DE19741532A1

DE19741532A1 - Fuel injection system for internal combustion engine

Info

Publication number: DE19741532A1
Application number: DE1997141532
Authority: DE
Inventors: Otto Schaefer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-09-20
Filing date: 1997-09-20
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2017-09-21
Also published as: DE19741532B4

Abstract

The system has a fuel reservoir, a high pressure fuel pump and at least one common rail for several direct injecting injection valves. Each valve has an extending connection piece (5) with a connection for a fuel feed line from the common rail, a fuel return line connection (12), an injection valve connection (10) and an integral stand pipe (11) enclosed by an annular chamber (9)

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a fuel injection system for an internal combustion engine according to the Preamble of claim 1.

Derartige Kraftstoffeinspritzanlagen sind beispielsweise aus EP 0678 668 A2, DE 195 12 270 A1 und aus dem Artikel "Common-Rail-Einspritzsystem" aus der DE-Z, MTZ 54 (1993) bekannt. Bei diesen Kraftstoffeinspritzanlagen fördert eine Kraftstoffhochdruckpumpe Brennstoff zu einer gemeinsamen Kraftstoffverteilerleitung (Common-Rail), an welche meh rere Kraftstoffeinspritzventile angeschlossen sind, die den Kraftstoff direkt in die Brennräume spritzen. Dabei wird den Einspritzventilen Kraftstoff über Kraftstoffzuleitungen vom Com mon-Rail zugeführt und überschüssiger Kraftstoff über Kraftstoffrücklaufleitungen zur Saug seite der Kraftstoffhochdruckpumpe abgeführt.Fuel injection systems of this type are known, for example, from EP 0678 668 A2, DE 195 12 270 A1 and from the article "Common Rail Injection System" from DE-Z, MTZ 54 (1993) known. In these fuel injection systems, a high-pressure fuel pump delivers Fuel to a common fuel rail (common rail), to which meh rere fuel injectors are connected, which direct the fuel into the combustion chambers inject. Fuel is injected from the Com mon-rail supplied and excess fuel via fuel return lines to the suction side of the high-pressure fuel pump.

Bei brennraumnaher, also tiefer Einbaulage eines Einspritzventiles im Zylinderkopf einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine besteht die Gefahr, die Kraftstoffzulaufleitungen vom Common-Rail und die Kraftstoffrücklaufleitungen derart im Zylinderkopf anordnen zu müssen, daß diese durch einen nicht mehr optimalen, nämlich geradlinigen, Verlauf zu lang werden bzw. strömungsmechanisch ungünstig verlaufen. Dies führt nicht nur zu wirtschaftli chen Problemen hinsichtlich erhöhter Herstellungs- und Montagekosten sondern auch zu technischen Schwierigkeiten, denn die durch heißen Kraftstoff und/oder auftretende Kraft stoffdruckschwankungen bzw. zu niedrigen Einspritzdruck entstandenen Dampfblasen in den Einspritzventilen können nicht über Kraftstoffrücklaufleitungen abgeführt werden, was zu Fehlzündungen, Materialschäden und zum Ausfall der Brennkraftmaschine führen kann.In the case of an injection valve in the cylinder head close to the combustion chamber, i.e. deep direct-injection internal combustion engine there is a risk of fuel supply lines from the common rail and to arrange the fuel return lines in the cylinder head must be too long due to a no longer optimal, namely rectilinear, course are or flow mechanically unfavorable. This not only leads to economic problems with increased manufacturing and assembly costs but also to technical difficulties because of the hot fuel and / or force fluctuations in the pressure of the substance or vapor bubbles that are too low the fuel injectors cannot be discharged via fuel return lines, which leads to Misfires, material damage and failure of the internal combustion engine can result.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage dahingehend zu verbessern, daß eine optimale Zu- und Abfuhr von Kraftstoff zum bzw. vom Einspritzventil bei brennraumnaher Einbaulage desselben gegeben ist. The invention has for its object a generic fuel injection system to improve that an optimal supply and discharge of fuel to and from Injection valve is given when it is installed close to the combustion chamber.

