DE10101107A1

DE10101107A1 - Fuel injection system

Info

Publication number: DE10101107A1
Application number: DE2001101107
Authority: DE
Inventors: Bernd Mahr; Martin Kropp; Hans-Christoph Magel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2002-07-25
Also published as: WO2002055872A1

Abstract

The invention relates to a pressure controlled fuel injection system (1) comprising a fuel injector (4) per cylinder, a fuel pump (2) for conveying fuel to a fuel injector (4) and a measuring valve (3) for controlling the fuel injector (4). A common fuel pump (2) is joined directly to the fuel injector (4) via a measuring valve (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a fuel injection device according to the preamble of claim 1.

Zum besseren Verständnis der Beschreibung und der Patentansprüche werden nachfolgend einige Begriffe erläutert: Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der Erfindung ist druckgesteuert ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung wird unter einer druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzeinrichtung verstanden, dass durch den im Düsenraum eines Injektors herrschenden Kraftstoffdruck ein Ventilglied gegen die Wirkung einer Schließkraft (Feder) bewegt wird, so dass die Einspritzöffnung für eine Einspritzung des Kraftstoffs aus dem Düsenraum in den Zylinder freigegeben wird. Der Druck, mit dem Kraftstoff aus dem Düsenraum in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine austritt, wird als Einspritzdruck bezeichnet, während unter einem Systemdruck der Druck verstanden wird, unter dem Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Verfügung steht bzw. bevorratet ist. Kraftstoffzumessung bedeutet, eine definierte Kraftstoffmenge zur Einspritzung bereitzustellen. Unter Leckage ist eine Menge an Kraftstoff zu verstehen, die beim Betrieb der Kraftstoffeinspritzeinrichtung entsteht (z. B. eine Führungsleckage), nicht zur Einspritzung verwendet und zum Kraftstofftank zurückgefördert wird. Das Druckniveau dieser Leckage kann einen Standdruck aufweisen, wobei der Kraftstoff anschließend auf das Druckniveau des Kraftstofftanks entspannt wird.For a better understanding of the description and claims Some terms are explained below: The fuel injection device according to the Invention is pressure-controlled. Within the scope of the invention, a pressure-controlled fuel injection device understood that by the im Nozzle chamber of an injector prevailing fuel pressure against a valve member Effect of a closing force (spring) is moved, so that the injection opening for an injection of fuel from the nozzle chamber into the cylinder is released becomes. The pressure with which fuel from the nozzle chamber into a cylinder Internal combustion engine exits is referred to as injection pressure while under a system pressure is understood to mean the pressure under which the fuel within the Fuel injection device is available or is stocked. Fuel metering means a defined amount of fuel for injection provide. Leakage is an amount of fuel that is used for Operation of the fuel injection device occurs (e.g. a lead leak), is not used for injection and is returned to the fuel tank. The Pressure level of this leakage can have a static pressure, the Fuel is then expanded to the pressure level of the fuel tank.

Bei Common Rail Systemen kann der Einspritzdruck an Last und Drehzahl angepaßt werden. Zur Geräuschminderung wird hier oft eine Voreinspritzung durchgeführt. Zur Reduzierung von Emissionen ist eine druckgesteuerte Einspritzung bekanntermaßen günstig. With common rail systems, the injection pressure can be adapted to the load and speed become. A pre-injection is often carried out here to reduce noise. A pressure-controlled injection is used to reduce emissions known to be cheap.

