[go: up one dir, main page]

DE69923108T2 - Brennstoffsystem und Pumpe zur Anwendung in einem solchen System - Google Patents

Brennstoffsystem und Pumpe zur Anwendung in einem solchen System Download PDF

Info

Publication number
DE69923108T2
DE69923108T2 DE69923108T DE69923108T DE69923108T2 DE 69923108 T2 DE69923108 T2 DE 69923108T2 DE 69923108 T DE69923108 T DE 69923108T DE 69923108 T DE69923108 T DE 69923108T DE 69923108 T2 DE69923108 T2 DE 69923108T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel
pump
valve
pressure
injection
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69923108T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69923108D1 (de
Inventor
Andrew Roger High Wycombe Knight
George Harrow Frankl
Colin Thomas Harrow Weald Timms
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delphi Technologies Operations Luxembourg SARL
Original Assignee
Delphi Technologies Inc
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 Delphi Technologies Inc filed Critical Delphi Technologies Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE69923108D1 publication Critical patent/DE69923108D1/de
Publication of DE69923108T2 publication Critical patent/DE69923108T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008Controlling each cylinder individually
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/406Electrically controlling a diesel injection pump
    • 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
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366Valves being actuated electrically
    • 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
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • 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
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46Valves
    • F02M59/466Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

  • Diese Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem zur Verwendung bei der Abgabe von unter hohem Druck stehendem Kraftstoff an einen Zylinder eines damit verbundenen Selbstzündungs-Verbrennungsmotors (Dieselmotors) und eine Kraftstoffpumpe, die sich zur Verwendung in einem solchen System eignet.
  • Um sicherzustellen, dass die von einem Motor erzeugten Emissionsmengen in akzeptable Bereiche fallen, ist es wünschenswert, den Kraftstoffdruck, mit dem Kraftstoff in den Zylinder eines Motors eingespritzt wird, unabhängig vom Zeitpunkt bzw. Zeitverlauf der Kraftstoffabgabe steuern zu können. Wenn das Kraftstoffsystem Einspritzventile mit integrierten Kraftstoffpumpen umfasst, hat man dies erreicht, indem man getrennte Ventile zur Steuerung des Einspritzdrucks und des Zeitpunkts bzw. Zeitverlaufs der Einspritzung verwandte. Das Ventil, das den Einspritzdruck steuert, ist typischerweise auf der Seite des Einspritzventil-Gehäuses angeordnet, mit dem Ergebnis, dass die Abmessungen des Einspritzventils relativ groß sind und damit das Einspritzventil für die Verwendung bei der einen oder anderen Applikation möglicherweise nicht geeignet ist. Außerdem führt die Anordnung des Ventils zu einem relativ großen Totvolumen, was die Ansprechbarkeit verringert, und die Kanäle bzw. Durchgänge, die das Ventil mit dem restlichen Einspritzventil verbinden, sind relativ schwierig herzustellen.
  • Ein Kraftstoffeinspritz-System für ein "common-rail" ist in EP-A-0501463 (Nippondenso Co., Ltd.) offenbart. Das Einspritzsystem umfasst eine einzige, variable Hochdruck-Ausgabepumpe, die mit einem "common-rail" verbunden ist, das einen hohen Kraftstoffdruck hält und das seinerseits eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen beschickt. Die Hochdruckpumpe wird durch ein Magnet-Steuerventil gesteuert, das angeordnet ist, um die Kraftstoffmenge, die pro Pumpenzyklus an das "common-rail" abgegeben wird, festzulegen und/oder zu verändern. Das Magnet-Steuerventil legt auch den Zeitpunkt des Beginns der Beaufschlagung des Kraftstoffs mit Druck in einer in der Hochdruckpumpe vorhandenen Pumpenkammer fest.