Die Lösung gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.The solution is achieved with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß den Einspritzventilen je ein Verbindungsstück aufge setzt ist, welches diese mit der Sang- und der Druckseite einer Kraftstoffhochdruckpumpe verbindet und ein mehr- oder einteiliges Gehäuse, einen Anschluß für eine Kraftstoffzulauf leitung, einen Kraftstoffrücklaufleitungsanschluß sowie einen Einspritzventilanschluß besitzt, desweiteren eine in das Verbindungsstück integrierte Steigleitung, die von einem Ringraum umschlossen wird aufweist.According to the invention it is provided that the injection valves each have a connecting piece is what this sets with the sang and the pressure side of a high pressure fuel pump connects and a multi-part or one-piece housing, a connection for a fuel supply line, a fuel return line connection and an injector connection, Furthermore, a riser integrated into the connector, which is from an annulus is enclosed.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Kraftstoffeinspritzanlage besteht darin, daß die Kraft stoffrücklaufleitungen direkt an den Common-Rail angeschlossen werden, was durch die Ausgestaltung eines Raumes im Common-Rail ermöglicht ist, der bezüglich der Kraftstoff hochdruckpumpe druckseitig von einem Überdruckventil begrenzt ist und Anschlüsse für die Kraftstoffrücklaufleitungen aufweist
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kraftstoffrücklaufleitungen mit einem Sammler verbunden.An advantageous embodiment of the fuel injection system is that the fuel return lines are connected directly to the common rail, which is made possible by the design of a space in the common rail, which is limited on the pressure side of the fuel high pressure pump by a pressure relief valve and connections for the fuel return lines having
In a further advantageous embodiment, the fuel return lines are connected to a collector.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß Steuerleitungsanschlüsse der Einspritzventile, die die Steuerleitungen des elektronischen Steuerkreises, der über ein Steuergerät die Steuerzeiten der Einspritzventile regelt, aufnehmen, mit diese verlängernden formsteifen Leitungsführungselementen ergänzt werden.Another advantageous embodiment is that the control line connections Injectors, which are the control lines of the electronic control circuit, the one Control unit regulates the timing of the injection valves, record them, with these extending dimensionally stable cable routing elements can be added.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus dem nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispiel.Further advantages and features of the invention result from the dependent claims and from the exemplary embodiment explained in more detail below with reference to a drawing.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 ein Verbindungsstück für ein Einspritzventil, Fig. 1 is a connector for an injector,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Common-Rail-Kraftstoffeinspritzanlage mit einem integrierten Überdruckventil, Fig. 2 is a schematic representation of a common rail fuel injection system with an integrated pressure relief valve,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Common-Rail-Kraftstoffeinspritzanlage mit ei nem Kraftstoffsammler und Fig. 3 is a schematic representation of the common rail fuel injection system with egg nem fuel collector and

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Einbaulage eines Einspritzventiles im Zylinder kopf. Fig. 4 is a schematic representation of the installation position of an injection valve in the cylinder head.

In der Zeichnung ist eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine dargestellt, mit einem Kraftstoffspeicher 1, einer Kraftstoffhochdruckpumpe 2, einem Common-Rail 3 für mehrere Einspritzventile 4 und einem Verbindungsstück 5. Der Kraftstoff wird dabei von der Kraftstoffhochdruckpumpe 2 über eine druckseitige Kraftstoffleitung 6 zum Common-Rail 3 und über einen Anschluß 7 für eine Kraftstoffzulaufleitung 8 zu dem Verbindungsstück 5 gefördert. Über eine innerhalb des Verbindungsstückes 5 verlaufende Steigleitung 11, die als Hülse ausgebildet ist, wird der überschüssige Kraftstoff über einen Kraftstoffrücklauflei tungsanschluß 12 zur Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe 2 abgeführt. Dabei dient ein konisch zulaufender Einsatz 13 am Verbindungsstück 5, der durch das Aufsetzen des Ver bindungsstückes 5 auf den Einspritzventilzulaufanschluß 14 durch einen konischen Abschnitt 15 dieses Anschlusses 14 dichtend aufsitzt, zur optimalen Dichtung der Verbindung zwi schen dem Verbindungsstück 5 und dem Einspritzventil 4. In Abhängigkeit von der Ausge staltung des Einspritzventilzulaufanschluß 14 könnte die Form des Einsatzes 13 natürlich auch kugelig, zylindrisch oder konisch sein.The drawing shows a fuel injection system for an internal combustion engine, with a fuel reservoir 1 , a high-pressure fuel pump 2 , a common rail 3 for a plurality of injection valves 4 and a connecting piece 5 . The fuel is delivered from the high-pressure fuel pump 2 via a pressure-side fuel line 6 to the common rail 3 and via a connection 7 for a fuel feed line 8 to the connecting piece 5 . Via a riser 11 extending within the connecting piece 5 , which is designed as a sleeve, the excess fuel is discharged via a fuel connection 12 connection to the suction side of the high-pressure fuel pump 2 . In this case, a tapered insert 13 is used on the connection piece 5, the connection piece by placing the Ver 5 to the injector inlet connection 14 sealingly seated by a conical portion 15 of this connector 14, for optimum sealing of the compound Zvi rule the connecting piece 5 and the injection valve. 4 Depending on the configuration of the injection valve inlet connection 14 , the shape of the insert 13 could of course also be spherical, cylindrical or conical.

