DE19860468A1 - Kraftstoffeinspritzanlage - Google Patents
KraftstoffeinspritzanlageInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage für mehrzylindrische Brennkraftmaschinen mit einer Einspritzeinheit (6) pro Zylinder (7), die jeweils ein Einspritzventil, ein Steuerventil, ein Durchflußbegrenzungsventil und eine Einspritzdüse aufweist und jeweils über eine Kraftstoffzuführung (9) mit Kraftstoff versorgt ist, und mit einem Steuergerät (1), welches das jeweilige Steuerventil betätigt. Dieses betätigt dann das betätigte Steuerventil des zugehörigen Einspritzventils, welches seinerseits die Kraftstoffzuführung (9) stromauf der Einspritzdüse öffnet. Das stromauf des Einspritzventils in der Kraftstoffzuführung (9) angeordnete Durchflußbegrenzungsventil sperrt, wenn die das Durchflußbegrenzungsventil durchströmende Kraftstoffmenge eine Kraftstoffmaximalmenge erreicht, und öffnet erst dann wieder, wenn die Kraftstoffzuführung stromab des Durchflußbegrenzungsverntils gesperrt ist. Zur Verbesserung dieser Anlage wird vorgeschlagen, jeder Einspritzeinheit einen Sensor (14, 16) zuzuordnen, mit dem eine Leckage stromab des Durchflußbegrenzungsventils feststellbar ist, wobei das Steuergerät (1) für den von einer Leckage betroffenen Zylinder (7) die Einspritzzeitdauer soweit vergrößert, daß die damit korrelierte Kraftstoffmenge größer als die Kraftstoffmaximalmenge ist.
Description
Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine
mehrere Zylinder aufweisende Brennkraftmaschine mit den
Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 aus.
Bei einer derartigen, beispielsweise aus der DE 44 14 242 A1
bekannten Kraftstoffeinspritzanlage ist jedem Zylinder der
Brennkraftmaschine eine Einspritzeinheit zugeordnet, die jeweils
ein Einspritzventil, ein Steuerventil, ein
Durchflußbegrenzungsventil sowie eine Einspritzdüse aufweisen.
Eine Kraftstoffpumpe versorgt diese Einspritzeinheiten über eine
Kraftstoffzuführung mit Kraftstoff. Außerdem verfügt die
Kraftstoffeinspritzanlage über ein Steuergerät, das zum
Einspritzen einer vorbestimmten Kraftstoffmenge in einen
Brennraum eines der Zylinder der Brennkraftmaschine das
entsprechende Steuerventil für eine mit der vorbestimmten
Kraftstoffmenge korrelierten Einspritzzeitdauer elektrisch
betätigt. Durch das betätigte Steuerventil wird das damit in
herkömmlicher Weise hydraulisch gekoppelte Einspritzventil
betätigt. Auf diese Weise wird die Kraftstoffzuführung stromauf
der betroffenen Einspritzdüse durch das betätigte
Einspritzventil geöffnet, so daß Kraftstoff in den Brennraum
eingespritzt wird. Darüber hinaus ist in der Kraftstoffzuführung
stromauf des Einspritzventils das Durchflußbegrenzungsventil
angeordnet, das die Kraftstoffzuführung sperrt, wenn die das
Durchflußbegrenzungsventil durchströmte bzw. die daraus
abfließende Kraftstoffmenge eine Kraftstoffmaximalmenge
erreicht. Diese Kraftstoffmaximalmenge ist vorbestimmt und
ergibt sich aus derjenigen Kraftstoffmenge, die erforderlich
ist, um in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine eine
maximale Motorleistung zu erzielen, ohne eine
Beschädigungsgefahr für die Brennkraftmaschine zu bilden, zzgl.
einer tolerierbaren Leckage stromab des
Durchflußbegrenzungsventils, z. B. im Einspritzventil. Das
Durchflußbegrenzungsventil ist dabei so ausgebildet, daß es,
wenn es einmal geschlossen ist, die Kraftstoffzuführung erst
dann wieder öffnet, wenn die Kraftstoffzuführung stromab des
Durchflußbegrenzungsventils gesperrt ist. Das bedeutet, daß das
Durchflußbegrenzungsventil erst dann wieder öffnet, wenn das
Einspritzventil ordnungsgemäß geschlossen ist und in der
Kraftstoffzuführung zwischen dem Durchflußbegrenzungsventil und
dem Einspritzventil keine Leckage auftritt.