  • US-A-5551398 (Caterpillar Inc.) betrifft elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritz-Systeme, in denen eine Hochdruckpumpe und ein Kraftstoffeinspritzventil vorzugsweise in einer einzigen Einheit enthalten sind. Die Kompression des Kraftstoffs durch die Pumpe und der Zeitpunkt bzw. Zeitverlauf der Kraftstoffeinspritzung werden durch die Wirkung eines einzigen Magnet-Betätigungsorgans gesteuert, das zwischen dem Pumpenteil und dem Einspritzteil der Einheit angeordnet ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffsystem bereitgestellt, umfassend eine Kraftstoffpumpe, die derart angeordnet ist, dass sie Kraftstoff an ein einzelnes Kraftstoffeinspritzventil abgeben kann, wobei die Kraftstoffpumpe ein erstes Steuerventil aufweist, das betätigt werden kann, um den Zeitpunkt des Beginns der Beaufschlagung des Kraftstoffs mit Druck zu steuern, wobei das Einspritzventil ein zweites Steuerventil umfasst, das gesteuert werden kann, um den Zeitpunkt bzw. den Zeitverlauf der Kraftstoff-Einspritzung zu steuern, wobei die Kraftstoffpumpe und das Einspritzventil voneinander beabstandet sind, wobei eine Hochdruck-Kraftstoffleitung die Kraftstoffpumpe und das Einspritzventil miteinander verbindet und eine Steuerung den Betrieb der Kraftstoffpumpe und des Einspritzventils steuert, worin die Steuerung so angeordnet ist, dass sie den Betrieb des ersten Steuerventils unabhängig vom zweiten Steuerventil steuert, was es möglich macht, dass der Zeitpunkt des Beginns der Beaufschlagung des Kraftstoffs mit Druck unabhängig vom Zeitpunkt des Beginns der Kraftstoffeinspritzung ist, und dass sie den Betrieb der Kraftstoffpumpe so steuert, dass die Beaufschlagung mit Druck in einem Moment begonnen wird, der ein vorgegebenes Zeitintervall vor dem Zeitpunkt liegt, an dem die Einspritzung beginnen soll.
  • In einer alternativen Anordnung kann die Steuerung den Einspritzdruck steuern, indem sie die Menge des der Kraftstoffpumpe zugeführten Kraftstoffs steuert. In einer weiteren Alternative kann die Kraftstoffpumpe ein Überströmventil umfassen, das die Beendigung der Einspritzung steuert.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftstoffsystem, das eine Kraftstoffpumpe aufweist, welche einen innerhalb einer Bohrung hin- und her bewegbaren Kolben zur Abgabe von Kraftstoff an einen Auslass-Verbinder und ein Steuerventil umfasst, das den Zeitpunkt der Beaufschlagung des Kraftstoffs mit Druck durch die Pumpe steuert, wobei das Steuerventil ein Ventilelement besitzt, welches innerhalb einer Bohrung verschieblich angeordnet ist, die sich in einer allgemein parallelen Richtung zu einer Achse derjenigen Bohrung erstreckt, in welcher der Kolben hin- und her bewegbar ist. Die Bohrungen sind günstigerweise zueinander allgemein koaxial.
  • Dadurch, dass das Steuerventil allgemein koaxial innerhalb der Pumpe angeordnet wird, kann die Herstellung der Pumpe vereinfacht werden, und das Totvolumen innerhalb der Pumpe kann verringert werden. Außerdem ist die Pumpe relativ kompakt im Vergleich zu einer Anordnung, in welcher die Achse der Bohrung des Ventils sich rechtwinklig zur Achse der Kolbenbohrung erstreckt, und dies vereinfacht den Einbau und steigert den Anwendungsbereich, für welchen die Pumpe eingesetzt werden kann.
  • Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, worin:
  • 1 eine schematische Ansicht eines Kraftstoffsystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;
  • 2 eine Schnittansicht einer Kraftstoffpumpe ist, die sich zur Verwendung in dem Kraftstoffsystem gemäß 1 eignet; und
  • 3 eine Schnittansicht ist, die ein Einspritzventil darstellt, das sich für die Verwendung im Kraftstoffsystem eignet.
  • Das in 1 dargestellte Kraftstoffsystem umfasst eine zur Einheit gehörige Kraftstoffpumpe 10 (bezüglich ihrer Einzelheiten besser dargestellt in 2), deren Auslass durch eine Hochdruck-Kraftstoffleitung 12 mit dem Einlass eines elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzventils 14 in Verbindung steht. Die Pumpe 10 und das Einspritzventil 14 werden beide elektronisch durch eine Steuereinheit 16 gesteuert. Die Steuereinheit 16 empfängt Signale von einer Mehrzahl von Sensoren 18, die beispielsweise die Motorgeschwindigkeit, -stellung und -temperatur überwachen. Die von den Sensoren 18 der Steuereinheit 16 übermittelten Signale werden verwendet, um den Betrieb des Kraftstoffsystems derart zu steuern, dass der Druck des dem Einspritzventil 14 zugeführten Kraftstoffs und der Zeitpunkt bzw. Zeitverlauf, bei dem bzw. mit dem die Einspritzung von Kraftstoff an einen Zylinder eines verbundenen Motors stattfindet, in geeigneter Weise gesteuert wird.
  • Eine Art von Kraftstoffeinspritzventil, die sich für die Verwendung im in 1 dargestellten Kraftstoffsystem eignet, ist in 3 dargestellt und umfasst eine Ventilnadel 20, die innerhalb einer in einem Düsenkörper 22 ausgebildeten Bohrung verschieblich angeordnet ist. Die Nadel 20 umfasst gewinkelte Druckflächen 20a, die so ausgerichtet sind, dass die Einwirkung von unter hohem Druck stehendem Kraftstoff aus der Hochdruck-Kraftstoffleitung 12 darauf eine Kraft auf die Ventilnadel 20 ausübt, die die Ventilnadel 20 aus ihrer Anlage mit einem Sitz drückt. Die Ventilnadel 20 begrenzt außerdem zusammen mit einem Teil des Einspritzventil-Gehäuses eine Steuerkammer 21, die über einen verengten Kanal 21a mit Kraftstoff aus der Hochdruck-Kraftstoffleitung 12 versorgt wird, wobei ein elektromagnetisch betätigbares Nadel-Steuerventil 23 angeordnet ist, um die Verbindung zwischen der Steuerkammer 21 und einem Niederdruck-Abfluss zu steuern.