Für das Einsetzen der Steigleitung 11 in das Verbindungsstück 5 ist dieses durch ein Ober teil 16 und ein Unterteil 17 mehrteilig ausgebildet. Bei einteiliger Ausgestaltung des Verbin dungsstückes 5 ist der Einsatz 13, bei ansonsten unveränderter Ausgestaltung des Verbin dungsstückes 5, mindestens so breit wie die Steigleitung 11 ausgebildet. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Common-Rail 3 besteht darin (Fig. 2), einen Raum 21 im Common-Rail 3 selbst auszubilden, der, bezüglich der Kraftstoffhochdruckpumpe 2, stromaufseitig von einem Überdruckventil 17 begrenzt ist und Anschlüsse 18 für die Kraft stoffrücklaufleitungen 19 aufweist.For the insertion of the riser 11 in the connecting piece 5 , this is formed in several parts by an upper part 16 and a lower part 17 . In a one-piece design of the connec tion piece 5 , the insert 13 , with an otherwise unchanged design of the connec tion piece 5 , is at least as wide as the riser 11 . An advantageous embodiment of the common rail 3 consists ( FIG. 2) of forming a space 21 in the common rail 3 itself which, with respect to the high-pressure fuel pump 2 , is delimited on the upstream side by a pressure relief valve 17 and has connections 18 for the fuel return lines 19 .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird gemäß Fig. 3 der von einer Kraftstoff hochdruckpumpe 2 in ein Common-Rail 3 und über eine Kraftstoffzufuhrleitung 8 in ein Ein spritzventil 4 geförderter Kraftstoff von dem Verbindungsstück 5 über eine Kraftstoffrücklauf leitung 19 in einen Sammler 20 gefördert.In a further advantageous embodiment, according to FIG. 3, the fuel delivered by a high-pressure fuel pump 2 into a common rail 3 and via a fuel supply line 8 into a fuel injector 4 , fuel is conveyed from the connecting piece 5 via a fuel return line 19 into a collector 20 .

Claims

1. Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffspeicher (1), einer Kraftstoffhochdruckpumpe (2) und mindestens einem Common-Rail (3) für meh rere, direkt einspritzende Einspritzventile (4), dadurch gekennzeichnet, daß jedem Ein spritzventil (4) ein dieses verlängerndes Verbindungsstück (5) zugeordnet ist, welches einen Anschluß (7) für eine Kraftstoffzulaufleitung (8) von dem Common-Rail (3), einen Kraftstoffrücklaufleitungsanschluß (12) sowie einen Einspritzventilanschluß (10) besitzt und desweiteren eine integrierte Steigleitung (11), die von einem Ringraum (9) um schlossen wird, aufweist.1. Fuel injection system for an internal combustion engine with a fuel accumulator ( 1 ), a high-pressure fuel pump ( 2 ) and at least one common rail ( 3 ) for several direct injection valves ( 4 ), characterized in that each one injection valve ( 4 ) has one an extending connecting piece ( 5 ) is assigned, which has a connection ( 7 ) for a fuel feed line ( 8 ) from the common rail ( 3 ), a fuel return line connection ( 12 ) and an injection valve connection ( 10 ) and furthermore an integrated riser line ( 11 ), which is closed by an annular space ( 9 ).

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (5) einteilig ausgebildet ist.2. Plant according to claim 1, characterized in that the connecting piece ( 5 ) is formed in one piece.

3. Anlage nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Common-Rail (3) ein dieses in voneinander getrennte Räume (21 und 22) teilendes Überdruckventil (17) derart zugeordnet ist, daß die Kraftstoffzulauf leitung (8) in den stromauf zum Überdruckventil (17) liegenden Raum (22) und Kraft stoffrücklaufleitungen (19) in den Raum (21) münden.3. Installation according to one or more of the preceding claims, characterized in that the common rail ( 3 ) is assigned a pressure relief valve ( 17 ) dividing it into separate spaces ( 21 and 22 ) in such a way that the fuel supply line ( 8 ) fuel return lines in the upstream of the pressure relief valve (17) located space (22) and force (19) in the space open (21).

4. Anlage nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kraftstoffrücklaufleitungen (19) mit einem Sammler (20) über die Sammlerzulaufanschlüsse (27) verbunden werden.4. Plant according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fuel return lines ( 19 ) are connected to a collector ( 20 ) via the collector inlet connections ( 27 ).

5. Anlage nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die von einem Steuergerät (26) kommenden Steuerleitungen (24), die mit den Einspritzventilen (4) über Steuerleitungsanschlüsse (25) verbunden sind, durch diese verlängernde, formsteife Leitungsführungselemente (23) ergänzt werden, die die Steuerleitungen (24) aufnehmen.5. Plant according to one or more of the preceding claims, characterized in that the control lines ( 24 ) coming from a control unit ( 26 ), which are connected to the injection valves ( 4 ) via control line connections ( 25 ), extend through these, dimensionally stable line routing elements ( 23 ) are added, which accommodate the control lines ( 24 ).