Advantages of the invention

Zur Kostenersparnis bei der Fertigung einer druckgesteuerten Kraftstoffeinrichtung insbesondere für kleine Motoren wird eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung benötigt keinen gemeinsamen Druckspeicherraum und auch keine Druckregelung. Kraftstoffpumpe, vorzugsweise eine Nockenpumpe, und Steuerventile können zu einer vormontierten und geprüften Einheit zusammengefasst werden. Hierdurch lassen sich die Kosten der Kraftstoffeinspritzeinrichtung weiter reduzieren. Zumeßventile können mit Magnetaktoren oder Piezostellern angesteuert werden. Vorzugsweise werden druckausgeglichene Ventile mit Piezoaktoren eingesetzt. Eine optionale Servoansteuerung der Ventile ist von Vorteil. Als Düse kann eine einfache Düse, ein Zwei-Feder-Düsenhalter oder eine Rate-shaping-Nozzle verwendet werden. Ebenso kann auch eine Vario- bzw. eine Vario-Register-Düse verwendet werden. Dies führt zu einer verbesserten Anpassung des Einspritzverlaufs an die Erfordernisse des Motors.To save costs when manufacturing a pressure-controlled fuel system in particular for small engines, a fuel injection device is used Claim 1 proposed. The invention Fuel injection device does not require a common pressure storage space and also no pressure control. Fuel pump, preferably a cam pump, and control valves can become a pre-assembled and tested unit be summarized. This allows the cost of Reduce fuel injector further. Metering valves can with Magnetic actuators or piezo actuators can be controlled. Preferably be pressure-balanced valves with piezo actuators are used. An optional Servo control of the valves is an advantage. A simple nozzle can be used as the nozzle, a two-spring nozzle holder or a rate-shaping nozzle can be used. A vario or a vario register nozzle can also be used. This leads to an improved adaptation of the injection process to the Engine requirements.

drawing

Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:Two embodiments of the fuel injection device according to the invention are shown in the schematic drawing and are shown in the following Description explained. Show it:

Fig. 1 eine druckgesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtung; Fig. 1 is a pressure-controlled fuel injection device;

Fig. 2 eine zweite druckgesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Fig. 2 shows a second pressure-controlled fuel injection device.

