WO2001007778A1

WO2001007778A1 - Kraftstoff-einspritzsystem für eine verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: WO2001007778A1
Application number: PCT/DE2000/002408
Authority: WO
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 2000-07-22
Publication date: 2001-02-01
Also published as: US6532937B1; JP2003505646A; EP1115974A1; DE19934354C1

Abstract

Bei einem Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Kraftstoff-Hochdruckspeicher (10), von dem eine Einspritzleitung für den einzuspritzenden Kraftstoff sowie eine Antriebsleitung (16, 16') für den Kraftstoff abzweigen, der als Arbeitsmedium genutzt wird, soll auf einfache Weise der Kraftstoff dazu genutzt werden, ein unter hohem Druck stehendes Arbeitsmedium bereitzustellen, das für Zusatzfunktionen verwendet werden kann. Zu diesem Zweck ist mindestens ein Umsetzer (18, 18') vorgesehen, der an die Antriebsleitung (16, 16') angeschlossen ist und in welchem ein Volumenstrom des unter Druck stehenden Kraftstoffs in einen Volumenstrom eines unter Druck stehenden Arbeitsmediums umgesetzt wird.

Description

Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Kraftstoff-Hochdruckspeicher, von dem eine Einspritzleitung für den einzuspritzenden Kraftstoff sowie eine Antriebsleitung für Kraftstoff abzweigen, der als Antriebsmedium benutzt wird.

Ein solches Kraftstoff-Einspritzsystem ist bereits aus der DE 44 07 585 AI bekannt und basiert auf einem Einspritzsystem, das unter dem Namen "Co mon Rail" bekannt ist. Bei diesem Einspritzsystem wird ein zylinderförmiger Druckbehälter ver- wendet, dem Kraftstoff von einer Hochdruckpumpe zugeführt wird. Der Hochdruckspeicher dient im wesentlichen als Puffer, der Druckschwankungen dämpft, die aus der Zufuhr des Kraftstoffs durch die Hochdruckpumpe sowie der Entnahme des Kraftstoffs durch die Einspritzdüsen resultieren.

Aus der genannten Offenlegungsschrift ist bekannt, dem im Hochdruckspeicher vorhandenen Kraftstoff für eine hydraulische Ventilsteuerung zu verwenden. Zu diesem Zweck wird der Kraftstoff mittels der Antriebsleitung zunächst einem Hydrau- likraum zugeführt, der einem Auslaßventil zugeordnet ist und von zwei Steuerventilen gesteuert wird, und anschließend einem Hydraulikraum, der einem Einlaßventil zugeordnet ist und ebenfalls von zwei Steuerventilen gesteuert wird. Durch ge- eignete Schaltung der Steuerventile werden das Einlaßventil und das Auslaßventil entgegen der Wirkung einer herkömmlichen Ventilfeder geöffnet bzw. mittels der Ventilfeder wieder geschlossen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzsystem mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 hat den Vor- teil, daß an den Hochdruckspeicher ein externer Verbraucher angeschlossen werden kann, der nicht mit dem Kraftstoff selbst, sondern mit einem beliebigen anderen Arbeitsmedium betätigt wird. Der Umsetzer ermöglicht es, das Arbeitsmedium unter einen vom Kraftstoffdruck abweichenden Druck zu setzen.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen Kraftstoff-Einspritzsystems möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Umsetzer einen translationsverschiebbaren Eingangskolben sowie ein Stellglied aufweist, durch das der Eingangskolben periodisch mit unter Druck stehendem Kraftstoff beaufschlagt werden kann. Auf diese Weise ist es mit geringem konstruktiven Aufwand möglich, die in dem unter

Druck stehenden Kraftstoff gespeicherte potentielle Energie in eine hin- und hergehende Bewegung des Eingangskolbens umzusetzen, die dann wiederum in einen Volumenstrom eines unter Druck stehenden Arbeitsmediums umgesetzt werden kann.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Stellglied ein 3/2-Wege- Ventil ist. Solche Ventile stehen als zuverlässige Serienbauteile zur Verfügung, so daß der Aufwand für die Steuerung des Eingangskolbens minimal ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß der Umsetzer einen translationsverschiebbaren Ausgangskolben aufweist, der mit dem Eingangskol- > > t t t-* »-^■

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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf zwei Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Kraftstoff-Ξinspritzsystem gemäß einer ersten Ausführungsform; und

Fig. 2 in einer schematischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Kraftstoff-Einspritzsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist schematisch ein Kraftstoff-Einspritzsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dieses enthält einen Hochdruckspeicher 10 für Kraftstoff, der zum Betrieb einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine dient. Der Kraftstoff wird dem Hochdruckspeicher 10 durch eine Zufuhrleitung 12 zugeführt, die mit einer nicht dargestellten Hochdruckpumpe verbunden ist. Vom Hochdruckspeicher 10 zweigt eine Einspritzleitung 14 für den Kraftstoff ab, die zu den einzelnen Einspritzdüsen des Einspritzsystems führt.

