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EP1125058B1 - Kraftstoffeinspritzsystem für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffeinspritzsystem für eine brennkraftmaschine Download PDF

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Publication number
EP1125058B1
EP1125058B1 EP00956111A EP00956111A EP1125058B1 EP 1125058 B1 EP1125058 B1 EP 1125058B1 EP 00956111 A EP00956111 A EP 00956111A EP 00956111 A EP00956111 A EP 00956111A EP 1125058 B1 EP1125058 B1 EP 1125058B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
fuel
valve
injector
injection system
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
EP00956111A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1125058A1 (de
Inventor
Bernd Mahr
Martin Kropp
Hans-Christoph Magel
Wolfgang Otterbach
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1125058A1 publication Critical patent/EP1125058A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1125058B1 publication Critical patent/EP1125058B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
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    • F02M41/16Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor characterised by the distributor being fed from a constant pressure source, e.g. accumulator or constant pressure positive displacement pumps
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    • F02M45/02Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
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    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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    • 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
    • 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
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D2041/3881Common rail control systems with multiple common rails, e.g. one rail per cylinder bank, or a high pressure rail and a low pressure rail
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
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    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/40Fuel-injection apparatus with fuel accumulators, e.g. a fuel injector having an integrated fuel accumulator

Definitions

  • the invention is based on a fuel injection system for an internal combustion engine according to the preamble of the claim 1.
  • Such an injection system is for example by the EP 0 711 914 A1 has become known.
  • a pressure-controlled fuel injection system is controlled by the pressure prevailing in the nozzle chamber of an injector fuel pressure valve body (eg a nozzle needle) against the action of a closing force and thus released the injection port for injection of the fuel.
  • the pressure with which fuel exits the nozzle chamber into the cylinder is referred to as injection pressure.
  • a stroke-controlled fuel injection system is understood to mean that the opening and closing of the injection opening of an injector take place by means of a displaceable valve member due to the hydraulic interaction of the fuel pressures in a nozzle space and in a control space.
  • an arrangement will be referred to as central if it is common to all cylinders, and local if provided for only a single cylinder.
  • JP 06 093936 A and EP 0 740 067 A are Fuel injection systems with a first accumulator for the higher fuel pressure and a second pressure accumulator fed from the first accumulator known.
  • the injection system according to the invention has to achieve an improved dosage of the deeper fuel pressure the characterizing features of claim 1 on. Inventive developments are in the dependent claims contain.
  • the lower fuel pressure is proposed not central, but for each injector respectively to control locally via a valve unit. by virtue of the short line between local valve unit and nozzle chamber Injector losses are kept to a minimum reduced.
  • the pre and post injection with the lower fuel pressure and in a reduced influence of component tolerances on the pre and post injection.
  • a pressure-controlled fuel injection system 1 promotes a volume-controlled fuel pump 2 fuel 3 with a pressure of about 300 to 1800 bar from a storage tank 4 via a feed line 5 in a first central pressure accumulator 6 (common rail) and into a second central pressure accumulator 7 (common rail), of which in each case several, the number of individual cylinders corresponding pressure lines 8 and 9 to the individual, projecting into the combustion chamber of the engine to be supplied pressure-controlled injectors 10 (injector) dissipate.
  • injector injector
  • a first higher fuel pressure of up to 1800 bar is generated, which is stored in the first pressure accumulator 6.
  • the fuel under this pressure is also conveyed into the second pressure accumulator 7, in which by regulating its fuel supply by means of a 2/2-way valve 11, a second lower fuel pressure of about 300 bar is maintained.
  • a control loop with a pressure sensor is provided in each case.
  • the lower pressure level can be used for a pilot injection and, if required, also for a post-injection (HC enrichment for exhaust gas aftertreatment), while a main injection with the higher fuel takes place from the high-pressure accumulator 6.