Ein derartiges Durchflußbegrenzungsventil bildet somit bei
Fehlfunktionen der Einspritzeinheiten oder im Falle von Leckagen
stromab des Durchflußbegrenzungsventils einen Schutz des Motors.
Beispielsweise können das Steuerventil und/oder das
Einspritzventil in einer geöffneten Stellung festsitzen. Die
Schutzfunktion des Durchflußbegrenzungsventils ergibt sich
dadurch, daß die eingespritzte Kraftstoffmenge, beispielsweise
wenn das Einspritzventil durch einen Span im Ventilsitz nicht
schließen kann, die vorgenannte Kraftstoffmaximalmenge erreicht,
so daß das Durchflußbegrenzungsventil die Kraftstoffzuführung
sperrt. Wenn das betreffende Einspritzventil weiterhin nicht
schließen kann, bleibt die Kraftstoffzuführung stromab des
Durchflußbegrenzungsventils offen, so daß sich das
Durchflußbegrenzungsventil nicht mehr öffnet. Da der betroffene
Zylinder dann von der Kraftstoffzuführung entkoppelt ist, kann
er nicht durch eine Fehlfunktion der Einspritzeinheit beschädigt
werden. Die Brennkraftmaschine kann jedoch in einem Notbetrieb
weiter betrieben werden, so daß beispielsweise ohne weiteres
eine Werkstatt angefahren werden kann.
In entsprechender Weise kann auch eine Leckage am
Einspritzventil dazu führen, daß das Durchflußbegrenzungsventil
die Kraftstoffzuführung sperrt, wobei dann die Leckage am
Einspritzventil ein erneutes Öffnen des
Durchflußbegrenzungsventils verhindert. Damit das
Durchflußbegrenzungsventil bei einer Leckage am Einspritzventil
die Kraftstoffzuführung sperren kann, muß jedoch die
Leckagemenge zzgl. der Einspritzmenge die vorstehend genannte
Kraftstoffmaximalmenge erreichen. In Bereichen einer maximalen
Motorleistung reicht dazu eine relativ kleine Leckage aus. In
allen übrigen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, in denen
die Kraftstoffeinspritzmenge kleiner ist, muß die Leckage
entsprechend größer sein, damit der von der Leckage betroffene
Zylinder von der Kraftstoffzuführung getrennt werden kann.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage mit den Merkmalen
des Anspruches 1 hat dem gegenüber den Vorteil, daß ein von
einer Leckage stromab des Durchflußbegrenzungsventils
betroffener Zylinder auch bei kleineren Leckagen unabhängig vom
Betriebszustand der Brennkraftmaschine von der
Kraftstoffzuführung getrennt werden kann. Die erfindungsgemäße
Kraftstoffeinspritzanlage verbessert somit die
Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine.
Damit das Durchflußbegrenzungsventil auch bei kleineren Leckagen
die Kraftstoffzuführung zum betreffenden Zylinder abschalten
kann, ist bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage
jeder Einspritzeinheit wenigstens ein Sensor zugeordnet, mit dem
die Kraftstoffzuführung des jeweiligen Zylinders hinsichtlich
einer Leckage überwacht werden kann. Sobald stromab des
Durchflußbegrenzungsventils eine Leckage in der
Kraftstoffzuführung festgestellt wird, signalisiert dies der
entsprechende Sensor mittels eines entsprechenden Lecksignals
dem Steuergerät. Das Steuergerät vergrößert dann für den
betroffenen Zylinder die Einspritzzeitdauer, derart, daß die
daraus resultierende, in den Brennraum des betroffenen Zylinders
eingespritzte Kraftstoffmenge größer ist als die
Kraftstoffmaximalmenge. Sobald die das
Durchflußbegrenzungsventil durchströmende Kraftstoffmenge die
Kraftstoffmaximalmenge erreicht, reagiert das
Durchflußbegrenzungsventil in der dafür vorgesehenen Weise und
sperrt die Kraftstoffzuführung, so daß der entsprechende
Zylinder von der Kraftstoffzuführung entkoppelt ist. Da durch
den Sensor eine Leckage stromab des Durchflußbegrenzungsventils
festgestellt wurde, bleibt die Kraftstoffzuführung stromab des
Durchflußbegrenzungsventils auch bei geschlossenem
Einspritzventil aufgrund der vorliegenden Leckage offen, so daß
das Durchflußbegrenzungsventil die Kraftstoffzuführung nicht
mehr öffnen kann. Da die vom Steuergerät gesteuerte
Einspritzzeitdauer unabhängig von dem Betriebszustand der
Brennkraftmaschine gewählt werden kann, ist in allen
Betriebszuständen eine Zylinderabschaltung auch bei relativ
kleinen Leckagen möglich.