Von dem Kraftstoff-Hochdruckspeicher 10 zweigt außerdem eine Antriebsleitung 16 ab, mittels der dem Hochdruckspeicher Kraftstoff entnommen werden kann, der als Antriebsmedium genutzt wird.

An die Antriebsleitung 16 ist ein Umsetzer 18 angeschlossen, der aus einem Stellglied 20 sowie einer Kolbenpumpe 22 besteht.

Das Stellglied 20 ist ein 3/2-Wege-Ventil, das einen Eingang 24 aufweist, der mit der Antriebsleitung 16 verbunden ist, sowie einen mit der Kolbenpumpe 22 verbundenen Ausgang 26 sowie einen Ausgang 28, der zu einem KraftstoffSpeicher zurück- führt. Das Stellglied 20 weist ferner einen Ventilantrieb 30 auf, der einen Ventilschieber 32 translatorisch verstellen kann.

Die Kolbenpumpe 22 weist einen translationsverschiebbaren Eingangskolben 34 auf, der mit dem Ausgang 26 des Stellgliedes 20 verbunden ist, sowie einen translationsverschiebbaren Ausgangskolben 36, der fest mit dem Eingangskolben 34 verbunden ist. Von einem Zwischenraum zwischen dem Eingangskolben 34 und dem Ausgangskolben 36 zweigt eine Abfuhrleitung 37 für einen Leckstrom ab. Am Ausgangskolben 36 stützt sich eine Druckfeder 38 ab, die den Eingangskolben und den Ausgangskolben in einer Stellung beaufschlagt, in der das dem Eingangskolben 34 zugeordnete und mit dem Ausgang 26 verbundene Volu- en der Kolbenpumpe minimal ist.

Dem Ausgangskolben 36 ist ein Arbeitsvolumen zugeordnet, in das eine Zufuhrleitung 39 für ein Arbeitsmedium mündet. In der Zufuhrleitung 39 ist ein Rückschlagventil 40 angeordnet. Von dem dem Ausgangskolben 36 zugeordneten Arbeitsvolumen geht eine Ausgangsleitung 41 ab, in der ein Rückschlagventil 42 angeordnet ist. Die Ausgangsleitung 41 führt zu einem Hochdruckspeicher 44 für das Arbeitsmedium. Aus dem Hochdruckspeicher 44 kann das Arbeitsmedium durch eine Entnahme- leitung 46 einem Verbraucher zugeführt werden.

An der Kolbenpumpe 22 ist ein Sensor 43 angebracht, der den Weg des Eingangs- und des Ausgangskolbens sowie den Druck mißt. Diese Daten werden dem Ventilantrieb 30 zur Verfügung gestellt.

Das beschriebene Einspritzsystem mit dem Umsetzer 18 arbeitet in der folgenden Weise: Der Ventilantrieb 30 steuert den Ventilschieber 32 so, daß der Eingangskolben 34 periodisch mit dem unter Druck stehenden Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 10 beaufschlagt wird. Dabei wird der Ausgangskolben 36 bezüglich Fig. 1 jeweils nach unten verstellt, wodurch das Arbeitsmedium von der Zufuhrleitung 39 in die Ausgangsleitung

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Claims

Ansprüche

1. Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Kraftstoff-Hochdruckspeicher (10), von dem eine Einspritzleitung (14) für den einzuspritzenden Kraft- stoff sowie eine Antriebsleitung (16; 16') für Kraftstoff abzweigen, der als Antriebsmedium genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Umsetzer (18; 18) vorgesehen ist, der an die Antriebsleitung (16_? 16') angeschlossen ist und in welchem ein Volumenstrom des unter Druck stehenden Kraftstoffs in einen Volumenstrom eines unter Druck stehenden Arbeitsmediums umgesetzt wird.

2. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer (18; 18') einen translations- verschiebbaren Eingangskolben (34; 34') sowie ein Stellglied (20; 20') aufweist, durch das der Eingangskolben periodisch mit unter Druck stehendem Kraftstoff beaufschlagt werden kann.

3. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied ein 3/2-Wege-Ventil (20; 20' ) ist.

4. Kraftstoff-Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer (18; 18') einen translationsverschiebbaren Ausgangskolben (36; 36') aufweist, der mit dem Eingangkolben (34; 34') verbunden ist, sowie zwei dem Ausgangskolben zugeordnete Rückschlagventile (40, 42; 40' , 42' ) .

5. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß sich der Querschnitt des Eingangskolbens

(34; 34') vom Querschnitt des Ausgangskolbens (36; 36') unterscheidet.

6. Kraftstoff-Einspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochdruckspeicher

(44) für das Arbeitsmedium vorgesehen ist.

7. Kraftstoff-Einspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Umsetzer (18; 18') vorgesehen sind, die abwechselnd arbeiten.