Description of the embodiments

Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einer druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 erfolgt die Hochdruckerzeugung über eine Nockenpumpe 2, deren Förderhub mit dem Einspritzfenster des Motors synchronisiert ist. Der verdichtete Kraftstoff wird dann durch Ventile 3 den Einspritzdüsen 4 zugemessen. In der Fig. 1 ist lediglich eine Einspritzdüse 4 und ein Ventil 3 gezeigt. Jeder Einspritzdüse 4 pro Zylinder ist ein Zumeßventil zugeordnet. Eine Hochdruckleitung 5 verbindet das 3/2-Wege-Ventil 3 und die Einspritzdüse 4. Die Einspritzung erfolgt druckgesteuert ähnlich wie bei Verteilereinspritzsystemen. Dabei öffnet eine Düsennadel 6 bei einem bestimmten im Düsenraum 7 herrschenden Druck gegen die Federkraft einer Feder 8. Der Federraum 9 der Einspritzdüse 4 ist mit der Leckageleitung 10 verbunden. Die Zumessung wird mit Hilfe des 3/2-Wege-Ventils 3 durchgeführt. Bei unbestromtem Ventil 3 ist der Düsenraum 7 der Einspritzdüse 4 mit einer Leckageleitung 11 und bei bestromtem Ventil 3 mit der Nockenpumpe 2 verbunden. Die Ventile 3 können in die Nockenpumpe 2 integriert sein. Mit Beginn des Nockenhubs fördert die Nockenpumpe 2 Kraftstoff und baut Druck auf. Der Kraftstoff wird jedoch erst durch das Öffnen des Ventils 3 an die Einspritzdüse 4 weitergeleitet und eingespritzt. Die Einspritzung wird elektronisch über die Ventile 3 gesteuert. Eine Entlastung der Druckleitung 5 kann über die Leckageleitung 11 erfolgen. Um eine Beschädigung bei geschlossenem Ventil 3 zu vermeiden, ist ein Überduckventil 12 vorgesehen. Ein Spritzversteller, wie er in Verteilereinspritzsystemen eingesetzt wird, ist vorteilhaft, um die Synchronisation von Nockenhub und Einspritzdauer zu erleichtern. Durch einen zeitlichen Versatz von Förderbeginn des Pumpenhubs und Einspritzbeginn kann der Druck zu Beginn der Einspritzung beeinflußt werden. Evtl. ist dazu ein kleinerer Ausgleichsraum zwischen Pumpe und Ventilen vorzusehen. Damit kann ein variabler Einspritzdruck im Kennfeld erreicht werden. Nockenpumpe 2, Überdruckventil 12 und Zumeßventil 3 sind als vormontierte Einheit 13 zu verstehen. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 besteht aus den Einheiten 13 und 4. Die Aufteilung in Module kann bei anderen Ausführungsformen anders realisiert sein.In the example shown in Fig. 1 first embodiment of a pressure-controlled fuel injection device 1, the generation of high pressure takes place via a cam pump 2, the delivery stroke is synchronized with the injection window of the motor. The compressed fuel is then metered into the injection nozzles 4 through valves 3 . In Fig. 1, only an injection nozzle 4 and a valve 3 is shown. Each injection nozzle 4 per cylinder is assigned a metering valve. A high-pressure line 5 connects the 3/2-way valve 3 and the injection nozzle 4 . The injection is pressure-controlled, similar to that of distributor injection systems. A nozzle needle 6 opens at a certain pressure prevailing in the nozzle chamber 7 against the spring force of a spring 8 . The spring chamber 9 of the injection nozzle 4 is connected to the leakage line 10 . The metering is carried out using the 3/2-way valve 3 . When the valve 3 is not energized, the nozzle chamber 7 of the injection nozzle 4 is connected to a leakage line 11 and when the valve 3 is energized, to the cam pump 2 . The valves 3 can be integrated in the cam pump 2 . At the beginning of the cam lift, the cam pump 2 delivers fuel and builds up pressure. However, the fuel is only passed on to the injection nozzle 4 and injected by opening the valve 3 . The injection is controlled electronically via the valves 3 . The pressure line 5 can be relieved via the leakage line 11 . In order to avoid damage when the valve 3 is closed, an overpressure valve 12 is provided. A spray adjuster, such as is used in distributor injection systems, is advantageous in order to facilitate the synchronization of cam stroke and injection duration. The pressure at the beginning of the injection can be influenced by a time offset between the start of delivery of the pump stroke and the start of injection. Possibly. a smaller compensation space must be provided between the pump and valves. A variable injection pressure can thus be achieved in the map. Cam pump 2 , pressure relief valve 12 and metering valve 3 are to be understood as a preassembled unit 13 . The fuel injection device 1 consists of the units 13 and 4 . The division into modules can be implemented differently in other embodiments.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 14, bei der die Zumessung mit einem 2/2-Ventil 15 gesteuert wird. Die notwendige Entlastung der Hochdruckleitung 5 und der Einspritzdüse 4 nach der Einspritzung erfolgt über Absteuerdrosseln 16. Diese können abweichend von der Fig. 2 unterschiedlich an der Einspritzdüse oder am Zumeßventil 15 angebracht werden. FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a fuel injection device 14 , in which the metering is controlled with a 2/2 valve 15 . The necessary relief of the high-pressure line 5 and the injection nozzle 4 after the injection takes place via control throttles 16 . Deviating from FIG. 2, these can be attached differently to the injection nozzle or to the metering valve 15 .

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Kraftstoffeinspritzeinrichtung
Fuel injection system

22

Nockenpumpe
cam pump

33

3/2-Wege-Ventil
3/2-way valve

44

Einspritzdüse
injection

55

Hochdruckleitung
High-pressure line

66

Düsennadel
nozzle needle

77

Düsenraum
nozzle chamber

88th

Feder
feather

99

Federraum
spring chamber

1010

Leckageleitung
leakage line

1111

Leckageleitung
leakage line

1212

Überdruckventil
Pressure relief valve

1313

Einheit
unit

1414

Kraftstoffeinspritzeinrichtung
Fuel injection system

1515

2/2-Wege-Ventil
2/2 way valve

1616

Drossel
throttle

Claims

1. Pressure-controlled fuel injection device, each with an injection nozzle ( 4 ) per cylinder, with a fuel pump ( 2 ) for delivering fuel to the injection nozzle ( 4 ) and each with a metering valve ( 3 ) for controlling an injection nozzle ( 4 ), characterized in that a common Fuel pump ( 2 ) is connected directly to the injection nozzle ( 4 ) via a metering valve ( 3 ).

2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the metering valve ( 3 ) is a 2/2-way valve.

3. Fuel injection device according to claim 1 or 2, characterized in that the metering valve ( 3 ) with the fuel pump ( 2 ) is combined to form a preassembled unit ( 13 ).

4. Fuel injection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fuel pump ( 2 ) is formed by a cam pump.