  • Im Betrieb, wenn dem Einspritzventil 14 unter Druck stehender Kraftstoff zugeführt wird und wenn das elektromagnetisch betätigbare Nadel-Steuerventil 23 geschlossen ist, ist der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer 21 im wesentlichen gleich mit demjenigen, der auf die Druckflächen 20a der Ventilnadel 20 einwirkt. Die Abmessungen der ausgesetzten Teile der Ventilnadel 20 sind derart, dass die wirksamen Flächen, die dem unter Druck stehenden Kraftstoff ausgesetzt sind, im wesentlichen gleich sind und demzufolge die Differenz der Kräfte, die auf die Ventilnadel als Folge des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs einwirken, gering ist. Die Ventilnadel 20 ist mit Hilfe einer Feder in Anlage mit dem Sitz gespannt.
  • Sobald das Nadel-Steuerventil 23 mit Energie beaufschlagt wurde, um das Nadel-Steuerventil zu öffnen und es möglich zu machen, dass Kraftstoff von der Steuerkammer 21 zum Niederdruck-Abfluss fließt, fällt der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer ab, und dies verringert die Größe der Kraft, die die Ventilnadel in Richtung ihres Sitzes drückt, und ermöglicht es, dass sich die Ventilnadel 20 unter der Wirkung des auf die Druckflächen der Nadel einwirkenden Kraftstoffs von ihrem Sitz abhebt. Eine solche Bewegung der Ventilnadel erlaubt es, dass Kraftstoff an dem Sitz vorbei zu einer oder mehreren Auslassöffnungen fließen und durch die Öffnungen) in den Motorzylinder eingespritzt werden kann.
  • Um die Einspritzung zu beenden, wird das Nadel-Steuerventil 23 geschlossen, wobei es der fortgesetzte Fluss von Kraftstoff durch den verengten Kanal zur Steuerkammer 21 ermöglicht, dass der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer ansteigt. Der erhöhte Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer 21 steigert die Größe der Kraft, mit der die Ventilnadel 20 in Richtung ihres Sitzes gedrückt wird, und es wird ein Punkt erreicht, jenseits dessen die Ventilnadel 20 in Anlage mit ihrem Sitz zurückkehrt, was die Zufuhr von Kraftstoff an den Zylinder des damit verbundenen Motors beendet.
  • Aus der voranstehenden Beschreibung ergibt sich, dass der Betrieb des Nadel-Steuerventils des Einspritzventils den Zeitpunkt bzw. den Zeitverlauf, zu dem bzw. währenddessen eine Einspritzung stattfindet, steuert, nicht jedoch den Einspritzdruck.
  • Die in den 1 und 2 dargestellte Pumpe 10 der Einheit umfasst ein Pumpengehäuse 24, welches eine Bohrung 26 begrenzt, in der ein Pumpenkolben 28 unter der Einwirkung einer Nocken- und Stößel-Anordnung 30, die gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 32 wirkt, hin- und her bewegbar ist.
  • Das der Nocken- und Stößel-Anordnung 30 abgewandte Ende des Pumpengehäuses 24 bildet eine zylindrische Ausnehmung, in der sich ein Ventilgehäuse 34 befindet. Das Ventilgehäuse 34 umfasst eine sich axial erstreckende, durchgehende Bohrung, in welcher ein Drucksteuerventilelement 36 verschieblich angeordnet ist. Die durchgehende Bohrung des Ventilgehäuses 34 bildet einen Sitz, an welchem ein Bereich 38 des Drucksteuerventilelements 36 zur Anlage gelangen kann. Eine Schraubenfeder 40 ist zwischen dem Drucksteuerventilelement 36 und der der Nocken- und Stößel-Anordnung 30 abgewandten Endfläche des Pumpengehäuses 24 eingespannt, um das Drucksteuerventilelement 36 in Richtung einer Stellung vorzuspannen, in welcher sich der Bereich 38 aus der Anlage mit dem Sitz heraus bewegt hat. Das der Feder 40 abgewandte Ende des Drucksteuerventilelements 36 trägt einen Anker 42, der sich unter dem Einfluss eines magnetischen Feldes, das während des Betriebs durch ein vom Ventilgehäuse 34 getragenes Betätigungsorgan 44 erzeugt wird, bewegen kann. Das Betätigungsorgan 44 und der Anker 42 sind derart angeordnet, dass die Beaufschlagung des Betätigungsorgans 44 mit Energie zur Folge hat, dass sich das Drucksteuerventilelement 36 gegen die Wirkung der Feder 40 bewegt, um den Bereich 38 in Anlage mit dem Sitz zu bringen.
