EP1776523A1 - Kraftstoffeinspritzsystem - Google Patents

Kraftstoffeinspritzsystem

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Publication number
EP1776523A1
EP1776523A1 EP05754068A EP05754068A EP1776523A1 EP 1776523 A1 EP1776523 A1 EP 1776523A1 EP 05754068 A EP05754068 A EP 05754068A EP 05754068 A EP05754068 A EP 05754068A EP 1776523 A1 EP1776523 A1 EP 1776523A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
fuel
valve
injection system
fuel injection
Prior art date
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Granted
Application number
EP05754068A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1776523B1 (de
Inventor
Hans-Peter Scheurer
Timo Steinbach
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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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1776523A1 publication Critical patent/EP1776523A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1776523B1 publication Critical patent/EP1776523B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other 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
    • F02M63/02—Fuel-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
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other 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
    • F02M63/0012—Valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/60—Fuel-injection apparatus having means for facilitating the starting of engines, e.g. with valves or fuel passages for keeping residual pressure in common rails

Definitions

  • the invention relates to a Kraftstoffeinspritzsys ⁇ system, in particular a common rail system, with a low-pressure region from which by means of a high-pressure fuel pump fuel pressurized high and is fed into a high-pressure fuel storage, are supplied from the injectors with fuel through the high-pressure fuel is injected into the combustion chamber of an internal combustion engine, the high-pressure pump, the high-pressure fuel accumulator and the injectors being associated with a high-pressure region.
  • Conventional fuel injection systems may have leaks caused by construction.
  • the injectors may have leaks. Due to the amount of leakage, a temperature-induced shrinkage of the fuel volume in the system can be compensated. When special fuel injection systems occur when starting the engine delays that are undesirable.
  • the object of the invention is to provide a fuel injection system, in particular a common rail system, with a low-pressure region, from which fuel with high-pressure fuel is pumped by means of a high-pressure fuel pump.
  • pressure is supplied and conveyed into a high-pressure fuel accumulator, from which injectors are supplied with fuel, by means of which the high-pressure fuel is injected into the combustion chamber of an internal combustion engine, the high-pressure pump, the high-pressure fuel accumulator and the injectors being assigned to a high-pressure region, to be created, can be avoided by the unwanted Ver ⁇ delays in starting the internal combustion engine.
  • the object is in a fuel injection system, in particular a common rail system, with ei ⁇ nem low pressure range, from which by means of a high-pressure fuel pump fuel is pressurized with high and is fed into a Kraftstoffhoch horrspei ⁇ cher, supplied from the injectors with fuel be injected through which the high-pressure fuel is injected into the combustion chamber of an internal combustion engine, wherein the high-pressure pump, the high-pressure fuel storage and the injectors are associated with a high-pressure region, achieved by a scrubtschventil ⁇ device is connected between the low-pressure region and the high-pressure region that When a negative pressure formation in the high-pressure region, fuel from the low-pressure region reaches the high-pressure region.
  • a preferred exemplary embodiment of the fuel injection system is characterized in that the non-return valve device has a high-pressure inlet, a high-pressure outlet and a low-pressure connection. Due to the design with two high-pressure connections and a low-pressure connection, the non-return valve device forms an adapter, which can be integrated into an existing fuel injection system without changing existing components.
  • the adapter or the check valve device can be mounted in a housing of the high-pressure pump, in a line between the high-pressure pump and the high-pressure fuel accumulator or at an inlet of the high-pressure fuel accumulator.
  • the adapter or the check valve device can also be provided at an outlet of the high-pressure fuel accumulator or in a high-pressure line between the high-pressure fuel accumulator and one of the injectors.
  • the non-return valve comprises an adapter housing with a high-pressure through-hole which has an extended section at one end of the adapter housing, in which a valve bushing is arranged.
  • the valve bushing preferably has a high-pressure passage hole, which is arranged in extension of the high-pressure passage hole formed in the adapter housing.
  • a high-pressure connection is provided, for example for the high-pressure pump or the high-pressure fuel accumulator.
  • a further high-pressure connection is provided, for example for the high-pressure fuel accumulator or an injector.
  • a further preferred exemplary embodiment of the fuel injection system is characterized in that the valve bush has a blind hole in which a valve spring is arranged, through which a valve ball is pressed against one end of a low-pressure through-hole whose other end has the low-pressure connection.
  • the shape and dimensions of the low-pressure passage hole and the valve ball are adjusted so that the valve ball closes the low-pressure passage hole at an end when it abuts against it.
  • a further preferred embodiment of the fuel injection system is characterized gekennzeich ⁇ net, that in the valve sleeve, a connecting groove is attached, which closes the blind hole with the high pressure through hole connects.
  • a further preferred exemplary embodiment of the fuel injection system is characterized in that the valve bushing has a through-hole extending in the radial direction, which communicates with the high-pressure through-hole and in which a valve sleeve is arranged, the opening to the low-pressure region and an opening having the high-pressure passage hole. Via the two openings of the valve sleeve, a connection is created between the low-pressure region and the high-pressure region.
  • a further preferred exemplary embodiment of the fuel injection system is characterized in that a valve ball bears against the opening of the valve sleeve to the high-pressure passage hole.
  • the shape and dimensions of the opening and the valve ball are adjusted so that the opening is closed when the valve ball rests against the ⁇ ff ⁇ voltage.
