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DE19860468A1 - Kraftstoffeinspritzanlage - Google Patents

Kraftstoffeinspritzanlage

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Publication number
DE19860468A1
DE19860468A1 DE19860468A DE19860468A DE19860468A1 DE 19860468 A1 DE19860468 A1 DE 19860468A1 DE 19860468 A DE19860468 A DE 19860468A DE 19860468 A DE19860468 A DE 19860468A DE 19860468 A1 DE19860468 A1 DE 19860468A1
Authority
DE
Germany
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fuel
injection
valve
fuel supply
cylinder
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.)
Withdrawn
Application number
DE19860468A
Other languages
English (en)
Inventor
Wilhelm Polach
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19860468A priority Critical patent/DE19860468A1/de
Priority to US09/465,842 priority patent/US6192854B1/en
Priority to GB9929761A priority patent/GB2345317B/en
Priority to JP11367593A priority patent/JP2000192840A/ja
Priority to FR9916524A priority patent/FR2787831A1/fr
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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
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • 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
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • 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
    • F02M63/02Fuel-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
    • F02M63/0205Fuel-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 for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine
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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

Stand der Technik
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.
Vorteile der Erfindung
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.
Zeichnungen
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.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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.
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 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.
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.
DE19860468A 1998-12-28 1998-12-28 Kraftstoffeinspritzanlage Withdrawn DE19860468A1 (de)

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US09/465,842 US6192854B1 (en) 1998-12-28 1999-12-17 Device for measuring the mass of a flowing medium
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