Wenn beispielsweise das Einspritzventil aufgrund einer
Verunreinigung nicht vollständig schließt, bildet sich eine
Leckage aus, durch die permanent Kraftstoff in den Brennraum
einströmt. Für die Zündung des Kraftstoffs steht nach dem
üblichen Einspritzvorgang dann eine zu große Kraftstoffmenge zur
Verfügung, so daß im betreffendem Zylinder ein überhöhter
Zylinderdruck entsteht. Außerdem kann eine solche Leckage in der
Brennkraftmaschine eine auffallende Geräuschentwicklung
ausbilden, die üblicherweise als "Klopfen" bezeichnet wird.
Dementsprechend sind als Sensoren zur Überwachung einer Leckage
der Kraftstoffzuführung in besonderer Weise ein Klopfsensor und
ein Drucksensor geeignet, die dann dem jeweiligen Zylinder
zugeordnet sind.
Um die Gefahr einer Beschädigung der Brennkraftmaschine durch
die Verlängerung der Einspritzzeitdauer zu reduzieren, wird die
Vergrößerung der Einspritzzeitdauer so begrenzt, daß die sich
durch die Vergrößerung ergebende Einspritzdauer maximal dreimal
so groß ist wie die zur Erzielung einer maximalen
Brennkraftmaschinenleistung erforderliche Einspritzdauer. Da die
zur Erzielung einer maximalen Brennkraftmaschinenleistung
erforderliche Einspritzzeitdauer von der jeweiligen Drehzahl der
Brennkraftmaschine abhängt, wird zweckmäßigerweise eine
Begrenzung der Vergrößerung der Einspritzzeitdauer in
Abhängigkeit der Brennkraftmaschinendrehzahl vorgenommen. Dies
erfolgt dadurch, daß die Einspritzzeitdauer maximal soweit
vergrößert werden darf, daß die Einspritzung nur solange
erfolgen darf, wie eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, an
der in den Zylindern bewegte Kolben angreifen, sich um weniger
als 300° dreht, das heißt die durch die Vergrößerung erzielbare
Einspritzzeitdauer beträgt maximal 300° kw ("kw" bedeutet hier
"Kurbelwellenwinkel"). Vorzugsweise wird die Vergrößerung der
Einspritzzeitdauer auf 105° kw begrenzt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des
Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, den
Zeichnungen und den Ansprüchen entnehmbar.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen ist in den
Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung des Aufbaus der
Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine,
Fig. 2 eine vereinfachte Prinzipdarstellung einer
Einspritzeinheit der Kraftstoffeinspritzanlage und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Durchflußbegrenzungsventil.
Entsprechend Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße
Kraftstoffeinspritzanlage ein Steuergerät 1 auf, das über eine
Schaltleitung 2 eine Kraftstoffpumpe 3 betätigt. Die
Kraftstoffpumpe 3 ist saugseitig an einen Kraftstofftank 4 und
druckseitig an eine Kraftstoffsammelleitung 5 angeschlossen,
über die Einspritzeinheiten 6 mit Kraftstoff versorgt werden. Da
alle Einspritzeinheiten 6 an eine Kraftstoffsammelleitung 5
angeschlossen sind, wird diese üblicherweise als "Common-Rail"
bezeichnet. Die Einspritzeinheiten 6 werden vom Steuergerät 1
über Schaltleitungen 18 separat betätigt.