  • a further preferred exemplary embodiment of the fuel injection system is characterized in that the valve ball is brought into contact with the opening of the valve sleeve by a valve spring. pressure through hole is held. If negative pressure occurs in the high-pressure through-hole, the pressure in the low-pressure region ensures that the valve ball lifts against the biasing force of the valve spring from the opening, so that fuel can flow from the low-pressure region into the high-pressure region.
  • a further preferred embodiment of the fuel injection system is gekennzeich ⁇ net, that the valve spring and the valve ball are arranged in a protruding into the high-pressure passage hole ver ⁇ igmaigma portion of the valve sleeve, which is open to the high-pressure passage hole.
  • the valve spring and valve ball can be preassembled in the valve sleeve. The pre-assembled valve sleeve then "only needs to be pressed into the valve sleeve.
  • a further preferred exemplary embodiment of the fuel injection system is characterized in that the non-return valve device is integrated into an additional connection to the high-pressure fuel accumulator.
  • the additional connection creates a connection to the low pressure area.
  • a further preferred exemplary embodiment of the fuel injection system is characterized in that the low-pressure connection of the non-return valve device is connected to a return of the injectors.
  • Figure 1 is a schematic representation of a fuel injection system
  • Figure 2 is a schematic sectional view through a check valve device according to a first embodiment
  • Figure 3 is a schematic sectional view through a check valve device according to a second embodiment
  • Figure 4 is a schematic sectional view through a check valve device according to a third embodiment. Description of the embodiments
  • a Coitunon rail fuel injection system is shown schematically.
  • a low-pressure vessel 1 which is also referred to as a fuel tank
  • fuel is conveyed to a high-pressure pump 4 by means of a fuel feed pump 2 via a connecting line 3.
  • a connecting line 3 In the connecting line 3, an overflow valve 6 is arranged.
  • the low-pressure container 1, the fuel feed pump 2 and the connecting line 3 are subjected to low pressure and are therefore assigned to the low-pressure region.
  • a pressure control valve 8 is attached, which is connected via a line 9 to the Nieder ⁇ pressure vessel 1.
  • the high-pressure pump 4 starts a high-pressure line 10, which delivers the high-pressure fuel to a high-pressure fuel accumulator 12, which is also referred to as a common rail.
  • the high-pressure line 10, the high-pressure accumulator 12, the high-pressure line 14 and the injection valve 15 contain high-pressure fuel and are therefore assigned to the high-pressure region of the fuel injection system.
  • the fuel injection valve 15 From the fuel injection valve 15 performs a return line, the two sections 16 and 17 auf ⁇ has, to the low-pressure vessel 1.
  • a pressure-holding valve 18 is connected between the two sections 16 and 17 of the return line.
  • the pressure-maintaining valve 18 serves to maintain a minimum pressure of approximately 10 bar in the section 16 of the return line, which makes it possible to fill a coupling space between the piezoactuator and a control valve element in the fuel injection valve 15, irrespective of the operating state of the fuel injection system.
  • the operation of the fuel injection system is controlled by an electronic control unit 19.
  • a pressure limiting valve 20 is provided, which is in communication with the return line.
  • the pressure limiting valve 20 opens and the overpressure in the high-pressure fuel accumulator 12 is reduced to the low-pressure range.
  • injectors can be used which, due to their structural design, have no leakage. As a result, the system is absolutely leak-tight at standstill. Now, if the temperature difference between stopping and restarting the engine is very large, then it comes due to the tightness of the high pressure area and the shrinkage of the therein be ⁇ sensitive fuel volume to an outgassing of the air dissolved in the fuel. The outgassed air leads to an unacceptable start time delay when restarting. In order to avoid the formation of a negative pressure in the high-pressure system, which entails an undesirable start-time delay, a defined connection between the high and low pressure regions is produced according to the present invention, without impairing the system efficiency during operation by leakage.
  • a defined connection between the high-pressure and low-pressure regions is produced by means of a non-return valve device.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a non-return valve device according to the invention schematically in section.
  • an additional An ⁇ connection piece 21 is welded to an Kraftstoff ⁇ high pressure accumulator 12.
  • the connection piece 21 has a through-hole 22, which opens into the high-pressure fuel accumulator 12 and, after passing outwards, merges into a cylinder recess 24.
  • a valve spring 25 is angeord ⁇ net, which is biased against a valve ball 26.
  • the valve ball 26 is held by the valve spring 25 in sealing engagement with a funnel-shaped opening 27 of a connecting piece 28.
  • the connecting piece 28 is connected to a low-pressure connecting line (not shown).
  • the connecting piece 28 is mounted by means of a Kochsch ⁇ nut 29 to the connecting piece 21.
  • valve ball 26 rests against the funnel-shaped opening 27 such that no high-pressure fuel passes from the high-pressure fuel accumulator 12 via the connecting piece 28 into the low-pressure region. If a negative pressure arises in the high-pressure fuel accumulator 12, then the valve ball 26 lifts off from the funnel-shaped opening 27, so that fuel from the low-pressure region passes through the connecting piece 28 and the through-hole 22 into the high-pressure fuel accumulator 12.
  • the connecting piece 28 is preferably connected to the return of the injectors.
  • FIG. 3 shows a sectional view of a check valve device according to a second exemplary embodiment.
  • the non-return valve device is accommodated in an adapter housing 31, which essentially has the shape of a circular cylinder.
