DE102015221244A1 - Fuel injection system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem (1) einer Brennkraftmaschine, mit einer Niederdruckpumpe (8), die mit Niederdruck beaufschlagten Kraftstoff zu einer Hochdruckpumpe (10) liefert, die mindestens ein Pumpenelement (21) aufweist, das mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff zu einem Hochdruckspeicher (30) liefert, wobei die Hochdruckpumpe (10) mindestens ein zusätzliches Pumpenelement (22) aufweist, das mit einem zusätzlichen Hochdruckspeicher (65) verbunden ist. Um das Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere im Hinblick auf seine Funktion und/oder seinen Wirkungsgrad, zu verbessern, ist dem zusätzlichen Pumpenelement (22) eine Saugventileinrichtung (60) zugeordnet.The invention relates to a fuel injection system (1) of an internal combustion engine, comprising a low pressure pump (8) supplying low pressure fuel to a high pressure pump (10) having at least one pump element (21) supplying high pressure fuel to a high pressure accumulator (30 ), wherein the high-pressure pump (10) has at least one additional pump element (22) which is connected to an additional high-pressure accumulator (65). In order to improve the fuel injection system, in particular with regard to its function and / or its efficiency, a suction valve device (60) is associated with the additional pump element (22).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einer Niederdruckpumpe, die mit Niederdruck beaufschlagten Kraftstoff zu einer Hochdruckpumpe liefert, die mindestens ein Pumpenelement aufweist, das mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff zu einem Hochdruckspeicher liefert, wobei die Hochdruckpumpe mindestens ein zusätzliches Pumpenelement aufweist, das mit einem zusätzlichen Hochdruckspeicher verbunden ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kraftstoffeinspritzsystems. The invention relates to a fuel injection system of an internal combustion engine, with a low-pressure pump, which supplies fuel subjected to low pressure to a high-pressure pump having at least one pump element which supplies high-pressure fuel to a high-pressure accumulator, wherein the high-pressure pump has at least one additional pump element, which with a additional high-pressure accumulator is connected. The invention further relates to a method for operating such a fuel injection system.
Stand der TechnikState of the art
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einer Niederdruckpumpe, die mit Niederdruck beaufschlagten Kraftstoff zu einer Hochdruckpumpe liefert, die mindestens ein Pumpenelement aufweist, das mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff zu einem Hochdruckspeicher liefert, wobei die Hochdruckpumpe mindestens ein zusätzliches Pumpenelement aufweist, das mit einem zusätzlichen Hochdruckspeicher verbunden ist, insbesondere im Hinblick auf seine Funktion und/oder seinen Wirkungsgrad, zu verbessern. The object of the invention is to provide a fuel injection system of an internal combustion engine, with a low-pressure pump which supplies low-pressure fuel to a high-pressure pump, which has at least one pump element which supplies high-pressure fuel to a high-pressure accumulator, wherein the high-pressure pump has at least one additional pump element, which is connected to an additional high-pressure accumulator, in particular with regard to its function and / or its efficiency to improve.
Die Aufgabe ist bei einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einer Niederdruckpumpe, die mit Niederdruck beaufschlagten Kraftstoff zu einer Hochdruckpumpe liefert, die mindestens ein Pumpenelement aufweist, das mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff zu einem Hochdruckspeicher liefert, wobei die Hochdruckpumpe mindestens ein zusätzliches Pumpenelement aufweist, das mit einem zusätzlichen Hochdruckspeicher verbunden ist, dadurch gelöst, dass dem zusätzlichen Pumpenelement eine Saugventileinrichtung zugeordnet ist. Bei der Saugventileinrichtung handelt es sich vorzugsweise um ein elektrisches Saugventil. Das Saugventil enthält besonders vorteilhaft Komponenten eines herkömmlichen Saugventils. Die Komponenten des herkömmlichen Saugventils brauchen für die Verwendung im hier beanspruchten Saugventil nur geringfügig verändert zu werden, insbesondere größenmäßig angepasst werden. The object is with a fuel injection system of an internal combustion engine, with a low-pressure pump, the low-pressure fuel supplied to a high-pressure pump having at least one pump element which supplies high-pressure fuel to a high-pressure accumulator, the high-pressure pump having at least one additional pump element with an additional high-pressure accumulator is connected, achieved in that the additional pump element is associated with a suction valve device. The suction valve device is preferably an electric suction valve. The suction valve particularly advantageously contains components of a conventional suction valve. The components of the conventional suction valve need to be changed only slightly for use in the claimed here suction valve, in particular be adjusted in terms of size.