DE102008015611A1

DE102008015611A1 - Common-Rail-System

Info

Publication number: DE102008015611A1
Application number: DE102008015611A
Authority: DE
Inventors: Nicolaus Böckhoff; Axel Hanenkamp
Original assignee: MAN Diesel SE
Current assignee: Everllence SE
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-29
Also published as: FI20095247A7; JP2009236113A; KR101385249B1; JP4965595B2; CN101545434A; KR20090102630A; FI20095247A0; CN101545434B; FI20095247L

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Common-Rail-System einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dual-Fuel-Motors zur Zuführung eines flüssigen Kraftstoffs in Zylindern der Dual-Fuel-Motors zum Zünden eines in den Zylindern vorliegenden Gas-Luft-Gemischs, mit einem Niederdruckbereich, mit einer mindestens eine Hochdruckpumpe umfassenden Pumpeinrichtung, um den flüssigen Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich zu fördern, wobei im Hochdruckbereich zwischen der Pumpeinrichtung und Zylindern zugeordneten Injektoren eine doppelwandige Hochdruckkraftstoffleitung (3) derart verläuft, dass über ein inneres Rohr (4) der Hochdruckkraftstoffleitung der flüssige Kraftstoff den Injektoren der Zylinder zuführbar ist und dass über ein das innere Rohr umschließendes äußeres Rohr (5) eine Leckage zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr in einen Leckagesammelbehälter (6) ableitbar ist. Erfindungsgemäß ist der Hochdruckkraftstoffleitung (3) zwischen jedem Zylinder und damit Injektor jeweils eine Leckagedetektionseinrichtung (10) zugeordnet, wobei jede Leckagedetektionseinrichtung (10) in einer ersten Position eine Strömung durch das äußere Rohr (5) der Hochdruckkraftstoffleitung (3) freigibt und in einer zweiten Position die Strömung durch das äußere Rohr (5) der Hochdruckkraftstoffleitung (3) sperrt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Common-Rail-System einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Betrieb einer als Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Brennkraftmaschine wird im sogenannten Gasbetrieb in den Zylindern des Dual-Fuel-Motors ein mageres Gas-Luft-Gemisch verbrannt, wobei das magere Gas-Luft-Gemisch durch einen flüssigen Kraftstoff entzündet wird. Dieser flüssige Kraftstoff wird den Zylindern des Dual-Fuel-Motors über ein als Common-Rail-System ausgebildetes Einspritzsystem zugeführt, nämlich derart, dass den Zylindern zugeordnete Injektoren den flüssigen Kraftstoff kurz vor einem oberen Totpunkt der Zylinder in den Brennraum derselben einspritzen. Durch die niedrige Selbstentzündungstemperatur des flüssigen Kraftstoff entzündet sich dieser und die freigesetzte Zündenergie kann das magere Gas-Luft-Gemisch entflammen bzw. zünden.
1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Common-Rail-Systems eines Dual-Fuel-Motors, welches dem Zuführen bzw. Einspritzen des flüssigen Kraftstoffs in Zylinder des Dual-Fuel-Motors zum Entzünden des Gas-Luft-Gemischs dient. So umfasst das in 1 dargestellte Common-Rail-System eine Pumpeinrichtung 1, um den flüssigen Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich zu fördern, wobei im Hochdruckbereich zwischen der Pumpeinrichtung 1 und Zylindern zugeordneten Injektoren 2 eine doppelwandige Hochdruckkraftstoffleitung 3 verläuft. Die doppelwandige Hochdruckkraftstoffleitung 3 verfügt über ein inneres Rohr 4, über welches der flüssige Kraftstoff den Injektoren 2 der Zylinder zugeführt wird, um so über die Injektoren 2 den flüssigen Kraftstoff in die Zylinder des Dual-Fuel-Motors einzuspritzen.