  • an adapter housing 31 Provided in the adapter housing 31 is a central high-pressure through-hole, through which, as indicated by arrows, high-pressure fuel is conducted from a high-pressure inlet to a high-pressure outlet.
  • the high-pressure pump or high-pressure fuel storage is connected to the high-pressure outlet.
  • the high-pressure fuel storage or an injector ange ⁇ closed for example, the high-pressure fuel storage or an injector ange ⁇ closed.
  • the central high-pressure passage 32 passes into an extended section 33 into which a valve bush 34 is pressed or screwed.
  • the valve sleeve 34 has a central high-pressure passage hole 35, which is arranged in extension of the high-pressure passage hole 32.
  • a blind hole 36 in which a valve spring 37 and a valve ball 38 are arranged is cut out in the end face of the valve bush 34 arranged in the adapter housing 31.
  • the valve spring 37 is biased against the valve ball 38 in such a way that the valve ball 38 is held in abutment against one end of a low-pressure through-hole 39, which extends in the axial direction parallel to the high-pressure through-hole 32 through the adapter housing 31.
  • a low-pressure connection 40 is provided at the end of the low-pressure through-hole 39 opposite the valve ball 38.
  • the blind hole 36 in the valve sleeve 34 communicates with the high-pressure passage hole 32 via a radially extending valve groove 41 recessed in the valve sleeve 34.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the check valve device according to the invention is shown in section.
  • the non-return valve device is accommodated in an essentially circular-cylindrical adapter housing 44.
  • the adapter housing 44 has a central high-pressure passage hole 45, at the ends of which in each case a high-pressure connection is arranged.
  • the adapter housing 44 like the adapter housing 31 shown in FIG. 3, can be mounted on the housing of a high-pressure pump as well as in a line between the high-pressure pump and the high-pressure fuel accumulator at the entrance to the high-pressure fuel accumulator.
  • the adapter housing can be mounted with appropriate adjustment of the cable length, as well as in a high-pressure line.
  • the central high-pressure through-hole 45 merges at one end into an enlarged section 46, into which a valve bush 47 is pressed or screwed.
  • the valve bushing 47 has a central high-pressure through-hole 48, which is arranged in extension of the high-pressure through-hole 45.
  • the diameter 49 of the central high-pressure through-hole 48 is the same as the diameter of the central high-pressure through-hole 45.
  • a radial through-hole 51 is provided in the valve bushing 47, which extends from the central high-pressure through-hole 48 and into an alignment with a radial through hole 50 is arranged in the adapter housing 44.
  • a valve sleeve 52 is pressed, which essentially has the Ges ⁇ talt a circular cylinder jacket which is closed at its ends.
  • One end of the valve sleeve 52 is arranged flush with the outer circumferential surface of the adapter housing 44.
  • the other end of the valve sleeve 52 protrudes into the central Hochtik ⁇ through-hole 48.
  • the valve sleeve 52 has an inner diameter 53 which is significantly smaller than the inner diameter 49 of the Hochtik gutgangs ⁇ hole 48.
  • an extended Ab ⁇ section 55 is attached, which is perforated.
  • a valve ball 57 and a valve spring 57 are arranged ange ⁇ .
  • the valve ball 57 is held by the prestressed valve spring 56 in contact with an opening 58 in the valve sleeve 52.
  • the valve sleeve 52 has an opening 61 which creates a connection between the interior of the valve sleeve 52 and a low-pressure passage hole 63 which extends in the axial direction parallel to the high-pressure passage hole 45 through the valve bushing 47 and the adapter housing 44.
  • a low pressure port 65 is provided at the outer end of the low pressure passage hole 63.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-System, mit einem Niederdruckbereich, aus dem mit Hilfe einer Kraftstoffhochdruckpumpe (4) Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt und in einen Kraftstoffhochdruckspeicher (12) gefördert wird, aus dem Injektoren (15) mit Kraftstoff versorgt werden, durch die der mit Hochdruck beaufschlagte Krakftstoff in den Brennraum einer Hochdruckpumpe (4), der Kraftstoffhochdruckspeicher (12) und die Injektoren (15) einem Hochdruckbereich zugeordnet sind. Um unerwünschte Verzörgerungen beim Starten der Brennkraftmaschine zu vermeiden, ist eine Rückschlagventileinrichtung so zwischen den Niederdruckbereich und den Hochdruckbereich geschaltet, dass bei einer Unterdruckbildung im Hochdruckbereich Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in den Hochdruckbereich gelangt.

Description

Kraftstoffeinspritzsystem
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsys¬ tem, insbesondere ein Common-Rail-System, mit einem Niederdruckbereich, aus dem mit Hilfe einer Kraft¬ stoffhochdruckpumpe Kraftstoff mit Hochdruck beauf- schlagt und in einen Kraftstoffhochdruckspeicher gefördert wird, aus dem Injektoren mit Kraftstoff versorgt werden, durch die der mit Hochdruck beauf¬ schlagte Kraftstoff in den Brennraum einer Brenn¬ kraftmaschine eingespritzt wird, wobei die Hoch- druckpumpe, der Kraftstoffhochdruckspeicher und die Injektoren einem Hochdruckbereich zugeordnet sind.