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Saugventileinrichtung zwischen dem zusätzlichen Pumpenelement und einem Saugbereich des Kraftstoffeinspritzsystems angeordnet ist. Über die Saugventileinrichtung kann auf einfache Art und Weise Kraftstoff in einen Kompressionsraum oder Elementraum des zusätzlichen Pumpenelements angesaugt werden. Die Saugventileinrichtung ist zum Beispiel als elektronisches Saugventil ausgeführt. A preferred embodiment of the fuel injection system is characterized in that the suction valve device is arranged between the additional pump element and a suction region of the fuel injection system. Via the suction valve device, fuel can be sucked into a compression space or element space of the additional pump element in a simple manner. The suction valve device is designed, for example, as an electronic suction valve.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Saugventileinrichtung als elektromagnetisch betätigbares und druckgesteuertes 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt ist, wobei die Saugventileinrichtung in einem unbestromten Zustand durch eine Federkraft offen gehalten wird und durch Bestromen geschlossen werden kann, wobei die Saugventileinrichtung in ihrer Schließstellung eine Rückschlagventilfunktion aufweist. Die Rückschlagventilfunktion wird vorteilhaft mit Hilfe eines Ventilkolbens dargestellt, der durch eine Ventilfeder beaufschlagt ist. In der Öffnungsstellung ist eine Verbindung zwischen dem Kompressionsraum des zusätzlichen Pumpenelements und dem Saugbereich freigegeben. In der Schließstellung wird diese Verbindung durch den Ventilkolben unterbrochen. A further preferred embodiment of the fuel injection system is characterized in that the Saugventileinrichtung is designed as electromagnetically actuated and pressure controlled 2/2-way valve with an open position and a closed position, wherein the Saugventileinrichtung is kept open in a de-energized state by a spring force and closed by energizing can, wherein the suction valve means in its closed position has a check valve function. The check valve function is advantageously represented by means of a valve piston, which is acted upon by a valve spring. In the open position, a connection between the compression space of the additional pump element and the suction area is released. In the closed position, this connection is interrupted by the valve piston.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Saugventileinrichtung an das zusätzliche Pumpenelement angebaut ist. Das liefert den Vorteil, dass ein zusätzliches Ventilgehäuse ganz oder teilweise entfallen kann. Another preferred embodiment of the fuel injection system is characterized in that the Saugventileinrichtung is attached to the additional pump element. This provides the advantage that an additional valve housing can be omitted completely or partially.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Saugventileinrichtung einen Ventilkolben mit einem tellerartigen Schließkörper aufweist, der in einem Kompressionsraum des zusätzlichen Pumpenelements angeordnet ist und der ein Durchgangsloch, das den Kompressionsraum des zusätzlichen Pumpenelements mit dem Saugbereich verbindet, freigibt oder verschließt. Eine Dichtstelle zum Darstellen eines Ventilsitzes ist vorteilhaft an dem Zylinderkopf ausgebildet. Beim Öffnen bewegt sich der tellerartige Schließkörper in den Kompressionsraum des zusätzlichen Pumpenelements hinein. Another preferred exemplary embodiment of the fuel injection system is characterized in that the suction valve device has a valve piston with a plate-like closing body which is arranged in a compression space of the additional pump element and which opens or closes a through-hole which connects the compression space of the additional pump element to the suction region. A sealing point for representing a valve seat is advantageously formed on the cylinder head. When opening the plate-like closing body moves into the compression space of the additional pump element.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben durch eine Ventilfeder in eine Öffnungsstellung vorgespannt ist. Die Ventilfeder ist zum Beispiel als Schraubendruckfeder ausgeführt, die kostengünstig herstellbar ist. A further preferred embodiment of the fuel injection system is characterized in that the valve piston is biased by a valve spring into an open position. The valve spring is designed for example as a helical compression spring, which is inexpensive to produce.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Anker zwischen einem dem Schließkörper abgewandten Ende des Ventilkolbens und einer Ankerfeder eingespannt ist, deren Vorspannkraft größer als die Vorspannkraft der Ventilfeder ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass die Saugventileinrichtung im unbestromten Zustand geöffnet bleibt. Der Anker ist vorteilhaft als Tauchanker ausgeführt. Dabei ist der Anker vorteilhaft unabhängig von dem Ventilkolben bewegbar. Der Anker ist durch die Ankerfeder zwar gegen den Ventilkolben vorgespannt, doch kann sich der Ventilkolben im Betrieb der Saugventileinrichtung von dem Anker lösen. Another preferred exemplary embodiment of the fuel injection system is characterized in that an armature is clamped between an end of the valve piston facing away from the closing body and an armature spring whose pretensioning force is greater than the pretensioning force of the valve spring. This ensures in a simple manner that the suction valve device remains open in the de-energized state. The anchor is advantageously designed as a plunger anchor. In this case, the armature is advantageously movable independently of the valve piston. Although the armature is biased against the valve piston by the armature spring, the valve piston can come loose from the armature during operation of the suction valve device.