  • the switching between either the lower or the higher fuel pressure takes place separately for each cylinder or injector 10, in each case via a local valve arrangement 12 , which has a 2/2-way valve 13 as the switching element for the higher fuel pressure in the pressure line 8. Its output is decoupled from the pressure line 9 through a check valve 14 . Via a 3/2-way valve 15 , the respective present pressure is then passed via a pressure line 16 into a nozzle chamber 17 of the injector 10.
  • the injection is pressure-controlled by means of an axially displaceable in a guide bore piston-shaped valve member 18 (nozzle needle), the conical valve sealing surface 19 cooperates with a valve seat on the injector and thus closes the injection openings 20 provided there.
  • a pressure surface of the valve member 18 facing in the opening direction of the valve member 18 is exposed to the pressure prevailing there, wherein the nozzle chamber 17 continues through an annular gap between the valve member 18 and the guide bore to the valve sealing surface 19 of the injector 10.
  • the injection openings 20 sealing valve member 18 is controlled against the action of a closing force (closing spring 21 ), wherein the spring chamber 22 by means of a leakage line 23 is depressurized.
  • the injection with the lower fuel pressure takes place at no-current 2/2-way valve 13 by energizing the 3/2-way valve 15.
  • the injection with the higher Fuel pressure is at energized 3/2-way valve 15th by energizing the 2/2-way valve 13, wherein the check valve 14 an unwanted return to the pressure line 9 prevented.
  • the 3/2-way valve 15 on Leakage 23 switched back. This will cause the pressure line 16 and the nozzle chamber 17 depressurized, so that the spring-loaded valve member 18, the injection openings 20th closes again.
  • the generally designated in Fig. 1 by 24 array of local valve assembly 12 and 3/2-way valve 15 may be inside the injector (Fig. 1a) or outside the injector (Fig. 1b), for example in the region of the pressure accumulator 6, 11 be arranged.
  • a smaller size of the injector and by utilizing wave reflections in the now longer pressure line 16 can achieve an increased injection pressure.
  • the higher fuel pressure of the first pressure accumulator 6 is distributed centrally to the individual injectors 10 via a distributor device 31 .
  • the metering of the fuel stored in the first pressure accumulator 6 is centrally controlled by a 3/2-way valve 32 in front of the distributor device 31.
  • the switching between the two pressure lines 8, 9 takes place for each injector 10 in each case locally via the generally designated 33 valve arrangement, in which a 3/2-way valve 34 is provided as a switching element.
  • the injection with the lower fuel pressure takes place with energized 3/2-way valve 32 by energizing the 3/2-way valve 34, while the injection with the higher fuel pressure at energized 3/2-way valve 32 and 3 / unpowered 2-way valve 34 takes place.
  • the 3/2-way valve 32 is switched back to leakage 35 in de-energized 3/2-way valve 34, whereby the manifold 31 and the injector 10 are depressurized.
  • the local valve unit 33 can be arranged either inside the injector housing ( FIG. 2a ) or outside it ( FIG. 2b ).
  • the injection system 40 differs by the use of the local valve assembly 33 and the use of stroke-controlled injectors 41 , of which only one is shown in more detail.
  • a stroke-controlled injector 41 on the valve member 18 coaxial with the valve spring 21 to a pressure piece 42 , which limits the valve sealing surface 19 end face 43 a control chamber 44 .
  • the control chamber 44 has from the pressure line 16 ago a fuel inlet with a first throttle 45 and a fuel outlet to a pressure relief line 46 with a second throttle 47 which is controllable by a 2/2-way valve 48 to 49 leakage.
  • the pressure member 42 is pressurized in the closing direction.
  • valve assembly 33 may be located either within the injector housing ( FIG. 3a ) or outboard ( FIG. 3b ).
  • Piezo plates enable faster valve switching times and a better dosing option.
  • a piezo plate can also be on one or both Chokes in the stroke-controlled injector are dispensed with.