Stand der Technik
Herkömmliche Kraftstoffeinspritzsysteme können kon¬ struktionsbedingt Undichtigkeiten aufweisen. Zum Beispiel können die Injektoren Leckagestellen auf¬ weisen. Durch die Leckagemenge kann ein temperatur¬ bedingtes Schrumpfen des im System befindlichen Kraftstoffvolumens ausgeglichen werden. Bei spe¬ ziellen Kraftstoffeinspritzsystemen treten beim Starten der Brennkraftmaschine Verzögerungen auf, die unerwünscht sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoffein- spritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-System, mit einem Niederdruckbereich, aus dem mit Hilfe ei¬ ner Kraftstoffhochdruckpumpe Kraftstoff mit Hoch- druck beaufschlagt und in einen Kraftstoffhoch¬ druckspeicher gefördert wird, aus dem Injektoren mit Kraftstoff versorgt werden, durch die der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die Hochdruckpumpe, der Kraftstoffhochdruckspeicher und die Injektoren einem Hochdruckbereich zugeord¬ net sind, zu schaffen, durch das unerwünschte Ver¬ zögerungen beim Starten der Brennkraftmaschine ver- mieden werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Aufgabe ist bei einem Kraftstoffeinspritzsys- tem, insbesondere einem Common-Rail-System, mit ei¬ nem Niederdruckbereich, aus dem mit Hilfe einer Kraftstoffhochdruckpumpe Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt und in einen Kraftstoffhochdruckspei¬ cher gefördert wird, aus dem Injektoren mit Kraft- stoff versorgt werden, durch die der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die Hochdruckpumpe, der Kraftstoffhochdruckspeicher und die Injektoren einem Hochdruckbereich zugeordnet sind, dadurch gelöst, dass eine Rückschlagventil¬ einrichtung so zwischen den Niederdruckbereich und den Hochdruckbereich geschaltet ist, dass bei einer Unterdruckbildung im Hochdruckbereich Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in den Hochdruckbereich gelangt. Bei speziellen Kraftstoffeinspritzsystemen kommen Injektoren zum Einsatz, die so konstruiert sind, dass keine Leckage auftritt. Das führt dazu, dass das Kraftstoffeinspritzsystem bei einem Still¬ stand der Brennkraftmaschine absolut dicht ist. Wenn die Temperaturdifferenz zwischen Abstellen und einem erneuten Starten der Brennkraftmaschine sehr groß ist, dann kann es aufgrund der Dichtheit des Hochdruckbereichs und des temperaturbedingten Schrumpfens des darin befindlichen Kraftstoffvolu¬ mens zu einer Ausgasung der im Kraftstoff gelösten Luft kommen. Die ausgegaste Luft kann beim Starten zu der vorab erwähnten Startverzögerung führen. Durch die erfindungsgemäße Rückschlagventileinrich- tung wird eine definierte Verbindung zwischen dem Hochdruck- und dem Niederdruckbereich hergestellt, durch die ein sich eventuell im Hochdruckbereich einstellender Unterdruck abgebaut werden kann.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoff¬ einspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventileinrichtung einen Hochdruckzu¬ gang, einen Hochdruckabgang und einen Niederdruck- anschluss aufweist. Durch die Gestaltung mit zwei Hochdruckanschlüssen und einem Niederdruckanschluss bildet die Rückschlagventileinrichtung einen Adap¬ ter, der ohne Veränderung bestehender Komponenten in ein bestehendes Kraftstoffeinspritzsystem integ¬ riert werden kann. Der Adapter beziehungsweise die Rückschlagventileinrichtung kann in einem Gehäuse der Hochdruckpumpe, in einer Leitung zwischen der Hochdruckpumpe und dem Kraftstoffhochdruckspeicher oder an einem Eingang des Kraftstoffhochdruckspei¬ chers angebracht sein. Der Adapter beziehungsweise die Rückschlagventileinrichtung kann aber auch an einem Ausgang des Kraftstoffhochdruckspeichers oder in einer Hochdruckleitung zwischen dem Kraftstoff¬ hochdruckspeicher und einem der Injektoren vorgese¬ hen sein. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeich¬ net, dass das Rückschlagventil ein Adaptergehäuse mit einem Hochdruckdurchgangsloch umfasst, das an einem Ende des Adaptergehäuses einen erweiterten Abschnitt aufweist, in dem eine Ventilbuchse ange¬ ordnet ist. Die Ventilbuchse weist vorzugsweise ein Hochdruckdurchgangsloch auf, das in Verlängerung des in dem Adaptergehäuse ausgebildeten Hochdruck¬ durchgangslochs angeordnet ist. An einem Ende des Hochdruckdurchgangslochs ist ein Hochdruckanschluss zum Beispiel für die Hochdruckpumpe oder den Kraft¬ stoffhochdruckspeicher vorgesehen. An dem anderen Ende des Hochdruckdurchgangslochs ist ein weiterer Hochdruckanschluss zum Beispiel für den Kraftstoff¬ hochdruckspeicher oder einem Injektor vorgesehen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeich¬ net, dass