Bei einem Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Kraftstoffeinspritzsystems ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass das zusätzliche Pumpenelement in einem Pumpenmodus der Hochdruckpumpe über die Saugventileinrichtung ganz oder teilweise befüllt wird. Die Teilbefüllung wird vorteilhaft dadurch realisiert, dass die Federkraft der Ankerfeder zu einem definierten Zeitpunkt durch den bestromten Anker weggenommen wird. Der als Tauchanker ausgeführte Anker wird beim Bestromen der Saugventileinrichtung durch den Magnetfluss um eine Spule an einen Pol herausgezogen. Dadurch wird die Kraft der Ankerfeder kompensiert. Die Druckdifferenz am Ventilkolben der Saugventileinrichtung wirkt vorteilhaft schließend. In a method for operating a fuel injection system described above, the above-mentioned object is alternatively or additionally achieved in that the additional pump element is completely or partially filled in a pump mode of the high-pressure pump via the suction valve device. The partial filling is advantageously realized in that the spring force of the armature spring is removed at a defined time by the energized armature. When the suction valve device is energized, the armature, which is designed as a plunger armature, is pulled out by the magnetic flux around a coil to a pole. As a result, the force of the armature spring is compensated. The pressure difference on the valve piston of the suction valve device has an advantageous closing effect.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Saugventileinrichtung im Pumpenmodus der Hochdruckpumpe geschlossen gehalten wird, um eine Nullförderung des zusätzlichen Pumpenelements zu ermöglichen. In einem Motorbetriebszustand wird die Hochdruckpumpe mit hydraulischer Energie aus dem zusätzlichen Hochdruckspeicher über das zusätzliche Pumpenelement angetrieben. Im Motorbetriebszustand bleibt die Saugventileinrichtung geschlossen. Durch die Rückschlagventilfunktion wird dabei trotzdem sichergestellt, dass der an sich geschlossene Ventilkolben bei einem höheren Druck im Saugbereich öffnet. A preferred embodiment of the method is characterized in that the suction valve device is kept closed in the pump mode of the high pressure pump to allow zero delivery of the additional pump element. In an engine operating condition, the high pressure pump is driven with hydraulic energy from the additional high pressure accumulator via the additional pump element. In the engine operating state, the suction valve device remains closed. Nevertheless, it is ensured by the check valve function that the self-contained valve piston opens at a higher pressure in the suction region.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Saugventileinrichtung, eine Hochdruckpumpe, ein zusätzliches Pumpenelement, einen Zylinderkopf, einen Ventilkolben und/oder einen Anker für das vorab beschriebene Kraftstoffeinspritzsystem. Die genannten Teile sind separat handelbar. The invention further relates to a suction valve device, a high-pressure pump, an additional pump element, a cylinder head, a valve piston and / or an armature for the fuel injection system described above. The parts mentioned are separately tradable.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochdruckventileinrichtung zwischen dem zusätzlichen Pumpenelement und dem zusätzlichen Hochdruckspeicher angeordnet ist. So kann mit dem zusätzlichen Pumpenelement auf einfache Art und Weise eine hydraulische Boostfunktion dargestellt werden. Die Hochdruckventileinrichtung ermöglicht in einem Pumpenmodus oder Pumpenbetrieb der Hochdruckpumpe einen Volumenstrom von dem zusätzlichen Pumpenelement zu dem zusätzlichen Hochdruckspeicher. In einem Motormodus oder Motorbetrieb der Hochdruckpumpe ermöglicht die Hochdruckventileinrichtung einen Volumenstrom in der entgegengesetzten Richtung, also von dem zusätzlichen Hochdruckspeicher zu dem zusätzlichen Pumpenelement. A further preferred embodiment of the fuel injection system is characterized in that a high-pressure valve device is arranged between the additional pump element and the additional high-pressure accumulator. Thus, with the additional pump element in a simple manner, a hydraulic boost function can be displayed. The high pressure valve device allows in a pump mode or pump operation of the high pressure pump, a volume flow from the additional pump element to the additional high pressure accumulator. In an engine mode or engine operation of the high-pressure pump, the high-pressure valve device allows a volume flow in the opposite direction, ie from the additional high-pressure accumulator to the additional pump element.