  • Eine Drillbohrung 46 erstreckt sich innerhalb des Ventilgehäuses 34, wobei die Drillbohrung 46 mit einer im Pumpengehäuse 24 angeordneten Drillbohrung 48 in Verbindung steht, die ihrerseits mit der Bohrung 26 kommuniziert. Die Drillbohrung 46 steht mit einer ringförmigen Kammer 50 in Verbindung, die zwischen einem Bereich des Drucksteuerventilelements 36 mit verringertem Durchmesser und der Bohrung ausgebildet ist, innerhalb der das Drucksteuerventilelement 36 auf einer axialen Seite des Sitzes verschieblich angeordnet ist, wobei ein Kanal 52 mit einer auf der anderen axialen Seite des Sitzes befindlichen Kammer in Verbindung steht und wobei der Kanal 52 über eine Befüllungs- und Rückführungsöffnung 54 mit einem Niederdruckabflussbehälter in Verbindung steht.
  • Das dem Pumpengehäuse 24 abgewandte Ende des Ventilgehäuses 34 liegt an einem Abstandsstück 56 an, durch welches ein Kanal 58 ausgebildet ist, der mit der Drillbohrung 46 in Verbindung steht. Das Abstandsstück 56 und das Ventilgehäuse 34 sind durch einen Verbinder-Körper 60 am Pumpengehäuse 24 befestigt, der mit dem Pumpengehäuse 24 verschraubt ist.
  • Ein Durchflussbegrenzungsventilelement 62 ist innerhalb einer Kammer angeordnet, die zwischen dem Verbinder-Körper 60 und dem Abstandsstück 56 ausgebildet ist, wobei eine Feder 64 das Durchflussbegrenzungsventilelement 62 in Anlage mit dem Abstandstück 56 spannt, um das Ende des Kanals 58 zu schließen.
  • Das dem Pumpengehäuse 24 abgewandte Ende des Verbinder-Körpers 60 ist so geformt, dass es einen Verbinderkopf bildet, mit dem ein geeigneter Verbinder verbunden werden kann, um die Hochdruck-Kraftstoffleitung 12 an der Pumpe der Einheit zu sichern.
  • Ein elektrischer Verbinder 66 ist auf dem Pumpengehäuse 24 befestigt, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Betätigungsorgan 44 und der Steuereinheit 16 zu ermöglichen, damit das zum Teil durch das Drucksteuerventilelement 36 begrenzte Drucksteuerventil mit Hilfe der Steuereinheit 16 betrieben werden kann.
  • Im Betrieb nimmt in der dargestellten Position der Kolben 28 eine innere Stellung ein. Das Betätigungsorgan 44 ist nicht mit Energie beaufschlagt, und daher nimmt das Drucksteuerventilelement 36 eine Stellung ein, in der der Bereich 38 nicht an seinem Sitz anliegt. Die Bewegung der Nocken- und Stößelanordnung 30 ermöglicht eine Bewegung des Kolbens 29 unter der Wirkung der Rückstellfeder 32 in Auswärtsrichtung, wodurch Kraftstoff von relativ geringem Druck aus dem Kraftstoffspeicher durch das Drucksteuerventil zur Bohrung 26 gesaugt wird. Der Kraftstoffdruck innerhalb der Bohrung 26 ist relativ niedrig. Der Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung 12 ist ebenfalls relativ niedrig, kann sich jedoch auf einem höheren Niveau befinden als derjenige innerhalb der Bohrung 26, und zwar infolge der Wirkung des Durchflussbegrenzungsventils 62, das die Menge pro Zeiteinheit beschränkt, mit der Kraftstoff von der Hochdruck-Kraftstoffleitung 12 zur Kraftstoffpumpe zurückfließen kann. Der auf das Einspritzventil 14 aufgebrachte Kraftstoffdruck ist daher relativ gering, obwohl er geringfügig höher sein kann, als derjenige innerhalb der Bohrung 26 der Kraftstoffpumpe. Das Nadel-Steuerventil des Einspritzventils 14 ist geschlossen, um sicherzustellen, dass der Kraftstoffdruck innerhalb von dessen Steuerkammer 21 im wesentlichen gleich demjenigen ist, der auf die Druckflächen der Ventilnadel 20 aufgebracht ist, was sicherstellt, dass keine Einspritzung stattfindet.
  • Die Bewegung der Nocken- und Stößel-Anordnung 30 führt demzufolge dazu, dass der Kolben 28 seine am weitesten außen gelegene Stellung erreicht und eine Bewegung nach innen beginnt. Während das Drucksteuerventil der Pumpe ohne Energiebeaufschlagung bleibt, verdrängt die einwärts gerichtete Bewegung des Pumpenkolbens 28 Kraftstoff einfach zurück zum Niederdruck-Abflussspeicher und führt so zu keiner Druckbeaufschlagung der Hochdruck-Kraftstoffleitung 12. Wenn festgelegt ist, dass eine Beaufschlagung des Kraftstoffs mit Druck beginnen sollte, wird dem Betätigungsorgan 44 durch die Steuereinheit 16 ein Signal aufgeprägt, um den Bereich 38 des Drucksteuerventilelements 36 in Anlage mit seinem Sitz zu bewegen, was den Rückfluss von Kraftstoff aus der Bohrung 26 zum Niederdruck-Abflussspeicher beendet. Die fortgesetzte Bewegung des Pumpenkolbens 28 nach innen resultiert daher in einer Beaufschlagung des Kraftstoffs innerhalb der Bohrung 26, der Kanäle, die mit ihr in Verbindung stehen, und der Hochdruck-Kraftstoffleitung 12 mit Druck. Als Folge der Kompression des Kraftstoffs innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung 12 steigt der Kraftstoffdruck, der auf das Einspritzventil 14 aufgebracht wird, an, aber da das Nadel-Steuerventil 23 des Einspritzventils 14 geschlossen ist, bleiben der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer 21 und derjenige, der auf die Druckflächen 20a der Ventilnadel 20 einwirkt, im wesentlichen gleich, was sicherstellt, dass die Ventilnadel 20 in Anlage mit ihrem Sitz verbleibt und deshalb keine Einspritzung stattfindet.