die Ventilbuchse ein Sackloch aufweist, in dem eine Ventilfeder angeordnet ist, durch die eine Ventilkugel gegen ein Ende eines Niederdruck¬ durchgangslochs gedrückt wird, dessen anderes Ende den Niederdruckanschluss aufweist. Die Gestalt und die Abmessungen des Niederdruckdurchgangslochs und der Ventilkugel sind so abgestimmt, dass die Ven¬ tilkugel das Niederdruckdurchgangsloch an einem En¬ de verschließt, wenn sie daran anliegt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeich¬ net, dass in der Ventilbuchse eine Verbindungsnut angebracht ist, die das Sackloch mit dem Hochdruck- durchgangsloch verbindet. Wenn in dem Hochdruck¬ durchgangsloch ein Unterdruck entsteht, dann sorgt der Druck in dem Niederdruckdurchgangsloch dafür, dass die federvorgespannte Ventilkugel von dem Nie- derdruckdurchgangsloch abhebt, so dass Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich durch das Niederdruck¬ durchgangsloch und die Verbindungsnut in das Hoch¬ druckdurchgangsloch nachfließen kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeich¬ net, dass die Ventilbuchse ein sich in radialer Richtung erstreckendes Durchgangsloch aufweist, das mit dem Hochdruckdurchgangsloch in Verbindung steht und in dem eine Ventilhülse angeordnet ist, die ei¬ ne Öffnung zum Niederdruckbereich und eine Öffnung zu dem Hochdruckdurchgangsloch aufweist. Über die beiden Öffnungen der Ventilhülse wird eine Verbin¬ dung zwischen dem Niederdruckbereich und dem Hoch- druckbereich geschaffen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeich¬ net, dass an der Öffnung der Ventilhülse zu dem Hochdruckdurchgangsloch eine Ventilkugel anliegt. Die Gestalt und die Abmessungen der Öffnung und der Ventilkugel sind so abgestimmt, dass die Öffnung verschlossen ist, wenn die Ventilkugel an der Öff¬ nung anliegt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeich¬ net, dass die Ventilkugel durch eine Ventilfeder in Anlage an der Öffnung der Ventilhülse zu dem Hoch- druckdurchgangsloch gehalten wird. Wenn in dem Hochdruckdurchgangsloch Unterdruck entsteht, dann sorgt der Druck im Niederdruckbereich dafür, dass die Ventilkugel gegen die Vorspannkraft der Ventil- feder von der Öffnung abhebt, so dass Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in den Hochdruckbereich nachfließen kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeich¬ net, dass die Ventilfeder und die Ventilkugel in einem in das Hochdruckdurchgangsloch ragenden ver¬ längerten Abschnitt der Ventilhülse angeordnet sind, der zu dem Hochdruckdurchgangsloch geöffnet ist. Dadurch vereinfacht sich die Montage der Rück¬ schlagventileinrichtung. Die Ventilfeder und die Ventilkugel können in die Ventilhülse vormontiert werden. Die vormontierte Ventilhülse braucht dann "nur in die Ventilbuchse eingepresst zu werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeich¬ net, dass die Rückschlagventileinrichtung in einen zusätzlichen Anschluss an dem Kraftstoffhochdruck- Speicher integriert ist. Der zusätzliche Anschluss schafft eine Verbindung zum Niederdruckbereich.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzsystems ist dadurch gekennzeich- net, dass der Niederdruckanschluss der Rückschlag¬ ventileinrichtung mit einem Rücklauf der Injektoren in Verbindung steht. Dadurch kann Leitungslänge eingespart werden. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Er¬ findung ergeben sich aus der nachfolgenden Be¬ schreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeich¬ nung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprü¬ chen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale je¬ weils einzeln für sich oder in beliebiger Kombina¬ tion erfindungswesentlich sein.
Zeichnung
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems;
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Rückschlagventileinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Rückschlagventileinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
Figur 4 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Rückschlagventileinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist ein Coitunon-Rail-Kraftstoffeinspritz- system schematisch dargestellt. Aus einem Nieder- druckbehälter 1, der auch als Kraftstofftank be¬ zeichnet wird, wird mit Hilfe einer Kraftstoffför¬ derpumpe 2 über eine Verbindungsleitung 3 Kraft¬ stoff zu einer Hochdruckpumpe 4 gefördert. In der Verbindungsleitung 3 ist ein Überströmventil 6 an- geordnet. Der Niederdruckbehälter 1, die Kraft¬ stoffförderpumpe 2 und die Verbindungsleitung 3 sind mit Niederdruck beaufschlagt und werden des¬ halb dem Niederdruckbereich zugeordnet.