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckbegrenzungsventileinrichtung zwischen dem zusätzlichen Hochdruckspeicher und dem Saugbereich des Kraftstoffeinspritzsystems angeordnet ist. Die Druckbegrenzungsventileinrichtung dient vorteilhaft dazu, ein maximales Hochdruckniveau in einem Hochdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems sicherzustellen. A further preferred embodiment of the fuel injection system is characterized in that a pressure limiting valve device is arranged between the additional high-pressure accumulator and the suction region of the fuel injection system. The pressure limiting valve device advantageously serves to ensure a maximum high pressure level in a high pressure region of the fuel injection system.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckpumpe eine Überströmventileinrichtung zugeordnet ist. Die Überströmventileinrichtung dient vorteilhaft dazu, ein Rückführen von Kraftstoff in einen Rücklauf des Kraftstoffeinspritzsystems zu regeln. Another preferred exemplary embodiment of the fuel injection system is characterized in that the high-pressure pump is assigned an overflow valve device. The spill valve means advantageously serves to regulate a return of fuel in a return of the fuel injection system.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Es zeigen: Show it:
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
In einem Tankbereich
In der Hydraulikleitung
Das Rückschlagventil
Die Hochdruckpumpe
Das Pumpenelement
In dem Hochdruckpumpengehäuse
Das Antriebselement
Das Pumpenelement
Dem Hochdruckspeicher
Der Hochdruckpumpeninnenraum
Darüber hinaus sind an das Hochdruckpumpengehäuse
Die Hydraulikleitung
Das elektronische Saugventil
Von dem Kompressionsraum
In der Hydraulikleitung
Die Hydraulikleitung
In dem Druckbereich
Zwischen der Hochdruckventileinrichtung
In der Hydraulikleitung
Durch das in
Der zusätzliche Hochdruckspeicher
Bei einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs kann die in dem zusätzlichen Hochdruckspeicher
In dem Kraftstoffeinspritzsystems
Das zusätzliche Pumpenelement
Die Verbindung zwischen dem Kompressionsraum
Das Befüllen der Pumpenelemente
In
Der Zylinderkopf
Das Durchgangsloch
In
In
Der tellerartige Schließkörper
Bei geschlossenem Ventilsitz
Die Saugventileinrichtung
Die Ankerfeder
Die in
In einem Pumpprozess oder Pumpbetrieb des zusätzlichen Pumpenelements strömt ein Kraftstoffvolumenstrom in umgekehrter Richtung von dem Kompressionsraum
Die Rückschlagventilfunktion des Ventilkolbens
Die Teilbefüllung wird dadurch realisiert, dass die Federkraft der Ankerfeder
Bei einer Volumenstromrichtung vom Kompressionsraum
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE102015221244.0A Withdrawn DE102015221244A1 (en) | 2015-10-30 | 2015-10-30 | Fuel injection system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102015221244A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009027644A1 (en) | 2009-07-13 | 2011-01-20 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection system, particularly common-rail-system, has high-pressure pump, which delivers fuel to high-pressure reservoir, where high-pressure pump is impinged with high-pressure |
DE102010039207A1 (en) | 2010-08-11 | 2012-02-16 | Robert Bosch Gmbh | Diesel fuel injection system i.e. common-rail injection system, for self-activating combustion engine, has pump with pump casing, and relief valve whose control side comprising plunger space is arranged between roller shaft and pump piston |
-
2015
- 2015-10-30 DE DE102015221244.0A patent/DE102015221244A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009027644A1 (en) | 2009-07-13 | 2011-01-20 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection system, particularly common-rail-system, has high-pressure pump, which delivers fuel to high-pressure reservoir, where high-pressure pump is impinged with high-pressure |
DE102010039207A1 (en) | 2010-08-11 | 2012-02-16 | Robert Bosch Gmbh | Diesel fuel injection system i.e. common-rail injection system, for self-activating combustion engine, has pump with pump casing, and relief valve whose control side comprising plunger space is arranged between roller shaft and pump piston |
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