  • the injection system 50 ( FIG. 4 ), which otherwise corresponds to FIG. 3b, has modified stroke-controlled injectors 51 , each with a piezo-controlled 3/2-way valve 52 .
  • the control chamber 53 of each injector 51 is filled as a volume, which is connected via the 3/2-way valve 52, with only one supply line from the pressure line 16 forth or relieved via the leakage 54 .
  • For an injection with the respective in the pressure line 16 pending fuel pressure of the also under this pressure control chamber 53 is relieved by energizing the 3/2-way valve 52, and the injection is stroke-controlled.
  • a fuel injection system 1 for an internal combustion engine different with the fuel with at least two high fuel pressures via injectors 10 in the combustion chamber of the internal combustion engine to be injected can, with a central first accumulator 6 for the higher fuel pressure and one from the first accumulator 6 fed central second pressure accumulator 7, in the by regulating its fuel supply the lower fuel pressure is maintained, and with a valve unit to switch between the higher and the lower Fuel is the valve unit 12 for switching between the higher and the lower fuel locally for each injector 10 is provided.
  • this injection system is an improved dosage of the lower fuel pressure possible.

Landscapes

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Einpritzsystem ist beispielsweise durch die EP 0 711 914 A1 bekanntgeworden.
Zum besseren Verständnis der nachfolgenden Beschreibung werden zunächst einige Begriffe näher erläutert: Bei einem druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzsystem wird durch den im Düsenraum eines Injektors herrschenden Kraftstoffdruck ein Ventilkörper (z.B. eine Düsennadel) gegen die Wirkung einer Schließkraft aufgesteuert und so die Einspritzöffnung für eine Einspritzung des Kraftstoffes freigegeben. Der Druck, mit dem Kraftstoff aus dem Düsenraum in den Zylinder austritt, wird als Einspritzdruck bezeichnet. Unter einem hubgesteuerten Kraftstoffeinspritzsystem wird im Rahmen der Erfindung verstanden, daß das Öffnen und Schließen der Einspritzöffnung eines Injektors mit Hilfe eines verschieblichen Ventilglieds aufgrund des hydraulischen Zusammenwirkens der Kraftstoffdrücke in einem Düsenraum und in einem Steuerraum erfolgen. Weiterhin ist im folgenden eine Anordnung als zentral bezeichnet, wenn sie gemeinsam für alle Zylinder vorgesehen ist, und als lokal, wenn sie für nur einen einzelnen Zylinder vorgesehen ist.
Bei dem aus der EP 0 711 914 A1 bekannten druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzsystem wird mit Hilfe einer Hochdruckpumpe Kraftstoff auf einen ersten hohen Kraftstoffdruck von etwa 1200 bar komprimiert und in einem ersten Druckspeicher gespeichert. Weiterhin wird der unter Hochdruck stehende Kraftstoff auch in einen zweiten Druckspeicher gefördert, in welchem durch Regelung seiner Kraftstoffzufuhr mittels eines 2/2-Wegventils ein zweiter hoher Kraftstoffdruck von ca. 400 bar aufrechterhalten wird. Über eine zentrale Ventilsteuereinheit und eine zentrale Verteilereinrichtung wird entweder der tiefere oder höhere Kraftstoffdruck in den Düsenraum eines Injektors geleitet. Dort wird durch den Druck ein federbelasteter Ventilkörper von seinem Ventilsitz abgehoben, so daß Kraftstoff aus dem Düsenraum austreten kann.
Bei diesem bekannten Kraftstoffeinspritzsystem wird der Kraftstoff für eine Einspritzung aus dem jeweiligen zentralen Druckspeicher über die zentrale Ventileinheit und die zentrale Verteilereinrichtung auf die einzelnen Injektoren aufgeteilt. Das jeweils maximal mögliche Einspritzfenster ist damit durch die Ventileinheit und die Verteilereinrichtung gemeinsam bestimmt.