An der Hochdruckpumpe 4 ist ein Druckregelventil 8 angebracht, das über eine Leitung 9 an den Nieder¬ druckbehälter 1 angeschlossen ist. Außerdem geht von der Hochdruckpumpe 4 eine Hochdruckleitung 10 aus, die den mit Hochdruck beaufschlagten Kraft- stoff zu einem Kraftstoffhochdruckspeicher 12 lie¬ fert, der auch als Common-Rail bezeichnet wird. Von dem Hochdruckspeicher 12 gehen unter Zwischenschal¬ tung von Durchflussbegrenzern 13 Hochdruckleitungen 14 aus, die den mit Hochdruck beaufschlagten Kraft- stoff aus dem Hochdruckspeicher 12 zu Einspritzven¬ tilen 15 liefern, die auch als Injektoren bezeich¬ net werden und von denen in Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eines dargestellt ist. Die Hochdruckleitung 10, der Hochdruckspeicher 12, die Hochdruckleitung 14 und das Einspritzventil 15 ent¬ halten mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff und werden demzufolge dem Hochdruckbereich des Kraft¬ stoffeinspritzsystems zugeordnet. Von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 führt eine Rücklaufleitung, die zwei Abschnitte 16 und 17 auf¬ weist, zu dem Niederdruckbehälter 1. Zwischen die beiden Abschnitte 16 und 17 der Rücklaufleitung ist ein Druckhalteventil 18 geschaltet. Das Druckhalte¬ ventil 18 dient dazu, in dem Abschnitt 16 der Rück¬ laufleitung einen Mindestdruck von etwa 10 bar auf¬ rechtzuerhalten, der unabhängig vom Betriebszustand des Kraftstoffeinspritzsystems ein Befüllen eines Kopplungsraums zwischen Piezoaktor und einem Steu¬ erventilglied in dem Kraftstoffeinspritzventil 15 ermöglicht. Der Betrieb des Kraftstoffeinspritzsys¬ tems wird durch ein elektronisches Steuergerät 19 gesteuert. An dem Kraftstoffhochdruckspeicher 12 ist ein Druckbegrenzungsventil 20 vorgesehen, das mit der Rücklaufleitung in Verbindung steht. Wenn der Druck in dem Kraftstoffhochdruckspeicher 12 ei¬ nen vorgegebenen maximalen Wert überschreitet, dann öffnet das Druckbegrenzungsventil 20 und der Über- druck in dem Kraftstoffhochdruckspeicher 12 wird in den Niederdruckbereich abgebaut.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Common-Rail-System können Injektoren verwendet werden, die aufgrund ihrer konstruktiven Auslegung keine Leckage aufwei¬ sen. Das führt dazu, dass das System bei Stillstand absolut dicht ist. Wenn nun die Temperaturdifferenz zwischen Abstellen und Wiederstart des Motors sehr groß ist, dann kommt es aufgrund der Dichtheit des Hochdruckbereichs und des Schrumpfens des darin be¬ findlichen Kraftstoffvolumens zu einer Ausgasung der im Kraftstoff gelösten Luft. Die ausgegaste Luft führt beim Wiederstart zu einer inakzeptablen StartZeitverzögerung. Um eine Unterdruckbildung im Hochdrucksystem, wel¬ che eine unerwünschte Startzeitverzögerung mit sich bringt zu vermeiden, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine definierte Verbindung zwischen Hoch- und Niederdruckbereich hergestellt, ohne dabei den Systemwirkungsgrad im Betrieb durch Leckage zu ver¬ schlechtern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Hilfe ei- ner Rückschlagventileinrichtung eine definierte Verbindung zwischen Hochdruck- und Niederdruckbe¬ reich hergestellt. Durch die Rückschlagventilein¬ richtung wird gewährleistet, dass während des Ab- kühlens des Systems, zum Beispiel bei Systemstill- stand, eine Verbindung zwischen Niederdruck- und Hochdruckbereich geöffnet wird, durch welche Kraft¬ stoff aus dem Niederdruckbereich in den Hochdruck¬ bereich nachfließen kann.
In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Rückschlagventileinrichtung schema¬ tisch im Schnitt dargestellt. An einen Kraftstoff¬ hochdruckspeicher 12 ist ein zusätzlicher An¬ schlussstutzen 21 angeschweißt. Der Anschlussstut- zen 21 weist ein Durchgangsloch 22 auf, das in den Kraftstoffhochdruckspeicher 12 mündet und nach au¬ ßen hin in eine Zylindersenkung 24 übergeht. In der Zylindersenkung 24 ist eine Ventilfeder 25 angeord¬ net, die gegen eine Ventilkugel 26 vorgespannt ist. Die Ventilkugel 26 wird durch die Ventilfeder 25 in dichtender Anlage an einer trichterförmigen Öffnung 27 eines Anschlussstücks 28 gehalten. An das An¬ schlussstück 28 wird eine (nicht dargestellte) Nie¬ derdruckverbindungsleitung angeschlossen. Das Anschlussstück 28 ist mit Hilfe einer Überwurf¬ mutter 29 an den Anschlussstutzen 21 montiert. Im normalen Betrieb des Kraftstoffeinspritzsystems liegt die Ventilkugel 26 so an der trichterförmigen Öffnung 27 an, dass kein mit Hochdruck beaufschlag¬ ter Kraftstoff aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher 12 über das Anschlussstück 28 in den Niederdruckbe¬ reich gelangt. Wenn in dem Kraftstoffhochdruckspei- cher 12 ein Unterdruck entsteht, dann hebt die Ven- tilkugel 26 von der trichterförmigen Öffnung 27 ab, so dass Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich durch das Anschlussstück 28 und das Durchgangsloch 22 in den Kraftstoffhochdruckspeicher 12 gelangt. Das An¬ schlussstück 28 ist vorzugsweise mit dem Rücklauf der Injektoren verbunden.
In Figur 3 ist eine Rückschlagventileinrichtung ge¬ mäß einem zweiten Ausführungsbeispiel im Schnitt dargestellt. Die Rückschlagventileinrichtung ist in einem Adaptergehäuse 31 untergebracht, das im We¬ sentlichen die Gestalt eines Kreiszylinders auf¬ weist. In dem Adaptergehäuse 31 ist ein zentrales Hochdruckdurchgangsloch vorgesehen, durch das, wie durch Pfeile angedeutet ist, mit Hochdruck beauf- schlagter Kraftstoff von einem Hochdruckeingang zu einem Hochdruckabgang geleitet wird. An dem Hoch¬ druckeingang ist zum Beispiel die Hochdruckpumpe oder der Kraftstoffhochdruckspeicher angeschlossen. An den Hochdruckabgang ist zum Beispiel der Kraft- stoffhochdruckspeicher oder ein Injektor ange¬ schlossen.