Das innere Rohr 4 der doppelwandigen Hochdruckkraftstoffleitung 3 ist von einem äußeren Rohr 5 umgeben, wobei das äußere Rohr 5 der Abführung einer Leckage zwischen dem inneren Rohr 4 und dem äußeren Rohr 5 in einen Leckagesammelbehälter 6 dient. Gemäß 1 steht der Leckagesammelbehälter 6 mit dem äußeren Rohr 5 der doppelwandigen Hochdruckkraftstoffleitung 3 über eine Leckageleitung 7 in Verbindung. Über eine Rücklaufleitung 8 wird flüssiger Kraftstoff, der im Anbindungsbereich des inneren Rohrs 4 der Hochdruckkraftstoffleitung 3 und den Injektoren 2 als Leckage auftritt, in einen Rücklaufsammelbehälter 9 des Niederdruckbereichs des Common-Rail-Systems abgeführt.
Dann, wenn zwischen dem inneren Rohr 4 und dem äußeren Rohr 5 eine Leckage auftritt, wird dieselbe über die Leckageleitung 7 in den Leckagesammelbehälter 6 abgeführt, wobei es bei aus dem Stand der Technik bekannten Common-Rail-Systemen nicht möglich ist, dann, wenn im Leckagesammelbehälter 6 eine Leckage festgestellt wird, denjenigen Abschnitt der Hochdruckkraftstoffleitung 3 gezielt und automatisiert zu detektieren, innerhalb dessen die Leckage zwischen dem inneren Rohr 4 und dem äußeren Rohr 5 auftritt.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein neuartiges Common-Rail-System zu schaffen.
Dieses Problem wird durch ein Common-Rail-System gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist der Hochdruckkraftstoffleitung zwischen jedem Zylinder und damit Injektor jeweils eine Leckagedetektionseinrichtung zugeordnet, wobei jede Leckagedetektionseinrichtung in einer ersten Position eine Strömung durch das äußere Rohr der Hochdruckkraftstoffleitung freigibt und in einer zweiten Position die Strömung durch das äußere Rohr der Hochdruckkraftstoffleitung sperrt.
Beim erfindungsgemäßen Common-Rail-System ist der Hochdruckkraftstoffleitung zwischen jedem Zylinder und damit jedem Injektor jeweils eine Leckagedetektionseinrichtung zugeordnet. Dann, wenn im Leckagesammelbehälter eine Leckage detektiert wird, kann mit Hilfe der Leckagedetektionseinrichtungen derjenige Abschnitt der Hochdruckkraftstoffleitung, in welchem die Leckage zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr derselben auftritt, gezielt detektiert werden. Jede Leckagedetektionseinrichtung ist hierzu zwischen einer ersten Position, in der dieselbe eine Strömung durch das äußere Rohr der Hochdruckkraftstoffleitung freigibt und einer zweiten Position, in der dieselbe die Strömung durch das äußere Rohr der Hochdruckkraftstoffleitung sperrt, überführbar.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1: ein Blockschaltbild eines aus dem Stand der Technik bekannten Common-Rail-Systems einer Brennkraftmaschine;
2: ein Detail eines erfindungsgemäßen Common-Rail-Systems einer Brennkraftmaschine im Bereich einer Leckagedetektionseinrichtung in einer ersten Position derselben; und
3: das Detail der 2 in einer zweiten Position der Leckagedetektionseinrichtung.
Nachfolgend werden Details des erfindungsgemäßen Common-Rail-Systems unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben, wobei 2 und 3 Ausschnitte aus einer Hochdruckkraftstoffleitung 3 eines erfindungsgemäßen Common-Rail-Systems zeigen.
Hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus des erfindungsgemäßen Common-Rail-Systems kann auf die Ausführungen zur 1 verwiesen werden, wobei nachfolgend nur auf solche Details eingegangen wird, durch die sich das erfindungsgemäße Common-Rail-System vom aus dem Stand der Technik bekannten Common-Rail-System unterscheidet.