Aus der WO 98/09068 ist weiterhin ein hubgesteuertes Einspritzsystem bekannt, bei dem ebenfalls zwei Druckspeicher zur Lagerung der beiden Kraftstoffdrücke vorgesehen sind. Auch hier erfolgt die Zumessung des jeweiligen Kraftstoffdruckes über zentrale Ventileinheiten.
Aus den Druckschriften JP 06 093936 A und EP 0 740 067 A sind Kraftstoffeinspritzsysteme mit einem ersten Druckspeicher für den höheren Kraftstoffdruck und einem vom ersten Druckspeicher gespeisten zweiten Druckspeicher bekannt.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Einspritzsystem weist zum Erreichen einer verbesserten Dosierung des tieferen Kraftstoffdrukkes die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 auf. Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den tieferen Kraftstoffdruck nicht zentral, sondern für jeden Injektor jeweils lokal über eine Ventileinheit zu steuern. Aufgrund der kurzen Leitung zwischen lokaler Ventileinheit und Düsenraum des Injektors sind Leitungsverluste auf ein Minimum reduziert. Zusätzlich zur besseren Dosiermöglichkeit bestehen weitere Vorteile in der guten Reproduzierbarkeit der Vor- und Nacheinspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck sowie in einem verringerten Einfluß von Bauteiltoleranzen auf die Vor- und Nacheinspritzung.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Verschiedene Beispiele Kraftstoffeinspritzsystemen, bei denen Kraftstoff mit zwei unterschiedlich hohen Kraftstoffdrücken in zwei Druckspeichern gelagert und eingespritzt wird, sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
ein erstes erfindungsgemäßes Einspritzsystem mit druckgesteuerten Injektoren und einer lokalen Ventileinheit zum Umschalten zwischen dem höheren und dem tieferen Kraftstoffdruck;
Fig. 2
ein zweites erfindungsgemäßes Einspritzsystem mit druckgesteuerten Injektoren und einer modifizierten lokalen Ventileinheit;
Fig. 3
ein drittes nicht erfindungsgemäßes Einspritzsystem mit hubgesteuerten Injektoren und der in Fig. 2 gezeigten lokalen Ventileinheit; und
Fig. 4
ein viertes nicht erfindungsgemäßes Einspritzsystem mit modifizierten hubgesteuerten Injektoren und der in Fig. 2 gezeigten lokalen Ventileinheit.
Beschreibung der Beispiele
Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel eines druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzsystems 1 fördert eine mengengeregelte Kraftstoffpumpe 2 Kraftstoff 3 mit einem Druck von ca. 300 bis 1800 bar aus einem Vorratstank 4 über eine Förderleitung 5 in einen ersten zentralen Druckspeicher 6 (Common-Rail) und in einen zweiten zentralen Druckspeicher 7 (Common-Rail), von denen jeweils mehrere, der Anzahl einzelner Zylinder entsprechende Druckleitungen 8 bzw. 9 zu den einzelnen, in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden druckgesteuerten Injektoren 10 (Einspritzeinrichtung) abführen. In Fig. 1 ist lediglich einer der Injektoren 10 näher dargestellt.
Mit Hilfe der Kraftstoffpumpe 2 wird so ein erster höherer Kraftstoffdruck von bis zu 1800 bar erzeugt, der im ersten Druckspeicher 6 gelagert wird. Der unter diesem Druck stehende Kraftstoff wird auch in den zweiten Druckspeicher 7 gefördert, in welchem durch Regelung seiner Kraftstoffzufuhr mittels eines 2/2-Wegventils 11 ein zweiter tieferer Kraftstoffdruck von ca. 300 bar aufrechterhalten wird. Für beide Druckspeicher 6, 7 ist jeweils ein Regelkreis mit einem Drucksensor vorgesehen. Das tiefere Druckniveau kann für eine Voreinspritzung und je nach Bedarf auch für eine Nacheinspritzung (HC-Anreicherung zur Abgasnachbehandlung) verwendet werden, während eine Haupteinspritzung mit dem höheren Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 6 erfolgt.