An einem Ende geht das zentrale Hochdruckdurch¬ gangsloch 32 in einen erweiterten Abschnitt 33 über, in den eine Ventilbuchse 34 eingepresst be¬ ziehungsweise eingeschraubt ist. Die Ventilbuchse 34 weist ein zentrales Hochdruckdurchgangsloch 35 auf, das in Verlängerung des Hochdruckdurchgangs- lochs 32 angeordnet ist. In der in dem Adapterge¬ häuse 31 angeordneten Stirnfläche der Ventilbuchse 34 ist ein Sackloch 36 ausgespart, in dem eine Ven¬ tilfeder 37 und eine Ventilkugel 38 angeordnet sind. Die Ventilfeder 37 ist so gegen die Ventilku- gel 38 vorgespannt, dass die Ventilkugel 38 gegen ein Ende eines Niederdruckdurchgangslochs 39 in An¬ lage gehalten wird, das in axialer Richtung paral¬ lel zu dem Hochdruckdurchgangsloch 32 durch das Adaptergehäuse 31 verläuft. An dem der Ventilkugel 38 entgegengesetzten Ende des Niederdruckdurch¬ gangslochs 39 ist ein Niederdruckanschluss 40 vor¬ gesehen. Das Sackloch 36 in der Ventilbuchse 34 steht über eine radial verlaufende Ventilnut 41, die in der Ventilbuchse 34 ausgespart ist, mit dem Hochdruckdurchgangsloch 32 in Verbindung.
Im normalen Betrieb des Kraftstoffeinspritzsystems herrscht in dem Hochdruckdurchgangsloch 32 ein grö¬ ßerer Druck als in dem Niederdruckdurchgangsloch 39. Demzufolge wird die Ventilkugel 38 in Folge der Druckdifferenz und durch die Vorspannkraft der Ven¬ tilfeder 37 gegen das innere Ende des Niederdruck¬ durchgangslochs 39 in Anlage gehalten, so dass kein mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff aus dem Hochdruckdurchgangsloch 32 in das Niederdruckdurch¬ gangsloch 39 gelangt. Wenn in dem Hochdruckdurch¬ gangsloch 32 temperaturbedingt ein Unterdruck ent¬ steht, dann hebt die Ventilkugel 38 gegen die Vor¬ spannkraft der Ventilfeder 37 von dem inneren Ende des Niederdruckdurchgangslochs 39 ab, so dass Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich durch das Niederdruckdurchgangsloch 39 und die Ventilnut 41 in das Hochdruckdurchgangsloch 32 nachfließen kann.
In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rückschlagventileinrichtung im Schnitt dargestellt. Die Rückschlagventileinrich¬ tung ist in einem im Wesentlichen kreiszylinderför- migen Adaptergehäuse 44 untergebracht. Das Adapter¬ gehäuse 44 weist ein zentrales Hochdruckdurchgangs¬ loch 45 auf, an dessen Enden jeweils ein Hochdruck- anschluss angeordnet ist. Das Adaptergehäuse 44 kann, ebenso wie das in Figur 3 dargestellte Adap- tergehäuse 31, sowohl am Gehäuse einer Hochdruck¬ pumpe als auch in einer Leitung zwischen Hochdruck¬ pumpe und Kraftstoffhochdruckspeicher beziehungs¬ weise am Eingang des Kraftstoffhochdruckspeichers angebracht sein. Das Adaptergehäuse kann bei ent- sprechender Anpassung der Leitungslänge, ebenso in einer Hochdruckleitung, angebracht sein.
Das zentrale Hochdruckdurchgangsloch 45 geht an ei¬ nem Ende in einen erweiterten Abschnitt 46 über, in den eine Ventilbuchse 47 eingepresst beziehungswei¬ se eingeschraubt ist. Die Ventilbuchse 47 weist ein zentrales Hochdruckdurchgangsloch 48 auf, das in Verlängerung des Hochdruckdurchgangslochs 45 ange¬ ordnet ist. Der Durchmesser 49 des zentralen Hoch- druckdurchgangslochs 48 ist genauso groß wie der Durchmesser des zentralen Hochdruckdurchgangslochs 45. Des Weiteren ist in der Ventilbuchse 47 ein ra¬ diales Durchgangsloch 51 vorgesehen, das von dem zentralen Hochdruckdurchgangsloch 48 ausgeht und in einer Flucht mit einem radialen Durchgangsloch 50 in dem Adaptergehäuse 44 angeordnet ist.
In das radiale Durchgangsloch 51 ist eine Ventil- hülse 52 eingepresst, die im Wesentlichen die Ges¬ talt eines Kreiszylindermantels aufweist, der an seinen Enden geschlossen ist. Ein Ende der Ventil¬ hülse 52 ist bündig zu der äußeren Umfangsflache des Adaptergehäuses 44 angeordnet. Das andere Ende der Ventilhülse 52 ragt in das zentrale Hochdruck¬ durchgangsloch 48. Die Ventilhülse 52 weist einen Innendurchmesser 53 auf, der deutlich kleiner als der Innendurchmesser 49 des Hochdruckdurchgangs¬ lochs 48 ist.