Wie 1 entnommen werden kann, wird sämtlichen Injektoren 2 und damit sämtlichen Zylindern der als Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Brennkraftmaschine über das innere Rohr 4 der Hochdruckkraftstoffleitung 3 der flüssige Kraftstoff zum Entzünden des mageren Gas-Luft-Gemisches zugeführt, wobei die Injektoren 2 in Strömungsrichtung des flüssigen Kraftstoffs gehen hintereinander am inneren Rohr 4 der Hochdruckkraftstoffleitung 3 mit unterschiedlichem Abstand zur Pumpeinrichtung 1 angreifen. 2 und 3 zeigen nun einen Ausschnitt aus der Hochdruckkraftstoffleitung 3 im Bereich zwischen zwei aufeinander folgenden Injektoren 2 bzw. zwischen der Pumpeinrichtung 1 und dem zur Pumpeinrichtung 1 nächstliegenden Injektor 2.
So ist im Sinne der hier vorliegenden Erfindung der Hochdruckkraftstoffleitung 3 des Common-Rail-Systems zwischen jedem Zylinder und damit jedem Injektor 2 sowie vorzugsweise auch zwischen der Pumpeinrichtung 1 und dem zur Pumpeinrichtung 1 nächstliegenden Zylinder 2 jeweils eine Leckagedetektionseinrichtung 10 zugeordnet, die zwischen der in 2 dargestellten ersten Position und der in 3 dargestellten zweiten Position im Sinne des in 2, 3 dargestellten Doppelpfeils vorzugsweise translatorisch verlagerbar ist.
In der ersten Position gemäß 2 gibt die Leckagedetektionseinrichtung 10 eine Strömung durch das äußere Rohr 5 der Hochdruckkraftstoffleitung 3 frei, nämlich durch denjenigen Abschnitt des äußeren Rohrs 5, der sich zwischen den beiden benachbarten Injektoren 2 bzw. der Pumpeinrichtung 1 und dem zur Pumpeinrichtung 1 nächstliegenden Injektor 2 erstreckt.
In der zweiten Position gemäß 3 hingegen sperrt die Leckagedetektionseinrichtung 10 die Strömung durch diesen Abschnitt des äußeren Rohrs 5 der Hochdruckkraftstoffleitung 3.
Gemäß 2 und 3 ist dem äußeren Rohr 5 der Hochdruckkraftstoffleitung 3 im Bereich jeder Leckagedetektionseinrichtung 10 eine Absperrung 11 und ein die Absperrung 11 umgebender Bypass 12 zugeordnet. In der ersten Position gemäß 2 der Leckagedetektionseinrichtung 10 gibt dieselbe den Bypass 12 frei, sodass trotz vorhandener Absperrung 11 die Strömung durch das äußere Rohr 5 der Hochdruckkraftstoffleitung 3 freigegeben ist. In der zweiten Position gemäß 3 hingegen sperrt die Leckagedetektionseinrichtung 10 den Bypass 12, sodass dann eine Durchströmung des äußeren Rohrs 5 der Hochdruckkraftstoffleitung 3 gesperrt ist.
Dann, wenn im Leckagesammelbehälter 6 das Vorliegen einer Leckage detektiert wird, kann auf eine Leckage zwischen dem inneren Rohr 4 und dem äußeren Rohr 5 der Hochdruckkraftstoffleitung 3 geschlossen werden, wobei zur Detektion des undichten Abschnitts der Hochdruckkraftstoffleitung 3 die Leckagedetektionseinrichtungen 10 nacheinander für eine definierte Prüfzeit von der ersten Position gemäß 2 in die zweite Position gemäß 3 überführbar sind.
Zunächst wird diejenige Leckagedetektionseinrichtung 10 für eine definierte Zeitspanne von der ersten Position gemäß 2 in die zweite Position gemäß 3 überprüft, die am nächsten zur laufenden Pumpeinrichtung 1 positioniert ist. Befindet sich in dem Abschnitt der Hochdruckkraftstoffleitung 3, dem diese am nächsten zur Pumpeinrichtung 1 positionierte Leckagedetektionseinrichtung 10 zugeordnet ist, ein Leck, so wird Leckage in den Leckagesammelbehälter 1 befördert. Wird hingegen keine Leckage in den Leckagesammelbehälter gefördert, so kann auch eine Dichtheit dieses Abschnitts der Hochdruckkraftstoffleitung geschlossen werden.
Hieran anschließend wird dann die am nächsten zur laufenden Pumpeinrichtung positionierte Leckagedetektionseinrichtung 10 wieder in die in 2 dargestellte erste Position überführt und sodann die sich an diese Leckagedetektionseinrichtung 10 anschließende Leckagedetektionseinrichtung 10 in die in 3 gezeigte zweite Position überführt, um dann den sich anschließenden Abschnitt der Hochdruckkraftstoffleitung 3 auf Vorliegen einer Leckage zu überprüfen. Auf diese Art und Weise kann sukzessive jeder Abschnitt der Hochdruckkraftstoffleitung 3 auf Leckage überprüft werden.