Die Umschaltung zwischen entweder dem tieferen oder dem höheren Kraftstoffdruck erfolgt für jeden Zylinder bzw. Injektor 10 getrennt und zwar jeweils über eine lokale Ventilanordnung 12, die als Schaltelement für den höheren Kraftstoffdruck in der Druckleitung 8 ein 2/2-Wege-Ventil 13 aufweist. Dessen Ausgang ist von der Druckleitung 9 durch ein Rückschlagventil 14 abgekoppelt. Über ein 3/2-Wege-Ventil 15 wird dann der jeweils anstehende Druck über eine Druckleitung 16 in einen Düsenraum 17 des Injektors 10 geleitet. Die Einspritzung erfolgt druckgesteuert mit Hilfe eines in einer Führungsbohrung axial verschiebbaren kolbenförmigen Ventilglieds 18 (Düsennadel), dessen konische Ventildichtfläche 19 mit einer Ventilsitzfläche am Injektorgehäuse zusammenwirkt und so die dort vorgesehenen Einspritzöffnungen 20 verschließt. Innerhalb des Düsenraums 17 ist eine in Öffnungsrichtung des Ventilglieds 18 weisende Druckfläche des Ventilgliedes 18 dem dort herrschenden Druck ausgesetzt, wobei sich der Düsenraum 17 über einen Ringspalt zwischen dem Ventilglied 18 und der Führungsbohrung bis an die Ventildichtfläche 19 des Injektors 10 fortsetzt. Durch den im Düsenraum 17 herrschenden Druck wird das die Einspritzöffnungen 20 abdichtende Ventilglied 18 gegen die Wirkung einer Schließkraft (Schließfeder 21) aufgesteuert, wobei der Federraum 22 mittels einer Leckageleitung 23 druckentlastet ist.
Die Einspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck erfolgt bei unbestromtem 2/2-Wege-Ventil 13 durch Bestromen des 3/2-Wege-Ventils 15. Die Einspritzung mit dem höheren Kraftstoffdruck erfolgt bei bestromtem 3/2-Wege-Ventil 15 durch Bestromen des 2/2-Wege-Ventils 13, wobei das Rückschlagventil 14 einen ungewollten Rücklauf in die Druckleitung 9 verhindert. Am Ende der Einspritzung wird bei unbestromtem 2/2-Wege-Ventil 13 das 3/2-Wege-Ventil 15 auf Leckage 23 zurückgeschaltet. Dadurch werden die Druckleitung 16 und der Düsenraum 17 druckentlastet, so daß das federbelastete Ventilglied 18 die Einspritzöffnungen 20 wieder verschließt.
Die in Fig. 1 insgesamt mit 24 bezeichnete Anordnung aus lokaler Ventilanordnung 12 und 3/2-Wege-Ventil 15 kann innerhalb des Injektorgehäuses (Fig. 1a) oder außerhalb des Injektorgehäuses (Fig. 1b), z.B. im Bereich der Druckspeicher 6, 11, angeordnet sein. So läßt sich eine kleinere Baugröße des Injektorgehäuses und durch Ausnutzung von Wellenreflexionen in der nun längeren Druckleitung 16 ein erhöhter Einspritzdruck erreichen.
Nachfolgend werden in der Beschreibung zu den weiteren Figuren lediglich die Unterschiede zum Kraftstoffeinspritzsystem nach Fig. 1 behandelt. Identische bzw. funktionsgleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet und werden nicht näher erläutert.