Jede Einspritzeinheit 6 ist einem Zylinder 7 einer
Brennkraftmaschine zugeordnet, von der in Fig. 1 lediglich zwei
Zylinderbänke 8 dargestellt sind. Es ist klar, daß eine
Erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage nicht auf die
Verwendung bei einem V-Motor mit 4-Zylindern begrenzt ist,
sondern daß ebenso Motoren mit mehr oder weniger Zylindern oder
Reihenmotoren mit der erfindungsgemäßen
Kraftstoffeinspritzanlage ausgestattet werden können. Die
Einspritzeinheiten 6 sind über einzelne Kraftstoffzuführungen 9
an die Kraftstoffsammelleitung 5 angeschlossen. Die
Strömungsrichtung des Kraftstoffs ist auf der Hochdruckseite mit
Pfeilen 10 symbolisiert. Da über die Kraftstoffpumpe 3 stets
mehr Kraftstoff gefördert wird, als für die Verbrennung in den
Zylindern 7 erforderlich ist, wird der nicht benötigte
Kraftstoff über Kraftstoffrückführungen 11 einem
Niederdrucksammelkanal 12 zugeleitet, der den nicht benötigten
Kraftstoff in den Kraftstofftank 4 zurückführt. Die
Strömungsrichtung der niederdruckseitigen Kraftstoffrückströmung
ist mit Pfeilen 13 symbolisiert.
Jedem Zylinder 7 ist ein Drucksensor 14 zugeordnet, der den
Druck im zugeordneten Zylinder 7 überwacht und ein damit
korreliertes Drucksignal über eine entsprechende Signalleitung
15 an das Steuergerät 1 weiterleitet.
Zusätzlich oder alternativ ist hier jedem Zylinder 7 ein
Klopfsensor 16 zugeordnet, der eine als "Klopfen" bezeichnete
Geräuschentwicklung im jeweils zugeordneten Zylinder 7 sensiert
und ein damit korreliertes Klopfsignal über eine entsprechende
Signalleitung 17 an das Steuergerät 1 weiterleitet. Ebenso ist
eine Ausführungsform möglich, bei der ein Klopfsensor für alle
Zylinder 7 verwendet wird, der eine fehlerhafte Verbrennung dann
dem betreffenden Zylinder 7 zuordnen kann.
Entsprechend Fig. 2 weist eine Einspritzeinheit 6, die in Fig. 2
durch eine mit unterbrochenen Linien ausgebildete Umrandung
gekennzeichnet ist, ein Steuerventil 19 auf, das vom Steuergerät
1 über die Schaltleitung 18 vorzugsweise elektrisch betätigt
werden kann. Das Steuerventil 19 ist insbesondere hydraulisch
mit einem Einspritzventil 20 gekoppelt, derart, daß eine
Betätigung des Steuerventils 19 das Einspritzventil 20 betätigt.
Die hydraulische Kopplung zwischen dem Steuerventil 19 und dem
Einspritzventil 20 ist in Fig. 2 durch einen Doppelpfeil 21
symbolisiert. Das Einspritzventil 20 ist in der
Kraftstoffzuführung 9 angeordnet, welche die Einspritzeinheit 6
mit dem Hochdrucksammelkanal 5 verbindet. Stromab des
Einspritzventils 20 endet die Kraftstoffzuführung 9 in einer
Einspritzdüse 22, die in einem Brennraum 23 des Zylinders 7
mündet. Stromauf der Einspritzdüse 22 ist ein
Durchflußbegrenzungsventil 24 in der Kraftstoffzuführung 9
angeordnet. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in Fig. 2 die
Kraftstoffrückführung 11 (vgl. Fig. 1) nicht dargestellt.