  • Wenn eine Einspritzung beginnen soll, wird das Nadel-Steuerventil 23 des Einspritzventils 14 geöffnet, um den Druck innerhalb der Steuerkammer 21 abzubauen und es damit zu ermöglichen, dass sich die Nadel 20 wie zuvor beschrieben bewegt. Die Einspritzung wird fortgesetzt, bis das Steuerventil des Einspritzventils 14 geschlossen wird, wobei die Bewegung der Einspritzventil-Nadel 20, die im Anschluss daran auftritt, wie zuvor beschrieben die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder des damit verbundenen Motors beendet. Wenn eine weitere Einspritzung erforderlich ist, dann wird das Nadel-Steuerventil des Einspritzventils dementsprechend gesteuert, um diese weitere Einspritzung zu beginnen und anschließend zu beenden.
  • Wenn die Einspritzung abgeschlossen ist, wird das Drucksteuerventil der Kraftstoffpumpe 10 abgeschaltet, und als Folge davon bewegt sich das Drucksteuerventilelement 36 unter der Einwirkung der Feder 40 aus der Anlage mit dem Sitz heraus, was es möglich macht, dass Kraftstoff am Drucksteuerventil vorbei zum Niederdruck-Abflussspeicher fließt. Obwohl der Kraftstoffdruck innerhalb der Bohrung 26 schnell abgebaut wird, verringert das Vorhandensein des Durchflussbegrenzungsventils 62 das Ausmaß, mit dem der Kraftstoffdruck aus der Hochdruck-Kraftstoffleitung 12 abgesenkt wird, um das Risiko zu verringern, dass Hohlräume in die Hochdruck-Kraftstoffleitung 12 gesaugt werden, und um die Erzeugung und Reflektion von Druckwellen entlang der Hochdruck-Kraftstofflinie 12 zu verringern. Die Aufrechterhaltung von Druck innerhalb der Leitung 12 steigert außerdem die Effizienz des Systems, indem sie den Verlust bzw. die Abfallmenge verringert, die mit der in vollständiger Weise erfolgenden, erneuten Beaufschlagung der Leitung 12 mit Druck vor jeder nachfolgenden Einspritzung verbunden wäre.
  • Die einwärts gerichtete Bewegung des Pumpenkolbens 28 setzt sich fort, bis der Kolben 28 seine innerste Stellung erreicht, worauf der Kolben 28 unter der Wirkung der Feder 32 wie zuvor beschrieben eine auswärts gerichtete Bewegung beginnt.
  • Es sollte klar sein, dass die Betätigung des Drucksteuerventils der Pumpeneinheit 10 den Zeitpunkt steuert, zu dem die Beaufschlagung mit Druck beginnt, und durch Auswahl eines geeigneten Zeitpunkts für den Beginn der Druckbeaufschlagung vor dem Zeitpunkt, zu dem die Einspritzung beginnen soll, steuert der Betrieb des Drucksteuerventils der Pumpe 10 den Einspritzdruck. Es ist deutlich, dass die Verwendung von getrennten Steuerventilen innerhalb der Pumpe 10 und des Einspritzventils 14 eine unabhängige Steuerung des Einspritzdrucks und des Zeitpunkts bzw. Zeitverlaufs der Einspritzung ermöglicht.
  • Durch Anordnen des Steuerventils der Pumpe 10 in der voranstehend beschriebenen Weise, in welcher dessen Ventilelement sich koaxial mit dem Kolben 28 erstreckt, ist die zur Einheit gehörige Pumpe 10 relativ einfach gebaut und besitzt ein relativ geringes Totvolumen, und der Einbau der Pumpe in einen Motor ist relativ einfach.
  • Es sollte klar sein, dass das Kraftstoffsystem gemäß der Erfindung einen Typus eines elektronisch gesteuerten Einspritzventils umfassen kann, bei dem es sich um eine Alternative zu dem voranstehend beschriebenen handelt. Außerdem kann die Kraftstoffpumpe durch eine andere Art von Kraftstoffpumpe ersetzt sein, beispielsweise eine Kraftstoffpumpe, in der die Menge des ihr zugeführten Kraftstoffs dosiert wird, um den Einspritzdruck des Kraftstoffs zu steuern. Außerdem kann auf Wunsch die Beendigung der Kraftstoff-Einspritzung gesteuert werden, indem das Drucksteuerventil der Kraftstoffpumpe geöffnet wird, anstatt dass das Nadel-Steuerventil des Einspritzventils geschlossen wird.
  • In der voranstehenden Beschreibung ist die Bohrung, in der das Ventilelement 36 verschieblich angeordnet ist, mit der Bohrung 26 koaxial. Es sollte klar sein, dass sich diese Bohrungen ganz allgemein parallel, aber beabstandet zueinander erstrecken könnten. Diese Bohrungen können aufgrund von Herstellungstoleranzen geringfügig von ihrer gleichgerichteten Ausrichtung abweichen. Solche Abwandlungen fallen nicht aus der vorliegenden Erfindung heraus.