Anders als beim Einspritzsystem 1 wird bei dem in Fig. 2 gezeigten Einspritzsystem 30 der höhere Kraftstoffdruck des ersten Druckspeichers 6 über eine Verteilereinrichtung 31 zentral auf die einzelnen Injektoren 10 aufgeteilt. Die Zumessung des im ersten Druckspeicher 6 gelagerten Kraftstoffs wird mit einem 3/2-Wege-Ventil 32 vor der Verteilereinrichtung 31 zentral gesteuert. Die Umschaltung zwischen den beiden Druckleitungen 8, 9 erfolgt für jeden Injektor 10 jeweils lokal über die insgesamt mit 33 bezeichnete Ventilanordnung, in der als Schaltelement ein 3/2-Wege-Ventil 34 vorgesehen ist. Die Einspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck erfolgt bei stromlosem 3/2-Wege-Ventil 32 durch Bestromen des 3/2-Wege-Ventils 34, während die Einspritzung mit dem höheren Kraftstoffdruck bei bestromtem 3/2-Wege-Ventil 32 und unbestromtem 3/2-Wege-Ventil 34 erfolgt. Am Ende dieser Einspritzung wird bei stromlosem 3/2-Wege-Ventil 34 das 3/2-Wege-Ventil 32 auf Leckage 35 zurückgeschaltet, wodurch die Verteilereinrichtung 31 und der Injektor 10 druckentlastet werden. Die lokale Ventileinheit 33 kann entweder innerhalb des Injektorgehäuses (Fig. 2a) oder außerhalb (Fig. 2b) angeordnet sein.
Vom dem Einspritzsystem 1 unterscheidet sich das Einspritzsystem 40 durch die Verwendung der lokalen Ventilanordnung 33 und die Verwendung hubgesteuerter Injektoren 41, von denen lediglich einer näher dargestellt ist. Ausgehend von dem druckgesteuerten Injektor 10 der Fig. 1 greift bei einem hubgesteuerten Injektor 41 an dem Ventilglied 18 koaxial zu der Ventilfeder 21 ein Druckstück 42 an, das mit seiner der Ventildichtfläche 19 abgewandten Stirnseite 43 einen Steuerraum 44 begrenzt. Der Steuerraum 44 hat von der Druckleitung 16 her einen Kraftstoffzulauf mit einer ersten Drossel 45 und einen Kraftstoffablauf zu einer Druckentlastungsleitung 46 mit einer zweiten Drossel 47, die durch ein 2/2-Wege-Ventil 48 auf Leckage 49 steuerbar ist. Über den Druck im Steuerraum 44 wird das Druckstück 42 in Schließrichtung druckbeaufschlagt. Unter dem ersten oder zweiten Kraftstoffdruck stehender Kraftstoff füllt ständig den Düsenraum 17 und den Steuerraum 44. Bei Betätigung (Öffnen) des 2/2-Wege-Ventils 48 kann der Druck im Steuerraum 44 abgebaut werden, so daß in der Folge die in Öffnungsrichtung auf das Ventilglied 18 wirkende Druckkraft im Düsenraum 17 die in Schließrichtung auf das Ventilglied 18 wirkende Druckkraft übersteigt. Die Ventildichtfläche 19 hebt von der Ventilsitzfläche ab, und Kraftstoff wird eingespritzt. Dabei lassen sich der Druckentlastungsvorgang des Steuerraums 44 und somit die Hubsteuerung des Ventilglieds 18 über die Dimensionierung der beiden Drosseln 45 und 47 beeinflussen. Das Ende der Einspritzung wird durch erneutes Betätigen (Schließen) des 2/2-Wege-Ventils 48 eingeleitet, das den Steuerraum 44 wieder von der Leckageleitung 49 abkoppelt, so daß sich im Steuerraum 44 erneut ein Druck aufbaut, der das Druckstück 42 in Schließrichtung bewegen kann. Die Umschaltung auf hohes Druckniveau wird für jeden Injektor durch Bestromen der Ventilanordnung 33 realisiert. Nach Beendigung der Einspritzung kann sich der komprimierte Kraftstoff im Injektor über die Ventileinheit 33 in das Niederdruckrail entspannen, so daß die Ventileinheit 11 bei geeigneter Auslegung entfallen kann. Die Ventilanordnung 33 kann entweder innerhalb des Injektorgehäuses (Fig. 3a) oder außerhalb (Fig. 3b) angeordnet sein.