1: Pumpeinrichtung
2: Injektor
3: Hochdruckkraftstoffleitung
4: inneres Rohr
5: äußeres Rohr
6: Leckagesammelbehälter
7: Leckageleitung
8: Rücklaufleitung
9: Rücklaufsammelbehälter
10: Leckagedetektionseinrichtung
11: Absperrung
12: Bypass

Claims

Common-Rail-System einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dual-Fuel-Motors zur Zuführung eines flüssigen Kraftstoffs in Zylinder der Dual-Fuel-Motors zum Zünden eines in den Zylindern vorliegenden Gas-Luft-Gemischs, mit einem Niederdruckbereich, mit einer mindestens eine Hochdruckpumpe umfassenden Pumpeinrichtung, um den flüssigen Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich zu fördern, wobei im Hochdruckbereich zwischen der Pumpeinrichtung und Zylindern zugeordneten Injektoren eine doppelwandige Hochdruckkraftstoffleitung derart verläuft, dass über ein inneres Rohr der Hochdruckkraftstoffleitung der flüssige Kraftstoff den Injektoren der Zylinder zuführbar ist, und dass über ein das innere Rohr umschließendes äußeres Rohr eine Leckage zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr in einen Leckagesammelbehälter ableitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckkraftstoffleitung (3) zwischen jedem Zylinder und damit Injektor (2) jeweils eine Leckagedetektionseinrichtung (10) zugeordnet ist, wobei jede Leckagedetektionseinrichtung (10) in einer ersten Position eine Strömung durch das äußere Rohr (5) der Hochdruckkraftstoffleitung (3) freigibt und in einer zweiten Position die Strömung durch das äußere Rohr (5) der Hochdruckkraftstoffleitung (3) sperrt.
Common-Rail-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leckagedetektionseinrichtung (10) in der ersten Position die Strömung durch denjenigen Abschnitt des äußeren Rohrs (5) der Hochdruckkraftstoffleitung freigibt, der sich zwischen den Zylindern und damit zwischen den Injektoren erstreckt, zwischen denen die jeweilige Leckagedetektionseinrichtung positioniert ist, und dass jede Leckagedetektionseinrichtung (10) in der zweiten Position die Strömung durch diesen Abschnitt des äußeren Rohrs (5) der Hochdruckkraftstoffleitung sperrt.
Common-Rail-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des flüssigen Kraftstoff gesehen die Zylinder und damit die Injektoren (2) hintereinander an der Hochdruckkraftstoffleitung (3) mit unterschiedlichem Abstand zur Pumpeinrichtung (1) angreifen.
Common-Rail-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auch dem Abschnitt der Hochdruckkraftstoffleitung (3), der sich zwischen der Pumpeinrichtung (1) und dem zur Pumpeinrichtung (1) nächstliegenden Zylinder und damit Injektor (2) erstreckt, eine Leckagedetektionseinrichtung (10) zugeordnet ist.
Common-Rail-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Leckage im Leckagesammelbehälter (6) zur Detektion des undichten Abschnitts der Hochdruckkraftstoffleitung (3) die Leckagedetektionseinrichtungen (10) nacheinander zur eine definierte Prüfzeit von der ersten Position in die zweite Position und überführbar sind.
Common-Rail-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem äußeren Rohr (5) der Hochdruckkraftstoffleitung (3) im Bereich jeder Leckagedetektionseinrichtung (10) eine Absperrung (11) und ein die Absperrung (11) umgehender Bypass (12) zugeordnet ist, wobei der Bypass (12) in der ersten Position der jeweiligen Leckagedetektionseinrichtung (10) freigegeben und in der zweiten Position der jeweiligen Leckagedetektionseinrichtung (10) gesperrt ist.