Die Einspritzeinheit 6 entsprechend Fig. 2 arbeitet wie folgt:
Das Steuergerät 1 betätigt über die Schaltleitung 18 das Steuerventil 19. Das Steuerventil 19 wird dadurch beispielsweise geöffnet und bewirkt am Einspritzventil 20 z. B. einen Druckabfall wodurch sich das Einspritzventil 20 öffnet und eine Kraftstoffströmung zur Einspritzdüse 22 freigibt. Dort wird der Kraftstoff in den Brennraum 23 eingespritzt. Nach dem Ablauf einer vorbestimmten Einspritzzeitdauer, die mit einer für den jeweiligen Betriebsbereich der Brennkraftmaschine vorgesehenen Kraftstoffmenge korreliert, wird das Steuerventil 19 wieder geschlossen, so daß sich am Einspritzventil 20 ein Schließdruck aufbauen kann, mit der Folgen, daß das Einspritzventil 20 wieder geschlossen wird und die Kraftstoffzuführung 9 sperrt. Der Einspritzvorgang ist dann beendet. Solange die während des Einspritzvorganges das Durchflußbegrenzungsventil 24 durchströmende bzw. aus dem Durchflußbegrenzungsventil 24 abströmende Kraftstoffmenge kleiner als die im Durchflußbegrenzungsventil 24 definierte Kraftstoffmaximalmenge ist, bleibt die Kraftstoffzuführung 9 offen.
Das Steuergerät 1 betätigt über die Schaltleitung 18 das Steuerventil 19. Das Steuerventil 19 wird dadurch beispielsweise geöffnet und bewirkt am Einspritzventil 20 z. B. einen Druckabfall wodurch sich das Einspritzventil 20 öffnet und eine Kraftstoffströmung zur Einspritzdüse 22 freigibt. Dort wird der Kraftstoff in den Brennraum 23 eingespritzt. Nach dem Ablauf einer vorbestimmten Einspritzzeitdauer, die mit einer für den jeweiligen Betriebsbereich der Brennkraftmaschine vorgesehenen Kraftstoffmenge korreliert, wird das Steuerventil 19 wieder geschlossen, so daß sich am Einspritzventil 20 ein Schließdruck aufbauen kann, mit der Folgen, daß das Einspritzventil 20 wieder geschlossen wird und die Kraftstoffzuführung 9 sperrt. Der Einspritzvorgang ist dann beendet. Solange die während des Einspritzvorganges das Durchflußbegrenzungsventil 24 durchströmende bzw. aus dem Durchflußbegrenzungsventil 24 abströmende Kraftstoffmenge kleiner als die im Durchflußbegrenzungsventil 24 definierte Kraftstoffmaximalmenge ist, bleibt die Kraftstoffzuführung 9 offen.
Die Funktionsweise des Durchflußbegrenzungsventil 24 wird anhand
Fig. 3 erläutert, in der ein solches Durchflußbegrenzungsventil
24 im Längsschnitt dargestellt ist. Es ist klar, daß es bei der
vorliegenden Erfindung nicht auf diese spezielle Ausführungsform
des Durchflußbegrenzungsventils 24 ankommt, so daß bei der
erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage jedes in geeigneter
Weise arbeitende, grundsätzlich jedoch beliebige aufgebaute
Durchflußbegrenzungsventil verwendet werden kann.
Entsprechend Fig. 3 enthält das Durchflußbegrenzungsventil 24
einen Zylinderraum 25, in den eine Gleithülse 26 eingesetzt ist.
Die Gleithülse 26 ist stromab (die Durchströmungsrichtung des
Durchflußbegrenzungsventils 24 ist mit Pfeilen 27 symbolisiert)
durch einen Axialkörper 28 mit einer koaxialen Abströmöffnung 29
und stromauf durch einen Axialkörper 30 mit einer koaxialen
Einströmöffnung 31 axial begrenzt. In der Gleithülse 26 ist ein
hülsenartiger Kolben 32 axial verstellbar gelagert. Der Kolben
32 ist mit einer Schraubendruckfeder 33, die sich am stromab
liegenden Axialkörper 28 und am Kolben 32 abstützt, gegen den
stromauf angeordneten Axialkörper 30 vorgespannt. Der Kolben 32
enthält einströmseitig eine Axialöffnung 34, die über eine
Drosselstelle 35 mit einer abströmseitigen Radialöffnung 36
kommuniziert. Zwischen dem Kolben 32 und dem abströmseitigen
Axialkörper 28 ist Förderraum 37 ausgebildet.