An dem in das Hochdruckdurchgangsloch 48 ragenden Ende der Ventilhülse 52 ist ein verlängerter Ab¬ schnitt 55 angebracht, der perforiert ist. In dem verlängerten Abschnitt 55 der Ventilhülse 52 sind eine Ventilkugel 57 und eine Ventilfeder 57 ange¬ ordnet. Die Ventilkugel 57 wird durch die vorge¬ spannte Ventilfeder 56 in Anlage an einer Öffnung 58 in der Ventilhülse 52 gehalten. Des Weiteren weist die Ventilhülse 52 eine Öffnung 61 auf, die eine Verbindung zwischen dem Innenraum der Ventil¬ hülse 52 und einem Niederdruckdurchgangsloch 63 schafft, das sich in axialer Richtung parallel zu dem Hochdruckdurchgangsloch 45 durch die Ventil¬ buchse 47 und das Adaptergehäuse 44 erstreckt. An dem äußeren Ende des Niederdruckdurchgangslochs 63 ist ein Niederdruckanschluss 65 vorgesehen.
Im normalen Betrieb des Kraftstoffeinspritzsystems herrscht in dem Hochdruckdurchgangsloch 45 ein hö- herer Druck als in dem Niederdruckdurchgangsloch 63. Durch die Druckdifferenz und die Vorspannkraft der Ventilfeder 56 wird die Ventilkugel 57 so in Anlage an der Öffnung 58 der Ventilhülse 52 gehal- ten, dass keine Verbindung zwischen dem Hochdruck¬ bereich und dem Niederdruckbereich besteht. Wenn in dem Hochdruckdurchgangsloch 45 Unterdruck entsteht, dann hebt die Ventilkugel 57 von der Öffnung 58 ab, so dass Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich durch das Niederdruckdurchgangsloch 63 und die Ventilhül¬ se 52 in das Hochdruckdurchgangsloch 45 nachfließen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere Common- Rail-System, mit einem Niederdruckbereich, aus dem mit Hilfe einer Kraftstoffhochdruckpumpe (4) Kraft¬ stoff mit Hochdruck beaufschlagt und in einen Kraftstoffhochdruckspeicher (12) gefördert wird, aus dem Injektoren (15) mit Kraftstoff versorgt werden, durch die der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschi¬ ne eingespritzt wird, wobei die Hochdruckpumpe (4), der Kraftstoffhochdruckspeicher (12) und die Injek¬ toren (15) einem Hochdruckbereich zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückschlagventil¬ einrichtung so zwischen den Niederdruckbereich und den Hochdruckbereich geschaltet ist, dass bei'-'einer Unterdruckbildung im Hochdruckbereich Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in den Hochdruckbereich gelangt.
2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventilein¬ richtung einen Hochdruckzugang, einen Hochdruckab¬ gang und einen Niederdruckanschluss (40;65) auf¬ weist.
3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, da¬ durch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil ein Adaptergehäuse (31;44) mit einem Hochdruckdurch¬ gangsloch (32;45) umfasst, das an einem Ende des Adaptergehäuses einen erweiterten Abschnitt (33;46) aufweist, in der eine Ventilbuchse (34;47) angeord¬ net ist.
4. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, da- durch gekennzeichnet, dass die Ventilbuchse (34) ein Sackloch (36) aufweist, in dem eine Ventilfeder
(37) angeordnet ist, durch die eine Ventilkugel
(38) gegen eine Ende eines Niederdruckdurchgangs¬ lochs (39) gedrückt wird, dessen anderes Ende den Niederdruckanschluss (40) aufweist.
5. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4, da¬ durch gekennzeichnet, dass in der Ventilbuchse (34) eine Verbindungsnut (41) angebracht ist, die das Sackloch (36) mit dem Hochdruckdurchgangsloch (32) verbindet.
6. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Ventilbuchse (47) ein sich in radialer Richtung erstreckendes Durch¬ gangsloch (51) aufweist, das mit dem Hochdruck¬ durchgangsloch (45) in Verbindung steht und in dem eine Ventilhülse (52) angeordnet ist, die eine Öff¬ nung (61) zum Niederdruckbereich und eine Öffnung (58) zu dem Hochdruckdurchgangsloch (45) aufweist.
7. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 6, da¬ durch gekennzeichnet, dass an der Öffnung (58) der Ventilhülse (52) zu dem Hochdruckdurchgangsloch (45) eine Ventilkugel (57) anliegt.
8. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 7, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Ventilkugel (57) durch eine Ventilfeder (56) in Anlage an der Öff- nung (58) der Ventilhülse (52) zu dem Hochdruck¬ durchgangsloch (45) gehalten wird.
9. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 8, da- durch gekennzeichnet, dass die Ventilfeder (56) und die Ventilkugel (57) in einem in das Hochdruck¬ durchgangsloch (45) ragenden verlängerten Abschnitt (55) der Ventilhülse (52) angeordnet sind, der zu dem Hochdruckdurchgangsloch (45) geöffnet ist.
10. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, da¬ durch gekennzeichnet:, dass die Rückschlagventilein¬ richtung in einen zusätzlichen Anschluss (21) an dem Kraftstoffhochdruckspeicher (12) integriert ist.
11. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der An¬ sprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet:, dass der Niederdruckanschluss (28; 40; 65) mit einem Rücklauf- der Injektoren in Verbindung steht.
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