Claims (9)

  1. Kraftstoffsystem, umfassend eine Kraftstoffpumpe (10), die derart angeordnet ist, dass sie Kraftstoff an ein einzelnes Kraftstoffeinspritzventil (14) abgeben kann, wobei die Kraftstoffpumpe (10) ein erstes Steuerventil aufweist, das betätigt werden kann, um den Zeitpunkt des Beginns der Beaufschlagung des Kraftstoffs mit Druck zu steuern, wobei das Einspritzventil (14) ein zweites Steuerventil aufweist, das gesteuert werden kann, um den Zeitpunkt oder Zeitverlauf der Kraftstoff-Einspritzung zu steuern, wobei die Kraftstoffpumpe (10) und das Einspritzventil (14) voneinander beabstandet sind, wobei eine Hochdruckkraftstoffleitung (12) die Kraftstoffpumpe (10) und das Einspritzventil (14) miteinander verbindet und eine Steuerung (16) den Betrieb der Kraftstoffpumpe (10) und des Einspritzventils (14) steuert, worin die Steuerung (16) so angeordnet ist, dass sie den Betrieb des ersten Steuerventils unabhängig vom zweiten Steuerventil steuert, was es möglich macht, dass der Zeitpunkt des Beginns der Beaufschlagung des Kraftstoffs mit Druck unabhängig vom Zeitpunkt des Beginns der Kraftstoffeinspritzung ist, und dass sie den Betrieb der Kraftstoffpumpe (10) so steuert, dass die Beaufschlagung mit Druck in einem Moment begonnen wird, der ein vorgegebenes Zeitintervall vor dem Zeitpunkt liegt, an dem die Einspritzung beginnen soll.
  2. Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, worin das erste Steuerventil ein Ventilelement (36) umfasst, das sich entlang einer Achse erstreckt, die parallel zu einer Achse eines Pumpenkolbens (28) der Kraftstoffpumpe (10) ist, und entlang dieser Achse bewegt werden kann.
  3. Kraftstoffsystem nach Anspruch 2, worin die Achse, entlang der das Ventilelement (36) bewegbar ist, zur Achse des Pumpenkolbens (28) koaxial ist.
  4. Kraftstoffsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin das erste Steuerventil weiterhin betätigt werden kann, um den auf das Kraftstoffeinspritzventil (14) aufgebrachten Kraftstoffdruck abzubauen.
  5. Kraftstoffsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein Durchflussbegrenzer-Ventil (62), das sich benachbart zum Auslass der Kraftstoffpumpe (10) befindet.
  6. Kraftstoffsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin das Kraftstoffeinspritzventil (14) elektromagnetisch betätigt werden kann.
  7. Kraftstoffsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin das Kraftstoffeinspritzventil (14) mit einer Durchflussverengung ausgestattet ist, die derart angeordnet ist, dass im Betrieb, während des Einspritzens von Kraftstoff, der Kraftstoffdruck an einem Auslass des Einspritzventils abfällt.
  8. Kraftstoffsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin die Kraftstoffpumpe (10) einen Kolben (28), der innerhalb der Bohrung (26) hin- und herbewegbar ist, um Kraftstoff an einen Auslass-Verbinder abzugeben, und ein erstes Steuerventil umfasst, das den Zeitpunkt der Beaufschlagung des Kraftstoffs mit Druck durch die Pumpe steuert, wobei das erste Steuerventil ein Ventilelement (36) aufweist, das innerhalb einer Bohrung verschieblich angeordnet ist, die sich parallel zur Bohrung (26) erstreckt, in der der Kolben (28) hin- und herbewegbar ist.
  9. Kraftstoffsystem nach Anspruch 8, worin die Bohrung, in der das Ventilelement (36) verschieblich angeordnet ist, sich koaxial zur Bohrung (26), in der der Kolben (28) hin- und herbewegt werden kann, erstreckt.
DE69923108T 1998-05-15 1999-05-05 Brennstoffsystem und Pumpe zur Anwendung in einem solchen System Expired - Lifetime DE69923108T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9810327 1998-05-15
GBGB9810327.8A GB9810327D0 (en) 1998-05-15 1998-05-15 Fuel system and pump suitable for use therein