Das Durchflußbegrenzungsventil 24 arbeitet wie folgt:
Sobald zwischen der Einströmseite und der Abströmseite eine Druckdifferenz auftritt, wirkt diese am Kolben 32. Am Kolben 32 wirkt außerdem die Federkraft der Feder 33 sowie - im Falle einer Durchströmung des Kolbens 32 - der Drosselwiderstand in der Drossel 35. Bei einer hinreichend großen Druckdifferenz zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite des Durchflußbegrenzungsventils 24 verstellt sich demnach der Kolben 32 stromab, wobei im wesentlichen der im Förderraum 37 enthaltende Kraftstoff durch die Abströmöffnung 29 aus dem Durchflußbegrenzungsventil 24 ausströmen kann. Wenn die genannte Druckdifferenz hinreichend lange anhält, kommt der Kolben 32 schließlich mit einer stromab am Kolben 32 ausgebildeten Stirnplatte 38 am abströmseitigen Axialkörper 28 zur Anlage, wodurch die Abströmöffnung 29 dicht verschlossen wird. Die Stirnplatte 38 und der abströmseitige Axialkörper 28 sind zur Ausbildung dieser Dichtwirkung entsprechend ausgebildet. Durch den Förderraum 37 kann somit eine Kraftstoffmaximalmenge definiert werden, die während eines Einspritzvorganges maximal durch das Durchflußbegrenzungsventil 24 hindurch strömen kann, bzw. aus diesem herausströmen kann.
Sobald zwischen der Einströmseite und der Abströmseite eine Druckdifferenz auftritt, wirkt diese am Kolben 32. Am Kolben 32 wirkt außerdem die Federkraft der Feder 33 sowie - im Falle einer Durchströmung des Kolbens 32 - der Drosselwiderstand in der Drossel 35. Bei einer hinreichend großen Druckdifferenz zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite des Durchflußbegrenzungsventils 24 verstellt sich demnach der Kolben 32 stromab, wobei im wesentlichen der im Förderraum 37 enthaltende Kraftstoff durch die Abströmöffnung 29 aus dem Durchflußbegrenzungsventil 24 ausströmen kann. Wenn die genannte Druckdifferenz hinreichend lange anhält, kommt der Kolben 32 schließlich mit einer stromab am Kolben 32 ausgebildeten Stirnplatte 38 am abströmseitigen Axialkörper 28 zur Anlage, wodurch die Abströmöffnung 29 dicht verschlossen wird. Die Stirnplatte 38 und der abströmseitige Axialkörper 28 sind zur Ausbildung dieser Dichtwirkung entsprechend ausgebildet. Durch den Förderraum 37 kann somit eine Kraftstoffmaximalmenge definiert werden, die während eines Einspritzvorganges maximal durch das Durchflußbegrenzungsventil 24 hindurch strömen kann, bzw. aus diesem herausströmen kann.
Sobald zwischen der Zuströmseite und der Abströmseite des
Durchflußbegrenzungsventils 24 kein Druckgefälle mehr herrscht,
kann die Stirnplatte 38 vom abströmseitigen Axialkörper abheben,
wobei sich der durch die Rückstellbewegung des Kolbens 32
vergrößernde Förderraum 37 über die Drossel 35 mit Kraftstoff
befüllt. Die Drossel 35 ist dabei so dimensioniert, daß der
Förderraum 37 auch bei maximaler Drehzahl der Brennkraftmaschine
sicher vollständig gefüllt werden kann.
Da die Kraftstoffmaximalmenge für eine maximale
Brennkraftmaschinenleistung ausgelegt ist, können Leckagen in
der Kraftstoffzuführung stromab des Durchflußbegrenzungsventil
24 nur dann zu einem Anliegen der Stirnplatte 38 am
abströmseitigen Axialkörper 28 und somit zum Sperren der
Kraftstoffzuführung führen, wenn die Brennkraftmaschine im
Bereich ihrer maximalen Leistung betrieben wird oder wenn die
Leckage so groß ist, daß sie eine stromab gerichtete Verstellung
des Kolbens 32 bewirkt oder eine stromauf gerichtete
Rückstellbewegung des Kolbens 32 behindert.
