist, von denen das innere die Kraftstoffhochdruckleitung (4) bildet, und wobei die Kraftstoffhochdruckleitung (4) von einem inneren und einem äußeren Mantelrohr (31 ,32) umgeben ist, welche jeweils einen Stromungsquerschnitt (31a, 32a) einschließen und die Kraftstoffrückleitung ( 1 1 ) und die Leckageleitung ( 12) bilden
3 Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die
Kraftstoffhochdruckleitung (4) umgebenden Mantelrohre (31,32) an ihrer inneren Oberflache mit in Längsrichtung verlaufenden, die Stromungsquerschnitte von der Kraftstoffrückleitung (1 1 ) bzw Leckageleitung ( 12) bildenden Kanälen (32a, 31 a) versehen
4 Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die
Kraftstoffhochdruckleitung (30) umgebenden Mantelrohre (31,32) an ihrer inneren Oberflache zwischen den die Stromungsquerschnitte von Kraftstoffrückleitung (1 1) bzw Leckageleitung ( 12) bildenden Kanälen (31 a, 32a) Stege (31 b, 32b) aufweisen, welche am Außenumfang der von dem betreffenden Mantelrohr (31 ,32) umgebenen jeweiligen innen liegenden Leitung anliegen
5 Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die Kraftstoffhochdruckleitung (30) umgebende innere Mantelrohr (31 ) die Leckageleitung ( 12) bildet, und dass das das innere Mantelrohr (31 ) umgebende äußere Mantelrohr (32) die Kraftstoffrückleitung (1 1) bildet
6 Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffinjektoren (5) des Einspritzsystems jeweils einen mit einer Hochdruckkanalmundung ( 19a) zum Anschluss der Kraftstoffhochdruckleitung (4), einer Leckagekanalmundung (20a) zum Anschluss der Leckageleitung (12) und einer Rucklaufkanalmundung (21 a) zum Anschluss der Kraftstoffrücklaufleitung ( 1 1) versehenen gemeinsamen Hochdruckanschluss (26) aufweisen
7 Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 6 in Verbindung mit einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Hochdruckanschluss (26) an seiner Stirnseite eine zentral angeordnete Hochdruckkanalmundung ( 19a) zum Anschluss der Kraftstoffhochdruckleitung (4) und an seinem Umfang in axialer Richtung voneinander beabstandet die Leckagekanalmundung (20a) zum Anschluss der Leckageleitung (12) und die Rucklaufkanalmundung (21 a) zum Anschluss der Rucklaufieitung (1 1) aufweist, wobei die einzelnen Mundungen (19a, 20a, 21 a) jeweils durch Dichtungselemente (33,34,35,36) abgedichtet und von den anderen Mundungen ( 19a, 20a, 21 a) getrennt sind
8 Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (33) der Hochdruckkanalmundung ( 19a) durch eine mit einem am Ende der Kraftstoffhochdruckleitung (4) ausgebildeten Dichtungskonus (37) zusammenwirkende Konusdichtung gebildet ist, und dass die die Leckagekanalmundung (20a) und die Rucklaufkanalmundung (21a) abdichtenden Dichtungselemente (34,35,36) durch O-Ringe gebildet sind, welche mit der inneren Umfangsflache einer der Leckageleitung (12) und der Kraftstoffrücklaufleitung ( 1 1) zugeordnete, in Axialrichtung voneinander beabstandete Stromungsquerschnitte (39,40) aufweisenden Uberschraubhulse (38) zusammenwirken
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