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69923108D1 DE69923108D1 (de) 2005-02-17
DE69923108T2 true DE69923108T2 (de) 2005-11-17

Family

ID=10832022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69923108T Expired - Lifetime DE69923108T2 (de) 1998-05-15 1999-05-05 Brennstoffsystem und Pumpe zur Anwendung in einem solchen System

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6651625B1 (de)
EP (1) EP0957261B1 (de)
DE (1) DE69923108T2 (de)
GB (1) GB9810327D0 (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10002109A1 (de) 2000-01-19 2001-08-02 Bosch Gmbh Robert Einspritzsystem
DE10062966A1 (de) * 2000-12-16 2002-07-18 Bosch Gmbh Robert Einzelzylinder-Pumpmodul für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Verbrennungsmaschine
DE10109610A1 (de) * 2001-02-28 2002-09-05 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE10112432A1 (de) 2001-03-15 2002-09-19 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE10113654A1 (de) * 2001-03-21 2002-09-26 Bosch Gmbh Robert Kraftsotffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE10123995A1 (de) * 2001-05-17 2002-11-21 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10123993A1 (de) * 2001-05-17 2002-11-21 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10141679A1 (de) 2001-08-25 2003-03-06 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10141678A1 (de) 2001-08-25 2003-05-08 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10155412A1 (de) 2001-11-10 2003-05-22 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10155973A1 (de) * 2001-11-14 2003-05-22 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10158659A1 (de) 2001-11-30 2003-06-12 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10158660A1 (de) 2001-11-30 2003-06-12 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10162384A1 (de) 2001-12-19 2003-07-03 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10221384A1 (de) 2002-05-14 2003-11-27 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
AU2003292759A1 (en) * 2003-01-09 2004-08-10 Bosch Automotive Systems Corporation Fuel feed pump
US7048516B2 (en) * 2003-06-09 2006-05-23 Delphi Technologies, Inc. High pressure fuel pump with multiple radial plungers
EP1498600A1 (de) * 2003-07-18 2005-01-19 Delphi Technologies, Inc. Common-Rail-Einspritzsystem
FR3023326B1 (fr) * 2014-07-07 2016-07-01 Delphi Int Operations Luxembourg Sarl Injecteur de carburant