Damit der jeweilige Zylinder 7 auch bei kleineren Leckagen von
der Kraftstoffzuführung 9 entkoppelt werden kann, arbeitet die
Erfindung wie folgt:
Sobald das Steuergerät 1 bei der Auswertung der Drucksignale der Drucksensoren 14 und/oder der Klopfsignale der Klopfsensoren 16 feststellt, daß in einem der Zylinder 7 zuviel Kraftstoff verbrannt wird, geht das Steuergerät 1 davon aus, daß in der zugehörigen Einspritzeinheit 6 eine Leckage aufgetreten ist. Für den nächsten Einspritzvorgang der an dem betreffenden Zylinder 7 stattfinden soll, wählt das Steuergerät 1 eine vergrößerte Einspritzzeitdauer und betätigt über die zugehörige Schaltleitung 18 das entsprechende Steuerventil 19 dementsprechend übermäßig lange. Durch die Kopplung des Einspritzventils 20 an das Steuerventil 19 bleibt auch das Einspritzventil 20 übermäßig lange geöffnet, so daß - wenn kein Durchflußbegrenzungsventil 24 in der Kraftstoffzuführung 9 angeordnet wäre - mit Sicherheit mehr als die Kraftstoffmaximalmenge über die Düse 22 in den Brennraum 23 eingespritzt werden würde. Da jedoch das Durchflußbegrenzungsventil 24 vorhanden ist, sperrt dieses die Kraftstoffzuführung 9, sobald die Kraftstoffmaximalmenge abgeflossen ist. Die dadurch im betroffenen Zylinder 7 ausgelöste Verbrennung mit überhöhter Kraftstoffmenge bildet keine Gefahr für die Brennkraftmaschine, insbesondere weil die Kraftstoffmenge auf die Kraftstoffmaximalmenge begrenzt ist.
Sobald das Steuergerät 1 bei der Auswertung der Drucksignale der Drucksensoren 14 und/oder der Klopfsignale der Klopfsensoren 16 feststellt, daß in einem der Zylinder 7 zuviel Kraftstoff verbrannt wird, geht das Steuergerät 1 davon aus, daß in der zugehörigen Einspritzeinheit 6 eine Leckage aufgetreten ist. Für den nächsten Einspritzvorgang der an dem betreffenden Zylinder 7 stattfinden soll, wählt das Steuergerät 1 eine vergrößerte Einspritzzeitdauer und betätigt über die zugehörige Schaltleitung 18 das entsprechende Steuerventil 19 dementsprechend übermäßig lange. Durch die Kopplung des Einspritzventils 20 an das Steuerventil 19 bleibt auch das Einspritzventil 20 übermäßig lange geöffnet, so daß - wenn kein Durchflußbegrenzungsventil 24 in der Kraftstoffzuführung 9 angeordnet wäre - mit Sicherheit mehr als die Kraftstoffmaximalmenge über die Düse 22 in den Brennraum 23 eingespritzt werden würde. Da jedoch das Durchflußbegrenzungsventil 24 vorhanden ist, sperrt dieses die Kraftstoffzuführung 9, sobald die Kraftstoffmaximalmenge abgeflossen ist. Die dadurch im betroffenen Zylinder 7 ausgelöste Verbrennung mit überhöhter Kraftstoffmenge bildet keine Gefahr für die Brennkraftmaschine, insbesondere weil die Kraftstoffmenge auf die Kraftstoffmaximalmenge begrenzt ist.
Vorzugsweise kann die zusätzliche Einspritzmenge oder die
gesamte Einspritzmenge zu einem Zeitpunkt in den Zylinder 7
eingebracht werden, zu dem keine Zündung mehr stattfindet oder
zu dem sich im Zylinder 7 kein großer Druck mehr aufbauen kann.
Dementsprechend kann die Einspritzung nach dem unteren Totpunkt
des Kolbens erfolgen, wenn normalerweise die Verbrennung beendet
ist und die Auslaß- bzw. Einlaßventile geöffnet sind.
Auch wenn nach diesem künstlich verlängerten Einspritzvorgang
das Steuerventil 19 und das Einspritzventil 20 wieder
geschlossen sind, bewirkt die zuvor von den Sensoren 14, 16
detektierte Leckage in der Kraftstoffzuführung 9 stromab des
Durchflußbegrenzungsventils 24, daß zwischen der Zuströmseite
und der Abströmseite des Durchflußbegrenzungsventils 24 ein
Druckgefälle bestehen bleibt, so daß das
Durchflußbegrenzungsventil 24 die Kraftstoffzuführung 9 zu dem
betroffenen Zylinder 7 nicht mehr öffnen kann.