In den 3/2-Wege-Ventilen können Magnetaktoren oder auch Piezosteller mit entsprechendem Temperaturausgleich und der notwendigen Kraft- oder Wegübersetzung verwendet werden. Piezosteller ermöglichen schnellere Ventilschaltzeiten und eine bessere Dosiermöglichkeit. Durch Verwendung eines Piezostellers kann außerdem auf eine bzw. auf beide Drosseln im hubgesteuerten Injektor verzichtet werden.
Das ansonsten dem in Fig. 3b entsprechende Einspritzsystem 50 (Fig. 4) weist modifizierte hubgesteuerte Injektoren 51 mit jeweils piezogesteuertem 3/2-Wege-Ventil 52 auf. Der Steuerraum 53 jedes Injektors 51 wird als ein Volumen, das über das 3/2-Wege-Ventil 52 geschaltet wird, mit nur einer Zuleitung von der Druckleitung 16 her befüllt bzw. über die Leckage 54 entlastet. Für eine Einspritzung mit dem in der Druckleitung 16 jeweils anstehenden Kraftstoffdruck wird der ebenfalls unter diesem Druck stehende Steuerraum 53 durch Bestromen des 3/2-Wege-Ventils 52 entlastet, und die Einspritzung erfolgt hubgesteuert.
Bei einem Kraftstoffeinspritzsystem 1 für eine Brennkraftmaschine, bei dem Kraftstoff mit mindestens zwei unterschiedlich hohen Kraftstoffdrücken über Injektoren 10 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann, mit einem zentralen ersten Druckspeicher 6 für den höheren Kraftstoffdruck und einem vom ersten Druckspeicher 6 gespeisten zentralen zweiten Druckspeicher 7, in dem durch Regelung seiner Kraftstoffzufuhr der tiefere Kraftstoffdruck aufrechterhalten wird, und mit einer Ventileinheit zum Umschalten zwischen dem höheren und dem tieferen Kraftstoff ist die Ventileinheit 12 zum Umschalten zwischen dem höheren und dem tieferen Kraftstoff lokal für jeden Injektor 10 vorgesehen. Mit diesem Einspritzsystem ist eine verbesserte Dosierung des tieferen Kraftstoffdruckes möglich.

Claims (3)

  1. Kraftstoffeinspritzsystem (1; 30) für eine Brennkraftmaschine, bei dem Kraftstoff mit mindestens zwei unterschiedlich hohen Kraftstoffdrücken über Injektoren (10) in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann,
    mit einem zentralen ersten Druckspeicher (6) für den höheren Kraftstoffdruck und einem vom ersten Druckspeicher (6) gespeisten zentralen zweiten Druckspeicher (7), in dem durch Regelung seiner Kraftstoffzufuhr der tiefere Kraftstoffdruck aufrechterhalten wird, und mit einer Ventileinheit zum Umschalten zwischen dem höheren und dem tieferen Kraftstoff,
    wobei durch den im Düsenraum (17) des Injektors (12 herrschenden Kraftstoffdruck dessen Ventilkörper (18) gegen die Wirkung einer Schließfeder aufgesteuerbar ist und so die Einspritzöffnung (20) des Injektors (10) für eine Einspritzung des Kraftstoffs freigegeben wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (12; 33) zum Umschalten zwischen dem höheren und dem tieferen Kraftstoff lokal für jeden Injektor (10; 41; 51) vorgesehen ist.
  2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lokale Ventileinheit (12) als Schaltelement für den höheren Kraftstoffdruck ein 2/2-Wege-Ventil (13) aufweist.
  3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lokale Ventileinheit (33) als Schaltelement zwischen dem höheren und tieferen Kraftstoffdruck ein 3/2-Wege-Ventil (34) aufweist.
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