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4036192A (en) * 1974-02-08 1977-07-19 Diesel Kiki Co. Engine fuel injection system
DE2759187A1 (de) * 1977-12-31 1979-07-12 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzanlage mit mindestens einem kraftstoffeinspritzventil, insbesondere fuer grossmotoren
US4246876A (en) * 1979-01-19 1981-01-27 Stanadyne, Inc. Fuel injection system snubber valve assembly
US4385614A (en) * 1979-04-06 1983-05-31 Robert Bosch Gmbh Fuel injection pump for internal combustion engines
US4336781A (en) * 1980-04-28 1982-06-29 Stanadyne, Inc. Fuel injection pump snubber
JPS56159530A (en) * 1980-05-13 1981-12-08 Diesel Kiki Co Ltd Injection controller for fuel injection valve of internal- combustion engine
DE3105686A1 (de) * 1981-02-17 1982-09-02 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart "kraftstoffeinspritzduese"
DE3523536A1 (de) * 1984-09-14 1986-03-27 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Elektrisch gesteuerte kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen
ATE59434T1 (de) 1984-09-14 1991-01-15 Bosch Gmbh Robert Elektrisch gesteuerte kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen.
DE3505229A1 (de) * 1985-02-05 1986-08-07 Gebrüder Sulzer AG, Winterthur Vorrichtung zum einspritzen von in einer fluessigkeit aufgeschwemmten, feinteiligem, festem brennstoff in den brennraum einer hubkolbenbrennkraftmaschine
JP2861429B2 (ja) * 1991-02-27 1999-02-24 株式会社デンソー ディーゼル機関の蓄圧式燃料噴射装置
US5299919A (en) * 1991-11-01 1994-04-05 Paul Marius A Fuel injector system
DE4236882C1 (de) * 1992-10-31 1994-04-21 Daimler Benz Ag Kraftstoffeinspritzanlage mit einer Hochdruckpumpe und einer gemeinsamen Versorgungsleitung für alle Einspritzdüsen mit Magnetventilsteuerung
GB9302566D0 (en) * 1993-02-10 1993-03-24 Lucas Ind Plc Valve
GB2289313B (en) * 1994-05-13 1998-09-30 Caterpillar Inc Fluid injector system
US5732679A (en) * 1995-04-27 1998-03-31 Isuzu Motors Limited Accumulator-type fuel injection system
GB9520243D0 (en) * 1995-10-04 1995-12-06 Lucas Ind Plc Injector
JPH09209867A (ja) * 1996-02-07 1997-08-12 Mitsubishi Motors Corp 燃料噴射装置
GB9616521D0 (en) * 1996-08-06 1996-09-25 Lucas Ind Plc Injector
GB9625000D0 (en) * 1996-11-30 1997-01-15 Lucas Ind Plc Electromagnetic actuator
US6045120A (en) * 1998-01-13 2000-04-04 Cummins Engine Company, Inc. Flow balanced spill control valve
GB9820237D0 (en) * 1998-09-18 1998-11-11 Lucas Ind Plc Fuel injector

Also Published As

Publication number Publication date
GB9810327D0 (en) 1998-07-15
US6651625B1 (en) 2003-11-25
EP0957261A3 (de) 2000-11-22
EP0957261B1 (de) 2005-01-12
EP0957261A2 (de) 1999-11-17
DE69923108D1 (de) 2005-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69923108T2 (de) Brennstoffsystem und Pumpe zur Anwendung in einem solchen System
DE3786416T3 (de) Kraftstoffeinspritzsystem.
DE19581047B4 (de) Hydraulisch betätigte elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtung
DE19726604B4 (de) Hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung und Verfahren zur Brennstoffeinspritzung
DE69718275T2 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE2901329C2 (de)
DE4445586A1 (de) Verfahren zur Reduzierung des Kraftstoffdruckes in einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung
DE4118237A1 (de) Einspritzsystem fuer brennkraftmaschinen
DE4341546A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE69803384T2 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung für dieselmotoren
DE112006003076T5 (de) Brennstoffsystem mit mehreren Quellen für Einspritzung mit variablem Druck
DE4422552C1 (de) Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine
DE19630938C2 (de) Kraftstoffzuleitung mit einem Volumenstromregelventil und Volumenstromregelventil
DE10247436A1 (de) Dosierventil und Kraftstoffeinspritzpumpe
DE19545162B4 (de) Brennstoffeinspritzvorrichtung mit federvorgespanntem Steuerventil
DE19603435A1 (de) Von Einspritzratenform- bzw. -gestaltungssteuerung geöffnetes Rückschlagventil für eine Brennstoffeinspritzdüse
DE69921439T2 (de) Verfahren zur Steuerung
DE112009000689T5 (de) Nockenunterstütztes Common-Rail-Kraftstoffsystem und dasselbe verwendender Motor
DE602004011229T2 (de) Common-rail-kraftstoffpumpe
WO2000039450A1 (de) Kolbenpumpe zur kraftstoffhochdruckerzeugung
DE3382635T2 (de) Verfahren und geraet fuer die genaue steuerung der kraftstoffeinspritzung in einer brennkraftmaschine.
WO1988002068A1 (fr) Dispositif d'injection de carburant pour un moteur diesel
DE2913909C2 (de)
EP1155233A1 (de) Regelorgan zur steuerung einer druckverstärkung von kraftstoff für einen kraftstoffinjektor
EP1117921A1 (de) Common-rail-injektor

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DELPHI TECHNOLOGIES HOLDING S.A.R.L., BASCHARA, LU