Durch die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage können
somit die Durchflußbegrenzungsventile 24 zum Abschalten
einzelner Zylinder 7 verwendet werden, selbst wenn nur relativ
kleine Leckagen auftreten und die Brennkraftmaschine nicht in
dem kleinen Betriebsbereich betrieben wird, der eine maximale
Kraftstoffmenge erfordert.
Claims (6)
1. Kraftstoffeinspritzanlage für eine mehrere Zylinder (7)
aufweisende Brennkraftmaschine, mit mehreren, jeweils einem
Zylinder (7) zugeordneten Einspritzeinheiten (6), die jeweils
ein Einspritzventil (20), ein Steuerventil (19), ein
Durchflußbegrenzungsventil (24) und eine Einspritzdüse (22)
aufweisen und jeweils über eine Kraftstoffzuführung (9) mit
Kraftstoff versorgt sind, und mit einem Steuergerät (1), das zum
Einspritzen einer vorbestimmten Kraftstoffmenge in einen
Brennraum (23) eines der Zylinder (7), das entsprechende
Steuerventil (19) für eine mit der vorbestimmten Kraftstoffmenge
korrelierten Einspritzzeitdauer z. B. elektrisch betätigt, wobei
das betätigte Steuerventil (19) das zugehörige Einspritzventil
(20) z. B. hydraulisch betätigt, wobei das betätigte
Einspritzventil (20) die Kraftstoffzuführung (9) stromauf der
Einspritzdüse (22) öffnet, so daß Kraftstoff in den Brennraum
(23) einspritzt, wobei das stromauf des Einspritzventils (20) in
der Kraftstoffzuführung (9) angeordnete
Durchflußbegrenzungsventil (24) die Kraftstoffzuführung (9)
sperrt, wenn die das Durchflußbegrenzungsventil (24)
durchströmende bzw. die daraus abströmende Kraftstoffmenge eine
Kraftststoffmaximalmenge erreicht, und erst dann wieder öffnet,
wenn die Kraftstoffzuführung (9) stromab des
Durchflußbegrenzungsventils (24) gesperrt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Einspritzeinheit (6) wenigstens
ein Sensor (14, 16) zugeordnet ist, mit dem eine Leckage in der
Kraftstoffzuführung (9) stromab des Durchflußbegrenzungsventils
(24) feststellbar ist und der ein diese Leckage signalisierendes
Lecksignal an das Steuergerät (1) sendet, wobei das Steuergerät
(1) denjenigen Zylinder (7), für dessen zugehörige
Einspritzeinheit (6) ein solches Lecksignal vorliegt, von der
Kraftstoffzuführung (9) trennt, in dem das Steuergerät (1) für
diesen Zylinder (7) die Einspritzzeitdauer soweit vergrößert,
daß die damit korrelierte Kraftstoffmenge größer als die
Kraftstoffmaximalmenge ist.
2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor als Klopfsensor (16)
ausgebildet ist, der eine Geräuschentwicklung im jeweiligen
Zylinder (7) überwacht.
3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor als Drucksensor (14)
ausgebildet ist, der den im jeweiligen Zylinder (7) herrschende
Druck überwacht.
4. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (1) zum
Abtrennen eines der Zylinder (7) von der zugehörigen
Kraftstoffzuführung (9) die Einspritzzeitdauer maximal bis zum
dreifachen einer im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine
vorgesehenen maximalen Einspritzzeitdauer vergrößert.
5. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (1) zum
Abtrennen eines der Zylinder (7) von der zugehörigen
Kraftstoffzuführung (9) die Einspritzzeitdauer maximal bis 300°
kw vergrößert.
6. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (1) zum
Abtrennen eines der Zylinder (7) von der zugehörigen
Kraftstoffzuführung (9) die Einspritzzeitdauer auf 105° kw
vergrößert.
Priority Applications (5)
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| DE19860468A DE19860468A1 (de) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | Kraftstoffeinspritzanlage |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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